專利名稱：轉(zhuǎn)動(dòng)型發(fā)光二極管組合補(bǔ)光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種以發(fā)光二極管為光源的溫室內(nèi)植物光合作用補(bǔ)光 燈，尤其是能轉(zhuǎn)動(dòng)的、超強(qiáng)光型紅、藍(lán)光發(fā)光二極管及遠(yuǎn)紅光發(fā)光二極管 組合的補(bǔ)光燈。
背景技術(shù)：
植物的葉綠素是執(zhí)行光合作用的主體，研究表明，葉綠素a在波長(zhǎng) 640-660納米(nm)紅光區(qū)內(nèi)有一個(gè)強(qiáng)吸收峰，葉綠素b在430-450nm的藍(lán)光 區(qū)內(nèi)有一個(gè)強(qiáng)吸收峰。適當(dāng)?shù)募t光(600-700nm)與藍(lán)光(400-520nm)的光通 量之比R/B是培育出形態(tài)健全植物的關(guān)鍵，適當(dāng)?shù)募t光(600-700nm)與遠(yuǎn)紅 光(700-800nm)的光通量之比R/FR是植株高度調(diào)節(jié)的決定因素。傳統(tǒng)的植 物光合作用補(bǔ)光燈是白熾燈、熒光燈和高壓鈉燈等復(fù)合光燈，無法對(duì)R/B 和R/FR進(jìn)行調(diào)控，不能對(duì)植物進(jìn)行形態(tài)和高度的定向培育。發(fā)光二極管 (LED)技術(shù)的發(fā)展，其單光源的超強(qiáng)型特性的應(yīng)用，對(duì)諸如R/B和R/FR實(shí) 現(xiàn)了人為的調(diào)控，解決了對(duì)植物進(jìn)行形態(tài)和高度定向培育的問題。但不同 顏色的單光LED怎么選擇？如何搭配？怎樣排列？布置在植物上方的何 處？這些都影響著R/B和R/FR的比值，而且LED的高指向性導(dǎo)致照明區(qū) 域內(nèi)R/B和R/FR的不均勻。本申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)CN200710164834.6"紅藍(lán) 光比例均勻的發(fā)光二極管組合方法及其模塊"和CN200720303316.3"用于室 內(nèi)光合作用的發(fā)光二極管組合燈"公開了一種LED的選擇、搭配、排列和布 置方法，是對(duì)R/B和R/FR均勻性的探求?，F(xiàn)在再對(duì)自己的在先申請(qǐng)進(jìn)行回 顧，有三點(diǎn)不足 一是只求紅、藍(lán)光的R/B比例，單向追求植物形態(tài)健全問題，未顧及植株高矮問題，嚴(yán)格說高矮問題定向不準(zhǔn)，也難以求得形態(tài) 的健全。二是組合燈在植物上方懸掛著處于靜止?fàn)顟B(tài)，照明區(qū)域內(nèi)的光照
強(qiáng)度、R/B依然不甚均勻，尚難令人滿意。三是為了追求間隙照明，專門設(shè) 定了一種脈沖工作比控制電路，增加了線路的復(fù)雜性。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)出一 種能定向培育植物形態(tài)和高度的、使R/B和R/FR更均勻的、不設(shè)脈沖工作 比控制電路也能解決間隙照明問題的轉(zhuǎn)動(dòng)型發(fā)光二極管組合補(bǔ)光燈。
解決上述問題的技術(shù)方案是-
本轉(zhuǎn)動(dòng)型發(fā)光二極管組合補(bǔ)光燈，包含有盒體、線路板、控制電路、 紅光發(fā)光二極管、藍(lán)光發(fā)光二極管及兩者的電流調(diào)節(jié)旋鈕，盒體主視面上 還有電機(jī)開關(guān)和發(fā)光二極管開關(guān)，盒體內(nèi)安裝有電機(jī)和減速器，轉(zhuǎn)動(dòng)軸中 空，內(nèi)裝有電源線，電刷裝置將電源線與隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線路板上的各發(fā)光二 極管照明線接通，線路板底面整齊地安裝有紅光、藍(lán)光及遠(yuǎn)紅光發(fā)光二極 管，三種管間隔排列。
所說的線路板有三塊，呈電扇扇葉式固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸下端。 所說的三塊線路板，每塊都相同地安裝有紅光發(fā)光二極管、藍(lán)光發(fā)光 二極管，且每行與每列都一一間隔、中心間距l(xiāng)cm，為52行xl3列的矩陣 排列，每?jī)闪兄g還插進(jìn)一列與鄰列發(fā)光二極管錯(cuò)位排列的遠(yuǎn)紅光發(fā)光二 極管，每塊線路板上紅光發(fā)光二極管、藍(lán)光發(fā)光二極管均為26x13管，遠(yuǎn) 紅光發(fā)光二極管51x12管，遠(yuǎn)紅光發(fā)光二極管與異色相鄰管的垂直中心管 距5mm，與同色相鄰管中心管距l(xiāng)cm。本實(shí)用新型的有益效果是遠(yuǎn)紅光LED的參與組合，既解決了 R/B比 值對(duì)植株形態(tài)健全的調(diào)控問題，又解決了 R/FR比值對(duì)植株高度的調(diào)控問 題，使定向控制更有利于人類的需要。組合補(bǔ)光燈由靜止懸掛改為轉(zhuǎn)動(dòng)， 極大地提高了光照與光通量比值的均勻度，而且轉(zhuǎn)動(dòng)本身各光對(duì)植物任一 部位的照射都是間隙的，省略了布局復(fù)雜的脈沖工作比控制電路，制作方 便。


