CN109973842A - 一种长余辉型led植物灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长余辉型LED植物灯，属于LED植物发光技术领域。本发明将荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+进行干磨混匀处理30~45min得到混合粉体A；将荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+进行干磨混匀处理30~45min得到混合粉体B；采用环氧树脂将混合粉体A封装在紫外LED芯片上或将混合粉体B封装在蓝光LED芯片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片。本发明利用长余辉体系和LED荧光粉体系相结合调配成更接近阳光的连续光谱，作为植物照明体系的植物灯照明发光体，更有利与植物的生长发育，使植物生长的更快更好，同时无毒安全，具备优异的LED寿命，和良好的节能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种长余辉型LED植物灯，属于LED植物发光技术领域。
背景技术
光在植物生长过程中起着至关重要的作用,不同的光质组合对植物的生长发育状况有不同的影响。植物组培所需要的光主要来源于电光源,传统电光源对植物的生物能效极低并且发热量大,用电占整个电费成本的65%左右,是植物组织培养中最高的非人力成本之一。LED 是发光二极管的简称,是半导体二极管的一种,是一种高效、节能的新型组培光源,它的优点之一是可控性好可以根据不同的需要对光源进行调整,节约能源。因此,在植物组织培养中采用不同的LED光质组合及配比照明,不仅能够调控植物的生长发育和形态建成、缩短培养周期、提高品质, 而且能够大大降低能耗,节约成本。但目前市场上的商业化LED植物灯只在通电情况下发光，并且单一的LED植物灯照明体系若想改变照射时的红蓝比例，必须安装电流调控系统才能够实现对红蓝LED植物灯照明亮度进行调节，无法实现自动调制光谱。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种长余辉型LED植物灯，本发明利用长余辉体系和LED荧光粉体系相结合调配成更接近阳光的连续光谱，作为植物照明体系的植物灯照明发光体，更有利与植物的生长发育，使植物生长的更快更好，同时无毒安全，具备优异的LED寿命，和良好的节能性。
一种长余辉型LED植物灯的长余辉型LED植物灯发光芯片的制备方法，具体步骤如下：
（1）将荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+进行干磨混匀处理30~45min得到混合粉体A；
（2）将荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+进行干磨混匀处理30~45min得到混合粉体B；
（3）采用环氧树脂将步骤（1）的混合粉体A封装在紫外LED芯片上或将步骤（2）的混合粉体B封装在蓝光LED芯片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片；
所述步骤（1）荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+和ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+的质量比为(3~50):( 3~50):(3~50):(1~10):(1~10):(1~10)；
所述步骤（2）荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的质量比为(1~50):(1~10):(1~50):(1~5)；
所述紫外芯片（激发波长为365nm），通过紫外芯片激发荧光粉，采用不同波段荧光粉：使用ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+可作为近红外波段荧光粉，ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+荧光粉具备较好的余辉性能，余辉波段波谱为704nm，余辉时间可长达4小时以上；CaAlSiN:Eu2+波长为625nm，可作为红色波段荧光粉； Sr2SiO4:Eu2+波长为530nm，可作为绿色波段荧光粉，并可掺杂少量长余辉绿粉SrAl2O4:Eu2+,Dy3+,其长余辉波长为518nm；余辉蓝色波段使用BaMgAl10O17:Eu2+其长为450nm，并可掺杂少量长余辉蓝粉CaAl2O4:Eu2+,Dy3+,其长余辉波段为440nm；
所述蓝光芯片（激发波长为460nm），通过蓝光芯片激发荧光粉，采用不同波段荧光粉：使用ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+作为近红外波段荧光粉，ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+荧光粉具备较好的余辉性能，其余辉波段波谱为704nm，余辉时间可长达4小时以上；黄色波段使用Sr3SiO5:Eu2+，发射波长为578nm，余辉时间可达到6小时以上；使用Sr2SiO4:Eu2+作为绿色波段荧光粉，波长为530nm，并可掺杂少量长余辉绿粉SrAl2O4:Eu2+,Dy3+,其长余辉波长为518nm。
将长余辉型LED植物灯发光芯片按照常规植物灯装配方法进行装配即得长余辉型LED植物灯。
本发明的有益效果是：
