Повышение эффективности облучательных установок с люминесцентными источниками излучения для сельского хозяйства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, кандидат наук Идрисова Евгения Дмитриевна

• Идрисова Евгения Дмитриевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Идрисова Евгения Дмитриевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Современное состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Воздействие оптического излучения на биологические объекты

1.2 Светотехнические характеристики и техника с установленными показателями эффективности люминесцентных источников излучения

1.3 Источники ультрафиолетового и видимого излучения

1.4 Перспектива развития облучательных приборов в сельском хозяйстве

1.5 Выводы по главе

Глава 2. Исследование методов и средств повышения эффективности

люминесцентных источников излучения и облучательных приборов для

животноводства и растениеводства

2.1.2 Расчет параметров люминесцентных ламп и основные критерии их оптимизации

2.2 Разработка облучательных приборов для облучения сельскохозяйственной птицы и рассады салата

2.2.2 Моделирование спектрального состава излучения комбинированной светотехнической установки на базе светодиодов

2.2.3 Моделирование спектрального состава излучения комбинированных облучательных приборов для сельского хозяйства

2.2.4. Моделирование спектрального состава излучения облучательных приборов на базе осветительных люминесцентных ламп и люминесцентных

светодиодов для рассады

2.2.5 Моделирование спектрального состава излучения облучательного прибора установки для птицы

2.3 Выводы по главе

Глава 3. Экспериментальные исследования характеристик люминесцентных

источников излучения

3.1 Экспериментальные исследования эффективности люминесцентных ламп

3.1.1 Исследование факторов, влияющих на повышение эффективности осветительных люминесцентных ламп при использовании двухкомпонентной смеси люминофоров

3.1.2 Анализ светотехнических характеристик и показателей эффективности осветительных люминесцентных ламп при использовании двухкомпонентной смеси люминофоров

3.1.3 Исследование возможности повышения эффективности ультрафиолетовых люминесцентных ламп за счет использования бактерицидного стекла колбы и регулирования толщины слоя люминофора

3.1.4 Обработка результатов исследования ультрафиолетовых люминесцентных ламп усовершенствованной конструкции

3.2 Исследование возможности повышения эффективности люминесцентных ламп при использовании ультразвуковой обработки

люминофора

3.4 Выводы по главе

Глава 4. Разработка облучательных приборов для сельского хозяйства и

оценка их эффективности использования

4.1 Оценка энергетических показателей эффективности разработанных

облучательных приборов

4.2.2. Задачи и условия проведения экспериментальных исследований

4.2.3 Производственные исследования влияния разработанного осветительного прибора на качество и продуктивность сельскохозяйственной

птицы

4.3. Экспериментальная оценка эффективности облучательного прибора для облучения рассады

4.3.1 Разработка облучательного прибора для облучения рассады

4.3.1.1 Разработка конструкции комбинированного облучательного прибора

на базе осветительных люминесцентных ламп

4.3.2 Задачи и условия проведения исследования

4.3.3 Лабораторные исследования влияния разработанного облучательного прибора на показатели роста и развития рассады

4.4 Выводы по главе

Глава 5. Технико-экономическая оценка эффективности использования разработанных комбинированных облучательных приборов

5.1. Оценка технико-экономической эффективности от применения разработанных облучательных приборов для освещения и облучения в животноводстве

5.2. Оценка технико-экономической эффективности от применения разработанных облучательных приборов для освещения и облучения в растениеводстве

5.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение А (рекомендуемое) Патент

Приложение Б (рекомендуемое) Характеристики люминофоров для

люминесцентных ламп

Приложение В (рекомендуемое) Материалы, используемые для

приготовления люминофорной смеси

Приложение Г (рекомендуемое) Измерительные установки

Приложение Д (рекомендуемое) Акт внедрения

Приложение Е (рекомендуемое) Результаты расчетов

Приложение Ж (рекомендуемое) Кривая привесов курочек и петушков

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности облучательных установок с люминесцентными источниками излучения для сельского хозяйства»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 г.г., в том числе Федеральный закон от 29 декабря 2006 года № 264-ФЗ «О развитии сельского хозяйства» направлены на увеличение роста производства сельскохозяйственной продукции, на повышение уровня ее доходности. С учетом Федерального закона от 23 ноября 2009 года N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» необходимо решать проблему энергосбережения, повышать эффективность облучательных систем. Это обуславливает актуальность данной работы, заключающейся в необходимости разработки и совершенствования энергосберегающих и биологически эффективных облучательных приборов для освещения и облучения в животноводстве и растениеводстве.

Оптимизация технологического освещения и облучения состоит в необходимости удовлетворения физиологических требований биологических объектов к свету за счет искусственного освещения и облучения с требуемыми количественными и качественными характеристиками излучения, в совершенствовании технических средств облучения, повышенной энергоэффективности.

Повышением эффективности применения искусственного освещения и облучения в сельском хозяйстве занимались такие ученые, как: В.Н. Карпов, А.Ф. Клешин, Л.К. Алферова, О.А. Косицын, А.М. Башилов, С.А. Овчукова, Л.Ю. Юферев, В.М. Леман, Н.П. Кондратьева, H.H. Kim, Q. Lее, N.B. Prescott и др. На сегодняшний день выявлена проблема применения недостаточно эффективного электрооборудования для облучения сельскохозяйственных животных и растений в свете актуализации основанных представлений о функциях относительной спектральной эффективности биообъектов.

Необходимо проведение исследования по совершенствованию

облучательных приборов и технологий облучения в сельском хозяйстве.

Исследования направлены на нахождение и практическое применение методов повышения эффективности люминесцентных источников излучения для использования в животноводстве и растениеводстве, конструирование облучательных приборов повышенной эффективности на базе усовершенствованных люминесцентных источников света для облучения молодняка сельскохозяйственной птицы и рассады листового салата в целях повышения показателей роста и продуктивности, а также снижения затрат на электроэнергию.

Объект исследования - технологии и особенности применения облучательных приборов в растениеводстве и животноводстве, технические средства для облучения молодняка сельскохозяйственной птицы и рассады листового салата.

Предмет исследования - методы исследование осветительных приборов, методика выбора методов и средств повышения энергоэффективности источников излучения, пути совершенствования спектрального состава облучательных приборов, применяемых в растениеводстве и животноводстве.

Цели и задачи исследования.

Цель исследования - повышение эффективности облучательных установок с люминесцентными источниками излучения для животноводства и растениеводства.

Основываясь на цели исследования поставлены следующие задачи:

1. На основе анализа влияния наполняющего газа и люминофора разработать алгоритмы оптимальной модели люминесцентных ламп низкого давления сельскохозяйственного направления.

2. Исследовать методы и средства повышения эффективности люминесцентных источников света.

3. Разработать и изготовить опытные образцы облучательных приборов улучшенного спектрального состава путем компьютерного моделирования.

4. Экспериментально исследовать влияние разработанных облучательных приборов с новыми параметрами спектрального состава на показатели роста,

развития и продуктивности при облучении биообъектов в животноводстве и растениеводстве.

5. Оценить энергетическую эффективность применения разработанных облучательных установок.

Научную новизну работы представляют:

1. Усовершенствованная математическая модель для оптимизации параметров люминесцентных ламп (ЛЛ), математическая модель спектральных характеристик облучательных приборов и алгоритмы оптимизации спектральной энергетической освещенности.

2. Методы и средства совершенствования параметров люминесцентных источников излучения для повышения значений энергетической и эффективной отдачи.

3. Научно обоснованная конструкция светодиодного прибора на базе люминесцентных и цветных светодиодов, с регулируемым спектральным составом.

4. Комбинированные облучательные приборы, созданные на основе математического моделирования, с улучшенным спектральным составом в соответствии с функциями относительной спектральной чувствительности для животноводства.

5. Комбинированные облучательные приборы, созданные на основе математического моделирования, с улучшенным спектральным составом в соответствии с функциями относительной спектральной фотосинтетической эффективности для растениеводства.

Теоретическая и практическая значимость: Предлагаемые способы повышения эффективности люминесцентных источников излучения для растениеводства и животноводства являются результативными и продуктивными. Разработанные облучательные приборы (установки) позволяют улучшить показателей продуктивности птицы, повысить показатели роста рассады и повысить энергосберегающие свойства.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы классические аналитические и экспериментальные методы исследования.

Методы интегрального исчисления математической статистики были применены при решении инженерно-технических задач, методы спектрального анализа и фотометрические методы измерения - в реализации экспериментальных исследований, методы прикладной экономики - в расчете технико-экономической эффективности работы. Использована современная измерительная аппаратура с применением компьютерной техники и прикладных пакетов компьютерных программ.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Основные результаты работы соответствуют пунктам «Разработка способов применения, исследования средств электротехнологий и режимов работы электрических осветительных, облучательных, обогревательных, кондиционирующих установок в растениеводстве и животноводстве», «Рациональное использование природных энергоресурсов и биоэнергоресурсов» из паспорта специальности 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве.

