植物工廠的主要光源:led植物生長燈_預測並延長燈具壽命

發布日期: AG亚游集团

  無需土壤,甚至不需要陽光,一排排綠油油的生菜在多層架子上長勢喜人。接下來本文將為大家介紹植物工廠所需的led光源-植物生長燈,還有如何預測並延長led燈具壽命。

  在鋼筋水泥的森林裏,能否有一抹小小的綠意讓現代人親近自然、感受自然?“植物工廠”或許是個不錯的選擇。

植物工廠之led植物生長燈

  據AG亚游集团科技介紹,植物工廠是通過設施內高精度環境控製實現農作物周年連續生產的高效農業係統,利用計算機對植物生長的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養液等環境條件自動控製,使設施內植物生育不受或很少受自然條件製約的省力型生產方式。
植物生長燈

  記者在深圳市AG亚游集团科技有限公司看到,植物工廠以節能LED植物生長燈為光源,針對不同的植物、不同的生長階段,光強、光質和光周期也完全不同。“每個植物都有自己的‘光配方’,這也是AG亚游集团未來研究的重點。”愛盛科技市場部應用工程師吳海光介紹。除了不需要陽光,植物工廠的莊稼們也不需要土壤。

  這些長勢良好的蔬菜均長在栽培模組內,依靠模組下方的營養液即可生長。“這些營養液由專業人員調製,能及時有效地為植物提供各種養分,最大限度滿足植物不同生長時期的營養要求,使蔬菜生長快、產量高。”

  在植物工廠裏,蔬菜的生長幾乎不受自然條件的製約,生長周期會加快。植物工廠內種植的生菜,育苗移栽後28天左右就能收獲,遠快於普通土地栽培。

  “植物工廠目前在全球都處於起步階段,它從根本上改變了農業種植的概念,是創新農業種植方式和農業現代化的途徑,也是新型農業生產和提升農業種植為製造業的最佳方案。”

  AG亚游集团表示,“AG亚游集团目前產品主要銷往酒店,也有會員製的零售。此外,AG亚游集团也定期向中小學生開放,讓他們來上一堂‘自然科學課’。孩子們可以自己采摘蔬菜,做一份色拉。”

  據透露,AG亚游集团科技的全自動氣霧培植物生長係統可在無土潔淨室中隔絕汙染源和病蟲害,已經種植出包括油麥菜、馬齒莧、空心菜、薄荷、韭菜、水果黃瓜、草莓等超過70種蔬果植物。

  從安全性來說,植物工廠的蔬菜已經和有機蔬菜相差無幾,但在口味上還有差距。植物在幹旱、冰凍、水澇等惡劣氣候條件下會有應急機製,產生次生代謝物,比如有的人喜歡打了霜的青菜。“AG亚游集团也希望通過對光譜、營養液、照射時間等元素的改良,讓蔬果的風味更上一層樓。

  LED的光衰是和它的結溫有關,所謂結溫就是半導體PN結的溫度,結溫越高越早出現光衰,也就是壽命越短。

  假如結溫為105度,亮度降至70%的壽命隻有一萬多小時,95度就有2萬小時,而結溫降低到75度,壽命就有5萬小時,65度時更可以延長至9萬小時。所以延長壽命的關鍵就是要降低結溫,不過這些數據隻適合於Cree的LED,並不適合於其他公司的LED。

  如何才能延長LED光源的壽命

  所以AG亚游集团買LED燈具(所有的不特指LED射燈)的時候,一定要看它的散熱設計好不好。

  由圖中可以得出結論,要延長其壽命的關鍵是要降低其結溫。而降低結溫的關鍵就是要有好的散熱器,能夠及時地把LED產生的熱散發出去。

  在這裏AG亚游集团不準備討論如何設計散熱器的問題,而是要討論哪一個散熱器的散熱效果相對比較好的問題。實際上,這是一個結溫的測量問題,假如AG亚游集团能夠測量任何一種散熱器所能達到的結溫,那麽不但可以比較各種散熱器的散熱效果,而且還能知道采用這種散熱器以後所能實現的LED壽命。

