本實用新型涉及一種植物生長裝置，具體涉及一種可變光譜的LED植物生長箱。

背景技術：

幾乎地球上所有的能源都來源于太陽光的輻射，光是植物生長必不可少的環境因素，沒有光能的轉換和儲存，生物界的物質循環就沒有能量支撐。然而隨著植物億萬年的進化，不同植物對光照形成了不同的敏感程度和適應性。陽性植物對光照強度的要求較高，在低光照下無法完成生長發育，陰性植物在強光照條件下由于蒸騰作用太強會導致植株失水，進而導致植株枯萎。對藥用植物而言，光質和光照強度對其植株內藥用功能成分的含量的也有較大影響。

探究光對植物生長的影響過程，建立光對模式植物影響的數學模型，是當今植物光學領域亟待解決的一個問題。通過對光與植物生長關系的研究，了解光對植物生理活動的明確作用機理，對人們了解植物合成天然產物的過程和仿生學的發展具有重要推動作用。同時，通過對植物生理作用過程的研究，還能夠通過改變植物的生長環境，使植物朝著更有利于人類生產生活的方向生長。

相比在大棚或露天環境中，在植物生長箱中研究不同條件對植物生理活動的影響能夠實現嚴格的變量控制，從而減少自然變化等因素對實驗結果造成的干擾。使用植物生長箱大規模育苗，能夠在較短時間內育出優質的植物幼苗，消除惡劣天氣條件影響幼苗質量或延長幼苗供應時間的風險，同時能夠減少人力的投入。

本實用新型的一種可變光譜的LED植物生長箱能夠通過調整不同的光譜以及溫度、濕度等其他環境因子，在培養不同植物時使用不同的光譜，以實現不同的植物在最適合其生長的光譜條件下生長。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠改變光譜、智能化調節溫度和濕度以實現植物在最適合其生長的光譜下生長，從而提高植物的品質，縮短植物生長周期的可變光譜的LED植物生長箱。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案為：

一種可變光譜的LED植物生長箱，包括一箱體，所述箱體內設置有若干個栽培層，每個栽培層上部可拆卸的設置有LED燈板；所述箱體內還設有水肥循環系統、溫度控制系統和濕度控制系統。

進一步地，所述栽培層底部設有營養液層；所述營養液層設有排水口和出水口；所述水肥循環系統包括營養液池、水泵、管道及控制水泵工作的控制器，所述水泵通過主管道與所述出水口相連的分管道相連通，排水口通過管道與營養液池連通；所述溫度控制系統包括溫度傳感器、加熱器及控制加熱器工作的控制器，所述溫度傳感器設置在所述營養液層內，所述加熱器設置在營養液池內；所述濕度控制系統包括濕度傳感器、排氣扇及控制排氣扇工作的控制器，所述濕度傳感器和排氣扇安裝在栽培層的側壁上。

進一步地，所述栽培層數量為4層。

進一步地，LED燈為熒光粉激發型LED燈或全芯片式LED燈，其發射峰涵蓋460nm，530nm，550nm，570nm，590nm，610nm，630nm，650nm，670nm，690nm，710nm。

進一步地，所述LED燈板尺寸為30cm×30cm，數量為25片，LED燈為SMD(GB 3528)和COB集成LED燈。

進一步地，所述LED燈板的LED燈板通過卡槽裝在每個栽培層的上方，距每個栽培層底部的距離為40cm。

進一步地，出水口的高度比進水口高2-4cm。

進一步地，所述箱體底部設有燈板儲存箱，尺寸為35cm×27cm×32cm。

進一步地，所述燈板儲存箱中內附柔性緩沖材料，并且設置25個儲存槽，儲存箱開啟狀態下每個儲存槽內徑長31cm，寬1cm，高29cm。

進一步地，所述箱體的外形尺寸為200cm×50cm×200cm。

進一步地，各個分管道上設置閥門。

進一步地，LED燈板的具體光譜設置如下：

(1)發射峰460nm；530nm；610nm；(2)發射峰460nm；530nm；630nm；

(3)發射峰460nm；530nm；690nm；(4)發射峰460nm；530nm；670nm；

(5)發射峰460nm；530nm；690nm；(6)發射峰460nm；530nm；710nm；

(7)發射峰460nm；550nm；610nm；(8)發射峰460nm；550nm；630nm；

(9)發射峰460nm；550nm；650nm；(10)發射峰460nm；550nm；670nm；

(11)發射峰460nm；550nm；690nm；(12)發射峰460nm；550nm；710nm；

(13)發射峰460nm；570nm；610nm；(14)發射峰460nm；570nm；630nm；

(15)發射峰460nm；570nm；650nm；(16)發射峰460nm；570nm；670nm；

(17)發射峰460nm；570nm；690nm；(18)發射峰460nm；570nm；710nm；

(19)發射峰460nm；590nm；610nm；(20)發射峰460nm；590nm；630nm；

(21)發射峰460nm；590nm；650nm；(22)發射峰460nm；590nm；670nm；

(23)發射峰460nm；590nm；690nm；(24)發射峰460nm；590nm；710nm；

(25)發射峰590nm；610nm；710nm。

本實用新型所述的一種可變光譜的LED植物生長箱可以實現植物生長環境中光照、溫度和濕度的智能化調控。

智能化控制方面，本實用新型通過控制器對光照強度、光照時間、溫度和濕度進行控制，在操作界面上設有各個參數的設置鍵，通過操作界面上方的顯示器時刻顯示生長箱中的光照強度、溫度、濕度，并能夠自動記錄儲存變化的數據

對光譜的調控，本實用新型通過更換拆卸便捷的LED燈板實現，所用的燈板依照光譜中發射峰的順序依次儲存于燈板儲存箱中，需要不同波段的光譜時，可根據燈板的儲存順序迅速找到該段光譜所對應的燈板。

