CN107409996A - 一种led植物培养装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED植物培养装置，包括水培底座、回型导光元件、热管；水培底座的两端均设有延伸块，延伸块的上端面设有呈条状的热沉，热沉的两侧设有金属翅片，热管置于热沉的内部，热沉的上端面设有两个固定板件和多个依次排列的LED灯，回型导光元件包括一体形成的水平段和两个竖直段，水平段的一端连接一个竖直段，水平段的另一端连接另一个竖直段；竖直段的下端位于LED灯的上方，竖直段的下部和LED灯均位于两个固定板件之间，竖直段的下部固定在固定板件上。该培养装置光源照明效果均匀，散热效果好，属于植物培养的技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及植物培养的技术领域，尤其涉及一种LED植物培养装置。
背景技术
随着现代农业的迅速发展，发达地区土地日益紧缺，传统农业日益衰退，为了满足日益增长的粮食需求，效仿日本和德国等发达国家建立植物工厂，大力发展垂直农业和现代农业成为大势所趋。作为植物生长的关键一环，光在植物的生长方面占据着重要的地位，带有LED植物光源的植物培养架也应运而生，但是目前在植物工厂中培养架所使用的LED光源多是采用将LED灯珠阵列安装在培养架每一层的底面，用以对下一层的植物进行照明，这样虽然节省了设计成本，但是由于植物照明灯具的灯珠多为红、蓝，红、黄，红、橙等多色灯珠，因此简单的阵列结构很难达到非常均匀的多色光混光效果，使得受照植株表面出现局部过亮或者过暗或者光谱分布不均匀的问题，这样难以保证种植出的植物生长的均齐程度，最终会使得整一批次出产的植物的品质参差不齐，对之后营养液以及照明光谱的选取带来极大的不便，同时在植物的生长环境中热量的增高会增加植物表面的蒸腾作用，进而加快植物的萎蔫，不利于植物的增长，而LED产生的大量热量会使得植物工厂内的温度迅速上升，并且不同于传统户内外照明光源只考虑光源后部的热量，在植物工厂中光源正面的热量也不容易忽视，正面为发光面，这一部分产生的热量会迅速聚集在植物上方，对植物的生长产生极大的影响，底部产生的热量对培养架上一层植物的生长也会产生影响，因此培养架中光源部分产生的热量需要严格的进行控制。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种LED植物培养装置，该培养装置光源照明效果均匀，散热效果好。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种LED植物培养装置，包括水培底座、回型导光元件、热管；水培底座的两端均设有延伸块，延伸块的上端面设有呈条状的热沉，热沉的两侧设有金属翅片，热管置于热沉的内部，热沉的上端面设有两个固定板件和多个依次排列的LED灯，回型导光元件包括一体形成的水平段和两个竖直段，水平段的一端连接一个竖直段，水平段的另一端连接另一个竖直段；竖直段的下端位于LED灯的上方，竖直段的下部和LED灯均位于两个固定板件之间，竖直段的下部固定在固定板件上。
进一步的是：水培底座上设有入水口、出水口和用于培养植物的种植槽位，水培底座内设有用于水循环流通的空腔，水培底座的入水口和出水口均与水培底座内的空腔相通。
进一步的是：种植槽位呈梯形状。
进一步的是：水培底座由塑料制成，水培底座的延伸块由金属铝制成。
进一步的是：回型导光元件由PMMA材料注塑成型，热沉和金属翅片均由铝制成。
进一步的是：LED灯通过导热硅胶贴在热沉的上端面。
进一步的是：LED灯是红绿蓝三基色LED灯。
总的说来，本发明具有如下优点：
1.LED光源安装在水培底座的两侧，极大地减少了光源产热对于植物生长的影响。
2.LED灯发出的光线通过回型导光元件的耦合得到了充分的混合，使得照射到植物表面的光谱分布更加的均匀。
3.散热结构为金属翅片与热管相结合，导热效果更加优良。
4.LED通过外部PWM调光器进行驱动，可以实现光谱的调控，以适应不同种类的幼苗对于光谱的需求。
5.采用水培的方式，培养植物用水的存在可以有效地降低整个体系的温度。
6.该培养装置提高了散热效果、提高了植物光源多色光的混光均匀度、提高了受照面光谱分布的均匀度、使得植物的多个角度都可以得到充足的光照。
附图说明
图1是本发明培养装置立体方向的结构示意图。
图2是本发明培养装置的主视图。
其中，1为水培底座，2为种植槽位，3为回型导光元件的水平段，4为LED灯，5为金属翅片，6为热沉，7为热管，8为固定板件，9为回型导光元件的竖直段。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
为叙述方便，现对下文所说的上下左右前后方向规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图2本身投影关系的方位一致，左右方向即横向方向，前后方向即纵向方向。
