本實(shí)用新型屬于照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于植物培育的光源照射裝置。

背景技術(shù)：

光是植物生長過程中所必須的環(huán)境因子之一，光在為植物的光合作用提供能量的同時，還對植物的生長、發(fā)育、形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成和物質(zhì)代謝等各個方面進(jìn)行著調(diào)控。因此，準(zhǔn)確地把握植物的光照信息是研究光對植物各方面影響的前提，也是研究其它生態(tài)因子對植物各方面影響的保障。

溫室由于具有保溫、控溫等特點(diǎn)，打破了植物生長的季節(jié)性，克服了低溫等氣候條件對作物生產(chǎn)的約束。在科學(xué)研究方面，溫室既可以模擬自然環(huán)境又可以創(chuàng)造出指定參數(shù)的規(guī)范環(huán)境，因而能夠滿足不同生物研究的實(shí)驗需要。在溫室的基本環(huán)境因素中，光環(huán)境是核心因素，是溫室氣候環(huán)境的主導(dǎo)生態(tài)因子。在溫室中普遍使用的人工光源有白熾燈、熒光燈、氣體鈉燈、金屬鹵化物燈等，這些傳統(tǒng)的光源在植物生長的過程中都存在效率低、能耗高、使用壽命短等缺點(diǎn)。隨著科學(xué)研究的發(fā)展，對溫室和實(shí)驗室光源的要求也在不斷提高，采用高效率、低能耗的人工光源顯得越來越重要。

LED(lightemitting diode，發(fā)光二極管)光源是近年來發(fā)展起來的第四代照明光源，具有光譜性能好、環(huán)保節(jié)能、發(fā)熱量少、使用壽命長和易于控制等特點(diǎn)。但由于單顆LED光源的發(fā)光強(qiáng)度較小，難以滿足植物對光照強(qiáng)度的需求，在實(shí)際應(yīng)用中通常將多個LED光源進(jìn)行組合來增大植物光源的發(fā)光強(qiáng)度。目前，國內(nèi)對LED組合光源的設(shè)計最好的是非均勻分布點(diǎn)陣列光源，其光照均勻度較好，但由于實(shí)際制作成本昂貴，還主要停留在理論模擬階段，難見實(shí)際產(chǎn)品的應(yīng)用。在實(shí)際中有應(yīng)用產(chǎn)品的是條形LED燈管的諸根排列組合光源，但其光照均勻度較差，光照強(qiáng)度達(dá)不到植物的生長需求，滿足不了科學(xué)研究和精確生產(chǎn)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的光照均勻度較差、光照強(qiáng)度達(dá)不到中性植物生長需求的技術(shù)問題，提供一種光照均勻度好、光照強(qiáng)度能達(dá)到中性植物生長需求且其發(fā)光光譜適合植物生長的用于植物培育的光源照射裝置。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種用于植物培育的光源照射裝置，包括回形LED組合光源和設(shè)置在回形LED組合光源正下方的八邊形輻照區(qū)，所述回形LED組合光源包括光源面板，所述光源面板上設(shè)有多層方形LED燈圈且各層方形LED燈圈均分別由四根LED燈條組成，所述多層方形LED燈圈與驅(qū)動電路相連，所述八邊形輻照區(qū)的邊界位于最外層方形LED燈圈垂直投影邊界內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電路包括220V交流電源、變壓器和各回路開關(guān)，所述220V交流電源與變壓器相連，所述變壓器與各回路開關(guān)相連，所述各回路開關(guān)與各層方形LED燈圈相連。

進(jìn)一步地，組成每層方形LED燈圈的四根LED燈條并聯(lián)后與各回路開關(guān)中的其中一個開關(guān)相連。

進(jìn)一步地，所述八邊形輻照區(qū)為一正方形區(qū)域去除50mmX50mm的直角部分形成的區(qū)域，所述正方形區(qū)域的邊界與最外層方形LED燈圈垂直投影邊界之間的距離為45mm。

進(jìn)一步地，所述光源面板上設(shè)有8層方形LED燈圈。

進(jìn)一步地，所述光源面板上最外層方形LED燈圈的長和寬均為590mm。

進(jìn)一步地，所述光源面板上最外層方形LED燈圈與其他各層方形LED燈圈之間的距離依次為20mm、40mm、80mm、120mm、160mm、200mm、245mm。

進(jìn)一步地，所述LED燈條為均勻鑲有三安5630燈珠的高光強(qiáng)LED燈條。

進(jìn)一步地，所述LED燈條的寬度為12mm。

本實(shí)用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型的用于植物培育的光源照射裝置主要包括回形LED組合光源和設(shè)置在回形LED組合光源正下方的八邊形輻照區(qū)，回形LED組合光源主要由光源面板、光源面板上的多層方形LED燈圈、驅(qū)動電路組成，八邊形輻照區(qū)是對回形LED組合光源垂直投射平面區(qū)域光強(qiáng)較弱的四角和四邊進(jìn)行適當(dāng)修正，根據(jù)理論和實(shí)驗實(shí)際測試先將最外層方形LED燈圈垂直投影邊界四邊各內(nèi)移45mm，然后再將四個角按50mm×50mm去除直角部分，這樣就適度去除了實(shí)際生產(chǎn)和實(shí)驗中利用率較低的直角部分和容易產(chǎn)生邊緣效應(yīng)的四邊邊緣區(qū)域，使得輻照區(qū)域呈合適的八邊形，既保證了可利用輻照區(qū)域面積的最大化，又提高了回形LED組合光源的光照均勻度。同時本實(shí)用新型的回形LED組合光源發(fā)光光譜能較好地符合植物生長所需的光譜范圍，其光照強(qiáng)度較目前普遍使用的溫室光源都強(qiáng)，完全能夠達(dá)到豌豆（豌豆的光補(bǔ)償點(diǎn)約為3000lx，適宜生長的光照強(qiáng)度大于5000lx）等中性植物生長所需的光照強(qiáng)度。

