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适用于植物照明的高均匀度LED面光源设计 预览 被引量:2
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作者 张帅 文尚胜 +6 位作者 马丙戌 庞培元 陈浩伟 蔡明兴 符民 侯一曼 左欣 《发光学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期403-413,共11页
针对目前植物照明灯具混光混色均匀度差、难以满足植物工厂高效生产作物产品的问题提出了一种高均匀度的植物面光源的设计方案。利用一种棱锥状的光学元件将LED发出的光线划分为透射、反射和直射3部分,增加了光线的耦合程度,进而提高... 针对目前植物照明灯具混光混色均匀度差、难以满足植物工厂高效生产作物产品的问题提出了一种高均匀度的植物面光源的设计方案。利用一种棱锥状的光学元件将LED发出的光线划分为透射、反射和直射3部分,增加了光线的耦合程度,进而提高了出光面上的混光和混色均匀度。进一步采用照度均匀度代替光量子通量密度的均匀度并且联同混色均匀度作为考察指标,利用Taguchi方法设计并进行实验,研究不同因子对光源均匀度的影响,得出实验结果后进行优化,最终获得了一个照度均匀度为92.13%、混色均匀度为89.72%的植物照明面光源。 展开更多
关键词 LED 植物工厂 植物光源 混色均匀度 光学设计
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高均匀度LED植物光源的设计 预览 被引量:1
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作者 靳肖林 文尚胜 +4 位作者 马丙戌 付萌 蔡明兴 左欣 康丽娟 《发光学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期1466-1477,共12页
针对现有植物灯均匀度差的问题,通过在R(红)、G(绿)、B(蓝)三色LED芯片上加装导光管和光纤透镜,实现了高均匀度的出光效果,通过调节导光管和光纤的尺寸获得了达90%的混色、光谱以及光量子通量密度(PPFD)的均匀性。进一步对光... 针对现有植物灯均匀度差的问题,通过在R(红)、G(绿)、B(蓝)三色LED芯片上加装导光管和光纤透镜,实现了高均匀度的出光效果,通过调节导光管和光纤的尺寸获得了达90%的混色、光谱以及光量子通量密度(PPFD)的均匀性。进一步对光源的热学性能进行表征发现光纤透镜的增加有利于减少光源正面的热量,并且基于光量子学照明参数对该灯的均匀度进行评价,并进一步提出有效光能利用率来更加科学的表征光源性能。结果表明,混色均匀性与PPFD均匀性可达90%,有效光能利用率可达到43%。进一步将该灯用于鲜切玫瑰花保鲜,并通过脉冲宽度调制技术(PWM)实现了光谱的动态可调,通过对玫瑰花鲜重日失重率以及抗氧化物质如黄酮素等物质含量变化的测量,探究鲜切玫瑰花保鲜的最佳光照条件。实验结果表明,最有利于鲜切玫瑰保鲜的光质条件和光照周期为R+G、6 h/24 h。 展开更多
关键词 植物光源 现代农业 LED 光学设计 玫瑰花保鲜
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LED阵列型植物光源的均匀性研究 被引量:2
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作者 梁依倩 文尚胜 +3 位作者 马丙戌 陈心雅 陈浩伟 康丽娟 《光学技术》 CSCD 北大核心 2017年第4期343-347,共5页
基于现有的LED植物光源在植物培育中光照不均匀的问题,对目前的植物工厂中使用较为广泛的红、蓝LED阵列型光源进行优化设计。通过对比四种不同的LED阵列排布方式,采用9点法进行PPFD值的测量和光谱的测量,进一步观察平面上光量子通量密... 基于现有的LED植物光源在植物培育中光照不均匀的问题,对目前的植物工厂中使用较为广泛的红、蓝LED阵列型光源进行优化设计。通过对比四种不同的LED阵列排布方式,采用9点法进行PPFD值的测量和光谱的测量,进一步观察平面上光量子通量密度的均匀性和光谱分布的均匀性,进而寻求效果较好的LED阵列排布方式。结果表明:红蓝LED芯片交差分布和阵列行列交错分布的排列方式有利于提高光源阵列光谱的均一性。 展开更多
关键词 植物光源 LED阵列 光谱分布 光量子通量密度
基于Taguchi方法的LED植物光源优化设计 预览 被引量:1
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作者 符民 文尚胜 +2 位作者 钟惠婷 马丙戌 陈浩伟 《发光学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期953-959,共7页
为了提高LED植物光源的有效利用率,基于Taguchi的实验方法对LED植物红蓝光源阵列进行设计和优化。用MATLAB软件编程进行仿真模拟,通过ANOVA方法分析得出对植物光源照射距离为10 cm处的红蓝光的光子数比值(R/B)分布均匀度影响最大的因... 为了提高LED植物光源的有效利用率,基于Taguchi的实验方法对LED植物红蓝光源阵列进行设计和优化。用MATLAB软件编程进行仿真模拟,通过ANOVA方法分析得出对植物光源照射距离为10 cm处的红蓝光的光子数比值(R/B)分布均匀度影响最大的因子,并对试验最优结果采用Trace Pro光学软件进行试验验证,从而获得本次试验最佳的参数组合。结果表明:曲率半径为50 mm的凹形曲面底板的圆心加点排布方式,圆心为LED蓝光芯片,圆环上为LED红光芯片,芯片数量分别为6个LED红光芯片和1个LED蓝光芯片,芯片距离为10 mm的最优化组合是本次试验的最优组合。通过ANOVA方法分析得出,LED红蓝芯片之间的间距对植物光源的R/B的均匀分布影响最大,占有35.17%的比例,LED红蓝芯片的排布方式也不可忽略,因为其占有了28.05%的影响比例。 展开更多
关键词 LED 植物光源 曲面底板 Taguchi方法 ANOVA
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LED植物光源阵列光照分布及均匀性研究 预览 被引量:9
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作者 朱舟 应盛盛 +2 位作者 胡洪钧 童向亚 郑书河 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2015年第8期1489-1493,共5页
针对LED植物光源阵列在植物培养中光照分布的不均匀问题,通过理论推导,建立了红、蓝光相间布置的LED植物光源阵列的光照度分布及光照均匀度模型,以LJZWD植物光源阵列为例,对其光照度分布、光照均匀性变化情况进行模拟分析。结果表明:... 针对LED植物光源阵列在植物培养中光照分布的不均匀问题,通过理论推导,建立了红、蓝光相间布置的LED植物光源阵列的光照度分布及光照均匀度模型,以LJZWD植物光源阵列为例,对其光照度分布、光照均匀性变化情况进行模拟分析。结果表明:光源安装高度为14.3 cm时,可获得较好的光照均匀性,将照明区域缩小为光源阵列面积的81%时,光照均匀度可达到0.9以上,该研究对LED植物光源的安装与植物栽培区域的选择具有指导意义。 展开更多
关键词 植物光源 LED阵列 光照分布 光照均匀性
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组合光谱LED植物生长光源的优化设计 预览
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作者 温志鹏 马稚昱 +1 位作者 韦鸿钰 骆少明 《照明工程学报》 2018年第4期25-30,共6页
通过实验和仿真分析研究了LED灯珠类型、侧板结构及灯珠排列方式对LED植物光源光照强度和均匀性的影响。首先,基于贴片型和大功率型两种不同灯珠,设计了四种侧板的LED光源模组,对不同距离受光面内的光量子通量密度及均匀性进行了测量与... 通过实验和仿真分析研究了LED灯珠类型、侧板结构及灯珠排列方式对LED植物光源光照强度和均匀性的影响。首先,基于贴片型和大功率型两种不同灯珠,设计了四种侧板的LED光源模组,对不同距离受光面内的光量子通量密度及均匀性进行了测量与分析,结果显示:大功率型LED光源模组在30°倾角反光侧板结构下具有光照强度大、均匀性好、发热低的优点。随后利用Tracepro软件基于大功率LED灯珠构建了条形植物光源模型,对灯珠排列方式与光源均匀性间的相关性进行仿真分析,结果显示:通过改变灯珠排列方式可以改善光源均匀性,对称双重等差数列的首项为30 mm时LED条形光源的均匀度最高,均匀性良好,其排列合理。 展开更多
关键词 LED植物光源 光谱 植物照明 均匀度 Tracepro仿真
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荧光粉激发型LED光对烟苗发育的影响 预览
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作者 戴林建 盖淑杰 +4 位作者 周子迁 邓子恒 刘晓颖 周智 卢向阳 《核农学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1442-1447,共6页
