[发明专利]一种用于光生物学实验的可调光配方的宽光谱LED光源

说明书

技术领域

本发明专利提出一种用于光生物学实验的可调光配方的宽光谱LED光源，可应用于各种与光生物学相关的实验研究中，主要包括与光照相联系的植物生理生化、动物生理生化、菌类培植、光学理疗及相对应的分子机制等研究，可以为可控环境下植物栽培、动物饲养、菌类生产和光治疗方法及健康光源等所需的光配方研究提供光源设备。

背景技术

与光照有关的植物、动物和微生物生理生化、光医学研究及相对应的分子机制等研究，可控环境下的植物栽培、动物饲养、菌类生产和光治疗方法及健康光源的开发，需要能够任意调控光配方(光谱组成和光照强度)的全光谱光源。

随着LED产业技术的发展，LED作为新一代绿色环保光源逐步得到普及应用。LED具有许多其他光源无法相比的独特优势，其中包括LED能够发出各种波段的光谱，且每一种波段波谱较窄，包含所有可见光波段及部分紫外和红外波段。这一特性使得开发可以任意调配光源光谱组成的全光谱光源成为可能。

但是，目前应用的LED光源大多为单色或两到三种颜色的组合光源，常见的有红、蓝、绿、紫外和红外单色光源，以及不同比例的红蓝组合、红白、蓝白及红蓝绿组合LED光源等。这些光源虽然也能够实现一定的波谱调配，但是同一个光源不能够同时实现波谱段和各段辐射强度的调配。不能够满足光生物科学研究和技术开发的需要。而且，为了研究光谱组成需要配置很多个不同的光源，且使用率极低，造成浪费。

本专利提出的一种用于光生物学实验的可调光配方的宽光谱LED光源，能够满足各项与光环境相关的研究对特殊光源的需求，研究人员可以根据自己实验方案任意调配光谱组成和各个谱段的光照强度大小，具有广阔的应用价值。

发明内容

本发明的目的是给出一种在一定范围内可任意调控光谱，精巧轻便、使用简单的用于科学研究的宽光谱LED光源。

为了实现以上研究目的，设计发明了此种光谱可调控的科研实验用宽光谱LED光源。包括光源板模块(1)和启动控制模块(2)。其特征在于可应用于各种光生物相关的实验研究，还可以应用于需要不断变动光环境光谱组成的特殊环境照明。

所述光源板模块(1)有外壳(3)、散热板(4)、散热扇(5)、印刷电路板(6)、灯珠单元(7)、穿线孔(8)和悬挂孔(9)组成。外壳(1)背面以中心为圆心开有环形进气口(10)，四个侧面均开有条形出气口(11)，用于冷空气的流入和热空气的流出。散热板(4)上的散热翅(12)以板对角线为界分成四个部分，每个部分的散热翅(12)均匀的向对边延伸，且近心端略高于远心端，整体呈四面发散排列，利于热空气的排出。散热扇(5)固定在外壳(3)背板内侧中心位置，运行过程中，从进气口(10)吸入冷空气，推动其在散热翅(12)的间隙中穿过并从出气口(11)排出。印刷电路板(6)采用多层PCB，使同一个波段的灯珠并联且可以单独控制，整个灯板一颗灯珠损坏不影响其他灯珠工作。为保障光源在长期使用过程中印刷电路板(6)与散热板(3)的充分接触，首先用具有良好导热性的粘着剂将印刷电路板(6)与散热板(3)紧密黏贴在一起，再用均匀分布的固定钉(13)非穿透性固定，使光源工作过程中产生的热量得到充分的扩散，达到良好的散热效果。灯珠单元(7)包含280-320nm LED灯珠(14)、610-710nm LED灯珠(15)、380-420nm LED灯珠(16)、420-480nm LED灯珠(17)、480-560nm LED灯珠(18)、560-610nm LED灯珠(19)和710-740nm LED灯珠(20)七个不同发光波段的LED灯珠，呈六边形排布，所发射的光谱包含了可见光区域的全谱和部分紫外及远红，单元间具有相同波段的灯珠分布在单元的相同方位，且同一种波段的灯珠同行并联或同列并联，之后再行与行并联或列与列并联，最后通过外壳(3)侧面的穿线孔(8)与启动控制模块(2)相连，实现每一个波段的独立调控。整个灯珠单元采用耐高温抗腐蚀且抗老化的透明胶(21)作局部圆形防水封装，灯珠单元在电路板上的排布行间距与列间距相同均为20mm≤d≤40mm，以便使各波段的光辐射分布均匀，行数和列数根据供电及具体使用情况确定。四个悬挂孔(9)焊接在外壳背面的四个角便于使用时灯具的固定。