中国计量科学研究院为LED产品制定量值测算等相关国家标准

专家——刘 慧 中国计量科学研究院光学与激光计量科学研究所室主任

北京奥运会开幕式上的历史画卷和梦幻五环给人留下了深刻印象。但是，没有多少人知道，“导演”这一幕的功臣，却是一个名为LED（发光二极管）的产品。

“2008年北京奥运会上LED照明的投入约为5亿元，其大量的应用预示着LED照明技术在电子和照明行业的前景是非常广阔的。”中国计量科学研究院副研究员刘慧说。刘慧所在的光学与激光计量科学研究所光度室，目前正在制定LED产品量值测算以及相关国家标准。

20世纪60年代，第一只应用半导体PN结发光源原理制成的LED问世。由于其光效较低，当时只能在电器设备和仪器仪表上作为指示灯使用。在经历了30多年的发展后，LED光色更加丰富。90年代初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功，使LED逐渐进入显示和照明领域。目前，LED广泛应用于交通信号、室外夜景照明、室内装饰和功能照明，LED显示屏已成为公共设施的标准配置。随着技术的进步和新型太阳光谱白光LED的研制，人们对LED的开发和应用越来越广泛。

中国是LED产品的生产和使用大国，2007年中国LED应用市场销售收入42亿美元，复合封装产量占全球的15%。随着LED产业的飞速发展，行业内要求对LED的光、色、电、热参数进行准确测量，以便于企业进行质量控制和产品销售。我国有许多企业已逐步研发成功了涉及LED芯片、发光材料、LED管、LED灯等产业链条上、中、下游各个环节的检测仪器，包括实验室研发用的检测仪器、生产线上的自动检测和分选设备以及产品的品质检验用仪器。

但是，由于受某些仪器制造技术水平的制约以及对LED测量标准尚存认识差距，使得各个厂家之间的仪器测量结果往往存在明显的差别。对于同一LED管子，两个厂家之间的测量结果可能存在百分之十几甚至百分之几十的误差，远远超过一般的光度测量精度范围。

刘慧介绍，目前LED测量仪器的量值溯源方法不统一，仅由于仪器定标引起的不确定度就远高于其他光度仪器。因此急需建立LED专用标准和量值溯源体系。LED的各项光、色参量尽管可以溯源到已经建立的计量基标准，但LED有其自身的特性，不能完全依照现在白炽灯的测试方法。

目前中国计量科学研究院光学与激光技术研究所正在进行这方面的研究工作，采用与客户实际使用的参数一致或接近的LED作为传递标准，这样可以提高测量结果的一致性，降低对测量仪器的要求和人员素质的要求。准确一致的测量结果是产业健康发展、规范市场秩序、公平竞争的前提和保证。

LED光、色参数专用计量标准的建立将统一LED的光度和色度、辐射度及电参数的计量校准和量值传递方法，对我国LED的生产、应用以及出口创汇将起到推进的作用。一方面可以促进我国LED产品质量的提高，对目前量值传递不一致的现状起到规范作用；一方面，随着经济全球化的发展，对测量数据互认的需求日益增加，其基础取决于各国计量基准的水平和一致性。

为此，国际计量局（BIPM）也根据WTO的要求，邀请各国计量院经过讨论于1999年签订了《国家计量基准和国家计量院签发的校准和测量证书相互承认协议》（MRA），提出了各国的计量基准和国家计量院签发的校准、测量证书的互认方案。国际标准化组织（ISO）新修订的实验室能力评价国际标准（ISO17025-2000）已明确规定，对各类实验室出具的所有测量数据都必须有溯源性，即能溯源到本国的计量基准上。

中国计量科学研究院代表中国参加了1997~1998年由国际计量委员会光度辐射度咨询委员会（CCPR）组织的发光强度单位国际比对，共16个国家参加，比对结果表明我国发光强度单位与国际平均值仅相差0.16％，处于国际先进行列。同时，我国还参加了光度计响应度的国际比对，此次参加的国家共有15个，其中有4个国家的量值与平均值相差≤0.2% ， 我国的偏差为0.2% ，这些数据说明我国发光强度单位与国际平均值甚为符合。

目前，我国所有的光度项目均已进入了国际校准和互认数据库CMC，也就是说在这些项目上我们出具的证书是国际互认的，不需重复检测。