RU153425U1 - Светильник для теплиц - Google Patents
Светильник для теплиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU153425U1 RU153425U1 RU2015100253/13U RU2015100253U RU153425U1 RU 153425 U1 RU153425 U1 RU 153425U1 RU 2015100253/13 U RU2015100253/13 U RU 2015100253/13U RU 2015100253 U RU2015100253 U RU 2015100253U RU 153425 U1 RU153425 U1 RU 153425U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phosphor
- red
- light
- light diffuser
- spectrum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
1. Светильник для теплиц, включающий корпус, внутренние стенки и дно которого изготовлены из материала с высоким коэффициентом отражения, рассеиватель света, а также цепочки синих светодиодов, излучающих свет с длиной волны 445-470 нм и покрытых светопреобразующим люминофором, отличающийся тем, что в качестве люминофора используют красный нитридный люминофор, диспергированный в прозрачном отверждаемом материале, при этом спектр излучения красного люминофора имеет максимум, располагающийся при 630-670 нм, а ширина спектра на половине высоты составляет 90-110 нм.2. Светильник для теплиц по п.1, отличающийся тем, что красный нитридный люминофор размещается на внутренней стенке рассеивателя света в виде слоя, полученного при нанесении суспензии люминофора в прозрачном безводном полимерном лакокрасочном материале, отверждаемом на воздухе.3. Светильник для теплиц по п.2, отличающийся тем, что красный нитридный люминофор распределен в виде однородной дисперсии в объеме рассеивателя света из полимерного материала, полученного методом термоэкструзии.
Description
Полезная модель относится к области сельского хозяйства и, в частности, к системам искусственного светодиодного освещения растений в теплицах, а также подсветки посадочного материала в домашних условиях.
В настоящее время достоверно установлено, что фито-активным действием обладает не весь спектр видимого излучения, а отдельные его участки, соответствующие полосам фотосинтетически активной радиации (ФАР).
В случае зеленых растений к ФАР относят полосы поглощения в фиолетово-синей области спектра с максимумами при 420, 440 нм, перекрывающие область от 410 до 500 нм. Излучение в области 600-700 нм (полосы с максимумами при 612, 642, 660 и 700 нм) имеет значительно более ярко выраженное субстратное и регуляторное воздействием, чем в коротковолновой области спектра. Наконец, в области 700-750 нм свет имеет выраженное регуляторное и слабое субстратное действие. [Ракитин А.В. Действие красного света в смешанном светопотоке на продукционный процесс растений. Автореферат дисс. к.б.н., Томск. 2001; Минич И.Б. Влияние красного люминесцентного излучения на морфогенез и баланс эндогенных гормонов растений. Автореферат дисс. к.б.н., Томск. 2005].
Оптимум в распределении ФАР по длинам волн зависит от типа растения, но в случае зеленых растений доминирующую роль всегда играет излучение в красной области. По данным, приводимым авторами патента US 6921182, соотношение интенсивностей света в синей и красной областях спектра при искусственном освещении должно составлять для зеленых растений (0,06-0,08):1.
После изобретения светодиодных источников монохроматического света (синего, зеленого и красного) их стали использовать для создания новых систем искусственного освещения. Так, например, в патенте US 5278432 был предложен источник света с синими (400-450 нм) и красными (620 и 680 нм) светодиодами. Авторы US 6921182 нашли, что лучшими характеристиками обладает композиция, составленная из синего, оранжево-красного (612 нм) и красного (660 нм) светодиодов. Там же было рекомендовано использовать в источнике фитоактивного освещения растений 12 красных светодиодов (660 нм), 6 оранжевых (612 нм) и только одного синего. Известны также светильники с 5 светодиодами (430, 450, 470, 610 и 660 нм).
Светодиодные источники с 4 светодиодами выпускаются в настоящее время ведущими компаниями мира Osram, Philips, Hortilux и в своем рыночном сегменте занимают важное место.
