一种温室遮阳补光照明装置的制作方法

本发明属于设施农业装备领域，具体地说，它涉及一种温室遮阳补光照明装置。

背景技术

温室园艺植物的种植通常通过补光来延长植物的生产期，使之享有比日光照射更长的光照时间。此外，它能够使植物即期的投入市场，且不受季节气候的支配。通常使用高压钠灯实现这一目标。但是，这也会引起一系列问题。首先，补充光源照射会引起光污染，这会干扰住在温室附近的人们。为了降低干扰，使用遮阳补光照明装置来使被遮挡的温室内部免受周围的环境光的照射。遮阳补光照明装置可以遮挡在棚膜上也可以放置在温室植物区域的上部。此外，高压钠灯一般在绿色或黄色的光谱下产生照射光。但是，不同植物叶绿素的吸收光谱却是在不同的频率范围内。

由于日光照射具有的周期性并且光波的强度也在不断变化，人造光源不仅可以延长植物的生长期还可以为植物提供连续照明。因此，遮阳补光照明装置不但能防止人造光向周围环境流失还可以使阳光进入温室。

因此，本项发明的目的是消除上述缺点并为温室提供一种温室遮阳补光照明装置，一方面保护温室内的植物免受周围环境的影响，另一方面给植物提供光照，促进植物光合作用。

技术实现要素：

通过一种温室遮阳补光照明装置实现正如本发明权利要求1中所述的这个目标。本实施方案中遮阳补光照明装置对于温室的有益之处被定义在前面的权利要求中。

本发明的一种温室遮阳补光照明装置，包含一个遮阳元件和至少一个照明元件。遮阳元件包含外侧和内侧两个部分，遮阳元件由互相交织的第一线程元件和第二线程元件组成。第一线程元件包含一个反射介质，用来反射环境光。照明元件被放置在遮阳元件的内侧并且与第一线程元件相连接，照明元件由第一线程元件操控的电力驱动，控制人造光的发射，给温室中生长的植物进行遮阳补光照明。

一种温室遮阳补光照明装置具有保护温室植物免受环境光的影响和放射人造光的能力，控制光的强度和光波波长使之有利于植物进行光合作用。此外，应用不同类型的照明元件能够降低温室运行的总成本。本发明实施过程中，由人造光和环境光两种不同类型的光波参与植物的光合作用，人造光由排列在遮阳元件内部的照明元件产生。环境光是照射在温室上的阳光，也有一部分是由温室内照明元件照射的合成光，还有一部分是由植物或者温室的内部结构反射的人造光。

本发明的反射媒介被放置在第一线程元件上，反射环境光。在第一优选实施例中，这种反射媒介可以作为反射层。如果第一线程元件是一条纱线，那么反射层就是一个涂层。这个涂层可以镶嵌在第一线程元件上。

在一个优选实施例中，第一线程元件和第二线程元件包含一个外表面和一个内表面，线程元件的外表面是遮阳元件外侧的一部分。同样，线程元件的内表面也是遮阳元件内侧的一部分。根据使用的类型，反射媒介在线程元件的表面排放位置具有多种不同的排列方式。

在第一个可供选择的第一线程元件的外表面覆盖反射媒介，使照射在温室上的阳光被反射，同时阻止了对植物的照射。随着反射媒介在第二线程元件的外表面上的覆盖率增加，这种效果得到增强。在进一步可供选择的第一线程元件的内表面覆盖反射介质。这样，环境光和通过照明元件放射的人造光都能被反射到植物上，这样就增加了遮阳补光照明装置的工作效率。

反射媒介可以是由金属箔等元素制成的覆盖物，与第一线程元件和第二线程元件的内表面或者外表面连在一起。连接的方式有很多种，例如通过粘合或者焊接的方式将金属箔等元素制成的覆盖物与反射媒介的表面连接在一起。反射媒介也可以通过薄膜沉积技术制造，例如离子束的沉积、电子束的沉积或者是化学气相的沉积来制造。在一个优选的实施例中，反射媒介的高度在20微米到800微米之间，比较合适的范围在50微米到500微米。

在这个优选实施例中反射媒介和第一线程元件是上下连在一起的。这种类型的第一线程元件和第二线程元件制造简单、价格低廉并且不需要粘合或者焊接。此外，这种线程元件通常拥有很强的机械稳定性，对于制造大面积的遮阳装置是非常容易的。

