立体化高空间照明均匀度LED植物光源的设计

发布时间：2024-05-13 22:07

　　传统植物照明设计只优化某一参考面的均匀度,导致植物生长空间内的光环境不均一。为了解决该问题,对空间照明均匀度评价体系进行了研究。首先,提出了三种潜在的立体化高空间照明均匀度植物光源设计方案,并借助TracePro光学仿真软件研究了结构参数对照明效果的影响。进一步利用Taguchi方法优化实验过程,并结合ANOVA分析,获得了最佳方案的最优结构参数。然后,基于所得最优解,对植物生长过程中的照明效果进行了测试。最后,介绍了立体化光源系统相对传统阵列式LED光源的技术优势。实验结果表明:最优结构可提供一个均匀照明空间,该空间内的水平面照明均匀度和垂直面照明均匀度分别为92.00%和83.12%,并且两个空间参考平面上的红蓝光混色均匀度分别达到94.19%和90.70%。该植物光源系统可为植物提供其生长过程中所需的均匀空间照明环境。

【文章页数】：14 页

【部分图文】：

图1空间照明均匀度评价体系

式中:α为目标平面上光量子通量密度的均匀度;B和C分别为待测平面的长和宽;O为待测平面上单位面积的取点数;KPPFD(b,c)为目标平面上第b行、第c列测试点的光量子通量密度值;EV(b,c)为该测试点照度值;KPPFDmax为测试点中最大的PPFD值;EVmax为测试点中最大的....

图2植物培养架方案的结构。

进一步对上述三种方案进行理论分析,如图3所示,其中x为P点与LED-A间的水平距离,y为LED-A到中央平面的竖直距离,x1为Q点与LED-B间的水平距离。方案一所涉及的参量主要有相邻结构单元间距L、顶部漫反射板到底部种植面的高度H、悬吊支架菱形底面的高-宽比a=h/d(实验过程....

图3方案一中植物培养架的局部平面图及相关参数

图2植物培养架方案的结构。以LED-A为研究对象,分析反射光部分。Zhu等[20-21]提出,入射至高漫反射面的光源可看作次朗伯光源。光线照射至漫反射板上任一点P,P点的照度为

图4方案二中植物培养架的局部平面图及相关参数

类比方案一的分析过程可得,方案二的主要参量如图4所示,包括相邻结构单元间距L、顶部漫反射板到底部种植面的高度H、悬吊支架高度h(宽度d恒定为30mm)及相邻LED的间距l。方案三的主要参量如图5所示,包括相邻结构单元间距L、顶部漫反射板到底部种植面的高度H、悬吊支架高度h(宽度....

本文编号：3972782