收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

LED植物光源阵列设计与光环境研究

符民  
【摘要】:光是植物生长发育与形态建成必不可少的一种外在环境影响因子,其主要从光周期、光照强度与光质等方面来调控植物的生长发育与形态建成。光质,即光的波长,是光的重要属性。可见光的光谱波长是380-780nm,而植物的主要吸收光谱却主要在640-660nm的红光区域与430-450nm蓝紫光区域。在自然环境中,随着天气气候的不断变化,照射到植物表面的可见光光谱组成也是在不断变化的,这就为人工光源补光提供了可能。现代设施农业也已经广泛应用人工光源补光措施来为农作物增加产量。随着半导体照明技术的发展,LED因其具有高光电转换效率、能耗低、波长单一且易于组合、冷光源可近距离照射等优点,目前已经成为设施农业的植物光源首选。因此,本文以LED作为植物光源,分别从植物生长的光环境需求与高效率的LED植物光源阵列优化设计进行研究,从而为植物照明领域提供科学的理论依据。本文利用LED精量调制光源,研究不同光质对芦荟与小白菜生长的影响。研究结果表明,红光(Red)能促进芦荟叶片的伸长,蓝光(Blue)有利于促进芦荟叶片厚度的增加,而LED红蓝复合光7R/1B的光配比处理下的芦荟的各项指标增长量最大,对芦荟生长影响最大;在光处理PPFD均为85?mol m~(-1) s~(-2)的情况下,白光和红蓝混合光3R/1B有利于小白菜的生长,在红蓝混合光的基础上添加黄光不利于小白菜的生长。为了提高LED植物光源的有效利用率,本文基于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10cm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,并对实验最优结果采用TracePro光学软件进行试验验证,从而获得本次实验最佳的参数组合。结果表明,曲率半径为50mm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,1个LED蓝光芯片,芯片距离为10mm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。本文又将遗传算法与Taguchi方法结合起来,采用ANOVA方法分析得出对距离植物光源为10cm处红蓝光的光子数比值(R/B)分布均匀度影响最大的影响因子,最后通过实验验证本次实验最佳的参数组合。结果表明:当光源平面S的面积为20cm×20cm,目标平面T的面积为30cm×30cm,芯片数量为8个红光芯片,4个蓝光芯片时,全部芯片阵列排布由遗传算法设计的参数组合是本次实验的最佳组合。同时,通过ANOVA方法分析得出,目标平面T的面积对植物光源的R/B均匀分布影响最大,占有40.75%的影响比例,为进一步LED植物光源的优化设计提供理论依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 何斌俊;;浅析LED日光灯环保节能经济效益[J];汕头科技;2016年Z1期
2 ;美国发明石墨泡沫散热片延长LED寿命[J];中国粉体工业;2010年05期
3 ;LED联盟考察南山湾工业园[J];汕头科技;2013年02期
4 施国红;;双面大灯泡LED蓝光灯治疗新生儿高胆红素血症的效果分析[J];中国医药指南;2018年19期
5 杨雨芹;;光伏LED智能控制器设计[J];林区教学;2017年04期
6 周平;;基于电子信息技术下的物理实验——探究LED和数码相机在运动学实验中的应用[J];课程教育研究;2017年26期
7 冯建民;;LED大屏幕组合显示系统应用浅说——以河南电视台1500平米演播室为例[J];教育传媒研究;2016年05期
8 黄小芳;贾志绚;苏家仲;;LED主动发光交通标志的经济性研究[J];市政技术;2016年06期
9 张玉杰;周洁;邱金妮;;LED景观照明系统设计与实现[J];电子器件;2017年01期
10 董金旭;张莹;王洪峰;何春梅;;LED光源及激素因子对铁皮石斛生长的影响[J];热带林业;2016年04期
11 金勇;;LED大屏在电视文艺晚会中的艺术实践[J];科技传播;2016年23期
12 孙超;孙帮雄;马凤国;;LED封装用高折射率液体硅橡胶的研究进展[J];有机硅材料;2017年01期
13 简凯;李东兵;胡春青;杨金梁;聂俊;;适用于LED光固化体系的光引发剂的研究进展[J];涂料工业;2016年10期
14 李少军;;探究LED大屏幕信息发布的技术与应用[J];科技经济导刊;2017年02期
15 陈腾;;新规范下LED灯在隧道照明中的应用[J];低碳世界;2017年02期
16 张瑜丹;;双面大灯泡LED蓝光灯治疗新生儿高胆红素血症效果观察[J];中外医学研究;2017年05期
17 邓桂芳;;LED车灯为现代摩托车骑手的安全行驶保驾护航[J];光源与照明;2016年04期
18 张正道;;LED在绿色照明中应用的综合评述[J];光源与照明;2016年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陳隆建;李冠霖;;鹵化物鈣鈦礦之暖白光LED開發[A];海峡两岸第二十三届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2016年
2 郑丽;盛爱武;薛建平;李煜坤;杨富银;;LED光源与传统光源对切花菊‘白扇’栽培节能性和有效性对比[A];第二届全国农用塑料设施大棚、温室栽培技术交流会资料汇编[C];2016年
