Lumni, Lux, PAR in PPFD: kaj bi morali kupci akvarijev dejansko izmeriti
Specifikacije razsvetljave postanejo nejasne, ko se pomešajo pojmi iz človeškega vida, znanosti o rastlinah in elektrotehnike. Lumni, luksi, PAR, PPFD, vati in barvna temperatura niso zamenljivi. Vsak odgovarja na drugo vprašanje. Verodostojna specifikacija akvarijske-svetilice mora navajati, katera količina je bila izmerjena, kje je bila izmerjena, s katerim instrumentom in pod kakšnimi delovnimi pogoji.
Lumni opisujejo svetlobni tok, ponderiran glede na občutljivost človeškega očesa. Lux opisuje lumne na kvadratni meter na površini. Mednarodna komisija za osvetlitev opredeljuje fotometrijo glede na standardne funkcije-človeškega vidnega odziva. Zaradi tega so lumni in luksi uporabni za opisovanje zaznane svetlosti in udobja gledanja, vendar ne štejejo enako vseh fotosintetično pomembnih fotonov. Modri in temno-rdeči fotoni lahko različno prispevajo k vrednosti lumna, ker je oko v fotopičnih pogojih najbolj občutljivo okoli zelenega območja.
PAR pomeni fotosintetsko aktivno sevanje, ki običajno pokriva valovne dolžine od 400 do 700 nanometrov. V akvarijski praksi merilec PAR običajno poroča o gostoti toka fotosintetskih fotonov ali PPFD v mikromolih fotonov na kvadratni meter na sekundo. Strogo gledano je PAR spektralno območje, PPFD pa je izmerjena gostota fotonov, čeprav hobi odčitavanje običajno imenuje vrednost PAR. Ta meritev je bolj biološko pomembna za fotosintetske organizme kot luks, vendar še vedno ne identificira celotne spektralne porazdelitve ali zagotavlja biološkega rezultata.
Številka PPFD se nikoli ne sme ločiti od lokacije. Svetloba pada neenakomerno zaradi leč, reflektorjev, difuzorjev, montažne višine, opornikov, trde pokrajine, rastlinskih krošenj, koralne strukture in bistrosti vode. Ustvarite mrežo in izmerite površino, sredi-vode in nivo, ki ga zasedajo rastline ali korale. Posnemite sredino, sprednjo stran, zadnjo stran in vogale. Minimum, maksimum, povprečje in enotnost so dragoceni. Napeljava z zmernim povprečjem in dobro pokritostjo je lahko bolj uporabna kot tista, ki ustvari impresivno osrednjo vročo točko in šibke robove.
Podvodne meritve prav tako zahtevajo pravilen senzor in postopek. Kvantni senzor, umerjen samo v zraku, lahko bere drugače, ko je potopljen, ker se spremeni optični vmesnik. Proizvajalci podvodnih kvantnih merilnikov uporabljajo ali določajo popravke za-učinek potopitve. Senzor naj bo vodoraven, držan v predvideni orientaciji, stran od odsevov, ki jih povzročajo roke ali orodja, in pustite, da se stabilizira. Meritev iz različnih senzorjev ne bi smeli obravnavati kot popolnoma zamenljivih, razen če sta znana njihov spektralni odziv in umerjanje, zlasti pri ozko-modrih ali več-kanalnih LED svetilkah.
Vati ostajajo uporabni, vendar za oceno energije in toplote in ne za biološko proizvodnjo. Izmerite dejansko vhodno moč pri reprezentativnih nastavitvah. Če je napeljava oglaševana kot 100 vatov, vendar porabi bistveno manj, se lahko ocena nanaša na teoretično zmogljivost LED in ne na porabo sistema. Nasprotno pa visoka električna moč ne dokazuje visoke podvodne PPFD. Izgube gonilnikov, toplotno dušenje, neučinkovita optika in spektralne izbire vplivajo na rezultat. Poročilo o moči skupaj s svetlobnim zemljevidom, ne kot nadomestek zanj.
Barvna temperatura in CRI dodajata informacije o videzu, ne pa o primernosti rastlin ali koral sama po sebi. Dva izdelka z enako korelirano barvno temperaturo imata lahko različno spektralno porazdelitev moči. Mešanje RGB ali RGBW lahko ustvari podobno belo svetlobo-z različnimi kombinacijami kanalov. Za profesionalno primerjavo zahtevajte spektralne podatke, podvodne zemljevide PPFD na navedenih razdaljah, dejansko moč in nastavitve delovanja, uporabljene med preskusom.
