CN108224244A - 可调光的led微藻培养灯 - Google Patents

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Abstract

一种可调光的LED微藻培养灯，包括若干个不同波长的LED灯珠、散热器、灯架、LED调光驱动电源和调光器。本公开的可调光的LED微藻培养灯的LED灯珠包括红光、绿光、蓝光、紫外光和白光五种，通过安装不同种类的LED灯珠可以实现对光照波长的选择；本公开的LED微藻培养灯包括LED调光驱动电源和调光器，可在额定功率范围内对整灯进行手动光强连续控制，通过调节调光器实现对LED微藻培养灯光照强度的控制。本公开的可调光的LED微藻培养灯可同时实现波长选择和光照强度的调节，对微藻的培养具有重要的意义。

Description

可调光的LED微藻培养灯
技术领域
本公开属于LED灯具领域，具体涉及一种可调光的LED微藻培养灯。
背景技术
经济微藻作为第三代生物能源，具有光合效率高、生长周期短、生长速率高、生产成本低等独特优势，生产潜力远远高于其他能源植物。光照是影响微藻光合作用和生长最重要的环境因子，在耐受的范围下，微藻光合作用会随着光照强度的增加逐渐加强。
LED灯具的电→光转换效率高，可有效提高电→光→生物的总转换效率；LED灯具光谱宽度窄，可以精确地选择适合微藻生长的光照波长；LED光源体积小，易于安装。LED光源还可以根据微藻的种类及生长周期调节光强和光质，从而达到最好的培育效果，缩短培育周期。
现有LED微藻培养灯存在以下问题：无波长选择和光强调节装置，不能根据具体需求设置最佳光照波长，并在大范围内灵活调节光照强度；灯架材料导热系数低，多层封装材料热阻较大，散热效果不够好，严重影响LED的出光效率和LED光源的寿命；培养灯功率较小，光照强度较小，不足以使大规模高密度微藻培养处于最佳状态。
公开内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种可调光的LED微藻培养灯，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
本公开提供了一种可调光的LED微藻培养灯，包括：若干颗不同波长的LED灯珠1，可调光的LED微藻培养灯通过安装相应的LED灯珠实现对光照波长的选择；散热器2，其表面直接粘接LED灯珠1，将LED灯珠1产生的热量传递到散热片上；LED调光驱动电源4，通过导线与LED灯珠1连接；以及调光器5，通过导线与LED调光驱动电源4连接，其通过调整LED调光驱动电源4输出的电流来控制LED微藻培养灯的光照强度。
在本公开的一些实施例中，LED灯珠1包括红光、绿光、蓝光、紫外光和白光五种。
在本公开的一些实施例中，若干颗LED灯珠1之间采用串联或串并联结合的方式连接。
在本公开的一些实施例中，若干颗LED灯珠1的总功率大于40W。
在本公开的一些实施例中，散热器2为铝散热器，其中一面为平滑表面，散热片平行排布并与所述平滑表面垂直。
在本公开的一些实施例中，散热器2的平滑表面涂覆有导热粘接材料，其将若干颗LED灯珠1直接粘贴于所述散热器2上。
在本公开的一些实施例中，导热粘接材料为道康宁东丽硅胶SE4485S。
在本公开的一些实施例中，可调光的LED微藻培养灯还包括灯架3，其为倒U形，通过两侧的螺孔与散热器2连接。
在本公开的一些实施例中，灯架3上方设有夹层，用于放置LED调光驱动电源4。
在本公开的一些实施例中，夹层到灯架螺孔的距离保证灯架3能够绕散热器2实现360°旋转。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开的可调光的LED微藻培养灯至少具有以下有益效果其中之一：
(1)LED灯珠包括红光、绿光、蓝光、紫外光和白光五种，通过安装相应的LED灯珠可以实现对光照波长的选择，使LED微藻培养灯的光照波长为最有利于微藻的成长，如普通小球藻的最佳光照波长为470nm和680nm，等鞭金藻的最佳光照波长为450～500nm和670nm，亚心形扁藻的最佳光照波长为440nm和680nm；
