Lumenit, Lux, PAR ja PPFD: Mitä akvaarioostajien tulisi todella mitata
Valaistuseritelmät hämmentyvät, kun ihmisen näön, kasvitieteen ja sähkötekniikan termejä sekoitetaan. Lumenit, luksit, PAR, PPFD, watit ja värilämpötila eivät ole keskenään vaihdettavissa. Jokainen vastaa eri kysymykseen. Uskottavassa akvaarion-valomäärityksessä tulee ilmoittaa, mikä määrä mitattiin, missä se mitattiin, millä instrumentilla ja missä käyttöolosuhteissa.
Lumenit kuvaavat ihmissilmän herkkyydellä painotettua valovirtaa. Lux kuvaa lumeneja neliömetriä kohti pinnalla. Kansainvälinen valaistuskomissio määrittelee fotometrian tavallisten ihmisen visuaalisten -vastetoimintojen ympärille. Tämä tekee lumeneista ja lukseista hyödyllisiä kuvaamaan havaittua kirkkautta ja katselumukavuutta, mutta ne eivät laske kaikkia fotosynteettisesti merkityksellisiä fotoneja tasapuolisesti. Siniset ja syvän{5}}punaiset fotonit voivat vaikuttaa lumenin arvoon eri tavalla, koska silmä on herkin vihreän alueen ympärillä fotoopisissa olosuhteissa.
PAR tarkoittaa fotosynteettisesti aktiivista säteilyä, joka kattaa perinteisesti 400 - 700 nanometrin aallonpituudet. Akvaariokäytännössä PAR-mittari raportoi normaalisti fotosynteettisen fotonivuon tiheyden eli PPFD:n mikromooleina fotoneja neliömetriä kohti sekunnissa. Tarkkaan ottaen PAR on spektrialue ja PPFD on mitattu fotonitiheys, vaikka harrastus kutsuu lukemista yleensä PAR-arvoksi. Tämä mittaus on biologisesti tärkeämpi fotosynteettisille organismeille kuin lux, mutta se ei silti tunnista täydellistä spektrijakaumaa tai takaa biologista tulosta.
PPFD-numeroa ei saa koskaan irrottaa sijainnista. Valo putoaa epätasaisesti linssien, heijastimien, diffuusorien, asennuskorkeuden, olkaimet, hardscapen, kasvien katosten, korallirakenteen ja veden kirkkauden vuoksi. Luo ruudukko ja mittaa pinnasta, veden keskeltä-ja kasvien tai korallien tasosta. Tallennuskeskus, etu-, taka- ja kulmat. Minimi, maksimi, keskiarvo ja tasaisuus ovat kaikki arvokkaita. Valaisin, jolla on kohtalainen keskimääräinen ja hyvä peitto, voi olla hyödyllisempi kuin sellainen, joka tuottaa vaikuttavan keskipisteen ja heikot reunat.
Vedenalainen mittaus vaatii myös oikean anturin ja menetelmän. Vain ilmassa kalibroitu kvanttianturi voi lukea eri tavalla upotettuna, koska optinen rajapinta muuttuu. Vedenalaisten kvanttimittareiden valmistajat soveltavat tai määrittävät immersio-vaikutuskorjauksia. Anturin tulee olla vaakasuorassa, sitä tulee pitää aiotussa asennossa, poissa käsien tai työkalujen aiheuttamista heijastuksista ja sen on annettava vakiintua. Eri antureiden mittauksia ei pidä käsitellä täysin vaihdettavina, ellei niiden spektrivastetta ja kalibrointia tunneta, erityisesti kapeakaistaisten sinisten tai moni{6}}-LED-valaisimien alla.
Watit ovat edelleen hyödyllisiä, mutta energian ja lämmön arvioinnissa biologisen tehon sijaan. Mittaa todellinen syöttöteho edustavilla asetuksilla. Jos valaisimeen mainostetaan 100 wattia, mutta se kuluttaa huomattavasti vähemmän, luokitus voi viitata teoreettiseen LED-kapasiteettiin järjestelmän kulutuksen sijaan. Sitä vastoin suuri sähköteho ei ole korkea vedenalainen PPFD. Ohjaimen häviöt, lämpökuristus, tehoton optiikka ja spektrivalinnat vaikuttavat kaikki tulokseen. Ilmoita teho yhdessä valokartan kanssa, älä korvaa sitä.
Värilämpötila ja CRI lisäävät tietoa ulkonäöstä, eivät sinänsä kasvien tai korallien sopivuudesta. Kahdella tuotteella, joilla on sama korreloitu värilämpötila, voi olla erilainen spektritehojakauma. RGB- tai RGBW-sekoitus voi myös luoda samannäköistä{2}}valkoista valoa eri kanavayhdistelmien kautta. Ammattimaista vertailua varten pyydä spektritietoja, vedenalaisia PPFD-karttoja ilmoitetuilla etäisyyksillä, todellista tehoa ja testin aikana käytettyjä käyttöasetuksia.
