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什么是全光谱?什么是全光谱LED灯?
浏览: 发布日期:2019-11-22
全光谱,指的是光谱中包含紫外光、可见光、红外光的光谱曲线,并且在可见光部分中红绿蓝的比例与阳光近似,显色指数接近于100的光谱。太阳光的光谱可以称作全光谱,人造光源中,在弧光放电气体放电灯的发光电弧管内适量增加汞的含量,从而增加紫外光部分的光能量,并调整金属卤化物配比,使可见光部分的各波段波长的组合接近于太阳光谱,波长大于780nm的红外光部分,光谱连续,可持续到1000nm波长以上。
太阳光的色温是随着四季和早晚时间变化而变化,所以全光谱灯的光谱,应随时间变化而相继改变色温,模拟自然光环境,才能更符合生物的自然生长规律。
LED光源的全光谱研发,在国际上已持续多年,但目前技术仅限于研发可见光部分的各波段做到连续光谱,提高显色指数,但紫外光和红外光部分很难做到连续光谱.每颗紫外、红外LED灯珠的光谱很窄,限定于某一特定波段,组合成连续光谱,具有很大的难度,且成本偏高。
目前世界各灯具厂商制造的全光谱灯泡有:Duro-Test的Vita-Lite,奇异公司的Chroma 50,菲利普公司的Colortone 50,和Sylvania的Designer 5000K。以上所有的灯泡都可发出---以目前的化学技术可做到的最类似自然阳光的光照。这些灯管可发出近似赤道正午时的光照,其色温大约是5000K。Duro-Test有贩售Vita Lite 75型灯管,奇异公司有生产Chroma 75型灯管,菲利普则有生产Colortone 75型灯管。这些灯管的售价和普遍度则有相当的差距。Vita Lites的灯管较为普遍,因为此种灯管也被爬虫类养殖者所使用。这些灯管通常在水族宠物店中就可买到,但售价会较一般的电器用品店的售价贵一些。国内菲而森光电公司与哈尔滨理工大学合作也已涉足研发全光谱太阳灯光源,目前开发出的全光谱灯,不仅包括安全的紫外光、红外光,并且可见光部分的光谱曲线更接近于太阳光谱,同时开发出的可以模拟阳光一年四季及早晚不同时间段色温变化的全光谱光照系
统,更符合生物的生长规律,可以广泛应用于植物大棚、哺乳动物养殖和适用于长期不见阳光的人群。
植物所需要的光照,不仅仅是波长460左右的蓝光和660左右的红光部分,同时需要紫外光的照射,特别是针对浆果类植物,可有效的促进糖分的合成,在北京大兴草莓大棚试验基地中,使用全光谱光源照射的草莓糖度表显示数值是17,而没有使用全光谱光源的草莓的糖度是12。
在室内动物养殖、特别是哺乳动物的养殖,更需要紫外线促进钙质的合成,在全光谱光源的条件下,哺乳动物的精神状态更好,毛色光鲜,活力增加,同时全光谱光源的红光波段可促进动物皮下血液循环的速度,提高免疫力。
长期在没有自然光照环境的人群,往往气色不佳,精神状态不好,做事没有积极性,身体无力,这正是缺少自然光照,没有阳光来补充光能量的原因,所以为自然光线不足的人群提供全光谱光源十分必要。

什么是全光谱LED

全光谱,指的是光谱中包含紫外光、可见光、红外光的光谱曲线,并且在可见光部分中红绿蓝的比例与阳光近似,显色指数Ra接近于100的光谱。
太阳光的光谱可以称作全光谱,色温是随着四季和早晚时间变化而变化,所以全光谱灯的光谱,应随时间变化而相继改变色温,模拟自然光环境,才能更符合生物的自然生长规律。

晴天中午的太阳光辐射连续光谱,色温5000K,分为可见光与不可见光两部分。可见光的波长为400?760 nm,分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色,集中起来为白光;不可见光两种,波长大于760nm的红外线以及波长290?400nm的紫外线。

全光谱LED应尽可能模拟5000K太阳光谱。
普通LED中蓝光光谱相对较高,缺少紫光、青光、短波绿光和长波红光部分,目前全光谱LED都是通过芯片+荧光粉实现的,通过加入紫光芯片或添加蓝峰和荧光粉峰之间凹陷区域波长的荧光粉来补全光谱。

光源对物体的显色能力称为显色性,太阳光的显色指数定义为100,显色指数(Ra)数值越接近100,显色性越好。

评价光源显色性时采用15种样品色,特殊显色性R9 是评价LED对生动色彩红色的复现质量指标,Ra、R9 同为较高的数值是高品质LED的表现。

与普通LED相比,全光谱LED光谱更加连续,色域更广泛;显色指数Ra大大提高,更接近于100;其中特殊显色指数R9可高达90以上。

全光谱LED的特点

全光谱LED通过补全缺少的短波紫光、 青光、短波绿光、长波红光部分光谱,大大增强了光谱连续性,完整性,使得色域广泛,与太阳光全光谱更加接近。

短波“紫光”有助于人体合成维生素D,促进人体对钙的吸收,波长400?420nm的紫光还有助于植物形成花青素和抵制枝叶的伸长。长波“红光”在开花期及结果期能促进植物整体的生长。

普通LED光谱中蓝光波段范围相对较大,过量的蓝光以及照明灯具的不当使用会造成视觉损伤。蓝色光线会抑制褪黑素的分泌,可能会导致失眠。全光谱LED灯不但能有效降低照明LED光源的蓝光危害。

280-315nm波长已属紫外线光线,对于各类动、植物甚至于菌类均有直接压制生长的功能;315-400nm光波亦属远紫外线光,叶绿素吸收少,阻止茎伸长;400-520nm(蓝)波长可直接处使植物根、茎部位发展,对于叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大,对光合作用影响最大;520-610nm(绿)绿色素的吸收率不高;610~720nm(红)对于光合作用与植物生长速度有显著影响;720~1000nm此类波长泛属红外线波长,对于植物的吸收率低,可直接刺激细胞延长,会影响开花与种子发芽;>1000nm––>已接近雷射光波长已转换成为热量。

另外,全光谱 LED中含有少量的紫外线能有效预防病虫害。

之前的植物灯多为红蓝组合、全蓝、全红三种形式,用来覆盖植物行光合作用所需的波长范围,近年,全光谱LED植物生长灯开始流行。

另外,全光谱LED还应用于手术灯、护眼灯、博物馆照明、高端场所照明等对光谱质量要求高的领域。

据行业数据统计,目前全光谱LED在LED市场上所占的比例仅为2%左右,相对于普通LED,全光谱LED成本略高,受价格制约,推广阻力较大。

业内人士预测:“随着全光谱技术的不断提升,将有更多用户体会到全光谱光品质的重要性,其市场占有率将会快速增长,整个LED行业特别是室内照明领域也将会快速由常规的高显色LED过渡到全光谱LED。”


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