本發(fā)明涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是一種分光取色的溫室系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

分光原理：利用三菱鏡折射太陽(yáng)光，把白光變成彩虹的原理，光從空氣進(jìn)入某一種物質(zhì)的時(shí)候，被折射的程度和它在這種物質(zhì)中前進(jìn)的速度有關(guān)（折射率n=c/v）。速度越慢，被折射得越厲害。白進(jìn)入玻璃以后，其中，紫光的速度最慢，折射角最大，因此，紫光就位于光譜的下端；紅光的速度最快，折射角最小，因此，紅光位于光譜的上端。紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫色光，按波長(zhǎng)的長(zhǎng)短，依次排列在紅光和紫光之間。利用這一色散現(xiàn)象，就可以將白光進(jìn)行分光。

傳導(dǎo)原理：這是利用光的全反射作用，即光從媒體射向空氣，當(dāng)入射角大于某一角度時(shí)，折射光線消失，全部光線都反射回媒體中。表面上看，光好像在媒體中彎曲前進(jìn)。實(shí)際上，在彎曲的媒體里，光仍沿直線傳播，只不過(guò)在內(nèi)表面上發(fā)生了多次全反射，光線經(jīng)過(guò)多次全反射向前傳播。本發(fā)明所用媒體可以為（不僅限于）光導(dǎo)纖維，這種透明的玻璃纖維絲，直徑只有1~100μm左右。它是由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，光由一端進(jìn)入，在內(nèi)芯和外套的界面上經(jīng)多次全反射，從另一端射出。

溫室所需的光不是全頻的白光，非所需的光不能提高作物光合作用的效率，只是白白增加光強(qiáng)與溫度，不利作物成長(zhǎng)，因此要進(jìn)行分光與不同利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有溫室中沒(méi)有將光分色分別利用的技術(shù)，直接利用陽(yáng)光存在過(guò)強(qiáng)與過(guò)弱的問(wèn)題，進(jìn)而存在光抑制，光不足及散熱問(wèn)題，本發(fā)明提供一種分光取色的溫室系統(tǒng)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種分光取色的溫室系統(tǒng)，其特征在于：包括采光單元、同色光整合過(guò)濾器及定向采光系統(tǒng)；所述采光單元輸出經(jīng)光纖與同色光整合過(guò)濾器輸入連接；所述采光單元安裝在定向采光系統(tǒng)上。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，定向采光系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤(pán)、仰角調(diào)節(jié)器及陽(yáng)光追蹤系統(tǒng)；所述采光單元組合為一個(gè)采光板，安裝在轉(zhuǎn)盤(pán)上部，所述仰角調(diào)節(jié)器安裝在采光板底部；所述陽(yáng)光追蹤系統(tǒng)分別與轉(zhuǎn)盤(pán)、仰角調(diào)節(jié)器電性連接。

進(jìn)一步的，所述仰角調(diào)節(jié)器為一平行四桿機(jī)構(gòu)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述采光單元包括光線散射去除器、三棱鏡、隔光板及光接收器；陽(yáng)光經(jīng)光線散射去除器進(jìn)入三棱鏡再由光接收器接收；所述隔光板沿三棱鏡軸線方向安裝；光接收器底部設(shè)置有光纖輸入頭，光纖輸入頭連接光導(dǎo)纖維，各光導(dǎo)纖維末端通往同色光整合過(guò)濾器。

進(jìn)一步的，所述光線散射去除器包括殼體；所述殼體迎光一側(cè)透光，其內(nèi)壁為黑色不反光材質(zhì)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，同色光整合過(guò)濾器包括殼體，所述殼體前端設(shè)置有光纖耦合器，所述殼體后端設(shè)置有晶體。

本發(fā)明還提供一種如上述的分光取色的溫室系統(tǒng)的工作方法，其特征在于：當(dāng)溫室采光面接受太陽(yáng)光照射時(shí)，定向采光系統(tǒng)負(fù)責(zé)將采光單元軸心對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)；采光單元對(duì)陽(yáng)光進(jìn)行分光取色后經(jīng)光纖輸入頭接收，分別在光纖內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳導(dǎo)；同色光整合過(guò)濾器是將多路匯聚來(lái)的光纖中的光重新組成一體，經(jīng)過(guò)濾提純，再輸出應(yīng)用。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述定向采光系統(tǒng)的控制包括以下步驟：陽(yáng)光追蹤系統(tǒng)通過(guò)光敏和GPS技術(shù)對(duì)陽(yáng)光進(jìn)行跟蹤；根據(jù)追蹤結(jié)果控制定向采光系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤(pán)和仰角調(diào)節(jié)器，從而控制采光單元的采光角度。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，通過(guò)定向采光系統(tǒng)使采光單元的光線散射去除器軸心對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，光線直射向三棱鏡，經(jīng)三棱鏡折射，分別呈現(xiàn)不同光層，不同光層對(duì)應(yīng)光接收器上不同格層，經(jīng)光纖輸入頭接收，分別在光纖內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳導(dǎo)，從而得到不同利用。

本發(fā)明的技術(shù)方案使溫室對(duì)光可以分門(mén)別類(lèi)的應(yīng)用，有的用于作物生長(zhǎng)，有的用于光能存貯。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的仰角調(diào)節(jié)器。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的采光單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的同色光整合過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【標(biāo)號(hào)說(shuō)明】1：采光單元；2：同色光整合過(guò)濾器； 4：采光板；5：光纖；1-1：光線散射去除器；1-2：三棱鏡；1-3：隔光板；1-4：光接收器；2-1：光纖耦合器；2-2：光纖；3-1：轉(zhuǎn)盤(pán)；3-2：仰角調(diào)節(jié)器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步解釋說(shuō)明。

