一种实现led散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统，该系统包括支架，基板，LED光源；所述基板安装在支架上，其内带有水流通道，且水流通道上带有多个喷水孔；各喷水孔处安装洒水喷头；多个LED光源沿水流通道方向布置固定在基板的下面，LED光源通过电控开关与电源连接。本实用新型既能解决目前设施农业LED光源散热难的问题，提高了光电转换效率和LED使用寿命，为植物补光，又能实现滴灌和喷灌，设备简单、成本低，适用于玻璃温室、PC温室、塑料大棚、组培厂、植物生长室、植物生长箱等现代设施农业及相关设备。
【专利说明】
一种实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统
技术领域
[0001]本实用新型属于农业生产系统技术领域，涉及一种实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统。
【背景技术】
[0002]LED光源是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。通过芯片调控LED光源，发出植物生长所需要的光谱，光能有效利用率可达80%-90% IED因其固有的优势如光电转换效率高、体积小、寿命长、波长固定、发热低(相对其他光源)、光量和光质可调整等，被业界认为是未来最有潜力替代其他人工植物光源的产品。但是目前市场上销售的LED植物补光光源有一重大缺陷，即大功率LED散热差、成本高、体积大、重量重、耗电量大，这将直接影响LED光电转换率、使用寿命以及灯具的生产成本、销售价格和利润。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种既可以实现LED光源散热补光，又可以实现滴灌喷灌的设施农业系统。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统包括支架，基板，LED光源;所述基板安装在支架上，其内带有水流通道，且水流通道上带有多个喷水孔;各喷水孔处安装洒水喷头;多个LED光源沿水流通道方向布置固定在基板的下面，LED光源通过电控开关与电源连接;水流通道的进水口与水栗相通。
[0005]所述水流通道与独立于基板之外的水流回流管道相通形成水流闭合管路，并且水流闭合回路的进水口通过第一电磁开关与水栗相通。
[0006]进一步，本实用新型还包括升降机构，所述基板与升降机构的可动部件固定连接。
[0007]所述基板内部还带有与水流通道平行布置的营养液导流通道和农药药液导流通道;营养液导流通道分布有多个喷肥孔，各喷肥孔处安装固定施肥喷头;农药药液导流通道上分布有多个喷药孔，各喷药孔处安装固定药液喷头；营养液导流通道和农药药液导流通道的进液孔分别通过第二电磁开关、第三电磁开关与营养液喷灌栗和药液喷灌栗相通。
[0008]所述水流通道、营养液导流通道和农药药液导流通道的横截面均为倒“U”形。
[0009]所述支架上可以安装相互平行的多行基板及与各基板上水流通道相通的水流回流管道，水流回流管道间隔布置在各行基板之间，各行基板内的水流通道与间隔布置的水流回流管道相通形成蛇形水流闭合回路;水流闭合回路的进水口通过第一电磁开关与水栗相通。
[0010]本实用新型还包括电子控制系统;所述电子控制系统分别通过导线与LED光源的电控开关、水栗、升降机构、营养液喷灌栗、药液喷灌栗，以及第一、第二、第三电磁开关连接，形成自动控制系统。
[0011 ]本实用新型的有益效果:[0012 ] 1、基板内带有水流通道，多个LED光源沿水流通道方向布置固定在基板的下面。在水流通道内通入冷却水，在实现植物补光的同时，利用冷却水能够同时实现LED光源散热和植物浇灌;提高了 LED光电转换率和使用寿命。
[0013]2、基板与升降机构的可动部件固定连接，通过升降机构可以调节LED光源距离地面的高度，以不灼伤和影响植物生长为限制，尽可能的靠近植物，能够最大限度的发挥LED冷光源的优势，减少光能的损耗，提高LED光源利用率。
[0014]3、水流通道通过独立于基板之外的水流回流管道形成水流闭合管路，水流闭合回路的进水口通过电磁开关与水栗相通，能够同时实现热水冷却和水的再循环利用。
[0015]4、基板内部带有与水流通道平行布置的营养液导流通道和农药药液导流通道;并且营养液导流通道和农药药液导流通道上分别带有多个喷灌孔;在补光、补水的同时又可以实现营养液滴灌和农药喷撒。
[0016]5、支架上安装相互平行间隔布置的多行基板和水流回流管道，即可形成一个几平方米的小的实现补光补水和滴灌喷灌机构，又可形成一个十几公顷的实现补光补水和滴灌喷灌的现代设施农业生产系统。
[0017]6、利用电子控制系统，可以实现整个系统自动化。
[0018]本实用新型既能解决目前设施农业LED光源散热难的问题，提高光电转换效率和LED使用寿命，为植物补光，又能实现滴灌和喷灌，简化设施设备，降低设施成本。用一套设备可满足多种生产需求。该设施农业系统的潜在应用领域为现代设施农业及相关设备(玻璃温室、PC温室、塑料大棚、组培厂、植物生长室、植物生长箱等)，它可以在有效解决LED光源散热的前提下，满足给植物补光、施肥、喷药的设施农业生产需求，获得较高的经济效益。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0020]图1是本实用新型的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统结构示意图。
[0021]图2是基板的横截面图。
[0022]图3是本实用新型的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统的俯视图。
[0023]图4是本实用新型的右视图。
[0024]图5是自动控制系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]如图1、2、3、4、5所示，本实用新型的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统包括支架I，升降机构2，基板3，LED光源4，电子控制系统。
