本发明专利技术涉及一种基于长余辉发光材料的补光装置及方法，补光装置包括第一补光单元和第二补光单元，第一补光单元至少能够在通电时对生长区域进行照明，第二补光单元能够配置为涂覆有长余辉荧光材料的反光板，反光板以涂覆有长余辉荧光材料的一侧朝向于第一补光单元的方式倾斜布设，以增大受光面积的方式接收第一补光单元照射于生长区域并从目标对象的间隙结构中穿过的逃逸光线来完成对长余辉荧光材料的激发，从而至少在第一补光单元断电时能够以相对于第一补光单元的照射方向为生长区域提供长余辉光谱的光线。提供长余辉光谱的光线。提供长余辉光谱的光线。
【技术实现步骤摘要】
一种基于长余辉发光材料的补光装置及方法
[0001]本专利技术涉及农业照明
，尤其涉及一种基于长余辉发光材料的补光装置及方法。
技术介绍
[0002]目前农业养殖通常可分为传统的养殖方式和现代化的养殖方式，相比于传统农业的开敞式养殖方式，现代化的室内养殖技术能够减少受到外界气候的影响，提高土地和空间资源利用率，提高生产自动化程度和产量并可以有效地避免重金属等污染。
[0003]光对于农业养殖起着至关重要的作用，不同的光质组合对农产品的生长发育状况有不同的影响。目前，农业养殖的光源主要来源于电光源，传统电光源效率低并且发热量大，用电占整个电费成本的65％左右，在农业养殖的非人力成本中占较大比重。
[0004]LED是发光二极管的简称，是半导体二极管的一种，通过电子与空穴复合释放能量发光，其能够以良好的可控性根据不同的需要对光源进行调整，以实现高效、节能的照明。但LED光源必须通电才能发光，因此在农业养殖中往往需要对LED光源进行长时间的通电，以保证养殖过程中的照明充足，这无疑还是引起了运营成本的提高及能量的大量消耗。因此，现有技术提出了一种长余辉型LED光源以借助于长余辉发光来实现更高效、更节能的照明模式，其中，长余辉发光是指在外界激励光源停止激发后，材料本身仍然能够自行发光的现象，激励光源通常是长波紫外线或者短波可见光部分。例如：
[0005]CN 110055061 B公开了一种红色长余辉氮化物发光材料及其制备方法，其化学通式为(Mg1‑
x
‑
y
Ca
x
)1‑
z
Al1‑
y
Si
1+y
N3‑
y
O
y
:zMn
2+
，其中0≤x≤0.3，0≤y≤0.4，0.01mol％≤z≤10mol％。制备工艺包括:(1)以金属Mn粉或者含Mn的化合物作为Mn元素的来源，以金属Mg粉或者含Mg的化合物作为Mg元素的来源，以Si3N4或者SiO2作为Si元素的来源，以Ca3N2作为Ca元素的来源。(2)所有的原料在N2保护条件下进行研磨，并在高压N2保护条件下进行高温烧结合成。该专利技术制备的荧光粉发射带位于550nm～870nm，得到的荧光粉经过长波紫外光照过后，能够观察到明显的红色余辉，余辉时间随着成分的微调从几分钟到几十分钟不等，具有较高的热稳定性和化学稳定性。由于能够被长波紫外激发，该荧光粉可以有效应用于交流LED，植物照明，全谱显示等领域。
[0006]CN 109945081 A公开了一种新式长余辉型兰花用LED植物灯，该专利技术隶属于稀土材料发光领域，应用于植物工厂系统照明，以使得植物的根，茎，叶，花皆能得到有效的生长，相对市场产品更针对兰花型植株的生长。同时由于采用长余辉粉和LED粉相结合的方法，在具备以上基本特性的基础上，兼具节能省电，优异的使用寿命和安全性等优点。
[0007]CN 109973842 B公开了一种长余辉型LED植物灯发光芯片的制备方法。该专利技术将荧光粉BaMgAl
10
O
17
:Eu
2+
、Sr2SiO4:Eu
2+
、CaAlSiN:Eu
2+
、SrAl2O4:Eu
2+
,Dy
3+
、CaAl2O4:Eu
2+
,Dy
3+
、ZnGa2O4:Cr
3+
,Bi
3+
进行干磨混匀处理30～45min得到混合粉体A；将荧光粉Sr3SiO5:Eu
2+
、ZnGa2O4:Cr
3+
,Bi
3+
、Sr2SiO4:Eu
2+
、SrAl2O4:Eu
2+
,Dy
3+
进行干磨混匀处理30～45min得到混合粉体B；采用环氧树脂将混合粉体A封装在紫外LED芯片上或将混合粉体B封装在蓝光LED芯
片上，凝固即得长余辉型LED植物灯发光芯片。该专利技术利用长余辉体系和LED荧光粉体系相结合调配成更接近阳光的连续光谱，作为植物照明体系的植物灯照明发光体，更有利与植物的生长发育，使植物生长的更快更好，同时无毒安全，具备优异的LED寿命，和良好的节能性。