Положения, выносимые на защиту:

1. Модель и алгоритмы оптимизации параметров люминесцентных источников излучения;

2. Методы и средства совершенствования параметров и повышения эффективности люминесцентных источников света и облучательных приборов в соответствии с функциями относительной спектральной чувствительности биообъектов;

3. Конструкция светодиодного прибора на базе люминесцентных и цветных светодиодов, с регулируемым спектральным составом;

4. Принцип создания комбинированной светотехнической установки (КОбУ) повышенной эффективности применительно для животноводства.

5. Принцип создания комбинированной светотехнической установки (КОбУ) повышенной эффективности применительно для растениеводства.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и одобрены на ряде международных конференций: Международной научно-практической конференции «Инновационная наука и современное общество»

(Уфа, 2013); XVI научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева (Саранск, 2014); VI Международная научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы современной науки» (Ставрополь, 2015), VI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы энергетики АПК (Саратов, 2015); X, XI, XII Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электроники и энергетики» (Саранск, 2013, 2014, 2015), VIII Международная научно-практическая конференция (Пенза, 2018), XV Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежь и инновации» (Чебоксары, 2019).

Публикации и личный вклад автора. Основное содержание диссертации опубликовано в 1 7 печатных работах, из них 6 работ в изданиях, рекомендуемых ВАК, 1 патент. Личный вклад автора состоит: в реализации основных теоретических положений диссертации; в планировании и организации серии экспериментов; в проведении экспериментов. Обработка и анализ результатов проведены автором самостоятельно. Ключевые публикации по теме работы написаны лично диссертантом.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, содержит 179 страниц, включая 66 рисунков, 69 таблиц, 7 приложений, списка использованной литературы из 135 наименований.

Глава 1. Современное состояние вопроса и задачи

исследования

1.1. Воздействие оптического излучения на биологические объекты

Оптическое излучение является важным фактором, используемым в электротехнологиях освещения и облучения для обеспечения требуемой эффективности при воздействии на сельскохозяйственных животных и растений. Воздействие видимых лучей на биологические объекты происходит рефлекторно, а именно через сетчатку глаза и рецепторы кожи. Полученные импульсы передаются в анализаторы центральной нервной системы, а затем через систему гипотоламус - гипофиз - эндокринные железы воздействуют на все системы и органы. Необходимо отметить, изменения физиологических процессов в организме биообъектов, вызванные данным воздействием, а именно: образование в коже биологически активных веществ, поступающих в кровь и другие биологические жидкости; увеличение количества эритроцитов, повышение уровня гемоглобина; усиление газообмена; возрастание глубины и уменьшение частоты дыхания, т.е., повышение уровня интенсивности окислительных процессов; улучшение белкового обмена и повышенное отложение азота в тканях. Вследствие этого происходит интенсивный рост и развитие животных [85].

В основе оптических технологий лежит действие света, позволяющий использовать генетический потенциал сельскохозяйственных животных и растений [101]. Анализируя эффективность использования дополнительного искусственного освещения помещений с сельскохозяйственными животными и растениями, стоит говорить о его положительном влиянии [71, 114,119 -120].

Так, при повышении уровня освещенности до 50-80 лк в коровниках отмечено увеличение удоев на 5 - 10%. Одновременное повышение освещенности и продление светового дня до 16 - 18 часов способствовало

увеличению молочной продуктивности на 8-16% и снижению расхода кормов на единицу продукции на 15-35%.

Содержание свиноматок при уровне освещенности в 70-100 лк во время супоросности способствовало росту плодовитости на 5,8%, увеличению средней массы поросят при рождении на 4,5-16,7% по сравнению с животными, находящимися в помещении с освещенностью 6,8 лк. У поросят, выращенных до 4-х месячного возраста, при уровне освещенности 70-100 лк, был отмечен улучшенный биохимический состав крови, что в свою очередь способствовало меньшей заболеваемости и увеличению среднесуточных приростов массы тела.

В помещении для содержания овец биологически необходимый уровень освещенности составляет 50 лк при продолжительности светового дня в 8 - 12 часов. Это способствует повышению качества спермиев у баранов, оплодотворяемости у маток, повышению резистентности и сохранности ягнят. При откорме овец положительное влияние оказывает короткий световой день [108].

Правильное применение светового фактора способствует повышению яйценоскости кур, гусей, уток и индеек [55]. Изменением продолжительности светового дня можно вызвать линьку и яйценоскость птицы в любой сезон года.

На рисунке 1.1 приведена функция относительной спектральной чувствительности органа зрения птицы по данным N. В. РгеБСоА: [135].

»K

I m^B

го*

Ж 430 480 S» 580 630 680 730 710

Wjvelength (nm)

Рисунок 1.1- Функция относительной спектральной чувствительности органа зрения птицы по данным N.B. Prescott [135]

Функция относительной спектральной чувствительности органа зрения птицы на данный момент не стандартизована и представления о ней продолжают развиваться. Так авторами [134] предложена функция, представленная на рисунке 1.2, которая согласуется с характеристиками относительной спектральной чувствительности органа зрения птиц по данным материалов русской энциклопедии [116].

1,2

ОьлОьлОьлОьлОьлОьлОьлОьлОьлО гОьЛСООгОьЛВДОгОьЛВДОгОьЛСООгОьЛСО А им

Рисунок 1.2 - Функция относительной спектральной чувствительности органа зрения птицы, полученная в соответствии с данными материалам русской

энциклопедии [134] На растение свет оказывает формообразующее действие, как форма роста: на внутреннюю структуру тканей листа, на величину хлоропластов и их расположение в клетках [77].

Важнейшей особенностью процесса фотосинтеза является его протекание с использованием энергии солнечного света. В таблице 1.1 приведены характеристики отдельных участков спектра [56].

Таблица 1.1 - Характеристика отдельных участков спектра

Цвет Длина волны, нм Частота, Гц Энергия, кДж/1 моль квантов

Ультрафиолетовый 400 11,8 1014 471,4

Фиолетовый 400- 424 7,811014 292,0

Синий 424- -491 6,521014 260,6

Зеленый 491- 550 5.771014 230,5

Желтый 550- 585 5,171014 206,6

Оранжевый 585- 647 4,841014 193,6

Красный 647- 740 4,411014 176,4

Инфракрасный 740 2,141014 85,5

Обеспечение уровня освещенности для сельскохозяйственных растений

является недостаточным - крайне важен спектральный состав света. Фотосинтез у растений способен протекать только под воздействием волн определенной длины в световом спектре [16, 76, 115]. Солнечный свет

содержит именно такой спектр. Соответственно, искусственный свет должен быть максимально близок по своему спектральному составу к солнечному, чтобы растения могли своевременно и правильно развиваться [50, 54, 122].

Согласно первому закону фотохимии, только поглощенные лучи могут быть использованы в химических реакциях. В том случае, если реагирующие молекулы бесцветны и не поглощают свет, фотохимические реакции могут идти только в присутствии специальных веществ - сенсибилизаторов [121, 123, 127]. Изучение влияния цветосветовой среды на различные виды растений приводит к общему выводу, что красный обладает ярко выраженным субстратным и регулярным воздействием. Если включить красные источники света в состав общего излучения, то это обеспечит высокий фотосинтез [120, 126] (рисунок 1.3), затем по направлению к зеленой части спектра процесс фотосинтеза постепенно ослабевает. В сине-фиолетовой части спектра наблюдается второй подъем интенсивности фотосинтеза [92].

400 445 500 600 660 700 нм

Рисунок 1.3 - Воздействие оптического излучения на растения

Таким образом, в той части спектра, где лежит максимум поглощения каротиноидов, между синими и зелеными лучами, на их долю приходится 70% от всего поглощения и лишь 30% энергии поглощается хлорофиллом. Кванты света, поглощенные каротиноидами, используются, менее эффективно по

сравнению с квантами, поглощенными непосредственно хлорофиллом [65 - 66, 78 - 79, 103].

Однако, воздействие на биообъекты ультрафиолетового, эритемного, бактерицидного излучений является не менее важным и выполняет свои функции. На рисунках 1.3-1.5 приведены спектральные кривые соответствующих источников излучения. В таблицах 1.2-1.4 представлены технические характеристики данных источников света.

Спектральный состав и основные свойства ультрафиолетового излучения (УФИ) представлены на рисунке 1.4.

