CN109644860A - 一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源 - Google Patents

一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源 Download PDF

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孙文良
邹念育
贺晓阳
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Abstract

本发明公开了一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，包括以下步骤：步骤1：光谱设计，利用最小二乘法，设定日光（D65）光谱为目标光谱，结合单色LED的补偿技术，获得类日光光源的最优组合方案，最后得到抑制藻类生长的类日光新光源；步骤2：藻类生长影响因子计算，查找文献得到藻类生长的敏感波段，通过计算藻类生长的敏感波段占总光谱的比重来得到藻类生长的影响因子；步骤3：光学设计，本次设计用1*1*0.1mm的几何体代表灯珠。本发明中，溶洞照明设计结合类日光光源，营造舒适的照明环境、满足人们对健康照明的需求、节约能源、保护环境，对藻类有一定的抑制功能、保护溶洞资源、延长溶洞使用寿命，减少人工照明破坏溶洞景观。

Description

一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源
技术领域
本发明涉及光源设计技术领域，尤其涉及一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源。
背景技术
在我国溶洞照明所用的光源基本以白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯为主，其中热光源约占80%，而冷光源约占20%。
但是现有的溶洞中大部分都是景观照明，五颜六色，总体趋向于艺术效果，对于功能性照明重视不够，对藻类生长亦没有足够重视。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明的目的是为了解决现有技术中溶洞中大部分都是景观照明，五颜六色，总体趋向于艺术效果，对于功能性照明重视不够，对藻类生长亦没有足够重视的问题，而提出的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源。
2.技术方案
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，包括以下步骤：
步骤1：光谱设计，利用最小二乘法，设定日光（D65）光谱为目标光谱，结合单色LED的补偿技术，获得类日光光源的最优组合方案，最后得到抑制藻类生长的类日光新光源；
步骤2：藻类生长影响因子计算，查找文献得到藻类生长的敏感波段，通过计算藻类生长的敏感波段占总光谱的比重来得到藻类生长的影响因子；
步骤3：光学设计，本次设计用1*1*0.1mm的几何体代表灯珠，采用圆周排列的方式进行排列，第一圈是半径为2mm的6颗灯珠，第二圈为4mm半径的12颗灯珠，为了使18颗光源均匀分布在中心光源四周，灯珠位置不固定。
优选地，所述步骤1中单色LED采用白光LED为主。
优选地，所述步骤1中为了简化光源设计的操作性，通过比例计算得知，白光与其余10种单色光共需19颗灯珠。
优选地，所述步骤1中去掉有利于藻类生长所对应的单色LED波长。
优选地，所述步骤2中藻类生长的敏感波段为400-500nm和600-700nm。
优选地，所述步骤2中，藻类生长的影响因子得到的比重越小，影响因子越小，说明对藻类的生长有一定的抑制作用。
优选地，所述步骤3中第一圈每颗灯珠间隔为60°，第二圈每每颗灯珠间隔为30°。
优选地，所述步骤3中得到的新光源的参数如下：色温5988K，色坐标为(0.3223,0.3317)，显色指数为83.5。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明从溶洞照明中的实际情况出发，尤其针对人工光源导致溶洞中藻类甚至其他植物生长的观点，提出一种新光源。该光源利用典型白光LED结合单色LED采用最小二乘法拟合日光光谱得到类日光光源。再考虑藻类生长的敏感曲线，利用减法原则对光谱进行修正，得到应用于溶洞中抑制藻类生长的新类日光光源。
（2）本发明中，溶洞照明设计结合类日光光源，营造舒适的照明环境、满足人们对健康照明的需求、节约能源、保护环境，对藻类有一定的抑制功能、保护溶洞资源、延长溶洞使用寿命，减少人工照明破坏溶洞景观。
附图说明
图1为本发明提出的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源的抑制藻类生长的类日光新光源光谱；
图2为本发明提出的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源三种光谱对比图；
图3为本发明提出的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源的抑制藻类生长方案及参数；
图4为本发明提出的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源的三种光谱中藻类生长的影响因子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
参照图1-4，一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，包括以下步骤：
步骤1：光谱设计，利用最小二乘法，设定日光（D65）光谱为目标光谱，结合单色LED的补偿技术，获得类日光光源的最优组合方案，最后得到抑制藻类生长的类日光新光源，单色LED采用白光LED为主，为了简化光源设计的操作性，通过比例计算得知，白光与其余10种单色光共需19颗灯珠；
步骤2：藻类生长影响因子计算，查找文献得到藻类生长的敏感波段，通过计算藻类生长的敏感波段占总光谱的比重来得到藻类生长的影响因子；
步骤3：光学设计，本次设计用1*1*0.1mm的几何体代表灯珠，采用圆周排列的方式进行排列，第一圈是半径为2mm的6颗灯珠，第二圈为4mm半径的12颗灯珠，为了使18颗光源均匀分布在中心光源四周，灯珠位置不固定。
