CN106857101A - 一种分光取色的温室系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分光取色的温室系统及其工作方法，该系统包括采光单元、同色光整合过滤器及定向采光系统；所述采光单元输出经光纤与同色光整合过滤器输入连接；所述采光单元安装在定向采光系统上。本发明的技术方案针对温室所需，设计分光取色系统，使温室对光可以分门别类的应用，有的用于作物生长，有的用于光能存贮。
Description
技术领域
本发明涉及设施农业生产领域，特别是一种分光取色的温室系统及其工作方法。
背景技术
分光原理：利用三菱镜折射太阳光，把白光变成彩虹的原理，光从空气进入某一种物质的时候，被折射的程度和它在这种物质中前进的速度有关（折射率n=c/v）。速度越慢，被折射得越厉害。白进入玻璃以后，其中，紫光的速度最慢，折射角最大，因此，紫光就位于光谱的下端；红光的速度最快，折射角最小，因此，红光位于光谱的上端。红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光，按波长的长短，依次排列在红光和紫光之间。利用这一色散现象，就可以将白光进行分光。
传导原理：这是利用光的全反射作用，即光从媒体射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回媒体中。表面上看，光好像在媒体中弯曲前进。实际上，在弯曲的媒体里，光仍沿直线传播，只不过在内表面上发生了多次全反射，光线经过多次全反射向前传播。本发明所用媒体可以为（不仅限于）光导纤维，这种透明的玻璃纤维丝，直径只有1~100μm左右。它是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出。
温室所需的光不是全频的白光，非所需的光不能提高作物光合作用的效率，只是白白增加光强与温度，不利作物成长，因此要进行分光与不同利用。
发明内容
为了解决现有温室中没有将光分色分别利用的技术，直接利用阳光存在过强与过弱的问题，进而存在光抑制，光不足及散热问题，本发明提供一种分光取色的温室系统。
本发明采用以下技术方案实现：一种分光取色的温室系统，其特征在于：包括采光单元、同色光整合过滤器及定向采光系统；所述采光单元输出经光纤与同色光整合过滤器输入连接；所述采光单元安装在定向采光系统上。
在本发明一实施例中，定向采光系统包括转盘、仰角调节器及阳光追踪系统；所述采光单元组合为一个采光板，安装在转盘上部，所述仰角调节器安装在采光板底部；所述阳光追踪系统分别与转盘、仰角调节器电性连接。
进一步的，所述仰角调节器为一平行四杆机构。
在本发明一实施例中，所述采光单元包括光线散射去除器、三棱镜、隔光板及光接收器；阳光经光线散射去除器进入三棱镜再由光接收器接收；所述隔光板沿三棱镜轴线方向安装；光接收器底部设置有光纤输入头，光纤输入头连接光导纤维，各光导纤维末端通往同色光整合过滤器。
进一步的，所述光线散射去除器包括壳体；所述壳体迎光一侧透光，其内壁为黑色不反光材质。
在本发明一实施例中，同色光整合过滤器包括壳体，所述壳体前端设置有光纤耦合器，所述壳体后端设置有晶体。
本发明还提供一种如上述的分光取色的温室系统的工作方法，其特征在于：当温室采光面接受太阳光照射时，定向采光系统负责将采光单元轴心对准太阳；采光单元对阳光进行分光取色后经光纤输入头接收，分别在光纤内进行远程传导；同色光整合过滤器是将多路汇聚来的光纤中的光重新组成一体，经过滤提纯，再输出应用。
在本发明一实施例中，所述定向采光系统的控制包括以下步骤：阳光追踪系统通过光敏和GPS技术对阳光进行跟踪；根据追踪结果控制定向采光系统的转盘和仰角调节器，从而控制采光单元的采光角度。
在本发明一实施例中，通过定向采光系统使采光单元的光线散射去除器轴心对准太阳，光线直射向三棱镜，经三棱镜折射，分别呈现不同光层，不同光层对应光接收器上不同格层，经光纤输入头接收，分别在光纤内进行远程传导，从而得到不同利用。
本发明的技术方案使温室对光可以分门别类的应用，有的用于作物生长，有的用于光能存贮。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明一实施例的仰角调节器。
图3为本发明一实施例的采光单元的结构示意图。
图4为本发明一实施例的同色光整合过滤器的结构示意图。
【标号说明】1：采光单元；2：同色光整合过滤器； 4：采光板；5：光纤；1-1：光线散射去除器；1-2：三棱镜；1-3：隔光板；1-4：光接收器；2-1：光纤耦合器；2-2：光纤；3-1：转盘；3-2：仰角调节器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。
本发明提供一种分光取色的温室系统，其包括采光单元1、同色光整合过滤器2及定向采光系统；所述采光单元输出经光纤5与同色光整合过滤器2输入连接；所述采光单元安装在定向采光系统上。本发明一实施例的结构示意图参见图1。采光单元作用是采集太阳光；同色光整合过滤器是将多路汇聚来的光纤中的光重新组成一体，经过滤提纯，再输出应用；光纤用于光的传导。定向采光系统中的采光板作为载体，搭载采光单元。
