專利名稱：一種升降式led可調(diào)光培養(yǎng)架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種采用LED生物光源的組培或栽培裝置，特別涉及一種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架。
(ニ)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有培養(yǎng)架光源主要采用熒光燈管，存在四個明顯的缺點(diǎn)ー是生物可用光能效低，熒光燈中的綠光、紅外和遠(yuǎn)紅外光比例較大，植物不能利用，造成了電能的浪費(fèi)和電能利用率的降低；ニ是發(fā)熱量大，有相當(dāng)多的能量以熱效應(yīng)方式傳遞到空氣中，使環(huán)境溫度上升，増加了空調(diào)制冷的能耗，同時由于燈具表面溫度高，不能近距離照射植物，導(dǎo)致層間距 超出需求間距，降低了培養(yǎng)空間的利用率；三是光衰快，壽命短(3000-8000小時)，且報廢材料含汞、玻璃等對環(huán)境污染物質(zhì)；四是不可根據(jù)組培生物不同生長階段進(jìn)行光環(huán)境因子(指光譜、光強(qiáng)、光周期、光頻率等環(huán)境因子的總稱，以下統(tǒng)稱為光環(huán)境因子)調(diào)控。目前有科研院所進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新采用LED燈管或LED光源板替代熒光燈管，較上述方案相對優(yōu)化，但LED燈管或LED光源板均為通用型補(bǔ)光板，不同品種LED光源板需求差異大，能耗浪費(fèi)較大且不能達(dá)到最佳促進(jìn)成長的目的；另外LED燈管或LED光源板不可升降，有的培養(yǎng)架能夠結(jié)合LED光源板控制器進(jìn)行光強(qiáng)和光環(huán)境因子雙向無極立體調(diào)控，但能耗較大，且其僅研究光照環(huán)境因子，未研究與其它環(huán)境因子的協(xié)同效應(yīng)等。目前科研院所研發(fā)的LED生物培養(yǎng)裝置均為實(shí)驗(yàn)室使用，初始投入成本高，運(yùn)營成本高，所以從節(jié)約能源、降低運(yùn)營成本、提高単位面積培養(yǎng)密度及更好促進(jìn)生物成長的角度，需要進(jìn)ー步地發(fā)展專用LED生物照明產(chǎn)業(yè)化技木。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種節(jié)省能源、光源高度可調(diào)、単位面積產(chǎn)出高的升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架。本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架,包括架體,在架體上設(shè)有若干層托板,在姆層托板的上方均設(shè)有ー LED光源架，在每層托板上均設(shè)有一升降裝置，該層的LED光源架與該層的升降裝置相連接；架體上端設(shè)有控制器，每層的LED光源架分別通過導(dǎo)線與控制器相連。所述升降裝置包括牽引繩，牽引繩的一端與LED光源架相連，另一端繞過架體上的滑輪組后纏繞于設(shè)在托板ー側(cè)的卷軸上，卷軸的一端與驅(qū)動裝置相連。所述牽引繩為四根，四根牽引繩的一端分別與LED光源架的四角相連，另一端分別繞過架體上相對應(yīng)的ー組滑輪組后纏繞于設(shè)在托板ー側(cè)的卷軸上，卷軸的一端與驅(qū)動裝置相連。所述驅(qū)動裝置為手動搖柄或電機(jī)和減速器，電機(jī)和減速器通過導(dǎo)線與控制器相連。在每層托板上均設(shè)有一照度儀，各照度儀分別通過導(dǎo)線與控制器相連。[0010]在每層托板上分別還設(shè)有一溫度傳感器和一濕度傳感器，各溫度傳感器和濕度傳感器分別通過導(dǎo)線與控制器相連。本實(shí)用新型升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架的有益效果是1、LED光源架光生物效能高，通過控制器控制LED生物光源，只選用對該生物生長促進(jìn)的有益波段，并根據(jù)不同生長階段需求自動立體調(diào)控不同的光強(qiáng)、光周期和光頻率等光環(huán)境因子，促進(jìn)生物生長速率并提高品質(zhì)；2、LED光源架可半自動或自動升降，并可結(jié)合控制器進(jìn)行雙向無極調(diào)控，較普通固定式不可調(diào)控LED光源架節(jié)能60%以上，較固定式可調(diào)控LED光源架節(jié)能30%以上；3、LED光源架設(shè)計(jì)有板式、管式和點(diǎn)式三種，其中板式光源架采用模組化設(shè)計(jì)，方便根據(jù)不同生物培養(yǎng)品種進(jìn)行更換；管式光源架可根據(jù)需要下降至培養(yǎng)罐中間，井根據(jù)需要設(shè)計(jì)為一面、雙面或多面發(fā)光；點(diǎn)式光源架發(fā)光為四面發(fā)光，可根據(jù)需求下降至培養(yǎng)罐中間；板、管、點(diǎn)可根據(jù)需求結(jié)合使用，營造立體式光照空間，使光照最均勻，也可適合生物不同部位的特殊需求，并且最節(jié)能；4、LED光源架發(fā)熱量小，因本實(shí)用新型采用最優(yōu)雙向立體式節(jié)能模式，因此本實(shí)用新型LED光源架較固定式LED光源架功率需求更低，能更近距離地照射生物，減小培養(yǎng)層間距，進(jìn)而增大單位面積培養(yǎng)密度，提高產(chǎn)量；同時因發(fā)熱量更小，相應(yīng)的強(qiáng)制性降溫所需的空調(diào)能耗更小，進(jìn)ー步節(jié)能和降低生物培養(yǎng)運(yùn)營成本；5、設(shè)置了照度儀，通過控制 器進(jìn)行光照等其它環(huán)境因子的控制。
以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的說明。圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I架體，2托板，3LED光源架，4控制器，5卷軸，6牽引繩，7驅(qū)動裝置，8照度儀，9溫度傳感器，10濕度傳感器。
具體實(shí)施方式
附圖為本實(shí)用新型的ー種具體實(shí)施例。該實(shí)施例包括架體1，在架體I上設(shè)有若干層托板2，在每層托板2的上方均設(shè)有ー LED光源架3，在每層托板2上均設(shè)有一升降裝置，該層的LED光源架3與該層的升降裝置相連接；架體I上端設(shè)有控制器4，每層的LED光源架3分別通過導(dǎo)線與控制器4相連；升降裝置包括牽引繩6，牽引繩6的一端與LED光源架3相連，另一端繞過架體I上的滑輪組后纏繞于設(shè)在托板2 —側(cè)的卷軸5上，卷軸5的一端與驅(qū)動裝置7相連；牽引繩6為四根，四根牽引繩6的一端分別與LED光源架3的四角相連，另一端分別繞過架體I上相對應(yīng)的一組滑輪組后纏繞于設(shè)在托板2 —側(cè)的卷軸5上，卷軸5的一端與驅(qū)動裝置7相連；驅(qū)動裝置7可以為手動搖柄，也可以為電機(jī)和減速器，電機(jī)和減速器通過導(dǎo)線與控制器4相連；在每層托板2上均設(shè)有一照度儀8，各照度儀8分別通過導(dǎo)線與控制器4相連；在每層托板2上分別還設(shè)有一溫度傳感器9和一濕度傳感器10，各溫度傳感器9和濕度傳感器10分別通過導(dǎo)線與控制器4相連。升降裝置還可以為液壓升降、齒輪配合升降、滑軌升降等其他升降方式。該升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架采用LED光源架3可升降式結(jié)構(gòu)，放置或取出培養(yǎng)體時通過驅(qū)動裝置7將LED光源架3升起來；LED光源架3工作吋，再通過驅(qū)動裝置7將LED光源架3降下以增加光強(qiáng)，升降裝置可結(jié)合控制器4進(jìn)行協(xié)同最優(yōu)化調(diào)節(jié)，同時可通過調(diào)節(jié)LED光源架3的高低以調(diào)節(jié)光強(qiáng)度，本調(diào)節(jié)為根據(jù)需要的無極調(diào)節(jié)，以達(dá)到最優(yōu)化節(jié)能的目的。LED光源架3設(shè)計(jì)有板式、管式和點(diǎn)式三種，其中板式光源架采用模組化設(shè)計(jì)，方便根據(jù)不同生物培養(yǎng)品種進(jìn)行更換；管式光源架可根據(jù)需要下降至培養(yǎng)罐中間，井根據(jù)需要設(shè)計(jì)為一面、雙面或多面發(fā)光；點(diǎn)式光源架發(fā)光為四面發(fā)光，可根據(jù)需求下降至培養(yǎng)罐中間；板、管、點(diǎn)可根據(jù)需求結(jié)合使用，營造立體式光照空間，使光照最均勻，也可適合生物不同部位的特殊需求，并且最節(jié)能。當(dāng)LED光源架3升降到一定位置后，還可以通過控制器4來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度?？刂破?可根據(jù)托板2上的照度儀8監(jiān)測的光照強(qiáng)度值，獨(dú)立控制每ー層的LED光源架3上的燈，來調(diào)節(jié)該層的照度或聯(lián)動調(diào)節(jié)該層的高度。