CN105674201B - 一种用于植物生长的led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明一种用于植物生长的LED灯具，其包括：LED灯，其具有颗数比例为7～9:1～2:1:1的白光、红光、远红光和绿光LED灯珠，每颗LED灯珠的功率均为1W；灯架，其具有灯座、支撑架和一端以可旋转方式设于所述支撑架上的支撑杆，所述支撑杆的另一端连接有LED灯，所述LED灯可围绕所述支撑杆呈180°旋转；其中，所述LED灯珠彼此之间的间距为1.5～3cm；其中，所述绿光LED灯珠均匀分布在LED灯珠的最外围，且所述绿光LED灯珠的数量不少于3颗。本发明占用空间少，按照植物光生物学的要求，可灵活的应用于植物的培养或补光操作中，降低光照的胁迫，最大发挥光环境调控的生物效益。

Description

一种用于植物生长的LED灯具
技术领域
本发明涉及LED照明领域。更具体地说，本发明涉及一种用于植物生长的LED灯具。
背景技术
在现代化植物工厂生产系统中，人工光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一，人工培育植物可避免不同地理环境及气候变化对植物生长带来的限制，通过调控光环境，调节光合色素、光受体作用影响碳氮代谢，可最终控制植株形态的生长和提高果实品质。
传统用于人工照明的光源主要有白炽灯、日光灯、高压钠灯等，但这些光源能耗高、运营成本比较高。与这些传统能源相比，LED灯具有光源纯、波长类型多、节能环保、使用寿命长、发热少和易于控制等优点，是节能环保光源的首选。LED灯作为植物培养领域的应用光源，具有可按照植物生长发育的需求调制广谱，按需进行补光，生物效率高；作为冷光源，能够贴近植株表面进行照射，空间利用率高；光强度、光质及光周期等调控精准性高，适于工厂化生产；节能、环保、寿命长等优点，LED在农业和生物中的应用已成为LED产业发展的新领域。但目前在植物的人工培育或人工补光过程，存在着光质配比不合理、光的过度激发、盲目无效光照现象严重、光能利用率低等问题。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于植物生长的LED灯具，其占用空间少，按照植物光生物学的要求，可灵活的应用于植物的培养或补光操作中，降低光照的胁迫，最大发挥光环境调控的生物效益。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于植物生长的LED灯具，其包括：
LED灯，其具有颗数比例为7～9:1～2:1:1的白光、红光、远红光和绿光LED灯珠，每颗LED灯珠的功率均为1W；
灯架，其具有灯座、支撑架和一端以可旋转方式设于所述支撑架上的支撑杆，所述支撑杆的另一端连接有LED灯，所述LED灯可围绕所述支撑杆呈180°旋转；
其中，所述LED灯珠彼此之间的间距为1.5～3cm；
其中，所述绿光LED灯珠均匀分布在LED灯珠的最外围，且所述绿光LED灯珠的数量不少于3颗。
优选的是，其中，所述红光LED灯珠发出的光源的波长是620～650nm，所述远红光LED灯珠发出的光源的波长是700～720nm，所述绿光LED灯珠发出的光源的波长是530～550nm。
优选的是，其中，所述LED灯中LED灯珠的数量为30～65个，以确保植物光合作用所需的光照强度。
优选的是，其中，所述LED灯距离植物的距离为0.8～1.5米，在确保光照射效率的同时，提高照射面积。
优选的是，其中，所述白光、红光、远红光和绿光LED灯珠交替均匀安装于LED灯上。
优选的是，其中，在单个LED灯中，白光、红光和远红光LED灯珠由一个控制器控制，绿光LED灯珠由另一控制器控制，在植物的培养过程中，每天持续14～18h以白光、红光和远红光同时照射植物，即可满足植物光合作用的需要，剩余时间仅采用单一绿光照射植物，可促进植物的的呼吸作用，加速植物生长，其中在LED白光补加适当比例的红光和远红外光可有效促进植物对光的吸收，刺激植物内含物的合成，提高植物产量。
