WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 18 |

Повышение эффективности облучения меристемных растений с использованием светодиодных установок

-- [ Страница 7 ] --

На диаграмме точки трех цветов отдельных светодиодов, используемых в трехцветном световом приборе, соответствуют вершинам треугольника. Теоретически прибор может воспроизвести любой цвет, соответствующей точкам внутри этого треугольника. На практике трехцветный светодиодный световой прибор обычно управляется цифровым контроллером и может воспроизвести определенное количество возможных цветов внутри треугольника. С помощью 8-битного трехцветного светодиодного прибора можно получить приблизительно 16,7 млн цветов, однако это количество уже превышает число цветов, которые человек способен различить в пределах данного цветового треугольника. (Цвета, лежащие вне границ цветового треугольника, могут быть различимы глазом человека, но световой прибор не сможет их воспроизвести) [63].

Способность полноцветных светодиодных световых приборов излучать свет любого цвета без использования светофильтров и других внешних устройств в корне отличает светодиоды от других источников света. Совместное использование полноцветных светодиодных источников света с контроллерами освещения позволяет создавать как простые цветовые эффекты, так и полноцветные световые шоу и даже крупномасштабные видеодисплеи. Существует два способа получения белого света с помощью светодиодов [33]. Согласно цветовой модели RGB, белый цвет получается с помощью пропорционального смешивания красного, зеленого и синего цветов. При использовании метода RGB белый свет получается при объединении излучения красного, зеленого и синего светодиодов.

Люминофорные технологии получения белого света предполагают использование одного светодиода коротковолнового излучения, например, синего или ультрафиолетового, в комбинации с желтым люминофорным покрытием. Фотоны синего или ультрафиолетового излучения, генерируемые светодиодом, либо проходят через слой люминофора без изменения, либо преобразуются в нем в фотоны желтого света. Комбинация фотонов синего и желтого цвета создает белый свет (рисунок 1.14).

Рисунок 1.14 Схема смешения желтого и синего цветов Метод RGB дает возможность создавать белый свет точного оттенка, имеющий способность подчеркивать освещаемые цвета. Однако для создания белого цвета RGB требуется сравнительно сложное оборудование, так как в одном источнике необходимо использовать сразу три светодиода. При этом получаемый свет неестественно передает пастельные тона, что является основным следствием низкого индекса цветопередачи белого света, полученного методом RGB.

Белые люминофорные светодиоды обеспечивают лучшую цветопередачу, чем белые RGB-светодиоды, в большинстве случаев сравнимую с люминесцентными источниками света. От белых RGB-источников света они также отличаются высокой энергоэффективностью. Именно высокая энергоэффективность и хорошая цветопередача делают люминофорные технологии предпочтительным способом получения белого света.

В процессе производства белых светодиодов на светодиодный кристалл наносится слой люминофора. Оттенок или цветовая температура белого света, излучаемого светодиодом, определяется длиной волны света, испускаемого синим светодиодом и составом люминофора.

Цветовая температура излучения светодиода зависит от толщины слоя люминофора. Производители стараются минимизировать цветовые вариации с помощью строгого контроля толщины и состава слоя люминофора [52].

В настраиваемых световых приборах, позволяющих получать белый свет из определенного диапазона цветовых температур, используется принцип смешивания трех цветов. Эти приборы обычно содержат светодиоды холодного и теплого белого света, индивидуально управляемые по принципу, применяемому в полноцветных источниках света RGB. Регулирование относительной интенсивности холодного и теплого белого света изменяет цветовую температуру настраиваемого светового прибора по тому же принципу, как регулируется интенсивность излучения красных, зеленых и синих светодиодов полноцветного (RGB).Для использования в целях освещения светодиоды должны быть объединены в систему, включающую оптику, драйверы, источники питания и теплоотводы. Все названные компоненты присутствуют в световом приборе (рисунок 1.15).

Дополнительно светодиодные световые приборы обычно включают посто янно подсоединенные или отсоединяемые кабели для подключения к источнику питания. Линейные светильники, например, осветительные приборы для световых карнизов и рабочего освещения, обычно снабжены стыковочными разъемами, кабельными перемычками и другими устройствами для установки приборов с различными интервалами и в различной конфигурации.

Параметры светодиода (СД), как и любого источника света (ИС), можно разделить на входные и выходные. К входным параметрам относятся:

прямой ток через СД Iпр;

прямое падение напряжения при поминальном токе Uup;

максимально допустимое обратное напряжение Uобр.макс;

вольтамперпая характеристика (зависимость прямого падения напряжения от тока).

Номинальный прямой ток 1пр через кристалл размером 0,1 х 0,1 мм равен 20…40 мА. Максимально допустимый прямой ток Iпр макс зависит от условий охлаждения, конструкции СД, а при импульсном режиме- от скважности импульсов.

Прямое падение напряжения Uпр на СД при номинальном токе зависит от энергии излучаемых квантов и составляет от 1,5 В для диодов, излучающих в ИК области, до 4,2 В для СД, излучающих синий и фиолетовый свет.



Максимально допустимое обратное напряжение Uобр.макс – для большинства СД равно 10 В. Примеры вольт-амперных характеристик СД показаны на рисунке 1. Рисунок 1.16 Вольтамперные характеристики СД Все СД допускают работу в импульсном режиме с превышением амплитудного значения прямого тока над номинальным в 5 – 10 раз.

К выходным параметрам СД относятся:

световой поток Ф;

угол излучения 2;

осевая сила света I0;

цветность излучения или длина волны в области максимума излучения.макс;

световая отдача v (для ИК–диодов – КПД);

яркость L (указывается для светящихся пластин);

инерционность ;

люмен-амперная характеристика (зависимость светового или лучистого потока СД от прямого тока).