(2)LED微藻培养灯包括LED调光驱动电源和调光器，可灵活调节LED微藻培养灯在微藻培养装置表面的光照强度在300～2200μmol/m2·s范围内，比如海洋小球藻的最佳光照强度为1400μmol/m2·s，玫瑰拟议藻的最佳光照强度为800μmol/m2·s，螺旋藻的最佳光照强度为550μmol/m2·s)，还有一些光照强度越强产量越高的微藻，如铜绿微囊藻；
(3)LED微藻培养灯LED灯珠直接粘贴于散热器表面，其间涂覆高导热率粘接材料道康宁东丽硅胶SE4485S，其专为需要导热的粘接应用而设计，导热率为2.7，散热效果良好；
(4)LED微藻培养灯的可同时实现光照波长选择和光照强度调节的方法，同样适用于高等植物的组织培养和育苗等科学实验工作。
附图说明
图1为本公开一实施例中可调光的LED微藻培养灯的立体图。
图2为图1所示可调光的LED微藻培养灯的正视图。
图3为图1所示可调光的LED微藻培养灯中灯架与散热器的平滑表面平行时可调光的LED微藻培养灯的仰视图。
【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
1-LED灯珠； 2-散热器；
3-灯架； 4-LED调光驱动电源；
5-调光器。
具体实施方式
本公开提供了一种可调光的LED微藻培养灯，包括若干个不同波长的LED灯珠、散热器、灯架、LED调光驱动电源和调光器。本公开的可调光的LED微藻培养灯的LED灯珠包括红光、绿光、蓝光、紫外光和白光五种，通过安装不同种类的LED灯珠可以实现对光照波长的选择；本公开的LED微藻培养灯包括LED调光驱动电源和调光器，可在额定功率范围内对整灯进行手动光强连续控制，通过调节调光器实现对LED微藻培养灯光照强度的控制。本公开的可调光的LED微藻培养灯可同时实现波长选择和光照强度的调节，对微藻的培养具有重要的意义。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性的描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种可调光的LED微藻培养灯。
图1为本公开一实施例中可调光的LED微藻培养灯的结构示意图。图2为本公开一实施例中可调光的LED微藻培养灯的结构正视图。如图1、图2所示，本公开的可调光的LED微藻培养灯包括：
LED灯珠1，其包括红光、绿光、蓝光、白光以及紫外光5种；
散热器2，其表面涂有导热材料，直接粘接8颗同种LED灯珠1，用于将LED灯珠1产生的热量传递到散热片上；
灯架3，为倒U形，下方设有螺孔，与散热器连接，上方设有夹层；
LED调光驱动电源4，固定于灯架3的夹层上，通过导线与LED灯珠1连接；以及
调光器5固定于灯架侧壁，用于手动控制整灯的光照强度。
以下分别对本实施例可调光的LED微藻培养灯的各个组成部分进行详细描述。
8颗LED灯珠1的总功率大于40W，直径为5mm，采用均匀光照场光学结构的LED透镜封装，可提高出光效率；透镜材料采用PMMA、PC、光学玻璃或硅胶；灯珠基板材质为铝或铜。
LED灯珠1分为红光、绿光、蓝光、白光以及紫外光五种，其中，单色光峰值波长分别为：红光630～680nm、绿光530～580nm、蓝光440～490nm、紫外光260～300nm；白光的色温为6000～7000K。本公开的可调光的LED微藻培养灯可以通过安装不同种类的LED灯珠使LED微藻培养灯的光照波长最有利于微藻的成长，如普通小球藻的最佳光照波长为470nm和680nm，等鞭金藻的最佳光照波长为450～500nm和670nm，亚心形扁藻的最佳光照波长为440nm和680nm。
散热器2为铝型材散热器，外观为长方体，尺寸为150mm*300mm*38mm，正面为长方形平滑表面，背面为相互平行的矩形散热铝片，散热铝片长度为300mm，厚度为3mm，散热片间距4mm，与散热平滑表面垂直，并延平滑表面较长的一边平行分布。
图3为本公开一实施例中灯架与散热器的平滑表面平行时可调光的LED微藻培养灯的仰视图。如图3所示，8颗LED灯珠1按照两排四列排列，灯珠间距为70mm。将LED灯珠依据正负极按照同一方向直接粘贴于散热器2的150*300mm的平整表面构成LED微藻培养灯的主要部分。在LED灯珠1和散热器2中间涂覆道康宁东丽硅胶SE4485S，其专为需要导热的粘接应用而设计，导热率为2.7，以减小热阻，提高LED微藻培养灯的导热性能，提高出光效率。