优选的是，其中，所述支撑架上共设有六个支撑杆，所述支撑杆对称设于所述支撑架的两侧，以同时适应分别在不同高度层培养的植物。
优选的是，其中，所述支撑架为可伸缩设置，以适应于不同高度植物的需要。
优选的是，其中，所述支撑杆具有2～3个彼此铰接相连的折叠杆，所述折叠杆的长度为15～30cm，通过折叠杆的折叠或展开角度的变化可灵活调节LED灯与植物之间的距离和LED灯的照射范围。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)本发明LED光源排布合理，从侧面提供植物生长所需光源，避免了顶面照射时，由于植物叶子彼此遮挡影响有效光透过而造成的光效率降低问题，可灵活用于植物生长的持续照明或间歇性补光，显著改善了植物对光的利用效率；
(2)本发明灯具根据植物的生物学规律合理设计光质配比，对植物光环境进行分段调控，避免长时间光照带来的胁迫，并且采用绿光对光合作用结束的植物适当调节，促进植物的呼吸作用，加速植物生长；
(3)本发明操作简单，照射范围广，寿命长，可在有限的空间内，根据植物生长需要自由灵活的进行多组灯具的配合使用。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中用于植物生长的灯具的结构示意图；
图2为本发明另一实例中LED灯的结构示意图；
图3为本发明另一个实施例中LED灯珠的排列示意图；
图4为本发明另一个实施例中LED灯珠的排列示意图。
图中：1、LED灯，2、灯座，3、支撑架，4、支撑杆，5、LED灯珠，代表绿灯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1～图4示出了根据本发明的一种实现形式，其用于植物的培育，其包括：
LED灯1，其具有颗数比例为7～9:1～2:1:1的白光、红光、远红光和绿光LED灯珠，每颗LED灯珠的功率均为1W；
参照图1和图2，灯架，其具有灯座2、支撑架3和一端以可旋转方式设于所述支撑架上的支撑杆4，所述支撑杆的另一端连接有LED灯，所述LED灯可围绕所述支撑杆呈180°旋转，以尽可能保证LED灯的照射范围，提高光效率；
其中，所述LED灯珠彼此之间的间距为1.5～3cm，既保证灯具的散热又提高了其照射面积；
其中，参照图3和图4，所述绿光LED灯珠均匀分布在LED灯珠的最外圈，以提高绿光的照射范围，且所述绿光LED灯珠的数量不少于3颗，以保证绿光光强度。
在这种技术方案中，根据植物光合作用的需要，确定白光、红光及远红光合适的配比比例、混合光及绿光分阶段照射时间、照射方向及灯架距离植物的距离，控制并调节植物的生长周期、开花时间、气孔开放、叶绿体表达等，以满足不同植物品种及同一植物在不同生长周期对光质的需要。
上述方案中，所述红光LED灯珠发出的光源的波长是620～650nm，所述远红光LED灯珠发出的光源的波长是700～720nm，所述绿光LED灯珠发出的光源的波长是530～550nm。
上述方案中，所述LED灯中LED灯珠5的数量为30～65个，以确保植物光合作用所需的光照强度。
上述方案中，所述LED灯1距离植物的距离为0.8～1.5米，在确保光照射效率的同时，提高照射面积。
上述方案中，所述白光、红光、远红光和绿光LED灯珠均匀交替安装于LED灯上。
上述方案中，在单个LED灯中，白光、红光和远红光LED灯珠由一个控制器控制，绿光LED灯珠由另一控制器控制，在植物的培养过程中，每天持续14～18h以白光、红光和远红光同时照射植物，即可满足植物光合作用的需要，剩余时间仅采用单一绿光照射植物，可促进植物的的呼吸作用，加速植物生长，其中在LED白光补加适当比例的红光和远红外光可有效促进植物对光的吸收，刺激植物内含物的合成，提高植物产量。
上述方案中，参照图1和图2，所述支撑架上共设有六个支撑杆，所述支撑杆对称设于所述支撑架的两侧，以同时适应分别在不同高度层培养的植物。
上述方案中，所述支撑架3为可伸缩设置，以适应于不同高度植物的需要。
参照图2，上述方案中，所述支撑杆4具有2～3个彼此铰接相连的折叠杆，所述折叠杆的长度为15～30cm，通过折叠杆的折叠或展开角度的变化可灵活调节LED灯与植物之间的距离和LED灯的照射范围。
