CN85201521U - 刺激植物生长的复合光脉冲辐照装置 - Google Patents

Abstract

一种刺激植物生长的复合光脉冲辐照装置。即使用二种类型的光脉冲在夜间或光照不足时间辐照植物，一种为强闪光脉冲，另一种为色光脉冲，两种光脉冲以交替，同步，非同步方式工作，以促进植物的生长发育，达到增产的目的。

还可利用各种发光元件和晶闸管等常用元件，制成实用化的辐射装置。用于大田，温室植物缩短生长期，生长节律人工影响，增产刺激和防治病虫害。本装置也可应用于工业化生产蔬菜的流水线上。

Description

本发明是有关夜间或光照不足时植物栽培刺激生长的复合光脉冲辐照，以及使用该方法制成用于现代植物栽培的实用装置。特别适用于对温室，短日照地区大田被覆地植物进行辐照。也可应用于工业化生产蔬菜的流水线上。

在温室中，目前普遍使用连续强烈光照，调节植物生长期，增强作物的光合作用。但该方法电耗太大电费太贵不适用于营业性植物栽培。

DE3117909号专利是有关用波长主要为660毫微米的灯光反复照射果树有利于提高产量。

DT2832696号专利提出用连续或间歇性地用紫外光照射植物可防治虫害和病害。

SU820732号专利建议对被覆地栽培植物采用脉动光照以增产，即在同一时间使用二种光脉冲频率，一种是1到100赫芝，而另一种是在5到278赫芝频率范围。以每种光脉冲频率，光脉冲的持续时间和两脉冲的间歇时间，比值控制在1：1至10：1的范围内。

以上技术电耗仍都较大，所用装置较复杂，且效果比较单一，以上方法实用性受到限制。

本发明目的在于克服已有技术的各种不足，集目前该类技术的特点达到综合的积极效果。对栽培的植物夜间采用复合脉冲光照方法，并制成实用化的复合脉冲光照装置。

本发明简述为使用二种类型的光在夜间或光照不足时同时辐照植物，一种光为强闪光脉冲，脉冲宽度在2×10^－4秒到10秒范围。另一种为色光脉冲，脉冲宽度在0.01秒到10秒范围。二者的重复工作频率在每秒1次到每10分钟1次的范围，且以交替，同步，非同步闪光方式同时对植物进行辐照，以促进植物的生长发育，达到增产的目的。色光的颜色随目的略有变化，一般用红色，花卉和植物的花期宜用绿色。若色光发生器发出的有效光照面积和植株腑视面积比小于1，色光的发光中心对着植株的主茎生长点方向，生长点附近的正在开展的叶子要置于有效光强之内。

本发明同时包括利用上述方法，制成的实用化辐射装置。该装置主要包括四大部分：供电电源，控制电路，强闪光发生器，色光发生器等。强闪光采用各种频闪充气灯，溴钨灯，其他功率灯作发光元件，色光发生器主要采用彩色萤光灯，彩色灯泡，发光二极管作发光元件。主功率开关采用晶闸管等功率电子开关元件，继电开关组成实用电路。

本发明的优点如下：

1.可增强光合作用，促进植物生长发育，缩短植物生长期。

2.有利于防治植物特别是温室植物病虫害。

3.由于本发明脉冲光重复频率相当低，因而电耗低，电费少，实用于植物营业性栽培作业。

4.由于本发明重复频率低，因而装置简单，造价低，方便生产与使用，增强了实用性。

5.本发明的复合脉冲光照法，更合理地利用了光合作用的二个过程和植物光敏素的生长调节作用的综合光生化效应，对植物增产更有利。

6.本发明对有灯丝的普通灯采用预加热方式，减弱了灯丝电流冲击，极大地延长了灯的工作寿命。

7.本发明除可使用常规灯外，还应用了溴钨灯，各种频闪灯，彩色萤光灯，发光二极管，因而装置可以更简单。

8.本发明提出用单只红色发光二极管或其他小功率色光源发出脉冲光着重辐照单株植物主茎生长点附近的正在开展的叶子，促进植物生长调节，使得光效利用率更高，其可以使温室植物大幅度增产。

9.本发明光源下部可放置杀虫器皿，兼有灯光杀虫作用。

本发明的其他目的和优点将从下面介绍的图中和说明中进一步的述说。

图1是本发明装置最完善总原理方框图，电路都使用一般常用元件，实现不困难，随使用的条件和目的，可简可繁，对交流电有保证的地区，20，21，22，23可略去，图1原理简述如下。

图1所示电路，由信号源1控制，输出脉冲重复频率从每秒1次到每10分钟1次。频率由重复工作频率调节电位器2连续调节。输出信号触发双稳态3。双稳态输出一路信号至强闪光脉宽控制单稳4，单稳脉宽受电位器5控制，信号触发强闪光发生器电路9，9所发出的电脉冲由闪光灯组10转变为强闪光输出，由强闪光灯罩11反射直接辐照植物。

双稳态3的输出同时经“同步”“交替”选择开关6决定脉冲信号的时间关系，触发色光脉冲单稳7，色光脉宽受色光脉宽调节电位器8决定，输出的信号，触发控制色光发生器电路12，点燃色光发光元件13，发出的光经反光罩14同时照射植物。

整机功率和控制部分稳压直流电源由整机电源电路15供给，输出经关机系统18，供给整机电源。这部分原理是，当选择全自动工作方式时，傍晚光线渐弱，夜晚光电自动开关19自动动作，打开时间继电器开关10，16受工作时间预置电路17控制。比如预定每天工作2小时，整机工作2小时后，16控制关机电路18自动关机。

