一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具制造技术

本发明专利技术所提供了一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具，可实现对太阳光全光谱的模拟，波长范围能够达到295nm‑2500nm，充分涵盖太阳光到达地表的所有光谱线波长，能够在植物工厂条件满足不同蔬菜瓜果所需的太阳光照，在植物厂条件下生产各地区不同季节生长条件下的蔬菜瓜果。在大规模植物工厂中，由于本发明专利技术设计所提供的光照条件合理，可以有效促进了植物的光合作用及微量元素吸收，同时降低能耗益，还可与植物工厂专家系统，根据所种地区特定季节的蔬菜瓜果选择相应的控制信息，达到智能调光控制的效果，从而具有了现有技术中所不具备的诸多有益效果。

A Full Spectrum Plant Lamp Simulating Sunlight

The invention provides a full spectrum plant lamp for simulating sunlight, which can simulate the whole spectrum of sunlight. The wavelength range can reach 295 nm 2500 nm, fully covering all spectral line wavelengths of sunlight reaching the surface, satisfying the sunlight required by different vegetables, melons and fruits in plant factory conditions, and producing growing strips in different seasons in different regions under plant factory conditions. Vegetables and fruits. In large-scale plant factories, because the illumination conditions provided by the design of the invention are reasonable, the photosynthesis of plants and the absorption of trace elements can be effectively promoted, and the energy consumption can be reduced at the same time, and the corresponding control information can be selected with the expert system of plant factories according to the vegetables, melons and fruits of the specific season in the planted area, so as to achieve the effect of intelligent dimming control, thus having the existing technology. There are many beneficial effects that are not available.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具
本专利技术照明灯具
，尤其涉及一种人工模拟太阳光全光谱的植物用灯具。
技术介绍
目前，植物工厂、大棚中对种植蔬菜照明的光照源主要光照来自于人工光源，这种光源的光照设计直接关系到所种植产品的品质和产量。现有的一些用于植物工厂、大棚中的人工光源光谱波段范围基本在400-700nm，无法完全覆盖植物生长所需的太阳光光谱范围，容易使所生产蔬菜因缺乏所需光照而造成品质不佳、产量低下等问题。同时，由于现有人工光源光谱范围较窄，无法模拟高原等地区的光照条件，从而限制了很多高原作物在人工环境条件下的种植，极大的制约了植物工厂的发展。因此，如何提供一种能够覆盖更广泛的光谱范围，通过人工方式更好的模拟太阳光照，并且能够模拟特定地区或季节的光照特定，有助于大规模植物工厂生产的提高，是本领域中亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述本领域中存在的技术问题，本专利技术提供了一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具，包括：调光装置和光源；其中，所述调光装置用于对所述光源在不同波长范围对应的辐射能量比例进行调整；所述光源根据所述调光装置的控制，用于发出模拟对应于特定地区或季节的太阳光光谱的光。进一步地，所述光源在不同波长范围对应的辐射能量比例根据实地测量得到的结果或由中国气象局获取的数据，通过理论计算和实验修正来确定。进一步地，通过所述调光装置控制所述光源的控制，发出模拟对应于高原地区夏季的太阳光光谱的光。