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智能传感 | 什么是光照传感器?光照传感器的类型及应用
来源:搜狐 发表于 2023/4/27

光照传感器是一种传感器,用于检测光照强度,简称照度,工作原理是将光照强度值转为电压值,广泛应用于农业、林业、温室大棚培育、养殖、建筑的光照测量及研究等。


什么是 光照强度

光照强度是一种物理术语,指单位面积上所接受可见光的光通量。简称照度,单位勒克斯(lux或lx),用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。

在自然光照下,夏季在室外阳光直接照射下,光照强度可达6万~10万lux,在室外没有阳光照射下,光照强度可达0.1万~1万lux,日出、日落光照强度为300~400lux,夜晚晴朗的满月天气下光照强度可达0.2lux,夏天明朗的室内光照强度可达100~550lux,夜里0.3~0.03 lux(明亮月光下),0.003~0.0007 lux(阴暗的夜晚)。


光照传感器的作用

光照传感器的作用是测量周围光线的强度和变化,将其转换为电信号输出,以反映周围的光照情况。它可以在各种应用场景中实现自动控制、照明调节、环境监测等功能。以下是光照传感器的主要应用:

自动照明控制:光照传感器可以实现自动照明控制,根据周围光照强度的变化自动调节灯光的亮度和开关,从而节约能源和提高照明效果。

照明设计:在照明设计中,光照传感器可以帮助确定照明设备的数量、位置和功率等,以保证合适的照明水平和能源利用效率。

空调控制:光照传感器可以作为空调控制系统的一个重要组成部分,通过调节照明和空调设备,以维持室内的舒适度和节能效果。

智能家居系统:在智能家居系统中,光照传感器可以自动调节照明、窗帘和遮阳等设备,以提高居住舒适度和能源利用效率。

环境监测:光照传感器可以用于环境监测,例如监测日照时间、室内外光照强度、植物生长的光照条件等,以便于科学研究、农业生产和城市规划等方面的应用。


光照传感器的类型

根据光电元件的不同,光照传感器可以分为不同的类型,常见的光照强度传感器类型包括:

光敏电阻传感器:灵敏度较低,但价格便宜,适用于一般的光照控制和测量应用。

光电二极管传感器:灵敏度较高,响应速度较快,适用于需要快速响应光照变化的应用场景。

光电管传感器:灵敏度最高,适用于测量非常弱的光信号,但价格较贵。

光电耦合器传感器:将光电二极管和晶体管等元件组合在一起,可以实现高灵敏度和快速响应的光照强度测量。


不同类型的光照强度传感器具有不同的特点,但总的来说,光照强度传感器具有以下共同特点:

精度高:光照强度传感器可以提供高精度的光照强度测量和控制,可以满足不同应用场景的要求。

稳定性好:光照强度传感器具有良好的稳定性和重复性,能够在不同光照条件下持续工作,并能够保持较高的准确性。

适应性强:光照强度传感器可以适应不同光照条件下的测量和控制要求,可以广泛应用于自动化控制、环境监测、照明设计等多个领域。

响应速度快:光照强度传感器的响应速度可以达到微秒级别,能够快速响应光照强度变化,实现高效的光照控制和测量。


光照强度传感器的应用和意义

光照强度传感器是一种重要的传感器,广泛应用于自动化控制、环境监测、照明设计等领域。以下是光照强度传感器的具体应用和意义:


自动化控制:在自动化控制系统中,光照强度传感器可以用于控制室内照明和自动调节窗帘等,使得室内光照条件保持适宜。

照明设计:在照明设计中,光照强度传感器可以用于测量和调节照明亮度和颜色温度等,以提供舒适和高效的照明体验。

环境监测:在环境监测中,光照强度传感器可以用于测量和记录自然光照强度变化,以分析和预测天气、气候变化等。


农业种植:在农业种植中,光照强度传感器可以用于测量和控制植物的光照条件,以提高植物生长效率和产量。

科学研究:在科学研究中,光照强度传感器可以用于测量和记录不同光照条件下生物的行为和反应,以研究生物学、生态学等领域的问题。

综上所述,光照强度传感器在工业、农业、医疗、生态等多个领域都有广泛的应用,对于提高生产效率、改善生活品质、保护生态环境等方面都具有重要意义。


光照传感器在智慧农业中的应用

光照是限制大棚蔬菜产量与效益的重要因素。光照不足时,不仅影响蔬菜的正常生育,而且还直接影响大棚内的温度、湿度和二氧化碳浓度等。特别在冬季,不良的天气,如连阴天、雾霾天、雨雪天都会影响光照条件。


