NL1031466C2 - Inrichting voor het beïnvloeden van de groei van in een ruimte dan wel op een perceel opgestelde gewassen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inrichting voor het beïnvloeden van de groei van in een ruimte dan wel op een perceel opgestelde gewassen.

BESCHRIJVING

5 De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het beïnvloeden van de groei van in een ruimte dan wel op een perceel opgestelde gewassen omvattende één of meer verlichtingselementen voor het naar de gewassen uitstralen van elektromagnetische straling met één of meer specifieke frequenties, met één of meer specifieke pulsvormen en met één of meer specifieke 10 golflengtes, alsmede verlichtingsregelmiddelen voor het op basis van vooraf ingestelde regelgrootheden regelen van de één of meer verlichtingselementen.

Heden ten dage is het actief belichten van gewassen met verlichtingsmiddelen of verlichtingselementen een veel toegepaste techniek in de tuinbouw om zodoende de groei van de gewassen te beïnvloeden en derhalve ook 15 de opbrengst ervan te optimaliseren. Met behulp van verlichtingselementen worden de gewassen met behulp van elektromagnetische straling (licht) aangestraald, waarbij de elektromagnetische straling enerzijds een specifieke frequentie en golflengte heeft maar ook een specifieke golfvorm. Een voorbeeld van een dergelijke inrichting wordt bijvoorbeeld geopenbaard in het Amerikaans 20 octrooischrift US 5,818,734.

In dit Amerikaans octrooischrift wordt een inrichting overeenkomstig de bovengenoemde inleiding getoond, waarbij de beïnvloeding van de groei van de gewassen geschiedt door de verlichtingselementen dusdanig aan te sturen op basis van vooraf ingestelde regelgrootheden. Deze regelgrootheden kunnen tijds-25 intervallen zijn alsook lichtintensiteit, lichtfrequentie, etcetera. De thans bekende inrichting is echter enigszins statisch van uitvoering daar deze enkel bedreven kan worden aan de hand van vooraf ingestelde vaste regelgrootheden die in het geval van een omschakeling van de inrichting naar een andere bedrijfssituatie handmatig moet worden omgesteld.

30 Daarnaast wordt met US 5,818,734 beoogt om een gewenste hoeveelheid licht per tijdseenheid (per etmaal) af te geven aan de gewassen.

Een andere stand van de techniek betreft het Amerikaanse octrooischrift nr. 2004/0211888. Ook dit meetsysteem is gebaseerd op de ontvangen en uitgezonden hoeveelheid licht, waarbij specifiek wordt gekeken naar 1031466 2 de hoeveelheid licht dat door het meetobject wordt gereflecteerd.

Bovengenoemde stand van de techniek beschrijven allen meetinrichtingen voor beïnvloeden van de groei van gewassen, waarbij de regeling gebaseerd is op externe regelgrootheden, zoals klimatologische regelgrootheden.

5 De stand van de techniek openbaart vooralsnog geen meetinrichting waarbij ook metingen worden verricht aan de plant zelf, met name aangaande het fotosynthese-rendement.

De uitvinding beoogt bovengenoemde nadelen te ondervangen en een meer flexibele inrichting voor het beïnvloeden van de groei van gewassen te 10 verschaffen, waarmee op een meer flexibele c.q. dynamische wijze de groeicyclus van gewassen kan worden beïnvloed met behulp van elektromagnetische straling.

Overeenkomstig de uitvinding wordt de inrichting hiertoe gekenmerkt, doordat de verlichtingsregelmiddelen zijn ingericht voor het regelen van de één of meer verlichtingselementen op basis van momentaan gemeten 15 externe regelgrootheden. Door tijdens het bedrijf c.q. de groeifase van de te beïnvloeden gewassen momentaan veranderende externe regelgrootheden te meten en op basis daarvan de aansturing van de verlichtingselementen aan te passen kan de groei of beter gezegd de beïnvloeding van de groei van de gewassen adequaat worden aangepast aan de daadwerkelijke groeiomstandigheden waarin de 20 betreffende gewassen zich bevinden.

