设施农业专用光源制造技术

本发明专利技术涉及一种设施农业专用光源，它具有一个密封式发光玻璃管，管内充有惰性气体：氩气９０－９５％，氦气１０－５％，气压１－１．５乇，管内壁有光致材料涂层和能产生汞蒸气的汞滴，两端内侧有螺旋状镍丝电极。该光源在电子激发下，可发射２５３．７ｍｍ紫外线与复合可见光。该发射光源的发射光谱可与植物生长发育过程中的选择性吸收光谱相匹配，光照效率高。结构简单，造价低，使用方便，便于推广。能加速作物内部生化反应，从而达到促长、早熟、增产、抗病的显著效果。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生长中的植物处理及电发光光源
实验证明植物的生长发育过程是通过光合作用、光形态建成反映、光周期调节来完成的，其中每一个过程对光都是有选择性的。例如光合作用主要是红光与蓝紫光，光形态建成反应主要是短波红光与长波红光。同时不同作物对光的喜性也不同，例如黄瓜偏重红光，茄子喜欢紫光，草莓喜欢蓝光等。目前冬季大棚温室作物种植采取的补光措施，一般是白炽灯、日光灯、高压钠灯、高压水银荧光灯等。白炽灯泡发光效率太低，一般可见光总发射率不到10％，其中90％多是红外线，同时，可见光部分主要是长波红光部分，对植物照明光谱搭配不合理。日光灯光谱特性是针对人眼视觉而设计的，蓝紫光占总发射比例大，红光偏小，尤其长波红光更少，黄、绿光占较大比例(这部分光对植物生长起作用较小)。虽然该光源发光效率高，但光谱对植物照明有效成分少。高压钠灯该光源发射光谱落在黄光与短波红光波段，而蓝紫光、长波红光所占总发射比例微乎其微。同时功率大、浪费能源。高压水银荧光灯该光源的光谱主要是可见光区的四条汞谱线和600-700nm的荧光光谱。光谱成分主要是黄光和紫光，而荧光部分占比例较小。以上四种光源一般是从人眼特性而研制的照明光源，它交不是针对作物对光的选择而研制的，所以用于植物照明效率低，光谱搭配不合理。本专利技术的目的是提供一种设施农业专用光源。它利用紫外的荧光效应，可发射与植物生长发育过程中选择性吸收光谱相匹配的光谱，光照效率高，从而加速农作物内部光化反应，达到促长、早熟、增产和抗病的效果，且结构简单，节约能源，造价低，使用方便，便于推广应用。本专利技术的目的是这样实现的一种设施农业专用光源，其发光管为一个密封式玻璃外壳，抽真空后充入惰性气体，惰性气体重量百分比为氩气90-95％，氦气10-5％，气压为1-1.5乇；管内壁上涂有光致发光材料涂层，该涂层在253.7mm紫外光子作用下，发出紫外与复合可见光；还有能产生汞蒸气的汞滴，在电子激发下发射253.7mm紫外线，管两端内侧设有镍丝电极，外侧设接线端。镍丝电极为螺旋状或蛇形为佳，效率高，最好表面有碱土金属氧化物涂层，以延长灯丝寿命。镍丝电极涂层中最好含有3-7％的ZrO2。汞滴的量最佳为，产生饱和汞蒸气，使在电子激发下发射253.7mm的紫外线。玻璃发光管横截面可为圆形，形状为直线形、S形或圆环形，或为其他形状。光致发光材料组成重量份数比可为Ca2P2O7∶Ce 6-10份，Ca1.0Sr1.0P2O7∶Eu2+10-20份，Ge7.5O38F10∶Mn4+79-70份。光致发光材料组成重量份数比可为Ca2P2O7∶Ce 6-9份，Ca1.0Sr1.0P2O7∶Eu2+13-18份，Gd2B2O5∶Mn2+10-15份，LiAl5O8∶Fe0.00571-68份。光致发光材料组成重量份数比可为SrB6O10∶Pb 3-5份，Ca2P2O7∶Ce 7-3份，Ca1.0Sr1.0P2O7∶Eu2+6-10份，SrAl12O19∶Mn 20-30份，LiAl5O8∶Fe0.00560-47份。光致发光材料组成重量份数比可为Ca2P2O7∶Ce 7-10份，SrB6O10∶Pb 3-5份，Ca1.0Sr1.0P2O7∶Eu2+6-10份，Sr2P2O7∶Eu2+15-20份，Gd2B2O5∶Mn2+20-14份，LiAl5O8∶Fe0.00549-41份。