[0026]所述基板3采用铝质材料，其内带有平行布置且横截面均为倒“U”形的水流通道61、营养液导流通道71和农药药液导流通道81;水流通道61的顶部分布有多个喷水孔611，各喷水孔611处安装固定洒水喷头64;营养液导流通道71分布有多个喷肥孔711，农药药液导流通道81上分布有多个喷药孔811，喷肥孔711和喷药孔811的位置可以在顶部也可以在底部或侧面;各喷肥孔711处安装固定施肥喷头74，各喷药孔811处安装固定药液喷头84;多个LED光源沿水流通道61的方向布置固定在基板3的下面。基板3的两端带有安装孔31，支架I的上部由基板3两端的安装孔31穿过。
[0027]所述LED光源4可以是电源和灯具分离的线状LED光源，也可以是水冷的线状LED光源。通过增大单颗LED光源的功率，能够进一步提高LED光源的PPFD (光合光量子通量密度)。
[0028]所述升降机构2可以采用由液压栗、液压阀和油缸组成的液压升降机构，油缸21的活塞杆22顶部与基板3连接。升降机构2也可以米用电动机械升降机构。
[0029]本实用新型可以包括相互平行的多行基板3，多行基板3固定在矩形框架9上，各行基板3通过框架9安装在支架I;水流回流管道65间隔布置在各行基板3之间，各行基板3内的水流通道61与间隔布置的水流回流管道65相通形成蛇形水流闭合回路;水流闭合回路的进水口通过第一电磁开关62与水栗63相通，最末一条水流回流管道与水栗63相通。各行基板3上的营养液导流通道71通过第二电磁开关72连接到营养液喷灌栗73，农药药液导流通道81通过第三电磁开关82连接到药液喷灌栗83。
[°03°] 所述电子控制系统分别通过导线与LED光源4的电控开关41、第一、第二、第三电磁开关62、72、82，以及水栗63、升降机构2、营养液喷灌栗73、药液喷灌栗83连接，形成自动控制系统。
[0031]本实用新型的工作过程:当需要对植物补光时，在电子控制系统的控制下利用升降机构2调节基板3的高度，以LED光源4不灼伤和影响植物生长为限制，尽可能的靠近植物，最大限度的发挥LED冷光源的优势，以减少光能的损耗。然后通过电子控制系统控制电控开关41闭合，打开LED光源4，对植物进行补光，此时LED光源4及基板3的温度开始上升。打开LED光源4的同时控制水栗63和第一电磁开关62开启，水流流入第一行基板3的水流通道61对LED光源4进行冷却，同时水流通道61内的部分水流经洒水喷头64喷出对植物进行灌溉，另一部分水流经过相邻的水流回水管道65散热冷却后流入第二行基板3，再经第二行基板3的水流通道61对其上的LED光源4进行冷却并对下面植物进行灌溉后，一部分水流流入下一行水流回水管道65。最后剩余部分的水流经最末一行水流回水管道65返回水栗63。当需要施肥时，通过电子控制系统控制第二电磁开关72闭合，控制营养液喷灌栗73开启，营养液流入各行基板3上的营养液导流通道72并从施肥喷头74喷出，对植物进行施肥。当需要喷洒农药时，通过电子控制系统控制第三电磁开关82闭合，控制药液喷灌栗83开启，农药药液流入各行基板3上的农药药液导流通道81并从药液喷头84喷出，将农药喷洒在下面的植物上。
[0032]本实用新型不限于上述铝质材料，水槽形状也不限于倒U型，营养液导流通道和农药药液导流通道内的液体可以不局限于营养液、农药。因此凡是在本实用新型权利要求1技术方案基础上做出的任何简单变形都在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统，其特征在于包括支架(I)，基板(3)，LED光源(4);所述基板(3)安装在支架(I)上，其内带有水流通道(61)，且水流通道(61)上带有多个喷水孔(611);各喷水孔(611)处安装洒水喷头(64);多个LED光源(4)沿水流通道(61)方向布置固定在基板(3)的下面，LED光源(4)通过电控开关(41)与电源连接;水流通道(61)的进水口与水栗(63)相通。2.根据权利要求1所述的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统，其特征在于所述水流通道(61)与独立于基板之外的水流回流管道(65)相通形成水流闭合管路，并且水流闭合回路的进水口通过第一电磁开关(62)与水栗(63)相通。3.根据权利要求1所述的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统，其特征在于还包括升降机构(2)，所述基板(3)与升降机构(2)的可动部件固定连接。4.根据权利要求1、2或3所述的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统，其特征在于所述基板(3)内部还带有与水流通道(61)平行布置的营养液导流通道(71)和农药药液导流通道(81);营养液导流通道(71)分布有多个喷肥孔(711)，各喷肥孔(711)处安装固定施肥喷头(74);农药药液导流通道(81)上分布有多个喷药孔(811)，各喷药孔(811)处安装固定药液喷头(84);营养液导流通道(71)和农药药液导流通道(81)的进液孔分别通过第二电磁开关(72)、第三电磁开关(82)与营养液喷灌栗(73)和药液喷灌栗(83)相通。5.根据权利要求4所述的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统，其特征在于所述水流通道(61)、营养液导流通道(71)和农药药液导流通道(81)的横截面均为倒“U”形。6.根据权利要求2所述的实现LED散热补光和滴灌喷灌的设施农业系统，其特征在于所述支架(I)上安装相互平行的多行基板(3)及与各基板(3)上水流通道(61)相通的水流回流管道(65)，水流回流管道(65)间隔布置在各行基板(3)之间，各行基板(3)内的水流通道(61)与间隔布置的水流回流管道(65)相通形成蛇形水流闭合回路;水流闭合回路的进水口通过第一电磁开关(62)与水栗(63)相通。
【文档编号】A01M7/00GK205546656SQ201620245367
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】张晓平, 戚强, 杨华, 王瑞光, 陈学文, 张士秀, 黄丹丹, 梁爱珍
【申请人】中国科学院东北地理与农业生态研究所