本发明涉及等离子体灯,具体为一种室内植物照明和育种的装置及等离子体灯。
背景技术:
1、在户外种植作物时,存在因意外或极端天气等气候变化问题,导致光照强度不足和时间短,影响植物生长速度和产量。类似的,对于小麦、水稻等农作物育种和培育新品种时,需经多代杂交、多个周期的种植过程,期间往往需要数年的时间,周期长限制了作物快速育种进程。在室内利用人工光源促进植物光合作用,可作为解决户外种植不利环境条件和加快育种的一种方法。
2、在户外植物与太阳光进行光合作用,而在室内,目前植物照明的光源,如led、高压钠灯等,与太阳光谱分布不同,区别是不能提供280nm~2500nm全范围的连续谱线,尤其是紫外和近红外波长的谱线缺失。阳光中uvb紫外线不能穿透玻璃和塑料,室内补光的led和钠灯一般不输出uv-b。但研究发现紫外光对植物的基因调节、类黄酮合成、减少感染病原体和蛋白质合成具有促进作用,可以增加对食物的营养价值和口感。因此,采用人工模拟太阳光的光源在植物生长和育种具有很大优势。
3、等离子体光源可以发出从紫外到红外的连续光谱,类似太阳光,在植物生长和育种方面具有较大的优势。目前市场上已经出现一些等离子体灯具的应用,但由于射频驱动器、谐振腔和灯泡等部件散热的需要,这些植物照明等离子体灯具为了防水大多将直流电源、射频驱动器和灯泡等部件封闭在一个腔体空间内,形成整体的灯具。但同一腔体内各种部件产生的热量会引起交叉的热传导。例如灯泡工作时温度在700度以上,谐振腔在120度左右,这两个高温发热体极易通过灯具金属外壳将热量和光传导给射频驱动器和直流电源,导致电子元件温度升高降低寿命。或者例如,射频驱动器的热量传导给直流电源,降低电源寿命。为了降低射频驱动器和电源的温度,只有加大散热器的体积,导致灯具普遍存在体积和重量增大,不便于安装,一只300w的等离子体灯具重量达到10kg左右。且体积重量增加需要使用更多的散热材料,也带来了价格高的问题,影响了大规模推广应用。
4、另外,在温室内作为光源照射植物时,常规的灯具如led光源由很多发光二极管组成,为获得高照度,只有将led灯泡近距离照射植物,距离增加因配光不集中则照度急剧下降。led灯珠必须和散热铝板紧密贴合连接在一起才能避免光衰和正常工作,这样一来,近距离导致led光源产生的热量直接排入室内,造成温度上升,不得不采用空调制冷,而维持环境温度的空调也需要大量的能耗。
5、因此,需要针对室内植物照明和育种,开发一种体积小,重量轻的等离子体灯具,以及在室内植物照明的散热安装方式,可减少灯具热量对温室内环境温度的影响。
6、现有技术中,专利公开号为cn102915905a的发明专利,公开一种带射频加热装置的等离子灯,该专利为了解决因磁控管的使用寿命短制约整个等离子灯具的寿命的问题,利用交直流电源转换器、射频功率放大器、谐振腔和灯泡分离的方式,市电经过恒压的交直流电源转换器输出的直流电给射频功率放大器供电,射频功率放大器激发出公用频率段的射频能量,通过导波管传到等离子气体谐振腔,谐振腔中间是等离子灯泡的支撑杆且谐振腔内部是空心,射频能量在谐振腔内共振产生能量对等离子灯泡加热,等离子灯泡内的惰性气体激发为等离子状态发光,以此延长等离子灯具的使用寿命。该专利中只是光源等部件分离的方式,部件分离并不意味着热分离,目前市场上的等离子体灯,尽管都是多个部件分离,但在组成灯具时,多个部件放在一起,各个部件的发热互相叠加在一起,降低了散热效率。如附图1所示的所有部件在一个壳体内的230w等离子体灯,附图2所示的r400等离子体灯,所有部件均在一个壳体内部,热量交叉传导,增加灯具散热器和重量。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于:针对等离子体作为灯具整体使用中,针对热量互相传导的问题。
2、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
3、一种等离子体灯,包括谐振腔散热装置10、发光组件20、射频驱动散热装置30、直流电源40、热隔离板50;根据各部件的工作温度和散热需求,采用热量分离方式,将谐振腔装置10和发光组件20设置在一个容纳空间内;将射频驱动散热装置30和直流电源40设置在另一个容纳空间内,以及谐振腔散热装置10与射频驱动散热装置30导线连接;
4、其中,发光组件20设置在谐振腔散热装置10的前端,热隔离板50设置射频驱动散热装置30和直流电源40之间;等离子体灯还包括水平连接板60,以及水平连接板60的两端分别与谐振腔散热装置10和射频驱动散热装置30固接。
5、在本发明的一实施例中,谐振腔散热装置10包括谐振腔11和太阳花散热翅片12;太阳花散热翅片12包裹谐振腔11,与谐振腔11同轴。
6、在本发明的一实施例中,发光组件20包括发光体21和反光器22;反光器22设置在谐振腔11的前端,以及发光体21位于反光器22内与谐振腔11前端的内导体111连接。
7、在本发明的一实施例中,射频驱动散热装置30包括射频驱动器31和密齿散热器32;射频驱动器31位于密齿散热器32之下,且密齿散热器32和热隔离板50组合围合射频驱动器31;以及密齿散热器32的散热翅片向上。