灯架3的材料为铝合金，形状为倒U形，灯架3通过下方的2个螺孔与散热器连接；灯架3上方设置夹层，用于固定和保护LED调光驱动电源4，同时也增加了灯架3的拿取的舒适度，灯架3上边缘到夹层之间的距离为30～35mm。夹层到灯架螺孔的距离85～90mm，可保证灯架可绕散热器2实现360°旋转和放置，增加使用的灵活性。
LED调光驱动电源4固定于灯架的夹层上，其采用可控硅调光技术，工作效率较高，性能稳定。
调光器5固定于灯架侧壁，用于手动调节光照强度。通过调节调光器可以实现在额定功率范围内对整灯光照强度的手动连续控制，根据不同的微藻种类和培养需求调整LED光源的光照强度。
8颗LED灯珠1采用全串联或两串四并的连接方式，并与LED调光驱动电源4和调光器5通过导线进行连接，构成LED微藻培养灯的完整工作回路，可对整灯在额定功率范围内实现连续调光手动控制。
大功率LED微藻培养灯工作时，散热器2将LED灯珠1产生热量快速取走，传递到与粘贴LED灯珠1相对的铝散热片上，经由散热片表面与周围空气对流换热散发到环境中。可在保证大功率光照环境条件下，降低光源的光衰、延长光源的使用寿命，保证灯具的运行可靠性。
大功率LED微藻培养灯发出各色光在微藻培养容器表面的最大光合有效辐射值范围分别为：红光800～2100μmol/m2·s；绿光300～640μmol/m2·s；蓝光800～1700μmol/m2·s；白光740～2200μmol/m2·s。
至此，本公开实施例可调光的LED微藻培养灯介绍完毕。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开可调光的LED微藻培养灯有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
综上所述，本公开提供了一种可调光的LED微藻培养灯，包括若干个不同波长的LED灯珠、散热器、灯架、LED调光驱动电源和调光器。本公开的可调光的LED微藻培养灯的LED灯珠包括红光、绿光、蓝光、紫外光和白光五种，通过安装不同种类的LED灯珠可以实现对光照波长的选择；本公开的LED微藻培养灯包括LED调光驱动电源和调光器，可在额定功率范围内对整灯进行手动光强连续控制，通过调节调光器实现对LED微藻培养灯光照强度的控制。本公开的可调光的LED微藻培养灯可同时实现波长选择和光照强度的调节，对微藻的培养具有重要的意义。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可调光的LED微藻培养灯，包括：
若干颗不同波长的LED灯珠(1)，所述可调光的LED微藻培养灯通过安装相应的LED灯珠实现对光照波长的选择；
散热器(2)，其表面直接粘接LED灯珠(1)，将LED灯珠(1)产生的热量传递到散热片上；
LED调光驱动电源(4)，通过导线与LED灯珠(1)连接；以及
调光器(5)，通过导线与LED调光驱动电源(4)连接，其通过调整LED调光驱动电源(4)输出的电流来控制LED微藻培养灯的光照强度。
2.根据权利要求1所述的可调光的LED微藻培养灯，其中，
所述LED灯珠(1)包括红光、绿光、蓝光、紫外光和白光五种。
3.根据权利要求1所述的可调光的LED微藻培养灯，其中，
所述若干颗LED灯珠(1)之间采用串联或串并联结合的方式连接。
4.根据权利要求1所述的可调光的LED微藻培养灯，其中，
所述若干颗LED灯珠(1)的总功率大于40W。
5.根据权利要求1所述的可调光的LED微藻培养灯，其中，
所述散热器(2)为铝散热器，其中一面为平滑表面，散热片平行排布并与所述平滑表面垂直。
6.根据权利要求5所述的可调光的LED微藻培养灯，其中，
所述散热器(2)的平滑表面涂覆有导热粘接材料，其将若干颗同种LED灯珠(1)直接粘贴于所述散热器(2)上。
7.根据权利要求1所述的可调光的LED微藻培养灯，其中，所述可调光的LED微藻培养灯还包括灯架(3)，其为倒U形，通过两侧的螺孔与所述散热器(2)连接。
8.根据权利要求7所述的可调光的LED微藻培养灯，其中，
所述灯架(3)上方设有夹层，用于放置所述LED调光驱动电源(4)。
9.根据权利要求8所述的可调光的LED微藻培养灯，其中，
所述夹层到灯架螺孔的距离保证所述灯架(3)能够绕所述散热器(2)实现360°旋转。
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