RU2006977C1

RU2006977C1 - Gaseous-discharge lamp of high pressure for stimulation of growth of vegetables

Info

Publication number: RU2006977C1
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Волков; Б.В. Пинясов; В.И. Фатеев; В.А. Ермошин; И.А. Ивченко; В.В. Глазков
Original assignee: Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: gaseous-discharge lamp of high pressure for stimulation of growth of vegetables has emitting metal, xenon and krypton in the amount from 30 to 85% of total volume of gases. EFFECT: enhanced efficiency of lamp. 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве газоразрядных ламп. The invention relates to the electrical industry and can be used in the manufacture of discharge lamps.

Известны газоразрядные лампы высокого давления (ГРЛ ВД), которые могут быть использованы для стимуляции роста растений, представляющие собой заключенную во внешнюю колбу разрядную трубку с герметично запаянными электродами, заполненную ксеноном и металлами, например ртутью и натрием или ртутью, натрием, литием и др. Known gas discharge lamps of high pressure (GRL VD), which can be used to stimulate plant growth, which is a discharge tube enclosed in an external flask with hermetically sealed electrodes, filled with xenon and metals, for example, mercury and sodium or mercury, sodium, lithium, etc.

Недостатком известных ламп является малая доля дальних красных лучей (в области 720-760 нм) в балансе излучаемой ими энергии, что также отрицательно сказывается на скорости роста и развития растений. A disadvantage of the known lamps is a small fraction of far red rays (in the region of 720-760 nm) in the balance of the energy emitted by them, which also negatively affects the growth rate and development of plants.

Цель изобретения - повышение эффективности - достигается тем, что в газоразрядную лампу высокого давления, представляющую собой заключенную во внешнюю колбу разрядную трубку с герметично запаянными электродами, заполненную по меньшей мере одним металлом, а также ксеноном, введен криптон 30-85% от общего количества газа. The purpose of the invention is to increase efficiency is achieved by the fact that in the gas discharge lamp of high pressure, which is a discharge tube enclosed in an external flask with hermetically sealed electrodes, filled with at least one metal, as well as xenon, 30-85% of the total amount of gas is introduced .

Известно, что нормальное развитие растений обеспечивается в светокультуре в том случае, когда спектральный состав излучения источника света благоприятен для этих целей. Растения кроме поглощающего свет хлорофилла содержат большую группу так называемых "сопровождающих" или "сопутствующих" пигментов, которые тоже участвуют в поглощении лучистой энергии, специфических фотореакциях и фотопроцессах, обеспечивающих регуляторное воздействие на скорость роста и развитие растений. К таким пигментам относится, например, фитохром. It is known that the normal development of plants is ensured in light culture in the case when the spectral composition of the light source radiation is favorable for these purposes. In addition to light-absorbing chlorophyll, plants contain a large group of so-called “accompanying” or “concomitant” pigments, which also participate in the absorption of radiant energy, specific photoreactions and photoprocesses that provide a regulatory effect on the growth rate and development of plants. Such pigments include, for example, phytochrome.

Известно также, что фитохром в растениях существует в двух взаимопревращающихся формах: Р₆₆₀ - поглощающей красный свет с максимумом поглощения λ_макc = 660 нм и Р₇₃₀ - поглощающие дальний красный свет с максимумом поглощения λ_макc = 730 нм.It is also known that phytochrome in plants exists in two interconverting forms: P ₆₆₀ - absorbing red light with a maximum absorption λ _max = 660 nm and P ₇₃₀ - absorbing far red light with a maximum absorption λ _max = 730 nm.

Пигмент фитохром является менее энергоемким по сравнению с хлорофиллом и для его существования и взаимопревращения из одной формы в другую требуется значительно меньше лучистой энергии, чем для хлорофилла. Phytochrome pigment is less energy intensive compared to chlorophyll, and for its existence and interconversion from one form to another, much less radiant energy is required than for chlorophyll.

Для проявления фитохромной реакции необходимо очень незначительное количество энергии в виде квантов красных (660 нм) и дальних красных (730 нм) лучей в пределах 0,15-2,65 Вт/м² при соотношении между красным и дальним красным светом 6,5 : 1,7 раза.For the phytochrome reaction to manifest, a very small amount of energy in the form of quanta of red (660 nm) and far red (730 nm) rays in the range of 0.15-2.65 W / m ² with a ratio between red and far red light of 6.5 is required: 1.7 times.

Отсутствие в спектре излучения источника света любой из указанных областей отрицательно сказывается на росте и формировании органов растения. The absence in the emission spectrum of a light source of any of these areas negatively affects the growth and formation of plant organs.

Излучающие металлы, используемые в ГРЛ ВД для генерации света, обеспечивают широкий диапазон спектра источников света, применяемых в интенсивной светокультуре растений. Однако в области дальнего красного света с λ_макc = 730 нм трудно подобрать излучающий элемент, который бы не имел избыточного (или ненужного) излучения в других областях спектра, например в ультрафиолетовой или инфракрасной области, снижающего общую эффективность лампы.The radiating metals used in the GD VD for the generation of light provide a wide range of the spectrum of light sources used in intense light culture of plants. However, in the region of the far red light with _λmax = 730 nm, it is difficult to select a radiating element that would not have excess (or unnecessary) radiation in other spectral regions, for example, in the ultraviolet or infrared region, which reduces the overall efficiency of the lamp.