Область А Область Б Область С

Рисунок 1.4 - Спектральный состав и основные свойства УФИ [19]. От типа и мощности применяемых источников ультрафиолетового излучения зависят дозы, экспозиция и равномерность облучения животных. В качестве источников ультрафиолетового излучения применяются эритемные и ртутно-кварцевые лампы (таблицы 1.2-1.4).

Таблица 1.2 - Техническая характеристики источников УФ излучения [81]

Тип Мощность, Напряжение Световойпоток, лм Бактер. поток, Срок

лампы Вт питания, В мб службы.

ДРТ-400 400 220 2350 10500 2500

ДРТ-1000 1000 220 3300 39500 1200

ДБ- 15 15 127 60 2000 2000

ДБ-30 30 220 140 6000 3000

ДБ-60 60 220 180 8000 2000

На рисунке 1.5 приведены кривые относительной спектральной эритемной эффективности ультрафиолетового излучения.

-=

с *

Л ЧИП 1ВО ЧИ Е-1 . ИГ' Г

Рисунок 1.5 - Кривые эритемной эффективности, используемые: К - до 2000 г., Кг - после 2000 г [55].

Таблица 1 .3 - Люминесцентные эритемные лампы

Тип лампы Напряжение сети, В Мощность, Вт Средняя продолжительность горения, ч Размеры, мм Тип цоколя

Ь Б

ЛЭ 15 127 15 5000 451,6 27,5 ОШ

ЛЭ 30 220 30 5000 908,8 27,5 ОШ

ЛЭР 40 220 40 3000 1213,6 40 ОШ

Эффективный поток определяется по формуле:

= Й 1 (Л) АЛ,

(1.1)

где А.ь \2 - границы исследуемого диапазона.

На рисунке 1.6 приведена кривая относительной спектральной бактерицидной эффективности ультрафиолетового излучения.

Рисунок 1.6 - Кривая относительной спектральной бактерицидной эффективности ультрафиолетового излучения [74]

Таблица 1.4 - Бактерицидные лампы

Тип лампы Напряжен ие сети, В Мощность, Вт Бактерицидный поток в УФ-С области (205-315 нм), Вт Средняя продолжительность горения, ч Размеры, мм Тип цоколя

L D

ДБК 8* 127/220 8 3,1 3000 302,5 16,5 G5d

ДБ 36 М 220 36 12,5 8000 1213,6 26 G13d

ДБК 36* 220 18 11,0 8000 860 16,5 G23d

Изучение вопроса воздействия оптического излучения в животноводстве и растениеводстве выявило необходимость проработки данного направления более детально.

1.2 Светотехнические характеристики и техника с установленными показателями эффективности люминесцентных источников излучения

В настоящее время оценка эффективности применения источников света осуществляется различными методами. Оценка световой эффективности источников света проводится по световой отдаче, которая связана с кривой относительной чувствительности среднего глаза человека. Спектральная

чувствительность глаза рассчитывается как обратная величина мощности монохроматических потоков излучения. Максимальная теоретически возможная световая отдача составляет 683 лм/Вт. Оценка источников света также осуществляется по индексу цветопередачи. Индекс цветопередачи (Яа) определяется как мера степени отклонения цвета объекта, освещенного источником света, от его цвета при освещении эталонным источником света сопоставимой цветовой температуры. Глаз человека чувствителен к оптическому излучению с длинами волн от 380 до 760 нм. Усредненная кривая спектральной чувствительности глаза установлена Международной комиссией по освещенности и используется при всех расчетах светового действия излучения. Максимум чувствительности при дневном освещении (дневное зрение) лежит при 555 - 556 нм, а при слабом (сумеречное зрение/ночное зрение) смещается в сторону фиолетового края видимого спектра и располагается на 510 нм (в течение суток это значение колеблется в пределах 500 - 560 нм). Зависимость зрения человека от условий освещённости при восприятии им разноцветных объектов объясняет эффект Пурье. В сетчатке глаза человека имеется три вида колбочек, максимумы чувствительности которых приходятся на красный, зелёный и синий участки спектра [1].

Современные источники света, а именно: люминесцентные, металлогалогенные, ртутные и другие лампы, разработанные в соответствии с относительной спектральной чувствительностью среднего глаза человека, создают комфортные условия для работоспособности и видимости в жизнедеятельности человека. Основными характеристиками при оценке эффективности источника света являются световая отдача и цветопередача [23, 25, 29, 45].

В области растениеводства для определения эффективности источников излучения используют отличные характеристики - коэффициенты использования и КПД физиологически активной радиации (ФАР). Восприимчивость ФАР растений, при котором происходит фотосинтез и прочие жизненно необходимые процессы, находятся в диапазоне оптического излучения - 400 - 700 нм. Одной из функций относительной спектральной

чувствительности растений является кривая фотосинтеза. Средний показатель КПД ФАР у ртутных ламп составляет 10-12%; люминесцентных ламп - 2022%; натриевых ламп высокого давления - 26-28%; металлогалогенных ламп - 26-30%. Исследования в данной области показывают, что чем больше КПД ФАР, тем лучшие показатели урожайности у растений [124-125]. Для растений оценку физиологической эффективности источников света производят с помощью коэффициентов использования и КПД [69]. По формулам Рождественского, Клешнина [53] проводится оценка излучения для растений с помощью коэффициента использования по формуле:

Qc4> = к'сф ■ 100% / кф,

0,жз = к жз ■ 100% / кжз> С1.5)

QOK = ГОК ■ 100% / кок,

где к' - коэффициент, характеризующий физиологическую эффективность источника излучения по сравнению с коэффициентом к, соответствующим прямой солнечной радиации, падающей на землю для различных областей ФАР сф- сине-фиолетовой, жз - желто-зеленой, ок -оранжево-красной.

В зарубежных литературных источниках говорится о большой роли значения повышения «optical factorutilization» (оптический коэффициент) и «spectral factorutilization» (спектральный коэффициент). Так, ученым Lee в качестве достижения указывается повышение «optical factorutilization» источника света для растений на 1,9% [129].

Непосредственно на практике применяется относительный коэффициент использования излучения, который представляет собой отношение световой эффективности излучения к максимальному значению спектральной световой эффективности (формула 1.6) [96].

Ко = К /(Кх)макс = (A)K(A)dA/\ре(A)dA

(1.6)

В связи с особенностями фоторецепторов каждого из вида биообъектов определение коэффициента использования является диапазоном интегрирования.

Коэффициент использования излучения К0 показывает, какую часть сложного потока излучения составляет эффективный для данного фотоприемника поток (формула 1.7 по Мешкову) [74]:

Л20 Л20

Ко = (Л)к(Л)^Л / | Ре (ЛЩ, (1.7)

Л10 Л10

где фе - спектральное распределение мощности излучения;

к(Х) - относительная спектральная чувствительность органа зрения биообъекта.

Нахождение спектральных коэффициентов использования излучения для различных участков спектра осуществляется по формуле вида:

(1.8)

Л2г Л20

КСПеКтр1 = ¡Ре (Л)к(Л)ёЛ/ ¡Я (Л)М,

ЛИ Л10

где I - соответствующие спектральные диапазоны.

Для данных областей спектра формулы ФОСЧ биообъектов имеют следующий вид:

Л21 Л20

КУФ ~ ¡Ре (Л)к(Л^Л/ ¡Ре (ЛЖ

Л11 Л10

Л22 Л20

Кин = ¡Ре(Л)к(Л)ёЛ/ ¡Ре(Л)ёЛ;

Л12 Л10

Л23 Л20

К ел = ¡Ре (Л)к(Л)ёЛ/ ¡Ре (Л)ёЛ',

Л13 Л10

Л24 Л20

Кр = ¡Ре (Л)к(Л)ёЛ/ ¡Ре (Л)ёЛ, (1.9)

Л14 Л10

где Х11- Х21 - границы УФ - диапазона спектра: Х12- Х22 - границы синего диапазона спектра, Х13- Х23 - границы зеленого диапазона спектра, Х14- Х24 -

границы красного диапазона спектра, Х10- Х20 -диапазон оптического источника излучения [86].

Эффективная отдача определяется по формуле:

Л = (1.10)

где Кф- эффективный поток излучения, Вт; Р - потребляемая мощность, Вт.

Для традиционных источников света: люминесцентных ламп типа ЛБ, ЛД, ДНаТ и светодиодных источников излучения (СД) спектральный состав близок к относительной спектральной кривой световой эффективности. В таблице 1.5 приведена чувствительность рецепторов в оптической области спектра органа зрения человека.

Таблица 1.5 - Чувствительность рецепторов в оптической области спектра органа зрения человека [90]

Орган зрения человека Оптическая область спектра

Хт1п ^тах

380 500 С

505 600 З

605 780 К

В таблице 1. 6 приведена чувствительность рецепторов в соответствии с ФОСЧОЗ птицы.