圖1為本實(shí)用新型外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為每塊線路板上三種LED排列示意圖。
圖3為三種LED排列及線路連接關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖予以詳述在溫室的基本環(huán)境因 素中，光環(huán)境是核心條件，是溫室氣候環(huán)境的主導(dǎo)因子。光不僅是植物進(jìn) 行光合作用的能量源，也是光形態(tài)形成的信號(hào)源。植物的光吸收過程發(fā)生 于葉綠體，葉綠素是植物執(zhí)行光合作用的主體。葉綠素a在波長(zhǎng)640-660nm 的紅光區(qū)部分有一個(gè)強(qiáng)吸收峰；葉綠素b在430-450nm的藍(lán)光區(qū)部分有一 個(gè)強(qiáng)吸收峰。適當(dāng)?shù)募t光(600-700nm)與藍(lán)光(400-520nm)光通量的比即R/B 才能保證培育出形態(tài)健全的植物。光譜中以600-700nm的紅光和700-800nm 的遠(yuǎn)紅光光通量之比即R/FR對(duì)植株高度調(diào)節(jié)具有重要影響。600-700nm的 紅光能降低植物體內(nèi)赤霉素的含量，從而減小節(jié)間長(zhǎng)度和植株高度；而 700-800nm的遠(yuǎn)紅光其作用恰好相反，能提高植物體內(nèi)赤霉素的含量，從而 增加節(jié)間長(zhǎng)度和植株高度。目前，農(nóng)業(yè)上常用的溫室人工光源有白熾燈、熒光燈和高壓鈉燈等，這些人工光源發(fā)出得是復(fù)合光，其R/B和R/FR無法 調(diào)控。近年來隨著LED技術(shù)的飛速發(fā)展，其成本越來越低，低能耗的冷光 源LED將是未來溫室植物生產(chǎn)中的一種主要人工補(bǔ)光光源。目前，單顆超 高亮度LED的發(fā)光強(qiáng)度還不足于供給植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育。多顆LED通過 組合設(shè)計(jì)完全能滿足溫室植物的光需求。但選擇什么顏色的LED搭配、選 擇何種規(guī)格的LED、如何搭配、怎樣排列、補(bǔ)光燈的懸掛與動(dòng)靜都影響著 各色LED對(duì)植物的光照強(qiáng)度與光通量比值即R/B與R/FR的均勻，決定著 對(duì)植物形態(tài)和高度的控制效果。本實(shí)用新型的選擇、搭配及排列情況如下 選用的紅光LED要求半值角7。、直徑5mm、波長(zhǎng)637nm、帶寬12nm、在 標(biāo)準(zhǔn)工作電流10mA下發(fā)光強(qiáng)度為23.5坎德拉(cd)的超高亮度紅光LED圓 燈；選用的藍(lán)光LED要求半值角7°、直徑5mm、波長(zhǎng)459nm、帶寬16nm、 在標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA下發(fā)光強(qiáng)度為6cd的超高亮度藍(lán)光LED圓燈；紅、 藍(lán)光LED的崩潰電流約為200mA。遠(yuǎn)紅光LED選擇的是半值角15。、直徑 5mm、波長(zhǎng)735nm、帶寬20nm、在標(biāo)準(zhǔn)工作電流50mA下發(fā)光強(qiáng)度為0.64cd 的圓燈。由于遠(yuǎn)紅光LED的發(fā)光強(qiáng)度不大，故選擇的半值角要大一些。組 合設(shè)計(jì)時(shí)，R/B和R/FR的調(diào)節(jié)不是通過增加LED的數(shù)量，而是通過改變 紅光、藍(lán)光LED的正向工作電流來有效實(shí)現(xiàn)的。具體組合如下首先，將 紅光、藍(lán)光LED縱向與橫向都一一間隔均勻排列成52行xl3列的陣列，紅 光、藍(lán)光LED的中心間距都為lcm。奇數(shù)列的目的是保持兩個(gè)較長(zhǎng)的邊緣 排列相同。紅光、藍(lán)光LED分別為26x13管。然后，再在紅光、藍(lán)光LED 之間插入遠(yuǎn)紅光LED，共51x12管，且每顆遠(yuǎn)紅光LED與相鄰的紅光LED 或藍(lán)光LED無論在行與列上均錯(cuò)位排列，且垂直中心距離為5mm。本補(bǔ)光燈盒體6的主視面上有紅光LED電流調(diào)節(jié)旋鈕3、藍(lán)光LED電 流調(diào)節(jié)旋鈕5、電機(jī)開關(guān)2和LED開關(guān)4，電機(jī)7經(jīng)減速后連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸， 轉(zhuǎn)動(dòng)軸中空，內(nèi)裝電源線，經(jīng)電刷裝置與隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線路板1上的LED照 明線相通，線路板1為1-4塊，從旋轉(zhuǎn)的重力平衡和總的光照強(qiáng)度、原料成 本考慮，以電扇葉片式安裝三塊線路板為好，每塊線路板底面按上述搭配 與排列方式安裝紅光LEDIO、遠(yuǎn)紅光LED9和藍(lán)光LED8。