[發明專利]一種LED植物生長燈具的光配方綜合檢測方法與系統

有效

• 申請號: 202010885539.5
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111999039B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 楊珀;張愛國;杜維濤;王愷川
• 申請（專利權）人: 北京盛陽谷科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種LED植物生長燈具的光配方綜合檢測系統的光配方綜合檢測方法；所述LED植物生長燈具的光配方綜合檢測系統，在集裝箱殼體（1）內分隔為檢測室（7）、栽培室（5）和設備間（4）；在檢測室（7）內布置光照均勻度檢測裝置（2）、PC機（6）和光譜測量儀（8）；在栽培室（5）內安裝光照立體栽培架（3）；所述設備間（4）為栽培室（5）配套的自動化環境控制和信號采集設備；其特征在于，所述光配方綜合檢測方法是從三個方面進行檢測：分光光譜測量、光照均勻度檢測、植物栽培效果測試；光照均勻度檢測裝置（2）用于檢測LED植物生長燈在特定安裝方法下的光照強度、光照均勻度、光照能效指標；植物栽培效果測試是使用LED燈具在光照立體栽培架（3）上進行栽培試驗，自動控制光照周期和溫濕度的植物生長環境參數，通過植物栽培試驗評價LED植物生長燈具的植物栽培能效指標；包括如下步驟：

步驟1.光譜測量，采用光譜測量儀（8）檢測LED植物生長燈具的發光效率指標及其分光光譜特性；將LED植物生長燈具放在積分球中，以產生絕對光譜功率分布文件，這是計算光量子通量，光量子效率和光敏色素光穩態所必需的條件；同時，還能測量出燈具的輸入電壓、功率、功率因數和電流的總諧波失真度，這些數據是計算運營成本的重要數據；光譜測量儀用于測量LED植物生長燈具的功率、功率因子、發光效率、及分光光譜分布；生成LED植物生長燈具的光電性能測試報告；

步驟2.光照均勻度檢測，將LED植物生長燈具固定在高處，光照均勻度檢測裝置（2）中的光強傳感器放在燈具下方，在植物的冠層表面的二維平面內或是三維平面內移動上述光強傳感器進行掃描；該光強傳感器由三軸步進電機帶動，步進電機最小移動距離為2mm，最終形成光強分布圖，在此基礎上計算光強平均值、光照均勻度0-1、光量子通量密度的平均值±標準偏差指標,最終得到LED植物生長燈具的分光光譜分布特性曲線以及形成的光照均勻度報告；

步驟3.植物栽培能效測試，在密閉式植物生長室內，通過設備間的自動化環境控制和信號采集設備為栽培室提供設定的溫度、相對濕度、光照周期、CO₂濃度、氣流周期、營養液供給和灌溉周期。

2.根據權利要求1所述LED植物生長燈具的光配方綜合檢測系統的光配方綜合檢測方法；其特征在于，根據光強平均值、光照均勻度來決定日累積光照量，以此促進農作物株高、鮮重、干重增長；利用生長周期來衡量開花時間及花期控制；以及生長期間的鮮重增加量或干重增加量的能量轉化效率來衡量。

3.根據權利要求1所述LED植物生長燈具的光配方綜合檢測系統的光配方綜合檢測方法；其特征在于，所述評價LED植物生長燈具的植物栽培能效指標包括如下四個指標：

1）光量子產率，定義為一周或一個栽培周期的單位時間內植物可利用部分鮮重增長量與植物接收光量子數的比值，單位為g mol^-1；

2）能量產率，定義為一周或一個栽培周期的單位時間內植物可利用部分鮮重增長量與光源消耗電能的比值，單位為g kWh^-1；植物鮮重增長量表征園藝設施的產出能力，用于定量衡量設施生產的商品性；植物干重增長量表征植物對光能的固定能力，可以定量衡量有效物質積累程度；

3）光能利用效率，定義為一周或一個栽培周期的單位時間的植物可利用部分化學能增長量與植物接受光能總量的比值；

4）電能利用效率，定義為一周或一個栽培周期的單位時間的植物可利用部分化學能增長量與光源消耗電能總量的比值。