Таблица 1. 6 - Чувствительность рецепторов в оптической области спектра органа зрения птицы

ФОЧ птицы (курицы) Оптическая область спектра

Хтт ^тах

330-380 395 УФ

400 500 С

505 600 З

605 780 К

В таблице 1.7 приведен сравнительный анализ исследуемых источников света.

Таблица 1.7- Технические характеристики источников света

Типы ламп Мощность, Вт Ток, А Рабочее напряжение, В Световой поток, лм Срок службы, ч

ЛБ40 40 0,43 103 3200 4800

ЛД40 40 0,43 103 2500 4800

ДНаТ - 50 50 0,76 100 3700 1500

В таблицах 1.8-1.9 приведен сравнительный анализ светодиодных источников света различных производителей [13, 17, 46].

На сегодняшний момент существует несколько способов получение белого света с помощью светодиодов, один из них смешивание в определенной пропорции излучения красного, зеленого и синего светодиодов [111]. При этом могут быть использованы как отдельные светодиоды разных цветов, так и 3 -кристальные светодиоды, объединяющие кристаллы красного, синего и зеленого свечения в одном корпусе [60].

Основой более дешевого и распространенного способа получения светодиода белого света является полупроводниковый кристалл структуры In, Ga, N, АХ = 460-470 нм (синий цвет) на люмминофоре YAG (иттрий-гадолиниевых гранатов, активизированный Се3+ (желтый цвет)), излучающий в широком диапазоне видимого спектра и имеющий максимум в его желтой части спектра. Человеческий глаз комбинацию такого рода воспринимает как белый цвет. Еще один метод получения белого света - возбуждение 3-слойного люминофора светодиодом ультрафиолетового спектра (УФ-СИД). Таблица 1.8 - Данные каталога светодиодов фирмы Сгеемощность от 0,25 до 1,6

Вт

Цвет светодиода Доминирующая длина волны, нм Световой поток не менее лм Макс. ток, мА

Красный 620...630 30,6 700

Зеленый 520...535 67,2

Синий 450...465 8,2

Белый холодный белый 95

Белый нейтральный белый 80

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Идрисова Евгения Дмитриевна, 2020 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Айзенберг, Ю. Б. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю. Б. Айзенберга. М. : Энергоатомиздат, 1995 - 267 с.

2. Арустамов, Э. А. Безопасность жизнедеятельности: учебник. - 3-е изд., перераб. и доп.-М. : Издательско-торговая корпорация «Дашков и К0», 2003. -496 с.

3. Акимов, Б. В. Деградация излучательных характеристик люминесцентных ламп с позиции фотостойкости люминофоров / Материалы доклада IV Всероссийского н. - т. семинара: Энергетика: экономия, надёжность, безопасность. Томск, 1998. -34-35 с.

4. Ашрятов, А. А. Повышение эффективности источников оптического излучения и световых приборов: дисс. д - ра. техн. наук: 05.09.07 / Ашрятов Альберт Аббясович. - М., 2014. - 435 а

5. Афонин, В. В.Моделирование спектра солнечного излучения

с помощью светодиодов / В.В. Афонин, О.Ю. Коваленко, Е. Д. Гусева (Идрисова), Ю. А. Пильщикова // Фотоника. -2016.-№ 2 (56). -С. 72-77.

6. Афонин, В. В. Математическая модель для определения колориметрических характеристик многокомпонентной светодиодной системы / В. В. Афонин, Борискина А. А., Коваленко О. Ю. // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 3.

7. Белов В. В., Исследование комбинированного облучательного прибора с лампой типа ЛБ-36 и модулем красных светодиодов/ В. В. Белов, Е. Д. Идрисова // Известия Международной академии аграрного образования. -СПб., 2018. Вып. № 43. - С. 5-9.

8. Белов В. В., Результаты исследования комбинированного

облучательного прибора / В. В. Белов, Е. Д. Идрисова // Известия

Международной академии аграрного образования. - СПб., 2018. Вып. № 43. -С. 5 - 9

9. Белов, С. В. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для студентов средних спец. учебн. заведений / Под общей редакцией С. В. Белова, - М. : Высшая школа, 2002. - 357 с.

10. Бляхман, Э. А. Оптимизация спектров люминофоров - новый путь повышения эффективности люминесцентных ламп (обзор) / Бляхман Э. А., Ратнер И. М., Халуповский М. Д. // Светотехника. - 1975. - № 10. - С. 16 - 17.

11. Боос, В. Г. О расчёте люминофорного и отражающего покрытий в люминесцентных лампах - светильниках // Светотехника. - 1977. - № 5. - С. 3

- 5.

12. Буряк, В. В. Применение ультразвуковой обработки ламповых люминофоров с целью повышения световой отдачи люминесцентных ламп / В. В. Буряк, О. Ю. Коваленко, Е. Д. Гусева (Идрисова) // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 2-3 URL: http://www.science-education.ru/131 -24004. - С. 57

13. Васильев,А. А.Светодиоды - долгожители: правда или мистификация ? / Алексей Васильев // Осветительные светодиоды. Москва, 2010. - 10 с.

14. Весельницкий, И. М. Определение оптимальных параметров и некоторые вопросы конструирования люминесцентных ламп повышенной мощности // Светотехника. - 1966. - № 10. - С. 11 - 16.

15. Водяников, В. Т. Организационно-экономические основы сельской электроэнергетики / В. Т. Водяников. - М.: УМЦ «Триада», 2002. - 312 с.

16. Генкель, П. А. Физиология растений / П. А. Генкель. - Изд. 4-е, перераб.

- М. : Просвещение, 1975. - 335 с. 13. Главная страница компании «Dialux» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://dialux.com/, свободный. - Загл. с экрана.

17. Голобоков, К. К Анализ и тестирование светодиодной продукции как залог ее качества // «Современная Светотехника».- № 5, 2010. - 4 с.

18. Глудкин, О. П. Всеобщее Управление качеством: учебник для вузов / Под ред. Глудкина О. П. - М. : Радио и связь, 1999. - 600 с.

19. ГОСТ 25834 - 83. Лампы электрические. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. - Введ. 1985 - 01 - 01; М. : Изд - во стандартов, 1985. - 6 с.

20. ГОСТ IEC 60335 - 1 - 2015. Бытовые и аналоговые электрические приборы. Безопасность. Часть 1. Общие требования. - Введ. 2017 - 01 - 01; М. : Стандартинформ, 2016. - 26 с.

21. ГОСТ Р МЭК 61228 - 2014. Лампы люминесцентные ультрафиолетовые для загара. Метод измерения и определения характеристик. - Введ. 2015 - 07 -01; М.: Изд - во ФГУП «Стандартинформ», 2015. - 12 с.

22. ГОСТ 18321 -73. Контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции.введ. Впервые 1973- 01 - 09. - М. : Издательство стандартов, 1973. - 10 с.

23. ГОСТ Р 55702-2013. Источники света электрические. Методы измерений электрических и световых параметров. - Введен впервые; введ. 2014-07-01. - М. : Стандартинформ, 2016. - 53 с.

24. ГОСТ 28561-90. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сухих веществ или влаги. - Взамен ГОСТ 8756.2 - 82; введ. 198107-01. - М. : Стандартинформ, 2011. - 11 с.

25. ГОСТ 6825-91 (МЭК 81-84). Лампы люминесцентные для общего освещения. - Взамен ГОСТ 6825-74; введ. 1993-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1995. - 138 с.

26. ГОСТ Р 8. 749 - 2011. Государственная система единства измерений. Светодиоды. Методы измерения фотометрических характеристик. Введ. 2013 -05 - 01. - М. : Стандартинформ, 2014. - 20 с.

27. ГОСТ Р 55701 / 1- 2013/ IEC/ PAS 6277 -1: 2011. Светильники. Часть 1. Общие требования к характеристикам. - Введен впервые; введ. 2014 - 07 -01. -М. : Стандартинформ, 2015. - 11 с.

28. ГОСТ IEC 60335-2-27-2014. Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Часть 2 - 27. Частные требования к приборам ультрафиолетового и инфракрасного излучений для ухода за кожей и методы

испытаний. Введен впервые; введ. 2016 - 01- 01. - М. :Стандартинформ, 2015. - 31 с.

29. ГОСТ 8.332-2013. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения. Общие положения. - Взамен ГОСТ 8.332 -78; введ. 2015 -10 -01. -М.: Стандартинформ, 2014. -16 с.

30. ГОСТ 33985 -2016. Салат-латук, эндивий кудрявый, эндивий, эскариол свежие. Технические условия. - Введен впервые; введ. 2017-07-01. - М. : Стандартинформ, 2016. - 19 с.

