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园艺用 LED 植物生长灯的测量

文章出处:新闻动态 责任编辑:百世精工科技 发表时间:2023-08-03 09:19:14
  
  

      一、LED/SSL 技术的机遇

      LED 照明为园艺师提供了许多潜在的好处,例如提高作物产量、提高产品质量和控制特定植物特性,以及降低能源和维护成本等普通固态照明的好处。 LED 照明可以补充温室内的自然阳光,以延长水果、蔬菜和花卉的生长季节,特别是在白天较短的冬季。


      LED 可以控制光的数量和光谱组成,从而控制植物的生长速度、形状和开花。 LED 还可以比高压钠灯等传统照明技术更靠近树叶,因为它们不辐射热量。

园艺用 LED 植物生长灯的测量

      因此,节能 LED 生长灯是新型园艺(称为垂直农场)的一项关键支持技术,在垂直农场中,农作物通常在没有任何自然光的情况下垂直堆叠生长。 垂直农场预计将在养活日益城市化的世界中快速增长的人口方面发挥重要作用。


      二、对精确 PAR 计的要求

      园艺界非常积极地研究光谱和强度组合(通常称为“照明配方”),以通过 LED 照明优化作物生长和产量。 现代园艺中这些“照明配方”的开发和使用需要 LED 生长灯产生的纯色和混合色的光谱测量数据。 这就需要新一代传感器来取代传统的 PAR 传感器,这是一种不提供光谱信息的量子器件。 Gigahertz-Optik MSC15 是一款方便、低成本的光谱照度计,非常适合园艺 LED 照明的常规测量。 Gigahertz-Optik BTS256-EF 的附加功能适合更苛刻的园艺研究任务。


      1972 年,K. McCree [1] 证明光合作用反应与到达植物的光子数量相关,而不是与光的能量相关。 请参阅技术文章 – PAR 测量以获得深入的解释。 光合有效辐射 (PAR) 只是 400-700nm 波长范围内辐射的描述性术语(CIE 出版物 106)[2]。 常用的定量 PAR 术语有:

        •光合光子通量 (PPF):测量 PAR 波长范围内光源每秒发射的光子总数。 以μmol/s 为单位测量。 类似于可见光的“流明”。

        •光合光子通量密度 (PPFD):在一平方米面积上测量的每秒到达表面的 PAR 波长范围内的光子总数的测量值。 以μmol/m2/s 为单位测量。 类似于可见光的“lux”。

        •日光积分 (DLI):在一平方米面积上测量的 24 小时内到达表面的 PAR 波长范围内的光子总数的累积测量。 以 mol/m2/d 为单位测量。


      除了优化光合作用响应之外,LED 照明还提供了多种可能性来利用植物具有对影响植物发育的紫外线和远红辐射敏感的额外光感受器这一事实。 这促使美国农业和生物工程师学会 ANSI/ASABE S640 [3] 引入新的指标,例如:

        •紫外线光子通量密度 (PFDuv),280 nm 至 400 nm‘’

        •远红光子通量密度 (PFDfr),700 nm 至 800 nm。




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