CN103050365B

CN103050365B - 植物生长金属卤化物灯及其制造方法

Info

Publication number: CN103050365B
Application number: CN201210554282.0A
Authority: CN
Inventors: 罗珍峰; 杨建虎; 凌应明
Original assignee: Hangzhou Times Lighting & Electric Appliance Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Times Lighting & Electric Appliance Co Ltd
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: CN103050365A

Abstract

本发明涉及一种植物生长金属卤化物灯及其制造方法。目前还没有一种能够促使植物茎叶的生长，提高植物产量的植物生长金属卤化物灯。本发明的灯包括灯头、外壳、电弧管、金属卤化物、汞、惰性气体、外钼组件和吸气剂，其特征是：金属卤化物包括碘化钠NaI、碘化铊TlI、碘化铟InI₃、碘化钪ScI₃和碘化镝DyI₃。本发明的制造方法包括电弧管生产、内管装配、外壳夹封、外壳排气、装头焊锡和成品老炼复试，其特征是：金属卤化物填充工序中所填充的金属卤化物包括碘化钠NaI、碘化铊TlI、碘化铟InI₃、碘化钪ScI₃和碘化镝DyI₃。本发明的输出的蓝光光谱丰富，能够促使植物茎叶的生长。

Description

植物生长金属卤化物灯及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种金属卤化物灯及其制造方法，尤其是涉及一种植物生长金属卤化物灯及其制造方法，该植物生长金属卤化物灯通过模拟太阳光线来促进植物的光合作用，从而促使植物茎叶的生长，有利于缩短植物的生长周期，提高植物的产量。

背景技术

近年来，随着电光源技术的不断发展和技术革新，人造光源越来越多的被用于植物种植和栽培领域，如室内外蔬菜、瓜果、花卉和苗圃等的生长照明。人造光源的应用，可以提供植物生长不同阶段所需要的光线，尤其是在寒冷的冬季，可以弥补太阳光照的不足，进而促进植物生长的光合作用，缩短生长周期，提高产量。

高强气体放电光源是目前植物生长领域应用最广泛和最有效的人造光源，具有光效高、光衰小、寿命长、以及光谱适合植物生长需要等优点。现有技术中应用于植物生长照明的高强气体光源主要以高压钠灯为主，高压钠灯主要依靠电弧管中金属钠的电离而发光，其发光光谱主要集中在红光区域，光谱红色比可达30%以上。实践表明，高压钠灯更适合于植物生长的开花和结果阶段。然而，植物生长除了开花和结果阶段外，其它阶段如发芽、茎叶生长等对植物的生长质量同等重要，植物在这些阶段的生长需要丰富的蓝光光线进行照射，而现有技术中用于植物生长的高压钠灯的自身特点，决定了其不能为植物生长提供有效的蓝光输出。

金属卤化物灯是另外一种应用最广泛的高强气体放电光源，它作为一种高强度气体放电灯的植物生长金属卤化物灯，具有光效高、光衰小、寿命长、显色性好、光谱组成适合植物生长等优点，属于绿色节能的照明光源；植物生长金卤灯，尤其是6000K色温系列的植物生长金卤灯，因其灯的光色十分接近太阳光的颜色，所以非常适用于植物的茎叶生长阶段。

现有技术中植物生长金属卤化物灯的制造工艺包括电弧管生产、内管装配、外壳夹封、外壳排气、装头焊锡和成品老炼复试，其中电弧管生产包含金属卤化物填充工序；金属卤化物灯包括灯头、外壳、电弧管、金属卤化物、汞、惰性气体、外钼组件和吸气剂，金属卤化物、汞和惰性气体填充在电弧管内。金属卤化物的填充为该灯制造的关键工艺，电弧管内填充的金属卤化物是决定植物生长金属卤化物灯性能，特别是灯的光谱性能的重要因素。植物生长用高强度气体放电灯均具备较好的能促进植物生长的光谱特性，但是现有技术主要是色温3000K系列和4200K系列植物生长金卤灯以及具有高光通输出的植物生长钠灯，3000K系列的植物生长金卤灯由于其较高的红色比，比较适合于植物生长的发芽和开花阶段；4200K系列的植物生长金卤灯由于其均衡的光谱强度分布，对植物某一具体生长阶段并无突出优势；植物生长用高压钠灯虽然具备高光通量（如600W光通量可达90000lm），但其红色比更高，主要适用于植物生长的开花和结果阶段；上述均难以提供满足植物茎、叶生长阶段所需的蓝光光谱强度，在缩短植物生长周期方面并无明显优势。