В литературе по СД часто встречаются еще два выходных параметра: внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний квантовый выход – это отношение числа генерируемых в р-n-переходе квантов излучения к числу проходящих в единицу времени электронно-дырочных пар. В современных инфракрасных и красных диодах на основе AIGalnP с подложкой из арсенида галлия внутренний квантовый выход близок к 100%. для СД синего цвета на основе нитридов индия и галлия – около 20%.

Однако не все генерируемые кванты излучения выходят наружу – часть их теряется в результате поглощения внутри кристаллов и за счет полных внутренних отражений на границе кристалл-полимер. Внешний квантовый выход – это отношение числа квантов, выходящих из СД наружу, к числу электроннодырочных пар, проходящих через р-n-переход [82].

Световой поток Ф – наиболее важный для светотехников параметр СД, однако он указывается далеко не всегда и не всеми производителями. Чаше в каталогах приводятся осевая сила света I 0 и угол излучения 20,5 – т.е. полный угол, на границах которого сила света составляет 0,5 oт осевой. Для СД с двумя плоскостями симметрии, изготавливаемых рядом фирм, в каталогах указываются углы в этих плоскостях 20,5 и 20,5.Среди промышленных СД разброс углов излучения составляет от 3 до 180°, т.е. КСС СД могут быть от очень узких до диффузных.

Величина осевой силы света определяется углом излучения и световым потоком.

Для однокристальных СД красного и зеленою цветов она составляет от 0,5 до кд, для синих – от 0,1 до 30 кд.

Цветность изучения определяется шириной запретной зоны и, в меньшей степени, толщиной активного слоя СД. Излучение СД не является строго монохроматическим: ширина спектральной полосы излучения составляет от 10 до нм (по уровню 0.5). Положение максимума излучения слабо зависит от прямого тока СД и от температуры р-n-перехода (около 0,05 нм/К). В настоящее время производятся СД практически с любым цветом излучения. На рисунке 1.17 показано спектральное распределение энергии излучения современных СД.

Рисунок 1.17 Спектральное распределение энергии излучения Белый свет СД получают либо с помощью люминофоров преобразующих коротковолновое излучение в более длинноволновое, либо аддитивным смешиванием излучения трех кристаллов. Наиболее простой и дешевый способ введение люминофора, излучающего желтый свет, в состав полимерного корпуса синих СД. Однако цветопередача таких СД невысока (Ra не более 70). Лучшую цветопередачу при более высокой световой отдаче можно получить, используя три цветных люминофора, излучающих красный, зеленый и синий цвета (аналогично ЛЛ с узкополосными редкоземельными люминофорами). С применением люминофоров созданы СД с различной цветовой температурой (от 3000 до 8000 К) при общем индексе цветопередачи Ra до 85.

Световая отдача лабораторных образцов красных СД (.макс=611 нм) достигает 102 лм/Вт и, по прогнозам специалистов, в ближайшие голы может превысить 150 лм/Вт. Выше 100 лм/Вт может быть также световая отдача зеленых ( нм) и желтых (598 нм) СД. К 2004 г. для белых СД с люминофором достигнута световая отдача 50 лм/Вт для промышленных и 100 лм/Вт для лабораторных образцов. Световая отдача синих СД (470 нм) в настоящее время достигает 10 лм/Вт и в будущем может быть повышена до 50 лм/Вт.

Яркость I указывается в каталогах только для светодиодных матриц и пластин с достаточно большой площадью свечения. Яркость зависит от цвета излучения и может превышать 10000 кд/м2.

Инерционность СД определяется временем нарастания светового потока от 0,1 до 0.9 и спада от 0,9 до 0,1Фном при подаче и снятии напряжения. У современных СД па основе МДГС это время составляет от 10 до 50 не. Столь малая инерционность позволяет модулировать излучение СД с частотой до десятков мГц.

Типичная люмен-амперная характеристика СД приведена на рисунке 1.18.

На достаточно больших участках эта характеристика линейна, однако при токах, значительно превышающих номинальные значения, у всех СД наблюдается отклонение от линейности (в сторону насыщения).

Рисунок 1.18 Люмен-амперная характеристика светодиода Линейная зависимость светового потока от прямого тока и малая инерционность СД позволяют создавать на их основе света и цветодинамичные установки с очень широкими диапазонами изменения яркости и цвета, недостижимыми при использовании других ИС. Эти же свойства открывают дорогу для применения СД в устройствах оптической связи и дистанционного правления аппаратурой.

Для этих целей, в основном, используются диоды, излучающие в ИК-области [65].

1.3 Существующие облучательные установки Светодиодная фитолампа предназначена для подсветки растений, она обеспечивает оптимальный для роста и развития растения спектр излучения, не нагревается при работе, экономична (потребляемая мощность - 9 Вт), а также имеет длительный срок службы (более 10000 часов работы) (рисунок 1.19).

Многие комнатные растения и цветы страдают в осенне-зимний период от недостатка освещения. Это проявляется в увядании листьев, вытягивании стеблей, отсутствии цветения и т.п. Поэтому очень желательно обеспечивать искусственную досветку растений.

Фотолампа не имеет влагозащиты, поэтому желательно оберегать е от воздействия брызг при поливе. Также недостатком данных облучателей является ограниченный спектр излучения.

Технические характеристики:

Рабочее напряжение, В: 220 (50 Гц) Стандартный цоколь Е Потребляемая мощность, Вт: Спектр излучения:



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 18 |
 

Похожие материалы:

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.