CN104429722A - 基于植物特征光谱led照明的多功能育苗床 - Google Patents

基于植物特征光谱led照明的多功能育苗床 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，该育苗床由植物特征光谱LED照明光源、营养液输送***或微喷灌***、环境感知***、可拆卸组合式的多层育苗床和总控制***组成。可根据植物的品种选择合适的光谱、光强、光照时间进行培育，同时所述植物特征光谱LED光源热量经一热交换***使LED光源热量传递至营养液或微喷灌***用于加热营养液以提高热能的利用率。本发明为植物育苗提供良好的条件，结构紧凑适用性广，可实现高产高效益。

Description

基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床
技术领域
本发明涉及一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床。 
背景技术
随着设施农业的兴起，在温室中进行育苗，补光和环境控制极为重要。植物分为喜阳植物、中性植物和喜阴植物，各种植物对阳光的需求是不一样的。即使是同一种植物，各个生长阶段，也有其最合适的光谱、光照强度和光照周期。植物在不同的生长阶段对光的波长、强度的需求所形成的独特光谱称为该植物的特征光谱。研究植物的特征光谱及其光周期对于认识植物对光利用的效率和规律有重要意义，此外，现有的育苗中为了保证特定营养液的活性需要进行升温需要持续的热能提供，能耗高，尤其是在冬季时还需要对室温及营养液保持一定温度防止营养液冻结。 
发明内容
本发明就是针对温室中育苗的实际，根据植物的特征光谱及其光周期而设计的一种装置。它能够最大限度地提高人工光源的利用率，提高育苗的品质、土地利用率和温室的经济效益。 
本发明的具体实施方案是：一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，包括支撑架、植物特征光谱LED照明光源及营养液输送***或微喷灌***，所述支撑架内沿纵向设有多层横向架置的育苗盘，所述植物特征光谱LED照明光源设置于支撑架内上下相邻育苗盘之间，所述植物特征光谱LED光源热量经一热交换***传递至营养液或微喷灌***。 
进一步的，植物特征光谱LED照明光源及营养液输送***或微喷灌***包括用于营养液储存容器，所述支撑架外侧设有与营养液储存容器相连接的输液管。 
进一步的，所述植物特征光谱LED光源由设置于一LED灯板上的多个LED灯构成，所述LED灯板顶部设有散热板，所述散热板上设有罩盖使其形成封闭的冷却腔，所述冷却腔另一端设有连接冷却水进水管的冷却水进口另一端设有连接冷却水出水管的冷却水出口，所述冷却水出口与一换热器连接，所述换热器置于营养液储存容器内。 
根据权利要求1、2或3所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述植物特征光谱LED光源为组合光源，所述育苗盘上表面设有朝向植物特征光谱LED照明光源的光照辐射强度传感器，所述支撑架外侧设有总控制***，所述总控制***与LED灯及光照辐射强度传感器连接，以根据植物栽培的对象选择合适的光谱及其生长的环境条件，对光谱、光强、光照时间进行控制。 
进一步的，所述育苗盘包括一密闭的座体，所述座体内放置有育苗盆，所述育苗盆上方设有与输液管联通的输液支管，所述各层输液支管相互并联于输液管，所述输液支管上设有电控泵以控制输液支管输液启闭。 
进一步的，所述LED灯板下表面设有朝向育苗床与输液管相连通的喷头。 
进一步的，所述LED灯板两端固定连接有套环，所述支撑架内设有螺杆，所述套环内设有与螺杆相配合的内螺纹以形成丝杆螺母以形成丝杆螺母使多层的LED灯整体升降，以驱动调节LED灯板至植物最高叶面的高度从而调节特定光谱的光强。 
进一步的，所述支撑架包括两侧板及连接两侧板顶端的固定横板，所述侧板及横板内嵌有用于输送营养液的液体输液软管，所述输液软管与输液支管或喷头连接。 
进一步的，所述螺杆由电机驱动转动，所述电机与总控制***电性连接。 
进一步的，所述支撑架侧壁设有控制显示屏，所述控制显示屏与总控制***相连接。    