Однако, несмотря на, казалось, вполне очевидные преимущества светодиодного освещения, обусловленные адресной доставкой красного и синего излучения к центрам поглощения в растении, нельзя игнорировать тот факт, что в обычных условиях растение контактирует с солнечным светом, спектр которого в видимой области является сплошным. Поэтому на растение воздействует излучение не только той длины волны, которая соответствует максимуму поглощения светодиода, но и всей совокупности длин волн, примыкающих к пику поглощения.
Ширина полос в спектрах поглощения растений, как правило, бывает значительно шире, чем полосы излучения светодиодов (20-30 нм), поэтому нет оснований считать, что монохроматическая накачка является комфортным воздействием для растения. Возможно, именно поэтому, замена металл-галогенных и натриевых ламп высокого давления, на светодиодные источники не приводит к кратному повышению эффективности светового воздействия.
По этой причине были предприняты попытки использовать в качестве фитосветильников модификации светодиодные источники белого света с широкой полосой излучения в области 500-680 нм [Применение светодиодных светильников для освещения теплиц: реальность и перспективы / Современные технологии автоматизации. 2010, №2, с. 76-82].
Первые эксперименты были проведены с источниками RUSLED - СТ-220-10,5. Близкие к ним спектральными характеристиками обладают и другие светильники подобного типа [Современная светотехника, 2013 №4 (23), стр. 3-20]. Все эти устройства включают квадратный или прямоугольный корпус, дно и внутренние стенки которого изготовлены из материалов с высоким коэффициентом отражения. На дне корпуса смонтированы цепочки светодиодов белого цвета, размещенные на теплоотводящем носителе. В каждом из белых светодиодов в качестве источника первичного света используются синие светодиоды с нанесенным на их поверхность слоем желтого или желто-оранжевого люминофора, диспергированного в силиконе. Напротив белых светодиодов располагается матовый или рифленый рассеиватель света, изготовленный обычно из полимерного материала и выполняющий одновременно роль крышки светильника. Спектр излучения такого источника включает узкую синюю полосу остаточного первичного излучения с длиной волны 445-470 нм и широкую желто-оранжевую полосу, охватывающую интервал (500-680 нм), которая возникает при возбуждении люминофора первичным синим светом. Эта разновидность светильника была выбрана нами в качестве прототипа.
Несмотря на высокую световую эффективность таких источников они излучают свет, в котором доля фитоактивной, т.е. полезной для растений, радиации в красной области спектра) не превосходит 15-20% от общего светового потока [Козырева И.Н. «Формирование фитопотоков света светодиодных облучательных установок для выращивания сельскохозяйственных культур в условия защищенного грунта. Дисс. ктн: Томск, 2014 г.»].
Чтобы компенсировать дефицит красного света рядом авторов было предложено часть белых светодиодов заменить на узкополосные красные светодиоды. Данное решение усложняло конструкцию светильника и приводило к увеличению его стоимости. Существенно также, что и в этом случае не удается в полной мере компенсировать дефицит красного света из-за малой ширины полосы, излучаемой красным светодиодом [Влияние спектральных характеристик источников излучения на растения. / Изв. ВУЗов, Физика. - 2013, т. 56, №7/2, с. 112-116].
Задача настоящей разработки состоит в создании светильника для теплиц со спектром излучения близким к спектру фитоактивной радиации.
Решение поставленной задачи достигается посредством светильника, включающего корпус, внутренние стенки и дно которого изготовлены из материала с высоким коэффициентом отражения, рассеиватель света, а также цепочки синих светодиодов, излучающих свет с длиной волны 445-470 нм и покрытых светопреобразующим люминофором, в качестве которого используют красный нитридный люминофор, диспергированный в прозрачном отверждаемом материале, при этом спектр излучения красного люминофора имеет максимум, располагающийся при 630-670 нм, а ширина спектра на половине высоты составляет 90-110 нм.