Наиболее подходящим для цели обогащения спектра ГРЛ ВД в области дальнего красного света является инертный газ - криптон. В отличие от ксенона, применяемого в известных ГРЛ ВД в качестве буферного газа и имеющего максимум излучения в области 820-1080 нм, криптон имеет относительно интенсивное излучение в области 710-880 нм с одним из максимумов около 730 нм. Это его свойство наиболее полно удовлетворяет требованию к источнику света, предназначенному для светокультуры растений с учетом фитохромной реакции. Процентное содержание криптона в смеси наполняющего газа может изменяться в пределах от 30 до 85% . Минимальное его количество (30% ) лимитируется малой долей его излучения в области с λ_макc = 730 нм. В другом предельном случае содержание ксенона должно обеспечивать требуемый срок службы электродов (тепловой режим горелки), поэтому доля криптона в смеси может достигать 85% .The most suitable for the purpose of enriching the spectrum of the GRL VD in the region of the far red light is an inert gas - krypton. Unlike xenon, which is used in the well-known GD VD as a buffer gas and has a maximum radiation in the region of 820-1080 nm, krypton has relatively intense radiation in the region of 710-880 nm with one of the maxima of about 730 nm. This property of it most fully satisfies the requirement for a light source intended for photoculture of plants taking into account the phytochrome reaction. The percentage of krypton in the filling gas mixture can vary from 30 to 85%. Its minimum amount (30%) is limited by a small fraction of its radiation in the region with λ _max = 730 nm. In another limiting case, the xenon content should provide the required electrode life (thermal conditions of the burner), so the proportion of krypton in the mixture can reach 85%.

На чертеже представлена ГРЛ ВД для стимуляции роста растений, где 1 - разрядная трубка, имеющая по концам электроды 2, наполненная излучающими металлами (по крайней мере одним натрием) 3, а также смесью криптон-ксенон 4, заключающая во внешнюю колбу 5, имеющую цоколь 6. Для более эффективного перераспределения излучения разрядной трубки 1 по облучаемой поверхности на части поверхности внешней колбы 5 может быть нанесено светоотражающее покрытие 7. The drawing shows the GRL VD for stimulating plant growth, where 1 is a discharge tube having at the ends of the electrodes 2, filled with emitting metals (at least one sodium) 3, as well as a mixture of krypton-xenon 4, enclosing in an outer flask 5 having a base 6. For a more efficient redistribution of the radiation of the discharge tube 1 over the irradiated surface, a reflective coating 7 can be applied to a part of the surface of the outer bulb 5.

Лампа работает следующим образом. The lamp operates as follows.

После подачи напряжения на лампу она зажигается и после разогрева разрядной трубки 1 спектр лампы состоит из видимого излучения металла и фона в области ближнего инфракрасного излучения - криптона, достаточного для обеспечения взаимопревращения двух форм фитохрома в облучаемых растениях. After applying voltage to the lamp, it ignites and after heating the discharge tube 1, the spectrum of the lamp consists of visible metal radiation and background in the region of near infrared radiation - krypton, sufficient to ensure the interconversion of two forms of phytochrome in irradiated plants.

Примеры конкретного использования предлагаемой лампы приведены в таблице. Examples of specific uses of the proposed lamp are shown in the table.

В качестве наполняющего газа была использована смесь криптона с ксеноном с холодным давлением 50 мм рт. ст. В случае безртутного исполнения разрядная трубка может быть наполнена смесью с холодным давлением до 200-250 мм рт. ст. Номинальная мощность лампы 400 Вт, напряжение на лампе 110+15 В. A mixture of krypton with xenon with a cold pressure of 50 mm Hg was used as the filling gas. Art. In the case of a mercury-free design, the discharge tube can be filled with a mixture with cold pressure up to 200-250 mm Hg. Art. The rated power of the lamp is 400 W, the voltage on the lamp is 110 + 15 V.

Результаты испытаний опытных партий ламп показали их высокую эффективность при досвечивании в утренние и вечерние часы рассады огурцов и томатов в тепличном хозяйстве СПО "Лисма". Готовность рассады огурцов была на 3-5, а томатов на 5-7 дн раньше под предлагаемыми лампами, чем под известными лампами типа ДНаТ 400-5, имеющими в качестве наполняющего разрядную трубку газа только ксенон. Это означает, что при замене ксенона на смесь криптон-ксенон лампы более эффективны примерно на 20% как стимуляторы роста с участием фитохрома в зеленом листе облучаемых растений. (56) Справочная книга по светотехнике. / Под ред. Ю. Б. Айзенберга. М. : Энергоатомиздат, 1983, с. 443-444. The test results of the experimental batches of lamps showed their high efficiency when completing the seedlings of cucumbers and tomatoes in the greenhouse facilities of SPO Lisma in the morning and evening hours. The readiness of seedlings of cucumbers was 3-5, and tomatoes 5-7 days earlier under the proposed lamps than under the well-known lamps such as DNaT 400-5, having only xenon as the gas filling the discharge tube. This means that when replacing xenon with a mixture of krypton-xenon lamps are approximately 20% more effective as growth stimulators involving phytochrome in the green leaf of irradiated plants. (56) Reference book on lighting engineering. / Ed. Yu. B. Eisenberg. M.: Energoatomizdat, 1983, p. 443-444.

Патент Японии N 57-1861, кл. Н 01 J 61/30, Н 01 J 61/22, 25.01.73. Japan Patent N 57-1861, cl. H 01 J 61/30, H 01 J 61/22, 01.25.73.

Claims

HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP FOR STIMULATION OF PLANT GROWTH, containing a gas discharge tube enclosed in an external flask with hermetically sealed electrodes at the ends, having at least one metal in the filling composition, and xenon, characterized in that, in order to increase its efficiency, the tube contains krypton in the amount of 30 - 85% of the total amount of introduced gas.