Спектральний аналіз 250 Вт двосторонніх металогалогенних ламп і баластів 10000k

Популярність металогалогенних ламп з подвійним цоколем (DE) зростає. Їх компактні розміри та наявність привабливих світильників, таких як Aquaspacelight від Aqualine Buschke, Nova від Giesmann та інших, додає естетичної привабливості освітленню рифів. У цій статті, восьмій у серії [1-7], ми представляємо комплексну оцінку декількох 250-ватних двосторонніх ламп та баластів, доступних для керування цими лампами.

Чотири металогалогенні лампи DE потужністю 250 Вт, доступні в рамках рифового хобі, були оцінені разом з баластами, що використовуються для управління цими лампами. Протестовані баласти представляють вибір електронних та магнітних баластів, доступних для рифового акваріуміста, і були доступні нам на момент тестування. У таблиці 1 нижче показані лампи та баласти, що використовувалися для цього дослідження. Магнітний баласт, що використовувався для цих тестів, був баластом “PFO-HQI”, який по суті є баластом ANSI-M80. Баласти Icecap і LampsNow (від Hellolights.com) є електронними баластами. Giesemann також є електронним баластом, і той, що використовувався для тестування ламп, був знятий з установки Giesemann Nova II.

Таблиця 1: Перелік протестованих ламп та баластів

Лампи потужністю 250 Вт	Баласти на 250 Вт
Ushio 10000K	Aqualine Buschke 10000K
Giesemann Megachrome 10000K	HIT-DE (BLV) 10000K
IceCap	Giesemann
PFO-HQI (ANS I-M80)	LampsNow (Hellolights.com)

Тестова установка

Намагаючись протестувати лампи з подвійним цоколем так само, як ми тестували лампи на основі цоколя, і порівняти їх показники з показниками ламп на основі цоколя, ми використовували кронштейн, який дозволив нам підвісити лампу в просторі, мінімально заважаючи світлу, що випромінюється лампою. Це було ідентично налаштуванню, описаному в попередній статті про 150-ватну лампу DE (додати посилання), і жодних відбивачів не використовувалося.

Зібрані дані представлені наступним чином: Спектральні дані та світловіддача для кожної з ламп спочатку порівнюються зі спільним баластом. Це дозволяє безпосередньо порівняти спектральні відмінності між кожною лампою. У наступному розділі представлені дані для кожної лампи при використанні з різними баластами.

Рисунок 1: Спектральна діаграма, що показує порівняння спектру всіх протестованих ламп потужністю 250 Вт

Спектральна віддача ламп (з одним баластом)

Оскільки ANSI-M80 є рекомендованим баластом для двоцокольних ламп потужністю 250 Вт, ми вирішили порівняти лампи з цим баластом, щоб встановити базовий рівень продуктивності.

На рисунку 1 нижче показана спектральна віддача чотирьох різних ламп при роботі з одним і тим же баластом – баластом M-80. Ці спектральні графіки наведені для неекранованих ламп (тобто без використання будь-якого поглинаючого ультрафіолетове випромінювання скляного екрану).

Таблиця 2: Порівняння ККД, КСС та енергоспоживання різних ламп ДРЛ потужністю 250 Вт з баластом М80 (без екрану)

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
Ushio 10000K	307	119	2.82	103.4	10809
AB 10000K	304	119	2.82	128.1	9132
Giesemann	309	120.9	2.79	108	9985
ХІТ	308	120.1	2.84	111	12192

Як видно зі спектральних графіків і даних таблиці 2, відмінності між лампами Ushio, Giesemann і HIT досить невеликі, причому лампа AB перевершує інші за показником PPFD (щільність потоку фотонів фотосинтезу), але має нижчу корельовану колірну температуру (CCT). Ця вища PPFD лампи AB в першу чергу пов’язана з дещо вищою потужністю в діапазоні 450-700, що також пояснює нижчу CCT. Всі ці лампи мають CCT близьку до заявленої 10000K, причому лампа HIT має трохи більшу потужність в синьому кінці спектру, що призводить до більш високої CCT.

