近年来,随着固态照明技术的不断发展,LED灯凭借其光效高、发热低、光谱可根据不同的需求进行设计、体积小、寿命长等诸多优点,在植物生长照明领域的应用越来越广泛。人们常说“万物生长靠太阳”,传统的植物栽培只是根据时节和阳光光合作用来变化而生长,但是在科技发达的今天,不借助阳光也能帮助植物生根、发芽、开花和结果。如今在LED植物灯的光照下,植物可以改变按季节生长的规律。植物工厂、植物灯是照明行业的跨界产品,接下来,我们就带大家一起深入了解植物生长灯这个照明领域的秘密。
植物生长灯的光学性能
关键词
Photosynthetically Active Radiation 光合有效辐照度,简称PAR
Photosynthetic Photon Flux Density光合光子通量密度,简称PPFD
Photosynthetic Photon Flux 光合光子通量,简称PPF
1、光谱对植物的影响
据科研人员的研究表明,植物对光辐射光谱中波长在400-700nm的区域非常敏感,该波长范围内的光被称为光合有效辐照度(Photosynthetically Active Radiation),简称PAR,不同波长的光对植物起着不同的作用,决定植物光合作用的叶绿素对蓝光和红光较为敏感,其峰值波长分别在450nm和630nm附近。
红光:
红光的波长较长,主要为植物光合作用提供动力,有利于植物的光合作用和叶绿素形成,并有利于茎的生长,促进植物开花;
青蓝紫光:
波长较短的青蓝紫光可以为光合作用中的化学反应提供能量和催化,同时可抑制植物的伸长,促进细胞分化;
黄绿光
黄绿光介于这两者之间,很难得到利用,照射到植物叶片的黄绿光多被反射,因此叶片呈绿色。
其他颜色光:
于此同时,其它颜色的光也会显著影响植物的生长,如细菌叶绿素还需要来自紫外和红外的非可见光以对植物形态发生作用。
不同颜色的光发挥着不同的作用,充分利用和调整光谱,从而最大限度的发挥植物光合作用促进植物生长,请您参考如下常用的光谱响应曲线:
Figure 1-叶绿素a、叶绿素b和细菌叶绿素的光谱响应曲线
2、光密度对植物生长的影响
植物对光密度的要求有个上限,即光饱和点,当光密度达到植物的光饱和点时,植物的光合作用达到顶峰,而当光密度继续增强超过植物的光饱和点后,植物的光合作用不但不会提高反而会下降,植物自身便会产生光抑制现象。根据光密度对植物影响程度的不同可将植物分为喜光植物、耐荫植物、中性植物,这些植物都需要合适的光密度才能良好生长,而光密度对应的值就是光合光子通量PPF (Photosynthetic Photon Flux)和光合光子通量密度PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density),PPF的定义是单位时间内所产生的光子数量,单位是μmol/s;PPFD的定义是单位时间、单位面积内所产生的光子数量,单位是μmol/s/m2。
综上,在植物照明现场,可通过实时监测PPFD值来评价其光密度是否符合植物生长需求。而在植物照明的设计阶段,可以在实验室用PAR和PPF值对灯具进行评价。
植物生长灯光学性能测量
BACL已有专业的植物生长灯的光学性能测试系统,可以精准的测量到PAR和PPF,从而帮助帮助植物灯设计师加快设计进度。请见如下测试的光源光谱图例:
Figure 2-测试的植物生长灯的光源光谱图例
Figure 3-植物生长光图谱
植物生长灯的安全要求:
1.美国安全标准: 2017年5月4日正式颁布UL 8800第一版。
2.标准应用范围:包括灯具,还包括灯座、线束、插头、连接器、光源、驱动、镇流器以及结构件等。
3.严苛的植物生长灯的使用环境要求:
※ 植物生长灯的使用环境至少要为潮湿环境,即Damp Location
※ 如果灯具使用的环境内有粉尘,还可以进行IP测试
※ IP测试不是强制的,但如果客户需要宣称,则至少要为IP54以上
※ 植物生长灯的环境温度一般都较高,所以温升测试往往需要根据客户的宣称来进行,同时需要在说明书中说明环境温度超标时的对策,例如:用强排风或冷却系统等
4.机械和电气结构要求:
※ 按照UL1598固定灯具来评估
※ 材料本身需要具备防UV能力或者通过UL 1598中的UV测试
5.光生物辐射安全要求:
※ 依据IEC62471-灯和灯系统的光生物辐射安全测试方法进行评估
※ 测量范围:针对280-1400 nm之间的波长进行全光谱测试,并对各波段进行分级,一共四个等级:Risk Group 0、Risk Group 1、 Risk Group 2及Risk Group 3
※ 合格判定表格如下:
植物生长灯安全测量与认证
BACL可以提供专业的电气结构和光学结构设计的整改意见,在产品的研发阶段给予您专业的技术支持,保证您的产品既符合光学性能又可通过安全合规认证,在同行厂商中第一时间进军全球植物生长灯市场!
BACL服务优势:
BACL实验室是首批获得Type A直接替换型LED灯管、LED灯具、LED模块、LED灯泡、Type B/C的授权实验室,为广大照明行业客户提供北美Safety、FCC、EnergyStar、DLC、Lighting Facts Label、DOE、CEC等一站式认证服务,为您进军国际市场保驾护航!