人工光源

2. 可见光线
波长380~760nm，白光，由红橙黄绿青蓝紫七色光谱组成，绿 色、黄色光波对植物营养生长有利，蓝紫光对植物品质有利。
3. 红外光线

最热的光线，给植物提供热量。 波长700~800nm促进种子萌发和短日照植物开花。 800~1050nm对植物生长不起作用。 1050nm以上红光对植物生命活力有强烈影响。
• 功率因数COSφ 也叫力率，是有功功率和视在功率的比值，即 COSφ=P/S。在一定的额定电压和额定电流下，功率 因数越高，有功所占的比重越大，反之越低。 例如：设备功率为100个单位，也就是说，有 100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电 器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功 率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个 单位的费用。
• 氙灯安装时应注意以下几点： 1）必须采用与灯管配套的专用灯架； 2）因氙灯电流大，温度高，导线连接点必须十分 牢固； 3）氙灯配用的专用触发器，是作为起辉装置用的， 触发器应安装在灯管附近，两者连接线长度一般 为1.5～2m之间，最长不得超过3m； 4）因短路瞬时电流较大，触发控制端回路的控制， 宜用接触器作为控制开关，不得用按钮直接控制。 氙灯安装时应与作物保持一定高度，以免灼烧 作物。
• （1）水银灯 水银灯的发光原理类似于萤光灯，它是利用水银蒸汽 放电产生辐射而发光，分为低压（水银蒸汽压力为 40Pa），高压（水银蒸汽压力为0.05～0.1MPa）和超高 压（水银蒸汽压力大于0.15MPa）三种。 水银灯的生理辐射占总辐射能量的85％，主要有蓝绿 光、紫外辐射，发光效率随水银蒸汽压力而变化，低压时 发光效率低，高压时较高可达50～60流明/瓦，低压水银 灯主要用作紫外光源，高压水银灯则主要用于照明及温室 人工补光。 安装时应注意：1）灯座、镇流器均应与灯型号适配； 2）镇流器安装在灯具附近；3）在镇流器接线柱的端面上 应覆盖保护物，但不可装入箱体内，以免影响散热。
三 光源的选用与配置
两个原则：1）补光的目的；2）光源的性能价格比。 补光的目的通常有两个 一是以抑制或促进作物花芽分化、调节开花时期，即 以满足作物光用周期的需要为目的，这种补光一般要求有 红光，但光照度比较低，只要有几十勒克斯的光照度就可 满足需要，多用白炽灯。 二是以促进作物光合作用，促进作物生长，补充自然 光照不足为目的。
（二）萤光灯（日光灯） 1. 构成
由灯管、起辉器、镇流器、灯架和灯 座等组成。
2．萤光灯性能特点
萤光灯发光光谱主要集中在可见光区域， 其成份一般为蓝紫光16.1％、黄绿光39.3％、 红橙光44.6％。 萤光灯发光效率高，约为白炽灯的4倍，达 51～84％。使用寿命长达3000小时以上， 且价格便宜。是目前使用最普遍的一种光 源。 萤光灯的缺点是功率小，功率因数低（0.5 左右），附件多，故障率相对较高。
这种补光对光源的要求是，补光照度应高于植物的光补偿点， 一般在3000勒克斯以上；光照度具有一定的可调性；光线中富含红 光和蓝光；有一定的光谱成分；最好是近似于太阳光的连续光谱。这 种补光多使用高压气体放电灯或萤光灯。
四、照度及其计算
照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，采用 单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为[勒 克斯](Lux, lx) ，即1m /m2 ，lx= 1m /m2 。 流明是光通量的单位。发光强度为1烛光的 点光源，在单位立体角（1球面度）内发出的光通 量为“1流明”。（与1烛光光源相距1英尺的1平 方英尺面积上的光量为1流明)。 照度是以垂直面所接受的光通量为标准，若倾 斜照射则照度下降。
（3）钠灯 利用金属纳蒸汽放电产生辐射的光源，它的 辐射集中在黄光（589.6毫微米），生理辐射强， 单色性好。 发光效率高，低压钠灯可达200～300流明/ 瓦.高压钠灯是针对低压钠灯单色性太强，显色性 很差，放电管过长等缺点而研制的。高压钠灯可 达50~120流明/瓦，低压钠灯多用作单色光源， 高压钠灯由于光谱宽，用于照明比低压钠灯好。
一般情况：
• • • • • • • • 夏日阳光下为100000LUX； 阴天室外为10000LUX； 室内日光灯为100LUX； 距60W台灯60cm桌面为300LUX； 电视台演播室为1000LUX； 黄昏室内为10LUX； 夜间路灯为0.1LUX； 烛光（20cm远处）10～15LUX。
室内刚能辨别人脸的轮廓，照度为20LX， 棋打牌的照度为150LX； 看小说约需250LX，即25瓦白炽灯离书3050厘米； 书写约需要500LX，即40瓦白炽灯离书3050厘米； 看电视约需30LX，用一支3瓦的小灯放在 视线之外就行了。