目前也有一些性能相对较好的金属卤化物灯，如公开日为2009年07月08日，公开号为CN101477932的中国专利中，公开了一种金属卤化物灯的发光药丸，该金属卤化物灯的发光药丸含有碘化钠、碘化钪、碘化锂和碘化铱，显色指数大于80，能够适应2800-3200K的不同管型的金属卤化物灯，但是，安装有该发光药丸的金属卤化物灯不能输出高蓝光谱，不能促使植物茎叶的生长。又如公开日为2009年02月11日，公开号为CN101364513的中国专利中，公开了一种稀土金属卤化物灯，该稀土金属卤化物灯的电弧管内填充的金属卤化物的重量百分比为碘化镝DYI3 29～32、碘化铥TMI3 0.5～3、碘化钬HOI3 0.5～3、碘化铯CSI 10～14、碘化铊TLI 0.5～3、碘化钠NAI 35～40、碘化铒ERI13～16，该稀土金属卤化物灯的显色性能、使用寿命较普通灯有大幅度提高，但是它不能输出高蓝光谱，不能促使植物茎叶的生长。再如公开日为2009年02月11日，公开号为CN101364514的中国专利中，公开了一种稀土金属卤化物灯，该稀土金属卤化物灯的电弧管内填充的金属卤化物的重量百分比为碘化镝DYI3 19～22、碘化铥TMI3 22～25、碘化钬HOI3 20～24、碘化铯CSI 8～12、碘化铊TLI 22～25，该稀土金属卤化物灯的显色性能、使用寿命较普通灯有大幅度提高，但是它不能输出高蓝光谱，不能促使植物茎叶的生长。

综上所述，目前还没有一种使用寿命长，输出的蓝光光谱丰富，显色性能好，能够促使植物茎叶的生长，有利于缩短植物的生长周期，能够提高植物产量的植物生长金属卤化物灯。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种使用寿命长，输出的蓝光光谱丰富，显色性能好，能够促使植物茎叶的生长，有利于缩短植物的生长周期，提高植物产量的植物生长金属卤化物灯及其制造方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该植物生长金属卤化物灯包括灯头、外壳、电弧管、金属卤化物、汞、惰性气体、外钼组件和吸气剂，金属卤化物、汞和惰性气体填充在电弧管内，灯头固定在外壳的端部，电弧管通过外钼组件封装在外壳内，吸气剂装在外壳内，其特征在于：所述的金属卤化物包括起到提高光通量、调节色温、以及提供黄光和红光发光作用的碘化钠NaI，起到调节色坐标和提供绿光发光作用的碘化铊TlI，起到提供蓝光发光作用的碘化铟InI₃，起到提供绿光发光作用的碘化钪ScI₃，以及起到调节红光发光作用的碘化镝DyI₃；所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为64.2-68份，碘化铊TlI的重量份数为3.5-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-15.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12.5份，碘化镝DyI₃的重量份数为0.2-5.0份。

作为优选，本发明所述的外壳采用T76石英外壳，所述的灯头采用E39螺口式灯头。

作为优选，本发明所述金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为66-68份，碘化铊TlI的重量份数为4.4-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-14.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12份，碘化镝DyI₃的重量份数为2-5份。