2、本實(shí)用新型的回形LED組合光源采用四邊合理補(bǔ)光設(shè)計，既增大了邊緣區(qū)域的光照強(qiáng)度，又最大限度地減少了對中心高光強(qiáng)區(qū)域的影響，提高了LED組合光源的光照均勻度。

3、本實(shí)用新型的回形LED組合光源采用邊緣補(bǔ)光密集設(shè)計和內(nèi)層均勻設(shè)計，在保證光源光照強(qiáng)度的情況下能夠很好的提高光照均勻度，也能夠滿足溫室可控范圍內(nèi)的發(fā)熱。

4、本實(shí)用新型回形LED組合光源的驅(qū)動電路包括220V交流電源、變壓器和各回路開關(guān)，每層方形LED燈圈通過一個回路開關(guān)進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)對固定高度時光照強(qiáng)度大小一定范圍內(nèi)的調(diào)控。

5、本實(shí)用新型回形LED組合光源的LED燈條市場上容易得到，容易制作，且價格按照輻照區(qū)域單位光強(qiáng)計算，均比白熾燈、熒光燈、氣體鈉燈、金屬鹵化物燈等便宜，其發(fā)光光譜范圍也較其它種類的發(fā)光光源更適合植物的生長，光照均勻度好，具有0.84-0.90的光照均勻度，達(dá)到了大部分科學(xué)研究的需要，可以用到進(jìn)行光照植物研究的科學(xué)實(shí)驗中，更能夠應(yīng)用于精確光強(qiáng)要求的生產(chǎn)實(shí)踐中。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型回形LED組合光源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型多層方形LED燈圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型八邊形輻照區(qū)的示意圖；

圖5為本實(shí)用新型回形LED組合光源在波長為338.4-505.5nm之間的發(fā)光光譜曲線；

圖6為本實(shí)用新型回形LED組合光源在波長為529.8-639.7nm之間的發(fā)光光譜曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1-2所示，一種用于植物培育的光源照射裝置，包括回形LED組合光源和設(shè)置在回形LED組合光源正下方的八邊形輻照區(qū)7，回形LED組合光源包括光源面板1，光源面板1上設(shè)有8層方形LED燈圈2且各層方形LED燈圈2均分別由四根LED燈條3組成，LED燈條3為均勻鑲有三安5630燈珠的高光強(qiáng)LED燈條，LED燈條3的寬度為12mm，多層方形LED燈圈2與驅(qū)動電路相連，驅(qū)動電路包括220V交流電源4、變壓器5（220Vto12V）和各回路開關(guān)6， 220V交流電源4與變壓器5相連，變壓器5與各回路開關(guān)6相連，各回路開關(guān)6與各層方形LED燈圈2相連。光源面板1上最外層方形LED燈圈2的長和寬均為590mm，光源面板1上最外層方形LED燈圈2與其他各層方形LED燈圈2之間的距離依次為20mm、40mm、80mm、120mm、160mm、200mm、245mm。八邊形輻照區(qū)7的邊界位于最外層方形LED燈圈2垂直投影邊界8內(nèi)，八邊形輻照區(qū)7具體為一正方形區(qū)域去除50mmX50mm的直角部分形成的區(qū)域，正方形區(qū)域的邊界與最外層方形LED燈圈2垂直投影邊界8之間的距離為45mm，使用時將植物培育在八邊形輻照區(qū)7內(nèi)。

如圖3所示，組成每層方形LED燈圈2的四根LED燈條3并聯(lián)后與各回路開關(guān)6中的其中一個開關(guān)相連。圖中LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8分別表示8層方形LED燈圈2；J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8分別表示各回路開關(guān)6中的8個開關(guān)。

如圖4所示，虛線區(qū)域為最外層方形LED燈圈2垂直投影邊界8,該垂直投影邊界8為邊長590mm的正方形，而實(shí)線區(qū)域為本實(shí)用新型八邊形輻照區(qū)7，該區(qū)域為兩軸對稱的八邊形。

經(jīng)過測試，本實(shí)用新型的回形LED組合光源8層方形LED燈圈2全開時，對應(yīng)不同距離八邊形輻照區(qū)7內(nèi)的光強(qiáng)范圍（距離為“光源面”距八邊形輻照區(qū)7平面的垂直距離）為：

250mm光強(qiáng)范圍為11350～15150lx±2%；

300mm光強(qiáng)范圍為9680～13110lx±2%；

350mm光強(qiáng)范圍為8520～11460lx±2%；

400mm光強(qiáng)范圍為7530～9890lx±2%；

450mm光強(qiáng)范圍為6610～8580lx±2%；

500mm光強(qiáng)范圍為6030～7510lx±2%；

550mm光強(qiáng)范圍為5550～6610lx±2%。

本實(shí)用新型的回形LED組合光源8層方形LED燈圈2全開時，對應(yīng)不同距離八邊形輻照區(qū)7內(nèi)的光照均勻度（距離為“光源面”距八邊形輻照區(qū)7平面的垂直距離）為：

250mm-340mm為0.84±0.02；

350mm-440mm為0.86±0.02；

450mm-540mm為0.90±0.02。

植物對光能吸收的藍(lán)紫光區(qū)主要集中在波長為430-450nm的區(qū)間，由圖5和圖6可以看出本實(shí)用新型的回形LED組合光源的波峰正合適位于該區(qū)間，相比其它類型的光源更適合植物的生長和發(fā)育。