一种用于微藻培育的照明器材和该照明器材的制作方法技术

本发明专利技术提供一种用于微藻培育的照明器材和该照明器材的制作方法，照明器材包括：照明器材组件和安装在照明器材组件上的至少一颗LED灯珠，照明器材至少具有以下发光特性：a)波长在500nm～660nm之间的光谱部分或全部由荧光材料激发转换而成；b)光谱峰值波长在400nm～500nm之间，且其光谱半波宽小于50nm；c)光谱在500nm～660nm之间具有第二峰，且其相对光谱的峰与谷的绝对差值小于0.25；d)在照明器材的光谱中，红光与蓝光的辐射能量比以及红光与绿光的辐射能量比在0.5～1之间。本发明专利技术照明器材光谱曲线与微藻的吸收光谱曲线相吻合，光能利用效率高，能够满足不同微藻的吸收。

A lighting device for microalgae cultivation and a manufacturing method of the lighting device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于微藻培育的照明器材和该照明器材的制作方法
本专利技术属于照明装置
，特别是涉及一种用于微藻培育的照明器材和该照明器材的制作方法。
技术介绍
微藻是一类古老的低等单细胞植物，广泛分布在海洋、淡水湖泊等水域。微藻细胞小、形态多样，适应强、分布广泛。物种繁多的藻类在水域生态系扮演重要角色，是贝类、虾类和海参类养殖的重要天然饵料，是鱼类食物链的基础，海洋鱼类的天然饵料一般都直接或间接的来自浮游藻类，由于单细胞藻类中含有丰富的营养物质，又有繁殖快，产量高的特点，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，在医药工业、食品工业、动物饲养、环境监测及净化等方面有广泛的应用。微藻植物和高等植物一样，都能在光照条件下，利用二氧化碳和水合成有机物质，生长迅速、效率高，是能独立生活的一类自养原植体植物。光照影响是决定微藻垂直分布的决定性因素，因为水体对光线的吸收能力很强，而且由于海水易于吸收长波长光线，造成各水层的光谱差异，导致生活在不同层深上的各种微藻对光强和光谱的要求也不同。绿藻一般生活于水表层吸收红色等长波长光线，而红藻、褐藻则能吸收绿、黄、橙等短波光线在深水中生活。目前能大量培育与生产的微藻主要有蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。光合色素对光波的选择吸收是植物在长期进化中形成的对生态环境的适应，不同的植物适合的光谱比例有所不同。传统照明器材的光谱含有较多红外与紫外成分不适应植株吸收，并会产生较多的热量，而LED能够发出植物光合作用所需要的单色光，是植物生物量与产量形成的基础，但目前植物照明所用的照明器材以红、蓝单色光为主，光谱连续性差，且缺少微藻培育生产所需的绿、黄、橙色光。目前微藻培育主要采用6500K荧光灯，部分采用植物生长灯，也有采用多颜色芯片组合可选择调光的灯具，通过控制不同芯片的亮度组合实现不同的光谱,然而荧光灯其含有较多紫外成分，光谱利用率低；植物生长灯，其主要为红色与蓝色光谱，光谱成分单一，不适合藻类生长繁殖；可调光的灯具，灯具成本高、光效低，仅适合实验应用，不适于大范围培育使用。因此如何针对不同微藻的吸收特性而设计和制作一种光谱吸收效率更高的LED照明器材，用于提供微藻培育需要的绿、黄、橙色光，来满足各种微藻培育与光环境相关的需求，是一种亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于微藻培育的照明器材和该照明器材的制作方法，用于解决现有照明设备无法为微藻培育提供适宜环境的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于微藻培育的照明器材，括：照明器材组件和安装在所述照明器材组件上的至少一颗LED灯珠，所述照明器材至少具有以下发光特性：a)波长在500nm～660nm之间的光谱部分或全部由荧光材料激发转换而成；b)光谱峰值波长在400nm～500nm之间，且其光谱半波宽小于50nm；c)光谱在500nm～660nm之间具有第二峰，且其相对光谱的峰与谷的绝对差值小于0.25；d)在所述照明器材的光谱中，红光与蓝光的辐射能量比以及红光与绿光的辐射能量比在0.5～1之间。进一步地，所述红光的波长范围为600nm～660nm；所述蓝光的波长范围为400nm～500nm；所述绿光的波长范围为500nm～600nm。进一步地，所述荧光材料为上转换材料。更进一步地，所述上转换材料包括铝酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物中的一种或多种。