一种纳米技术保持茶树叶活性的专用隔热膜网的制作方法

1.本发明属于农业种植设备领域，更具体地说，涉及一种纳米技术保持茶树叶活性的专用隔热膜网。


背景技术：

2.茶树的树冠微域环境低于茶叶的生长具有巨大的影响；低温、高湿、弱光的气候环境有利于茶叶品质的提高；而平地茶园的夏秋季茶往往因为连续的高温、低湿、干热、强光的环境而不利于茶叶的生长。
3.为了将夏秋季的茶叶品质提高，往往茶叶种植户们会在茶树蓬面上覆盖隔热网，隔热网可以避免毒辣的日光对茶树的直接照射，避免茶树蓬面处的空气、茶叶处于高温的环境下；隔热网隔离的阳光主要是波长较长的红外光，红外光具有热效应，所以讲红外线隔离是最有效的。
4.但是普通的隔热网是通过物理隔绝，避免光线穿透的方式来隔热的；部分隔热网表面涂覆有反射膜，用来反射红外线；而光线具有波的性质，可以穿透一定厚度的隔热网，而隔热网在铺展开来后表面是不平整的，光线照射到隔热网上，可以反射走的光线量是不确定的，只有在垂直照射的角度上才能产生半波损失，将红外线反射走，这样的设置会导致反射红外线的效率不高；而反射膜的制造成本高，这样的设置会导致材料利用率不高。
5.另外，由于上午日光照射后，隔热网本身吸收了一定的热量成为了发热源；到了下午，隔热网的茶树相比于不覆盖隔热网的茶树，降温效果并不明显；到了晚上，由于覆盖了隔热网的茶树白天受到的地热不足，夜间茶树周围的热量不多，会导致茶树环境过冷的问题。
6.另外，大部分隔热网的底部都是平整的，且白天时受到日光照射本身的热量较高，不利于空气中水汽的生成，对于茶树湿度提高的正向作用并不大。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题在于提供一种纳米技术保持茶树叶活性的专用隔热膜网，它可以实现茶树蓬面处空气温度、叶片温度的稳定降温。
8.本发明的一种纳米技术保持茶树叶活性的专用隔热膜网，包括多根并列设置的网丝；相邻的网丝紧密贴合以形成至少部分的网；网丝包括多个从内至外套设分布的弧形片；位于最外层的弧形片裸露在空气中以受日光照射，所述弧形片的外表面均涂覆有厚度均匀的反射膜；不同弧形片的反射膜厚度不同；所有反射膜表面存在至少一个切向方向与日光照射方向垂直；所述反射膜均由相对空气为波密介质的材料制成，红外线在所述反射膜中的波长为λ，且所述反射膜的厚度为1/4的λ；单个网丝的弧形片之间具有贯通网丝两侧的间隙以使空气流动。
9.作为本发明的进一步改进，所述弧形片包括导热膜；导热膜为由导热金属制成的均匀的膜层；导热膜与反射膜直接或间接地抵接，以交换热量；导热膜与所述间隙直接地接
触，以交换热量。
10.作为本发明的进一步改进，所述弧形片为1/2的圆柱面和/或1/2的球面。
11.作为本发明的进一步改进，所述弧形片包括弹性层；弹性层由具有向任意方向形变能力的材料制成；弹性层在常态下呈/的圆柱面；弹性层外表面与反射膜固定连接；弹性层在形变状态下，反射膜各处的厚度不变。
12.作为本发明的进一步改进，多个弧形片之间可动连接；在可动范围内，位于内层的弧形片均始终保持下端面水平，且弧形片轴心均与日光照射方向垂直，以使日光始终垂直地照射于位于内层的弧形片表面。
13.作为本发明的进一步改进，网丝包括多根从内至外套设分布的丝管；多根丝管均包括支撑片和弧形片；支撑片呈弧片状，并与弧形片固定地首尾环接以形成空心内腔；支撑片由刚性材料制成；位于内层的丝管嵌于相邻的外层的丝的空心内腔中；从外至内分布的丝管的结构相同且尺寸呈等比例缩小；位于内层的丝管的支撑片外端面与位于外层的丝管的支撑片的内端面滑动抵接；在常态下，丝管的支撑片均同轴，丝管的弧形片均同轴。