本發(fā)明提供一種分光取色的溫室系統(tǒng)，其包括采光單元1、同色光整合過(guò)濾器2及定向采光系統(tǒng)；所述采光單元輸出經(jīng)光纖5與同色光整合過(guò)濾器2輸入連接；所述采光單元安裝在定向采光系統(tǒng)上。本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖參見(jiàn)圖1。采光單元作用是采集太陽(yáng)光；同色光整合過(guò)濾器是將多路匯聚來(lái)的光纖中的光重新組成一體，經(jīng)過(guò)濾提純，再輸出應(yīng)用；光纖用于光的傳導(dǎo)。定向采光系統(tǒng)中的采光板作為載體，搭載采光單元。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，定向采光系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤(pán)3-1、仰角調(diào)節(jié)器3-2及陽(yáng)光追蹤系統(tǒng)；所述采光單元組合為一個(gè)采光板4，安裝在轉(zhuǎn)盤(pán)上部，所述仰角調(diào)節(jié)器安裝在采光板底部；所述陽(yáng)光追蹤系統(tǒng)分別與轉(zhuǎn)盤(pán)、仰角調(diào)節(jié)器電性連接。仰角調(diào)節(jié)器與轉(zhuǎn)盤(pán)是使采光板能正對(duì)太陽(yáng)的機(jī)械裝置，轉(zhuǎn)盤(pán)的作用是使結(jié)構(gòu)在水平面上繞z軸可轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，其實(shí)現(xiàn)形式可以采用小齒輪帶動(dòng)大齒輪的圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)；仰角調(diào)節(jié)器的作用使采光板的法線可相對(duì)z軸軸線角度在一定范圍內(nèi)可調(diào)，其實(shí)現(xiàn)形式可以采用平行四桿機(jī)構(gòu)（如圖2）；當(dāng)溫室采光面接受太陽(yáng)光照射時(shí)，陽(yáng)光直射追蹤系統(tǒng)負(fù)責(zé)將陽(yáng)光散射去除器軸心對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，光線直射向三棱鏡，經(jīng)三棱鏡折射，分別呈現(xiàn)不同光層，不同光層對(duì)應(yīng)接收器上不同格層，經(jīng)光纖輸入頭接收，分別在光纖內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳導(dǎo)，從而得到不同利用。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述采光單元包括光線散射去除器1-1、三棱鏡1-2、隔光板1-3及光接收器1-4；陽(yáng)光經(jīng)光線散射去除器進(jìn)入三棱鏡再由光接收器接收；所述隔光板沿三棱鏡軸線方向安裝；光接收器底部設(shè)置有光纖輸入頭，光纖輸入頭連接光導(dǎo)纖維1-5，各光導(dǎo)纖維末端通往同色光整合過(guò)濾器2。主要結(jié)構(gòu)示意圖參見(jiàn)圖3。光線散射去除器，殼體采用一四方柱體。既有去除太陽(yáng)光的散射作用，又是采光單元其它部分的載體。其迎光一側(cè)采用透光結(jié)構(gòu)，可以是空的，也可以是嵌入某種透明體，其內(nèi)壁為黑色不反光材質(zhì)，作用是消除光的散射，在定向采光系統(tǒng)作用下，進(jìn)入陽(yáng)光散射去除器的太陽(yáng)光光線平行于柱體軸心，使照到三棱鏡的光是確定的角度。三棱柱按最佳采光角度安放其中。沿三棱鏡軸線方向布有幾個(gè)隔光板，隔光板間尺寸根據(jù)分光所需設(shè)定。隔光板表面可以為反射材料，

接收器底部密布是光纖輸入頭連接光導(dǎo)纖維，各光導(dǎo)纖維末端通往同色光整合過(guò)濾器。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，同色光整合過(guò)濾器包括殼體，所述殼體前端設(shè)置有光纖耦合器2-1，所述殼體后端設(shè)置有晶體。前端為光纖耦合器，讓多股進(jìn)入盒體的光在盒內(nèi)自由散射，匯集成一股光源，后端可以是有顏色的晶體，將光色進(jìn)行進(jìn)一步的提純，是最后輸出用戶所需顏色的光源進(jìn)行利用。也可以是沒(méi)有顏色的晶體，直接將整合的光進(jìn)行利用。

本發(fā)明還提供一種如上述的分光取色的溫室系統(tǒng)的工作方法，其特征在于：當(dāng)溫室采光面接受太陽(yáng)光照射時(shí)，定向采光系統(tǒng)負(fù)責(zé)將采光單元軸心對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)；采光單元對(duì)陽(yáng)光進(jìn)行分光取色后經(jīng)光纖輸入頭接收，分別在光纖內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳導(dǎo)；同色光整合過(guò)濾器是將多路匯聚來(lái)的光纖中的光重新組成一體，經(jīng)過(guò)濾提純，再經(jīng)光纖2-2輸出應(yīng)用。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述定向采光系統(tǒng)的控制包括以下步驟：陽(yáng)光追蹤系統(tǒng)通過(guò)光敏和GPS技術(shù)對(duì)陽(yáng)光進(jìn)行跟蹤；根據(jù)追蹤結(jié)果控制定向采光系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤(pán)和仰角調(diào)節(jié)器，從而控制采光單元的采光角度。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，通過(guò)定向采光系統(tǒng)使采光單元的光線散射去除器軸心對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，光線直射向三棱鏡，經(jīng)三棱鏡折射，分別呈現(xiàn)不同光層，不同光層對(duì)應(yīng)光接收器上不同格層，經(jīng)光纖輸入頭接收，分別在光纖內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳導(dǎo)，從而得到不同利用。

以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。