结合图1和图2所示，一种LED植物培养装置，包括水培底座、回型导光元件、热管。水培底座的左右两端均设有延伸块，延伸块呈条状，延伸块从水培底座的左右两端突出来后，再沿着前后方向延伸。延伸块的上端面设有呈条状的热沉，热沉的外轮廓呈长方体状，热沉有两个，每个热沉的左右两侧设有金属翅片，翅片为长条形的片状结构，热沉和金属翅片均由铝制成，且热沉和金属翅片是一体制成的。热沉的内部设有通孔，热管插入热沉的通孔内，使热管置于热沉的内部，每个热沉的上端面均设有两个固定板件和多个依次排列的LED灯，热沉上端面的多个LED灯从前往后依次排列，回型导光元件包括一体形成的水平段和两个竖直段，水平段的一端连接一个竖直段，水平段的另一端连接另一个竖直段，水平段的左端连接左边的竖直段，水平段的右端连接右边的竖直段。竖直段的下端位于LED灯的上方，竖直段的下部和LED灯均位于两个固定板件之间，竖直段的下部固定在固定板件上，固定板件用来支撑着回型导光元件。
水培底座上设有入水口、出水口和用于培养植物的种植槽位，种植槽位呈梯形状。水培底座内设有用于水循环流通的空腔，水培底座的入水口和出水口均与水培底座内的空腔相通。在培养植物时，植物的根系可以伸入水培底座的空腔内，可在种植槽位的底部设置一些孔。
水培底座由塑料制成，水培底座的延伸块由金属铝制成。
回型导光元件由PMMA材料注塑成型，PMMA的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。
LED灯通过导热硅胶贴在热沉的上端面。
LED灯是红绿蓝三基色LED灯。本发明外接PWM调光器，可调节LED灯发出的光的光谱，以根据不同的植物调整合适的光谱。植物的生长有一个生长光谱范围，LED灯光的光谱范围能覆盖植物生长的光谱范围。
在回型导光元件的外表面采用激光加工出微结构，这种微结构会破坏光在回型导光元件内全反射的传导，使得光会照射入回型导光元件和水培底座包围的区域内，并在该区域内来回反射。LED灯工作，LED灯发出的光进入回型导光元件内，然后光在从回型导光元件的水平段和竖直段射出，光进入回型导光元件和水培底座包围的区域内，然后照射到植物上，从而满足植物对光的需求。回型导光元件可以将LED灯的光进行充分的耦合，可以将多个LED灯发出的光混合均匀，即这些LED灯发出光后，光照强度分布均匀，出射光的光谱分布均匀，光色分布均匀。光可以从回型导光元件的水平段和竖直段射出，可以从各个方面照射到植物上，且光照强度分布均匀，避免植物表面局部过亮或过暗；从回型导光元件射出的光的光谱范围满足植物生长的光谱范围，且从回型导光元件射出的光的光谱范围分布均匀。LED灯工作时，LED灯产生的热量主要从LED灯的上方和下方发散出去，LED灯产生的热量不会对着植物传播，消除了光源热量对植物生长的影响，LED灯产生的向下的热量，通过热沉、热管和金属翅片发散出去，散热效果好，热管能起到良好的导热作用，从而起到散热的作用，翅片加强散热效果；热管和翅片加在一起，大大提高了散热效果，并且热沉和翅片并未与水培底座有直接的大面积接触，因此，LED产生的热量对植物的影响又大大减小。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种LED植物培养装置，其特征在于：包括水培底座、回型导光元件、热管；水培底座的两端均设有延伸块，延伸块的上端面设有呈条状的热沉，热沉的两侧设有金属翅片，热管置于热沉的内部，热沉的上端面设有两个固定板件和多个依次排列的LED灯，回型导光元件包括一体形成的水平段和两个竖直段，水平段的一端连接一个竖直段，水平段的另一端连接另一个竖直段；竖直段的下端位于LED灯的上方，竖直段的下部和LED灯均位于两个固定板件之间，竖直段的下部固定在固定板件上。
2.按照权利要求1所述的一种LED植物培养装置，其特征在于：水培底座上设有入水口、出水口和用于培养植物的种植槽位，水培底座内设有用于水循环流通的空腔，水培底座的入水口和出水口均与水培底座内的空腔相通。
3.按照权利要求2所述的一种LED植物培养装置，其特征在于：种植槽位呈梯形状。
4.按照权利要求1所述的一种LED植物培养装置，其特征在于：水培底座由塑料制成，水培底座的延伸块由金属铝制成。
5.按照权利要求1所述的一种LED植物培养装置，其特征在于：回型导光元件由PMMA材料注塑成型，热沉和金属翅片均由铝制成。
6.按照权利要求1所述的一种LED植物培养装置，其特征在于：LED灯通过导热硅胶贴在热沉的上端面。
7.按照权利要求1所述的一种LED植物培养装置，其特征在于：LED灯是红绿蓝三基色LED灯。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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