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 贴子主题:[原创]led植物生长灯的工作原理
   
kmhcandy 
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[原创]led植物生长灯的工作原理
键词:植物专用灯、彩色荧光灯、LED植物生长灯、波长
采用单色彩色荧光灯作为植物生长补充光源是最经济的方式。比如可以在普通荧光灯组内加入红色荧光灯,或者使用红色、蓝色荧光灯组合照明。

光对植物叶绿素合成的影响:蓝光培养的植株一般具有阳生植物的特性,而红光培养的植株与阴生植物相似。
红光不仅有利于植物碳水化合物的合成,还能加速长日植物的发育,相反,蓝紫光则加速短日植物发育,且促进蛋白质和有机酸的合成,而短波的蓝紫光和紫外线能抑制茎节间伸长,促进多发侧枝和芽的生长。

LED用于植物生长灯
彩色荧光粉波长
采用半导体灯泡配置出最适合植物生长的光源

LED用于植物生长灯
刚看到国内已经有数家厂家生产LED植物生长灯板了....不知道实际应用如何?
400 ~ 520nm(蓝色)的光线以及610 ~ 720nm(红色)对于光合作用贡献最大。520 ~ 610nm(绿色)的光线,被植物色素吸收的比率很低。
市面上销售的植物灯,都提供红兰两种波长的光线,覆盖光合作用所需的波长范围。视觉效果上,植物灯都呈现粉红色。

以下是不同颜色LED所发射光线的波长表:
royal blue 品蓝:445nm 440nm~460nm
blue 蓝色:470nm 460~490nm
cyan 青色:505nm 490~520nm
green 绿色 :530nm 520~550nm
red 红色:627nm 620~645nm
red-orange: 617nm 613~620nm
amber:琥珀色 590nm 585~597nm

从这个表中,我们不难发现,蓝色(470nm)和红色(627nm)的LED,刚好可以提供植物所需的光线,因此,LED植物灯,比较理想的选择就是使用这两种颜色组合。

正常来说LED在性价比方面仍旧不如荧光灯,但是在某些环境下还是很有用途的,继续寻找相关应用文献中

看到一则LED宗述文章:
植物照明中的有效辐射的评价
如何针对植物生长的有效光合作用,R/B能量比、数字脉冲调制方式进行评价是目前要解决的主要问题。
.....
一厂家产品说明:LED 数量红色 145, 兰色 35; 
又一家产品说明:LED 数量红色 165,蓝色 60. 
145/35=4.14
165/60=2.75
当然不应该这样简单的算,还不知道各LED的具体光照参数....

彩色荧光粉波长

本数据引用河北省武强县荧光粉厂产品介绍 荧光灯是利用汞蒸气放电产生253.7nm或365nm等紫外光照射荧光粉而转换成可见光的原理所制成的灯。 

按灯中所充汞蒸气压力的不同,分为荧光低压汞灯(汞蒸气压为4.5×10-3Pa)和荧光高压汞灯(汞蒸气压大于75Pa);低压汞灯用荧光粉按应用领域又可分为普通荧光灯用荧光粉、彩色荧光灯用荧光粉、黑光灯用荧光粉、医疗灯用荧光粉和三基色荧光灯用荧光粉。 

普通彩色荧光粉 植物需求400 ~ 520nm(蓝色)610 ~ 720nm(红色)

产品名称 化学组成式 相对密度 激发波长 发光颜色 峰值波长 
钨酸钙 CaWO4∶(W) 6.0 253.7nm 蓝色 423nm 
钨酸钙:铕 CaWO4∶Eu2+ 253.7nm 蓝色 420nm 
钨酸钙:铅 CaWO4∶Pb 6.1 253.7nm 蓝色 423nm
铝酸铈:铈 CeAl11O18∶[Ce] 253.7nm 蓝色 450nm 
正硅酸钙:锡 CaSio4∶Sn2+ 253.7nm 蓝色 455nm 
焦磷酸锶:锡 Sr2P2O7∶Sn2+ 3.63 253.7nm 蓝色 460nm 
卤磷酸钙:锑 3Ca3(PO4)2,Ca(F,Cl)2:Sb 3.2 253.7nm 蓝色 481nm 
砷酸镁∶锰 6MgO∶AS2O5∶Mn 3.95 253.7nm 红色 650nm 
硅酸锌:锰 Zn2SiO4∶Mn2+ 4.0 253.7nm 绿色 525nm 
硅酸钙 橙黄粉 

三基色荧光粉  a.单色粉: 
产品名称 化学组成式 发光颜色 主峰波长 色坐标 
稀土红粉 Y2O3:Eu3+  红色 610nm X=0.648 Y=0.346
稀土绿粉 MgAl11O19:Ce3+,Tb3+绿色 545nm X=0.330 Y=0.591
稀土蓝(单峰)BaMgAl10O17:Eu3+蓝色 450nm X=0.146Y=0.064
稀土蓝(双峰)BaMgAl10O17:Eu3+,Mn2+ 蓝色455nm X=0.143Y=0.150 