Dit verschaft een meer flexibele en dynamische inrichting waardoor het rendement en de opbrengst van de gewassen toeneemt.

Volgens een nader kenmerk van de inrichting overeenkomstig de uitvinding zijn ten behoeve van het regelen van de één of meer 25 verlichtingselementen de verlichtingsregelmiddelen ingericht in het vergelijken van de vooraf ingesteld regelgrootheden met de momentaan gemeten externe regelgrootheden.

Verder zijn bij een andere uitvoeringsvorm de verlichtingsregelmiddelen ingericht in het ontvangen van door sensormiddelen afgegeven en met de 30 momentaan gemeten externe regelgrootheden overeenkomende meetsignalen. Meer specifiek zijn de verlichtingsregelmiddelen voor het ontvangen van althans een deel van de door sensormiddelen afgegeven en met de momentaan gemeten externe regelgrootheden overeenkomende meetsignalen in communicatieverbinding brengbaar met klimaatregelmiddelen van de ruimte waarin de gewassen zijn 3 opgesteld c.q. het perceel waarop de gewassen zich bevinden. Bij deze uitvoeringsvorm wordt een zeer functionele inrichting verkregen waarbij deze samenwerkt met de klimaatregelmiddelen van de ruimte waarin de gewassen zijn opgesteld c.q. het perceel waarop de gewassen zich bevinden waarin de te 5 beïnvloeden gewassen zijn opgesteld. Door deze koppeling kan een adequate aanpassing van de beïnvloeding van de groei van de gewassen (door de verlichtingselementen) worden aangepast aan de dan in de ruimte waarin de gewassen zijn opgesteld c.q. het perceel waarop de gewassen zich bevinden heersende omstandigheden.

10 Bij verschillende uitvoeringsvoorbeelden volgens de inrichting overeenkomstig de uitvinding kunnen de sensormiddelen ten minste één temperatuursensor, ten minste één druksensor, ten minste één kooldioxidesensor, ten minste één fototynthese-sensor, ten minste één lichtsensor, ten minste een sensor ten behoeve van kleurmeting zoals spectroradiometing en spectrofotometing 15 dan wel ten minste één vochtigheidssensor omvatten.

Voor een beter begrip zal de inrichting overeenkomstig de uitvinding nu aan de hand van een tekening nader worden toegelicht, welke tekening achtereenvolgens toont in:

Figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting 20 overeenkomstig de uitvinding;

Figuur 2 een deelaanzicht van de verlichtingselementen overeenkomstig de uitvinding.

Voor een beter begrip van de uitvinding zal in de navolgende figuurbeschrijving de overeenkomende onderdelen met de identieke referentiecijfers 25 worden aangeduid.

Met het referentiecijfer 10 wordt een inrichting overeenkomstig de uitvinding getoond welke opgebouwd is uit verlichtingselementen 11 die ingericht zijn om elektromagnetische straling 12 en in het bijzonder licht van een of meerdere specifieke golflengtes en intensiteiten uit te stralen in de richting van gewassen 2 30 die op een ondergrond 1 van een (niet weergegeven) ruimte waarin de gewassen 2 zijn opgesteld c.q. een perceel waarop de gewassen 2 zich bevinden zijn opgesteld.

Het optimaal laten groeien van gewassen door deze te belichten met elektromagnetische straling wordt reeds lang toegepast. Hiertoe worden de verlichtingselementen aangestuurd door verlichtingsregelmiddelen 13 die op basis 4 van vooraf ingestelde regelgrootheden de verlichtingselementen 11 zodanig aansturen dat met de juiste frequentie c.q. kleur, intensiteit alsook pulsvorm de gewassen 2 van de juiste lichtbehoefte worden voorzien. Proefondervindelijk is gebleken dat elektromagnetische straling of licht met één of meer golflengtes 5 gelegen in het PAR-lichtspectrum (400-750 nanometer) de beste resultaten worden bereikt voor wat betreft het beïnvloeden van de groei van de gewassen 2.

