[0001] 本发明是关于一种实现孵化器内合理给光的孵化照明装置、孵化器及孵化照明设计方法，涉及禽畜养殖技术领域。

[0002] 孵化是家禽养殖的前提和基础条件，孵化的优劣直接关系到后期的生产性能与表现。而适宜的孵化条件都是模拟种蛋自然孵化状态下的外部环境来设定的，在自然孵化环境下，种蛋都会得到一定程度的光照刺激，且研究发现孵化阶段给予光照刺激有助于鸡胚发育、促进雏鸡集中出雏、提高鸡苗品质，利于家禽后期的抗应激和提高生产性能，所以光照是禽蛋孵化过程中不可缺少的一个因素。

[0003] 而现有研究中将光源放在孵化设备的两侧进行给光的方式对于高密度的商业孵化是不适用的，这种方法只能满足孵化设备两侧极少部分蛋的需光要求，中间大部分的蛋还是得不到光照，安装虽然方便，但是实用性较差。

[0029] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 本发明是基于现有的符合孵化需求的有效光照制度进行孵化器内孵化照明装置的设计及实现，包括可实现孵化车和出雏车内蛋合理给光的照明装置中灯具选择与布置、照度模拟设计和验证，其中，有效光照制度是6:00-10:00，150～250Clx；10:00-11:00， 1500～2500Clx；11:00-18:00，150～250Clx；18:00-6:00，0Clx。

[0031] 实施例一

[0032] 如图1、图2所示，本实施例提供的孵化照明装置，包括：

[0033] 若干孵化车照明装置1，每一孵化车照明装置1固定设置在孵化车内每层蛋架的蛋层面上方，其中，每一孵化车照明装置1与相应蛋层面平行且能够随蛋架的翻转而翻转；

[0034] 两出雏车照明装置2，两出雏车照明装置2均平行固定设置在出雏车两侧，且每一出雏车照明装置通过卷帘悬挂设置。

[0035] 进一步地，每一孵化车照明装置1均包括通过电线串联连接的四根横向平行间隔设置的LED灯条11，每一根LED灯条包括若干灯珠，LED灯条11两端设置带公母头的灯具连接线12。优选地，本实施例的每一根LED灯条均包括230颗灯珠，相邻两颗灯珠的间距为5mm，相邻两个LED灯条11之间的间距不超过8cm，以此为例，不限于此。

[0036] 进一步地，出雏车两侧平行设置出雏车照明装置2，每一出雏车照明装置2包括并联连接的若干LED灯条21和灯具保护杆22，每一灯具保护杆22与相应出雏车顶部采用可拆卸式链扣23连接，灯具保护杆22和若干LED灯条21纵向间隔平行设置且均通过链条23固定连接形成卷帘结构，所有LED灯条21均通过一端的带公母头的灯具连接线24并联至主线。其中，每一LED灯条21对应出雏车相应的出雏篮。优选地，每一出雏车照明装置LED灯条的数量可以为15根，LED灯条的尺寸大小为 1160mm*20mm*10mm，相邻LED灯条之间间距为105mm，，每一出雏车照明装置2 与出雏篮的距离为0-3cm，以此为例，不限于此。

[0037] 进一步地，LED灯条中灯珠的主波峰为525nm，波长可为515-535nm，发光角度为120°。

[0038] 需要说明的是，为了光照效果更佳和使用方便，孵化车对应孵化车照明装置1长度为不超过孵化车的长度，宽度不超过孵化车列宽的四分之一，厚度不超过10mm；出雏车对应出雏车照明装置2不超过出雏蓝的长度，宽度不超过105mm，厚度不超过 10mm。

[0039] 实施例二

[0040] Light Tools(8.4)光学建模软件是一款现有的光学建模工具，可实现孵化设备和光照系统的简单建模，并通过光线追踪工具模拟实际光线照射面的照度分布情况，为光照系统的初步设计及可行性分析提供理论依据，增进设计效率。

[0041] 考虑到商业孵化的高密度性，现有单个孵化车的层数为15层，层间距为107mm，单个出雏车的层数为15层，层间距为105mm。根据真实情况进行建模模拟是不切合实际的，所以根据LED灯具的发光角度、LED灯具距孵化车相邻列和蛋层面的距离、 LED灯具距出雏车两侧及蛋层面的距离可计算出通过对孵化车、出雏车三层蛋的照度进行模拟分析就足以代表所有层面蛋的照度情况。

[0042] 为了验证模拟数据的可靠性，如图3所示，将Light Tools光学建模软件进行建模模拟出的与现场实际测试出的73个不同位点的数据进行比对分析，发现模拟值与实测值之间的拟合度较高，具有一定的线性关系，测得数据如表1所示。

[0043] 表1：不同位点蛋层面照度模拟值与实测值

[0044]

[0045]

[0046] 通过模拟值与真实值之间数据分析比对，模拟值与真实值之间的线性关系为：Y (实测值)＝1.0625X(模拟值)+21.608,R2＝0.8765。故Light Tools光学建模软件可为光照系统的初步设计及可行性分析提供理论依据。

[0047] 本实施例可实现孵化间蛋合理给光的照明设计，通过Light Tools光学建模软件进行建模以及照度模拟，通过结果分析筛选出模拟方案中可较好应用于商业孵化的方案，本实施例提供的孵化间蛋合理给光的照明设计方法，步骤如下：

