[发明专利]水产养殖照明装置和方法

说明书

交叉引用

本申请要求在2011年12月14日提交的、标题为LED照明结构的美国临时专利申请序列号61/570,552的权益并且是基于该临时申请的，并且该申请通过引用全文结合在此。

背景技术

本发明是关于LED照明组件。更确切而言，本发明涉及用于增强自然和人造生态系统中的水产养殖的水下LED照明组件。

可以使用照明来影响水生动物的生长。确切而言，大多数动物物种的生长需要光，并且光实质性地在饲养、再生产、在水柱中的位置以及其他因素方面影响动物的行为。当水变得更深时水天然地过滤光，而使得较低的光强度和不同谱带的光波长能到达深水中。

在水产养殖中，二氧化碳(CO₂)和氮氧化物污染水体并且产生对某些动物为致死性的环境。在自然界，水中的藻类在藻类生长和光合作用的过程中可以消耗CO₂和氮气；在这样做时，藻类对水体进行去污而同时对动物提供食物。然而，为了将藻类用于此类目的，需要存在适当频率和强度的光以允许藻类通过光合作用而生长。水塘中可获得的光的量可能由于以下原因而减少：1)在24小时的太阳周期中存在不够理想的日照期来准许按所希望的发生光合作用；2)水体表面的反射性质，这种反射降低了可获得的光对光合作用的有利效果，并且这种反射随着在一天中太阳相对于水体的角度从锐角变为斜角而改变，因此抑制了光合作用；并且3)包含高水平固体(无论是腐败物质还是活物质的形式，例如腐败的或活的藻类)的水体不准许光达到表面以下太多。当水塘中的光减少时，光合作用可能降低或变成不可能，并且在表面以下太多的任何深度处，光合作用的益处可能不存在。这样，在水产养殖设施中使用较深的水位被证明可能是有问题的。

小池塘具有抑制光穿透到池塘中的若干因素，这些因素包括缺少水的运动，因为较小的水体更受到保护并且吸取较少风能。在没有波浪动作的情况下，更多的光从水体表面反射走并且没有穿透到池塘中(相比之下，具有恒定的波浪动作时，太阳射线仅在一部分时间被反射并且较少的太阳光被反射，因为连续变化的表面没有产生光滑的反射表面)。一些测量估计出了，在光滑表面的池塘上，仅有40％的光能穿透了水体表面。在超过了临界角度的某个点之后，所有光都从表面反射走并且水下变为黑暗的(尽管在水体之上仍是亮的)。

保护还降低了水体表面的洁净，并且藻类或其他物质可能栖息在表面上且使表面浑浊，这另外可能是从池塘的表面被吹走的和/或消散到更大水体中。对于不同的水深而言，这些动物可能需要不同谱带的光到达它们。例如，栖息地在池塘表面以下一米深度内之内的鱼可能利用与该池塘内栖息地位于更深处(例如，在10米深度处)的鱼不同的谱带来茁壮生长。

进一步，研究已显示，不同的活生物在生理学和心理学上均受到它们所接收的光波长的影响。这对于该活生物是植物还是动物都是如此，如在本发明人的若干专利中所讨论的，这些专利包括授予格瑞吉卡(Grajcar)的标题为适应植物谱带敏感性的光源[Light Sources Adapted to Spectral Sensitivity of Plants]的临时专利申请61/669,825、以及授予格瑞吉卡的标题为用于在水生生物中操纵生理学和心理学影响的水生系统[Aquatic System for Manipulating Psychological and Physiological Effects in Aquatic Life]的61/698,074，这二者都通过引用全文结合在此。

因此，本领域需要一种可以用于增强和饲养处于其自然栖息地中还以及人造设施中的水生生物的水下照明组件。本领域进一步需要提高水生生物的产率、大小和容量。

因此，本发明的一个基本目的是提供一种用于水生生物的淹没式LED照明组件；

本发明的又一个目的是优化水生生物的生长和产率。

本发明的另一个目的是提供可以在其中养殖水生生物以采收的另外场所。

这些以及其他的目的、特征和优点将从本说明书和权利要求书中变得清楚。

发明概述