在另一实例中，将本发明的灯具应用于萝卜的生长调节过程中，将萝卜分别在如下条件下培养：
a.自然生长条件；
b.每天人工LED白光照射14～18h，剩余时间仅采用单一绿光照射植物；
c.应用本灯具每天持续14～18h以白光、红光和远红光同时照射植物，
剩余时间仅采用单一绿光照射植物，其中，白光、红光、远红光和绿光LED灯珠点亮的比例为7～9:1～2:1:1；
d.应用本灯具每天持续14～18h以白光、红光和远红光同时照射植物，剩余时间不采用人工光照射植物，植物处于黑暗中，其中，白光、红光和远红光LED灯珠点亮的比例为7～9:1～2:1。
上述分别在不同条件下培养的萝卜依次在30天、40天、60天和70天后的生长情况见表1。
表1不同光照条件下萝卜的生长情况
从上表1可以看出，培养条件b和a相比，相对于自然生长条件下生长的萝卜，人工控制的LED白光可以给植物提供更稳定的光源，植物生长速率有所提高；
培养条件c和b相比，本发明通过在白光中补加适当的红光和远红光比在单一LED白光下生长的萝卜有更显著的调节作用，萝卜的生长速率更快；
培养条件c和d相比，可以看出经白光、红光和远红光组成的混合光持续照射后，使用绿光进行一段时间的照射可促进植物的呼吸作用，刺激植物的生长。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的混光LED灯具的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
如上所述，本发明LED光源排布合理，从侧面提供植物生长所需光源，避免了顶面照射时，由于植物叶子彼此遮挡影响有效光透过而造成的光效率降低，可灵活用于植物生长的持续照明或间歇性补光，显著改善了植物对光的利用效率；
此外，本发明灯具根据植物的生物学规律合理设计光质配比，对植物光环境进行分段调控，避免长时间光照带来的胁迫，并且采用绿光对光合作用结束的植物进行适当调节，促进植物的呼吸作用，加速植物生长；
此外，本发明操作简单，照射范围广，寿命长，可在有限的空间内，根据植物生长需要自由灵活的进行多组灯具的配合使用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种用于植物生长的LED灯具，其特征在于，包括：
LED灯，其具有颗数比例为7～9:1～2:1:1的白光、红光、远红光和绿光LED灯珠，每颗LED灯珠的功率均为1W；
灯架，其具有灯座、支撑架和一端以可旋转方式设于所述支撑架上的支撑杆，所述支撑杆的另一端连接有LED灯，所述LED灯可围绕所述支撑杆呈180°旋转；
其中，所述LED灯珠彼此之间的间距为1.5～3cm；
其中，所述绿光LED灯珠均匀分布在LED灯珠的最外围，且所述绿光LED灯珠的数量不少于3颗；
其中，在单个LED灯中，白光、红光和远红光LED灯珠由一个控制器控制，绿光LED灯珠由另一控制器控制。
2.如权利要求1所述的用于植物生长的LED灯具，其特征在于，所述红光LED灯珠发出的光源的波长是620～650nm，所述远红光LED灯珠发出的光源的波长是700～720nm，所述绿光LED灯珠发出的光源的波长是530～550nm。
3.如权利要求1所述的用于植物生长的LED灯具，其特征在于，每个LED灯中LED灯珠的数量为30～65个。
4.如权利要求1所述的用于植物生长的LED灯具，其特征在于，所述LED灯距离植物的距离为0.8～1.5米。
5.如权利要求1所述的用于植物生长的LED灯具，其特征在于，所述白光、红光和远红光LED灯珠均匀交替安装于LED灯上。
6.如权利要求1所述的用于植物生长的LED灯具，其特征在于，所述支撑架上共设有六个支撑杆，所述支撑杆对称设于所述支撑架的两侧。
7.如权利要求1所述的用于植物生长的LED灯具，其特征在于，所述支撑架为可伸缩设置。
8.如权利要求1所述的用于植物生长的LED灯具，其特征在于，所述支撑杆具有2～3个彼此铰接相连的折叠杆，所述折叠杆的长度为15～30cm。
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