为解决湖南烟区冬季大棚育苗常遇到的低温寡照问题,以云烟87为试验材料,利用自制不同波段的荧光粉组装成不同光谱的LED植物光源器件,开展不同光质 LED 对苗期的补光试验,研究 LED 不同光质对烟草育苗及烟苗生长的主要生理指标的影响,同... 为解决湖南烟区冬季大棚育苗常遇到的低温寡照问题,以云烟87为试验材料,利用自制不同波段的荧光粉组装成不同光谱的LED植物光源器件,开展不同光质 LED 对苗期的补光试验,研究 LED 不同光质对烟草育苗及烟苗生长的主要生理指标的影响,同时采用荧光灯进行对照试验. 结果表明,采用LED 补光,烟苗出苗率、苗高、茎围、最大叶长、最大叶宽、茎高、叶绿素、根系活力较荧光灯(对照组)显著增加. 最佳 LED 补光可以缩短育苗时间至47 d,较对照组提前36 d,显著增强了成苗素质. 在荧光粉激发型 LED 植物光源器件中,以发射峰位于630 nm 波段荧光粉的器件补光效果最好,其所育烟苗素质较对照组高,能达到移栽壮苗要求,可以满足烟苗冬季补光育苗的条件. 本研究为烤烟育苗人工补光提供了理论依据. 展开更多
关键词 荧光粉 LED植物光源 烟草育苗 补光
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基于粒子群算法的LED植物光源最优光照区域确定 预览 被引量:1
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作者 朱舟 童向亚 郑书河 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期129-134,共6页
针对LED植物光源光照分布的不均匀问题,首先建立了红、蓝光LED组合分布的植物光源阵列光照度分布及光照均匀度模型。综合考虑照明区域的光照均匀性及面积大小2个因素,构建出光照区域优劣评价函数,以矩形结构的LED植物光源为例,应用粒子... 针对LED植物光源光照分布的不均匀问题,首先建立了红、蓝光LED组合分布的植物光源阵列光照度分布及光照均匀度模型。综合考虑照明区域的光照均匀性及面积大小2个因素,构建出光照区域优劣评价函数,以矩形结构的LED植物光源为例,应用粒子群算法确定出最优的光照区域。在光照均匀性与面积2个因素的影响比重为7∶3条件下,得到了最优区域是光照平面中央位置面积为21.5462cm×18.1cm的矩形区域,红、蓝光均匀度均达到了0.862 2。与采用传统方法模拟的光照度分布情况对比,结果表明:应用粒子群算法确定LED植物光源的最优光照区域的方法是有效可行的,并且能够自动实现寻优功能。该方法可为LED光源下植物最优培养区域的自动跟踪提供重要的技术支撑。 展开更多
关键词 粒子群算法 LED植物光源 光照分布 最优光照区域
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植物工厂LED光源环境下黄瓜幼苗生长和需水规律 预览 被引量:1
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作者 梁贝贝 温江丽 +2 位作者 李灵芝 李海平 郭文忠 《中国蔬菜》 北大核心 2018年第10期25-29,共5页
在植物工厂LED光源环境下,以黄瓜品种中农26号为试材,研究基质不同含水量对黄瓜幼苗生长特性及需水规律的影响。结果表明:植物工厂LED光源环境下,基质含水量为85%~90%时,黄瓜幼苗的株高、茎粗、生物量、根系形态指标、壮苗指数等生长指... 在植物工厂LED光源环境下,以黄瓜品种中农26号为试材,研究基质不同含水量对黄瓜幼苗生长特性及需水规律的影响。结果表明:植物工厂LED光源环境下,基质含水量为85%~90%时,黄瓜幼苗的株高、茎粗、生物量、根系形态指标、壮苗指数等生长指标最优。85%~90%基质含水量处理单株幼苗总耗水量最大,达到129.72mL,且显著提高了幼苗的水分利用效率。幼苗播种后天数与单株日耗水量的关系以线性方程最佳,表达式为y=0.3553x-1.8875。综合考虑黄瓜幼苗生长和耗水特性,LED光源环境下,85%~90%基质含水量培育优质壮苗的同时能够实现水分的高效利用。 展开更多
关键词 黄瓜幼苗 植物工厂LED光源 基质含水量
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基于粒子群优化光谱匹配技术的植物照明光源 预览
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作者 李晓梦 刘美言 +5 位作者 于晓旭 施明慧 孙文良 曹帆 王金鹏 邹念育 《照明工程学报》 2016年第5期78-82,共5页
研究利用LED组合实现植物照明目标光谱的匹配算法。提出粒子群优化算法作为光谱匹配算法。通过观察相关指数随优化算法各参数在匹配中的变化趋势,筛选出高相关指数时各参数取值组合。采用两种控制电路对取值组合进行光谱匹配。实验结果... 研究利用LED组合实现植物照明目标光谱的匹配算法。提出粒子群优化算法作为光谱匹配算法。通过观察相关指数随优化算法各参数在匹配中的变化趋势,筛选出高相关指数时各参数取值组合。采用两种控制电路对取值组合进行光谱匹配。实验结果表明:粒子群优化算法光谱匹配各项参数的取值组合需预先根据其与相关指数之间的关系进行筛选,较优取值组合在实际试验中能够达到的相关指数为0.70±0.03。对植物照明领域的工程实践具有探索意义。 展开更多
关键词 LED 光谱匹配优化 植物照明光源 粒子群优化算法 相关指数
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