这样的LED设计,才能主导工厂化水产养殖产业市场!

　　随着半导体技术的发展，人们逐渐认识到LED人工光照作为一种物理手段，不仅可以增加水产养殖生长效率，而且可以促进鱼类生长、控制鱼类性腺发育，获得绿色高品质的食品。水产养殖业也必将越来越多的应用LED人工光源，通过人工光环境来实现水产养殖按需生产的功能，显著提高生产效率和效益。

　　根据公开出版的相关文献或通过实验获得鱼类的生理节律、摄食行为、生长发育和繁殖性能的最佳光环境参数，可以确定LED灯具的芯片波长、功率及电子控制系统。同时，根据芯片封装形式、透镜配光、灯具外型、防护等级就可以设计整体灯具，并生产出科学适用的LED 灯具，应用在水产养殖业的光照环境中。

　　褪黑激素对鱼类下丘脑-脑垂体-性腺轴具有一定调节作用。鱼类褪黑激素合成与分泌的节律主要受到光照和温度的影响，鱼类褪黑激素参与生殖、发育和生长方面的调节。光照尤其是光周期明显抑制鱼类松果体合成与分泌褪黑激素。人工营造光照环境的三个重要因子是光色、光强和光周期。只有给出这3个主要参数，灯具厂家才能生产出符合要求的灯具。如海水中层鱼类的视色素适于接受蓝色的短光谱波段，视觉细胞大部分由视杆细胞组成。春夏季节产卵的鱼是长光照型鱼，秋冬季节产卵的鱼是短光照型鱼。

　　传统灯具的透镜与反光罩配光方式基本不适合水产车间养鱼池光照覆盖要求，循环水养鱼池形状特点大都是规则几何形状，所以LED 的透镜与反光罩要配合一起设计，采用高折射率的透镜材料，既要水面光斑均匀，又要恰好覆盖整个鱼池，以节约电能。其次根据鱼池水深浅程度不同，应考虑光源发光强度并科学地采用公式准确计算。

　　防护等级应满足设计要求， 并符合GB7000. 5—2007。水产养殖车间湿度大都在90%以上，所以对灯具防水要求比较高，防护等级标准要达到IP65，如果为节能考虑将灯具安装到养殖鱼池水下，IP等级至少达到IP67以上。养殖车间灯具的安装位置容易与人接触，如果紧固螺钉触及带电电路板等情况漏电，在车间潮湿环境下，极易使人触电，造成危险。所以选择灯具时，一要注意防护等级IP 是否达到IP65 以上; 二是要用隔离式恒流电源，留有最小爬电距离，并且最好使用集中式外置电源，集中式外置电源是指采用一个大功率的AC /DC 开关电源，统一供电。

　　在水产养殖生产中，一般不要求这两个光源指标。但是需要长波长的光谱能量分布时，可以增加CIE 定义CRI 中的R9 饱和红色比例，即增加封装中的氮化物红色荧光粉; 需要短波长的光谱能量分布时，可以用色温较高的白色光源。因此，某些场合的长波长单色光可以用色温低、显色指数高的白光代替，短波长的可以用色温较高的白光代替。这样设计优点有: 一是白光非常有益于车间操作人员的视觉健康; 二是白光大量用于功能性照明，养殖业一次设备采购成本可以大大降低。

　　瞬间开、关照明灯具对大西洋鲑、河豚、石斑等鱼类，以及对虾会产生应激反应。当鱼、虾处于应急反应状态时，会释放应激激素，血液与组织成分发生变化，呼吸频率与心率发生改变，免疫水平降低，导致易染病和寄生虫，不但繁殖生长受到影响，严重增加死亡率。所以开关时要逐渐亮、逐渐灭，才能消除光对鱼的胁迫。解决这个问题需要LED智能控制，现在考虑的其中一个方案是采用微处理器MCU控制实时时钟RTC 与PWM 波形输出的方式实现。其中RTC可精确到秒为单位，用户可自行设置渐变间隔;LED 的亮度调节则通过调节PWM波形占空比来实现。占空比可采用分级方式，一般可分为0 ～ 100 级。这种渐变方式会有效地避免LED光源的瞬间开与关对鱼虾类产生应激反应。