31. ГОСТ Р 8.736 -2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения многократные. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. - Введен впервые; введ. 2013-01-01. - М. : Стандартинформ, 2016. - 19 с.

32. ГОСТ Р 8.590 - 2001. Государственная система обеспечения единства измерений Средства измерений характеристик ультрафиолетового излучения в охране труда. - Введен впервые; введ. 2002-07-01. - М. : Издательство стандартов, 2002. - 22 с.

33. Гусева (Идрисова), Е. Д. Повышение эффективности люминесцентных ламп для светотехнических установок в АКП / Е. Д. Гусева (Идрисова), Ю. Н. Семенов, Н. Н. Белова // Материалы всероссийской научно-практической «Современное состояние прикладной науки в области механики и энергетики» Чебоксары: ФГБОУ ВО Чувашская ГСХ, 2016 - С. 23-26.

34. Гусева (Идрисова), Е. Д. Определение координат цветности люминесцентных ламп мощностью 36 Вт с усовершенствованным составом люминофора / Е. Д. Гусева (Идрисова), О. Ю. Коваленко, А. В. Агафонов А. В. // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: мат. XII Всерос. науч. -технич. конф. с междунар. участием (Саранск, 28-29 мая 2015 г.) в рамках III Всерос. светотехнич. форума с междунар. участием / редкол.: О. Е. Железникова (отв.

ред.), А . А. Ашрятов (зам.отв.ред.), А. М. Кокинов [и др.]; МГУ им Н. П. Огарева. - Саранск: Издатель Афанасьев В. С.,С. 68-73.

35. Гусева (Идрисова), Е. Д. Исследование воспроизводимости и сходимости эксперимента при измерении параметров светотехнических устройств / Е. Д. Гусева (Идрисова), О. Ю. Коваленко, Д. А. Иванов // Научные труды SWorld. - Выпуск 3 (40). Том 2. Научный мир, - С.93 -96.

36. Гусева (Идрисова), Е. Д. Расчет и анализ параметров двухкомпонентной смеси галофосфатных люминофоров для ламп типа FL36W/765 / Е. Д. Гусева (Идрисова), О. Ю. Коваленко // Проблемы и перспективы современной науки: материалы VI Международной научно-практической конференции. -Ставрополь: Логос, 2015. - С.77 - 80.

37. Гусева (Идрисова), Е. Д. Расчет параметров двухкомпонентной смеси галофосфатных люминофоров / Е. Д. Гусева (Идрисова), О. Ю. Коваленко, А. В. Агафонов // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: мат. XII Всерос. науч. - технич. конф. с междунар участием (Саранск,28 -29 мая 2015 г.) в рамках III Всерос. светотехнич. форума с междунар. участием / редкол.: О. Е. Железникова (отв.ред.), А. А. Ашрятов (зам. отв. ред.), А. М. Кокинов [и др.]; МГУ им Н. П. Огарева. - Саранск: Издатель Афанасьев В. С., 2015-С. 352-355.

38. Гусева (Идрисова), Е. Д. О возможности повышения светового потока энергоэкономичных ламп типа FL 36 W/ 765 / Е. Д. Гусева (Идрисова), О. Ю. Коваленко // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1URL: http: // www.science-education.ru / 121 -18775 (дата обращения: 27.04.2015).

39. Гусева (Идрисова), Е. Д. Методы повышения светового потока люминесцентных источников света в условиях учебной лаборатории / Е. Д. Гусева (Идрисова), М. Ю. Солдатова, О. Ю. Коваленко // Сборник научных трудов SWorld. - Выпуск 4 (37). Том 7. - Одесса: КУПРИЕНКО С.В.,2014 - С. 10 - 14.

40. Гуторов, М. М. Основы светотехники и источники света. : Учеб. пособие для вузов. - 2 -е изд., доп. и перераб. - М. : Энергоатомиздат, 1983. -384 с.

41. Ершов, А. Н. Оптимизация системы освещения растений конвейерной цилиндрической салатной оранжереи как компонента СЖО пилотируемого космического корабля: дисс. канд. техн. наук: 05.26.02 / Ершов Алексей Николаевич. - М., 2006. - 123 c.

42. Ефремов, Н.С. Описание лабораторной установки по оценке влияния интенсивности искусственного освещения на продуктивность листового салата / Н.С. Ефремов // Вестник Марийского государственного университета. - 2014. - №2 (14). - С. 30-32.

43. Ефремов, Н. С. Оценка интенсивности искусственного освещения светодиодного облучателя на листовой салат в защищенном грунте [Электронный 163 ресурс] / Н. С. Ефремов // Научный журнал КубГАУ . -2014. - №08(102). - Режим доступа: http: // ej.kubagro.ru/2014/08/pdf/25.pdf, свободный. - Загл. с экрана.

44. Ефремов, Н. С. Оценка энергосбережения при внедрении светодиодных облучателей при досветке культуры листового салата на примере Республики Марий Эл / Н. С. Ефремов // Инновации в сельском хозяйстве: труды 5-й Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов / ГНУ ВИЭСХ. - М., 2014. - С. 155-155.

45. Железникова, О. Е. Облучательная техника. Источники излучения, облучательные приборы и установки : учебное пособие / О. Е. Железникова, С. А. Овчукова, О. Ю. Коваленко, С. А. Микаева. - Саранск, 2016. - 123 с.

46. Иванова, В. Р. Контроль параметров маломощных светодиодов при проектировании осветительных устройств на основе исследования их характеристик: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. / Иванова В. Р. ; Казанский гос. Университет. - Казань, 2011- 16 с.

47. Ильин, В. Н. Усовершенствование светильников серии ГСП26 для теплиц: тезисы докладов / В. Н. Ильин, В. В. Малышев, Р. У. Резаков // Исследование, конструирование и технология изготовления осветительных приборов: VIII Всесоюзная научно-техническая конференция. - М., 1988. - C. 81-82.

48. Исикава, К. Японские методы управления качеством: Сокр. пер. с англ. М. : Экономика, 1998-189 с.

49. Капцов, Н. А. Электроника. М. : Гостехиздат, 1956. - 459 с.

50. Карпов, В. H. Особенности энергосбережения в облучательных установках сельскохозяйственного назначения / В. Н. Карпов // Энергосберегающее электрооборудование для АПК: тезисы докладов 2 -й Всесоюзной научно- технической конференции. - 1990. - С. 77-78.

51. Каталог компании «LEDPremium» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// ledpremium.ru /, свободный. - Загл. с экрана.

52. Каталог компании ГУП РМ «ЛИСМА» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.lisma.ru, свободный. - Загл. с экрана.

53. Клешнин, А. Ф. Растения и свет. Теория и практика светокультуры растений / А. Ф. Клешнин. - М.: АН СССР, 1954. - 460 с.

54. Клешнин, А. Ф. Выращивание растений при искусственном освещении / А. Ф. Клешнин, Е. В. Лебедева, Н. Н. Протасова. - М.: Сельхозгиз, 1959. - 128 с.

55. Коваленко, О. Ю. Повышение эффективности использования газоразрядных ламп низкого давления в ультрафиолетовых облучательных установках в животноводстве: дис. канд. техн. наук / Коваленко Ольга Юрьевна. - М., 1991. - 231 с.

56. Коваленко, О. Ю. Регрессионный анализ характеристик светодиодов / О. Ю. Коваленко, А. А. Медведева, А. А. Копылов // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: Сб. науч. тр. VIII Междунар. науч. - техн. конф., - Саранск: СВМО, 2010. - С.49 - 51.

57. Коваленко, О. Ю. Актуальные проблемы энергетики АПК / О. Ю. Коваленко, Ю. А. Пильщикова, М. В. Кудашкина, Е. Д. Гусева (Идрисова) // VIМеждународная научно-практическая конференция ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ 18 FGHTKZ 2015. - С. 112-114.

58. Коваленко, О. Ю. Светотехническая установка с излучением в УФ - и видимом диапазонах спектра для сельскохозяйственной птицы / О. Ю.

Коваленко, Ю. А. Пильщикова, Е. Д. Гусева (Идрисова) //Фотоника, 2016, № 5(59), - С. 102-111

59. Коваленко, О. Ю. Новые ультрафиолетовые лампы для облучения сельскохозяйственных животных / О. Ю. Коваленко, Ю. А. Пильщикова, Е. Д. Гусева (Идрисова) //Научные исследования и разработки в эпоху глоболизации: сборник статей Международной научно-практической конференции (25 ноября 2016 г., г. Пермь). В 7 ч. Ч.3/ - Пермь: АЭТЕРНА, 2016. - С. 151-153.