光致发光材料组成重量份数比可为Ca2P2O7∶Ce 3-5份，SrB6O10∶Pb 4-3份，Sr2P2O7∶Eu2+8-12份，Ca1.0Sr1.0P2O7∶Eu2+13-7份，Y2O3∶Eu3+7-11份，Gd2B2O5∶Mn2+12-6份，LiAl5O8∶Fe0.0055-10份，SrAl12O19∶Mn 45-41份，Li(Al0.5Ga0.6)O2∶Fe0.0063-5份。或为其他类似配比。以上配方光源可分别适用于黄瓜、甜瓜、西红柿、茄子、草莓等作物及植物的照射。本专利技术具有结构简单，节约能源，造价低，使用方便的特点，便于推广应用。由于本专利技术利用了紫外的荧光效应，其发射的光谱可与植物生长发育过程中的选择需求光谱相匹配，故可有效提高光照效率，加速农作物内部光化反应，从而达到植物的促长、早熟、增产和抗病的效果。它可以利用不同的高发射荧光材料配方，针对不同类型作物，制作不同冷光专用光源，用于植物照明补充。经作物种植实验证明，本光源可以加速作物生长，可使成熟期提前10-20天，增长30％以上，改善蔬菜与果品品质，提高抗病能力，农药用量可降低40％以上，减少作物与环境污染。该光源特别适用于冬季蔬菜大棚，花卉温室，水稻育秧，海藻培养，以及阴雨雪天气，无光场合对作物补光，应用领域及前景十分广阔。本专利技术的推广应用会给设施农业、创汇农业带来重大经济效益和社会效益。以下结合实施例及附图作详述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1是其结构示意图。图1中，1为密封式玻璃管，2为惰性气体，3为螺旋状镍丝电极为佳，呈锯齿形或一字形、弧形等均可。镍丝表面有碱土金属氧化物涂层，内含4-6％重量的ZrO2；5为光致发光材料涂层，其配比举例可使用上述5种配方中的一种均可，配料范围，上限、下限、中限均可；4为汞滴，其量以能产生饱和汞蒸气即可，在电子激发下能发射253.7mm紫外线；6为镇流器，电感式镇流器或电子镇流器等均可。惰性气体采用90％-95％氩气和10-5％氦气，气压为1-1.5乇。经作物种植试验可达到上述要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设施农业专用光源，其特征在于其发光管为一个密封式玻璃外壳，抽真空后充入惰性气体，惰性气体重量百分比为氩气９０－９５％，氦气１０－５％，气压为１－１．５乇；管内壁上涂有在２５３．７ｍｍ紫外光子作用下，能发出紫外与复合可见光的发光材料涂层，还有能产生汞蒸气的汞滴，管两端内侧设有镍丝电极，外侧设接线端。

【技术特征摘要】
1.一种设施农业专用光源，其特征在于其发光管为一个密封式玻璃外壳，抽真空后充入惰性气体，惰性气体重量百分比为氩气90-95％，氦气10-5％，气压为1-1.5乇；管内壁上涂有在253.7mm紫外光子作用下，能发出紫外与复合可见光的发光材料涂层，还有能产生汞蒸气的汞滴，管两端内侧设有镍丝电极，外侧设接线端。2.根据权利要求1所述的专用光源，其特征在于镍丝电极为螺旋状划蛇形，表面有碱土金属氧化物涂层。3.根据权利要求2所述的专用光源，其特征在于镍丝电极涂层中含有3-7％的ZrO2。4.根据权利要求1所述的专用光源，其特征在于汞滴的量为，产生饱和汞蒸气。5.根据权利要求1所述的专用光源，其特征在于玻璃发光管横截面为圆形，形状为直线形、S形或圆环形。6.根据权利要求1所述的专用光源，其特征在于光致发光材料组成重量份数比为Ca2P2O7∶Ce 6-10份，Ca1.0Sr1.0P2O7∶Eu2+10-20份，Ge7.5O38F10∶Mn4+79-70份。7.根据权利要求1所述的专用光源，其特征在于光致发光材料组成重量份数比为Ca2P2O7∶Ce 6-9份，Ca1.0Sr1.0P2O7∶Eu2+13-18份，Gd2B2O5∶Mn2+10-15份，L...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐景智，杨景发，陈永申，薛春银，赵庆勋，张蕾，葛大勇，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]