CN216383809U - 基于植物冠层分析的led植物补光灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及植物生长补光技术领域，尤指一种基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其包括灯具本体、植物冠层分析探测头及异方向扩散膜，灯具本体包括LED灯板和主控线路板；异方向扩散膜覆盖在LED灯板的发光面；植物冠层分析探测头及灯板与主控线路板电连接。本实用新型一方面通过植物冠层分析探测头来测定植物的各种参数信息，使冠层的结构分析过程更加的准确、高效；另一方面通过异方向扩散膜，提高了植物补光的亮度、均匀性和视场角。

Description

基于植物冠层分析的LED植物补光灯

技术领域

本实用新型涉及植物生长补光技术领域，尤指一种基于植物冠层分析的 LED植物补光灯。

背景技术

植物生长的光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一，通过光质调节，控制植株形态建成是设施栽培领域一项重要技术。光线光谱对植物光合作用有直接影响的主要是红光、蓝光和白光，红光的作用是帮助植物开花结果，蓝光的作用是帮助植物长茎生叶。目前国内市场上出现的植物补光灯具装置，通常只提供2种或3种不同峰值波长的LED，无法为多色光谱耦合作用和叠加效应的植物补光生产提供设备。特别是大多数植物补光灯具在光质的均匀性、叠加效应和视场角都不理想，红光、蓝光和白光的光质分层比较明显。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种基于植物冠层分析的LED植物补光灯，通过植物冠层分析来测定植物的各种参数信息，使冠层的结构分析过程更加的准确、高效；并配合异方向扩散膜，提高了植物补光的亮度、均匀性和视场角。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种基于植物冠层分析的LED植物补光灯，包括灯具本体、植物冠层分析探测头及异方向扩散膜，所述灯具本体包括LED灯板和主控线路板；所述异方向扩散膜覆盖在所述LED 灯板的发光面；所述植物冠层分析探测头及所述LED灯板与所述主控线路板电连接。

作为一种优选方案，所述灯具本体还包括底座和固定架，所述底座与所述固定架连接，所述主控线路板安装在所述底座内，所述LED灯板和所述植物冠层分析探测头安装在所述固定架。

作为一种优选方案，所述LED灯板设有可供所述植物冠层分析探测头伸出的第一通孔，所述异方向扩散膜设有可供所述植物冠层分析探测头伸出的第二通孔。

作为一种优选方案，所述灯具本体还包括安装在所述固定架的散热装置，所述散热装置连接在所述LED灯板的背光面。

作为一种优选方案，所述散热装置由多个散热片组成。

作为一种优选方案，所述固定架包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板和所述第二侧板连接在所述底座的两侧，所述第三侧板的两端分别连接于所述第一侧板及所述第二侧板。

作为一种优选方案，所述灯具本体还包括电源组件和存储器，所述电源组件和存储器安装在所述底座内、并与所述主控线路板电连接。

作为一种优选方案，所述LED灯板包括PCB板及集成于所述PCB板上的多个LED灯珠，所述LED灯珠包括红色灯珠芯片、蓝色灯珠芯片及白色灯珠芯片。

作为一种优选方案，所述植物冠层分析探测头包括鱼眼镜头和CCD图像传感器。

作为一种优选方案，所述异方向扩散膜为纳米压印异方向扩散膜。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型通过在LED灯板的发光面设置有异方向扩散膜，解决大多数植物补光灯具在光质的均匀性、叠加效应和视场角都不理想，红光、蓝光和白光的光质分层比较明显等问题。

2.本实用新型将植物冠层分析探测头与植物补光灯进行结合，解决了植物冠层分析仪来测定植物的各种参数信息再来设定LED植物灯的补光光质操作分离过程，使冠层的结构分析过程更加的准确、高效，分析结果直接反馈给LED植物补光灯进行智能调节。

附图说明

图1是本实用新型的基于植物冠层分析的LED植物补光灯的结构示意图。

图2是本实用新型的基于植物冠层分析的LED植物补光灯的爆炸结构示意图。

图3是异方向扩散膜与通用扩散膜的光扩散效果图。

附图标号说明：10-底座；11-底盖；20-固定架；21-第一侧板；22-第二侧板； 23-第三侧板；30-散热装置；40-灯板；41-第一通孔；50-异方向扩散膜；52-第二通孔；60-植物冠层分析探测头。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可是一体式连接，也可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1及图2所示，本实用新型关于一种基于植物冠层分析的LED 植物补光灯，包括灯具本体、植物冠层分析探测头60及异方向扩散膜50，灯具本体包括LED灯板40和主控线路板(图未示)；异方向扩散膜50覆盖在LED 灯板40的发光面；植物冠层分析探测头60及灯板40与主控线路板电连接。

本实用新型在LED植物照明技术的不断提升和使用问题，提供一种基于植物冠层分析的均匀光质LED植物补光灯，利用异方向扩散膜50解决大多数植物补光灯具在光质的均匀性、叠加效应和视场角都不理想，红光、蓝光和白光的光质分层比较明显等问题；利用LED植物灯融入的植物冠层分析探测头60，可以通过植物冠层分析来测定植物的各种参数信息，使冠层的结构分析过程更加的准确、高效。