与现有技术相比，本发明的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床由植物特征光谱LED照明光源、营养液输送***或微喷灌***、环境感知***、可拆卸组合式的多层育苗床和总控制***组成，可根据植物的品种选择合适的光谱、光强、光照时间进行培育，同时所述植物特征光谱LED光源热量经一热交换***使LED光源热量传递至营养液或微喷灌***用于加热营养液以提高热能的利用率。本发明为植物育苗提供良好的条件，结构紧凑适用性广，可实现高产高效益。
附图说明
图1为本发明实施例的正视图示意图。 
图2为本发明实施例的多功能育苗床的立体结构示意图。 
图 3为本发明实施例的多功能育苗床LED光源热传导结构示意图。 
图 4为本发明实施例的多功能育苗床LED光源结构示意图。 
图 5为本发明实施例的多功能育苗床侧视示意图。 
图 6为本发明实施例的多功能育苗床LED灯丝杆升降结构示意图。 
图7为本发明实施例的控制***原理框图。 
图8为本发明实施例的具有保温结构的纵板结构示意图 。 
图中：10-支撑架，20-育苗盘，30-输液管，40-LED灯板，50-散热板，60-光照辐射强度传感器，70-控制显示屏，210-座体，220-育苗盆， 310-养液储存容器， 320-输液支管， 410-LED灯，420 -套环，430-螺杆，512-冷却水出口，511-冷却水进口。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。 
如图1～2所示，一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，包括植物特征光谱LED照明光源、营养液输送***或微喷灌***、环境感知***、可拆卸组合式的多层育苗床和总控制***组成。 
如图1所示，多功能育苗床主要包括支撑架10，所述支撑架内沿纵向设有多层横向架置的育苗盘20，所述植物特征光谱LED照明光源设置于支撑架内上下相邻育苗盘之间，即每层育苗盘的上部均设有对应的LED照明光源，光源的光源由多种单色光组成，通过调节各单色光的强度组成不同的光谱，可供选择的光谱可达4060以上。 
多功能育苗床的营养液输送***或微喷灌***主要包括包括用于营养液储存容器310，所述支撑架10外侧设有与营养液储存容器310相连接的输液管30。所述育苗盘20包括一密闭的座体210，所述座体210内放置有育苗盆220，所述育苗盆220上方设有与输液管联通的输液支管320，所述各层输液支管320相互并联于输液管30，电控泵设在输液管30处，以实现各层输液支管的输液同时启闭。此外，LED照明关于下方设有朝向育苗床与输液管相连通的喷头330。 
本实施例中，植物特征光谱LED光源的支撑架可以采用大片金属板制造或空心管状体作为支撑体，支架采用空心管制造，其中设有液体输送软管，输液软管与输液支管320或喷头330连接，以输送植物营养液。 
在冬季或是需要对营养液加热情况，本实施例设计了一种实现能量的综合利用的加热模式，将LED光源热量经一热交换***使LED光源热量传递至营养液或微喷灌***。 
本实施例中，该方案采用下列结构实现，植物特征光谱LED光源由设置于一LED灯板40上的多个LED灯410构成，所述LED灯板40顶部设有散热板50，所述散热板50上设有罩盖使其形成封闭的冷却腔510，所述冷却腔另一端设有连接冷却水进水管的冷却水进口511另一端设有连接冷却水出水管的冷却水出口512，所述冷却水出口512与一换热器或散热器连接，所述换热器或散热器置于营养液储存容器310内，当冷却水进水管开始进水并启动换热器或散热器工作即可实现热能的转换。 
本实施例中，所述支撑架10包括两侧板110及连接两侧板顶端的固定横板120，所述侧板及横板内嵌有用于输送营养液的液体输液软管，所述输液软管与输液支管或喷头连接，为了更好地实现在输液软管输液过程中能够保温，所述的两侧板110及固定横板120内壁均设有保温层111，所述保温层的材质可以为棉质或其他复合保温材质。 
为了更好地调整LED光源的高低，本发明在LED灯板40两端固定连接有套环420，所述支撑架内设有螺杆430，所述套环420内设有与螺杆430相配合的内螺纹已形成丝杆螺母，使多层的LED灯整体升降，以驱动调节LED灯板至植物最高叶面的高度从而调节特定光谱的光强。 