Hiertoe zijn de verlichtingselementen 11 met behulp van signaallijnen 11a-11c verbonden met de verlichtingsregelmiddelen 13, welke via deze signaallijnen de verschillende verlichtingselementen 11 aansturen qua 10 golflengte (en derhalve kleur) alsook de pulsvorm en -intensiteit. In deze inrichting worden als verlichtingselementen dusdanige lichtuitstralende componenten gebruikt welke voor de bedoelde toepassing eenvoudig en snel zijn aan te sturen en zonder vertraging zoals de gebruikelijke verlichting zoals gasontladingsbuizen, geen opwarmtijd nodig hebben maar direct aangeschakeld c.q. afgeschakeld kunnen 15 worden, maar bovenal snel kunnen worden omgesteld naar een andere bedrijfstoestand (andere frequentie, andere kleur, andere intensiteit, andere pulsvorm). Een mogelijke uitvoering van de lichtuitstralende componenten is daarbij de toepassing van zogenaamde Light Emitting Diodes.

De aansturing door de verlichtingsregelmiddelen 13 van de 20 verlichtingselementen 11 geschiedt veelal op vooraf ingestelde regelgrootheden die in de vorm van algoritme zijn opgeslagen in een opslagmedium 14 omdat bijvoorbeeld een computer kan zijn. De algoritmes waarin de vooraf ingestelde regelgrootheden zijn opgenomen kunnen bijvoorbeeld de verlichtingsregelmiddelen 13 dusdanig aansturen, dat deze laatste de verlichtingselementen 11 op bepaalde 25 tijdstippen aan- of uitschakelen met één of meerdere bepaalde aan/uit-frequentie, één of meerdere golflengtes (en derhalve lichtfrequenties) van het kleurenspectrum, pulsvorm dan wel lichtintensiteit afhankelijk van de tijd (van de dag), het seizoen (van het jaar) of de groeifase (van de betreffende gewassen).

In deze octrooiaanvrage wordt een verbeterde uitvoering van een 30 dergelijke bekende inrichting geopenbaard waarbij overeenkomstig de uitvinding de verlichtingsregelmiddelen 13 zijn ingericht voor het regelen van de verlichtingselementen 11 op basis van momentaan gemeten externe regelgrootheden (15a-16a-17a-18a-19a-20a). Hiertoe bezit de inrichting 10 een groot aantal sensoren 15-16-17-18-19 die één of meer externe regelgrootheden meten, op basis daarvan 5 geschikte signalen genereren en deze signalen via de signaallijnen 15a-16a-17a-18a-19a-20a afgeven aan de signaalregelmiddelen 13.

Deze laatste zal op basis van de ontvangen momentane gemeten regelgrootheden de verlichtingselementen 11 aansturen, zodat eenvoudig doch 5 adequaat kan worden gereageerd op de momentane (klimatologische) omstandigheden waarin de gewassen 2 zich bevinden, zulks om de groeifase van de gewassen 2 te beïnvloeden.

Meer specifiek zijn de verlichtingsregelmiddelen 13 dusdanig ingericht dat zij de ontvangen meetsignalen overeenkomende met de momentaan 10 gemeten externe regelgrootheden 15-16-17-18-19 vergelijkt met de vooraf ingestelde regelgrootheden, zoals opgeslagen in het opslagmedium 14, dat deze vooraf ingestelde regelgrootheden via de signaallijn 14a doorgeeft aan de verlichtingsregelmiddelen 13.

Op basis van bijvoorbeeld een verschilvergelijking tussen de 15 gemeten externe regelgrootheid en de vooraf ingestelde regelgrootheid 14 kunnen de verlichtingselementen 11 op een andere wijze aangestuurd worden zodat de in de richting van de gewassen 2 uitgestraalde elektromagnetische straling 12 beter aansluit op de momentane lichtbehoefte c.q. groeifase van de betreffende gewassen.

