一种基于LED彩色发光阵列的结构表面应变直观评价方法与流程

本发明涉及结构表面应变的分析评价方法，尤其涉及一种基于LED彩色发光阵列的结构表面应变直观评价方法。

背景技术：

现行结构应变的测量分析方法主要有：（1）电阻应变法，通过测量电阻应变片对应于结构表面应变的电阻值变化，确定结构表面应变状态，其缺点有若应变片材料与结构材料的不一致，电阻应变片将产生附加电阻，影响测量精度等。（2）光弹应变法，将制作在结构表面并随结构一同变形的试件栅与不随结构变形的参考栅互相接触重叠，形成干涉云纹，对云纹进行分析来表征结构表面的应变状态，其缺点是测量精度受光栅尺度和精度的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于对LED彩色发光阵列的表观光色进行分析，从而定性或定量地评价结构表面应变状态的方法。

本发明的目的是这样实现的，一种基于LED彩色发光阵列的结构表面应变直观评价方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）在基板上制作若干组LED彩色发光单元，若干组LED彩色发光单元构成LED彩色发光阵列；

（2）对若干组LED彩色发光单元构成的LED彩色发光阵列进行校正，使各个LED彩色发光单元均显现白色；

（3）将基板贴合在被评价结构表面；

（4）目测或利用光色测量仪器分析基板表面LED彩色发光阵列的表观光色分布及变化，定性或定量评价相应结构表面的应变状态。所述LED彩色发光单元由红、绿、蓝三种光色的LED组成。

所述LED彩色发光单元由红、绿、蓝三种光色的LED组成。

所述基板材料与被评价结构材料的应变特性相同或相近，基板上LED彩色发光单元的组数及排列方式依据被评价结构表面的特点和评价要求而定。

所述LED彩色发光单元由红、绿、蓝三种光色的LED呈品字形排列构成。

本发明结构合理简单、生产制造容易、使用方便，可以用对工业设备、建筑、桥梁、水坝等工程领域的金属、混凝土等材质的结构表面的应变/应力状况进行分析。通过本发明，在基板上制作若干组LED彩色发光单元构成LED彩色发光阵列；LED彩色发光单元由红、绿、蓝3种光色的LED组成，基板上LED彩色发光单元的组数及排列方式依据被评价结构表面的特点和评价要求而定；基板材料与被评价结构材料的应变特性相同或相近；基板粘合在被评价结构表面。

由于基板固结在被评价结构的表面，且基板材料与被评价结构材料的应变特性相同或相近，结构表面的应变分布及变化传递到基板表面，一方面使LED彩色发光单元中3种光色的LED的封装体发生不同程度的形变而改变其光通量，另一方面使LED彩色发光单元中3种光色的LED之间的相对位置关系发生变化而改变其光通量的比例关系，而原理上，每组LED彩色发光单元因其所包含的3种光色的LED光通量比例的不同而显现出不同的表观光色，使基板上LED彩色发光阵列显现出与结构表面应变分布对应的表观光色分布。

优选的，利用光色测量仪器分析基板表面LED彩色发光阵列的表观光色分布及变化情况，定量分析待评价结构表面的应变分布及变化。

或者通过目测基板表面LED彩色发光阵列的表观光色分布及变化，定性分析待评价结构表面的应变分布及变化；

进一步的，基于结构表面应力与应变之间的关系，本方法也可用于评价结构表面应力分布及其变化。

进一步的，基于结构表面和结构其它部分的应力/应变关系，本方法也可用于评价结构各部分的应力/应变分布及其变化。

本发明利用基板表面LED彩色发光阵列的表观光色与被评价结构表面对应位置处应变之间的关系，定性或定量分析和评价相应结构表面的应变分布及变化，原理独特、操作简便易行。

综上，本发明利用基板表面LED彩色发光阵列的表观光色与被评价结构表面对应位置处应变之间的关系，定性或定量分析和评价相应结构表面的应变分布及变化，原理独特、操作简便易行。