Ефект поглинання ультрафіолету скляним екраном

Виробники рекомендують використовувати ці лампи в світильниках зі скляним екраном, що поглинає ультрафіолетове випромінювання. Для визначення впливу використання скляного УФ-екрану з двосторонніми лампами, лампи також були протестовані зі скляним екраном, розміщеним над сенсором. Цей скляний екран був знятий з двостороннього світильника PFO Lighting. На рисунках 2 і 3 показано вплив УФ-екрану на спектральну потужність ламп на прикладі лампи AB.

Всі лампи були протестовані з УФ-склом і без нього, і різниця у світловіддачі, обумовлена цим, показана в Таблиці 3 і на Рисунку 4.

Рисунок 2: Світловіддача лампи AB – з екраном і без екрану

Таблиця 3: Світлова віддача ламп PPFD і CCT з захисним склом в порівнянні з не екранованими лампами

Лампа	PPFD (неекранована)	КТЛ (неекранована)	PPFD (екранована)	CCT (екранована)
Ushio 10000K	103.4	10809	84.8	9961
AB 10000K	128.1	9132	104.4	8225
Giesemann	108	9985	88.6	10473
ХІТ	111	12192	88.9	8938

Використання екрану призвело до середнього падіння PPFD приблизно на 18%. Це зменшення потужності є досить послідовним для всіх ламп. Крім того, як видно зі спектральної діаграми екранованої та неекранованої ламп АБ, близько ½ цього падіння потужності припадає на синьо-зелену частину спектру (400-550 нм). Також спостерігається значне падіння в ультрафіолетовій частині спектру (нижче 400 нм), як і очікувалося від скла, що поглинає УФ-випромінювання.

Порівняння характеристик ламп з різними баластами

У цьому розділі ми представляємо результати тестування різних ламп з використанням різних баластів. Для кожної випробуваної лампи використовувалися різні баласти, і дані представлені для неекранованого та екранованого корпусу. Спектральні дані наведені тільки для екранованого корпусу, оскільки ми вважаємо, що більшість ламп будуть використовуватися саме так. На жаль, повне поєднання кожного баласту з кожною лампою не вдалося виконати через те, що ці випробування проводилися в різний час і не всі баласти та лампи були доступні одночасно. Деякі лампи та баласти були позичені і їх довелося повернути, що зробило їх недоступними для подальших тестів.

Ushio 10000K

У таблицях 4 і 5, а також на рисунку 3 наведені результати роботи лампи Ushio 250W DE 10000K. Цікаво відзначити, що баласт M80, рекомендований Ushio на їхньому сайті, споживає більше енергії (майже на 40 Вт більше, ніж електронні баласти). Однак і віддача також вища, ніж у електронних баластів. Співвідношення використовуваної потужності до вихідної потужності PPFD є досить стабільним і становить близько 33,6 % для баласту M80 та Lampsnow, та 31,7 % для баласту Icecap. Ці 2 електронні баласти керують лампами майже однаково.

Рисунок 3: Спектральна діаграма випромінювання екранованої лампи Ushio з різними баластами

Таблиця 4: Неекранована лампа DE Ushio 10000K потужністю 250 Вт

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
M80	307	119	2.82	103.4	10809.6
IceCap	248	119.7	2.38	78.7	11521.5
LampsNow	246	119.5	2.37	83.1	11300.5

Таблиця 5: Екранована лампа 250W DE Ushio 10000K

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
M80	306	119.1	2.82	84.8	9961.3
IceCap	248	120	2.37	65.9	9566.4
LampsNow	246	119.3	2.37	67.3	9822.3

AB 10000K

Ця лампа, вироблена компанією Aqualine Bushke і продається в США через Aqua Medic, є ще однією дуже популярною лампою в хобі. З таблиць 6 і 7 та рисунку 5 видно, що 2 електронних баласти Icecap і LampsNow керують лампою майже однаково, тоді як баласти Giesemann і M80 мають майже однакову потужність, хоча баласт Giesemann має набагато менше енергоспоживання.