Käytännön hierarkia on yksinkertainen. Käytä lumeneja tai luksia keskustellaksesi ihmisen -näkyvästä kirkkaudesta. Käytä PPFD:tä kartoittamaan fotonien toimitusta fotosynteettisille organismeille. Käytä spektrometriä, kun spektrikoostumuksella on merkitystä. Käytä watteja energiankulutuksen ja lämpökuorman arvioimiseen. Yhdistä sitten nämä mittaukset kasvien muodon, korallireaktion, kalojen käyttäytymisen, levien, veden kemian ja ylläpidon havaintoihin. Mikään yksittäinen mittari ei voi korvata koko akvaariojärjestelmää.
Daily Light Integral eli DLI voi lisätä toisen hyödyllisen kerroksen. DLI edustaa kertyneitä fotosynteettisiä fotoneja, jotka toimitetaan päivässä, joten se yhdistää PPFD:n ajan kanssa. Akvaariossa, joka saa korkean huipun lyhyen ajan, voi olla samanlainen päivittäinen kokonaismäärä kuin akvaariolla, joka saa vähemmän valoa pidempään. Sama DLI ei kuitenkaan osoita samanlaista biologista vastetta, koska organismit voivat reagoida eri tavalla huippuihin, pimeisiin jaksoihin, spektriin, lämpötilaan ja hiilen saatavuuteen. Käytä DLI:tä vertailutyökaluna, älä lupauksena samanlaisesta kasvusta.
Mittausepävarmuus tulee raportoida rehellisesti. Anturin kalibrointi, spektrin epäsopivuus, kosinivaste, upotuskorjaus, paikannus, pinnan liike ja toistettavuus vaikuttavat kaikki tuloksiin. Kaupallisessa tietolomakkeessa on ilmoitettava, ovatko arvot mitattuja, simuloituja vai tyypillisiä. Jos kartta luodaan yhdestä tuotantonäytteestä, merkitse se vastaavasti. Valitse laadunvalvontaa varten pienempi joukko toistettavia mittauspisteitä ja määritä toleranssit vertailuyksikköön nähden. Tämä on usein käytännöllisempää kuin täydellisen laboratoriokartan luominen jokaista lamppua varten.
Kuluttajat voivat tehdä yksinkertaisemman version samasta menetelmästä. Kiinnitä asennuskorkeus, anna lampun lämmetä, mittaa tai kirjaa asetukset ja ota lukemat merkityistä kohdista. Jos PAR-mittaria ei ole saatavilla, yhdenmukaiset valokuvat ja lux-mittari voivat auttaa seuraamaan suhteellisia muutoksia saman spektrin sisällä, mutta niitä ei tule esittää vedenalaisena PPFD:nä. Tärkeintä on välttää väärää tarkkuutta. Vaatimaton joukko hyvin-dokumentoituja mittauksia on uskottavampi kuin suuri määrä, joka on kopioitu toisesta säiliö-, etäisyys-, anturi- tai kanavaohjelmasta.
Hyvin{0}}suunniteltu tuotesivu voi esittää nämä tiedot kerroksittain. Aseta ensin käyttötarkoitus, mitat, todellinen teho ja testattu kattavuus. Seuraa vedenalaista PPFD-karttaa ja mittausolosuhteita. Anna sitten spektri ja selitys säätimistä. Säilytä luumenit tai luksit visuaalista valon vertailua varten, jos ne mitataan, mutta älä sijoita niitä paikkaan, jossa käyttäjät pitävät niitä kasveina tai korallikohteina. Selkeät etiketit ja testiolosuhteet ovat vakuuttavampia kuin selittämättömät luvut, koska ammattiostajat voivat toistaa ne ja kuluttajat ymmärtävät niiden rajoitukset.
TOSIPERUSTA
[1] Apogee Instruments. Akvaarion PAR/Kvanttimittarit: PAR-alue, PPFD-yksiköt ja vedenalaisen akvaarion mittaus. https://www.apogeeinstruments.com/aquarium-par-meters/
[5] Kansainvälinen valaistuskomissio. Fotometria-fyysisen fotometrian CIE-järjestelmä. https://www.cie.co.at/publications/photometry-cie-system-physical{10}}photometry-2
[6] Apogee Instruments. Kvanttisensorien vedenalainen tarkkuus. https://www.apogeeinstruments.com/content/Accuracy-of-Apogee-Quantum-Sensors-Underwater.pdf
[7] Apogee Instruments. MQ-210X vedenalainen kvanttimittari: immersio-efekti ja spektri-vastaushuomautukset. https://www.apogeeinstruments.com/mq-210x-kvantti-mittari-vedenalainen anturi/
[8] Yhdysvaltain energiaministeriö. Solid-State Lighting -t&k-mahdollisuudet: lumenit painotetaan ihmisen visuaalisen vasteen perusteella. https://www.energy.gov/sites/prod/files/2020/01/f70/ssl-rd-opportunities2-jan2020.pdf