实施例2：
参照图1-4，一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，包括以下步骤：
步骤1：光谱设计，利用最小二乘法，设定日光（D65）光谱为目标光谱，结合单色LED的补偿技术，获得类日光光源的最优组合方案，最后得到抑制藻类生长的类日光新光源，单色LED采用白光LED为主，为了简化光源设计的操作性，通过比例计算得知，白光与其余10种单色光共需19颗灯珠；
步骤2：藻类生长影响因子计算，查找文献得到藻类生长的敏感波段，藻类生长的敏感波段为400-500nm和600-700nm，通过计算藻类生长的敏感波段占总光谱的比重来得到藻类生长的影响因子；
步骤3：光学设计，本次设计用1*1*0.1mm的几何体代表灯珠，采用圆周排列的方式进行排列，第一圈是半径为2mm的6颗灯珠，第二圈为4mm半径的12颗灯珠，为了使18颗光源均匀分布在中心光源四周，灯珠位置不固定。
实施例3：
参照图1-4，一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，包括以下步骤：
步骤1：光谱设计，利用最小二乘法，设定日光（D65）光谱为目标光谱，结合单色LED的补偿技术，获得类日光光源的最优组合方案，最后得到抑制藻类生长的类日光新光源，单色LED采用白光LED为主，为了简化光源设计的操作性，通过比例计算得知，白光与其余10种单色光共需19颗灯珠；
步骤2：藻类生长影响因子计算，查找文献得到藻类生长的敏感波段，藻类生长的敏感波段为400-500nm和600-700nm，通过计算藻类生长的敏感波段占总光谱的比重来得到藻类生长的影响因子，藻类生长的影响因子得到的比重越小，影响因子越小，说明对藻类的生长有一定的抑制作用；
步骤3：光学设计，本次设计用1*1*0.1mm的几何体代表灯珠，采用圆周排列的方式进行排列，第一圈是半径为2mm的6颗灯珠，第二圈为4mm半径的12颗灯珠，为了使18颗光源均匀分布在中心光源四周，灯珠位置不固定。
实施例4：
参照图1-4，一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，包括以下步骤：
步骤1：光谱设计，利用最小二乘法，设定日光（D65）光谱为目标光谱，结合单色LED的补偿技术，获得类日光光源的最优组合方案，最后得到抑制藻类生长的类日光新光源，单色LED采用白光LED为主，为了简化光源设计的操作性，通过比例计算得知，白光与其余10种单色光共需19颗灯珠；
步骤2：藻类生长影响因子计算，查找文献得到藻类生长的敏感波段，藻类生长的敏感波段为400-500nm和600-700nm，通过计算藻类生长的敏感波段占总光谱的比重来得到藻类生长的影响因子，藻类生长的影响因子得到的比重越小，影响因子越小，说明对藻类的生长有一定的抑制作用；
步骤3：光学设计，本次设计用1*1*0.1mm的几何体代表灯珠，采用圆周排列的方式进行排列，第一圈是半径为2mm的6颗灯珠，第二圈为4mm半径的12颗灯珠，第一圈每颗灯珠间隔为60°，第二圈每每颗灯珠间隔为30°，为了使18颗光源均匀分布在中心光源四周，灯珠位置不固定，新光源的参数如下：色温5988K，色坐标为(0.3223,0.3317)，显色指数为83.5。
本发明中，从溶洞照明中的实际情况出发，尤其针对人工光源导致溶洞中藻类甚至其他植物生长的观点，提出一种新光源。该光源利用典型白光LED结合单色LED采用最小二乘法拟合日光光谱得到类日光光源。再考虑藻类生长的敏感曲线，利用减法原则对光谱进行修正，得到应用于溶洞中抑制藻类生长的新类日光光源，溶洞照明设计结合类日光光源，营造舒适的照明环境、满足人们对健康照明的需求、节约能源、保护环境，对藻类有一定的抑制功能、保护溶洞资源、延长溶洞使用寿命，减少人工照明破坏溶洞景观。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：光谱设计，利用最小二乘法，设定日光（D65）光谱为目标光谱，结合单色LED的补偿技术，获得类日光光源的最优组合方案，最后得到抑制藻类生长的类日光新光源；
步骤2：藻类生长影响因子计算，查找文献得到藻类生长的敏感波段，通过计算藻类生长的敏感波段占总光谱的比重来得到藻类生长的影响因子；
步骤3：光学设计，本次设计用1*1*0.1mm的几何体代表灯珠，采用圆周排列的方式进行排列，第一圈是半径为2mm的6颗灯珠，第二圈为4mm半径的12颗灯珠，为了使18颗光源均匀分布在中心光源四周，灯珠位置不固定。
2.根据权利要求1所述的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，其特征在于，所述步骤1中单色LED采用白光LED为主。
3.根据权利要求1所述的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，其特征在于，所述步骤1中为了简化光源设计的操作性，通过比例计算得知，白光与其余10种单色光共需19颗灯珠。
4.根据权利要求1所述的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，其特征在于，所述步骤1中去掉有利于藻类生长所对应的单色LED波长。
5.根据权利要求1所述的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，其特征在于，所述步骤2中藻类生长的敏感波段为400-500nm和600-700nm。
6.根据权利要求1所述的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，其特征在于，所述步骤2中，藻类生长的影响因子得到的比重越小，影响因子越小，说明对藻类的生长有一定的抑制作用。
7.根据权利要求1所述的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，其特征在于，所述步骤3中第一圈每颗灯珠间隔为60°，第二圈每每颗灯珠间隔为30°。
8.根据权利要求1所述的一种溶洞照明中抑制藻类生长的新光源，其特征在于，所述步骤3中得到的新光源的参数如下：色温5988K，色坐标为(0.3223,0.3317)，显色指数为83.5。
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