对于交流电源不正常地区，可在整机中加设20，21，22，23等部分。原理简述为：市电／蓄电池转换自动开关20自动检测有无市电，有市电接通市电，无市电接通DC／AC变换器21：21把蓄电池自动充电供电系统22的电能变换成50到60周，220伏交流电，经20供应整机。23为太阳能电池充电器。

图1所示装置以交替方式工作时，植物可获得最好促进。强闪光主要用以完成光合作用“光反应”过程，光脉冲间隙期是植物的“暗反应”过程。接着色光比如红光出现，用以打开了植物体内的光敏素“继电开关”，并促进了光合作用“暗反应”过程，如此反复。同时起作用的还有植物光照时间累积效应。这些，加速了植物体内的新陈代谢，增强了植物体内酶的活性，从而引起综合性积极效果。

每天夜晚的光照时间可以根据植物的需要进行调节达到模拟季节光照的结果。发光功率大小并无严格要求，以较强而不致使植物受伤为好。

图1中4、5、9、10部分可以有多种选择。图2，图3电路为2个最佳实施例（注：有现成集成电路仅以方块图形式标出）。

图2电路原理为：220伏市电经功率整流桥1输出，受晶闸管已控制，而2则由过零触发电路3触发，触发时间的长短受到闪光时间单稳4的控制。当晶闸管已控制极加有触发信号后，可以实行周期性通断控制。溴钨灯的预加热由6、7组成，预加热整流桥6和预加热变压器7组成预加热系统。

本线路优点在于：

1.由于使用可控硅过零通断控制，因而线路简单，造价低，可靠性高，无干扰。

2.预加热减小了灯内阻的变化，减弱了点灯冲击电流和冲击力，延长了灯的寿命。

图3所示电路原理为：220伏或380伏交流电经充电限流电感1，整流充电桥2，充电可控硅开关3对闪光灯电容器4进行充电，当然要求3工作于导通状态时。在此同时，充电电流流经触发电容充电电阻5，对触发电容9充电。假定很快充满预定电压，这时，若外界有同步信号触发点灯触发电路11，11将立刻送出信号，点燃触发可控硅10.10、9和触发变压器8的初级线圈构成一个放电通路，此放电振荡电能通过8升压并联外触发闪光灯7。闪光灯储能电容器组4上的电能，通过放电限流匹配电感6，闪光灯7，形成放电。瞬时点燃闪光灯。电路11在点燃触发10的同时，送出信号触发放电与充电延时单稳12，此信号经延时加在充电触发电路13上，从而打开充电可控硅3。充电开始，充电完毕，等待触发放电，形成一个新的工作循环。

充电方式也还可以是其他恒流充电线路。

图3电路特点简单，高效，造价低。

图1所示电路其7、8、12、13部分可以有多种方法实现。

图4，图5和图6为三个最佳实施例。图4所示电路发光元件使用彩色萤光灯。电路原理可简述为，灯丝加热变压器6对彩色日光灯灯丝加热，电流由线绕电位器7微调。预加热电路保证了灯管的快起辉性能，提高了灯管寿命。由镇流电感1，继电开关2，灯管5灯丝，双金属片起动器8构成起动电路，起动时要求2处于接通状态，起动原理同普通日光灯。

若2改为电子开关，在线路中加高压串联触发电路10，去掉起动器8，灯可获得更快的闪光性能，整机造价略有提高，但性能更稳定。

继电开关2的接通状态受驱动电路3和色光脉冲形成单稳4控制。

色光灯在大田可垂直放置，一定距离一支。在温室可水平加反光罩置顶棚上。

图5电路为采用普通彩色灯泡作为发光元件。

原理为光脉冲间隙期，预加热变压器4对彩色灯泡组5提供预加热电流，目的是减小开灯冲击电流，延长灯泡使用寿命。当外同步信号输入色光脉宽形成单稳3时，输出信号受驱动电路2放大，驱动继电开关1，1首先断开4，其后接通彩灯组与220伏交流电源，发出彩色光脉冲，光脉冲持续时间受3控制。

此方法整机造价最低，有最好的实用前景，不足之处是光效较低。

图6所示电路以半导体发光二极管为主体发出脉冲闪光。

原理为交流市电经电源变压器1变压，其1路通过直流恒流源2供给检测夹。另一路经整流滤波电路3，受电子开关4控制。若同步信号到来，触发脉宽形成单稳6，经驱动电路5放大，驱动电子开关4，电子开关打开，电能经限流电阻7对发光二极管组供电，发出脉冲色光。

在长期使用中如发现某一组发光二极管不亮，可使用检测夹进行检查。

此电路尤为适用于温室中，二极管寿命长，光效较高。

在使用中每一发光二极管最好由支持物使其发光中心对着植物主茎的生长点方向，生长点附近的正在开展的叶子要置于有效光强之内，一株植物只要一个发光二极管。

Claims (3)

1、一种光脉冲辐照刺激植物生长的装置，其特征在于该装置由自动供电电源，总控制电路，强闪光发生器和色光发生器组成。

2、按权利要求1所述的脉冲光辐照刺激植物生长装置，其特征在于功率开关电路是交流过零断开或接通技术，总控制电路控制强闪光脉冲宽度在2×10^－4秒到10秒范围，弱色光脉冲宽度在0.01秒到10秒范围，重复工作频率在每秒1次到10分钟一次。闪光为同步，交替，非同步。

3、按权利要求1所述的脉冲光辐照刺激植物生长装置，其特征在于对有灯丝的发光元件采用预加热。

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