根据优选实施例，照明元件可以是发光二极管、有机发光二极管、气体放电灯、高强度气体放电灯、白炽灯、日光灯或者高压钠灯。遮阳元件可以包含若干个照明元件，在空间分布内实现均匀照明。根据优选实施例，温室遮阳补光照明装置包含两种以上不同类型结合在一起的指定的照明元件。例如，可以是包含高压钠灯和发光二极管的组合，或者是发光二极管和有机发光二极管的组合，亦或是高压钠灯和有机发光二极管的组合。

发光二极管最大的特点是它们的波长可以设定，使其完全符合植物光合作用的要求。有机发光二极管也有上述优点，它是发光二极管的一种特殊的类型，它的优点是具有大面积的均匀光源，具有成本低、效率高等特点。因此，有机发光二极管更适合在园艺温室上应用，最重要的是能够降低生产成本。这些有机发光二极管利用电流流经有机材料的薄膜产生光，放射光的颜色以及转换成光的效率是由组成有机薄膜的材料决定的。

本发明的另一个优选的实施例中，遮阳补光照明装置包含两种不同类型的照明元件，其中第一照明元件为植物生长提供生长光，第二照明元件为植物生长提供控制光。众所周知，植物的生长主要依赖于能够吸收叶绿素a或者叶绿素b的波长的光的数量。为了促进植物的快速生长，第一照明元件需要包含两种不同类型的发光二极管或者有机发光二极管发出不同的波长。第一种类型的发光二极管或者有机发光二极管放射蓝光及附近的光，波长在400nm到500nm之间。此外，第二种类型的发光二极管或者有机发光二极管应该放射红光及附近的光，其范围在600nm到700nm之间。在另外一种优选实施例中，导电性第一照明元件发出的生长光中包含接近80％到90％的红光和10％到20％的蓝光。

除了描述的生长光，也需要一个控制植物生长的控制光。植物的生长高或矮而都可以通过用不同颜色的灯光照射植物来控制。众所周知，使用大量的蓝光照射能够使植物长得高，相反，使用少量的蓝光照射植物便长得小而矮。而绿色光谱的光能够提高植物的繁殖率，通过使用适当光谱的光可以控制植物的开花及结果。所以，通过控制照射到植物上的光波类型，就可以控制植物生长的方式和方法。

为了实现均匀照明，把许多照明元件一并安装在遮阳装置的内侧。使各个照明元件与第一线程元件连接。在一个优选的实施例中，第一线程元件包含一个电路媒介控制电路来驱动照明元件。根据照明元件的类型，所需的电流或电压的大小会有所不同，电路形式会有所不同。在第一个优选的实施例中，电路媒介可以安装到第一线程元件的表面。因此，很容易实现照明元件和第一线程元件之间的简单连接。此外，在已有的遮阳装置上接续安装照明元件也是容易实现的。在第二个优选的实施例中，电路媒介被放置在第一线程元件的内部，这增强了遮阳装置的安全性，因为一个人触碰到遮阳装置，但是是无法接触到电路媒介。因此，如果需要更高强度电流或电压驱动照明元件对这个方案是非常适合的。另一方面电路媒介的设计依赖于使用的遮阳装置。如果遮阳装置拥有一个类似于瓦片的结构，作为一个整体放置在一个窗口的前面，电路媒介便可以很容易的安排在外表面。另一方面，如果遮阳装置具有织线结构能够折叠或者卷在一起，那么电路媒介嵌入在第一线程元件的内部则更加方便。

根据使用类型，第一线程元件的导电材料至少包含一个金属或者金属氧化物，材料为铝、铜、锌、铁、银、铟锡氧化物、铬或者镁。这些金属或者金属氧化物都有较高的导电率，具有传递电流的能力。指定的金属可以在第一线程元件的表面局部进行镂空而形成一个表层电路媒介，用来传输电流。这个实施例的有益之处是电路媒介也具有导电和反射的功能。例如，铝具有高导电率和高反射率。因此，用铝制造的电路媒介不仅具有低电阻传输电流，而且还具有反射来自太阳的环境光或者来自照明元件的人造光的能力。采用指定材料的最后一个优点是，它能够阻止遮阳元件过热，同时将照明元件放射出来的人造光聚集在一起。