20 In de figuur 1 wordt met het referentiecijfer 15 bijvoorbeeld een fotosynthese-sensor aangeduid die met het sensoroppervlak 15' het actuele fotosynthese-rendement van het gewas 2 meet. Daarbij kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van een zogenoemde chlorofiel-fluorometing of anderzijds van de Kautsky-inductiemethode. Het door de fotosynthese-sensor 15 afgegeven signaal 25 dat overeenkomt met de momentane gemeten fotosynthese-rendement wordt via de signaallijn 15a afgegeven aan de verlichtingsregelmiddelen 13 en daar vergeleken met de vooraf ingestelde waarde die opgeslagen is in bijvoorbeeld het opslagmedium 14.

Evenzo kan met de lichtsensor 16 (voorzien van het 30 sensoroppervlak 16') de actuele lichtintensiteit 12a worden gemeten van het PAR-licht en het aldus hiermee overeenkomende en via de signaallijn 16a afgegeven meetsignaal door de verlichtingsregelmiddelen 13 worden ontvangen en vergeleken met een vooraf ingestelde waarde.

Op soortgelijke wijze kunnen andere momentane omgevings- 6 parameters aangaande de klimaatomstandigheden rondom de gewassen 2 worden gemeten met behulp van de sensoren 17-18-19. Bijvoorbeeld kan men denken aan bijvoorbeeld de (relatieve) vochtigheid, de temperatuur (binnen en/of buiten de ruimte waarin de gewassen 2 zijn opgesteld) en het C02-gehalte. De met deze 5 momentane regelgrootheden overeenkomende meetsignalen kunnen door de betreffende sensoren 17-18-19 rechtstreeks via de signaallijnen 17a-18a-19a aan de verlichtingsregelmiddelen 13 worden afgegeven dan wel via de klimaat-regelmiddelen 20 van de ruimte waarin de gewassen 2 zijn opgesteld c.q. het perceel waarop de gewassen 2 zich bevinden. Bij deze laatste uitvoeringsvorm 10 (zoals getoond in de figuur 1) zijn de klimaatregelmiddelen 20 met behulp van de signaallijn 20a verbonden met de verlichtingsregelmiddelen 13, zodat deze laatste door de klimaatregelmiddelen 20 kan worden voorzien van meetsignalen overeenkomende met de door de sensoren 17-18-19 gemeten momentane gemeten externe regelgrootheden.

15 Aan de hand van dit regelprincipe kunnen de gewenste waarden van de regelgrootheden ten behoeve van de specifieke lichtbehoefte 12 voor de gewassen 2 worden vastgesteld door middel van specifieke computer-rekenvoorschriften (algoritmen) waarvan de parameters bepaald kunnen worden door: het soort gewas, het fotosynthese-rendement (gemeten met sensor 15), het 20 tijdstip van de dag, de actuele datum (seizoen van het jaar), de gewenste oogstdatum en het momentane klimaat zoals dat in het warenhuis heerst, zoals relatieve vochtigheid, temperatuur, C02-gehalte (welke regelgrootheden worden gemeten met de sensoren 17-18-19).

De verlichtingsregelmiddelen 13 voeren op basis van de vooraf 25 ingestelde regelgrootheden en de momentane gemeten externe regelgrootheden met behulp van de signaallijnen 11 a-11 b-11 c de verlichtingselementen 11 aansturen. Daarbij kan elke signaallijn 11 a-11 b-11 c- etc. bedoeld zijn voor een specifieke golflengte van de magnetische straling en waarbij de aansturing van de verlichtingselementen kan plaatsvinden op grond van de pulsbreedte (tussen cijfer 30 10'* seconde en 8 uur), de frequentie (tussen 0 Hz en 1000 Hz) en de opgewekte lichtenergie (tussen 0 pmol.m^.sec'1 en 150 pmol.m-2.sec‘1).

Op grond hiervan kan met behulp van het meten van externe regelgrootheden, en in het bijzonder het momentane fotosynthese-rendement van de gewassen 2 de lichtbehoefte zoals afgegeven door de verlichtingselementen 11 7 worden geregeld door de verlichtingsregelmiddelen 13. In figuur 2 wordt een mogelijke uitvoeringsvorm getoond van een verlichtingselement 11 overeenkomstig de uitvinding. Het verlichtingselement 11 omvat een armatuur 110 dat als één van de mogelijke uitvoeringsvormen een langgerekt hol lichaam vormt. De hol 5 uitgevoerde armatuur is opgedeeld in meerdere kamers 111-112-113 door middel van tussenschotten 114.