60. Коваленко, О. Ю. Проблемы надежности в светодиодной светотехнике / О. Ю. Коваленко, Е. Д. Колмакова (Идрисова) // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: сб. науч. тр. IX Междунар. науч. - техн. конф., Саранск, 14 декабря 2011г.- С.30 - 32.

61 . Коваленко, О. Ю. Статистические методы контроля качества светодиодов / О. Ю. Коваленко, А. А. Медведева, Е. Д. Колмакова (Идрисова) // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: Сб. науч. тр. X Междунар. науч. - техн. конф., Саранск, 13-14 декабря 2012 - С.34 -36.

62. Коваленко, О. Ю. Создание, тестирование и использование ультрафиолетовых люминесцентных ламп: анализ некоторых направлений применения математических методов для поддержки принятия и реализации решений / О. Ю. Коваленко, Ю. А. Пильщикова, Е. Д. Идрисова // ПРИКАСПИИСКИИ ЖУРНАЛ: управление и высокие технологии Изд-во "Астраханский дом". - Астрахань, 2018. - С. 51-61.

63. Коваленко О. Ю., О влиянии зелено-красного излучения на сохранность молодняка птицы/ О. Ю. Коваленко, Пильщикова Ю. А., Курков М. В., Инюткин С. Н, Идрисова Е. Д. // Устойчивое развитие науки и образования. 2018. № 5: ООО «АмиСта».- Воронеж, 2018. - С. 99-102.

64. Коваленко О. Ю. Искусственное облучение животных / О. Ю. Коваленко, Пильщикова Ю. А., Морозов Д. С., Идрисова Е. Д. // Инновационное развитие современной науки: проблемы, закономерности, перспективы: сборник статей VIII Международной научно-практической конференции. - Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение». - 2018. - С. 22 -25.

65. Кондратьева, Н. П. Повышение эффективности электрооблучения растений в защищенном грунте: дисс. д -ра техн. наук: 05.20.02 / Кондратьева Надежда Петровна. - М., 2003. - 364 с.

66. Косицин, О. А. Методика светотехнического расчета тепличных установок с точечными облучателями / О. А. Косицин // Электрификация технологических процессов сельскохозяйственного производства и электроснабжения сельского хозяйства: Сб. научн. трудов. М.: - 1980, - Т.17, № 5. - С. 107-110.

67. Круглов, О. В. Разработка и исследование приборов для измерения оптических параметров и характеристик светодиодов : Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. / Круглов О. В.; Санкт-Петербургский гос. университет. - Санкт - Петербург, 2011. - 22 с.

68. Колмакова, Е. Д. (Идрисова). Анализ методик контроля параметров люминесцентных ламп / Е. Д. Колмакова (Идрисова), О. Ю. Коваленко, Н. П. Нестеркина // Материалы XVIII научно - практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева: в Зч./сост. О. А. Калинина; отв. за вып. П. В.Сенин.- Саранск: Изд - во Мордов. ун -та, 2014

- С. 156 -162.

69. Леман, В. М. Курс светокультуры растений / В.М. Леман. - Изд. 2 -е перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1976. - 271 с.

70. Люминесцентная лампа [электронный ресурс]: // Интернет - портал ,^^^,шк1реё1а.ог§-2008-2016.: Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki.

71 . Малышев, В. В. Повышение эффективности облучательных установок для теплиц: дисс. канд. техн. наук: 05.20.02 / Малышев Владимир Викторович.

- М., 2006. - 123 с.

72. Мальков, М. А. Математическое моделирование ртутно-аргонового разряда в люминесцентных лампах / М. А. Мальков, В. А.Терехин, А. И. Терешкин // Светотехника - 2006. - №4. - С. 5-9.

73. Маннанов, У. В. Метрология проведения экспериментальных исследований: учебное пособие / У. В. Маннанов, Г. Н. Марченко, О. А. Цой; Ташкентский политехнический институт Ташкент 1990 - 100 с.

74. Мешков, В. В. Основы светотехники / В. В. Мешков. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1979. Ч. 1. - 386 с.

75. МВИ ЖИЦУ 009 - 87. Методика выполнения измерений редуцированных фотометрических величин в диапазоне длин волн 220 - 400 нм. - Саранск: ОАО «Лисма». - 1987. - 17 с.

76. Моделирование роста и продуктивности сельскохозяйственных культур / под ред. Ф. В. Т. Пеннинг де Вриес, Х.Х. ван Лаар. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986 - 320 с.

77. Мокроносов, А. Т. Онтогенетический аспект фотосинтеза / А.Т. Мокроносов. - М.: Наука, 1990. - 185 с.

78. Мошков, Б. С. Выращивание растений при искусственном освещении / Б. С. Мошков. - 2 - е изд. - М.: Колос, 2009. - 288 с. 63. МУ 5048-89. Определение нитратов и нитритов в продукции растениеводства. - Введен впервые; введ. 1990 -01 -01. - М., 1989. - 51 с.

79. Муравьев, А. Ю. Защищенный грунт в РФ: состояние, проблемы, перспективы / А. Ю. Муравьев // Тепличные технологии. - 2004. - №1. - С. 1720. 65. НТП 10 - 95. Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады. - Взамен ОНТП-СХ.10-85; введ. 1996.07.01. - М., 1999. - 75 с.

80. Никифоров, А. Д. Управление качеством: учебное пособие для вузов. -М. : Дрофа, 2004 - 150 с.

81 . Новицкий, Н. И. Управление качеством продукции: учебное пособие. -М. : Новое знание, 2001. - 238с.

82. Ноулер, Л. Статистические методы контроля качества продукции. Пер. с англ. - 2 -е русск. Изд. М. : Издательство стандартов, 1989 - 172 с.

83. Об энергосбережении и о повышении энергоэффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской

Федерации: Федер. закон Рос. Федерации : [принят Гос. Думой 23 нояб. 2009 г.]. - М. : РИОР, 2011. - 91 с.

84. Облучатели ультрафиолетовые [электронный ресурс]: // Интернет -портал www.medical-enc.ru - 2007 - 2015.: Режим доступа: http://www.medical-enc.ru/14/obluchateli_ultraviolet_2. shtml.

85. Овчукова, С. А. Применение оптического излучения в сельскохозяйственном производстве: дисс. д-ра техн. наук: 05.20.02 / Овчукова Светлана Александровна. - М., 2001. - 351 с.

86. О внесении изменений в Государственную программу развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы: постановление Правительства Российской Федерации от 15.04.2014 г., №315 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pravo.gov.ru, свободный. - Загл. с экрана.

87. Отраслевые нормы освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий, сооружений. - М.: ВИЭСХ, 1992.

88. Охонская, Е. В. Расчет и конструирование люминесцентных ламп / Е. В. Охонская, А. С. Федоренко. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1997. - 184 с.

89. Пильщикова, Ю. А. Моделирование относительной спектральной чувствительности органа зрения биообъекта для оценки эффективности источников излучения / Ю. А. Пильщикова, О. Ю. Коваленко, Е. Д. Гусева (Идрисова), М. В. Кудашкина // Современные проблемы науки и образования, 2014. -№4, URL: www.science-education.ru/118-14053 (дата обращения: 04. 09. 2014).

90. Пильщикова, Ю. А. Повышение эффективности облучательной установки для птицеводства: дисс. канд. техн. наук: 05.09.07 / Пильщикова Юлия Александровна. - С., 2016. - 119 с.

91 . Повышение эффективности светокультуры на салатных линиях благодаря использованию светильников с лампами Reflux (на базе ЗАО «Агрокомбинат «Московский»). Ассоциация «Теплицы России» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://reflux.ru/press-centre/povyshenie-effektivnosti-

svetokultury-na-salatnykhliniyakh-blagodarya-ispolzovaniyu-svetilnikov-s-l, свободный. - Загл. с экрана.

92. Полевой, В. В. Физиология растений / В. В. Полевой. -М. : Высш. шк., 1989. - 464 с. 94. Приказ Федеральной службы по тарифам (ФСТ России) от 26 ноября 2013 г. N 1474 - э г. Москва «Об утверждении интервалов тарифных зон суток для потребителей на 2014 год (за исключением населения и (или) приравненных к нему категорий)». - Режим доступа: http://www.rg.ru/2013/12/20/zony-dok.html, свободный. - Загл. с экрана.

93. Пляскин, П. В. Основы конструирования электрических источников света / П. В. Пляскин, В. В. Федоров, Ю. А. Буханов. - М.: Энергоатомиздат, 2000. - 360 с.

94. Прикупец Л. Б. Актуальные проблемы эксплуатации облучательных установок в тепличных комбинатах / Л. Б. Прикупец, В. В. Малышев // Тезисы докладов V Международной светотехнической конференции. - СПб., 2003. -С.190- 191.