本发明的另一个优选实施例中，第二线程元件包含一个电气绝缘材料，用它来避免短路的发生。因此，第二线程元件应该包含至少一种下列的材料：塑料(最好是pvc或者交联聚乙烯)、聚合物(最好是亚克力)、玻璃、陶瓷或者云母。每一种指定的材料都可以阻挡电流穿过第二线程元件。另外，电气绝缘性材料可以覆盖在第二线程元件的外表面。在这个优选的实施例中，电气绝缘性材料也可以作为第二线程元件的反射层，用来反射人造光或者环境光。

本发明的另一个优选实施例中，第一线程元件的电路媒介和一个照明元件连接在一起。因此，其它部分的电力供给可以和遮阳装置的供给综合在一起，起到控制安装在遮阳元件上的不同照明元件的能力。如果遮阳元件具有大尺寸，它可以适当地将不同的第一线程元件与不同的照明元件连接在一起，使其具有促进多数不同照明元件的光照射到遮阳装置上的能力。针对不同类型的植物也需要变化不同的光谱，使遮阳元件具有发射不同波长人造光的能力。而且还可以通过连接到中央计算机设备上的计算机，有针对性的控制第一线程元件中各自照明元件的电力供给。

本发明的另一个实施例中，第一线程元件和第二线程元件包含一个类似环带形状结构。这样的环带形状结构组成一个粗网状织物，构成遮阳元件。类似环带形状结构的线程元件制造简单并且针对反射媒介各自备有电路。此外，描述的线程元件形成遮阳补光照明装置，覆盖整个温室。因此，对生长在温室内的植物进行统一遮阳或者补光照明是容易实现的。

上述所提及的遮阳补光照明装置以及权利要求中的组件和用于本发明中与所描述的优选的实施例相一致的组件，不受任何尺寸、形状以及材料等的限制。

通过调整照明元件放射人造光的数量来响应环境光，使植物在白天时能够取得连续照明。

通过调整照明元件发射人造光的数量，使夜晚的人造光数量相对于白天人造光的数量要高。

在优选的实施例中，夜晚人造光的数量和环境光的总数量可以用光数量检测传感器来进行检测，为了调整遮阳补光照明装置的各个驱动参数，使其能够适当的调节人造光的数量来响应白天时的环境光以及调整在夜晚时人造光的数量，使植物获得最佳的光照需求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1是温室示意图；

附图2是遮阳装置的外表面示意图；

附图3是遮阳装置的内表面示意图。

图中：1、遮阳装置，2、温室，3、花床，4、遮阳元件，5、遮阳元件外表面，6、遮阳元件内表面，7、线程元件宽度，8、第一线程元件，9、第一线程元件，10、第一线程元件的外表面，11、第二线程元件外表面，12、反射媒介，13、电路媒介，14、第二线程元件，15、第一线程元件内表面，16、第二线程元件内表面，17、照明元件，18、照明元件，19、人造光，20、接触桥，21、环境光，22、电压，23、电压，24、植物，25、高压钠灯，26、合成光。

具体实施方案

下面结合附图对本发明作详细的描述。

参见附图1，是一种温室遮阳补光照明装置的温室(2)的示意图。表明了在温室(2)中有两排花床(3)，花床(3)中包含土壤或者有机质，植物(24)生长在其中。正如研究表明，植物(24)的快速生长取决于光源数量的可用性。光合作用是促进植物生长的最直接因素，将光、二氧化碳和水合成糖并且排放出氧气。植物生长依赖的主要光源是吸收叶绿素a或者叶绿素b的可用光量。

为了实现温室应用程序的补充增长，使用灯具(25)增加植物的照明时间或者光的强度。此外，在太阳落山的时候植物依旧需要合成光(26)的照射。高压钠灯是温室应用程序使用中受欢迎的灯具。然而，高压钠灯(25)在黄色或者绿色的光谱下通常生成合成光(26)。然而，最常见的植物色素的吸收光谱都在不同的频率范围内。而且，如果温室被人造光照射，在夜晚时将会引起光污染。使用遮阳补光照明装置避免合成光在温室中残留。在图1中，展示了两个遮阳补光照明装置(1)包含一个遮阳元件(4)，阻挡由阳光引起的环境光(21)。在公开的实施例中，没有环境光能够进入温室(2)中。