如图2所示，灯具本体还包括底座10、底盖11、固定架20、散热装置30、电源组件(图未示)和存储器(图未示)，固定架20包括第一侧板21、第二侧板22和第三侧板23，第一侧板21和第二侧板22连接在底座10的两侧，第三侧板23的两端分别连接于第一侧板21及第二侧板22；底盖11与底座10连接，将主控线路板、电源组件和存储器密封安装在底座10内；散热装置30、LED 灯板40和植物冠层分析探测头60安装在固定架20；电源组件、存储器与主控线路板电连接。其中，散热装置30由多个散热片组成，并连接在LED灯板40 的背光面，可以对LED灯板40进行散热。

电源组件充当各部件的电源，提供12V、5V直流电，其主要由AC-DC电源组成；而在LED植物补光灯的交互模块中，主要由存储器对系统进行参数的设置；用以完成LED植物补光灯是否达到补光要求，以及判断LED灯模块是否实现该植物最佳的光质需求。对于补光模式的设置编写、数据阈值的判断等相关计算都是通过软件编写实现的，在此不再赘述。

进一步地，在LED植物补光灯的发光面中心点位置设置植物冠层分析探测头60，LED灯板40设有可供植物冠层分析探测头60伸出的第一通孔41，异方向扩散膜50设有可供植物冠层分析探测头60伸出的第二通孔51。植物冠层分析探测头60包括鱼眼镜头和CCD图像传感器，LED植物生长补光灯系统采用模块化设计，利用鱼眼镜头和CCD图像传感器来获取植物冠层图像并进行分析，获取植物冠层的相关指标参数，计算出叶面积指数、散射辐射透光率、消化系数、叶面积密度的方位分布，从而将这些数据反馈给主控线路板，主控线路板根据存储器记录的植物光合作用的需求进行智能调节LED植物补光灯的光质，以达到对植物智能化补光的目的。

进一步地，LED灯板40包括PCB板及集成于PCB板上的多个LED灯珠， LED灯珠包括红色灯珠芯片、蓝色灯珠芯片及白色灯珠芯片。LED灯板40可以实现红光、蓝光和白光的调控。

在本实施例中，通过在PC、COP、光学薄膜等材料的表面通过纳米压印工艺形成微小的凹凸形状，从而形成纳米压印异方向扩散膜50。异方向扩散膜50 可以依据灯具本体的发光面尺寸制作成灯具的配光控制的扩散材料。结合图3 所示，采用异方向扩散膜50和采用通用扩散膜的灯具，其LED光源的光扩散效果是不同的。如图3所示，采用异方向扩散膜50通过改善光的均匀性、不向不需要的部分发光，可以提高LED灯具的亮度、提高视场角等特性。

对本实用新型LED植物补光灯的性能进行PPFD(光量子通量密度)的对比测试，比较了设置异方向扩散膜50的LED植物补光灯和没有设置扩散膜的 LED植物补光灯在PPFD之均匀度的测量、计算和数据比较。

在此次验证中，LED植物光源采用380nm、440nm、660nm、740nm、全波段白光的光源，通过合理的配光方案复合而成，测试点的平面距离灯具本体50cm，测试点间距为20cm。

根据测点布置，使用植物照明便携式现场光谱光色综合分析系统逐点测量 PPFD并记录为E_i(i＝1，2，…，n)，根据公式

计算平均照度E_av，根据公式

计算照度均匀度U_E。

其记录如下表所示：

从上述表的测试数据，可以看出，设置异方向扩散膜50的PPFD的均匀性明显高于无设置扩散膜的PPFD的均匀性。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于，包括灯具本体、植物冠层分析探测头及异方向扩散膜，所述灯具本体包括LED灯板和主控线路板；所述异方向扩散膜覆盖在所述LED灯板的发光面；所述植物冠层分析探测头及所述LED灯板与所述主控线路板电连接。

2.根据权利要求1所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述灯具本体还包括底座和固定架，所述底座与所述固定架连接，所述主控线路板安装在所述底座内，所述LED灯板和所述植物冠层分析探测头安装在所述固定架。

3.根据权利要求2所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述LED灯板设有可供所述植物冠层分析探测头伸出的第一通孔，所述异方向扩散膜设有可供所述植物冠层分析探测头伸出的第二通孔。

4.根据权利要求3所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述灯具本体还包括安装在所述固定架的散热装置，所述散热装置连接在所述LED灯板的背光面。

5.根据权利要求4所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述散热装置由多个散热片组成。

6.根据权利要求2所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述固定架包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板和所述第二侧板连接在所述底座的两侧，所述第三侧板的两端分别连接于所述第一侧板及所述第二侧板。

7.根据权利要求2所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述灯具本体还包括电源组件和存储器，所述电源组件和存储器安装在所述底座内、并与所述主控线路板电连接。

8.根据权利要求1所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述LED灯板包括PCB板及集成于所述PCB板上的多个LED灯珠，所述LED灯珠包括红色灯珠芯片、蓝色灯珠芯片及白色灯珠芯片。

9.根据权利要求1所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述植物冠层分析探测头包括鱼眼镜头和CCD图像传感器。

10.根据权利要求1所述的基于植物冠层分析的LED植物补光灯，其特征在于：所述异方向扩散膜为纳米压印异方向扩散膜。

Images