本實(shí)用新型升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架采用可調(diào)高度的LED光源架3，光強(qiáng)度大(可控制發(fā)光角度使光全部集中在組培所需受光面上)，光衰小，壽命長(30000小時以上)，發(fā)熱量小，有效解決了原有培養(yǎng)架光與熱的突出矛盾，本實(shí)用新型在現(xiàn)有托板2層間距基礎(chǔ)上減少30%以上，即提高單位面積培養(yǎng)密度30%以上；LED光源架3針對不同的生物品種選用不同的LED光源架3，選用對該生物生長促進(jìn)的有益波段，并根據(jù)不同生長階段需求自 動立體調(diào)控不同的光強(qiáng)、光周期和光頻率等光環(huán)境因子，促進(jìn)生物生長速率，大大縮短生長周期，提高培養(yǎng)的質(zhì)量或誘導(dǎo)產(chǎn)生新品種；LED光源架3上的燈采用低壓設(shè)計(jì)，較熒光燈管安全可靠，可人工帶電進(jìn)行光源板升降操作。本實(shí)用新型升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架可以在植物不同的生長周期，分別通過物理升降LED光源架3和通過控制器4調(diào)節(jié)LED光照強(qiáng)度的雙重方式對光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳節(jié)能使用的目的，較僅通過調(diào)光控制器調(diào)節(jié)光強(qiáng)度的固定式培養(yǎng)架(第一方案)節(jié)能約30%左右，較普通光強(qiáng)度不可調(diào)的固定式培養(yǎng)架(第二方案)節(jié)能60%左右，以上不計(jì)LED光源較傳統(tǒng)燈管的節(jié)能。本實(shí)用新型升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架與兩種固定式培養(yǎng)架方案對比說明設(shè)定某植物整個生長過程最高高度為60CM，照度最大需求為30000LUX，最大LED光源功率需求為300W，3種培養(yǎng)架層間距和光源功率初始設(shè)定為相同條件。假設(shè)該植物生長周期分5個生長階段，每個生長階段時間約7天，光照時間為每天24小吋。①使用本實(shí)用新型升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架調(diào)節(jié)使用說明如下第一生長階段最大高度約10CM，需要光強(qiáng)3000LUX，將本實(shí)用新型LED光源架3降至10CM，通過控制器4調(diào)節(jié)光強(qiáng)至3000LUX，則所耗功率約為30W ;第二生長階段高度約為20CM，需要光強(qiáng)5000LUX，將本實(shí)用新型LED光源架3升至20CM，通過控制器4調(diào)節(jié)光強(qiáng)至5000LUX，則所耗功率約為50W ;第三生長階段高度最大約30CM，需要光強(qiáng)15000LUX，將本實(shí)用新型LED光源架3升至30CM，通過控制器4調(diào)節(jié)光強(qiáng)至15000LUX，則所耗功率約為150W ;第四生長階段高度最大約50CM，需要光強(qiáng)20000LUX，將本實(shí)用新型LED光源架3升至50CM，通過控制器4調(diào)節(jié)光強(qiáng)至20000LUX，則所耗功率約為200W ;第五生長階段高度最大約60CM，需要光強(qiáng)30000LUX，將本實(shí)用新型LED光源架3升至60CM，通過控制器4調(diào)節(jié)光強(qiáng)至30000LUX，則所耗功率約為300W ;則本植物一個生長周期光照耗能為(30W+50W+150W+200W+300W)/1000*24H/D*7D =122. 64KWH，強(qiáng)制性空調(diào)散熱耗能約50KWH，則總耗能約172. 64KWH ；②使用僅通過控制器調(diào)節(jié)光強(qiáng)度的固定式培養(yǎng)架(第一方案)調(diào)節(jié)使用說明如下第一生長階段需要光強(qiáng)3000LUX，通過控制器調(diào)節(jié)光強(qiáng)至3000LUX，則所耗功率約為60W ;第二生長階段需要光強(qiáng)5000LUX，通過控制器調(diào)節(jié)光強(qiáng)至5000LUX，則所耗功率約為IOOff ;第三生長階段需要光強(qiáng)15000LUX，通過控制器調(diào)節(jié)光強(qiáng)至15000LUX，則所耗功率約為200W;第四生長階段需要光強(qiáng)20000LUX，通過控制器調(diào)節(jié)光強(qiáng)至20000LUX，則所耗功率約為250W ;第五生長階段高度最大約60CM，需要光強(qiáng)30000LUX，通過控制器調(diào)節(jié)光強(qiáng)至30000LUX，則所耗功率約為300W ;則本植物一個生長周期光照耗能為(60W+100W+200W+250W+300W)/1000*24H/D*7D = 152. 