参见附图2，是遮阳装置外表面(5)的示意图。为了达到本发明保护植物免受周围环境影响，同时照射植物的目的，展示了遮阳装置(1)的遮阳装置外表面(5)。遮阳装置(1)包含多个第一线程元件(8)和多个第二线程元件(14)，相互交织在一起形成一个网状结构。遮阳装置外表面(5)由第一线程元件的外表面(10)和第二线程元件的外表面(11)组成。在优选的实施例中第一线程元件(8)包含一个反射媒介(12)(这是一个反射层)，可以反射环境光(21)。当遮阳装置(1)用于遮挡温室植物免受直接入射光照射时，遮阳装置(1)以这样一种方式放置，那就是遮阳装置(1)的外侧面向阳光。反射媒介(12)拥有反射阳光的能力，所以温室(2)和遮阳装置(1)都不会温度升高。

遮阳装置(1)具有类似织布的结构，由第一线程元件(8)和第二线程元件(14)组成。所有的线程元件都有类似环带形状结构。矩形的第一线程元件(8)和第二线程元件(14)有一个各自的线程元件宽度(7)，其宽度在2mm到5cm之间，形成一个粗网状结构。这样的纺织结构的有益之处是使遮阳装置具有轻量性并且具有高效遮阳效能。同时，流通的空气可以通过遮阳装置，因此，遮阳装置可以实现从外侧到内侧的热转换。

参见附图3，是遮阳装置内表面(6)的示意图。表明了相对于外部结构，内部结构可以看见许多照明元件(17)和(18)，这些照明元件用于照射温室内的植物。在实施例中这些照明元件是发光二极管，这些发光二极管的有益之处是，放射的人造光(19)具有一个频谱范围内的波长，对植物的生长非常重要。照明元件(18)与两个第一线程元件(8)和(9)通过接触桥(20)连接在一起。为了放射人造光，照明元件(18)必须由电力驱动。因此，第一线程元件拥有一个导电的电路媒介(13)。在优选的实施例中，电路媒介(13)覆盖在第一线程元件内表面(15)的表层。电路媒介(13)可以是小电阻金属，例如铝、银、铬或者锡。为了防止短路发生，第二线程元件(14)使用绝缘材料制成，例如高分子聚合物或者陶瓷。在附图2和附图3中，遮阳元件(4)的电路图显示一个负电压依附在两个平行的第一线程元件(8)和(9)之间，作为线程元件具有宏观宽度(7)，形成一个粗网状纺织结构以便两个第一线程元件(8)和(9)之间不会发生直接接触。在指定的两个第一线程元件(8)和(9)之间安装了多个照明元件(17)和(18)。由第一线程元件(8)和(9)控制的电力驱动照明元件(17)和(18)，控制人造光的照射，给植物进行补光照明。使用接触桥(20)连接照明元件(17)和(18)和第一线程元件(8)和(9)。这些接触桥(20)拥有可逆的夹到线程元件上的能力。因此，照明元件(17)和(18)的大小和类型需要和实际情形相匹配。前面已经提及，植物的生长主要依赖于能够吸收叶绿素a和叶绿素b的光来进行光合作用。此外，它能够很容易改变或者调整人造光(19)对于其中一个指定的波段的放射。在上述优选的实施例中，四个照明元件(18)和两个照明元件(17)被放置在遮阳装置(1)上。可以根据植物的类型适当的改变照明元件(17)和(18)的数量或者类型，每一个照明元件(17)和(18)都能够独立发射一定波段的光谱。

为了提高遮阳补光照明装置的效率，不仅遮阳元件内表面(6)具有反射环境光(21)的能力，遮阳元件外表面(5)也具有该能力。为了实现这一目标，第一线程元件内表面(15)被反射媒介(12)覆盖。因此，把发射人造光(19)的照明元件(17)和(18)安装在第一线程元件内表面(15)由反射媒介(12)进行反射。从植物(24)反射出的环境光(21)可以再次从遮阳装置(1)反射出来。总之，这增加了遮阳补光照明装置的遮阳效率并且减少了人造光(19)的使用数量。此外，第二线程元件(14)的内部也可以覆盖反射媒介(12)以此提高反射环境光(21)的数量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于本发明所属的一种温室遮阳补光照明装置，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列方法及产品。如果做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。