本發(fā)明專利技術公開了一種基于等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)設計，具體涉及一種根據溫室內的濕度和溫度來影響等離子體溫室培養(yǎng)燈的色彩和照度的電路系統(tǒng)設計，本發(fā)明專利技術屬于電子技術領域；該系統(tǒng)由溫室濕度與溫度采集電路、電源電路、微波發(fā)生器、發(fā)光體和外形組成，根據溫室內植物生長環(huán)境的具體情況調節(jié)溫室培養(yǎng)燈，使太陽光得以延續(xù)，這在一定程度上可以促進植物的生長，同時適當的調節(jié)光源的色彩和照度節(jié)省了電能。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)，具體涉及一種根據溫室內的濕度和溫度來影響等離子體溫室培養(yǎng)燈的色彩和照度的電路系統(tǒng)，本專利技術屬于電子
技術介紹
目前，在日常的照明光源中普遍使用的是白熾燈和氣體放電光源兩類，限制了光源的使用壽命。前者屬于熱輻射光源，由鎢絲在熾熱情況下輻射出光，而后者是電流通過氣體放電而產生光。這些電光源長時間使用時，燈泡電極會蒸發(fā)而引起較大的光衰減，同時電極與玻璃的密封會很容易漏氣，減少光通量、光效率和電光源的壽命。現(xiàn)在的溫室培養(yǎng)燈普遍使用的仍是上述兩種照明光源，這不僅增加了培養(yǎng)的成本，而且對大面積的溫室培養(yǎng)是不利的。等離子體溫室培養(yǎng)燈的出現(xiàn)很好的解決了這些問題，其具有無電極、節(jié)能環(huán)保、光效好、壽命長、無光衰、光色好、光源可調、光維持率高，似太陽光，發(fā)出的是連續(xù)光譜，有利于植物的生長，并且可以在低溫的環(huán)境中快速啟動，具有廣泛的應用前景。
技術實現(xiàn)思路
針對上述出現(xiàn)的問題，本專利技術的目的是提供一種能檢測溫室內環(huán)境，根據溫室內環(huán)境變化自動調節(jié)色彩和照度的等離子體溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)。其具體技術方案如下：一種基于等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)，由溫室濕度與溫度采集電路、電源電路、微波發(fā)生器、發(fā)光體、外殼組成，所述溫室濕度與溫度采集電路包括光源、SPR傳感器、光電轉換電路和計算機；其特征在于：利用光源照射到SPR傳感器表面，當溫室中濕度和溫度發(fā)生變化時，導致其內部的敏感膜折射率發(fā)生變化，SPR傳感器測量共振波長或共振角與濕度、溫度的關系，再通過光電轉換電路與計算機連接，在計算機上顯示出相應的光強。進一步，當一束光耦合進光纖后，其出射的光強為：（1）故SPR傳感器的光強為：（2）（3）其中為入射角，為光纖的纖芯的折射率，為入射角到達纖芯-包層分界面的角度，式中為初始光的反射率。進一步，所述電源電路包括高頻電源、阻抗匹配；利用BJ-22型波導實驗裝置來實現(xiàn)微波的發(fā)生，并結合計算機、光譜儀、放電腔體、光照度計、郎繆探針共同構成了發(fā)光體以及檢測系統(tǒng)；根據溫室濕度和溫度的不同，通過計算機設定數據控制光譜儀，與經過阻抗匹配的高頻電源，同時作用放電腔體，此放電腔體首先為真空系統(tǒng)，同時在內部充入惰性氣體，采用郎繆探針對等離子體進行檢測和測量，用玻泡包圍，并根據光照度計的測量值，照射不同的植物。進一步，根據溫室濕度和溫度的變化，得到不同的光強，即為等離子體的溫室培養(yǎng)燈所需達到的光照度。進一步，利用電源驅動磁控管產生高頻電磁能量，經過波導傳輸后耦合到諧振腔中，電磁能量激發(fā)高速旋轉玻泡中固體物質，產生等離子體并發(fā)出具有連續(xù)光譜的強光。進一步，若溫室培養(yǎng)燈的光通量為：（4）對于等離子體的溫室培養(yǎng)燈所需光照度為：（5）結合（4）式可得：（6）其中為輻射面積，為燈泡出射的孔徑角，為初始光的反射率，通過測量，，的值，結合式（6）可計算出等離子體的溫室培養(yǎng)燈所需的光照度；根據式（6）的光照度，通過下面算法得到相應輸入到等離子體的溫室培養(yǎng)燈電流：（7）其中為相關系數，為光電轉換的指數，為需要輸入的電流值。基于溫室內的濕度和溫度變化來影響等離子體溫室培養(yǎng)燈色彩和照度的系統(tǒng)，根據溫室內植物生長環(huán)境的具體情況調節(jié)溫室培養(yǎng)燈，使太陽光得以延續(xù)，這在一定程度上可以促進植物的生長，同時適當的調節(jié)光源的色彩和照度節(jié)省了電能，減少了植物培養(yǎng)的成本，是一種最優(yōu)化的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)。附圖說明圖1為溫室濕度和溫度檢測系統(tǒng)示意圖；圖2為等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)示意圖。具體實施方式下面結合說明書附圖對本專利技術作進一步說明。如圖1和2所示，一種基于等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)，包括：溫室濕度與溫度采集電路、電源電路、微波發(fā)生器。