Lys forstå metrics & målinger

Hvis man har har lavet lidt research i belysning, til plante vækst, er man højst sandsynlig, blevet bombarderet med begreber, som belysnings producenter bruger til, at markedsføre deres produkter med. Udtryk og akronymer som omfatter: watt, lumen, LUX, footcandels, PAR, PPF, PPFD og foton effektivitet.

Alle disse begreber vedrører belysning, men det er kun få tal, som fortæller en, de vigtige relevante informationer. Målet med guiden her er, og kaste lidt lys over udtryk, og akronymer, inde for effektivitet og måling af lys. Hvism skal dykke ned i detaljer om lys, så er det et virkeligt kompliceret emne. Så vi springer det mest tekniske viden over i lys forskning, i den her guide.

Menneskets øje bruger lumes:
Planter og mennesker opfatter lys, meget anderledes end hinanden. Mennesker og mange dyr bruger noget, der hedder fotopisk vision, under vel oplyste forhold, for at opfatte farve og lys. Lumens er en måle enhed, baseret på en model, af menneskelig øjenfølsomhed i veloplyste forhold, modellen kaldes den ”fotopiske responskurve”.

Som man kan se, er den fotopiske reaktionskurve kugleformet/bakkeformet og viser, hvordan mennesker er meget mere følsomme, over for grønt lys, end blå eller rødt lys. LUX og fodlysmålere måler lysintensiteten, (ved brug af lumen) til kommercielle og bolig belysnings sapplikationer, den eneste forskel mellem de to, er det areal, de måles over (LUX bruger lumen / m2 meter, og fodlys bruger lumen / m2fod).

Lumens kan sammenlignes med at skrue op for ”brightness” på sit tv, den lys intensitet man ser på skærmen, svare til den lys intensitet, som et LUX meter måler, fra en lyskilde opgivet i lumens. Det fortæller ikke hvor effektiv en gro lampe er, til at dyrke planter under.

Ved brug af LUX- eller fodlysmålere, til måling af lysintensiteten, vil man opleve varierende målinger, afhængige af lyskildens farve spektrum, selvom om man måler samme intensitet af PAR.

Det grundlæggende problem, ved at bruge LUX eller fodlysmålere, ved måling af lysintensitet, er underrepræsentationen af blåt (400-500 nm) og rødt (600-700 nm) lys i det synlige spektrum. Menneskets øje er måske ikke effektivt nok, til at opleve forskellen i disse regioner, men planter er meget effektive, til at bruge rødt og blåt lys, til at drive fotosyntese. Derfor er lumens, LUX og fodlys, aldrig et god måle enhed, og måle gro lys med.

PAR

Photosynthetic Active Radiation

PAR (”photosynthetic active radiation”) er fotosyntetisk aktiv stråling. PAR Lys, er lysets bølgelængder, inden for det synlige område, på 400-700 nanometer (nm), som driver fotosyntese. PAR er et meget brugt, (og ofte misbrugt) begreb relateret til gro belysning.

PAR er IKKE en måling eller “metrisk” lige som fod, tommer, meter eller kilo er. Det definerer snarere den type lys, der er nødvendigt, for at understøtte fotosyntese. Mængden og kvaliteten af PAR-lys, er de vigtige parametre, at fokusere på. Kvante sensorer er det primære instrument, der bruges til, at kvantificere lysintensiteten af lys.

Disse sensorer arbejder ved, at anvende et optisk filter, til at skabe en ensartet følsomhed, over for PAR-lyset (billede 1) og kan bruges, i en kombination, med en lysmåler, til at måle et øjeblikkeligt lysintensitets billede, eller en datalogger, til måling af kumulativ lysintensitet. Så de, Tre vigtige spørgsmål, man skal se efter at få besvaret, hvis man kigger efter gro lys er:

Hvor meget PAR fixturen producerer??? (målt som Photosynthetic Photon Flux)
Hvor meget øjeblikkeligt PAR, fra lampen, er tilgængelig for planterne??? (målt som Photosynthetic Photon Flux Density)
Hvor meget energi bruges af armaturet, til at gøre PAR tilgængeligt, for planterne??? (målt som Photon Efficiency).

PPF

Fotosyntetisk Foton Flux

PPF er fotosyntetisk foton flux. PPF måler den samlede mængde PAR, der produceres af et belysnings system hvert sekund. Denne måling er taget ved hjælp af, et special instrument kaldet en integreret kugle, der indfanger og måler, alle fotoner udgivet af et belysnings system. Det er en meget dyr maskine, og ikke noget almindelige mennesker lige har råd til. Enheden, der bruges, til at udtrykke PPF, er mikromoler pr. Sekund (μmol / s). Dette er nok den anden vigtigste måde, at måle gro belysnings på, men af en eller anden grund, oplyser de fleste producenter, ikke denne værdi. Det er vigtigt at bemærke, at PPF ikke fortæller en, hvor meget, af det målte lys, faktisk lander på planterne, men det er en vigtig måle enhed, hvis man vil beregne hvor effektivt, et belysnings system er til, at skabe PAR.