95. Прикупец, Л. Б. Новый энергоэкономичный светильник ЖСП48-600 с натриевой лампой высокого давления мощностью 600 Вт для теплиц / Л. Б. Прикупец, В. В. Малышев, Н. А. Хорьков // Светотехника на рубеже 168 веков: достижения и перспективы: тезисы докладов IV Международной светотехнической конференции. - Вологда, 2000. - C. 62-63.

96. Рохлин, Г. Н. Разрядные источники света. - 2 -е изд., перераб. и доп. -М. : Энергоатомиздат, 1991 - 720 с.

97. Свентицкий, И. И. Экологическая биоэнергетика растений и сельскохозяйственное производство / И. И. Свентицкий. - Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1982. - 222 c.

98. Светодиодный прибор патент на полезную модель RUS 118719 07. 09. 2011/ О. Ю. Коваленко, А. А. Ашрятов, А. А. Медведева, В. В. Афонин, П. А. Сарычев, Е. Д. Колмакова (Идрисова).

99. Свешников А. Г. / Перспективный метод поддержания микроклимата теплиц // А. Г. Свешников, Е. Д. Идрисова, В. В. Белов // Молодежь и инновации. Материалы XV Всероссийской научно-практической конференции

молодых ученых, аспирантов и студентовг. Чебоксары, 14-15 марта 2019 -Чебоксары. 2019. - С. 409-413.

100. Стребков, Д. С.Технологическая платформа «Фотоника» - стратегия развития точного аграрного производства/ Д. С. Стребков, А. М. Башилов, Ю. И. Кириенко // Вестник ВИЭСХ. - 2015. - № 1 (18). - С. 60-66.

101 . Степанчук, Г. В. Энергосберегающие принципы для создания светового режима, повышающие продуктивность фотосинтеза растений защищенного грунта / Г. В. Степанчук, Е. П. Ключка // Научный журнал КубГАУ. - 2011. - № 67. - Режим доступа:

ttp://ej .kubagro.ru/2011/03/pdf/24.pdf, свободный. - Загл. с экрана.

102. Ступов, К. А. Справочная литература -MatLab [Электронный ресурс] -Режим доступа : http: //www.picad.com.ua/lesson. htm.

103. Тихомиров, А. А. Спектральный состав света и продуктивность растений / А. А. Тихомиров, Г. М. Лисовский, Ф. Я. Сядько. - Новосибирск: Наука, 2008. - 168 с.

104. ТУ 16-2002 ИФМР. 675650 ТУ. Технические условия о лампах разрядных, высокого давления ртутно-вольфрамовые типов : ДРВ 160, ДРВ 160 - 1, ДРВ 250, ДРВ 500, ДРВ 750. - Введ. 2010 - 17 - 08.

105. Ракутько, С. А. Энергосберегающие приемы и подходы при эксплуатации тепличных облучательных установок / С. А. Ракутько // Механизация и электрификация технологических процессов в с. - х. производстве. - 1995. - №1. - С.104-113. 80. РД 153 - 34.0 - 20.363 - 99.

106. РЭ Фотометрическая скамья. - Москва, 1990. - 18 с.

107. Укров, И. Д. Управление качеством: Учебное пособие для вузов. - М. : ИНФРА - М, 2003. - 240 с.

108. Уклиментьев, Е. К. Основы графического программирования в среде MatLab. - М. : Специализированные программы, 2003. - 240с.

109. Уэймаус, Д. Газоразрядные лампы. М. : Энергия, 1977. - 343 с.

110. Фабрикант, В. А. Физика и техника люминесцентных ламп // УФН. -1945. Т. 27, вып. 2. - С. 159 - 198.

111. Феопентов, А. В. Перспективные люминофоры для белых светодиодов / А. В. Феопентов// Полупроводниковая светотехника. - сентябрь 2006 - 10 с.

112. Шашкова, А. Н. Цветовосприятие / А. Н. Шашкова // Компьютерное обеспечение - 1999. - № 17. - С. 34 - 39.

113. Фалиев, Н. А. Проектирование облучательных установок в селько-хозяйственном производстве / Н. А. Фалиев. - Кострома: КГСА, 2010. - 120 с.

114. Фатеев, В. Н. Основные пути повышения эффективности установок для искусственного облучения растений / В. Н. Фатеев // Светоизлучающие системы: эффективность и применение: тезисы докладов 1-й Всероссийской научно - технической конференции с международным участием. - Саранск, 1994. - С. 34-35.

115. Хит, О. Фотосинтез / О. Хит. - М.: Мир, 1972. - 354 с.

116. Цветное зрение у птиц // Русская энциклопедия: Традиция [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://traditio-ru.org/wiki/.

117. Черномурова, Е. Ю. Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта: дисс. канд. тех. наук: 05.20.02 / Черномурова Елена Юрьевна. - М., 2004. - 192 с.

118. Санду, И. С. Эффективность сельскохозяйственного производства (методические реко- мендации) / Под ред. И. С. Санду, В. А. Свободина, В. И. Нечаева, М.В. Косолаповой, В.Ф. Федоренко. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2013. - 228 с. ISBN 978-5-7367-0970-0.

119. Юферев, Л. Ю. Энерго-ресурсосберегающие осветительные и облучательные системы и установки сельскохозяйственного назначения на основе резонансной системы электропитания: дисс. док-ра. техн. наук: 05.20.02 / Юфарев Леонид Юрьевич - С., 2015. - 430 с.

120. Юферев, Л. Ю. Разработка системы электрофизического двухкомпонентного обеззараживания воздуха в птицеводческих помещениях: дис. к. т. н: 05.20.02/ Л. Ю. Юферев. - Москва, 2006. - 143 с.

121. Both, A. J. Ten years of hydroponic lettuce research / A.J. Both // NJ:The State University of New Jersey New Brunswick. - 14 p.

122. Charles-Edwards, D. A. Mathematics of Photosynthesis and Productivity / D. A. Charles-Edwards. -1981. - 127 p.

123. Dorias, M. The use of supplemental lighting for vegetable crop production: light intensity, crop response, nutrition, crop management, cultural practices / M. Dorias // 172 Agriculture and angi-food Canada horticultural research centre -Canadian greenhouses conference. - 2003. - 8 p.

124. Goins, G. Spinach Growth and development under innovative narrow-and broad-spectrum lighting sources / G. Goins, N. Yorio // SAE technical paper: 30th international conference of environmental systems. - 2000. - 6 p.

125. Goins, G. Photomorphogenesis, photogenesis, and seed yield of wheat plants grown under red light-emitting diodes (LEDs) with and without supplemental blue lighting / G. Goins, N. Yorio, M. Sanwo // Jorn of experimantal botany. - 1997. - № 312.- PP. 1407-1413.

126. Goins, G. Salad crop production under different wavelengths of red lightemitting diodes (LEDs) / G. Goins, L. Ruffe, N. Cranston // SAE technical paper: 31th international conference of environmental systems. 2001. - 6 p.

127. Holsteijn, H. M. C. Growth and photosynthesis of lettuce / H. M. C. Holsteijn. - Wageningen, 1981. - 132 p.

128. Guseva (Idrisova), E. D. Fluorescent lamps FL 36W/ 765 with high efficiency fluorescent lamps FL 36W / 765 FL 36W/ 765 with high efficiency / E. D. Guseva (Idrisova), N. P. Nestyorkina //Author(s), 'Title of Paper," in Modern scientific research and their practical application, edited by Alexandr G. Shibaev, Alexandra D. Markov.Vol.J11410 (Kupriyenko SV, Odessa, 2014) - URL: http://www.sworld.com.ua/e-journal/j11410.pdf (date:) - Article CID Number..82-85 p.

129. Lee, Q. Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce / Q. Lee, C. Kubota // Environmental and experiment botany. -2009. - №67. - PP. 59-64.

130. Kang, J. H. Light intensity and photoperiod influence the growth and development of hydroponically grown leaf lettuce in a closed-type plant factory

system / J. H. Kang, S. Krishnkumar, S.L. Sua Atulba // Hort. Environ. Biotechnol. -2013. - №54. - PP. 501- 509.

131. Kim, H. H. A comparison of growth and photosynthetic characteristics of lettuce grown red and blue light light-emitting diodes (LEDs) with and without supplemental green LEDs / H.H. Kim, R.M. Wheeler, J.C. Sager, G.D. Goins // ISHS Acta Horticulturae 659: VII International Symposium on Protected Cultivation in

Mild Winter Climates: Production, Pest Management and Global Competition. - 84 p.

132. Kim, H. H. Growth and photosynthesis of lettuce grown under red and blue LEDs with supplemental green light / H. H. Kim, G. Goins, R. M. Weeler, J. C. Sager // HortScience. - 2003. - № 38. - 15 p. 173

133. Kim, H. H. Green-light supplementation for enhanced lettuce growth under redand blue-light-emitting diodes / H. H. Kim, G. D. Goins, R. M. Wheeler // HortScience. - 2004. - № 39. - PP. 1617-1622.