Рисунок 4: Спектральна характеристика екранованої лампи AB

Таблиця 6: Неекранована лампа AB 10000K потужністю 250 Вт

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
M80	304	119	2.82	128.1	9132
IceCap	245	119.8	2.35	101.9	9309
LampsNow	243	120	2.34	103.2	9245
Giesemann	264	120.6	2.28	127	8833

Таблиця 7: Екранована лампа 250W AB 10000K

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
M80	304	119.2	2.82	104.4	8225
IceCap	245	120.2	2.34	83.4	8330
LampsNow	244	120.1	2.35	84.3	8359
Giesemann	264	120.6	2.28	104	8010

BLV-HIT 10000K

У таблицях 8 і 9, а також на рисунку 5 показані результати для лампи HIT 10000K. Знову ж таки, магнітний баласт показує найвищу вихідну потужність PPFD, з аналогічним співвідношенням вихідної та вхідної потужності PPFD. Ця лампа має більш високий CCT, ніж всі інші лампи цього класу.

Рисунок 5: Спектральна характеристика екранованої лампи HIT

Таблиця 8: Неекранована лампа HIT потужністю 250 Вт

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
M80	308	120.1	2.84	111	12192
IceCap	244	122.1	2.24	81	10014
Giesemann	281	121.8	2.43	99	9904

Таблиця 9: 250 Вт HIT екранована

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
M80	308	120.1	2.84	88.6	10473
IceCap	244	122.1	2.24	66	8850
Giesemann	281	121.8	2.43	81	9204

Giesemann Megachrome 10000K

У таблицях 10 і 11, а також на рисунку 6 показані результати для лампи Giesemann Megachrome 10000K. Знову ж таки, магнітний баласт показує найвищу вихідну потужність PPFD, з аналогічним відношенням до вихідної та вхідної потужності PPFD.

Рисунок 6: Спектральна діаграма екранованої лампи Giesemann з різними баластами

Таблиця 10: Неекранована лампа Гіземана потужністю 250 Вт

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
M80	309	120.7	2.79	108	9985
IceCap	236	123	2.17	77	9341
Giesemann	280	122.6	2.38	91	9630

Таблиця 11: Екранована лампа Гіземана 250 Вт

Лампа	Потужність	Напруга	Струм	PPFD	CCT
M80	309	120.7	2.79	88.9	8938
IceCap	236	123	2.17	62	8420
Giesemann	280	122.6	2.38	74	8525

Обговорення та висновок

Всі 250-Вт ДЕ лампи, протестовані в цій статті, досить схожі за спектральними характеристиками, з деякими невеликими варіаціями. Чи є ці відмінності внутрішньо притаманними конструкції лампи, чи функцією варіабельності всередині продукту, важко визначити на основі цих даних, особливо з огляду на те, що вони базуються на вибірці розміром в один зразок.

Рисунок 7. Багатовимірні діаграми для різних комбінацій баласту та ламп

Представлені дані можна переглянути графічно на рисунку 7, який наведено нижче. (Дякуємо Майку Бенішу за створення цих графіків). З рисунку видно, що баласт M80 має найвище енергоспоживання незалежно від використовуваної лампи. Обидва електронних баласту мають більш низьке енергоспоживання, близьке до 250 Вт, а баласт Giesemann знаходиться між ними. Нижче енергоспоживання електронних баластів також призводить до нижчого PPFD для ламп. Лампа AB 10KK має дещо вищий показник PPFD незалежно від використовуваного баласту, але має нижчу колірну температуру незалежно від використовуваного баласту.

В цілому, ці лампи є досить відмінними з точки зору вихідної потужності PPFD, а також колірної температури цих ламп.

Порівняння з 400-ватною лампою Ushio 10000K

Лампа Ushio 10000K потужністю 400 Вт є дуже популярною лампою 10000K, і було б цікаво подивитися, як ці лампи DE 10000K потужністю 250 Вт порівнюються з цією лампою. Дані для цієї лампи були представлені в [6]. На рисунку 8 показано графік ППФД різних 250-ватних ламп DE (неекранованих) у порівнянні з 400-ватною лампою Ushio на різних баластах. Спектрально лампи DE мають менші піки при 546 і 578 нм, і, таким чином, мають вищу колірну температуру, ніж 400-ватна лампа Ushio.

