CN101364522B - 一种植物生长灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能有效促进植物生长及开花结果的植物生长灯，由灯丝(3)、灯头(1)和灯管(4)组成，其特征在于灯管内壁涂敷有荧光粉(2)，其中所述的荧光粉为能发射长波段红光(640nm-750nm)的荧光粉，或者是该荧光粉和能发射蓝紫色光的荧光粉的混合物。其发射光谱主要位于400～470nm的蓝紫区和640～750nm的红橙区。这样的发射光谱和植物吸收光谱重合性很好，能有效促进植物生长及开花结果。
Description
技术领域
本发明属于照明及植物学领域，涉及一种植物生长灯，该灯能发射长波段的红光(640～750nm)或者红光和蓝紫光(400～470nm)的混合光。该植物生长灯能有效促进植物生长及后期的开花结果。
背景技术
近几年在国家大力提倡和支持下，我国的绿色高效农业得到了迅速地发展。各种各样的大棚如雨后春笋般建立起来，然而由于季节(如冬春季)及天气(如阴雨天)因素大棚内的光照不能充分满足植物的生长需要，这严重影响了各种农作物的生长发育及开花结果。因此，采用人工光源在棚室内直接给作物补光是促进植物生长的有效途径，而高效节能地对植物补光的理论依据主要是植物对光的选择性吸收的理论。从植物的光谱学研究了解到，绿色植物的吸收光谱基本相同，在可见区主要集中在400～470nm的蓝紫区和640～720nm的红橙区，因此，在这两个波段集中对植物进行补光将会取得良好的效果。然而目前国内在这一领域研究很少。绝大多数的大棚补光效率低下甚至没有采取补光措施，在已采取的补光措施中，绝大多数使用白炽灯，日光灯，高压钠灯，高压汞灯等作为光源，而这些光源有很大的缺点，首先是耗能高，能效转换率低；其次这些光源中真正是植物所需的蓝紫光及红光含量都很低，不适合用来作植物生长光源。不少发达国家在这一领域取得了很好的成果，像美国，日本，荷兰等国家都已经大规模应用这些技术来为其农业服务，而且取得了很好的成果。由于技术及价格等因素，我国农业工作者尚无法使用其产品，因此我们加强植物生长灯领域的研究就显得十分必要了。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有植物生长灯波段偏窄，补光作用不明显以及耗能高等不足而提供了一种植物生长灯。
本发明的技术方案为：一种高效植物生长灯，由灯丝(3)，灯头(1)和灯管(4)组成，其特征在于灯管内壁涂敷有荧光粉(2)，其中所述的荧光粉为能发射长波段红光(640nm～750nm)的荧光粉；或者该红光荧光粉和能发射蓝紫色光的荧光粉的混合物。
上述的灯管内壁涂敷的荧光粉中，以红光荧光粉和能发射蓝紫色光的荧光粉的混合物为基准，蓝紫色荧光粉占混合物质量比为0％-60％；红色荧光粉占混合物质量百分比为40％-100％。
上述的植物生长灯灯管的形状可以为直管、圆形管、U型管或螺旋管。
所述的能发射蓝紫色光的荧光粉至少为BaMg2Al16O27:Eu2+(BAM:Eu2+)、2(Sr，Ba)O-0.16B2O3-0.84P2O5:Eu2+、Ca2B5O9Cl:Eu2+、Ba5SiO4Cl6:Eu2+或Sr3(PO4)2:Eu2+中的一个。
所述的能发射长波段红光(640nm-750nm)的荧光粉的化学式为LixAlO2:Fe3+ y，其中0.5≤x≤1.1，0.001≤y≤0.01。
优选发射蓝紫色光的荧光粉包膜后使用，包膜物质为BaF2、MgF2或Al2O3。
本发明所述的发射长波段红光(640nm-750nm)的荧光粉合成方法为高温固相法，制备工艺的具体步骤为：
(1)按照该荧光粉的化学式中阳离子化学计量比LixAlO2:Fe3+ y，其中0.5≤x≤1.1，0.001≤y≤0.01，称取锂的碳酸盐或硝酸盐，铁的碳酸盐、硝酸盐，铝的氧化物作为原料；
(2)将各原料放入球磨罐中湿磨，将湿磨后的生料放入烘箱于110-140℃下，烘10-30小时；
(3)将烘干后的生料取出放入箱式炉中在1000℃-1600℃下灼烧2-5小时；
(4)把灼烧后的样品进行研磨、过筛，即可得到合格荧光粉。
将荧光粉加入粘结剂混合均匀，然后均匀涂敷于玻璃管的内壁，烘干后按照一般的制灯工艺将灯丝、灯头(起辉器、整流器)、以及灯管(如图1所示)组装起来，这样就得到了光谱位于640nm-750nm深红色区域的植物生长灯。
有益效果：
该植物生长灯的发射光谱主要集中在红色区(640～750nm)和蓝紫区(400～470nm)，这两个光谱区的光能有效促进植物生长及后期的开花结果，填补了国内目前在这一领域的空白，价格不及国外同类产品的1/5，能被我国广大农民接受。
附图说明
图1是该植物生长灯的示意图；其中1.灯头 2.荧光粉 3.灯丝 4.灯管。
具体实施方式