作为优选，本发明所述金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为67.2份，碘化铊TlI的重量份数为5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1份，碘化镝DyI₃的重量份数为3.0份。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该植物生长金属卤化物灯的制造方法包括电弧管生产、内管装配、外壳夹封、外壳排气、装头焊锡和成品老炼复试，其中，电弧管生产包含金属卤化物填充工序，其特征在于：所述的金属卤化物填充工序中所填充的金属卤化物为起到提高光通量、调节色温、以及提供黄光和红光发光作用的碘化钠NaI，起到调节色坐标和提供绿光发光作用的碘化铊TlI，起到提供蓝光发光作用的碘化铟InI₃，起到提供绿光发光作用的碘化钪ScI₃，以及起到调节红光发光作用的碘化镝DyI₃；所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为64.2-68份，碘化铊TlI的重量份数为3.5-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-15.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12.5份，碘化镝DyI₃的重量份数为0.2-5.0份。

作为优选，本发明所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为66-68份，碘化铊TlI的重量份数为4.4-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-14.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12份，碘化镝DyI₃的重量份数为2-5份。

作为优选，本发明所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为67.2份，碘化铊TlI的重量份数为5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1份，碘化镝DyI₃的重量份数为3.0份。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：植物生长金属卤化物灯内的金属卤化物中，碘化钠NaI在成分中起到提高光通量、调节色温，提供黄光和红光发光的作用，碘化铊TlI在成分中起到调节色坐标、提供绿光发光的作用，碘化铟InI₃在成分中起到提供蓝光发光的作用，碘化钪ScI₃在成分中起到绿光发光的作用，碘化镝DyI₃在成分中起到调节红光发光的作用。

采用本发明植物生长金属卤化物灯的制造方法制造的植物生长金属卤化物灯，能够提供更为丰富的蓝光光谱，具有更好的显色性能，对促进植物的茎叶生长，缩短植物的生长周期发挥了积极的作用。经测试，采用本发明碘化钠NaI、碘化铊TlI、碘化铟InI₃、碘化钪ScI₃和碘化镝DyI₃等五元金属卤化物配比制成的色温6000K的600W植物生长金属卤化物灯的光谱红色比为8%左右，显色指数Ra在75以上，使用寿命长达10000h；较现有技术色温4200K600W同型号灯的光谱红色比11%，低27%；显色指数Ra 65，高出15%；使用寿命9000h，长11%。

附图说明

图1是本发明实施例中植物生长金属卤化物灯的结构示意图。

图2是本发明实施例中植物生长金属卤化物灯的制造方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2，本实施例中的植物生长金属卤化物灯包括灯头1、外壳2、电弧管3、金属卤化物4、汞5、惰性气体6、外钼组件9和吸气剂10，其中，金属卤化物4、汞5和惰性气体6填充在电弧管3内，灯头1固定在外壳2的端部，电弧管3通过外钼组件9封装在外壳2内，吸气剂10装在外壳2内。

本实施例中的金属卤化物4包括起到提高光通量、调节色温、以及提供黄光和红光发光作用的碘化钠NaI，起到调节色坐标和提供绿光发光作用的碘化铊TlI，起到提供蓝光发光作用的碘化铟InI₃，起到提供绿光发光作用的碘化钪ScI₃，以及起到调节红光发光作用的碘化镝DyI₃。

在本实施例的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为64.2-68份，碘化铊TlI的重量份数为3.5-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-15.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12.5份，碘化镝DyI₃的重量份数为0.2-5.0份。在金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数优选为66-68份，较佳为67.2份；碘化铊TlI的重量份数优选为4.4-5.4份，较佳为5.4份；碘化铟InI₃的重量份数优选为13.3-14.3份，较佳为13.3份；碘化钪ScI₃的重量份数优选为11.1-12份，较佳为11.1份；碘化镝DyI₃的重量份数优选为2-5份，较佳为3.0份。