Disse sensorer arbejder ved, at anvende et optisk filter, til at skabe en ensartet følsomhed, over for PAR-lyset (billede 1) og kan bruges, i en kombination, med en lysmåler, til at måle et øjeblikkeligt lysintensitets billede, eller en datalogger, til måling af kumulativ lysintensitet. Så de, Tre vigtige spørgsmål, man skal se efter at få besvaret, hvis man kigger efter gro lys er:

Hvor meget PAR fixturen producerer??? (målt som Photosynthetic Photon Flux)
Hvor meget øjeblikkeligt PAR, fra lampen, er tilgængelig for planterne??? (målt som Photosynthetic Photon Flux Density)
Hvor meget energi bruges af armaturet, til at gøre PAR tilgængeligt, for planterne??? (målt som Photon Efficiency).

PPFD

Fotosyntetisk Foton Flux Densitet

PPFD star for fotosyntetisk foton flux densitet. PPFD måler antallet af PAR, som faktisk rammer planten, eller som en videnskabsmand ville sige: “Antallet af foto syntetisk aktive fotoner, der falder på en given overflade hvert sekund”. PPFD er en “spot” –måling, af et bestemt sted på ens baldakin(canopy), og det måles i mikromoler, pr. M2 meter, pr. Sekund (μmol / m2 / s).

Hvis man gerne vil finde ud, af lampens sande lysintensitet, over et bestemt område (eks:4×4/120x120cm’), er det vigtigt, at gennemsnittet, af flere PPFD målinger, i en bestemt højde tages. Belysningsfirmaer, der kun offentliggør PPFD tal, i midten af et dækningsområde, overvurderer den sande lysintensitet i et armatur.

En enkelt måling fortæller ikke meget, eftersom generelt er lyset i midten af lampe, der hvor lysniveauet er mest intens, lyset intensitet aftager ud mod kanterne af dækningsområdet. Belysningsproducenter kan nemt manipulere PPFD-data.

For at sikre, at man får faktiske PPFD-værdier, over et bestemt dyrkningsområde, skal fabrikanten offentliggøre følgende: måleafstand fra lyskilde (lodret og vandret), antal målinger, og inkluderet gennemsnittet, og dæknings areal, i de målte højder.

Photon Efficacy

Photon Efficacy refererer til, hvor effektivt et belysnings system er, ved at omdanne elektrisk energi, til fotoner af PAR. Mange producenter, anvender samlede elektriske watt, eller watt pr. Kvadratfod, som en enhed, for at beskrive lys intensiteten. Men disse beregninger fortæller ikke noget, da watt er en måling, der beskriver elektrisk input, og ikke lys output. Hvis lampens PPF er kendt, sammen med input watt, kan man beregne, hvor effektivt et belysnings system er, ved at konvertere elektrisk energi til PAR. Som en påmindelse er enheden til PPF, μmol pr. s, og den enhed, der måler watt, er Joule pr. Sekund (J / s). Derfor afbryder(cansler) sekunderne i tælleren og nævneren, og enheden bliver til μmol pr. Joule(μmol/J). Jo højere dette tal er, jo mere effektivt, er et belysnings system, til at konvertere elektrisk energi, om til fotoner af PAR. Altså μmol/J er den mindste nævner, i det regnestykke som en PAR måling er, og det tal, som et måle apparat, som et Quantum meter(se billedet i toppen af guiden) viser, når man holder det ind under en lampe. PAR er den eneste rigtige måde at måle sit gro lys på, hvis man ikke lige besidder, et million kroners apparat som et integreret kugle, til at teste sit lys med. Men i sidste ende er målet, at få mest muligt brugbar energi, (Fotoner/Fotosyntese/PAR), ved det laveste mulige forbrug(joule/watt/kilowatt).

Summering:
For at investere i det rette belysnings system, til at opfylde ens forventninger, skal man kende PPF, PPFD og foton effektivitet, for at træffe en velinformeret købsbeslutning. Disse målinger, bør dog ikke bruges, som eneste variabler, til at basere en købs beslutning på. Der er andre variabler, som formfaktor, og udnyttelses koefficient (CU), som også skal overvejes.

Alle faktorer skal bruges i kombination, for at vælge de mest hensigtsmæssige systemer, baseret på dens dyrkning og forretningsmål. Så beskeden her er, at PPF, PPFD og foton effektivitet, er de rigtige beregninger, der anvendes af forskere, og branchens førende belysnings virksomheder, til at konstater hvor effektivt gro lys er. Hvis en virksomhed ikke giver en de korrekte oplysninger, bør de ikke sælge gro belysning, og man vil derfor ikke være i stand til, at verificere den rigtige effekt, af det lys system.