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植物灯的光谱分析,不懂就别做植物灯【植物生长灯】

发布日期:2020-07-23 10:46浏览次数:
我们习惯于相信常规物理量定量分析的测量结果,尽管测量仪器也存在精度问题,但是测量误差并不影响测量数据的应用,原因是常规物理量的仪器偏差不大,测量误差可以忽略,然而,对光谱参数的测量就需要注意了,仪器偏差加上测量方法的错误会导致测量数据出现较大的误差,植物灯光谱参数的数据误差会引起一系列的应用问题,需要引起我们的高度重视,如果不进行误差评估,有可能会是一系列错误的开始。
测量的误差、偏差、精度
1. 误差:是指测量结果与真实值之间的差值;尽管测量条件可以做到最好,测量数据的真实值还是很难测试到的;测出的数值和真实值之间一定存在差异,这种测量值和真实值的差异称为误差;误差越小,数据准确度越高;误差越大,数据准确度越低。
这里有一个基本规则:被测参数的绝对值越小,产生的误差往往高于被测参数绝对值大的误差。
2. 偏差:偏差又称为表观误差,是指测量值与测量的平均值之差,它可以用来衡量测量结果的精度高低,偏差越小,精度越高,测量的一致性越好。
3. 精度:精度是指一样品多次的测定结果之间的符合程度,用偏差表示;偏差越大,测量精度越低。
误差与偏差针对的对象不同,在光谱数据的实际测量中,为了能测量到光谱数据的真实值,测量时可以把多次测试的平均值当真实值,把偏差当作误差。
光合有效辐射(PAR)的三种计量系统
光合有效辐射(PAR)被定义为在波长在400~700nm范围内的光辐射,有三种计量系统。
1. 光学系统,是以人眼的视觉响应为基础的度量,用照度(LX)表示。
2. 能量系统,用PAR范围的辐射通量密度(W/m2)来度量。
3. 量子系统,用PAR范围的光量子通量密度(PPFD)来度量。
这三种计量系统分别采用不同的光电传感器,他们是:光照度传感器,辐照度传感器,光量子传感器;目前,植物灯光谱参数主要使用量子系统来测量。
这三个系统没有公式换算关系,当植物灯光谱形态确定后,有确定的换算因子。
我们把照度值(LX)与光量子通量密度(PPFD)的换算因子定义为XD换算因子;对于太阳光,XD为55-58;XD因子可以准确可靠的应用在植物灯数据测量。
注:XD因子由好亮固体光源研究所许东定义。
积分球光谱分析系统的测量误差
植物灯的光谱参数采用积分球光谱分析系统测量,对于积分球光谱分析系统需要用标准灯进行初始标定,标定的基准与精度非常重要,基准出现较大的偏差,测试结果的误差就被放大,积分球光谱分析系统的标定精度,直接影响测试结果的误差值。
同一个光源在不同厂家仪器上测试的结果都有偏差,同一种封装规格的LED在不同企业的测量数据偏差也比较大;相同一个LED在几台相同规格的测试仪进行测试,结果也会不相同,这些就是光谱测试的复杂性,评估积分球光谱测量误差可以从下面几方面考量。
首先影响积分球光谱测量误差的是系统标定,标准灯标定误差是无法消除的,只能尽量减小。标定绝对误差通常会达到3%以上。不规范的标定方法有时会出现10%或的绝对误差。
积分球光谱测量系统的设备精度引起的误差小于5%,设备精度与价格相关。
其次,影响测量误差最大的就是测试方法,测试方法产生误差有可能达到30%以上。
对于LED的测量,积分球内的LED朝向不同,测试结果是不同的,且偏差很大。
芯片参数相同的LED,当LED封装的发光角度不同,都有测量偏差。
此外,测量误差还取决于积分球朗伯体球形反射腔的内表面的反射率以及表面涂层老化程度;在测试过程中要同时观察暗电流、波动率、倍增管的工作温度等是否在正常范围。
光谱参数测量误差还取决于测试环境温度的控制和被测光源的结温高低。
以上这些测量数据的误差,会影响植物灯的应用与交流,植物灯光谱分析需要具备专业测试技术的人员操作,通常我们会看到灯珠封装厂与客户的测试结果不同,最好的解决方法是进行第三方的测试评估;增加交易的参数可靠性;正确了解植物灯光谱参数测量误差的原因,有助于我们准确评估植物灯光谱参数。
通常,采用积分球光谱分析系统的绝对误差,相对误差,用户错误导致的测量误差在8-20%之间。
LED植物灯光谱参数测量注意要点
LED灯珠与由灯珠组成光源的光谱参数测量需要注意一下几点。
1.  灯珠测试需要环境规范的专业测试,灯珠的测量误差大,会导致光源参数无法应用。
2.  企业尽量使用多个灯珠组成的光源的测量数据。
3.  灯珠的测量数据需要综合芯片规格,封装材料,测试条件等评估测量误差的大小。
4.  测试过程尽量模拟灯珠芯片在实际工作状态下的热阻。
5.  光源测试最好采用实际使用的驱动器进行测量。
6.  稀土工艺封装的LED植物灯需要评估蓝移的大小。
植物灯是光谱参数化的产品,种植工艺与环境控制需要准确的光谱参数做基础计算数据,测量误差大,直接影响种植效果,需要足够重视。
 
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