所述溫室濕度與溫度采集電路由光源照射到SPR傳感器表面，當溫室中濕度和溫度發(fā)生變化時，如果能導致其內部的敏感膜折射率發(fā)生變化，那么可以用這SPR傳感器測量共振波長或共振角與濕度、溫度的關系，再通過光電轉換電路與計算機連接，在計算機上顯示出相應的光強。當一束光耦合進光纖后，其出射的光強為：（1）SPR傳感器的光強為：（2）（3）其中為入射角，為光纖的纖芯的折射率，為入射角到達纖芯-包層分界面的角度，式中為初始光的反射率。如圖2所示，本專利技術中的等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)由電源電路、微波發(fā)生器、發(fā)光體和外殼組成。在這個系統(tǒng)中需要測得電源輸入功率、磁控管陽極電流、陰極高壓、波導內的入射功率、反射功率、溫度的升高值等參量，尤其需要該系統(tǒng)來調節(jié)微波部分的匹配。首先將等離子波導中段添加定向耦合器，以便提取所需要的入射量和反射量。其中定向耦合器采用標準的BJ-22型波導制成，盡管磁控管產生的是橫向電磁波，但理想導電壁波導中不可能傳輸橫向電磁波，所以只能傳輸橫向電模或橫向磁模，因此必然使用定向耦合，耦合方式采用十字型耦合孔。本專利技術在多功能微波等離子體裝置上進行的，根據不同濕度和溫度，通過光電轉換電路的光照，先由微波源產生的一定頻率的微波，并沿BJ-22矩形波導管以TE10模式傳輸，經過調整短路活塞，最后在水冷諧振腔反應室內激勵氣體形成軸對稱的等離子體球，等離子體球的直徑大小取決于真空沉積室中氣體壓力和微波功率。通過此裝置作用放電腔體，其為真空的系統(tǒng)，其中充入惰性氣體，并有郎繆探針。通過溫室濕度與溫度采集電路在計算機上呈現(xiàn)的數據經過光譜儀調節(jié)后，傳遞到放電腔中，則此時所需溫室培養(yǎng)燈的光通量為：（4）對于等離子體的溫室培養(yǎng)燈所需光照度為：（5）結合（4）式可得：（6）其中為輻射面積，為燈泡出射的孔徑角，為初始光的反射率，通過測量，，的值，結合式（6）可計算出等離子體的溫室培養(yǎng)燈所需的光照度。通過改變放電腔中惰性氣體的種類調節(jié)等離子體的溫室培養(yǎng)燈色彩，由于當玻泡中充入了氬氣而發(fā)出藍光，充入氖氣發(fā)出紅光，也可以在玻泡中加入少量的金屬鹵化物CaBr2增加紅光譜，且基本不改變其他顏色波長的光譜。通過改變與高頻電源相連接的阻抗，改變輸入到放電腔中的電流，調節(jié)等離子體的溫室培養(yǎng)燈的光照度。根據式（6）的光照度，通過下面算法得到相應輸入到等離子體的溫室培養(yǎng)燈電流：（7）其中為相關系數，為光電轉換的指數，為需要輸入的電流值。本專利技術基于以下原理：電源驅動磁控管產生高頻電磁能量，經過波導傳輸后耦合到諧振腔中，電磁能量激發(fā)高速旋轉玻泡中固體物質，產生等離子體并發(fā)出具有連續(xù)光譜的強光，這些強光與太陽光相類似，對植物本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)，由溫室濕度與溫度采集電路、電源電路、微波發(fā)生器、發(fā)光體、外殼組成，所述溫室濕度與溫度采集電路包括光源、SPR傳感器、光電轉換電路和計算機；其特征在于：利用光源照射到SPR傳感器表面，當溫室中濕度和溫度發(fā)生變化時，導致其內部的敏感膜折射率發(fā)生變化，SPR傳感器測量共振波長或共振角與濕度、溫度的關系，再通過光電轉換電路與計算機連接，在計算機上顯示出相應的光強。
【技術特征摘要】
1.一種基于等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)，由溫室濕度與溫度采集電路、電源電路、微波
發(fā)生器、發(fā)光體、外殼組成，所述溫室濕度與溫度采集電路包括光源、SPR傳感器、光電轉換
電路和計算機；其特征在于：利用光源照射到SPR傳感器表面，當溫室中濕度和溫度發(fā)生變
化時，導致其內部的敏感膜折射率發(fā)生變化，SPR傳感器測量共振波長或共振角與濕度、溫
度的關系，再通過光電轉換電路與計算機連接，在計算機上顯示出相應的光強。
2.根據權利要求1所述的基于等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)，其特征在于：當一束光耦合
進光纖后，其出射的光強為：
（1）
故SPR傳感器的光強為：
（2）
（3）
其中為入射角，為光纖的纖芯的折射率，為入射角到達纖芯-包層分界面的角度，
式中為初始光的反射率。
3.根據權利要求2的基于等離子體的溫室培養(yǎng)燈系統(tǒng)，其特征在于：所述電源電路包括
高頻電源、阻抗匹配；利用BJ-22型波導實驗裝置來實現(xiàn)微波的發(fā)生，并結合計算機、光譜
儀、放電腔體、光照度計、郎繆探針共同構成了發(fā)光體以及檢測系統(tǒng)；根據溫室濕度和溫度
的不同，通過計算機設定數據控制光譜儀，與經過阻抗匹配的高頻電源，同時作用放...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張淑琴，尹琳，陳亮，徐珍寶，閆秀剛，魏來，何敏游，蘇玲愛，汪旭輝，楊凱，鄒細勇，石巖，孟彥龍，金尚忠，
申請(專利權)人：中國計量學院，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33
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