CN103162144B - 促进植物生长的led装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种促进植物生长的LED装置以及形成植物辐射光源的方法。在该LED装置的基板上配置有第一组LED和第二组LED。第一组LED具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长，而第二组LED具有约为2,800K或7,000K的色温。第一组LED和第二组LED的数目可被选择为使得多个LED发出模拟太阳光的连续全谱光。

Description

促进植物生长的LED装置和方法
技术领域
本申请涉及一种促进植物生长的LED装置以及形成植物辐射光源的方法。
背景技术
为了有效利用农业资源，人们把农作物从自然环境下搬进了室内进行栽种。在室内，通过人为手段模拟农作物生长环境所需的诸多要素，例如光照、温度、湿度、CO2浓度、水分﹑营养﹑通风等等。这种工厂化的栽种方法不受自然气象制约，土地利用率高，不施化肥，不洒农药，低碳环保，是可持续循环的现代农业工厂栽种方法。影响这种方法中的重要一个因素是光照。
农作物进行光合作用时并不是吸收所有的太阳光，而是根据自身的需求选择具有一定光谱的光。光合作用所需的光是可以用人工的方法模拟的。目前大多数的人工光源主要包括荧光系列和HID光源，以及层架的LED（分层设置的LED），光谱一般都是2到5种的配比，光谱范围在460nm-660nm之间，中间有断续空间，适用作物品种比较少。
发明内容
本发明的目的在于，一方面提供了一种促进植物生长的LED装置。另一方面提供了一种形成作物辐射光源的方法。还提供了利用上述LED装置对植物进行照射以促进植物生长方法。
本发明的技术方案：一种促进植物生长的LED装置，包括基板，所述基板上配置有：
第一组LED，具有多个LED, 每个具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长；以及
第二组LED，具有多个LED, 每个具有约为2,800K或7,000K的色温；
其中，配置适当数目的所述第一组LED和所述第二组LED使得所述LED装置能够发出模拟太阳光的连续全谱光。
上述的LED装置中，所述第一组LED和所述第二组LED的比例约为9:1。
前述的LED装置中，在所述第二组LED中，色温为2,800K和7，000K的LED分别约占所述多个LED总数的5%。
前所述的LED装置中，在所述第一组LED中，波长约为420nm、430nm、450nm、460nm和470nm的LED分别约占所述多个LED总数的2%，
波长约为600nm、620nm、630nm和740nm的LED分别约占所述多个LED总数的5%，以及
波长约为660nm的LED约占所述多个LED总数的60%。
一种形成植物辐射光源的方法，包括：
在一基板上配置具有第一预定数目的第一组LED，所述第一组LED具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长；
在所述基板上配置具有约为2,800K或7,000K的色温的、具有第二预定个数的第二组LED，其中
所述第一组LED和所述第二组LED发出的光相互混合形成模拟太阳光的连续全谱光。
前述的形成植物辐射光源的方法中，所述第一组LED和所述第二组LED的比例约为9:1。
前述的形成植物辐射光源的方法中，在所述第二组LED中，色温约为2800K和7000K的LED的个数比例约为1:1。
前述的形成植物辐射光源的方法中，在所述第一组LED中，波长为420nm、430nm、450nm、460nm和470nm的LED分别约占所述第一和第二预定个数总和的2%，波长为600nm、620nm、630nm和740nm的LED分别约占所述第一和第二预定个数总和的5%，以及波长630nm的LED约占所述第一和第二预定个数总和的60%。
促进植物生长方法，包括：
以前述的LED装置对作物进行照射。其中所述植物选自西红柿、辣椒、茄子。
本申请的一方面提供了一种促进植物生长的LED装置。在该LED装置的基板上可安装有第一组LED和第二组LED。第一组LED具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长，而第二组LED具有约为2,800K或7,000K的色温。第一组LED和第二组LED的数目可被选择为使得多个LED发出模拟太阳光的连续全谱光。
本申请的另一方面提供了一种形成作物辐射光源的方法。该方法可包括在LED植物灯中的基板上安装具有第一预定数目的第一组LED的步骤，以及在基板上安装具有第二预定数目的第二组LED的步骤，其中第一组LED具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长，而第二组LED具有约为2,800K或7,000K的色温。在一个实施方式中，第一预定数目和第二预定数目被选择为当给第一和第二组LED通电后，发出的光相互混合从而形成模拟太阳光的连续全谱光。
本申请的另一方面提供了利用上述LED装置对植物进行照射以促进植物生长方法。例如可对西红柿、辣椒、茄子等进行照射以促进它们的生长。
本发明的LED装置组建方法简单，成本低，可操作性强，容易实现。
与现有技术相比，通过选择不同波长和色温的LED，并按照上述比例组合起来形成了特定的光源，该光源具有较宽的波长范围（420nm-740nm），并可以极好的模拟太阳光连续全光谱的波段。
由于该光源的光谱含量丰富全面，能适合大多数工业化室内栽培的作物的生长，尤其适合瓜果、蔬菜和花卉类等作物的生长。
附图说明
图1为根据本申请一个实施方式的LED装置的示意图；
图2为从图1的剖物线A-A处获得的剖视图；以及
图3所示为根据本申请一个实施方式的形成作物辐射光源的方法。
具体实施方式
下面参照附图对本申请的实施方式进行描述。附图中相同的部件使用了相同的附图标号。
图1所示为根据本申请一个实施方式的促进植物生长的LED装置10，图2所示为从图1的剖物线A-A处获得的剖视图。如图1和2所示， LED装置10包括基板3，例如铝基板。在基板3上可安装有多个独立的LED6。
在该实施方式中，LED6可包括第一组LED和第二组LED，其中第一组LED具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长，而第二组LED可具有约为2,800K或7,000K的色温，第一组LED和第二组LED的数目可被选择为使得多个LED发出模拟太阳光的连续全谱光。例如，多个LED6可按一定比例以面或线的各种形式设置在基板上。在一个实施方式中，这些LED可通过焊接的方式设置到铝基板3的正面。
在一个实施方式中，LED6的数目可为100-3000。第一组LED和第二组LED的比例可约为9:1，而在第二组LED中，色温为2800K和7000K的LED的比例可约为1:1。更具体地，在第一组LED中，波长为420nm、430nm、450nm、460nm和470nm的LED可分别约占LED总数的2%，波长为600nm、620nm、630nm和740nm的LED可分别约占LED总数的5%，以及波长630nm的LED可分别约占LED总数的60%。
如图2所示，LED装置10还可以包括设置在基板3的背面的散热铝板4。散热铝板4可与基板3紧贴从而达到更好的散热效果。在一个实施方式中，在LED6形成的层面上还可涂有透明胶5。在基板3和散热铝板4的四周还可固定有铝镶条2。
图3所示为所示为根据本申请一个实施方式的形成植物辐射光源的30。根据图3所示的方法30，在步骤S31和步骤S32中，在LED装置中的基板上分别安装具有第一预定数目的第一组LED，以及具有第二预定数目的第二组LED。如上所述，可将第一和第二组LED按一定比例以面或线的各种形式设置在基板上。其中第一组LED可具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长，而第二组LED具可有约为2,800K或7,000K的色温，第一预定数目和第二预定数目被选择为使得这两组LED发出的光形成模拟太阳光的420nm-740nm之间的连续全谱光。接着，在步骤S33中，为第一和第二组LED通电，从而使得它们发出的光相互混合从而形成模拟太阳光的连续全谱光。第一和第二组LED的具体数目选择配置可参见上面针对LED装置10的描述。选择不同波长的LED灯对本领域所属技术人员来说，可通过本领域常规技术完成。
从该实施方式可以看出上述的LED装置组建方法简单，成本低，可操作性强，容易实现。
与现有技术相比，通过选择不同波长和色温的LED，并按照上述比例组合起来形成了特定的光源，该光源具有较宽的波长范围（420nm-740nm），并可以极好的模拟太阳光连续全光谱的波段。
由于该光源的光谱含量丰富全面，能适合大多数工业化室内栽培的作物的生长，尤其适合瓜果、蔬菜和花卉类等作物的生长。下表为申请人所做的其中的几个试验例：
从上表中，可以明显得看出，使用本发明的光源，可以很好地促进目标植物的生长。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式（包括实施例）中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于所述发明的其它的技术方案。