（1）本发明长余辉型LED植物灯可完美的模拟太阳光谱，具备连续的多段式光谱，采用单一的发光体，实现多段式的光谱发射；其中近红外带对植物信息素产生影响，有利于促进开花，和调节花期，促进光合作用；红色光谱带有利于植物内糖分的积累，并可影响赤霉素的生成；蓝色光谱带促进植物蛋白质的形成，进而促使植株的伸长，有利于植株的高度，株型等形态的形成；绿色光谱带有利于植物的光合作用，和补全新型植物等的光谱，使长余辉型LED灯的色温，光谱等更接近阳光；通过多种光谱带的相互配合，长余辉型LED植物灯可更好的促进植物的光合作用，并在夜间实现对植物的多重补光，可使植物生长的更快更好；同时采用长余辉体系，在撤去光源的黑暗条件下，利用余辉实现余辉波段的光照，达到原有的补光量的同时可以节省10%-15%的电能；
（2）目前市场上的商业化LED植物灯只在通电情况下发光，并且单一的LED植物灯照明体系若想改变照射时的红蓝比例，必须安装电流调控系统才能够实现对红蓝LED植物灯照明亮度进行调节，无法实现自动调制光谱，本发明可利用长余辉荧光材料和LED荧光材料进行结合，调制光谱，点亮时为混合光谱，用于促进植物的大补光照射，熄灭后为长余辉光谱，可进一步的降低成本，同时也有利于实现单个荧光灯满足植物光照的多中需求。
附图说明
图1为实施例1长余辉型LED植物灯通电点亮后的图片；
图2为实施例1长余辉型LED植物灯断电后余辉的图片；
图3是实施例1长余辉型LED植物灯点亮后的波谱；
图4是实施例1长余辉型LED植物灯断电后余辉的波谱；
图5是实施例1长余辉型LED植物灯点亮后和余辉的色坐标；
图6为实施例2长余辉型LED植物灯点亮时的波谱；
图7为实施例2长余辉型LED植物灯断电后余辉的波谱
图8为实施例3长余辉型LED植物灯点亮时的波谱；
图9为实施例3长余辉型LED植物灯断电后余辉的波谱
图10为实施例4长余辉型LED植物灯点亮时的波谱；
图11为实施例4长余辉型LED植物灯断电后余辉的波谱
图12为实施例5长余辉型LED植物灯点亮时的波谱；
图13为实施例5长余辉型LED植物灯断电后余辉的波谱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：一种长余辉型LED植物灯的长余辉型LED植物灯发光芯片的制备方法，具体步骤如下：
（1）将荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+（蓝色450nm）、Sr2SiO4:Eu2+（绿色530nm）、CaAlSiN:Eu2+（红色625nm）、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+（绿色518nm）、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+（蓝色440nm）、ZnGa2O4:Cr3 +,Bi3+（近红外704nm）进行干磨混匀处理45min得到混合粉体A；其中荧光粉BaMgAl10O17:Eu2 +、Sr2SiO4:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+和ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+的质量比为6:3:3:1:3:1；
（2）采用环氧树脂将步骤（1）的混合粉体A封装在紫外LED芯片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片；
将长余辉型LED植物灯发光芯片按照常规植物灯装配方法进行装配即得长余辉型LED植物灯；
本实施例长余辉型LED植物灯通电点亮后的图片如图1所示，本实施例长余辉型LED植物灯断电后余辉的图片如图2所示；从图1和图2中可知，在关闭激发电源后LED灯珠仍有肉眼可见的余辉，仍可以利用余辉对植物进行补光；
本实施例长余辉型LED植物灯点亮后的波谱如图3所示，从图3可知，该植物灯的光谱主要由紫外波段，蓝光和红光波段组成，紫外波段有利于提升植物的抗虫害特性，特定的蓝红比有利于促进植物的生长发育；
本实施例长余辉型LED植物灯断电后余辉的波谱如图4所示，从图4可知，在关闭激发光源后其余辉光谱的红蓝比为3:2，有利于某些特定植物的蛋白的生成；
本实施例长余辉型LED植物灯点亮后和余辉的色坐标如图5所示，从图5可知，色坐标可说明具体波谱所对应的颜色和色温。
实施例2：一种长余辉型LED植物灯的长余辉型LED植物灯发光芯片的制备方法，具体步骤如下：
（1）将荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+（蓝色450nm）、Sr2SiO4:Eu2+（绿色530nm）、CaAlSiN:Eu2+（红色625nm）、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+（绿色518nm）、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+（蓝色440nm）、ZnGa2O4:Cr3 +,Bi3+（近红外704nm）进行干磨混匀处理40min得到混合粉体A；其中荧光粉BaMgAl10O17:Eu2 +、Sr2SiO4:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+和ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+的质量比为 25:2:20:1:5:5；
（2）采用环氧树脂将步骤（1）的混合粉体A封装在紫外LED芯片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片；
将长余辉型LED植物灯发光芯片按照常规植物灯装配方法进行装配即得长余辉型LED植物灯；