Светопреобразующий красный нитридный люминофор может быть размещен также:
- на внутренней стенке рассеивателя света в виде слоя, полученного при нанесении суспензии люминофора в прозрачном безводном полимерном лакокрасочном материале, отверждаемом на воздухе,
- либо в виде однородной дисперсии в объеме рассеивателя света из полимерного материала, полученного методом термоэкструзии.
Примеры практического выполнения
Пример №1.
На рис. 1 (а, б) показан вариант конструкции предлагаемого светильника для теплиц. Она включает квадратный или прямоугольный корпус (1), дно и стенки которого изготовлены из материалов с высоким коэффициентом отражения. На дне корпуса смонтированы цепочки светодиодов белого цвета (2), размещенные на теплоотводящем носителе. На рис. 1-6 приведено поперечное сечение корпуса и в увеличенном масштабе показан один из излучающих элементов. В отличие от прототипа вместо источников белого света в предлагаемом светильнике используют светоизлучающие элементы красного света (5), полученные при нанесении на поверхность синих светодиодов (4), излучающих в области 445-470 нм, красного нитридного люминофора, поглощающего первичное синее излучение и частично трансформирующего его в красное излучение, охватывающее световой диапазон от 560 до 780 нм. Напротив излучающих элементов располагается рассеиватель света (3), выполняющий одновременно функции крышки светильника. Остаточное первичное синее излучение, непоглощенное в слое красного люминофора, образует вместе с возникающим красным свечением световой поток, спектральный состав которого практически совпадает со спектром фитоактивной радиации.
На рис. 2 показано сравнение спектра фитоактивной радиации (рис. 2-а) и спектра излучения предлагаемого светильника (рис. 2-б). Линии с двумя максимумами в окрестностях 445 и 660 нм на рис. 2-а отвечают поглощению света, который расходуется на фотосинтез и синтез хлорофилла (более высокий максимум в синей области). Линия с одним максимумом около 670 нм соответствует процессу фотоморфогенеза.
Кривая линия, приведенная на рис. 2-6, характеризует спектральный состав излучения предлагаемого светильника. Как видно, в спектре присутствует полоса первичного синего возбуждающего излучения и широкая полоса в красной области, которая перекрывает все полосы фитоактивной радиации, находящиеся в диапазоне длин волн 560-780 нм.
Соотношение полос в синей и красной областях спектра предлагаемого светильника регулируется концентрацией люминофора в суспензии с силиконом, наносимой на поверхность синего светодиода. При этом положение максимума в красной области (от 630 до 670 нм) и ширина спектральной кривой задается составом красного люминофора или его смесей с желтым люминофором.
Пример №2
Второй вариант конструкции светильника иллюстрирует рис. 3. Он отличается от рассмотренного в примере №1 тем, что красный нитридный люминофор пространственно отделен от сине-излучающего светодиода и нанесен в виде тонкого слоя (4) на внутреннюю поверхность рассеивателя света (3), как это показано на рис. 3. С этой целью красный люминофор диспергируют в силиконе или в прозрачном безцветном полимерном лаке и затем наносят на внутреннюю поверхность матового или рифленого рассеивателя света с помощью распыления, кистью или посредством фотопечати. Сине-излучающий светодиод (2) при этом покрыт слоем силикона (5), который не содержит распределенного в нем красного люминофора.
Пример №3
В этом случае красный люминофор также пространственно отделен от синего светодиода, но в отличие от примера №2, он распределен в объеме рассеивателя света (3 на рис. 4), изготовленного из полимерного материала, полученного методом термоэкструзии. Сине-излучающий светодиод (2) при этом покрыт силиконом (5), который не содержит распределенного в нем красного люминофора.