3 杨凤玺;许庆全;朱根发;;不同LED光质处理对莲瓣兰组培苗生长的影响[A];中国观赏园艺研究进展2016[C];2016年
4 陈敏;张静;谭鹏峰;吉文卿;王彩凤;陈苏;;二维光子晶体异构体在白光LED面光源上的增强应用[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十一分会:胶体与界面化学[C];2016年
5 王子颉;徐方卉;周小丽;;LED补光促进铁皮石斛生长的初步研究[A];2017年中国照明论坛——半导体照明创新应用与智慧照明发展论坛论文集[C];2017年
6 吴东辉;;LED室外照明与光污染[A];2015年中国照明论坛——LED照明产品设计、应用与创新论坛论文集[C];2015年
7 吴东辉;;LED技术对控制光污染的意义[A];海峡两岸第二十二届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2015年
8 史玲娜;涂耘;王小军;;LED在隧道照明中的节能优化设计研究[A];2015年中国照明论坛——LED照明产品设计、应用与创新论坛论文集[C];2015年
9 陳政憲;徐紹維;吳貴能;洪紹棠;;影像式即時分析儀及陣列式照度量測儀應用於LED道路照明現場量測評估之研究[A];海峡两岸第二十二届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2015年
10 何飞;;一种适用于球形灯具使用的LED光源设计[A];2015年中国照明论坛——LED照明产品设计、应用与创新论坛论文集[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许智;LED重力热管散热器气液两相运动机制和传热特性研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
2 艾琳;铜纳米簇的自组装诱导发光机理研究及白光LED应用[D];吉林大学;2018年
3 王海燕;Si衬底上GaN基LED外延材料的两步法生长[D];华南理工大学;2018年
4 客洪亮;白光LED阵列结温检测以及寿命预测分析[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2017年
5 孔丽;白光LED用荧光粉的合成与光谱性能研究[D];吉林大学;2008年
6 黄翀;LED光(640nm)通过HIF-1α调控角质形成细胞移行及其骨架改变[D];第二军医大学;2017年
7 朱革;(近)紫外白光LED用几种氧化物基发光材料的制备及其发光性能研究[D];兰州大学;2015年
8 王玲;LED封装用高性能导电胶的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
9 袁博;硅铝酸盐基白光LED荧光粉的发光性能及其应用研究[D];吉林大学;2016年
10 侯京山;氧化物基白光LED荧光粉的设计与合成[D];东华大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨国辉;钒酸盐基白光LED用荧光材料的制备及发光性能研究[D];广西师范学院;2018年
2 叶晓瑜;白光LED用双钙钛矿红色荧光粉的制备及其性能研究[D];浙江工业大学;2017年
3 于泽腾;非发光离子掺杂YAG:Ce荧光粉的制备及其暖白光LED的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
4 王小军;白光LED用硼酸盐基荧光粉的制备及发光性能研究[D];广西师范学院;2018年
5 王海;有机金属卤化物钙钛矿纳米材料的制备及其性能研究[D];华东师范大学;2018年
6 张佳宁;LED黄疸光疗灯光谱结构及其生物光学效应研究[D];华侨大学;2018年
7 符民;LED植物光源阵列设计与光环境研究[D];华南理工大学;2018年
8 彭丙;白光LED用Ba_9Y_2Si_6O_(24)基荧光粉的氮化增效与光谱特性研究[D];杭州电子科技大学;2018年
9 舒倩茜;智慧城市建设环境下LED中小型照明企业战略转型研究[D];华中师范大学;2018年
10 周紫薇;LED植物生长灯用单一基质单色/双色/三色发光材料研究[D];西北大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 蔡维希;新一代白光LED材料研发成功[N];中国化工报;2013年
2 李俊霖;警惕!LED领域或将打响专利战[N];中国知识产权报;2016年
3 记者 邓少军;第五届中国LED行业风云榜颁奖[N];江门日报;2017年
4 湖北 朱少华 编译;一款微功耗LED指示器电路[N];电子报;2017年
5 湖南 王志军;让我们用单片机控制LED[N];电子报;2017年
6 ;LED吸顶灯基础知识[N];电子报;2017年
7 湖北 朱少华 编译;一款显示两位数字的LED条状显示屏电路[N];电子报;2017年
8 本报记者 隋胜伟;“70后”企业家抢占LED制高点[N];中山日报;2017年
9 福建 蔡文年;一只超高亮度LED手电筒的修理[N];电子报;2017年
10 河南 刘伟宏;自己动手维修7W家用LED吸顶灯[N];电子报;2017年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978