溫室內植物補光照明方法及設備的研究

1、溫室內植物補光照明方法及設備的研究 摘 要：該設備包含植物照明使用的補光燈、升降滑輪、移動燈架等。采取控制補光燈的高度，來保證補光燈與植物頂端之間的最佳照射距離，以及為了達到此目的而進行的補光照明設備及照明方法的研究。 關鍵詞：補光燈；植物頂端；升降滑輪；照射距離；輻射能 中圖分類號： q945.11 文獻標識碼：a doi：10.11974/nyyjs.20151232075 以前，也有一些與本研究類似的方法及補光高度可調的照明設備。但這些設備都僅局限于一個單獨的照明設備，雖然也有移動的照明設備，但操作過程特別復雜。而在這些已使用的方案中，在沒有陽光的植物溫室和在有陽光的白天同樣使用一種方法

2、及設備來給植物補光，有時就不能達到最好的狀態(tài)。 為達成上述研究的目的，使照明補光燈隨著植物向上的生長，自動保持補光燈與植物之間的距離，來滿足植物正常生長進行光合作用所需要的輻射能。 該套補光燈可以發(fā)出特定光譜輻射。除了可見光光譜，還包括熱輻射，如紅外輻射。眾所周知，用于溫室的輻射能量中，相當大比例來源于熱能燈的輻射。這種輻射熱能中，有很大部分的熱能被白白地損失掉了。因為這部分能量大部分存在于補光燈和植物之間的空間，它很容易被其他物質吸收，比如溫室的濕度，它就是一個主要吸收能量的因素。 這意味著，通過提供該套補光燈設備，與傳統(tǒng)固定的補光燈與植物間的距離相比，減少了一部分距離而使光照達到最佳狀態(tài)。

3、由于距離的減少，熱輻射的丟失也隨之減少，輻射能得到了充分的利用。 1 設備工作原理構成 該設備為溫室內植物照明提供了1種方法和1套補光照明設備，補光燈設置在植物上面，并與植物頂端保持一定的距離，經(jīng)過反復試驗表明，這個距離應保持在80240cm之間為最佳。 整個植物補光工作原理通過下面的附圖更詳細地進行描述。 圖1所示是溫室內補光設備工作原理圖； 注：1、補光燈；2、升降滑輪；3、植物；4、補光燈架體；5、控制裝置；6、溫床；7、溫室拱架；8、溫室；9、升降拉線；10、驅動輪。 在圖1中可以看到，照明設備上裝有一些補光燈1，固定在補光燈架體4上，它的移動依靠升降滑輪2，按照植物3的需求沿高度方向

4、上下移動。升降滑輪2固定在溫室8的橫梁7上。在實際操作中，可以將多個補光燈固定在一個導軌上，裝配幾個升降滑輪裝置一起移動；也是可以設計為一套升降裝置負責一套補光燈。 補光燈1和植物頂端之間的優(yōu)選距離在80cm和240cm之間，根據(jù)情況還可將優(yōu)選距離定在120cm和210cm之間。這個距離和溫室的高度比起來，是較短的一段距離。保持和調整與植物3間的這段距離，要靠升降滑輪2沿植物的生長方向移動補光燈1來調整。這樣一來，補光燈和植物之間的空間中的輻射熱將更少流失。這樣比把補光燈安裝在一個固定的高處或者直接安裝在溫室屋頂?shù)那闆r好得多。隨著成長階段的植物3在溫床6上的生長，驅動滑輪10通過升降滑輪2并根

5、據(jù)植物3的生長高度調整補光燈的高度。 控制裝置5控制驅動輪10的轉動來調整升降拉線9的長度，從而使升降裝置4上下移動。在實際工作中，要對補光燈和植物3頂端之間的距離定期進行測量，比如，用手工測量這個距離。如有需求，這個距離將被重新設置。由控制裝置和升降裝置來保持在所需的距離范圍內。另外，控制裝置5通常會由1個或多個傳感器組成，它可以測量溫度和濕度，比如，溫室內相對濕度。通過這些數(shù)據(jù)，可以取得溫度和濕度的測量值，并由控制裝置5和升降裝置4，來從新確定1個最佳的照射距離。 經(jīng)實驗證明，此裝置特別適合辣椒栽培或其他類似的植物。與其他植物相比，辣椒這種作物是需要比較長的光照時間才能達到理想的生長高度。

6、所以在它較長的生長期中，增加輻射熱能可以大幅度提高效益。 在圖1中，補光燈是安裝在植物的水平方向上，可以是固定的，也可以在固定的軌道上來回移動。補光燈和向上生長的植物尖端的距離最好控制在80 cm和240 cm之間。 2 設備特點 2.1 溫室植物補光照明的方法中包括植物燈的確定 補光燈與向上生長的植物尖端間的距離保持在 80 240 cm之間。 2.2 設置補光燈的光照距離 根據(jù)溫室頂部的溫度和濕度數(shù)值來進行控制的。植物在溫室中的溫度上升或在溫室中的空氣濕度下降時，增加補光燈和植物之間的距離；溫度下降或在溫室中的大氣濕度上升時，減少補光燈和植物之間的距離。 2.3 照明設備的高度 通過升降滑

7、輪的轉動來移動補光燈的高度，通過它來控制和測量植物頂端和補光燈的距離。 2.4 控制裝置包括一套傳感器 傳感器用于測定溫室的溫度和濕度，并根據(jù)測量的數(shù)值來自動調節(jié)補光燈和植物頂端之間的距離。 2.5 照明設備的安裝 其中安裝包括燈，升降滑輪移動燈，在高度方向上對植物進行控制和測量，來設置向上生長的植物頂端和補光燈之間的距離。 3 結論 3.1 補光燈的照度 是隨著植物的生長進行上下移動的，是由傳感器測定溫室內的溫度和濕度通過控制裝置來調節(jié)補光燈與植物之間的距離，保證補光燈與被照射植物的最佳距離。 3.2 通過移動補光燈，可使植物的頂部區(qū)域被補光燈的輻射熱能加熱更均勻和更有效。 3.3 經(jīng)測定補

8、光燈和植物之間最佳距離 范圍應為80240 cm之間?？梢苑乐怪参锍霈F(xiàn)被燃燒現(xiàn)象；可防止過多的輻射能被在燈和植物之間的區(qū)域的吸收。 3.4 根據(jù)植物的生長高度的不斷變化 與相對于植物補光燈的固定位置進行周期性調整，使用本套設備能給溫室內的植物帶來更高的產(chǎn)量，相比是十分合算的。 3.5 設定的補光燈和植物向上生長的尖端之間的距離 依賴于溫室中溫度和大氣濕度的記錄。溫室內對補光燈傳熱的輻射程度的要求，溫度和濕度是2個重要的參數(shù)。正如先前所指出的，一些輻射熱是被溫室內的水分吸收掉了。所以在這塊優(yōu)選實驗溫室中，進行了如下的安排，一種情況，在溫室中溫度上升，或在溫室中的大氣濕度下降的記錄出現(xiàn)時，增加補光燈和植物的頂部之間的距離。而另一種情況，在溫室中的溫度下降或在溫室中的大氣濕度上升記錄出現(xiàn)時，減少補光燈和植物頂端的之間的距離。 3.6 控