本实施例的灯头1采用E39螺口式灯头，装在外壳2内，外壳2采用高纯石英管制的T76玻壳；灯的发光核心是电弧管3，由高纯材料石英管、电极8和外钼组件9组成，电弧管3内部充入定量汞Hg 5、惰性气体6和金属卤化物4，其中，汞Hg 5的纯度为99.999%，惰性气体6采用混合惰性气体——氩氪混合气Ar Kr856，金属卤化物4采用碘化钠NaI、碘化铊TlI、碘化铟InI₃、碘化钪ScI₃和碘化镝DyI₃五元高纯金属卤化物4，其中，碘化钠NaI在成分中起到提高光通量、调节色温，提供黄光和红光发光的作用，碘化铊TlI在成分中起到调节色坐标、提供绿光发光的作用，碘化铟InI₃在成分中起到提供蓝光发光的作用，碘化钪ScI₃在成分中起到绿光发光的作用，碘化镝DyI₃在成分中起到调节红光发光的作用。

在电弧管3的两端涂有纯度为99.99%的三氧化二铝Al₂O₃保温材料7，其作用是提高电弧管3的冷端温度，使灯的光色一致性更好。外钼组件9采用连接带11，主要起导电连接作用。吸气剂10采用NGE787吸气剂，是在灯燃点过程中吸收杂气，以延长灯的使用寿命。外壳2内充86~88kPa的氮气，以减少钠损，利于提高灯的光通维持率。

本实施例采用的五元金属卤化物的具体配比见下表。

上表中，配比1为较佳配比。

经测试，本发明6000K植物生长金属卤化物灯与同功率其他植物生长用HID产品性能对照情况见下表。

包括电弧管生产、内管装配、外壳夹封、外壳排气、装头焊锡和成品老炼复试，其中，电弧管生产包含金属卤化物填充工序，其特征在于：所述的金属卤化物填充工序中所填充的金属卤化物为起到提高光通量、调节色温、以及提供黄光和红光发光作用的碘化钠NaI，起到调节色坐标和提供绿光发光作用的碘化铊TlI，起到提供蓝光发光作用的碘化铟InI₃，起到提供绿光发光作用的碘化钪ScI₃，以及起到调节红光发光作用的碘化镝DyI₃；所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为64.2-68份，碘化铊TlI的重量份数为3.5-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-15.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12.5份，碘化镝DyI₃的重量份数为0.2-5.0份。

本实施例中植物生长金属卤化物灯的制造方法包括电弧管生产、内管装配、外壳夹封、外壳排气、装头焊锡、成品老炼复试、打印包装和入库。电弧管生产包含将石英管和石英排气管进行接管；将接好石英排气管的石英管和电极8、外钼组件9进行夹封；夹封后进行排气，排气包含金属卤化物4、汞5和惰性气体6的填充工序；排气后进行再启动电压测试——火焰涂覆——复试——检验——电弧管入库。电弧管3和装架零件进行内管装配，完成内管装配后的装架电弧管和石英外壳一起进行外壳夹封和外壳排气等后道工序。

本实施例金属卤化物填充工序的金属卤化物4采用碘化钠NaI、碘化铊TlI、碘化铟InI₃、碘化钪ScI₃和碘化镝DyI₃等五元金属卤化物。其中，碘化镝属稀土金属卤化物，起到稳定光色、提高显色性的作用；碘化钠用来提高灯的光通量和降低色温，碘化铟用来提高色温，但碘化钠会使光色发黄，碘化铟会使光色发蓝，二者均对灯的光色影响显著，因此，碘化钠和碘化铟的配比应严格控制。