14.作为本发明的进一步改进，所述膜网还包括固定边，固定边由韧性材料制成；相邻的并列的网丝之间固定连接，位于最外侧的网丝与固定边固定连接；固定边与所述间隙仅具有部分的重合或无重合。
15.作为本发明的进一步改进，所述膜网还包括封闭边；封闭边与固定边可拆连接；安装时，封闭边与网丝密封抵接以封堵所述间隙；拆卸时，封闭边与网丝分离以开启所述间隙。
16.作为本发明的进一步改进，多根网丝以十字交织法交织成无空隙的网状；两根同向的网丝之间的异向的网丝的弧形片至少部分呈球形。
17.作为本发明的进一步改进，每个网丝受异向网丝压迫处的对应的内部间隙存在至少部分的开启。
18.相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
19.本发明通过设置多根并列设置的网丝，网丝由多个从内至外套设的丝管组成，丝管均具有弧形片，弧形片上表面涂覆有反射膜，每层反射膜的厚度不同；每层反射膜均为能使红外线产生半波损失的膜，由于红外线的波长范围较长，所以设置多层反射膜，以扩大能产生半波损失的红外线的范围；由于弧形片是1/2的圆柱面，弧形片南北朝向设置，太阳东升西落，太阳距离地球非常远，可以将日光视为平行光，日光照射在弧形片上时，始终是垂直于弧形片表面的，确保日光中的部分红外线能够产生半波损失，提高弧形片对日光中部分红外线的反射作用，降低日光对隔热网、茶树的加热作用。
20.本发明弧形片的内侧涂覆有导热金属制成的导热膜，导热膜可以尽快地将弧形片吸收到的日光热量吸收；内外两个弧形片之间具有空隙，空隙可以通风，将导热膜吸收的热量带走，避免附带的热量对树冠产生间接的热辐射。
21.本发明网丝横纵分布十字交错，织成网状，使得异向的两根网丝之间的正向的网丝表面被压迫成球状，以此使得网表面分布有大量的球状的弧形片；球形可以使得天上不同方向射来的日光均能够垂直地照射在弧形片上，不比拘泥于网丝的摆放位置，提高了膜网放置的灵活性。
22.本发明在夜间时，封闭间隙两端，使得间隙内吸收了日间热量的空气封闭在内，在
夜间成为发热源，对茶树树冠处进行热量补充，使得茶树树冠处温度全天的温差不会过大。
23.本发明的网膜由中空的网膜制成，重量轻，不会压迫树冠处的叶芽，有利于叶芽的生长。
24.本发明支撑片也为弧形，相邻的支撑片之间的沟壑有利于水汽的留存，网丝内的空隙通气，有利于降低支撑片的温度，使得支撑片与树冠处空气温度形成温度差，有利于水分在沟壑处形成水汽。
附图说明
25.图1为本发明的具体实施例一的膜网的立体结构示意图；
26.图2为本发明的具体实施例一的网丝的立体结构示意图；
27.图3为本发明的具体实施例一的外丝管的平面结构示意图；
28.图4为本发明的具体实施例一的弧形片的平面结构示意图；
29.图5为本发明的具体实施例一的日光反射的过程示意图；
30.图6为本发明的具体实施例一的通风散热的过程示意图；
31.图7为本发明的具体实施例二的网丝横纵分布的平面结构示意图；
32.图8为本发明的具体实施例二的网丝被挤压处的平面结构示意图；
33.图9为本发明的具体实施例三的封闭边封闭间隙时的立体结构示意图；
34.图10为本发明的应用不同覆盖材料覆盖后，茶树树冠面上的空气湿度的变化；
35.图11为本发明的应用不同覆盖材料覆盖后，茶树树冠面上的光强的变化。
36.图中标号说明：
37.网丝1、外丝管11、支撑片111、弧形片112、反射膜1121、弹性层1122、导热膜1123、中丝管12、内丝管13、固定边2、封闭边3。