Praktična hierarhija je preprosta. Za razpravo o človeški-vidni svetlosti uporabite lumne ali lukse. Uporabite PPFD za preslikavo dostave fotonov za fotosintetske organizme. Uporabite spektrometer, kadar je spektralna sestava pomembna. Za oceno vnesene energije in toplotne obremenitve uporabite vate. Nato te meritve povežite z opazovanjem oblike rastlin, odziva koral, obnašanja rib, alg, kemije vode in vzdrževanja. Nobena metrika ne more nadomestiti celotnega sistema akvarijev.
Daily light integral ali DLI lahko doda še eno uporabno plast. DLI predstavlja akumulirane fotosintetske fotone, dostavljene čez dan, zato združuje PPFD s časom. Akvarij, ki ima visoko konico svetlobe v kratkem intervalu, ima lahko podobno dnevno skupno vrednost kot tisti, ki dlje prejema nižjo svetlobo. Vendar enak DLI ne dokazuje enakega biološkega odziva, ker se lahko organizmi različno odzovejo na vrhove, temna obdobja, spekter, temperaturo in razpoložljivost ogljika. Uporabite DLI kot primerjalno orodje, ne kot obljubo enake rasti.
O merilni negotovosti je treba poročati pošteno. Kalibracija senzorja, spektralna neusklajenost, kosinusni odziv, korekcija potopitve, pozicioniranje, gibanje površine in ponovljivost vplivajo na rezultate. Komercialni podatkovni list mora opredeliti, ali so vrednosti izmerjene, simulirane ali tipične. Če je zemljevid ustvarjen iz enega proizvodnega vzorca, ga ustrezno označite. Za nadzor kakovosti izberite manjši niz ponovljivih merilnih točk in določite tolerance glede na referenčno enoto. To je pogosto bolj praktično kot poustvarjanje celotnega laboratorijskega zemljevida za vsako svetilko.
Potrošniki lahko izvedejo preprostejšo različico iste metode. Določite višino namestitve, pustite, da se svetilka ogreje, izmerite ali zabeležite nastavitve in odčitajte na označenih mestih. Če merilnik PAR ni na voljo, lahko dosledne fotografije in merilnik luksov pomagajo slediti relativnim spremembam v istem spektru, vendar jih ne bi smeli predstavljati kot podvodni PPFD. Ključno je, da se izognete lažni natančnosti. Skromen nabor dobro-dokumentiranih meritev je bolj verodostojen kot veliko število kopiranih iz drugega rezervoarja, razdalje, senzorja ali kanala.
Dobro-oblikovana stran izdelka lahko predstavi te meritve v plasteh. Na prvo mesto postavite predvideno uporabo, dimenzije, dejansko moč in preizkušeno pokritost. Sledite podvodnemu zemljevidu PPFD in merilnim pogojem. Nato navedite spekter in razlago kontrol. Ohranite lumne ali lukse za vizualno-primerjavo svetlobe, če so izmerjeni, vendar jih ne postavljajte na mesta, kjer bi jih uporabniki zamenjali za tarče rastlin ali koral. Jasne oznake in preskusni pogoji so bolj prepričljivi kot nepojasnjene številke, ker jih profesionalni kupci lahko reproducirajo, potrošniki pa lahko razumejo njihove omejitve.
DEJANSKA PODLAGA
[1] Apogee Instruments. Akvarijski PAR/kvantni merilniki: območje PAR, enote PPFD in meritve podvodnega akvarija. https://www.apogeeinstruments.com/aquarium-par-meters/
[5] Mednarodna komisija za osvetlitev. Fotometrija-sistem fizične fotometrije CIE. https://www.cie.co.at/publications/photometry-cie-system-physical-photometry-2
[6] Apogee Instruments. Podvodna natančnost kvantnih senzorjev. https://www.apogeeinstruments.com/content/Accuracy-of-Apogee-Quantum-Sensors-Underwater.pdf
[7] Apogee Instruments. Podvodni kvantni merilnik MQ-210X: opombe o-učinku potopitve in spektralne-odzivnosti. https://www.apogeeinstruments.com/mq-210x-kvantni-meter-s-podvodnim-senzorjem/
[8] Ministrstvo za energijo ZDA. Priložnosti za raziskave in razvoj polprevodniške-razsvetljave: lumni so ponderirani glede na človeški vizualni odziv. https://www.energy.gov/sites/prod/files/2020/01/f70/ssl-rd-opportunities2-jan2020.pdf
