在叶菜室内植物工厂中，光照强度的精准测量是优化光合效率、提升产量和节能降耗的核心环节。以下是系统化的测量方法及技术要点，结合植物生理需求与工业实践：
一、测量原理与基础
定义与单位
光照强度：指单位面积接收的光通量（流明/平方米），单位为勒克斯（Lux）。
植物专用参数：光合光子通量密度（PPFD，单位μmol/m²/s），表示400–700nm波段内光合有效辐射（PAR）的光子数量，更直接反映植物光合效率。
测量原理
光电效应：光电池或光电二极管将光信号转换为电流，通过电流强度推算照度值（如照度计）。
光谱分析：微型光谱仪分解光源光谱，计算PPFD、PAR等参数（如植物光照分析仪）。
二、测量方法与工具
1.常规照度计
适用场景：快速检测环境照度，成本低，操作简便。
操作流程：
光电池水平放置于待测点，打开电源并选择量程。
读取电流表数值（需乘以量程系数），单位Lux。
局限：仅反映可见光强度，未区分光谱波段，无法直接评估光合有效性。
2.植物专用光照分析仪
核心功能：
光谱范围覆盖230–850nm，分辨率±0.2nm。
直接输出PPFD、PAR、红光/蓝光比（R/B）、叶绿素加权辐照度等参数。
代表设备：
云唐YT-350P：集成光谱、照度、色度测量，支持实时显示光谱波形与色容差图。
HP350UVZ光谱照度计：5寸IPS触摸屏，可测PPFD、YPFD（有效光合光子通量密度）、R/B比等，适用于多层栽培架光均匀性检测。
优势：数据精准，支持定制化参数（如UVA/UVB强度），适配植物工厂需求。
3.间接评估法
手影法：观察叶片投影清晰度（清晰→强光；模糊→中光；无影→弱光），适用于快速定性判断。
植物生理反馈：
徒长、叶色变淡→光照不足；叶片灼伤→光照过强。
叶菜类适宜光强：200–300μmol/m²/s（约1.5万–4万Lux）。
三、测量操作规范
布点策略
多层架均匀性检测：每层设置3–5个测点（中心与边缘），计算照度均匀率（≥0.7为优）。
动态监测：传感器网络实时采集数据（20毫秒/次），联动环境控制系统自动调节补光。
校准与误差控制
校准要求：定期用标准光源校准仪器，避免探头老化导致误差。
干扰排除：
强光下使用滤光器保护光电池。
避免反射光干扰，探头需垂直朝向光源。
四、数据分析与应用
参数解读
PPFD与光谱配比：
叶菜苗期需高蓝光（450–470nm）促根系，生长期需高红光（630–660nm）。
理想R/B比：生长期1.5–2.0，可通过光谱仪调整LED配光。
光饱和点识别：多数叶菜在PPFD 300–500μmol/m²/s时光合速率达峰值，超量则能效比下降。
优化决策
补光策略：分时调控（利用夜间低谷电价），结合CO₂浓度（800–1000ppm）提升光能利用率。
设备升级：激光光源替代LED，能耗降低60%以上，尤其适合底层补光。
文章来源：叶菜侠科技