88KWH，強(qiáng)制性空調(diào)散熱耗能約100KWH，則總耗能約252.88KWH ；③使用普通光強(qiáng)度不可調(diào)的固定式培養(yǎng)架(第二方案)，則整個生長周期所耗能均為300W，則本植物一個生長周期光照耗能為300W/1000*24*7*5 = 252KWH，強(qiáng)制性空調(diào)散熱耗能約250KWH，則總耗能約502KWH。綜上所述，本實(shí)用新型升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架較第一方案光照節(jié)能約(152. 88-122. 64)/152. 88 = 20%，整體節(jié)能約(252. 88-172. 64)/252. 88 = 32% ;本實(shí)用 新型LED升降式可調(diào)光培養(yǎng)架較第二方案光照節(jié)能約(252-122. 64)/252 = 51%,整體節(jié)能約(502-172.64)/502 = 66 %。
權(quán)利要求1.一種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架，包括架體，其特征是在架體上設(shè)有若干層托板，在每層托板的上方均設(shè)有ー LED光源架，在每層托板上均設(shè)有一升降裝置，該層的LED光源架與該層的升降裝置相連接；架體上端設(shè)有控制器，每層的LED光源架分別通過導(dǎo)線與控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架，其特征是所述升降裝置包括牽引繩，牽引繩的一端與LED光源架相連，另一端繞過架體上的滑輪組后纏繞于設(shè)在托板ー側(cè)的卷軸上，卷軸的一端與驅(qū)動裝置相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架，其特征是所述牽引繩為四根，四根牽引繩的一端分別與LED光源架的四角相連，另一端分別繞過架體上相對應(yīng)的一組滑輪組后纏繞于設(shè)在托板ー側(cè)的卷軸上，卷軸的一端與驅(qū)動裝置相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的ー種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架，其特征是所述驅(qū)動裝置為手動搖柄或電機(jī)和減速器，電機(jī)和減速器通過導(dǎo)線與控制器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架，其特征是在每層托板上均設(shè)有一照度儀，各照度儀分別通過導(dǎo)線與控制器相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架，其特征是在每層托板上分別還設(shè)有一溫度傳感器和一濕度傳感器，各溫度傳感器和濕度傳感器分別通過導(dǎo)線與控制器相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用LED生物光源的組培裝置，特別公開了一種升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架。該升降式LED可調(diào)光培養(yǎng)架，包括架體，其特征在于在架體上設(shè)有若干層托板，在每層托板的上方均設(shè)有一LED光源架，在每層托板上均設(shè)有一升降裝置，該層的LED光源架與該層的升降裝置相連接；架體上端設(shè)有控制器，每層的LED光源架分別通過導(dǎo)線與控制器相連。本實(shí)用新型的有益效果是光生物效能高，LED光源架可半自動或自動升降，并可結(jié)合控制器進(jìn)行雙向無極調(diào)控；發(fā)熱量小，培養(yǎng)層間距小，單位面積培養(yǎng)密度增大，提高了產(chǎn)量；相應(yīng)的強(qiáng)制性降溫所需的空調(diào)能耗更小，進(jìn)一步節(jié)能和降低生物培養(yǎng)運(yùn)營成本。
文檔編號A01H4/00GK202565906SQ20122011838
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者易春雨, 彭艷艷, 劉世琦, 胡龍, 易國文 申請人:山東純英光電科技有限公司