更进一步地，所述铝酸盐包括YAG衍生物、LuAG衍生物中的一种或多种。进一步地，所述照明器材包括至少一颗LED灯珠，单颗所述LED灯珠均具有上述a)、b)、c)、d)中的发光特性。进一步地，所述LED灯珠包括芯片支架、导线和峰值波长在400nm～500nm之间的蓝色芯片，所述芯片支架上设置有反射杯，所述蓝色芯片安装在所述反射杯的杯底上，所述导线连接所述蓝色芯片和两端引脚，所述荧光材料设置在所述反射杯中。更进一步地，所述蓝色芯片为0.5W以下450nm的芯片。更进一步地，所述荧光材料通过以下方法制备：以荧光粉的质量份为基准，将铝酸盐540nm系列绿色荧光粉和氮化物640nm红色荧光粉按7.5～8.5:1.5～2.5混合搅拌充分形成荧光粉混合物；以所述荧光粉混合物的质量份为基准，将所述荧光粉混合物与硅胶按照1.5～2.5:7.5～8.5混合搅拌充分形成荧光粉硅胶混合物，再将所述荧光粉硅胶混合物滴入至所述反射杯中。进一步地，所述照明器材包括照明结构组件和安装在所述照明结构组件上的多颗不同颜色与不同色温的LED灯珠，所述多颗不同颜色与不同色温的LED灯珠组合后具有上述a)、b)、c)、d)中的发光特性。更进一步地，所述照明结构组件包括印刷电路板、驱动部件、散热结构件，所述多颗不同颜色与不同色温的LED灯珠的灯珠焊接在所述印刷电路板上，所述驱动部件驱动所述印刷电路板。更进一步地，所述驱动部件为恒流转换电路。更进一步地，所述散热结构件为压铸铝、挤压拉伸铝、高导热塑料、石墨中的任意一种。本专利技术还提供一种用于微藻培育的照明器材的制作方法，所述照明器材包括至少一颗LED灯珠，每颗LED灯珠均具有以下发光特性：a)波长在500nm～660nm之间的光谱全部由荧光材料激发转换而成；b)光谱峰值波长在400nm～500nm之间，且其光谱半波宽小于50nm；c)光谱在500nm～660nm之间具有第二峰，且其相对光谱的峰与谷的绝对差值小于0.25；d)在所述照明器材的光谱中，红光与蓝光的辐射能量比以及红光与绿光的辐射能量比在0.5～1之间所述LED灯珠的制作过程至少包括如下步骤：将单个峰值波长在400nm～500nm之间的蓝色芯片安装在芯片支架的反射杯杯底，并通过导线将芯片与两端引脚相电连；将荧光粉硅胶混合物滴入至所述反射杯内固化成相对应的荧光颗粒体；通过调整所述荧光粉硅胶混合物内各荧光材料的比例关系，使所述灯珠具有所述发光特性。进一步地，所述荧光粉硅胶混合物制备步骤包括：以荧光粉的质量份为基准，将铝酸盐540nm系列绿色荧光粉和氮化物640nm红色荧光粉按7.5～8.5:1.5～2.5混合搅拌充分形成荧光粉混合物；以所述荧光粉混合物的质量份为基准，将所述荧光粉混合物与硅胶按照1.5～2.5:7.5～8.5混合搅拌充分形成荧光粉硅胶混合物。更进一步地，通过调整所述绿色荧光粉与所述红色荧光粉的比例关系，能够实现所述第二峰在500nm～660nm之间位置的调整。本专利技术还提供另外一种用于微藻培育的照明器材的制作方法，包括如下步骤：通过对安装在照明器材组件上的多颗不同颜色与不同色温灯珠的组合调整，最终使所述照明器材具有以下发光特性：a)波长在500nm～660nm之间的光谱部分或全部由荧光材料激发转换而成；b)光谱峰值波长在400nm～500nm之间，且其光谱半波宽小于50nm；c)光谱在500nm～66本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微藻培育的照明器材，其特征在于，包括：照明器材组件和安装在所述照明器材组件上的至少一颗LED灯珠，所述照明器材至少具有以下发光特性：/na)波长在500nm～660nm之间的光谱部分或全部由荧光材料激发转换而成；/nb)光谱峰值波长在400nm～500nm之间，且其光谱半波宽小于50nm；/nc)光谱在500nm～660nm之间具有第二峰，且其相对光谱的峰与谷的绝对差值小于0.25；/nd)在所述照明器材的光谱中，红光与蓝光的辐射能量比以及红光与绿光的辐射能量比在0.5～1之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于微藻培育的照明器材，其特征在于，包括：照明器材组件和安装在所述照明器材组件上的至少一颗LED灯珠，所述照明器材至少具有以下发光特性：
a)波长在500nm～660nm之间的光谱部分或全部由荧光材料激发转换而成；
b)光谱峰值波长在400nm～500nm之间，且其光谱半波宽小于50nm；
c)光谱在500nm～660nm之间具有第二峰，且其相对光谱的峰与谷的绝对差值小于0.25；
d)在所述照明器材的光谱中，红光与蓝光的辐射能量比以及红光与绿光的辐射能量比在0.5～1之间。