Claims (4)

1.一种促进植物生长的LED装置，包括基板(3)，所述基板(3)上配置有：第一组LED，具有多个LED,具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长；以及第二组LED，具有多个LED,包括具有约为2,800K色温的LED和7,000K的色温的LED；其中，配置适当数目的所述第一组LED和所述第二组LED使得所述LED装置能够发出模拟太阳光的连续全谱光；其中，所述第一组LED的LED总数量和所述第二组LED的总数量比例约为9:1；在所述第二组LED中，色温为2,800K和7,000K的LED分别约占所述第一组LED和第二组LED的LED总数的5％；在所述第一组LED中，波长约为420nm、430nm、450nm、460nm和470nm的LED分别约占所述第一组LED和第二组LED的LED总数的2％，波长约为600nm、620nm、630nm和740nm的LED分别约占所述第一组LED和第二组LED的LED总数的5％，以及波长约为660nm的LED约占所述第一组LED和第二组LED的LED总数的60％。
2.一种形成植物辐射光源的方法，包括：在一基板上配置具有第一预定数目的第一组LED，所述第一组LED具有从420nm-740nm之间选择的多个离散的发光波长；在所述基板上配置具有约为2,800K和7,000K的色温的、具有第二预定个数的第二组LED，其中所述第一组LED和所述第二组LED发出的光相互混合形成模拟太阳光的连续全谱光；所述第一组LED的LED总数量和所述第二组LED的LED总数量比例约为9:1；在所述第二组LED中，色温约为2800K和7000K的LED的个数比例约为1:1；在所述第一组LED中，波长为420nm、430nm、450nm、460nm和470nm的LED分别约占所述第一和第二预定个数总和的2％，波长为600nm、620nm、630nm和740nm的LED分别约占所述第一和第二预定个数总和的5％，以及波长660nm的LED约占所述第一和第二预定个数总和的60％。
3.促进植物生长方法，包括：以权利要求1所述的LED装置对植物进行照射。
4.如权利要求3的方法，其中所述植物选自西红柿、辣椒、茄子。
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