Lumens, Lux, PAR i PPFD: què haurien de mesurar realment els compradors d'aquaris
Les especificacions d'il·luminació es tornen confuses quan es barregen termes de visió humana, ciència vegetal i enginyeria elèctrica. Els lúmens, lux, PAR, PPFD, watts i temperatura de color no són intercanviables. Cadascú respon a una pregunta diferent. Una especificació de llum-creïble d'aquari hauria d'indicar quina quantitat es va mesurar, on es va mesurar, amb quin instrument i en quines condicions de funcionament.
Els lúmens descriuen el flux lluminós ponderat per la sensibilitat de l'ull humà. Lux descriu els lúmens per metre quadrat en una superfície. La Comissió Internacional d'Il·luminació defineix la fotometria al voltant de les funcions de resposta visual-estàndard humana. Això fa que els lúmens i els lux siguin útils per descriure la brillantor percebuda i la comoditat visual, però no compten tots els fotons fotosintètics rellevants per igual. Els fotons blaus i vermells-profunds poden contribuir de manera diferent al valor del lumen perquè l'ull és més sensible al voltant de la regió verda en condicions fotòpiques.
PAR significa radiació fotosintèticament activa, que cobreix convencionalment longituds d'ona de 400 a 700 nanòmetres. A la pràctica de l'aquari, un mesurador PAR normalment informa de la densitat de flux de fotons fotosintètics, o PPFD, en micromols de fotons per metre quadrat per segon. En sentit estricte, PAR és la regió espectral i PPFD és la densitat de foton mesurada, encara que l'afició anomena habitualment la lectura un valor PAR. Aquesta mesura és més rellevant biològicament per als organismes fotosintètics que el lux, però encara no identifica la distribució espectral completa ni garanteix un resultat biològic.
Un número PPFD mai s'ha de separar de la ubicació. La llum cau de manera desigual a causa de lents, reflectors, difusors, alçada de muntatge, tirants, paisatge dur, marquesines de plantes, estructura de corall i claredat de l'aigua. Crea una quadrícula i mesura a la superfície, a mitja-aigua i al nivell ocupat per les plantes o els coralls. Registre central, davant, darrere i cantonades. El mínim, el màxim, la mitjana i la uniformitat són tots valuosos. Un aparell amb una cobertura mitjana moderada i bona pot ser més útil que un que produeixi un punt central impressionant i vores febles.
La mesura submarina també requereix el sensor i el procediment correctes. Un sensor quàntic calibrat només a l'aire pot llegir de manera diferent quan està submergit perquè la interfície òptica canvia. Els fabricants de comptadors quàntics submarins apliquen o especifiquen correccions d'efecte d'immersió-. El sensor ha d'estar a nivell, mantenir-se en l'orientació prevista, allunyat dels reflexos causats per les mans o les eines i deixar que s'estabilitzi. Les mesures de diferents sensors no s'han de tractar com a perfectament intercanviables tret que se'n coneguin la resposta espectral i el calibratge, especialment en dispositius LED de banda estreta-blau o multi-canal.
Els watts segueixen sent útils, però per a l'avaluació energètica i tèrmica en lloc de la producció biològica. Mesureu la potència d'entrada real amb paràmetres representatius. Si un aparell s'anuncia com a 100 watts però consumeix substancialment menys, la qualificació pot referir-se a la capacitat teòrica del LED en lloc del consum del sistema. Per contra, l'alta potència elèctrica no demostra una alta PPFD submarina. Les pèrdues de controladors, l'acceleració tèrmica, l'òptica ineficient i les opcions espectrals influeixen en el resultat. Informeu el poder juntament amb un mapa de llum, no com a substitut d'un.
La temperatura del color i el CRI afegeixen informació sobre l'aparença, no sobre la idoneïtat de plantes o coralls per si mateixos. Dos productes amb la mateixa temperatura de color correlacionada poden tenir diferents distribucions de potència espectral. La barreja RGB o RGBW també pot crear-una llum blanca d'aspecte semblant a través de diferents combinacions de canals. Per a una comparació professional, sol·liciteu dades espectrals, mapes PPFD submarins a distàncies indicades, potència real i paràmetres de funcionament utilitzats durant la prova.
