Lumens, Lux, PAR ir PPFD: ką iš tikrųjų turėtų išmatuoti akvariumo pirkėjai
Apšvietimo specifikacijos tampa painios, kai sumaišomi žmogaus regėjimo, augalų mokslo ir elektrotechnikos terminai. Lumenai, liuksai, PAR, PPFD, vatai ir spalvos temperatūra nėra keičiami. Kiekvienas atsako į skirtingą klausimą. Patikimoje akvariumo-šviesos specifikacijoje turėtų būti nurodyta, koks kiekis buvo išmatuotas, kur matuotas, kokiu prietaisu ir kokiomis veikimo sąlygomis.
Lumenai apibūdina šviesos srautą, įvertintą pagal žmogaus akies jautrumą. Liuksas apibūdina liumenų viename kvadratiniame metre paviršiuje. Tarptautinė apšvietimo komisija apibrėžia fotometriją pagal standartines žmogaus regėjimo{2}}reagavimo funkcijas. Dėl to liumenai ir liuksai yra naudingi apibūdinant suvokiamą ryškumą ir žiūrėjimo komfortą, tačiau jie vienodai neskaičiuoja visų fotosintetiškai svarbių fotonų. Mėlyni ir giliai raudoni fotonai gali skirtingai prisidėti prie šviesos srauto vertės, nes fotopinėmis sąlygomis akis yra jautriausia aplink žalią sritį.
PAR reiškia fotosintetiškai aktyvią spinduliuotę, kuri paprastai apima 400–700 nanometrų bangos ilgius. Akvariumo praktikoje PAR matuoklis paprastai praneša fotosintezės fotonų srauto tankį arba PPFD mikromoliais fotonų viename kvadratiniame metre per sekundę. Griežtai kalbant, PAR yra spektrinė sritis, o PPFD yra išmatuotas fotonų tankis, nors pomėgiai skaitymą dažniausiai vadina PAR reikšme. Šis matavimas yra biologiškai svarbesnis fotosintetiniams organizmams nei liuksas, tačiau jis vis tiek nenustato pilno spektrinio pasiskirstymo ir negarantuoja biologinio rezultato.
PPFD numeris niekada neturėtų būti atskirtas nuo vietos. Šviesa krinta netolygiai dėl lęšių, atšvaitų, difuzorių, tvirtinimo aukščio, petnešėlių, kieto kraštovaizdžio, augalų stogų, koralų struktūros ir vandens skaidrumo. Sukurkite tinklelį ir išmatuokite paviršių, vandens vidurį ir lygį, kurį užima augalai ar koralai. Įrašykite centrą, priekį, nugarą ir kampus. Minimalus, maksimalus, vidurkis ir vienodumas yra vertingi. Vidutiniškai ir gerą aprėptį turintis armatūra gali būti naudingesnė nei ta, kuri sukuria įspūdingą centrinį tašką ir silpnus kraštus.
Povandeniniam matavimui taip pat reikia tinkamo jutiklio ir procedūros. Kvantinis jutiklis, kalibruotas tik ore, gali nuskaityti skirtingai, kai panardinamas, nes keičiasi optinė sąsaja. Povandeninių kvantinių skaitiklių gamintojai taiko arba nurodo panardinimo-efekto korekcijas. Jutiklis turi būti lygus, laikomas numatytoje padėtyje, atokiai nuo rankų ar įrankių sukeltų atspindžių ir leisti stabilizuotis. Įvairių jutiklių matavimai neturėtų būti laikomi puikiai pakeičiamais, nebent yra žinomas jų spektrinis atsakas ir kalibravimas, ypač naudojant siaurą-juostę mėlyną arba kelių{6}}kanalų LED šviestuvus.
Vatai išlieka naudingi, tačiau energijos ir šilumos įvertinimui, o ne biologinei galiai. Išmatuokite faktinę įvesties galią tipiniais nustatymais. Jei reklamuojamas šviestuvas kaip 100 vatų, bet sunaudoja daug mažiau, įvertinimas gali būti susijęs su teoriniu LED pajėgumu, o ne su sistemos suvartojimu. Ir atvirkščiai, didelė elektros galia nereiškia didelio povandeninio PPFD. Vairuotojo nuostoliai, terminis droselis, neefektyvi optika ir spektriniai pasirinkimai turi įtakos rezultatui. Praneškite apie galią kartu su šviesos žemėlapiu, o ne kaip jo pakaitalą.
Spalvų temperatūra ir CRI papildo informaciją apie išvaizdą, o ne apie augalų ar koralų tinkamumą. Du gaminiai, turintys tą pačią koreliuojamą spalvų temperatūrą, gali turėti skirtingą spektrinį galios pasiskirstymą. RGB arba RGBW maišymas taip pat gali sukurti panašiai -atrodo baltą šviesą naudojant skirtingus kanalų derinius. Norėdami profesionaliai palyginti, paprašykite spektrinių duomenų, povandeninių PPFD žemėlapių nurodytais atstumais, faktinės galios ir bandymo metu naudotų veikimo nustatymų.