134. Kovalenko, O. Y.Enhancement of efficiency of irradiation facility for domestic bird husbandry / O. Y. Kovalenko,Y. A. Pilshchikova // International Journal of Pharmacy and Technology 8 (2), 2016. - pp. 14473-14479.

135. Prescott, N. B. Spectral sensitivity of the domestic fowl / Prescott N. B., Wathes C. M. British Poultry Science '1999'. Issue 3. Volume 40. - Silsoe Research Institute, Bedfordshire, England, UK: 1999. - P. 332-339.

Патент

Автор(ы): Коваленко Ольга Юрьевна (Я11), Лшрятов Альберт Аббясович (Я11), Медведева Анна Александровна (ЯV), Афонин Виктор Васильевич (1111), Сарычев Павел Анатольевич (Я11), Колмакова Евгения Дмитриевна (1IV)

Характеристики люминофоров для люминесцентных ламп

Таблица Б. 1 -Характеристики люминофоров для люминесцентных ламп

№ Наименование показателей Тип люминофора

п/п ФЛ 580-3500-1 (белой цветности) ФЛ 575-6500-3М-1 (дневной цветности)

1 Отношение яркости свечения люминофора к яркости

типового образца, % не менее 100 100

2 Спектральный состав излучения: максимальная относительная спектральная плотность потока

излучения должна соответствовать длине волны, нм 581±2 577±3

отношение спектральной плотности потока излучения

при длине волны 480 нм к максимальной

спектральной плотности потока излучения, %

отношение интенсивности в максимуме излучения к

интенсивности при длине волны 480 нм, % 22±3 110-120

3 Координаты цветности ламп должны соответствовать Х=0,409 Х=0,313

эллипсу с центром У=0,394 У=0,337

4 Гранулометрический состав:

Массовая доля частиц с размером, равным и 15 15

превышающим 14 мкм, %, не более

5 Наличие посторонних включений Не допускается Не допускается

6 Остаток на сите № 58, %, не более 0,01 0,01

7 Номинальный световой поток после 100 часов

горения в лампах мощностью 40 Вт 3200 2500

8 Спад светового потока после 40 %

продолжительности горения (6000 ч), %, не более 15 15

9 Цветовая температура, К 3500 6500

Материалы, используемые для приготовления люминофорной смеси

Таблица В. 1 - Материалы, используемые для приготовления люминофорной смеси

Наименование Код обозначения

Люминофор ФЛ 580-3500-1 Люминофор ФЛ 575-6500-3М-1 Суспензия люминофорная Лак на основе сополимера М- 14ВВ Суспензия тетрафосфата бария Вода дистиллированная Шары стеклянные ГОСТ 25659 - 83 «Люминофор для люминесцентных ламп белой цветности. Технические условия» ТУ6 - 09 -17-324 - 98 «Люминофор для люминесцентных ламп дневной цветности. Технические условия» ТИ 05756872.25201.00143 ТИ 05756872.25201.00144 ТИ 05756872.25201.00145 ГОСТ 6709 -72 «Вода дистиллированная. Технические условия»

Измерительные установки

Таблица Г. 1 - Измерительные установки

Измеряемый параметр

Схема измерительной установки_

Расшифровка обозначений

Нормативная документация

Спектры излучений

1 - ртутная лампа ДБ 15М;

2 - фильтр УФС-1;

3 - кювета с люминофором;

4 - монохроматор УМ-2;

5 - ФЭУ-51;

6 - гальванометр

ТУ 16-2000 ИЖШЦ.67558 0.004ТУ ГОСТ 9411

ТУ.3-3.285-76 ТУ

СУЗ;358.053 ТУ

Спектры

поглощения

возбуждения

1 -ртутная лампа или лампа накаливания;

2 - кювета с люминофором; 3-монохроматор

4 - фотокад ФЭУ-18;

5 - ФЭП-1

ТУ.3-3.285-76

ТУ

СУЗ;358.053 ТУ

Спектры возбуждения

1 - водородная лампа;

2 ДМР-4;

3 - кювета с люминофором или окисью магния;

4 -ФЭУ-18А; 5 - гальванометр; стеклянный фильтр или ЖС-4

Относительная яркость свечения

1-стабилизатор напряжения Б 2-2;

2 - дроссель;

3 - бактерицидная лампа ДБ-15М;

4- стеклянная пластинка, не пропускающая излучение с длиной волны 254 нм;

5-фотоэлемент селеновый с корригирующим

АЭЗ.219.002 ТУ

Дросель образцовый измерительны й ДОИ 15/127 ГОСТ Р МЭК 921

Продолжение таблицы Г.1 - Измерительные установки

фильтром ФЭС-10; 6-гальванометр типа М 195/2;

7 - поворотный диск с кюветами для люминофора_

ТУ 3 -3.1293-75

Термостабильнос ть люминофора в вакууме

1-кварцевая ампула, соединенная с вакуумным насосом;

2-

высокотемпературная трубчатая печь; 3-люминофор; 4-термопара с милливольтметром.

Метод

термовысвечивания

Установка для записи кривых

термовысвечивания:

1 - металлический криостат;

2 - печь для нагрева образцов;

3 - держатель образца;

4 - латунная кювета с люминофором;

5 - бактерицидная лампа ДБ 8М;

6 - аппарат пускоре-гулирующий 1УБИ8/127;

7 - амперметр;

8 -вольтметр;

9 - фотоэлектронный умножитель ФЭУ-79;

10 - высоковольтный источник питания Б5-24А;

11 - усилитель СП-1М;

12 - Потенциометр КСП-4;

13 - электронный стабилизатор напряжения сети Б2-ЗЕЭ;

14 - термопара медь-константан;

ГОСТ 8711 ТУ

СУЗ;358.053 ТУ

СЮЗ.215.002Т У

Окончание таблицы Г.1 - Измерительные установки

16 - сосуд с трансформаторным маслом;

17 - вакуумный насос ВН-461М;

18 - вакуумметр ВТ-3;

19 - монометрическая лампа ЛМ-2;

20 - ловушка стеклянная;

21 - кран стеклянный;

22 - фотозатвор

Адгезия люминофора к стеклу

1 - кран, для подачи сжатого воздуха;

2 - манометр до 4 атмосфер;

3 - капилляр с отверстием сопла 0,8

мм;

4 - стеклянная трубка с люминофорным слоем.

Акт внедрения

ЛИСМА Q LISMA

Государственное унитарное предприятие Республики Мордовия «ЛИСМА»

430034, Республика Мордовия, г. Саранск, ш. Светотехников, 5

ИНН 1327004453, КПП 132701001, ОГРН 1071327001151

тел. [phone], тел/факс [phone]; e-mail: [e-mail]

www.lisma.su

там, где рождается свет

от

/л ре. ¿РМ*. J0/

Для представления в диссертационный совет

На №

от

Акт о внедрении результатов диссертационного исследования

Настоящим удостоверяется, что технология, содержащаяся в диссертационном исследовании Гусевой Евгении Дмитриевны на тему

люминесцентными источниками излучения в сельскохозяйственном производстве», применялась на ГУП РМ «ЛИСМА» при производстве люминесцентных ламп мощностью 36 Ватт, что обеспечивало увеличение светового потока, позволяло повысить время службы лампы и снизить затраты на электроэнергию.

Руководство ГУП РМ «ЛИСМА» отмечает целесообразность внедрения разработок и практических рекомендаций кандидатской диссертации Гусевой Е. Д. в практической работе предприятия.

«Повышение эффективности

светотехнических установок

с

Ген. директор ГУП РМ «ЛИСМА» /Константинов Игорь Викторович/

Результаты расчетов

2

Таблица Е.1 - Результаты расчетов У (облученность, мВт/м ) в зависимости от X

2

(удельная нагрузка люминофора, мг/см ) для УФВ лампы ЛЭ 15

№ п/п Хи=1,15 мг/см Хи=2,24 мг/см2 Хи=3,33 мг/см2

1 98 112 90

2 147 100 100

3 123 109 99

4 111 108 98

5 120 115 96

6 119 110 102

7 126 109 108

8 123 107 106

9 127 113 107

Критериальная оценка

У, 121 109 101

71

0,35

Б2 23,7

Ук 120,4 110,4 100,4

s2 24

Рк 1,01

Ъ 2,06

X 2,24

110,4

-9,2

Кривая привесов курочек и петушков молодняка "Ко88-308м

а)

б)

Рисунок Ж.1- Зависимость изменения живого веса курочек а) и петушков б) на

раннем этапе развития