具体实施方式
38.具体实施例一：请参阅图1-6的一种纳米技术保持茶树叶活性的专用隔热膜网，包括多根并列设置的网丝1和固定边2；相邻的网丝1紧密贴合以形成网面；网丝1的轴心与日光照射方向始终垂直，即假定太阳东升西落，那么本实施例中的网丝1均南北向设置。
39.网丝1包括多根从内至外套设分布的丝管；本实施例中，丝管分为外丝管11、中丝管12和内丝管13；外丝管11、中丝管12和内丝管13为结构相同，仅尺寸不同的部件，且尺寸呈等比例缩小，外丝管11裸露在空气中以受日光照射。丝管均包括支撑片111和弧形片112；所述弧形片112为1/2的圆柱面；支撑片111呈弧片状，并与弧形片112固定地首尾环接以形成空心内腔；支撑片111由刚性材料制成，丝管的重心位于支撑片111的中心，使得整个丝管形成不倒翁状的结构。位于内层的丝管嵌于相邻的外层的丝的空心内腔中。位于内层的丝管的支撑片111外端面与位于外层的丝管的支撑片111的内端面滑动抵接；在常态下，丝管的支撑片111均同轴，丝管的弧形片112均同轴；也就是说，在外丝管11转动时，中丝管12和内丝管12仍然保持不动，该设计主要应用在，外丝管11对应的网丝1位于膜网边缘，膜网并非水平摊开的，是具有一定柔性的，位于膜网边缘部分的网丝1是会向下翻转的，此时，在可动范围内，该网丝1内的中丝管12和内丝管12仍然保持不动，即下端面保持水平，可以保证日光照射在中丝管12和内丝管12表面时，始终垂直地射入，可动范围是指内侧的丝管能够
在外侧的丝管内活动的范围，可动范围内内侧的丝管下端面始终保持水平。外丝管11、中丝管12和内丝管13的弧形片112之间留有间隙，该间隙贯通网丝1两侧，以使空气流动。
40.弧形片112包括从外至内依次分布的反射膜1121、弹性层1122和导热膜1123。
41.弹性层1122由具有向任意方向形变能力的材料制成；弹性层1122在常态下呈1/2的圆柱面；弹性层1122外表面与反射膜1121固定连接；弹性层1122在形变状态下，反射膜1121各处的厚度不变。
42.所述弧形片112的外表面均涂覆有厚度均匀的反射膜1121；不同弧形片112的反射膜1121厚度不同，位于内侧的反射膜1121的厚度低于位于外侧的反射膜1121的厚度；所有反射膜1121表面存在至少一个切向方向与日光照射方向垂直；所述反射膜1121均由相对空气为波密介质的材料制成，红外线在所述反射膜1121中的波长为λ，且所述反射膜1121的厚度为1/4的λ。反射膜1121的材料是为了让红外线能够产生半波干涉，该种材料是现有的(如氧化铝单晶的红外增反膜)，本实施例中将材料纳米化后喷覆在弹性层1122上；由于一种厚度的反射膜1121只能对应一类波长的红外光，设置不同厚度的反射膜1121，使得红外光照射网丝1时，需要穿过三层反射膜1121，提高了红外光的反射率，扩大了被反射的红外光的波长范围。
43.导热膜1123为由导热金属制成的均匀的膜层；导热膜1123固定的喷覆于弹性层11内表面，导热膜1123可以吸收反射膜1121和弹性层11的热量；导热膜1123与所述间隙直接地接触，以交换热量，当间隙内通风时，可以迅速带走导热膜1123的热量。
44.固定边2由韧性材料制成；相邻的并列的网丝1之间固定连接，位于最外侧的网丝1与固定边2固定连接；固定边2与所述间隙仅具有部分的重合或无重合；使得可以通过间隙向内通风。