8、在本发明的一实施例中,直流电源40和射频驱动器31背靠背纵向设置。
9、本发明还提供一种室内植物照明和育种的装置,包括权利要求1-5任一所述的等离子体灯;将发光组件20设置在温室100内,谐振腔散热装置10、射频驱动散热装置30、直流电源40、热隔离板50、水平连接板60均设置在温室100外。
10、在本发明的一实施例中,等离子体灯固定在温室100的顶部,发光组件20通过温室100顶部设置第一预留口,工作在温室100内。
11、在本发明的一实施例中,在温室100内悬置有空心管200,空心管200两端敞口位于温室100外,等离子体灯设置空心管200内,且空心管200内设置有第二预留口,发光组件20通过第二预留口工作在温室100内。
12、在本发明的一实施例中,在空心管200一端口处设置有风冷装置300。
13、在本发明的一实施例中,空心管200内,串联设置有多个等离子体灯;冬季时,将空心管200的两端口从温室100外引入温室100内。
14、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
15、等离子体灯具中最大的热源为谐振腔和射频驱动器,其中射频驱动器约占40%的热量,而谐振腔产生的热量占总热量的50%,直流电源产生的热量占总热量的10%左右。发光体灯泡工作温度为700度以上,并且需要高温才能发挥最佳发光效率,谐振腔允许120度的高温工作,而射频驱动器和直流电源等部件工作温度仅允许在85度以下。
16、本发明的优势是利用了各部件工作温度的特点,谐振腔和射频驱动器位于不同的空间,谐振腔的射频损耗和发光体产生的高温热量直接通过铝合金材料挤压成的太阳花散热翅片向上散发,避免在同一空间内传导到射频驱动器引起温度过高,导致效率降低和寿命减少的问题。
17、射频驱动器的热量通过密齿散热器直接向上散发的空气中,直流电源产生的热量通过u型热隔离板,避免直接加热射频驱动器,从而将各自的热量分别直接散发到空气中,避免热量互相交叉和传导导致射频驱动器温度升高的问题,从而减小了散热器的需求和重量。同时,直流电源位于射频驱动器的下方,为背靠背的结构,减少了等离子体灯具横向上的体积。反光器位于谐振腔和发光体的前端,同时起到屏蔽电磁干扰的效果。
18、由于谐振腔和射频驱动器各自的热量分别直接散发的空气中,避免热量交叉传导,射频驱动器所需的散热器大小和重量也随之减小,减少了设备和安装价格高的问题,适合大规模推广应用。本发明可以将300w的等离子体灯重量降低至4kg以内,极大地减轻了重量。
1.一种等离子体灯,其特征在于,包括谐振腔散热装置(10)、发光组件(20)、射频驱动散热装置(30)、直流电源(40)、热隔离板(50);根据各部件的工作温度和散热需求,采用热量分离方式,将谐振腔装置(10)和发光组件(20)设置在一个容纳空间内;将射频驱动散热装置(30)和直流电源(40)设置在另一个容纳空间内,以及谐振腔散热装置(10)与射频驱动散热装置(30)导线连接;
2.根据权利要求1所述的等离子体灯,其特征在于,谐振腔散热装置(10)包括谐振腔(11)和太阳花散热翅片(12);太阳花散热翅片(12)包裹谐振腔(11),与谐振腔(11)同轴。
3.根据权利要求2所述的等离子体灯,其特征在于,发光组件(20)包括发光体(21)和反光器(22);反光器(22)设置在谐振腔(11)的前端,以及发光体(21)位于反光器(22)内与谐振腔(11)前端的内导体(111)连接。
4.根据权利要求1所述的等离子体灯,其特征在于,射频驱动散热装置(30)包括射频驱动器(31)和密齿散热器(32);射频驱动器(31)位于密齿散热器(32)之下,且密齿散热器(32)和热隔离板(50)组合围合射频驱动器(31);以及密齿散热器(32)的散热翅片向上。
5.根据权利要求4所述的等离子体灯,其特征在于,直流电源(40)和射频驱动器(31)背靠背纵向设置。
6.一种室内植物照明和育种的装置,其特征在于,包括权利要求1-5任一所述的等离子体灯;将发光组件(20)设置在温室(100)内,谐振腔散热装置(10)、射频驱动散热装置(30)、直流电源(40)、热隔离板(50)、水平连接板(60)均设置在温室(100)外。
7.根据权利要求6所述的室内植物照明和育种的装置,其特征在于,等离子体灯固定在温室(100)的顶部,发光组件(20)通过温室(100)顶部设置第一预留口,工作在温室(100)内。
8.根据权利要求6所述的室内植物照明和育种的装置,其特征在于,在温室(100)内悬置有空心管(200),空心管(200)两端敞口位于温室(100)外,等离子体灯设置空心管(200)内,且空心管(200)内设置有第二预留口,发光组件(20)通过第二预留口工作在温室(100)内。
9.根据权利要求8所述的室内植物照明和育种的装置,其特征在于,在空心管(200)一端口处设置有风冷装置(300)。
10.根据权利要求9所述的室内植物照明和育种的装置,其特征在于,空心管(200)内,串联设置有多个等离子体灯;冬季时,将空心管(200)的两端口从温室(100)外引入温室(100)内。