Рисунок 8: Спектральне порівняння 250-ватних ламп DE та 400-ватної лампи Ushio 10000K

На рисунку 9 показані значення PPFD для неекранованих 250-ватних ламп DE у порівнянні з 400-ватною лампою USHIO. Дуже цікаво відзначити, що значення PPFD для неекранованої лампи DE потужністю 250 Вт з баластом M80 приблизно такі ж, як і для лампи Ushio 400 Вт зі стандартним баластом або баластом з імпульсним пуском, при значно меншому споживанні енергії. З баластом “HQI” на 400-ватній лампі Ushio світловіддача вища, але й енергоспоживання теж. Найбільший показник PPFD для лампи USHIO 400W був з баластом PFO HQI (165), тоді як найбільший показник для ламп DE 250W був з лампою AB (128), проте лампа Ushio 400W споживала 512 Вт енергії, тоді як лампа AB 250W споживала лише 304 Вт енергії. Різниця в PPFD становить 37 одиниць, тоді як різниця в потужності становить 208 Вт. Поєднуючи це з тим фактом, що рефлектори для систем 250W DE набагато кращі, враховуючи менший розмір лампи, я починаю вірити, що лампи 250W DE 10000K є кращим варіантом для більшості акваріумів середнього розміру. Різниця в інтенсивності, викликана скляним екраном (близько 18%), як було показано раніше, може бути легко компенсована шляхом опускання ламп на дюйм або два.

При використанні 400-ватної лампи замість 250-ватної можна було б очікувати збільшення PPFD приблизно на 60%, але, очевидно, що це не так, виходячи з протестованих ламп. Враховуючи вартість електроенергії в більшості місць, я думаю, що акваріумістам пора серйозно переглянути використання 400-ватних ламп 10000K.

Рисунок 9: Порівняння PPFD та потужності для ламп DE 10000K потужністю 250 Вт та Ushio 10000K потужністю 400 Вт

Подяки

Ми хотіли б подякувати кільком людям, чия допомога зробила це дослідження можливим. Вони люб’язно надали нам лампи та баласти для тестування: Патрік з PFO Lighting, Брайан з HelloLights.com, Aqua-Medic, Енді з IceCap Inc, Філ з Giesemann. Нарешті, ми хотіли б подякувати доктору Полу Уокеру з Університету штату Пенсільванія за використання спектрорадіометра і темної кімнати для тестування ламп. Дякуємо Майку Бенішу за створення графіків, показаних на рисунку 7.

Список використаних джерел

1. Joshi, S. 1998. Спектральний аналіз металогалогенних ламп, що використовуються в рифовому акваріумі Частина 1: Нові 400-ватні лампи, .
2. Joshi, S. and Morgan D. 1999. Спектральний аналіз металогалогенних ламп, що використовуються в рифовому акваріумі Частина II: Використані 400-ватні лампи
3. Джоші, С. та Морган, Д. 1999. Спектральний аналіз металогалогенних ламп, що використовуються в рифовому акваріумі Частина III: Нові та вживані 250-ватні лампи
4. Джоші, С. та Морган Д., “Спектральний аналіз металогалогенних ламп – чи мають значення баласти”, щорічник морських риб та рифів США за 2001 рік, Fancy Publications.
5. Джоші, С., “Спектральний аналіз останніх металогалогенних ламп: Частина IV – лампи 10000K і 12000K”, щорічник морської риби і рифів США за 2002 рік, Fancy Publications.
6. Джоші, С. і Маркс, Тімоті. 2002. Спектральний аналіз останніх металогалогенних ламп та баластів: Частина VI, .
7. Джоші, С. та Маркс, Тімоті. 2002. Спектральний аналіз двосторонніх металогалогенних ламп потужністю 150 Вт та баластів .

Source: reefs.com