本实施例长余辉型LED植物灯点亮后的波谱见图6，本实施例长余辉型LED植物灯撤去激发光源后余辉的波谱见图7。
实施例3：一种长余辉型LED植物灯的长余辉型LED植物灯发光芯片的制备方法，具体步骤如下：
（1）将荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+（蓝色450nm）、Sr2SiO4:Eu2+（绿色530nm）、CaAlSiN:Eu2+（红色625nm）、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+（绿色518nm）、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+（蓝色440nm）、ZnGa2O4:Cr3 +,Bi3+（近红外704nm）进行干磨混匀处理35min得到混合粉体A；其中荧光粉BaMgAl10O17:Eu2 +、Sr2SiO4:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+和ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+的质量比为50:7:5:1:5:1；
（2）采用环氧树脂将步骤（1）的混合粉体A封装在紫外LED芯片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片；
将长余辉型LED植物灯发光芯片按照常规植物灯装配方法进行装配即得长余辉型LED植物灯；
本实施例长余辉型LED植物灯点亮后的波谱如图8所示，本实施例长余辉型LED植物灯撤去激发光源后余辉的波谱如图9所示。
实施例4：一种长余辉型LED植物灯的长余辉型LED植物灯发光芯片的制备方法，具体步骤如下：
（1）将荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+进行干磨混匀处理30min得到混合粉体B；其中荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2 +、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的质量比为 5 :1: 1:1 ；
（2）采用环氧树脂将步骤（1）的混合粉体B封装在蓝光LED芯片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片；
将长余辉型LED植物灯发光芯片按照常规植物灯装配方法进行装配即得长余辉型LED植物灯；
本实施例长余辉型LED植物灯点亮后的波谱如图10所示，
本实施例长余辉型LED植物灯撤去激发光源后余辉的波谱如图11所示。
实施例5：一种长余辉型LED植物灯的长余辉型LED植物灯发光芯片的制备方法，具体步骤如下：
（1）将荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+进行干磨混匀处理40min得到混合粉体B；其中荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2 +、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的质量比为20:1:5:3；
（2）采用环氧树脂将步骤（1）的混合粉体B封装在蓝光LED芯片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片；
将长余辉型LED植物灯发光芯片按照常规植物灯装配方法进行装配即得长余辉型LED植物灯；
本实施例长余辉型LED植物灯点亮后的波谱如图12所示，本实施例长余辉型LED植物灯撤去激发光源后余辉的波谱如图13所示。
Claims (3)
1.一种长余辉型LED植物灯，其特征在于，长余辉型LED植物灯发光芯片的制备方法，具体步骤如下：
（1）将荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+进行干磨混匀处理30~45min得到混合粉体A；
（2）将荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2+、SrAl2O4:Eu2 +,Dy3+进行干磨混匀处理30~45min得到混合粉体B；
（3）采用环氧树脂将步骤（1）的混合粉体A封装在紫外LED芯片上或将步骤（2）的混合粉体B封装在蓝光LED芯片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片。
2.根据权利要求1所述长余辉型LED植物灯，其步骤如下：步骤（1）荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、CaAlSiN:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、CaAl2O4:Eu2+,Dy3+和ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+的质量比为(3~50):( 3~50):(3~50):(1~10):(1~10):(1~10)。
3.根据权利要求1所述长余辉型LED植物灯，其步骤如下：步骤（2）荧光粉Sr3SiO5:Eu2+、ZnGa2O4:Cr3+,Bi3+、Sr2SiO4:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的质量比为( 1~50) :(1~10): (1~50):(1~5)。
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