De langgerekte kamer 113 is bijvoorbeeld geschikt om als koelkanaal te fungeren, waardoor een koelmedium kan worden geleid. De via het koelmedium afgevoerde warmte kan in een extern systeem (niet weergegeven) 10 worden verwerkt. Het geforceerd door het koelkanaal 113 leiden van het koelmedium zorgt voor een koeling van de meerdere lichtbronnen 115. Eveneens zijn op het armatuur 110 meerdere sensoren 116 aangebracht die zorgt voor een koeling van de lichtbron 115. Eveneens zijn bijvoorbeeld kunnen fungeren als de lichtsensor 16 uit figuur 1. De overige kanalen 111 respectievelijk 112 kunnen 15 bijvoorbeeld dienen als doorvoerkanaal voor de bedrading en/of elektrische c.q. elektronische componenten of systemen (niet weergegeven) waarmee de sensoren 116 respectievelijk de lichtbronnen 115 kunnen worden aangestuurd.

20 1031466

Claims (13)

1. Inrichting voor het beïnvloeden van de groei van in een ruimte dan wel op een perceel opgestelde gewassen omvattende 5 één of meer verlichtingselementen voor het naar de gewassen uitstralen van elektromagnetische straling met één of meer specifieke frequenties, met één of meer specifieke pulsvormen en met één of meer specifieke golflengtes, alsmede verlichtingsregelmiddelen voor het op basis van vooraf ingestelde 10 regelgrootheden regelen van de één of meer verlichtingselementen, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van sensormiddelen, welke zijn ingericht voor het vaststellen van het momentane fotosynthese-rendement van de opgestelde gewassen en waarbij de verlichtingsregelmiddelen zijn ingericht voor het regelen van de één of meer verlichtingselementen op basis van tenminste het vastgestelde 15 momentane fotosynthese-rendement.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verlichtingsregelmiddelen voorts zijn ingericht voor het regelen van de één of meer verlichtingselementen op basis van op basis van momentaan gemeten externe regelgrootheden in afhankelijkheid van het vastgestelde momentane fotosynthese- 20 rendement.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat ten behoeve van het regelen van de één of meer verlichtingselementen de verlichtingsregelmiddelen zijn ingericht in het vergelijken van de vooraf ingesteld regelgrootheden met de momentaan gemeten externe regelgrootheden.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de verlichtingsregelmiddelen zijn ingericht in het ontvangen van door de sensormiddelen afgegeven en met de momentaan gemeten externe regelgrootheden overeenkomende meetsignalen.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de 30 verlichtingsregelmiddelen voor het ontvangen van althans een deel van de door sensormiddelen afgegeven en met de momentaan gemeten externe regelgrootheden overeenkomende meetsignalen in communicatieverbinding brengbaar zijn met klimaatregelmiddelen van de ruimte waarin de gewassen zijn opgesteld c.q. 1031466 het perceel waarop de gewassen zich bevinden.

6. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4 of 5, met het kenmerk, dat de sensormiddelen tenminste één temperatuursensor omvatten.

7. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-6, met het 5 kenmerk, dat de sensormiddelen tenminste één druksensor omvatten.

8. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-7, met het kenmerk, dat de sensormiddelen tenminste één kooldioxide-sensor omvatten.

9. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de sensormiddelen tenminste één fotosynthese-sensor omvatten.

10. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-9, met het kenmerk, dat de sensormiddelen tenminste één lichtsensor omvatten.

11. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-10, met het kenmerk, dat de sensormiddelen tenminste één vochtigheidssensor omvatten.

12. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-11, met het 15 kenmerk, dat de sensormiddelen tenminste één sensor ten behoeve van spectroradiometrie omvatten.

13. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 4-12, met het kenmerk, dat de sensormiddelen tenminste één sensor ten behoeve van spectrofotometrie omvatten. 20 1 03 Η6β