[发明专利]一种聚光型菲涅尔透镜植物培养箱及其使用方法

说明书

本发明提供一种聚光型菲涅尔透镜植物培养箱及其使用方法，包括箱体及设置于箱体内顶部的LED灯板，所述LED灯板下方设有用于聚光的菲涅尔透镜，本发明结构简单，利用本发明的培养箱能极大地提高箱内光能的利用率，减少能源的消耗和浪费，LED灯的颜色及强度分别可调，满足植物在不同生长阶段对不同光照强度、不同光质和不同光照时间的需求，此外本发明的培养箱还具备温湿度控制系统和二氧化碳控制系统能够根据植物在不同生长阶段的需求对培养箱内的温、湿度和二氧化碳进行控制。

技术领域

本发明涉及植物培养领域，特别是涉及一种聚光型菲涅尔透镜植物培养箱及其使用方法。

背景技术

在植物的人工培养领域中，植物培养箱是一种几乎不受自然条件制约且能够给植物生长提供所需的光照、温度、湿度、二氧化碳等生长环境的全新生产工具。随着LED技术的突破和价格的逐步下降，LED已逐渐成为植物培养箱内用以给植物提供光照的主要光源。与传统的人工光源相比，LED具有一些非常独特的优势，如：窄光谱性、光质可调性、冷光性、高效性、环保性、便捷性、持久性等。因此，作为一种新型的固体光源，LED在植物照明应用中被证明是一种比传统光源更为有效的替代光源。与以荧光灯为光源的传统的植物培养箱相比，使用LED为光源的植物培养箱有着更为优越的特性。

现有的以LED为光源的植物培养箱，一般是在箱顶的灯板上安装有LED阵列。由于单个LED有着150^o至120^o照射角，这使得LED阵列发出的光线往往向四周发散，布满培养箱的整个空间。而培养箱内的植物是一株一株栽种的，株与株之间存在着空隙，光照射在这些空隙中就无法被植物所利用，从而导致箱内光能的浪费。这就造成了现有植物培养箱中一个普遍存在的问题，即光能散布在培养箱的整个空间，无法集中于植物上，且在植物生长的整个过程中，箱内的光能变化不大，从而导致光能的浪费，在植物植株比较小时这种浪费尤其严重。此外，在进行植物的人工培养和植物生长特性的定量研究，特别是植物光合特性研究时，培养箱内的植物往往需要拥有近乎相同的光照条件。可是由于LED发出的光在空间中一般是不均匀分布的，使得箱内不同位置的植物接收到的光强也不同，导致所有植物在同一光照条件下生长的要求无法得到满足。目前还没有找到一种有效的途径来解决这种培养箱内光能浪费的现象，并满足箱内的植物提供同一光照条件的需求。

菲涅尔透镜在原理上是将普通的凸透镜一片片地切下来后叠在一起而形成的一种薄片聚光透镜，它可以由聚烯烃材料注压而成，也可以由玻璃制作而成，镜片的一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，用于汇聚光线。与普通透镜相比，菲涅尔透镜具有制造方便、加工成本低、重量轻、厚度薄、材料省、聚光效果好等优点，被广泛的应用于各个邻域。其良好的聚光特性能够有效的提高光能利用效率，降低能耗。因而菲涅尔透镜在新型农业，特别是光电子农业中，有着广阔的应用前景，但目前尚没有将菲涅尔透镜应用于植物培养箱的报道。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的培养箱中光能浪费严重、光照成本高，无法满足植物在不同生长阶段对不同光照强度、不同光质和不同光照时间的需求。

本发明的具体实施方案是：

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：一种聚光型菲涅尔透镜植物培养箱，其特征在于，包括箱体及设置于箱体内顶部的LED灯板，所述LED灯板下方设有用于聚光的菲涅尔透镜。

进一步的，所述LED灯板下方设有菲涅尔透镜阵列插板，所述阵列插板上均匀布有数个菲涅尔透镜。

进一步的，所述LED灯板上嵌有LED灯，每颗LED灯珠都由多种不同颜色的LED芯片构成，LED灯板与设置于箱体内侧的调光器连接。

进一步的，所述箱体内设有温湿度传感器及CO₂传感器。

进一步的，所述调光器由LED光强控制系统和光周期控制系统组成。