[0048] 1)打开Light Tools光学建模软件，进行系统相关参数的设定；

[0049] 2)根据设计方案以及对孵化车相关尺寸的测量进行建模，由尺寸和坐标来定模型的大小和位置；

[0050] 3)在模型中加入方案设定中所需的LED光源，设定发光角度、发光面、波长、光通量，通过尺寸和坐标来定LED光源的大小和位置；

[0051] 4)在蛋表面添加表面接收器，设定光线总数进行光线追迹，然后进行照度模拟；

[0052] 5)点击分析>照度显示>光栅图表得出照度分布图，然后通过设定网格尺寸得出蛋表面层的照度分布数据。

[0053] 6)分析不同方案下的照度分布情况，逐步剔除照度分布不理想的设计方案，最终确定可实现孵化器内合理给光的孵化照明系统设计方案，其中，理想光照度范围为低照度150-250Clx，高照度1500-2500Clx，理想方案为蛋层面照度满足理想光照度范围的区域在
70％以上。

[0054] 目前来讲，商业孵化器内每辆孵化车宽度方向均分成三列，每列分为15层，未翻转时蛋架层与层之间的净距离为107mm，放置种蛋后两蛋层之间所剩距离只有2-3cm，故孵化间照明系统方案设计为LED灯具安装在孵化车内每层蛋的上方且与蛋层面平行，随蛋架的翻转而翻转，通过光照模拟后发现，孵化车层数由原十五层减至十三层，即层间距由107mm增加至124mm可保证灯具的安装空间，且灯具与蛋之间可预留合适的距离，每层蛋上方安装灯具数量为四根，灯间距为8cm时，可实现孵化间蛋的相对合理给光。考虑到每层灯具安装得方便性，孵化车每层灯具设计为一套照明装置，如图1所示，孵化车照明装置1的尺寸与孵化车每层的尺寸相符，每套照明装置有LED 灯具(1160mm*20mm*10mm)4根，灯与灯之间由带有公母头的连接线进行连接，灯间距为8cm。

[0055] 孵化间照度模拟面网格设定为60*32分区，共1920网格，横向一格代表2cm，纵向一格代表1cm，即为120cm*32cm的蛋表面层，通过相应区域取平均值得出孵化车蛋表面层相应蛋位的模拟照度数据，孵化车中间列和两边列共168个蛋位的照度模拟数据中，符合有效光照强度(150Clx～250Clx)需求的蛋位位点为121个，占总位点比率72.0％。但由于商业高密度孵化情况下，孵化车有三列且每小时会进行翻蛋操作，这就使得最边列的蛋每隔一小时会接收其它列灯具的补光，使其处于相对理想的照度范围。整体而言，孵化间此种灯具布置方式会使蛋表面实现合理给光。

[0056] 实施例三

[0057] 本实施例可实现出雏间蛋合理给光的照明设计，与实施例二过程相似，通过Light Tools光学建模软件进行建模以及照度模拟，通过结果分析筛选出模拟方案中可较好应用于商业孵化的方案，出雏间合理给光的照明设计方法，步骤如下：

[0058] 1)打开Light Tools光学建模软件，进行系统相关参数的设定；

[0059] 2)根据设计方案以及对出雏车相关尺寸的测量进行建模，由尺寸和坐标来定模型的大小和位置；

[0060] 3)在模型中加入方案设定中所需的LED光源，设定发光角度、发光面、波长、光通量，通过尺寸和坐标来定LED光源的大小和位置；

[0061] 4)在蛋表面添加表面接收器，设定光线总数进行光线追迹，然后运行程序进行照度模拟；

[0062] 5)点击分析>照度显示>光栅图表得出照度分布图，然后通过设定网格尺寸得出蛋表面层的照度分布数据。

[0063] 6)分析不同方案下的照度分布情况，逐步剔除照度分布不理想的设计方案，最终确定可实现孵化器内合理给光的孵化照明系统设计方案。其中，理想光照度范围为低照度150-250Clx，高照度1500-2500Clx，理想方案为蛋层面照度满足理想光照度范围的区域在
70％以上。

[0064] 现有商业出雏器中每个出雏器内可容纳六台并排放置的出雏车，出雏车之间有 100mm的间距。由于每辆出雏车有16个出雏篮叠层放置，出雏后出雏篮还需要进行清洗处理，所以灯具在每层蛋上方即蛋上层出雏篮底部放置方式从经济性和可操作性方面考虑不予采纳。可利用出雏车间距来进行灯具侧面布置，在距出雏车两侧3cm的位置各布置一套出雏车照明装置2，如图2所示，出雏车照明装置2为卷帘悬挂式，一套装置有LED灯具(1160mm*
20mm*10mm)15根，灯与灯之间，灯具保护杆与出雏间顶部之间用可拆卸式链扣连接，灯与灯之间间距为105mm。

[0065] 出雏间照度模拟面网格设定为63*34分区，共2142网格，横向一格代表2cm，纵向一格代表1cm，即为126cm*34cm的蛋表面层，通过相应区域取平均值得出出雏间蛋表面的模拟照度数据，与实施例二相似，有效光照制度为150Clx～250Clx，但由于商业高密度的孵化情况，照度满足100Clx-250Clx即为商业孵化过程中可接受的照度范围，出雏车蛋表面层73个蛋位模拟照度数据中，符合这个照度范围的蛋位有53个，占总位点比率72.6％，且根据出雏间模拟相关事项进行现场光照度数据的测量与分析，不同位点光照模拟值与实测值拟合度较高。

[0066] 实施例四

[0067] 本实施例提供一种孵化器，可以为商业普遍使用的珍珠-22型孵化器，现阶段孵化器内孵化车的层数为15层，结合蛋层面照度需求和商业接受度将现有的孵化车的层数改为13层，层间距由原107mm变为124mm，孵化车的每一层蛋架的蛋层上方固定设置实施例一的孵化车照明装置1，出雏车的出雏篮层数为15层，层间距为105mm，出雏车的两侧固定设置实施例一的出雏车照明装置2。

[0068] 最后应当说明的是以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。