對光照強度的調控，本實用新型主要通過調節電流強度的大小調節燈板的實際功率，從而實現光照強度的調控。

對光照時間的調控，本實用新型通過內置的時控開關實現每24h中光照時間的調控。

對溫度的調控，本實用新型通過位于營養液池中的加熱器和位于每個栽培層的營養液層中的溫度傳感器來實現。溫度低于設置溫度時，溫度傳感器將溫度信息反饋給控制器，此時加熱器開啟對營養液進行加熱，加熱后的營養液通過水肥循環系統被輸送至栽培層中的營養液層中，待營養層中的溫度小于設置溫度1-2℃時加熱器停止工作。由于植物生長箱中較為涼爽，往往不會有太高溫度，因此無須設計降溫系統。

在本實用新型的設計中，下層栽培層上方LED燈板工作時散發的熱量可用于上層栽培層下方的營養液層的加熱，從而可以使電能得到最大效率的應用，減少加熱營養液溫度時電能的消耗。

對濕度的調控，本實用新型通過位于每個栽培層側面的排氣扇的工作來實現。安裝排氣扇時設計為：排氣扇順時針旋轉時將箱內氣體排出，逆時針旋轉時將外界氣體鼓入箱中。在操作界面上設定濕度值，濕度傳感器反饋的濕度高于設置濕度20％-30％時，排氣扇順時針旋轉將箱內高濕度的氣體排出以降低濕度，濕度傳感器反饋的濕度低于設置濕度15％-20％時，排氣扇逆時針旋轉，向箱內鼓入空氣，加快空氣流通速度，從而促使營養層中的液體蒸發，增加空氣濕度。當濕度穩定在設置濕度的±10％時，排氣扇停止工作。

本實用新型的水肥循環系統主要由營養液池，水泵和管道組成。營養液池置于生長箱的底座上方，可以起到降低重心，增加穩定性的作用，營養液通過水泵輸送至主管道中，再根據接入各栽培層的分管道輸送至每個栽培層。各個分管道出口設置閥門，根據各栽培層高度的大小調節各個閥門的開啟程度以實現營養液輸送過程中每個栽培層的流量相等。

附圖說明

圖1是植物生長箱的構造圖。

圖2是栽培層的結構圖。

圖3是水肥循環示意圖。

圖4是營養液池結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示一種可變光譜的LED植物生長箱，包括一箱體2，具體地，所述箱體的外形尺寸為200cm×50cm×200cm；所述箱體2內設置有若干個栽培層1，每個栽培層1上部可拆卸的設置有LED燈板，具體地，所述LED燈板尺寸為30cm×30cm，數量為25片，通過卡槽裝在每個栽培層的上方，距每個栽培層底部的距離為40cm，LED燈為SMD(GB 3528)和COB集成LED燈，所述LED燈為熒光粉激發型LED燈或全芯片式LED燈，其發射峰涵蓋460nm，530nm，550nm，570nm，590nm，610nm，630nm，650nm，670nm，690nm，710nm；所述箱體2內還設有水肥循環系統、溫度控制系統和濕度控制系統。

如圖1-4所示，栽培層1底部設有營養液層11；所述營養液層11設有排水口10和出水口7；所述水肥循環系統包括營養液池7、水泵15、主管道13、分管道14及控制水泵工作的控制器，所述水泵15通過主管道13與所述出水口7相連的分管道14相連通，排水口10通過管道與營養液池5連通，各個分管道14上設置閥門16；所述溫度控制系統包括溫度傳感器8、加熱器12及控制加熱器工作的控制器，所述溫度傳感器8設置在所述營養液層11內，所述加熱器12設置在營養液池5內；所述濕度控制系統包括濕度傳感器9、排氣扇6及控制排氣扇工作的控制器，所述濕度傳感器9和排氣扇6安裝在栽培層1的側壁上。

如圖1所示，所述箱體2底部設有燈板儲存箱4，尺寸為35cm×27cm×32cm，所述燈板儲存箱4中內附柔性緩沖材料，并且設置25個儲存槽，燈板儲存箱4開啟狀態下每個儲存槽內徑長31cm，寬1cm，高29cm。

如圖1和圖2所示，本實用新型一種可變光譜的LED植物生長箱中共設置四個栽培層1，每個栽培層高40cm，栽培層1上方裝有拆卸便捷的LED燈板，可通過更換燈板儲存箱中的燈板實現光譜的調控。在操作界面3輸入需要控制的溫度、濕度、光照強度和光周期即可實現裝置的自動調控；溫度調控主要由位于營養液池5中的加熱器12和營養液層11中的溫度傳感器8完成，燈板工作時釋放的少量熱量也能夠增加栽培層1中營養液的溫度，溫度調控的范圍在2-4℃；濕度調控是通過圖2所示濕度傳感器9感應，通過排氣扇6來操作。當濕度與設置溫度有加大差異時，排氣扇6會自動開啟。排氣扇6順時旋轉時將生長箱中的高濕度氣體排出箱外以降低濕度，排氣扇6逆時針旋轉時將外界空氣鼓入生長箱中加速營養液的揮發，從而使生長箱內的濕度增大；水肥循環主要通過安裝在營養液池旁邊的水泵15來實現，水泵15將營養液輸送至主管道13，再通過調節閥門16打開的程度將營養液均分至每個栽培層1的營養液層11中。在每個營養液層設置進水口10和出水口7，進水口10由水泵13和閥門16控制，出水口7全開。為保證栽培層1中營養液層11的營養液高度，出水口7的高度高于進水口102-4cm，具體高度差可根據需要自行調節，將植物置于每個栽培層中培養，可根據其需要在操作界面設置環境控制條件的參數，并且能夠實現控制單一變量。