三基色荧光粉  b.混合粉: 
色温 主峰波长 色坐标     显色指数 
3000K 610nm X=0.476,Y=0.441 87 
4000K 610nm X=0.397,Y=0.400 88
6400K 545nm X=0.320,Y=0.352 89
7000K 545nm X=0.310,Y=0.340 90

紫外及近紫外荧光粉 
产品名称 化学组成式   激发波长 峰值波长 用途 
铝酸锶:铅 SrO:2Al2O3:Pb 253.7nm 303nm 保健灯用 
氟磷酸钡:铅,钆 Ba5(PO4)3F:Pb,Gd 253.7nm 312nm 保健灯、特殊用途紫外灯 
六硼酸锶:铅 SrB6O10:Pb 253.7nm 313nm 保健灯治疗皮肤病 
偏硼酸镧钆:铋 La0.59Gd0.4Bi0.01B3O6 253.7nm 330nm 诱杀昆虫 
焦磷酸钙:铈 Ca2P2O7:Ce 253.7nm 350nm 黑光灯用 
重硅酸钡:铅 BaSi2O5:Pb 253.7nm 351nm 诱捕昆虫或黑光灯 
氟硼酸锶:铕 SrFB4O7:Eu2+ 253.7nm 368nm 治疗用紫外荧光灯 

冷阴极灯专用荧光粉 
发光色 发光主峰波长 
红色 611nm 
绿色 543nm 
绿色 515nm 
蓝色 450nm 
2700K(混合粉) 450nm 
3200K(混合粉) 450nm 
4000K(混合粉) 450nm 
5000K(混合粉) 450nm 
6400K(混合粉 450nm
8000K(混合粉) 450nm

采用半导体灯泡配置出最适合植物生长的光源
按比例设置的彩色灯光能让草莓、西红柿变得更甜,营养更丰富。日前,南京农业大学的专家研制出了一种植物生长灯。近日,专家将在镇江的草莓、西红柿试验基地大棚内安装这种生长灯。如果试验顺利,年底前后,第一批“光疗”草莓就能成熟了。

昨天,记者在南京农业大学生命科学学院LED光源试验室看到,不到20平米的房间用泡沫板、铝板封得密不透风,感觉很闷热。房间里被高大的展示架几乎占满了,展示架每一层都放置着一些铝板做的箱子,从这些箱子的缝隙中,可以看到红色、蓝色、紫色、绿色等不同颜色的光。

打开这些箱子记者才恍然大误,原来箱子顶部是一个个小灯泡,每个只比火柴头大一点。灯光下,是一个个密封的玻璃罐子,里面培养着冬青树的幼苗(如图,本报资料照片)。专家告诉记者,用灯光照射冬青幼苗,就是模仿植物在室外的光合作用。光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。太阳光是由不同颜色的光线组成的,不同颜色的光对植物生长能产生不同的作用。

专家介绍,试验室使用的是半导体光源,这种光源波长比较窄,能控制光的颜色。专家通过克隆技术培育出一批冬青幼苗,根据它们在不同颜色光源下的生长状态,寻找最适合植物生长的“营养光”。一旦“营养光”成功分离,用它对植物进行单独照射,就能改良植物品种。记者看到,在紫色光线下的冬青幼苗,长得最高,但叶片很小,根也浅,一副营养不良的样子。偏黄色灯光下的幼苗不仅矮小,叶片看起来也毫无生机。而在红色、蓝色混合光下生长的冬青长势最好,不仅强壮,根系也非常发达。据介绍,这种光源的红色灯泡和蓝色灯泡是按照9:1的比例配置的。

除了冬青幼苗,专家们还用蝴蝶兰、文心兰、草莓、西红柿进行了光照试验。结果证明,9:1的红蓝光对植物生长最有利,经过这种光源照射,草莓和西红柿果实饱满,糖分和维生素C的含量明显增加,而且不会出现空心的现象。

根据实验结果,专家定制了一批特殊的灯泡。记者看到,这种灯泡其实是由10盏黄豆大小的小灯泡组成,其中一盏是蓝灯,其余都是红灯。目前,南农大的专家已经在镇江选定了草莓、西红柿的试验地。近日这两块试验地就会安装上半导体灯泡,每天持续照射12—16小时。专家预计,生长在这样光源下的草莓、西红柿,会比普通的大棚水果更好吃。

据介绍,这项试验还能用于冬季阴雨天气给植物补充光源。专家还介绍,以前,宇航员在太空飞行时,只能吃从地球带去的“干粮”,但有了“营养光”,宇航员就能在飞船里种出新鲜的蔬菜和水果。
kmhcandy
 
 2011-11-9 9:33
  
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