在农业中使用光照传感器,实时监测大田或大棚中的光照强度和光照时长, 每日光照积分 (dli)dli 代表植物每天接收的光照总量。

dli 还取决于光辐射的强度以及持续时间(日照小时数)。这可以直接表明您的植物接受了多少光合光。

dli 调整有助于减少插条和幼苗的生根时间,并在降低能量水平的情况下提高作物质量。


光照传感器在智慧农业中有着广泛的应用,以下是一些例子:

农作物生长监测:光照是农作物生长的重要因素之一,光照传感器可以监测光照强度和光照时长,帮助农民了解农作物的生长情况,并根据需要调整光照条件,以提高农作物产量和质量。

温室自动化控制:温室中的光照传感器可以监测光照强度,自动调整灯光亮度和开启时间,以维持稳定的光照条件,帮助植物生长。此外,光照传感器还可以结合其他传感器,如温度、湿度传感器,实现温室自动化控制。


精准农业:光照传感器可以与其他传感器结合使用,如土壤湿度传感器、气象传感器等,为农民提供精准的农业管理方案。例如,在不同的季节和气象条件下,光照传感器可以监测光照强度和光照时长的变化,并结合其他传感器的数据,帮助农民确定最佳的灌溉和施肥方案。

植物生理学研究:光照传感器可以用于植物生理学研究,监测光照条件对植物生长、发育、代谢等方面的影响。例如,研究植物的光合作用和光周期等。

总的来说,光照传感器可以帮助农民和研究人员更好地了解植物的生长和发展,从而优化农业生产和研究。


温室大棚该如何补光

光照对于大棚农作物来说是觉得产量与效益最为关键的因素之一,但众所周知,在冬季的时候,光照强度弱,日照时间不足,特别遇到雨雪天气、雾霾天气的时候都会直接影响到光照条件,那么冬季温室大棚该如何增光呢?

大棚内对光照的要求,一是要最大限度地透过光线,二是受光面积大,光照分布均匀,因此综合这些需求,可以采取以下方法来对冬季温室大棚进行增光:

1、大棚的合理布局

专业合理的大棚布局构造,是大棚光照的第一要素。比如大棚的选址就要选择建造在阳光充裕的地方;改变棚内农作物的栽培技巧,如蔬菜采取南北行向,大行距与小行距相同,使各行都能得到较好的光照条件;温室大棚材质的选择,如选择调光性、透光性好的棚膜材质,吊绳也可以选无色透明的。


2、减少棚膜上的灰尘和水滴

冬季,棚膜上的尘土和水滴等会严重影响棚膜的透光率,尤其是临近路边的大棚,这种情况更为严重。因此,采取措施除尘,提高棚膜透光率是必要的,可利用风吹布条给棚膜除尘,方法简单易行。

3、地膜覆盖,挂反光幕

地膜和地膜下外表附着水滴的反射作用,可使近地面的反射光和散射光加强50%-70%,同时地膜还有较好的保温作用。另外,在大棚内墙或后立柱南侧张桂聚脂镀铝膜做反光幕,也能起到不错的补光效果。


4、阴雨天揭草苫透过散射光

冬季阴雨天气较多,甚至有时还会出现雾霾、大雪、冰雹等恶劣天气,但也要尽量揭开草苫,利用散射光使作物充分接受光照。而为了保证棚温,建议拉草苫时间比晴天晚0.5-1个小时,下午放棚时间要比晴天早0.5-1个小时。

5、人工补光

人工补光指的是利用人造光源来模拟阳光对植物的有效波长,促进植物光合作用及其他生理功能。目前被运用得比较多的有:农用高压气体放电灯、金卤灯、节能型植物补光灯、led植物补光灯等。一般在冬季或不良天气可全天补光,晴天时可选在日出前或日落后补光2-6小时,注意补光灯的使用技巧即可。


冬季寡光低温,除了要保障充足的光照条件之外,棚内的保温措施也要同时到位。


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