附图说明

图1是本发明中LED彩色发光阵列总体结构示意图；

图2是本发明中基板上电源导线结构示意图；

图3是本发明中红、绿、蓝3种光色的LED芯片安装位置标示局部示意图；

图4是本发明中红、绿、蓝3种光色的LED芯片点胶、内连结构局部示意图；

图5是本发明中LED彩色发光单元结构剖视示意图。

图中：1基板、2LED彩色发光单元、20芯片电极、21红光LED芯片、22绿光LED芯片、23蓝光LED芯片、3LED供电导线、31电源正总导线、32电源负总导线、33电源正支路导线、34电源负支路导线、4粘片胶、41导电银胶、42绝缘胶、5芯片胶封、6键合引线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。

实施例：

如图1、2、3、4和5所示，一种基于LED彩色发光阵列的结构表面应变直观评价方法，在基板1上制作若干组LED彩色发光单元2，若干组LED彩色发光单元2构成LED彩色发光阵列，所述LED彩色发光单元2由红、绿、蓝3种光色的LED呈品字形排列构成，所述基板1与被评价结构材料的应变特性相同或相近，其具体实施步骤如下：

（1）在基板1上制作LED供电导线3，LED供电导线3包括电源正总导线31、电源负总导线32和若干电源正支路导线33、电源负支路导线34；在基板1上标示红、绿、蓝3种光色的LED芯片的安装位置R、G、B；

（2）在基板1表面标示的LED芯片安装位置R、G、B点注粘片胶4，将带有背面电极的GaAs衬底红光LED芯片21采用导电银胶41并点注在芯片电极20对应位置，将蓝宝石绝缘衬底绿光LED芯片22和蓝光LED芯片23采用绝缘胶42并点注在标示的安装位置中部，即蓝宝石绝缘衬底绿光LED芯片22和蓝光LED芯片23采用绝缘胶42分别点注在标示的G处、B处安装位置中部；

（3）将红、绿、蓝3种光色的LED芯片安置于基板1表面标示的安装位置R、G、B；

（4）预固胶，优选的预固胶温度150℃，预固胶时间3～5分钟；

（5）利用光色测量仪器校正基板1表面各个LED彩色发光单元2的表观光色：微调每组LED彩色发光单元中红、绿、蓝3种光色LED芯片的相对位置和朝向，使各个LED彩色发光单元的表观光色均显现为白色；

（6）固胶，固结芯片，优选的固结温度150～170℃，固结时间45～100分钟；

（7）键合引线6内连绿光LED芯片22和蓝光LED芯片23的芯片电极20至电源支路导线（电源正支路导线33、电源负支路导线34），优选的采用金丝球焊方式，或者硅铝丝压焊方式；红光LED芯片21通过导电银胶41内连至电源支路导线（电源正支路导线33、电源负支路导线34）；

（8）倒覆基板1使之与LED成型模槽贴合，并注入环氧封胶；

（9）预固胶，优选的预固胶温度150℃，时间4分钟；

（10）使基板1与LED成型模槽脱离；

（11）利用光色测量仪器二次校正基板1表面各个LED彩色发光单元的表观光色：微调每组LED彩色发光单元中已预固芯片胶封5的红、绿、蓝3种光色的LED的相对位置和朝向，使各个LED彩色发光单元的表观光色均显现为白色；

（12）固胶及老化，优选的固胶老化温度120℃，时间60分钟；

以上步骤完成基板的制作。

（13）将基板1粘结在待评价结构表面；

（14）优选的，采用光色测量仪器分析基板表面LED彩色发光阵列的表观光色分布及变化情况，据此定量分析待评价结构表面的应变状态；

或者，通过目测基板表面LED彩色发光阵列的表观光色分布及变化，定性分析待评价结构表面的应变状态。

熟知本领域的人士将理解，虽然这里为了便于解释已描述了具体实施例，但是可在不背离本发明精神和范围的情况下做出各种改变。因此，除了所附权利要求之外，不能用于限制本发明。