育苗盘20上表面设有朝向植物特征光谱LED照明光源的光照辐射强度传感器60，所述支撑架10外侧设有总控制***，所述总控制***与LED灯410及光照辐射强度传感器60连接，以根据植物栽培的对象选择合适的光谱及其生长的环境条件，对光谱、光强、光照时间进行控制。用户可以根据所栽培的植物选择相应的植物特征光谱和相应的光周期，并将其输入控制装置，这样LED光源就可以发出相应的光谱，控制器可根据植物的生长状况自动调节光强、光照周期。 
此外，所述螺杆430由电机驱动转动，所述电机也可与总控制***电性连接，支撑架10侧壁设有控制显示屏70，所述控制显示屏与总控制***相连接。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (10)

1.一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：包括支撑架、植物特征光谱LED照明光源及营养液输送***或微喷灌***，所述支撑架内沿纵向设有多层横向架置的育苗盘，所述植物特征光谱LED照明光源设置于支撑架内上下相邻育苗盘之间，所述植物特征光谱LED光源热量经一热交换***传递至营养液或微喷灌***。
2.根据权利要求1所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：植物特征光谱LED照明光源及营养液输送***或微喷灌***包括用于营养液储存容器，所述支撑架外侧设有与营养液储存容器相连接的输液管。
3.根据权利要求3所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述植物特征光谱LED光源由设置于一LED灯板上的多个LED灯构成，所述LED灯板顶部设有散热板，所述散热板上设有罩盖使其形成封闭的冷却腔，所述冷却腔另一端设有连接冷却水进水管的冷却水进口另一端设有连接冷却水出水管的冷却水出口，所述冷却水出口与一换热器连接，所述换热器置于营养液储存容器内。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述植物特征光谱LED光源为组合光源，所述育苗盘上表面设有朝向植物特征光谱LED照明光源的光照辐射强度传感器，所述支撑架外侧设有总控制***，所述总控制***与LED灯及光照辐射强度传感器连接，以根据植物栽培的对象选择合适的光谱及其生长的环境条件，对光谱、光强、光照时间进行控制。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述育苗盘包括一密闭的座体，所述座体内放置有育苗盆，所述育苗盆上方设有与输液管联通的输液支管，所述各层输液支管相互并联于输液管，所述输液支管上设有电控泵以控制输液支管输液启闭。
6.根据权利要求3所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述LED灯板下表面设有朝向育苗床与输液管相连通的喷头。
7.根据权利要求4所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述LED灯板两端固定连接有套环，所述支撑架内设有螺杆，所述套环内设有与螺杆相配合的内螺纹以形成丝杆螺母使多层的LED灯整体升降，以驱动调节LED灯板灯板至植物最高叶面的高度从而调节特定光谱的光强。
8.根据权利要求1所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述支撑架包括两侧板及连接两侧板顶端的固定横板，所述侧板及横板内嵌有用于输送营养液的软管，所述输液软管与输液支管或喷头连接。
9.根据权利要求7所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述螺杆由电机驱动转动，所述电机由总控制***控制，所述支撑架侧壁设有控制显示屏，所述控制显示屏与总控制***相连接。
10.根据权利要求7所述的一种基于植物特征光谱LED照明的多功能育苗床，其特征在于：所述侧板及横板内表面设有石棉保温层。
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