[0008]现有技术中，主要通过对长余辉荧光材料进行研究改进，以探究不同长余辉型荧光材料所激发的相应长余辉光谱，在将长余辉荧光材料应用于植物养殖领域时，通过制成的长余辉型LED植物灯以发射连续多段式光谱的光线对植物进行照射，以实现通电与断电均能保证植物受光的节能式照明。但相比于LED荧光材料，长余辉荧光材料的发光强度相对弱很多，对于生长茂盛和/或种植密集的植物很有可能出现茎叶等部位的重叠或遮挡，而基于长余辉荧光材料较弱的发光强度使得其发出光线的穿透能力也较弱，在多层重叠叶片中重叠次序更低的叶片所能够接收到的光线十分有限，甚至无法接收到光线，使得其光合作用效率低下，影响了植物的整体生长速率。
[0009]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
[0010]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种基于长余辉发光材料的补光装置及方法。现有技术中，利用长余辉体系和LED荧光粉体系相结合而构成的长余辉型LED光源实现连续多段式光谱的照明，以使得在通电时发出混合光谱的光线而在断电后发出长余辉光谱的光线，以降低成本的方式延长照明时间，保证植物的长时间光合作用。但是对于生长茂盛和/或种植密集的植物很有可能基于生长的向光性出现茎叶等部位的重叠或遮挡，导致在发生多层重叠的情况下越远离于光源的部位重叠次序更低，其所能接收到的光线越弱，需要光线穿过重叠次序更高的部位和/或在其他部位上反射才能到达重叠次序更低的部位，同时长余辉荧光材料的发光强度相比于LED荧光材料弱很多，使得长余辉荧光材料发出的光线穿透能力较弱，不易穿过多层重叠部位到达重叠次序更低的部位，并且即使经过反射后到达重叠次序更低的部位，光线所携带的能量也由于多次的反射而造成了大量损失，不能满足光合作用的需求。
[0011]本专利技术公开了一种基于长余辉发光材料的补光装置，补光装置包括第一补光单元和第二补光单元，第一补光单元至少能够在通电时对生长区域进行照明，第二补光单元能够配置为涂覆有长余辉荧光材料的反光板，反光板以涂覆有长余辉荧光材料的一侧朝向于第一补光单元的方式倾斜布设，以增大受光面积的方式接收第一补光单元照射于生长区域并从目标对象的间隙结构中穿过的逃逸光线来完成对长余辉荧光材料的激发，从而至少在第一补光单元断电时能够以相对于第一补光单元的照射方向为生长区域提供长余辉光谱的光线。目标对象可以是农业本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于长余辉发光材料的补光装置，其包括：第一补光单元(100)，至少能够在通电时对生长区域(700)进行照明，第二补光单元(200)，能够配置为涂覆有长余辉荧光材料(220)的反光板(210)，其特征在于，所述反光板(210)以涂覆有所述长余辉荧光材料(220)的一侧朝向于所述第一补光单元(100)的方式倾斜布设，以增大受光面积的方式接收所述第一补光单元(100)照射于所述生长区域(700)并从目标对象(800)的间隙结构中穿过的逃逸光线来完成对所述长余辉荧光材料(220)的激发，从而至少在所述第一补光单元(100)断电时能够以相对于所述第一补光单元(100)的照射方向为所述生长区域(700)提供长余辉光谱的光线。2.根据权利要求1所述的补光装置，其特征在于，所述第一补光单元(100)能够配置于一个或多个所述生长区域(700)沿第一方向的空中以覆盖对应的所述生长区域(700)内需要光照的所述目标对象(800)，所述第二补光单元(200)能够基于所述目标对象(800)的位置相对于所述第一补光单元(100)布设于所述生长区域(700)内。3.根据权利要求1或2所述的补光装置，其特征在于，所述第一补光单元(100)能够至少配置有由所述长余辉荧光材料(220)和LED荧光材料结合而成的长余辉型LED光源，以借助通电时所述LED荧光材料发出的光线对所述第一补光单元(100)的所述长余辉荧光材料(220)进行激发，使得所述第一补光单元(100)能够在电源连通与断连时分别发出不同光谱的光线。4.根据权利要求1～3任一项所述的补光装置，其特征在于，所述第一补光单元(100)能够由所述长余辉荧光材料(220)经过干磨混匀处理，并通过环氧树脂封装于相应的所述LED荧光材料的LED芯片上而制成，其中，所述长余辉荧光材料(220)的种类选择能够基于所述目标对象(800)生长所需光线的波长而确定。5.根据权利要求1～4任一项所述的补光装置，其特征在于，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王森，杨其长，
申请(专利权)人：中国农业科学院都市农业研究所，
类型：发明
国别省市：
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