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从光的属性与度量谈论植物生长灯

光是一种电磁辐射,人眼能看见的光称为可见光,380nm到780nm,光色从紫光到红光。不可见光中包括紫外光和红外线。光度学、色度学单位来衡量光的性质,光具有数量属性,也具有质量属性。

前者为光强和光周期,后者为光质或光谐能量分布。同时,光有粒子属性,又有波动属性,即波粒二相性。光具有视觉属性,也有能量属性。光度学和色度学的基本度量方法。①光通量,单位流明lm,指发光体或光源在单位时间内所发出的光量之总和,即光通量。②光强:符号1,单位坎德拉cd,发光体或光源在特定方向单立体角内所发射的光通量。③照度:符号E,单位勒克斯lm/m2,发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。④亮度:符号L,单位尼脱,cd/m2,发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。⑤发光效率:单位每瓦流明,lm/W,电光源将电能转化为光的能力,以发出的光通量除以耗电量来表示。⑥灯具效率:也叫光输出系数,是衡量灯具利用能量效率的重要标准,它是灯具输出的光能量与灯具内光源输出的光能量之间的比例。⑦平均寿命:单位小时,指一批灯泡至50%的数量损坏时的小时数。⑧经济寿命:单位小时,在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下,其综合光束输出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为70%,用于室内的光源如日光灯则为80%。⑨色温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。光源色温不同,光色也不同,色温在3300K以下有稳重的气氛,温暖的感觉;色温在3000~5000K为中间色温,有爽快的感觉;色温在5000K以上有冷的感觉。⑩色温显色性:光源的显色性是由显色指数来表明,它表示物体在光下颜色比基准光(太阳光)照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性。

显色分两种:忠实显色,能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源,其数值接近100,显色性最好;效果显色,要鲜明地强调特定色彩,表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果。由于光线中光谱的组成有差别,因此,即使光色相同,灯的显色性也可能不同。

 

视觉是人由进如人眼的辐射所产生的光感觉而获得的对外界的认识。光谱光视效率是评价人眼对不同光谱可见光的灵敏度,其值在0-1之间。人眼对波长为555nm的黄绿光的感受效率最高,而对其他波长的光的感受效率较低呈正态分布曲线。

 

光照度是根据人的视觉光谱光效应确定的单位面积光通量,通常以555nm黄绿光定义为1,单位为1x(勒克斯)。光合有效辐射照度指单位时间、单位面积上照射的光合有效辐射能量,单位为W/m2。

在农业半导体照明中常用光量子通量(密度)来计量光强。光合有效辐射( photosynthetically active radiation,PAR)为400-700nm波段的可见光辐射,生理有效辐射是能为植物生长发育起作用的特定波长的辐射,波长通常为300~800nm。生理有效辐射中的非光合有效辐射范围的部分为近紫外辐射和远红色辐射,直接影响植物的光形态建成和二次代谢物生产。光合有效光量子通量PPF,能为植物光合作用所利用的光量子通量,即400~700nm波长范围内的光量子数,单位为umoL/s。光合有效光通子通量密度(PPFD)为单位时间、单位面积上照射的光合有效辐射光量子数,单位为umoL/m2・s。在植物生理学范畴中,光子的数量通常用微摩尔(umol)表示。光照度、辐射照度、光量子流密度等光谱能量分布密切相关,但相互之间没有固定的换算关系。常见光源1000lx转换为umol/m2・s的系数为12~19。例如,白天太阳光源1klx=18Hmol/m2・s,荧光灯下1klx=12.5umol/m2·s。

我国的LED植物照明起步虽晚,但是发展很快,由于历史原因照明产业在珠三角区域起步较早,因此LED植物生长灯基于照明产业发展的沃土在珠三角地区也得到了快速的发展。广东伟照业光电节能有限公司是我国最早投入植物生长灯研发生产的一批企业,发展至今已经积累了近十年的植物照明补光灯具的生产研发经验,虽然研发实力与国际大厂还存在一定的差距,但是伴随着技术的迅速积累和中国制造业的巨大优势,我国公司出产的植物照明灯具产品在国际上依旧具有不容小觑的竞争优势。

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