_thumb.jpg)
牛舍中的光周期管理
奶牛光周期管理的必要性
周期性的光照变化调节动物的生物节律，并直接影响其生长、生产力和繁殖。光信号通过眼睛传递至下丘脑，在那里调节褪黑激素和促性腺激素的分泌。适当的光照抑制褪黑激素的分泌，从而激活采食、新陈代谢和泌乳功能。
奶牛光照的科学原理
1. 主要效果：
1）促进采食：优化褪黑激素节律，增加食欲
2）提高产奶量：促进乳腺发育，提高泌乳效率
3）改善整体健康：促进骨骼生长和营养吸收
2. 应用价值：
科学设计的照明方案可直接提高生产力和运营效率。
基于24年的实验研究，奶牛是二色视觉动物，主要对蓝光和绿光敏感，对红光反应甚微。持续的全光谱（类似阳光）照明可以同步昼夜节律，促进维生素D3的合成，从而强健骨骼，降低跛行和骨质疏松的风险。
3. 主要发现：
1). 16–18 小时延长照明与自然日光（8–13.5 小时，≤70 lx）的比较
2）牛奶产量增加了5-16%（平均约8%，≈每天增加2公斤）。
3）采食量增加了6%。
4）响应时间：2-4周
结论：
研究证实，适当调节褪黑激素的抑制和分泌可以直接刺激采食量，是提高奶牛产奶量的关键机制。
.webp)
光照对奶牛影响的科学原理
有效的畜牧照明始于合理的光周期管理。仅靠不合适的照明无法持续提高生产力；要获得最佳效果，需要结合正确的光照周期、灯具规格和专业的照明设计。
牛拥有330°的超广角视野和二色视觉（类似于红绿色盲），深度感知有限，但对运动非常敏感。它们的可见光谱范围为370-650纳米，对蓝光和绿光非常敏感。牛对UVA光（370-400纳米）也有反应，但对红光敏感度较低，且在495-525纳米范围内存在敏感度低谷。
光周期管理的特点和优势
不同类型和生长阶段的牛对光照时长的需求各不相同。左图为牛舍光照强度和光周期的参考表（需包含使用期间的光衰减数据）。
科学的牛舍光周期管理平均可提高产奶量 8%（最高可达 5%–16%），并在相同光照水平下降低 30% 以上的整体照明能耗。全自动系统可长时间连续运行，减少劳动力需求，支持低碳、可持续的奶牛养殖，同时带来显著的经济和社会效益。
牛舍光周期管理的照明要求
高效的奶牛舍照明不仅仅取决于照度。光周期照明必须从八个关键维度进行评估，包括光谱、均匀性、可靠性和智能控制。合理的光谱和光周期管理能够调节褪黑激素分泌，刺激采食，并维持稳定的产奶量；而均匀无闪烁的照明则可以减轻动物的应激反应，提高其舒适度。在系统层面，长寿命、高密封性能和智能昼夜控制能够确保在严苛的牛舍环境中可靠运行，从而实现高效、自动化和可持续的奶牛生产。
奶牛光周期管理中的光谱
由于牛具有二色视觉，它们对某些物体的视觉分辨率有限。例如，黄色和蓝色在牛眼中显得不够鲜艳，它们的视觉感知主要集中在灰色和黑色之间。尽管牛的视觉系统存在两个光谱敏感峰值，但连续光谱照明能够提供更平衡、更符合生物学原理的视觉反应。
研究表明，有效调节奶牛褪黑激素分泌需要特定的光谱刺激，其中连续的、类似阳光的光谱效果最佳。更接近自然阳光的光谱有助于内源性维生素D3的合成，提高动物的舒适度，促进整体健康，最终有助于生产高质量、健康的牛奶。
光周期管理中的均匀照明
有效的奶牛光周期管理需要高度均匀的光照。由于深度感知有限且立体视觉较差，奶牛对光照不均非常敏感。牛舍内明显的明暗对比会导致奶牛产生应激和焦虑，从而对产奶量产生负面影响。
为了消除奶牛舍内明暗交替现象，科学的光学分布和照明设计至关重要。通过针对特定牛舍的照明模拟和计算，可以确保整个地面区域光照均匀，避免照度剧烈变化。
因此，照度均匀性是奶牛场照明系统中的一项关键性能指标，也是维持动物舒适度和稳定生产力的关键因素。
光周期管理的光照强度
研究表明，泌乳奶牛饲喂通道的照度必须保持在200-240勒克斯，才能有效抑制褪黑激素节律。照度过高或过低都无法产生预期的生物反应，也无法带来最佳的生产效果。
光周期照明中的光通量维持要求和荧光粉稳定性
对于光周期管理照明，在规定的运行条件下，50,000 小时的光通量维持率不得低于 70%，相当于大约 5 年的正常使用寿命。
根据我们的长期研究，光源的光通量维持率主要取决于荧光粉转换材料的热猝灭特性。传统LED光源光通量快速衰减的关键原因之一就是这些荧光粉转换材料的热降解和失效。
白光LED发光原理：
当蓝色LED芯片激发荧光粉转换材料时，会发出黄绿色光。这种黄绿色光与剩余的未转换蓝光混合，从而产生白光。
热猝灭对比测试：磷光体与荧光陶瓷