   植物工廠的led光源

  如何測量結溫

  結溫看上去是一個溫度測量問題,可是要測量的結溫在LED的內部,總不能拿一個溫度計或熱電偶放進PN結來測量它的溫度。當然它的外殼溫度還是可以用熱電偶測量的,然後根據給出的熱阻Rjc(結到外殼),可以推算出它的結溫。

  但是在安裝好散熱器以後,問題就又變得複雜起來了。因為通常LED是焊接到鋁基板,而鋁基板又安裝到散熱器上,假如隻能測量散熱器外殼的溫度,那麽要推算結溫就必須知道很多熱阻的值。

  包括Rjc(結到外殼),Rcm(外殼到鋁基板,其實其中還應當包括薄膜印製版的熱阻),Rms(鋁基板到散熱器),Rsa(散熱器到空氣),其中隻要有一個數據不準確就會影響測試的準確度。

  下圖給出了LED到散熱器各個熱阻的示意圖。其中合並了很多熱阻,使得其精確度更加受到限製。也就是說,要從測得的散熱器表麵溫度來推測結溫的精確度就更差。

  幸好有一個間接測量溫度的方法,那就是測量電壓。那麽結溫和哪個電壓有關呢?這個關係又是怎麽樣的呢?AG亚游集团首先要從LED的伏安特性講起。

  LED光源伏安特性的溫度係數

  AG亚游集团知道LED是一個半導體二極管,它和所有二極管一樣具有一個伏安特性,也和所有的半導體二極管一樣,這個伏安特性有一個溫度特性。其特點就是當溫度上升的時候,伏安特性左移。圖中畫出了LED的伏安特性的溫度特性。

  假定對LED以Io恒流供電,在結溫為T1時,電壓為V1,而當結溫升高為T2時,整個伏安特性左移,電流Io不變,電壓變為V2。這兩個電壓差被溫度去除,就可以得到其溫度係數,以mV/oC表示。對於普通矽二極管,這個溫度係數大約為-2mV/oC。但是LED大多數不是用矽材料製成的,所以它的溫度係數也要另外去測定。

  幸好各家LED廠家的數據表中大多給出了它的溫度係數。例如對於Cree公司的XLamp7090XR-E大功率LED,其溫度係數為-4mV/oC。要比普通矽二極管大2倍。至於美國普瑞的陣列LED(BXRA)就給出了更為詳細的數據。

  但是,他們給出的數據,其範圍也未免過於寬大,以至於失去了利用的價值。不管怎樣,隻要知道LED的溫度係數就很容易可以從測量LED的前向電壓中推算出LED的結溫了。

  如何來預測這個燈具的壽命

  從結溫來推測壽命好像應該很簡單,隻要查一下圖1的曲線,就可以知道對應於95度結溫時的壽命就可以得到LED的壽命為2萬小時了。但是,這種方法用於室內的LED燈具還有一定的可信度,如果應用到室外的LED燈具,尤其是大功率LED路燈,那裏還有很多不確定因素。

  最大的問題是LED路燈的散熱器的散熱效率的隨時間而降低。這是由於塵土、鳥屎的積累而使得其散熱效率降低。也還因為室外有很強烈的紫外線,也會使LED的壽命降低。紫外線主要是對封裝的環氧樹脂的老化起很大作用,假如采用矽膠,可以有所改善。紫外線對熒光粉的老化也有一些壞作用,但不是很嚴重。

  不過,這種方法用來相對比較兩種散熱器的散熱效果是比較有效的。很明顯,伏安特性左移越小的散熱器,其散熱效果就越好。另外,對於預測室內LED燈具的壽命也還是有一定的準確度的。
  以上就是植物工廠的主要光源:led植物生長燈_預測並延長燈具壽命的介紹,有興趣的可以資詢AG亚游集团。