[发明专利]高压放电灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压放电灯，它特别适合在温室中用于植物生长照射和同化照明。

背景技术

绿叶的光吸收在光谱的蓝色和红色部分是最强的。在400和700纳米之间的光子(量子)决定了光合作用的速率。这些光子的吸收是光合作用的驱动力。光合作用的光谱量子产额已由McCree(光合作用在农作物中的作用光谱、吸收、和量子产额，Agric.Meteorol，1971/1972，9.191-216)导出，并由Sager等人(光合作用的光能利用效率，ASAE学报，通用版，1982，25/6，1737-1746)作了精细加工。这些研究教导：光合作用的量子产额在一个很宽的范围是很高的，在光谱的蓝色和红色部分具有相应的最大值。尽管上述的两个最大值在光谱的蓝色和红色部分，但在400和700纳米之间的区域中量子产额还是大于0.8的。具有Na或NaI的高强度放电灯具体来说能够在589纳米的NaD线区域有效地发出辐射，在这个区域叶绿素的吸收是很强烈的。因此，具体来说，在目前使用高压钠灯(所谓的SON灯，或替换地为HPS灯)在温室中进行同化照明。SON灯获得的发光效能(luminous efficacies)在100和150流明/瓦特(lm/W)之间，光子通量效率高达1.95微摩尔/瓦特(μmole/(Ws))。

具有NaI和CeI₃填充物的高强度放电灯具有可比拟的发光效能。EP0896733公开了一种具有NaI和CeI₃的金属-卤化物系统，它能够达到的效能在130和174流明/瓦特之间。当填加Li时，发光效能下降。US6147453公开了一种具有NaI、CeI₃和LiI填充物的灯，它能够达到的发光效能不大于100到135流明/瓦特。WO00/45419公开的低瓦特数的灯的填充物除Hg外还包括NaI、CaI₂、CeI₃。这些灯的发光效能在101和106流明/瓦特之间，色温T_c很高，超过3800K，最高超过4800K，与范围为84到90的普通彩色绘制指数Ra结合。

为了有效地支持植物的生长，这些灯必须在光合作用产额最大的区域极其有效地产生光。比较的上述灯的主要缺点是植物的感光光谱明显地偏离用于计算发光效能的视觉灵敏度曲线。视觉灵敏度曲线的峰值在绿色区中，在蓝色和红色区的视觉灵敏度很小，而在光合作用中有效的辐射的灵敏度曲线在蓝色和红色区中有最大值。因此，发光效能在评估光合作用中有效的辐射量中不是一个很好的参数。比较合适的作法是，使用400和700纳米之间的光子通量再除以灯的输入功率，进一步称之为优化灯的光子通量效率，所说的灯用于同化照明或生长照明。发光效率的增加甚至于可能导致光子通量效率的负面影响。

具有包括NaI、CaI₂、CeI₃和LiI组合的填充物的已知的灯的主要缺点是，所说灯发出的光有相当大的数量在光谱的绿色区，在这里的光合作用产额是最低的。虽然这种灯具有很高的发光效能，但与基于Na或NaI的灯(在光谱的红色部分更有效地发射)相比，不太适合于刺激植物的生长。具有包括NaI/CeI₃的填充物的灯和包括Na、Ce、和Li的卤化物的灯这两者的缺点都是易受灯操作期间填充物的分层现象的影响。

SON灯和只有NaI作为卤化物填充物的灯的主要缺点是，它们的发射主要在589纳米附近，植物当然还是在接近700纳米左右吸收光子的效率极高。此外，SON灯在光谱的蓝光部分无有意义的贡献。因此，相对于植物的吸收光谱，所说灯的电功率到光子的转换不理想。

在该文献中，建议用于促进植物生长的灯具有一个陶瓷放电容器，其中包含的Hg、LiI的数量在0.02-4.2mg/cm3之间，过多的Li用于补偿腐蚀效应。灯的光谱在光谱的绿光部分具有相当大的发光数量，这是在放电中由Hg产生的。这是在植物生长中所说的灯不是实际有效的缺点所在。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够克服上述缺点的适合于用在温室中植物生长照射和同化照明的灯。