进一步地，所述光源包括灯板及设置在所述灯板上的LED芯片和氙灯，其中所述LED芯片包括中心波长范围为295-390nm的远紫外LED芯片，中心波长范围为320-420nm的近紫外LED芯片，中心波长范围为380-480的蓝光LED芯片，中心波长范围为380-780nm的白光LED芯片，中心波长范围为580-680nm的红光LED芯片，以及中心波长范围分别为700-1000nm和1000-1300nm的近红外LED芯片，氙灯的中心波长范围为1000-2500nm。进一步地，所述氙灯还设置有滤光片，用于滤除1000nm以下的波段并模拟太阳光中红外波段的光谱。进一步地，每一种所述的LED芯片均可单独控制，采用PWM和占空比的方式对辐射能量进行调节。本专利技术所提供的灯具实现了对太阳光全光谱的模拟，波长范围能够达到295nm-2500nm，充分涵盖太阳光到达地表的所有光谱线波长，能够在植物工厂条件满足不同蔬菜瓜果所需的太阳光照，在植物厂条件下生产各地区不同季节生长条件下的蔬菜瓜果。在大规模植物工厂中，由于本专利技术设计所提供的光照条件合理，可以有效促进了植物的光合作用及微量元素吸收，同时降低能耗益，还可与植物工厂专家系统，根据所种地区特定季节的蔬菜瓜果选择相应的控制信息，达到智能调光控制的效果，从而具有了现有技术中所不具备的诸多有益效果。附图说明图1是实施例1中太阳光全光谱相对光谱图图2是实施例1中可见光相对光谱图图3是实施例1中积分球测得红光LED芯片相对光谱图图4是实施例1中积分球测得蓝光LED芯片相对光谱图图5是实施例1中积分球测得白光LED芯片相对光谱图图6是3种可见光LED芯片模拟太阳光可见光光谱图具体实施方式以下所描述的实施例仅为该专利技术的部分实施例，以模拟可见光光谱为例，该实施例仅起到解释说明的作用，凡基于本专利技术而未做出创造性成果的其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供了一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具，包括：调光装置和光源；其中，所述调光装置用于对所述光源在不同波长范围对应的辐射能量比例进行调整；所述光源根据所述调光装置的控制，用于发出模拟对应于特定地区或季节的太阳光光谱的光。在本申请的一个优选实施例中，所述光源在不同波长范围对应的辐射能量比例根据实地测量得到的结果或由中国气象局获取的数据，通过理论计算和实验修正来确定。在本申请的一个优选实施例中，通过所述调光装置控制所述光源的控制，发出模拟对应于高原地区夏季的太阳光光谱的光。在本申请的一个优选实施例中，所述光源包括灯板及设置在所述灯板上的LED芯片和氙灯，其中所述LED芯片包括中心波长范围为295-390nm的远紫外LED芯片，中心波长范围为320-420nm的近紫外LED芯片，中心波长范围为380-480的蓝光LED芯片，中心波长范围为380-780nm的白光LED芯片，中心波长范围为580-680nm的红光LED芯片，以及中心波长范围分别为700-1000nm和1000-1300nm的近红外LED芯片，氙灯的中心波长范围为1000-2500nm。在本申请的一个优选实施例中，所述氙灯还设置有滤光片，用于滤除1000nm以下的波段并模拟太阳光中红外波段的光谱。在本申请的一个优选实施例中，每一种所述的LED芯片均可单独控制，采用PWM和占空比的方式对辐射能量进行调节。在本申请的一个优选实施例1中采用了3种波长LED芯片模拟高原地区太阳光光谱可见光部分，太阳光全光谱相对光谱图如图1，由太阳光全光谱相对光谱图得可见光光谱曲线如图2。图3、4、5分别为用积分球测得红蓝白三种LED灯珠的相对光谱图。对图2红光、蓝光以及红蓝之间波段进行积分，确定各色LED芯片辐射能量值及辐射能量比例，并将数据存入专家系统中，通过控制三种可见光LED芯片的辐射能量比例来模拟高原地区的太阳光可见光相对光谱曲线如图6所示。并依据太阳光光谱能量曲线，计算每种LED芯片的所需数量，并制作可见光光照系统来满足该地区节生长条件下的蔬菜瓜果的光照需求。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具，其特征在于：包括：调光装置和光源；其中，所述调光装置用于对所述光源在不同波长范围对应的辐射能量比例进行调整；所述光源根据所述调光装置的控制，用于发出模拟对应于特定地区或季节的太阳光光谱的光。

【技术特征摘要】
1.一种模拟太阳光的全光谱植物用灯具，其特征在于：包括：调光装置和光源；其中，所述调光装置用于对所述光源在不同波长范围对应的辐射能量比例进行调整；所述光源根据所述调光装置的控制，用于发出模拟对应于特定地区或季节的太阳光光谱的光。2.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述光源在不同波长范围对应的辐射能量比例根据实地测量得到的结果或由中国气象局获取的数据，通过理论计算和实验修正来确定。3.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：通过所述调光装置控制所述光源的控制，发出模拟对应于高原地区夏季的太阳光光谱的光。4.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述光源包括灯板以及设置在所述灯板上的LED芯片和氙灯，其中所述LED芯片包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建设，雷超，刘彤，苏萍，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44