本实施例中植物生长金属卤化物灯的制造方法中，金属卤化物4配比的重量份数为：碘化钠NaI 64.2-68.0份、碘化铊TlI 3.5-5.4份、碘化铟InI₃13.3-15.3份、碘化钪ScI₃11.1-12.5份和碘化镝DyI₃0.2-5.0份，其中，碘化钠NaI在成分中起到提高光通量、调节色温，提供黄光和红光发光的作用，碘化铊TlI在成分中起到调节色坐标、提供绿光发光的作用，碘化铟InI₃在成分中起到提供蓝光发光的作用，碘化钪ScI₃在成分中起到绿光发光的作用，碘化镝DyI₃在成分中起到调节红光发光的作用。在金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数优选为66-68份，较佳为67.2份；碘化铊TlI的重量份数优选为4.4-5.4份，较佳为5.4份；碘化铟InI₃的重量份数优选为13.3-14.3份，较佳为13.3份；碘化钪ScI₃的重量份数优选为11.1-12份，较佳为11.1份；碘化镝DyI₃的重量份数优选为2-5份，较佳为3.0份。

在本发明的植物生长金属卤化物灯中，灯头1、外壳2、汞5、惰性气体6、外钼组件9和吸气剂10等，均采用本行业公知的技术。在本发明的植物生长金属卤化物灯的制造方法中，所用的内管装配、外壳夹封、外壳排气、装头焊锡和成品老炼复试等，以及电弧管生产的接管、夹封、再启动电压测试、火焰涂覆、复试等，也均采用本行业公知的技术。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种植物生长金属卤化物灯，包括灯头、外壳、电弧管、金属卤化物、汞、惰性气体、外钼组件和吸气剂，金属卤化物、汞和惰性气体填充在电弧管内，灯头固定在外壳的端部，电弧管通过外钼组件封装在外壳内，吸气剂装在外壳内，其特征在于：所述的金属卤化物包括起到提高光通量、调节色温、以及提供黄光和红光发光作用的碘化钠NaI，起到调节色坐标和提供绿光发光作用的碘化铊TlI，起到提供蓝光发光作用的碘化铟InI₃，起到提供绿光发光作用的碘化钪ScI₃，以及起到调节红光发光作用的碘化镝DyI₃；所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为64.2-68份，碘化铊TlI的重量份数为3.5-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-15.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12.5份，碘化镝DyI₃的重量份数为0.2-5.0份。

2.根据权利要求1所述的植物生长金属卤化物灯，其特征在于：所述的外壳采用T76石英外壳，所述的灯头采用E39螺口式灯头。

3.根据权利要求1所述的植物生长金属卤化物灯，其特征在于：所述金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为66-68份，碘化铊TlI的重量份数为4.4-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-14.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12份，碘化镝DyI₃的重量份数为2-5份。

4.根据权利要求3所述的植物生长金属卤化物灯，其特征在于：所述金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为67.2份，碘化铊TlI的重量份数为5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1份，碘化镝DyI₃的重量份数为3.0份。

5.一种植物生长金属卤化物灯的制造方法，包括电弧管生产、内管装配、外壳夹封、外壳排气、装头焊锡和成品老炼复试，其中，电弧管生产包含金属卤化物填充工序，其特征在于：所述的金属卤化物填充工序中所填充的金属卤化物为起到提高光通量、调节色温、以及提供黄光和红光发光作用的碘化钠NaI，起到调节色坐标和提供绿光发光作用的碘化铊TlI，起到提供蓝光发光作用的碘化铟InI₃，起到提供绿光发光作用的碘化钪ScI₃，以及起到调节红光发光作用的碘化镝DyI₃；所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为64.2-68份，碘化铊TlI的重量份数为3.5-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-15.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12.5份，碘化镝DyI₃的重量份数为0.2-5.0份。

6.根据权利要求5所述的植物生长金属卤化物灯的制造方法，其特征在于：所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为66-68份，碘化铊TlI的重量份数为4.4-5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3-14.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1-12份，碘化镝DyI₃的重量份数为2-5份。

7.根据权利要求6所述的植物生长金属卤化物灯的制造方法，其特征在于：所述的金属卤化物中，碘化钠NaI的重量份数为67.2份，碘化铊TlI的重量份数为5.4份，碘化铟InI₃的重量份数为13.3份，碘化钪ScI₃的重量份数为11.1份，碘化镝DyI₃的重量份数为3.0份。