Claims (3)
1. Светильник для теплиц, включающий корпус, внутренние стенки и дно которого изготовлены из материала с высоким коэффициентом отражения, рассеиватель света, а также цепочки синих светодиодов, излучающих свет с длиной волны 445-470 нм и покрытых светопреобразующим люминофором, отличающийся тем, что в качестве люминофора используют красный нитридный люминофор, диспергированный в прозрачном отверждаемом материале, при этом спектр излучения красного люминофора имеет максимум, располагающийся при 630-670 нм, а ширина спектра на половине высоты составляет 90-110 нм.
2. Светильник для теплиц по п.1, отличающийся тем, что красный нитридный люминофор размещается на внутренней стенке рассеивателя света в виде слоя, полученного при нанесении суспензии люминофора в прозрачном безводном полимерном лакокрасочном материале, отверждаемом на воздухе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015100253/13U RU153425U1 (ru) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | Светильник для теплиц |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015100253/13U RU153425U1 (ru) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | Светильник для теплиц |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU153425U1 true RU153425U1 (ru) | 2015-07-20 |
Family
ID=53611943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015100253/13U RU153425U1 (ru) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | Светильник для теплиц |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU153425U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178878U1 (ru) * | 2017-04-07 | 2018-04-23 | Анатолий Васильевич Вишняков | Светильник для растений |
RU191025U1 (ru) * | 2018-12-03 | 2019-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Горизонт" | Светодиодный светильник для растений |
RU2792773C1 (ru) * | 2022-07-04 | 2023-03-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Высокомощная лампа с переменным спектром |
-
2015
- 2015-01-14 RU RU2015100253/13U patent/RU153425U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178878U1 (ru) * | 2017-04-07 | 2018-04-23 | Анатолий Васильевич Вишняков | Светильник для растений |
RU191025U1 (ru) * | 2018-12-03 | 2019-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Горизонт" | Светодиодный светильник для растений |
RU2792773C1 (ru) * | 2022-07-04 | 2023-03-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Высокомощная лампа с переменным спектром |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6534695B2 (ja) | 照明アセンブリ | |
RU2580325C2 (ru) | Светоизлучающее устройство, источник света на основе сида (светоизлучающего диода) для растениеводства и промышленное предприятие по выращиванию растений | |
JP2016520957A5 (ru) | ||
TWI482317B (zh) | 調整植物生長的光源裝置 | |
LT5688B (lt) | Konversijos fosfore šviesos diodas, skirtas augalų fotomorfogeneziniams poreikiams tenkinti | |
KR101389929B1 (ko) | 원예용 led 조명장치 | |
US20130187180A1 (en) | Light emitting diode for plant growth | |
US11668451B2 (en) | Solid-state grow-lights for plant cultivation | |
Runkle | Red light and plant growth | |
RU153425U1 (ru) | Светильник для теплиц | |
NL2008815C2 (en) | Light emitting diode for plant growth. | |
KR101313907B1 (ko) | 식물공장용 led 조명모듈과 이를 탑재한 식물공장용 led 조명장치 | |
CN202455908U (zh) | Led光谱发生器 | |
CN104006306A (zh) | 发光二极管灯具及其应用于植物生长的用途及发光二极管单元 | |
JP2019161076A (ja) | 発光装置及び植物栽培方法 | |
CN109538979B (zh) | 植物补光用led装置及灯具 | |
CN109854979B (zh) | 倒装型植物补光用led装置及灯具 | |
KR20190024223A (ko) | 식물재배 및 인간중심조명을 위한 포스포 컨버전 태양광 유사 백색 led 발광 소자 | |
JP6643610B2 (ja) | 環境調和型光源装置と蛍光体 | |
CN205428985U (zh) | 用于植物生长的光源 | |
RU178878U1 (ru) | Светильник для растений | |
CN207355296U (zh) | 一种led诱虫灯光源装置 | |
CN211320094U (zh) | 一种量子点发光装置 | |
KR102616929B1 (ko) | 항균 식물 성장 백색 led 조명 | |
WO2018135965A1 (ru) | Светильник |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190115 |