2.根据权利要求1所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述红光的波长范围为600nm～660nm；所述蓝光的波长范围为400nm～500nm；所述绿光的波长范围为500nm～600nm。


3.根据权利要求1所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述荧光材料为上转换材料。


4.根据权利要求3所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述上转换材料包括铝酸盐、硅酸盐、氮化物、氮氧化物中的一种或多种。


5.根据权利要求4所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述铝酸盐包括YAG衍生物、LuAG衍生物中的一种或多种。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述LED灯珠具有权利要求1中的发光特性。


7.根据权利要求6所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述LED灯珠包括芯片支架、导线和峰值波长在400nm～500nm之间的蓝色芯片，所述芯片支架上设置有反射杯，所述蓝色芯片安装在所述反射杯的杯底上，所述导线连接所述蓝色芯片和两端引脚，所述荧光材料设置在所述反射杯中。


8.根据权利要求7所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述蓝色芯片为0.5W以下450nm的芯片。


9.根据权利要求8所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述荧光材料通过以下方法制备：
以荧光粉的质量份为基准，将铝酸盐540nm系列绿色荧光粉和氮化物640nm红色荧光粉按7.5～8.5:1.5～2.5混合搅拌充分形成荧光粉混合物；以所述荧光粉混合物的质量份为基准，将所述荧光粉混合物与硅胶按照1.5～2.5:7.5～8.5混合搅拌充分形成荧光粉硅胶混合物，再将所述荧光粉硅胶混合物滴入至所述反射杯中。


10.根据权利要求1-5中任一项所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述照明器材包括多颗不同颜色与不同色温的LED灯珠，所述多颗不同颜色与不同色温的LED灯珠组合后具有权利要求1中所述的发光特性。


11.根据权利要求10所述的用于微藻培育的照明器材，其特征在于，所述照明结构组件包括印刷电路板、驱动部件、散热结构件，所述多颗不同颜色与不同色温的LED灯珠焊接在所述印刷电路板上，所述驱动部件驱动所述印刷电路板。
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【专利技术属性】
技术研发人员：包书林，
申请(专利权)人：厦门三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35