植物温室常用荧光光源的分析及测试.doc

植物温室常用荧光光源的分析及测试
摘 要:在植物温室中光源是不可或缺的重要组成部分,为此我们对温室中常用的光源进行了概述,并就温室中应用较广的T4荧光灯开展了启动稳定性、光衰性能和灯座性能的测试分析。结果表明全新T4荧光灯管的都需要对人工光源进行选择和合理的配置。在温室中普遍使用的人工光源有白炽灯、荧光灯、气体钠灯、金属卤化物灯和LED灯等。最早在温室中应用的是白炽灯,白炽灯具有连续光谱,其可见光辐射只占总辐射能的10~20%,所以发光效率较低,白炽灯寿命较短,约为1000h。目前在温室中应用较广的是荧光灯,其发光光谱基本位于可见光区域,因此发光效率高,约为白炽灯的4倍,寿命可以达到3000h。荧光灯还可通过改变荧光粉来获得所需的特殊光谱,以满足不同的需求。荧光灯的缺点是功率因数低,结构复杂故障率相对较高。在一些温室中还经常配有气体钠灯,它的发光效率更高,其辐射光谱集中在黄光区,因此生理辐射较强。温室中也时常会配有金属卤化物灯,其功率大,发光效率也较高,使用寿命一般为4000h。LED作为新型照明光源,既可提供连续光谱又可提供各种单色光,虽然目前在温室中的应用还不是很普遍,但其应用前景已被发现。另外,还有一些人工光源也可用作温室光源,如碘钨灯、水银灯、氙气灯等。
荧光灯的结构和类型
荧光灯由灯管、起辉器、镇流器和灯座(灯架)等部分组成。灯管:由玻璃管和灯丝及灯丝引出脚等构成,玻璃管内壁涂有荧光材料,管内抽低真空后充入少量***蒸汽和适量惰性气体(一般为氩气)。起辉器:由氖泡、小电容、出线脚和外壳构成,氖泡内装有动触片和静触片。镇流器:分电子式和铁芯电感式,电子式结构轻巧且价格便宜,铁芯电感式由铁芯 和电感线圈组成[5]。
目前,荧光灯主要有三类:直管型荧光灯、高光通单端荧光灯、紧凑型节能荧光灯[6]。其中直管型荧光灯是温室中主要用到的类型,该类荧光灯按直径的大小常见的有三种:T4()、T5(16mm)和T8(),市场上销售的长度从120mm到2400mm,功率类型从4W到125W等多种规格。温室中,常用的直管荧光灯一般以24W及以上发射白色光的居多。
2 T4荧光灯管的性能测试分析
实验方法
本研究选用市售28W同一批次全新、用过1000小时和用过2000小时的三种T4灯管进行性能测试,所用测试实验室做了遮光处理,(lux)。使用正泰交流稳压器将市电稳压后供所测试的灯管使用,选择灯管中央位置正下方500mm处,利用泰仕TES-1334A光照度计进行光强测量。
启动稳定性测试分析
对三种处理的T4灯管,我们首先进行了启动稳定性测试,从启动开始每隔2分钟测量一次光强,共测量6次,结果如图1所示。由该图可见T4灯管的光强在启动之初迅速上升,到最大值后略有下降,将上升到最大值的时间称为启动稳定时间。由图1可以发现全新灯管的启动稳定时间为2分钟,用过1000小时和用过2000小时的两种灯管的启动稳定时间为4分钟。另外,0~2分钟之间的直线斜率也是全新灯管最大,用过2000小时的灯管最小。这些现象说明随着T4灯管的使用,其启动稳定性在推迟和减慢。
光衰性能测试分析
接着,我们对三种处理