• （2）氙灯 氙灯按电弧长短分为长弧氙灯和短弧氙灯两 种，常用的是管形长弧氙灯，该类氙灯其灯管两 端置以钍钨棒（或钡钨棒）作为放电极，并由铜 编织引出线接至管外作为电源接线，管内充入适 量氙气。 氙灯是一种高气压自持弧光放电电灯，其辐 射能量分布与日光比较接近，光谱与日光相同。 所以俗称“小太阳”。氙灯主要用于大面积照明。 其发光效率一般为25～30流明/瓦。
(四)高压气体放电灯
• 高压气体放电灯是气体放电灯的一类， 英文缩写HID（High intensity Discharge）它通 过灯管中的弧光放电，再结合灯管中填充 的惰性气体或金属蒸气产生很强的光线。 • 目前有高压钠灯、（荧光）高压汞灯、氙 气灯、金属卤化物灯等。
特点：
①辐射光谱都是线状的，具有可选择性。通过选择 适当的发光物质，可使辐射光谱集中于所要求的 波长上，也可同时使用几种发光物质，以求获得 最佳的组合光谱。 ②具有高效率，它们可以把25～30％的输入电能转 换为光输出。 ③寿命长。使用寿命长达1万小时或2万小时以上。 ④光输出维持特性好，在寿命终止时仍能提供60～ 80％的初始光输出。
• （4）金属卤化物灯 是在高压水银灯中加入金属卤化物而形成的光源。加 入金属卤化物，不但可以大大改善灯的光色，而且可以提 高光效率，采用不同类型的金属卤化物，可以制成不同光 谱特性的近日光光源。 例如，碘化钠－碘化锌－碘化锢灯，碘化镝－碘化铊 灯、超高压锢灯和氧化锡灯，也可制成满足特殊需要的色 纯度很高的光源，如碘化铊－汞灯。 金属卤化物灯功率大，一般为200～400瓦，发光效 率高约为60～80流明/瓦，寿命长，一般达4000小时以上。 是目前高强度人工补光的主要光源。
2．碘钨灯的性能特点
碘钨灯由于应用了碘钨循环的原理，大 大减少了钨的蒸发量，所以它的工作温度 可提高到3000℃，发光效率也提高很多 20~30lm/W。与普通白炽灯相比，照明用 碘钨灯还具有体积小、光色好、寿命长等 优点。
• 例如，普通220伏1000瓦白炽灯的发光效率约为 16流／瓦，平均寿命是1000小时；而照明用的 220伏1000瓦碘钨灯的发光效率约为21流／瓦， 平均寿命是1500小时。
3.注意事项
1、点燃灯管以前，可用酒精棉花把灯管上留有的 指印等擦除，保证灯管的透明度，以免减弱灯管 的发光效率。 2、灯丝较脆，避免剧烈震动和撞击。 3、务必把灯具开关接在火线上，避免触电。 4、管状的碘钨灯使用时，倾斜度不得超过4度，否 则会由于对流造成碘钨循环的不均匀，而烧断灯 丝。
5.其他：
（三）碘钨灯
碘钨灯具有亮度高，寿命长的特点。普通碘 钨灯常作为电影摄影、舞台、工厂、建筑物、广 场等照明光源。
1.结构
碘钨灯有直立式圆形和管形两种。管形碘钨 灯的外壳用耐高温石英玻璃做成，里面钨丝绕成 单螺旋状，中间有若干钨丝圈支撑，以免灯丝下 垂。灯管内抽成真空，充入氩气和适量的纯碘。 管状的碘钨灯使用时，倾斜度不得超过4度，否则 会由于对流造成碘钨循环的不均匀，而烧断灯丝
3.发光效率(Lumen efficiency)
光源发光效率以每单位电力(瓦)所发出 的光通量来评价。亦即光源所发出的光通 量除以其耗电量所得之商，说明该光源的 发光效率，简称光效，单位为： 流明/瓦(lm/W)。
三、光的生物学效应
1.紫外光线
波长小于300nm，灭生性辐射，抑制、引起死亡； 波长340~360nm，促进作物生长。
艺设施中光源的用途：
一为照明 二为人工补光 三 诱杀害虫
二、基本概念
1.光色 光源所发出可见光的光谱组成决 定其表观颜色，以色温度表示，单位为K。 色温低于3100K称为“暖”色光，4100K以 上视为“冷”色光。
2 色温（color temperature ） ： 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。
(1).安装碘钨灯泡时，请将电源关掉，并利用塑料套保护灯 泡玻璃 壳清洁，不要用手触摸，如不慎触摸，请用酒精 擦拭干净。 (2).碘钨灯泡使用耐高温的石英玻璃制成，如沾到手或油污， 将使石英玻璃失去光泽，变成白浊色而减低亮度，缩短寿 命，甚至玻 璃壳破裂。 (3)碘钨灯点灯时，封口处的温度不可超过 350度，否则会缩 短卤 素灯泡的寿命，故卤素灯具通风散热必须良好。 (4).碘钨灯点灯时，避免冷气直接吹向灯泡。 (5).碘钨灯点灯中，避免受到冲击或震动。 (6).碘钨灯点灯中或刚熄灯后，因灯泡温度仍然很高，绝对 不可用手去触摸。
第二节 人工光源设备
一、温室常用光源及其特点
白炽灯 荧光灯 碘钨灯 高压气体放电灯等
（一）白炽灯
1．构造
白炽灯由灯泡、电源引出线、灯丝构成； 灯丝的主要成分是钨； 功率自15W至1000W。

2．性能特点
结构简单； 使用可靠； 价格低廉； 电路结构也简单； 发光效率低，约为10～26lm/W； 寿命较短，约1000h； 目前只作辅助光源应用。