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LED植物照明测量技术新进展解析

摘要:近年来,人们对植物照明的研究越来越多,而LED光源以其特有的优势,在植物照明领域被广泛应用。LED照明产品在光量子系统和植物光度系统中考量植物受照面的光量子密度以及植物光度学参数,综合评价植物照明光源的性能。
     由于植物生长对光环境的光学参数有一定的要求,因此需要有相应的测量技术及仪器来精确测量光环境的光学参数是否符合相应植物的生长需求,以此选择出合适的光源,确定光源的数量及排布,根据植物对光的合理需求为光源研制应用提供适宜的方案。
     植物照明关键因素及对照明产品的要求
     首先,光质。植物一般依靠叶片中的叶绿素吸收照射光,其吸收波段一般处于蓝光和红光区域,如图1所示。吸收光在植物体内经光合作用转换为有机能量,用以生长繁殖。因此,对于植物照明产品,首先应考量其吸收波段的辐照度,一般为400nm~500nm蓝光和600nm~700nm红光波段的辐照度,以及需要确定所选组合植物照明的光谱组成、范围、峰值波长和色温等。
      其次,光密度。植物接受光密度不同,将直接影响植物的生长发育和结构特征。如光密度减弱时,会出现同作物减少,花芽分化推迟、子房发育不良等现象。由于,植物与人眼对光谱的响应特性不同,人眼对光的感知量一般在光度系统中实现测量,而植物的光合作用则一般在光量子系统和植物光度系统中实现测量评价,评价参数为光量子通量密度
     杂散光:≤0.3%
     色品坐标准确度:±0.001
     通过具有空间余弦相应的接收头和智能分析软件,可以方便实现多个系统之间的换算,准确获得相对光谱功率分布、光合辐照度、光量子密度、色品坐标、光照均匀性、峰值波长、主波长、各波段辐射照度比、色温、显色指数等参数。
     可测量一般参数
     1) 相对光谱功率分布P
     2) 光谱辐照度E
     3) 色品坐标:
     4) 相关色温Tc
     5) 显色指数Ra,Ri
     6) 色容差SDCM
     7) 峰值波长、半宽度
     8) 色纯度,主波长
     9) 红色比
     10) 光照度E、辐射照度Ee
     11) 更多测量功能可定制
     可测量植物照明参数:
     对于精度要求较高的现场测量,需要体积小巧、测量速度快的测量仪器,以便于随身携带、随时对地读取数据。SPIC-200拥有4.2 寸触控屏、设计精巧,极具手机握感,一键操作,一步完成实地测量与分析,真正称得上是数据实时读取,毫秒级精准测量。内置大容量SD 移动存储卡、智能操作系统等现代科技,通过高速WIFI传输,可借由智能手机APP在手机上以及电脑上显示各个参数,并且数据可以通过excel,jpg等多种格式输出。
     也就是说,与光量子测量仪相比,SPIC-200波长测量范围更宽、测量精度更高,植物测量的适用性更广,可广泛应用于植物工厂、无土栽培、温室等植物生长中光辐射的现场监控。
     小结
     LED植物照明产品的性能评价涉及多个计量系统,评价参数较多,且其光谱较窄,无论是对测试硬件还是软件,都有较高要求,如光辐射探测器的匹配问题以及光谱测量的精度等。
     LED植物照明厂商以及相关科研机构应根据自身或标准要求,以光照对植物的影响为依据,选择合适的测量方案,全面而客观地评价LED植物照明产品的各项性能,进而设计植物生长照明系统或补光方案,做到绿色照明、高效照明。

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