電刷裝置為公知 技術(shù)，不作細(xì)述。試用時(shí)，將本補(bǔ)光燈懸掛于溫室內(nèi)植株上方10 20cm， 接通電源，按需調(diào)節(jié)紅光LED、藍(lán)光LED的電流值，打開電機(jī)開關(guān)和LED 開關(guān)，各LED發(fā)光，三塊線路板連同其上的LED作風(fēng)扇式轉(zhuǎn)動(dòng)。本補(bǔ)光燈 紅光、藍(lán)光及遠(yuǎn)紅光LED選用的供電電壓分別為60V、 90V和120V。線路 板上的每一列藍(lán)光LED8串聯(lián)連接后接入限流電阻R1 R6，同一列上的紅 光LED10串聯(lián)連接后接入限流電阻R7 R12。紅光LED工作電流調(diào)節(jié)分 20-70mA逢10進(jìn)位的六檔，藍(lán)光LED工作電流調(diào)節(jié)分10-60mA逢10進(jìn)位 的六檔。
本補(bǔ)光燈用于溫室中定向培育植物，在陰雨天、晚間或特定需要時(shí)， 進(jìn)行補(bǔ)光，以達(dá)到促進(jìn)和控制光合作用之目的。
權(quán)利要求1、一種轉(zhuǎn)動(dòng)型發(fā)光二極管組合補(bǔ)光燈，包含有盒體(6)、線路板(1)、控制電路、紅光發(fā)光二極管(10)、藍(lán)光發(fā)光二極管(8)及兩者的電流調(diào)節(jié)旋鈕(3、5)，其特征是盒體(6)主視面上還有電機(jī)開關(guān)(2)和發(fā)光二極管開關(guān)(4)，盒體內(nèi)安裝有電機(jī)(7)和減速器，轉(zhuǎn)動(dòng)軸中空，內(nèi)裝有電源線，電刷裝置將電源線與隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線路板(1)上的各發(fā)光二極管照明線接通，線路板底面整齊地安裝有紅光、藍(lán)光及遠(yuǎn)紅光發(fā)光二極管，三種管間隔排列。
2、 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)型發(fā)光二極管組合補(bǔ)光燈，其特征是所說 的線路板(l)有三塊，呈電扇扇葉式固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸下端。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)動(dòng)型發(fā)光二極管組合補(bǔ)光燈，其特征是 所說的三塊線路板(l)，每塊都相同地安裝有紅光發(fā)光二極管、藍(lán)光發(fā)光二 極管，且每行與每列都一一間隔、中心間距l(xiāng)cm，為52行xl3列的矩陣排 列，每?jī)闪兄g還插進(jìn)一列與鄰列發(fā)光二極管錯(cuò)位排列的遠(yuǎn)紅光發(fā)光二極 管，每塊線路板上紅光發(fā)光二極管、藍(lán)光發(fā)光二極管均為26x13管，遠(yuǎn)紅 光發(fā)光二極管51x12管，遠(yuǎn)紅光發(fā)光二極管與異色相鄰管的垂直中心管距 5mm，與同色相鄰管中心管距l(xiāng)cm。
專利摘要一種轉(zhuǎn)動(dòng)型發(fā)光二極管組合補(bǔ)光燈，包含有盒體(6)、線路板(1)、控制電路、紅光LED(10)、藍(lán)光LED(8)及兩者的電流調(diào)節(jié)旋鈕(3、5)，盒體(6)主視面上還有電機(jī)開關(guān)(2)和LED開關(guān)(4)，盒體內(nèi)安裝有電機(jī)(7)和減速器，轉(zhuǎn)動(dòng)軸中空，內(nèi)裝有電源線，電刷裝置將電源線與隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線路板(1)上的各LED照明線接通，線路板底面整齊地安裝有紅光、藍(lán)光和遠(yuǎn)紅光LED，三種管間隔排列。本補(bǔ)光燈專用于溫室中對(duì)植物的光照補(bǔ)光，以促進(jìn)和控制植物的光合作用。本補(bǔ)光燈精細(xì)選擇超強(qiáng)光型LED、合理搭配、科學(xué)排列，使光照強(qiáng)度、R/B比值和R/FR比值趨于均勻，尤其是電扇扇葉式線路板及其上LED的52×13的矩陣排列并轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步提高了均勻度，使被照植物的定向培育更隨人意。
文檔編號(hào)F21S2/00GK201281253SQ20082016730
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者周國(guó)泉, 徐一清, 軍 鄭 申請(qǐng)人:浙江林學(xué)院