LED植物灯高效均匀聚光照射植物
怎样实现LED植物灯高效均匀的聚光照射植物?说LED植物灯是高效、节能的植物生长灯,一部分原因是LED灯具相对于白炽灯、钠灯等传统灯具电光转化效率高出很多,也因为LED植物灯可定制光谱,但是为了能最大效率使用LED植物灯,还是可以采取哪些措施?
1、LED植物灯灯珠分布
LED植物灯是用来照射植物灯,其目的就是使植物生长达到用灯者的理想状态,作物种植者都是希望自己的作物能茂盛均衡的生长,LED植物灯灯珠的均匀分布也正是保证其光照能都均匀照射在单位面积上。考虑灯珠分布为最主要是在单颗均匀分布的LED植物灯,其照射面积较大,而其灯珠主要由红蓝灯珠下载相组成,若不合理分布不相同光谱灯珠的位置,一定会导致LED植物灯照射范围内的多个区域植物的生长状态不小的差别,这样就是去使用LED植物灯的意义。
LED植物灯灯珠分布是直观重要,若是12颗蓝色灯珠排列在一列,84颗红色灯珠排七列 ,那会是个什么样的不光效果!
2、物理光学设备的使用
LED植物灯在增强光照及调节光照均匀性方面使用的物理原理主要是光的反射和光的折射。LED植物灯利用光的反射增加光照和光照均匀性,主要是使用反光杯和COB使用的金属基板,LED植物灯反光杯的原理和我们使用过的手电筒一样,将光源发出的光反射成一道光束,增加局部光强,不同的是LED植物灯反光杯反射光的角度会大于手电筒反光杯,且倍内是通过精密计算设计而成,以保证在其照射范围内的光强及光照均匀性。
金属基板的反光作用也是为了能够让LED植物灯灯珠发出的光能最大化被植物利用,其主要反射的部分是辅助光线,并不是主光束。当然,它的作用并不仅是反射光线,还有固定灯珠及散热的作用。LED植物灯利用光的折射原理增加光照和光照均匀性主要是使用光学透镜,改变光线的传播轨迹,其原理是利用光从气体传播到固体,再透过固体回到气体,会发生方向上的改变,一般使用单式透镜及复试透镜,能非常精确地控制光照极其分布。
LED植物灯相对传统植物生长灯的优势并不仅是光效环保的问题,因为其体积很小,发热很少,在方便调光处理方面也是占据了相当大的优势。
光是一种电磁辐射,人眼能看见的光称为可见光,是在380nm-780nm,光色从紫光到红光。不可见光中包括紫外光与红外线。光度学和色度学单位是来衡量光的性质,光具是有数量属性,也具有质量属性。
前者为光强和光周期,后者为光质和光谐能量分布。光有粒子属性,又有波动属性,即波粒二相性。光具有视觉属性,也有能量属性。光度学和色度学的基本度量方法。①光通量,单位是流明lm,指发光体和光源在单位时间内所发出的光量之总和,即是光通量。②光强:符号1,单位坎德拉cd,发光体和光源在特定方向单立体角内所发射的光通量。③照度:符号是E,单位勒克斯lm/m2,发光体照射在被照物体的单位面积上的光通量。④亮度:符号是L,单位是尼脱,cd/m2,发光体在特定方向的单位立体角单位面积内的光通量。⑤发光效率:单位是每瓦流明,lm/W,电光源是将电能转化为光的能力,以发出的光通量除以耗电量来表示。⑥灯具效率:也叫光输出系数,是衡量灯具利用能量效率的最重要标准,它是灯具输出的光能量和灯具内光源输出的光能量之间的比例。⑦平均寿命:单位是小时,指一批灯泡至50%的数量损坏时的小时数。⑧经济寿命:单位是小时,在同时考虑灯泡的损坏和光束输出衰减的状况下,其综合光束输出减少至一特定的小时数。此比例用于室外的光源是为70%,用于室内的光源如日光灯则是为80%。⑨色温:光源发射光的颜色和黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。光源色温不相同,光色也不相同,色温是在3300K以下有稳重的气氛,温暖的感觉;色温在3000~5000K为中间色温,有很爽快的感觉;色温是在5000K以上有冷的感觉。⑩色温显色性:光源的显色性是由显色指数的来表明,它表示物体在光下颜色比基准光(太阳光)照明时颜色的偏离能够较全面反映光源的颜色特性。
显色分两种:忠实的显色,能正确表现物质本来的颜色需要使用显色指数(Ra)高的光源,其数值是接近100,显色性很好;效果很显色,要鲜明地强调特定的色彩,表现美的生活可以利用加色法来加强显色的效果。由于光线中光谱的组成是有差别,即使是光色相同,灯的显色性也可能不相同。
视觉是人由进如人眼的辐射所产生的光感觉从而获得的对外界的认识。光谱光视效率是评价人眼对不同光谱的可见光的灵敏度,其值是在0-1之间。人眼对波长是在555nm的黄绿光的感受效率最高,而对其他波长的光的感受效率较低呈正态分布曲线。
光照度是根据人的视觉光谱光效应确定的单位面积的光通量,通常是以555nm黄绿光定义为1,单位为1x(勒克斯)。光合有效辐射照度是指单位时间、单位面积上照射的光合有效辐射能量,单位是W/m2。
在农业半导体照明中通常用光量子通量(密度)来计量光强。光合有效辐射( photosynthetically active radiation,PAR)为400-700nm波段的可见光辐射,生理有效辐射是能够为植物生长发育起作用的特定波长的辐射,波长通常为300~800nm。生理有效辐射中的非光合有效辐射范围的部分为接近紫外辐射和远红色辐射,直接影响植物的光形态建成和二次代谢物的生产。光合有效光量子通量是PPF,能为植物的光合作用所利用的光量子通量,即在400~700nm波长范围内的光量子数,单位为umoL/s。光合有效光通子通量密度(PPFD)为单位时间、单位面积上照射的光合有效辐射光量子数,单位为umoL/m2・s。在植物生理学范畴中,光子的数量通常用微摩尔(umol)表示。光照度、辐射照度、光量子流密度等光谱能量分布是密切相关,但是相互之间没有固定的换算关系。常见光源1000lx转换为umol/m2・s的系数是12~19。白天太阳光源是1klx=18Hmol/m2・s,荧光灯下是1klx=12.5umol/m2·s。
我国的LED植物照明起步虽然晚,但是发展的很快,由于历史原因照明产业在珠三角区域起步很早,因此LED植物生长灯基于照明产业发展的沃土在珠三角地区已经得到了快速的发展。耀嵘科技有限公司是我国最早投入植物生长灯研发生产的一批企业,发展至今已经积累了近十多年的植物照明补光灯具的生产研发经验,虽然研发的实力与国际大厂还存在一定的差距,但是伴随着技术的迅速积累和中国制造业的巨大优势,我们公司出产的植物照明灯具产品在国际上依旧具有不容小觑的竞争优势。