在本发明一实施例中，定向采光系统包括转盘3-1、仰角调节器3-2及阳光追踪系统；所述采光单元组合为一个采光板4，安装在转盘上部，所述仰角调节器安装在采光板底部；所述阳光追踪系统分别与转盘、仰角调节器电性连接。仰角调节器与转盘是使采光板能正对太阳的机械装置，转盘的作用是使结构在水平面上绕z轴可转动一定角度，其实现形式可以采用小齿轮带动大齿轮的圆盘转动；仰角调节器的作用使采光板的法线可相对z轴轴线角度在一定范围内可调，其实现形式可以采用平行四杆机构（如图2）；当温室采光面接受太阳光照射时，阳光直射追踪系统负责将阳光散射去除器轴心对准太阳，光线直射向三棱镜，经三棱镜折射，分别呈现不同光层，不同光层对应接收器上不同格层，经光纤输入头接收，分别在光纤内进行远程传导，从而得到不同利用。
在本发明一实施例中，所述采光单元包括光线散射去除器1-1、三棱镜1-2、隔光板1-3及光接收器1-4；阳光经光线散射去除器进入三棱镜再由光接收器接收；所述隔光板沿三棱镜轴线方向安装；光接收器底部设置有光纤输入头，光纤输入头连接光导纤维1-5，各光导纤维末端通往同色光整合过滤器2。主要结构示意图参见图3。光线散射去除器，壳体采用一四方柱体。既有去除太阳光的散射作用，又是采光单元其它部分的载体。其迎光一侧采用透光结构，可以是空的，也可以是嵌入某种透明体，其内壁为黑色不反光材质，作用是消除光的散射，在定向采光系统作用下，进入阳光散射去除器的太阳光光线平行于柱体轴心，使照到三棱镜的光是确定的角度。三棱柱按最佳采光角度安放其中。沿三棱镜轴线方向布有几个隔光板，隔光板间尺寸根据分光所需设定。隔光板表面可以为反射材料，
接收器底部密布是光纤输入头连接光导纤维，各光导纤维末端通往同色光整合过滤器。
在本发明一实施例中，同色光整合过滤器包括壳体，所述壳体前端设置有光纤耦合器2-1，所述壳体后端设置有晶体。前端为光纤耦合器，让多股进入盒体的光在盒内自由散射，汇集成一股光源，后端可以是有颜色的晶体，将光色进行进一步的提纯，是最后输出用户所需颜色的光源进行利用。也可以是没有颜色的晶体，直接将整合的光进行利用。
本发明还提供一种如上述的分光取色的温室系统的工作方法，其特征在于：当温室采光面接受太阳光照射时，定向采光系统负责将采光单元轴心对准太阳；采光单元对阳光进行分光取色后经光纤输入头接收，分别在光纤内进行远程传导；同色光整合过滤器是将多路汇聚来的光纤中的光重新组成一体，经过滤提纯，再经光纤2-2输出应用。
在本发明一实施例中，所述定向采光系统的控制包括以下步骤：阳光追踪系统通过光敏和GPS技术对阳光进行跟踪；根据追踪结果控制定向采光系统的转盘和仰角调节器，从而控制采光单元的采光角度。
在本发明一实施例中，通过定向采光系统使采光单元的光线散射去除器轴心对准太阳，光线直射向三棱镜，经三棱镜折射，分别呈现不同光层，不同光层对应光接收器上不同格层，经光纤输入头接收，分别在光纤内进行远程传导，从而得到不同利用。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种分光取色的温室系统，其特征在于：包括采光单元、同色光整合过滤器及定向采光系统；所述采光单元输出经光纤与同色光整合过滤器输入连接；所述采光单元安装在定向采光系统上。
2.根据权利要求1所述的分光取色的温室系统，其特征在于：定向采光系统包括转盘、仰角调节器及阳光追踪系统；所述采光单元组合为一个采光板，安装在转盘上部，所述仰角调节器安装在采光板底部；所述阳光追踪系统分别与转盘、仰角调节器电性连接。
3.根据权利要求2所述的分光取色的温室系统，其特征在于：所述仰角调节器为一平行四杆机构。
4.根据权利要求1所述的分光取色的温室系统，其特征在于：所述采光单元包括光线散射去除器、三棱镜、隔光板及光接收器；阳光经光线散射去除器进入三棱镜再由光接收器接收；所述隔光板沿三棱镜轴线方向安装；光接收器底部设置有光纤输入头，光纤输入头连接光导纤维，各光导纤维末端通往同色光整合过滤器。
5.根据权利要求4所述的分光取色的温室系统，其特征在于：所述光线散射去除器包括壳体；所述壳体迎光一侧透光，其内壁为黑色不反光材质。
6.根据权利要求1所述的分光取色的温室系统，其特征在于：同色光整合过滤器包括壳体，所述壳体前端设置有光纤耦合器，所述壳体后端设置有晶体。
7.一种如权利要求1所述的分光取色的温室系统的工作方法，其特征在于：当温室采光面接受太阳光照射时，定向采光系统负责将采光单元轴心对准太阳；采光单元对阳光进行分光取色后经光纤输入头接收，分别在光纤内进行远程传导；同色光整合过滤器是将多路汇聚来的光纤中的光重新组成一体，经过滤提纯，再输出应用。
8.根据权利要求7所述的所述的分光取色的温室系统的工作方法，其特征在于：所述定向采光系统的控制包括以下步骤：阳光追踪系统通过光敏和GPS技术对阳光进行跟踪；根据追踪结果控制定向采光系统的转盘和仰角调节器，从而控制采光单元的采光角度。
9.根据权利要求7所述的所述的分光取色的温室系统的工作方法，其特征在于：通过定向采光系统使采光单元的光线散射去除器轴心对准太阳，光线直射向三棱镜，经三棱镜折射，分别呈现不同光层，不同光层对应光接收器上不同格层，经光纤输入头接收，分别在光纤内进行远程传导，从而得到不同利用。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170620 |