[实用新型]一种基于光纤导入自然光与LED光组合的水族照明系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水族照明系统。

背景技术

光照作为一种规律性生态因子，对水产动物的摄食、生长、色泽、生殖、代谢等机能起着重要的作用。光照分为自然光和人工光。人们对自然光照明的利用绝大多数都停留在使用很少一部分太阳光通过玻璃窗、采光板射入室内，达到照明的作用，这种方式对太阳光的利用率非常低。自然光采集照明装置是将太阳光在不进行热、电和机械等能量转换的前提下，经收集后由传光纤传输至建筑物进行照明，它保留了太阳光的大部分自然特性。这项研究拓宽了传统太阳能利用研究领域，开辟出日光照明新技术，采集太阳光用于照明近年来成为许多国家研究重点，欧盟已将近十年太阳能供暖研究和发展预算的85％转向了自然光照明技术方面的研究。随着科学技术的发展，国内自然光照明技术迅速兴起和快速发展。

由于自然光出现昼夜和季节变化，生产上常用人工补光来弥补设施渔业出现的光照不足，进而调控水产动物生长、生殖和色泽的光环境，以期实现水产动物提高产值、增加色泽等目的。发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫色的光。作为21世纪绿色、节能的第四代照明光源,具有光质纯、光效高、体积小、光电转换效率高、寿命长、波长固定、发热低、冷却负荷小等优点,便于集中所需波长实施均衡近距离照射,因此可实现高效能、低热负荷、紧凑空间的集约化生产,是代替荧光灯、日光灯用于水产动物设施养殖的新一代节能环保型光源。

当前，自然光和LED光已在国内的建筑物、公路隧道、设施栽培和畜禽等领域照明方面进行了应用与示范，而混合光对水族养殖对象生长和色泽的影响研究尚未见报道。自然光与LED光组合的水族照明系统可以根据养殖对象生长和色泽品质所需的光谱成分、光强和光周期需求进行调整，为水族养殖品种的生长和品质提供合理的光环境条件。在这样的形势下，为了降低混合光水族照明系统成本及尽可能提高生产效益，现在国内外越来越多的学者开展了自然光与LED光组合的应用研究。

综上所述，单独使用自然光，或者LED光源，存在受季节和昼夜变化、效率偏低、成本较高等问题。所以，针对现有照明技术存在的不足之处，需要在现有技术基础上进行相应地改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种水族照明系统，克服单独使用自然光或LED光存在的缺陷，提供一种基于光纤导入自然光与LED光组合的水族照明系统，可有效地提高水族养殖对象经济效益，实现增产与源头减排的目的。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种基于光纤导入自然光与LED光组合的水族照明系统，包括：自然光采集装置、传光光纤和出光平面灯具；所述出光平面灯具包括LED光源渐变控制器和可调波长范围的LED光源；

所述传光光纤的一端与自然光采集装置连接，另一端置于所述出光平面灯具内；所述自然光采集装置将采集到的自然光经由传光光纤后发出与所述LED光源共同对水族鱼缸提供照明；

所述LED光源渐变控制器包括红外探测器、微处理器；所述微处理器连接一始终单元和串口通信接口单元；

所述微处理器内设有存储调控水族养殖对象生长和色泽品质参数的内部存储器E₂PROM；所述红外探测器检测传光光纤发出的自然光强度，如传光光纤发出的自然光强度升高或降低，则微处理通过PWM信号调节驱动电流的占空比，使得LED光源的出光强度降低或升高。

在一较佳实施例中：所述出光平面灯具安装在水族鱼缸正上方距离水面20-35cm处。

在一较佳实施例中：所述微处理器采用AVR系列的MEGA16作为主控芯片，通过I/O口线驱动MOS管调节输出PWM信号的占空比。

在一较佳实施例中：微处理器通过控制实时时钟RTC的方式调节输出PWM信号的占空比。

在一较佳实施例中：所述PWM信号的占空比采用分级方式，分为0-100级；所述LED光源打开时，所述PWM信号的占空比按设定的渐变间隔以一定的渐变频率进行递增，在3-5分钟内占空比由0增加至80；关闭LED光源时，PWM信号的占空比按设定的渐变间隔以一定的渐变频率进行递减，在3-5内分钟从80依次减少至0。

在一较佳实施例中：所述红外探测器检测传光光纤发出的自然光强度减弱时，微处理器控制PWM信号的占空比由80增加至100；所述红外探测器检测传光光纤发出的自然光强度增加时，微处理器控制PWM信号的占空比由100减小至80。