[發明專利]一種聚光型菲涅爾透鏡植物培養箱及其使用方法

有效

• 申請號: 201610061945.3
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105532313B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 徐永;林睿
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: A01G9/16
• 分類號: A01G9/16;A01G7/04;A01G9/18;A01G9/24
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明提供一種聚光型菲涅爾透鏡植物培養箱及其使用方法，包括箱體及設置于箱體內頂部的LED燈板，所述LED燈板下方設有用于聚光的菲涅爾透鏡，本發明結構簡單，利用本發明的培養箱能極大地提高箱內光能的利用率，減少能源的消耗和浪費，LED燈的顏色及強度分別可調，滿足植物在不同生長階段對不同光照強度、不同光質和不同光照時間的需求，此外本發明的培養箱還具備溫濕度控制系統和二氧化碳控制系統能夠根據植物在不同生長階段的需求對培養箱內的溫、濕度和二氧化碳進行控制。

技術領域

本發明涉及植物培養領域，特別是涉及一種聚光型菲涅爾透鏡植物培養箱及其使用方法。

背景技術

在植物的人工培養領域中，植物培養箱是一種幾乎不受自然條件制約且能夠給植物生長提供所需的光照、溫度、濕度、二氧化碳等生長環境的全新生產工具。隨著LED技術的突破和價格的逐步下降，LED已逐漸成為植物培養箱內用以給植物提供光照的主要光源。與傳統的人工光源相比，LED具有一些非常獨特的優勢，如：窄光譜性、光質可調性、冷光性、高效性、環保性、便捷性、持久性等。因此，作為一種新型的固體光源，LED在植物照明應用中被證明是一種比傳統光源更為有效的替代光源。與以熒光燈為光源的傳統的植物培養箱相比，使用LED為光源的植物培養箱有著更為優越的特性。

現有的以LED為光源的植物培養箱，一般是在箱頂的燈板上安裝有LED陣列。由于單個LED有著150^o至120^o照射角，這使得LED陣列發出的光線往往向四周發散，布滿培養箱的整個空間。而培養箱內的植物是一株一株栽種的，株與株之間存在著空隙，光照射在這些空隙中就無法被植物所利用，從而導致箱內光能的浪費。這就造成了現有植物培養箱中一個普遍存在的問題，即光能散布在培養箱的整個空間，無法集中于植物上，且在植物生長的整個過程中，箱內的光能變化不大，從而導致光能的浪費，在植物植株比較小時這種浪費尤其嚴重。此外，在進行植物的人工培養和植物生長特性的定量研究，特別是植物光合特性研究時，培養箱內的植物往往需要擁有近乎相同的光照條件。可是由于LED發出的光在空間中一般是不均勻分布的，使得箱內不同位置的植物接收到的光強也不同，導致所有植物在同一光照條件下生長的要求無法得到滿足。目前還沒有找到一種有效的途徑來解決這種培養箱內光能浪費的現象，并滿足箱內的植物提供同一光照條件的需求。

菲涅爾透鏡在原理上是將普通的凸透鏡一片片地切下來后疊在一起而形成的一種薄片聚光透鏡，它可以由聚烯烴材料注壓而成，也可以由玻璃制作而成，鏡片的一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，用于匯聚光線。與普通透鏡相比，菲涅爾透鏡具有制造方便、加工成本低、重量輕、厚度薄、材料省、聚光效果好等優點，被廣泛的應用于各個鄰域。其良好的聚光特性能夠有效的提高光能利用效率，降低能耗。因而菲涅爾透鏡在新型農業，特別是光電子農業中，有著廣闊的應用前景，但目前尚沒有將菲涅爾透鏡應用于植物培養箱的報道。

發明內容

本發明對上述問題進行了改進，即本發明要解決的技術問題是現有的培養箱中光能浪費嚴重、光照成本高，無法滿足植物在不同生長階段對不同光照強度、不同光質和不同光照時間的需求。

本發明的具體實施方案是：

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：一種聚光型菲涅爾透鏡植物培養箱，其特征在于，包括箱體及設置于箱體內頂部的LED燈板，所述LED燈板下方設有用于聚光的菲涅爾透鏡。

進一步的，所述LED燈板下方設有菲涅爾透鏡陣列插板，所述陣列插板上均勻布有數個菲涅爾透鏡。

進一步的，所述LED燈板上嵌有LED燈，每顆LED燈珠都由多種不同顏色的LED芯片構成，LED燈板與設置于箱體內側的調光器連接。

進一步的，所述箱體內設有溫濕度傳感器及CO₂傳感器。

進一步的，所述調光器由LED光強控制系統和光周期控制系統組成。