45.具体实施例二：在具体实施例一的基础上，请参阅图7-8的一种纳米技术保持茶树叶活性的专用隔热膜网，多根网丝1以十字交织法交织成无空隙的网状；两根同向的网丝1之间的异向的网丝1的弧形片112至少部分呈球形，该弧形片112部分为1/2的球形，以此使得膜网表面分布有大量的球状的弧形片112。每个网丝1受异向网丝1压迫处的对应的内部间隙存在至少部分的开启，使得间隙仍然连续贯通。球形可以使得天上不同方向射来的日光均能够垂直地照射在弧形片112上，不比拘泥于网丝1的摆放位置，提高了膜网放置的灵活性。
46.具体实施例三：在具体实施例一或二的基础上，请参阅图9的一种纳米技术保持茶树叶活性的专用隔热膜网，所述膜网还包括封闭边3；封闭边3与固定边2可拆连接；安装时，封闭边3与网丝1密封抵接以封堵所述间隙；拆卸时，封闭边3与网丝1分离以开启所述间隙。在夜晚时，封闭间隙两端，使得间隙内吸收了日间热量的空气封闭在内，在夜间成为发热源，对茶树树冠处进行热量补充，使得茶树树冠处温度全天的温差不会过大。
47.具体实施例四：在具体实施例一或二或三的基础上，弧形片112上表面的颜色为白色，支撑片111下表面的颜色为黑色。
48.验证试验：
49.试验材料：普通黑色遮阳网、纳米隔热膜网
50.试验地点：绍兴御茶村茶业有限公司一部茶叶基地
51.试验时间：春茶末期(4月底)，夏茶(7月初)和秋茶(8月中旬)，每次试验的覆盖的
天数为10天。
52.试验茶树品种与面积：试验品种为龙井43#，树龄14年，面积3亩。
53.试验处理：试验采用不同遮阳网和不同遮荫时间的裂区试验。遮阳网包括：不遮荫(对照)、普通黑色遮阳网、纳米隔热膜网，试验在春、夏和秋茶分别进行，时间为于4月底、7月初和8月中旬。每次各处理均设四次重复，覆盖方式均为单层直接覆盖于茶树蓬面上。
54.试验方法：覆盖对茶树蓬面的光照强度、温度及空气湿度的测定选择晴天在8:00、10:00、12:00、14:00和16:00分别测定不同遮阳网处理茶树蓬面的光照强度、气温等的变化。
55.检测手段：采用li-6400型光合作用测定仪测定各种覆盖处理的茶树叶片温度变化等参数的动态变化；采摘标准为一芽四叶新梢样，各小区分别计产，统计分析不同处理的茶叶产量，并采集样品。
56.结果分析与讨论：
57.应用不同遮荫材料覆盖后，茶树蓬面的光照强度、温度及空气湿度等的日变化情况表1结果表明，应用不同遮荫材料覆盖后，树冠面上的空气温度与叶片温度表现出了相类似的规律：隔热网与普通的黑网相比，起到了更好的降温效果，空气温度与叶片温度均比不遮荫或遮盖普通黑色网要低2～5度左右，并且这种差异在下午14时之后仍保持不变。
58.由于隔热网的网丝1中间间隙在18时后被封堵，热气在间隙内在夜晚仍散发一定热量，从而使隔热网覆盖下的茶树树冠面空气温度与叶片温度在早上8时，与仍不覆盖处理或黑网覆盖处理的温度相差不大。
59.随着太阳光的照射，各处理的树冠面空气温度与叶片温度均表现出了先升高后降低的趋势，但不覆盖处理的树冠面空气温度与叶片温度的增加幅度明显高于黑色网与隔热网处理，而隔热网覆盖的茶树树冠面与叶片的温度增加幅度均最小。
[0060][0061]
表1.不同遮荫材料覆盖后，茶树树冠面的空气温度与叶片温度的差异
[0062]
图10结果表明，隔热网覆盖下的茶树树冠面的上午的空气湿度明显高于普通黑色网覆盖及不覆盖处理，且这种趋势持续整个白天。图11结果表明，与不覆盖相比，普通黑网单层覆盖后，其树冠面的光强为不覆盖处理的17～24％，而隔热网覆盖后，茶树树冠面的光强仅为不覆盖处理的5.5～9％。因此，可以认为隔热网覆盖后茶树树冠面的小气候环境与
普通黑色遮阳网及不覆盖处理相比，得到了较大地改变。