La jerarquia pràctica és senzilla. Utilitzeu lúmens o lux per parlar de la brillant-visible humana. Utilitzeu PPFD per mapar el lliurament de fotons per als organismes fotosintètics. Utilitzeu un espectròmetre quan la composició espectral sigui important. Utilitzeu watts per avaluar l'entrada d'energia i la càrrega de calor. A continuació, connecteu aquestes mesures amb observacions de la forma de la planta, la resposta del corall, el comportament dels peixos, les algues, la química de l'aigua i el manteniment. Cap mètrica pot substituir tot el sistema de l'aquari.
La integral de llum diària, o DLI, pot afegir una altra capa útil. DLI representa els fotons fotosintètics acumulats lliurats durant un dia, de manera que combina PPFD amb el temps. Un aquari que rep un pic alt durant un interval curt pot tenir un total diari similar a un que rep una llum inferior durant més temps. Tanmateix, una DLI igual no demostra una resposta biològica igual perquè els organismes poden reaccionar de manera diferent als pics, períodes foscos, espectre, temperatura i disponibilitat de carboni. Utilitzeu DLI com a eina de comparació, no com a promesa de creixement idèntic.
La incertesa de mesura s'ha d'informar amb honestedat. El calibratge del sensor, el desajust espectral, la resposta del cosinus, la correcció d'immersió, el posicionament, el moviment de la superfície i la repetibilitat afecten els resultats. Un full de dades comercial ha d'identificar si els valors són mesurats, simulats o típics. Si es crea un mapa a partir d'una mostra de producció, etiqueteu-lo en conseqüència. Per al control de qualitat, seleccioneu un conjunt més petit de punts de mesura repetibles i definiu toleràncies amb una unitat de referència. Això sovint és més pràctic que recrear un mapa de laboratori complet per a cada llum.
Els consumidors poden realitzar una versió més senzilla del mateix mètode. Fixeu l'alçada de muntatge, deixeu que el llum s'escalfi, mesureu o enregistreu la configuració i feu lectures en llocs marcats. Si no hi ha cap mesurador de PAR disponible, les fotografies coherents i un mesurador de lux poden ajudar a fer un seguiment dels canvis relatius sota el mateix espectre, però no s'han de presentar com a PPFD submarins. La clau és evitar la falsa precisió. Un conjunt modest de mesures-ben documentades és més creïble que un gran nombre copiat d'un altre programa de tanc, distància, sensor o canal.
Una pàgina de producte-ben dissenyada pot presentar aquestes mètriques en capes. Primer l'ús previst, les dimensions, la potència real i la cobertura provada. Seguiu amb el mapa PPFD submarí i les condicions de mesura. A continuació, proporcioneu l'espectre i una explicació dels controls. Conserveu els lúmens o els lux per a la comparació visual-de la llum si es mesuren, però no els col·loqueu on els usuaris els confonguin amb dianes de plantes o coralls. Les etiquetes clares i les condicions de prova són més persuasives que els números inexplicables perquè els compradors professionals les poden reproduir i els consumidors poden entendre les seves limitacions.
BASE FACTUAL
[1] Apogee Instruments. Aquarium PAR/Quantum Meters: rang PAR, unitats PPFD i mesura de l'aquari submarí. https://www.apogeeinstruments.com/aquarium-par-metres/
[5] Comissió Internacional d'Il·luminació. Fotometria-el sistema CIE de fotometria física. https://www.cie.co.at/publications/photometry-cie-sistema-físic-fotometria-2
[6] Apogee Instruments. Precisió submarina dels sensors quàntics. https://www.apogeeinstruments.com/content/Accuracy-of-Apogee-Quantum-Sensors-Underwater.pdf
[7] Apogee Instruments. Mesurador quàntic submarí MQ-210X: notes d'efecte-immersió i de resposta-espectral. https://www.apogeeinstruments.com/mq-210x-metre-quàntic-amb-sensor-submarino/
[8] Departament d'Energia dels EUA. -Oportunitats d'R+D d'il·luminació d'estat sòlid: els lúmens es ponderen per la resposta visual humana. https://www.energy.gov/sites/prod/files/2020/01/f70/ssl-rd-opportunities2-jan2020.pdf