Praktinė hierarchija yra paprasta. Naudokite liumenus arba liuksus, kad aptartumėte{1}}žmogaus matomą ryškumą. Naudokite PPFD, kad nustatytumėte fotosintetinių organizmų fotonų tiekimą. Naudokite spektrometrą, kai svarbi spektrinė sudėtis. Naudokite vatus energijos sąnaudoms ir šilumos apkrovai įvertinti. Tada prijunkite tuos matavimus su augalų formos, koralų reakcijos, žuvų elgesio, dumblių, vandens chemijos ir priežiūros stebėjimais. Nė viena metrika negali pakeisti visos akvariumo sistemos.
Dienos šviesos integralas arba DLI gali pridėti dar vieną naudingą sluoksnį. DLI reiškia sukauptus fotosintetinius fotonus, pristatytus per dieną, todėl jis sujungia PPFD su laiku. Akvariumas, kuriame trumpą laiką apšviečiamas aukštas smailės diapazonas, gali turėti panašią dienos šviesą, kaip ir akvariume, kuris ilgiau apšviestas silpniau. Tačiau vienodas DLI neįrodo vienodo biologinio atsako, nes organizmai gali skirtingai reaguoti į smailes, tamsius periodus, spektrą, temperatūrą ir anglies prieinamumą. Naudokite DLI kaip palyginimo įrankį, o ne kaip identiško augimo pažadą.
Matavimo neapibrėžtis turėtų būti pateikta sąžiningai. Jutiklio kalibravimas, spektrinis neatitikimas, kosinuso atsakas, panardinimo korekcija, padėties nustatymas, paviršiaus judėjimas ir pakartojamumas turi įtakos rezultatams. Komerciniame duomenų lape turėtų būti nurodyta, ar vertės yra išmatuotos, imituojamos ar tipiškos. Jei žemėlapis sukuriamas iš vieno gamybos pavyzdžio, atitinkamai pažymėkite jį. Kokybės kontrolei pasirinkite mažesnį kartojamų matavimo taškų rinkinį ir nustatykite nuokrypius nuo atskaitos vieneto. Tai dažnai yra praktiškiau nei sukurti visą kiekvienos lempos laboratorijos žemėlapį.
Vartotojai gali atlikti paprastesnę to paties metodo versiją. Nustatykite montavimo aukštį, leiskite lempai sušilti, išmatuokite arba užregistruokite nustatymus ir paimkite rodmenis pažymėtose vietose. Jei nėra PAR matuoklio, nuoseklios nuotraukos ir liukso matuoklis gali padėti sekti santykinius pokyčius tame pačiame spektre, tačiau jie neturėtų būti pateikiami kaip povandeninis PPFD. Svarbiausia vengti klaidingo tikslumo. Kuklus gerai-dokumentuotų matavimų rinkinys yra patikimesnis nei didelis skaičius, nukopijuotas iš kitos talpyklos, atstumo, jutiklio ar kanalo programos.
Gerai{0}}suplanuotame produkto puslapyje ši metrika gali būti pateikiama sluoksniais. Pirmiausia nurodykite numatytą paskirtį, matmenis, faktinę galią ir patikrintą aprėptį. Sekite povandeninį PPFD žemėlapį ir matavimo sąlygas. Tada pateikite spektrą ir valdiklių paaiškinimą. Jei matuojama, išlaikykite liumenus arba liuksus, kad galėtumėte vizualiai palyginti{5}}šviesą, bet nedėkite jų ten, kur naudotojai juos supainiotų su augalų ar koralų taikiniais. Aiškios etiketės ir bandymo sąlygos yra labiau įtikinamos nei nepaaiškinami skaičiai, nes profesionalūs pirkėjai gali jas atkurti, o vartotojai gali suprasti jų apribojimus.
FAKTINIS PAGRINDAS
[1] Apogėjaus instrumentai. Akvariumo PAR / kvantiniai matuokliai: PAR diapazonas, PPFD vienetai ir povandeninio akvariumo matavimas. https://www.apogeeinstruments.com/aquarium-par-meters/
[5] Tarptautinė apšvietimo komisija. Fotometrija{2}}CIE fizinės fotometrijos sistema. https://www.cie.co.at/publications/photometry-cie{8}}sistema-fizinė{10}}photometry-2
[6] Apogėjaus instrumentai. Kvantinių jutiklių povandeninis tikslumas. https://www.apogeeinstruments.com/content/Accuracy-of-Apogee-Quantum-Sensors-Underwater.pdf
[7] Apogėjaus instrumentai. MQ-210X povandeninis kvantmetras: panardinimo-efektas ir spektro-atsakymų pastabos. https://www.apogeeinstruments.com/mq-210x-kvantinis-metras-su povandeniniu jutikliu/
[8] JAV Energetikos departamentas. Solid-State Lighting tyrimų ir plėtros galimybės: liumenai priklauso nuo žmogaus regėjimo reakcijos. https://www.energy.gov/sites/prod/files/2020/01/f70/ssl-rd-opportunities2-jan2020.pdf