荧光陶瓷具有优异的抗热猝灭性能。在 150 °C 时，其量子效率仅下降 -1%（传统荧光粉的量子效率下降为 -22%）。在 200 °C 时，其光通量下降为 -7%（传统荧光粉为 -35%），而在 250 °C 时，光通量下降仍仅为 -15%（传统荧光粉为 -45%）。
这些结果表明，荧光陶瓷材料在极端热条件下具有优异的高温稳定性和光通量维持性能。
奶牛棚中的有害气体
奶牛舍内的空气中含有多种有害气体，包括氨气 (NH₃)、硫化氢 (H₂S)、二氧化碳 (CO₂) 和甲烷 (CH₄)，这些气体对动物健康、生产力和运营安全构成威胁。以下是牛舍中发现的主要有害气体：
1) 氨气 (NH₃)
来源：饲料和粪便的消化分解
影响：降低采食量和生产力；存在慢性中毒风险
2）硫化氢（H₂S）
来源：饲料和粪便中含硫有机物的分解
影响：降低抗病能力，增加对各种疾病的易感性
3）甲烷（CH₄）
来源：反刍和打嗝（嗳气）
影响：增加安全隐患
4）二氧化碳（CO₂）
来源：反刍和嗳气
影响：导致缺氧、食欲下降和慢性中毒
.webp)
为什么传统LED在富硫环境中会失效
传统LED光源由于采用硅胶封装荧光粉，极易受到硫腐蚀。含硫气体能够渗透到多孔的硅胶层和荧光粉层中，与镀银反射层发生反应，导致硫化。
一旦发生硫化，反射银层会变暗并吸收光线，导致光通量下降和相关色温 (CCT) 偏移。此外，硫化银在高温下导电性增强，显著增加运行过程中漏电流的风险。严重时，焊点处的金线键合可能发生脱落，导致开路故障，灯具完全失效。
相比之下，Ceramiclite 产品在耐硫性能方面比传统光源表现出明显的优势，在恶劣的富硫环境中提供了更高的可靠性。
流明维持率与时间的关系——趋势对比分析
测试结果证实，荧光透明陶瓷材料能够耐受高温王水腐蚀，展现出优异的化学稳定性。在硫化氢混合气体腐蚀测试中，陶瓷光源的光通量输出长期保持稳定，而传统光源则出现快速衰减。这证明了陶瓷光源技术在恶劣环境下具有卓越的耐腐蚀性和长期可靠性。
.webp)
光周期照明的闪烁控制
闪烁是指电光源中光通量的周期性波动。虽然奶牛对立体视觉并不十分敏感，但其独特的眼部结构使其对闪烁的敏感度远高于人类，能够感知到人眼无法察觉的波动。研究和实践经验表明，奶牛的闪烁深度应严格控制在≤3%，这比通常用于人类室内照明的≤5%的限制更为严格，因为过度闪烁会引发应激反应并降低产奶量。
为消除此风险，我们采用了恒流 0–10 V 调光驱动器，可在整个调光范围内实现 0–100% 的平滑无闪烁亮度调节。突然的开关机可能会造成压力；因此，建议采用 15–30 分钟的渐进式调光过渡，以模拟自然光的变化。
由于牛的视觉敏感度较高且瞳孔适应能力有限，它们对光线的快速变化尤为敏感。严格控制光线闪烁对于预防应激、焦虑、采食量下降和产奶量减少至关重要。
光周期照明的密封性能
该灯具采用全密封设计，符合 IP67 和 IP69K 防护等级。IP67 确保完全防尘，并可在 1 米深的水下浸泡 30 分钟；而 IP69K 则提供全面的防尘保护，并能承受高压高温水流清洗。
在以下条件下，可以使用高压水射流直接清洗该装置：水压为 8,000–10,000 kPa，水温为 80 ± 5 °C，确保在要求苛刻的奶牛场环境中可靠运行和卫生。
光周期管理中的智能昼夜节律控制
昼夜节律：昼夜节律是“生物钟”的生理机制，它代表着一个大约24小时的昼夜循环，调节着新陈代谢、睡眠-觉醒周期、心率和血压等关键功能。光照是最重要的时间设定信号（时间给予者），周期性的自然日光使生物节律与地球的24小时自转同步。
动态节律控制：动态昼夜节律算法模拟当地日出日落模式，控制光周期管理灯具的开关时间。该系统自动调节照度和光谱组成，以支持最佳的昼夜节律调节。
案例研究：奶牛场照明系统升级
为一家乳品集团的牧场提供照明系统解决方案
升级后：平均照度提高了近 4 倍，照度均匀性提高了近 2 倍，节能 32%，在高湿度、高硫和高氨条件下，灯管寿命延长了 3 倍以上。
应用产品
T21 LED 畜棚灯专为最佳畜棚照明而设计，可提供 >240 lux 的平均照度，均匀度 ≥0.8，确保为牲畜提供一致、高质量的光照。
模拟照度图和 3D 可视化结果证实了均匀的覆盖范围和有效的灯具布局。
主要特点：
a. 为动物福利提供高均匀度照明
b. 优化照度以提高运行效率
c. 通过仿真和可视化验证
Thanks for your enquiry, we will contact ASAP.
Something went wrong...