实施例1：根据化学式LixAlO2:Fe3+ y，其中0.5≤x≤1.1，0.001≤y≤0.01，按照下列计量比A(x＝0.5，y＝0.003)、B(x＝0.5，y＝0.007)、C(x＝1，y＝0.005)D(x＝1，y＝0.008)，分别称取原料A(18.5gLi2CO3，51gAl2O3，1.212gFe(NO3)3·9H2O)、B(18.5gLi2CO3，51gAl2O3，2.828gFe(NO3)3·9H2O)、C(37gLi2CO3，51gAl2O3，2.02gFe(NO3)3·9H2O)、D(37gLi2CO3，51gAl2O3，3.232gFe(NO3)3·9H2O)，按照比例分别对应加入A(210g玛瑙球，110g去离子水)、B(220g玛瑙球，110g去离子水)、C(270g玛瑙球，140g去离子水)、D(280g玛瑙球，140g去离子水)进行球磨，球磨时间统一为5小时，然后取出湿料放入烘箱内烘干，根据各样品含水量的不同，烘干的时间从20到30小时不等。取出烘干的物料后，分别对应加入硼酸A(1.5g)、B(1.8g)、C(2.5g)、D(2.5g)，混匀后放入高温炉中对应选择A(1200℃)、B(1250℃)C(1300℃)、D(1200℃)灼烧，时间为3小时，最后制备了组成不同的四份红色荧光粉A、B、C、D。
实施例2：选择实施例1中制备的A份荧光粉10g，加入3ml醋酸丁酯和1ml硝棉混合均匀，然后均匀涂敷于玻璃管的内壁，烘干后按照一般的制灯工艺将灯丝、灯头(起辉器、整流器)、以及灯管组装起来，这样就得到了光谱位于640nm-750nm深红色区域的植物生长灯。
实施例3：选择实施例1中制备的B份荧光粉6g，再加入4g BaMg2Al16O27:Eu2+和加入3ml醋酸丁酯和1ml硝棉混合均匀后涂敷于灯管内壁，将灯管烘干后按照一般的制灯工艺将将灯丝、灯头(起辉器、整流器)、以及直管灯管组装起来，这样就得到了光谱位于400-500nm和640nm-750nm蓝紫色以及深红色区域的植物生长灯。
实施例4：选择实施例1中制备的C份荧光粉6g，再加入2g BaMg2Al16O27:Eu2+和2g Ca2B5O9Cl:Eu2+和加入3ml醋酸丁酯和1ml硝棉混合均匀后涂敷于灯管内壁，烘干后按照一般的制灯工艺将将灯丝、灯头(起辉器、整流器)、以及灯管组装起来，这样就得到了光谱位于400-500nm和640nm-750nm蓝紫色以及深红色区域的植物生长灯。
实施例5：选择实施例1中制备的D份荧光粉5g，再加入1g的BaMg2Al16O27:Eu2+、2g的Ca2B5O9Cl:Eu2+、1g的Ba5SiO4Cl6:Eu2+和1g的Sr3(PO4)2:Eu2+和加入3ml醋酸丁酯和1ml硝棉混合均匀后涂敷于灯管内壁，烘干后按照一般的制灯工艺将将灯丝、灯头(起辉器、整流器)、以及U型管灯管组装起来，这样就得到了光谱位于400-500nm和640nm-750nm蓝紫色以及深红色区域的植物生长灯。
Claims (5)
1.一种植物生长灯，由灯丝(3)灯头(1)和灯管(4)组成，其特征在于灯管内壁涂敷有荧光粉(2)，其中所述的荧光粉为能发射640nm-750nm长波段红光的荧光粉；或者长波段红光的该荧光粉和能发射蓝紫色光的荧光粉的混合物；所述的能发射640nm-720nm长波段红光的荧光粉的化学式为LixAlO2:Fe3+ y，其中0.5≤x≤1.1，0.001≤y≤0.01；所述的能发射蓝紫色光的荧光粉至少为BaMg2Al16O27:Eu2+(BAM:Eu2+)、2(Sr，Ba)O-0.16B2O3-0.84P2O5:Eu2+、Ca2B5O9Cl:Eu2+、Ba5SiO4Cl6:Eu2+或Sr3(PO4)2:Eu2+中的一个。
2.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于所述的植物生长灯灯管的形状为直管、圆形管、U型管或螺旋型管。
3.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于所述的发射蓝紫色光的荧光粉包膜后使用，包膜物质为BaF2、MgF2或Al2O3。
4.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于所述的发射640nm-750nm长波段红光的荧光粉合成方法为高温固相法，制备工艺的具体步骤为：
(1)按照该荧光粉的化学式中阳离子化学计量比LixAlO2:Fe3+ y，其中0.5≤x≤1.1，0.001≤y≤0.01，称取原料为锂的碳酸盐或硝酸盐、铁的碳酸盐或硝酸盐和氧化铝；
(2)将各原料放入球磨罐中湿磨，将湿磨后的生料放入烘箱于110-140℃下，烘10-30小时；
(3)将烘干后的生料取出放入箱式炉中在1000℃-1600℃下灼烧2-5小时；
(4)把灼烧后的样品进行研磨、过筛，得到荧光粉。
5.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于所述的蓝紫色荧光粉和红色荧光粉的混合物中，蓝紫色荧光粉占混合物质量百分比为0％-60％；红色荧光粉占混合物质量百分比为40％-100％。
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