Спектральний аналіз сучасних металогалогенних ламп і баластних комбінацій

Протягом останнього року або близько того на ринку з’явилося кілька нових металогалогенних ламп, а також деякі нові баласти, рекомендовані для цих ламп. Ця стаття є продовженням серії [посилання 1-5] і шостою в цій серії. До цієї статті включено результати тестування декількох нових ламп та баластів. У таблиці 1 наведено перелік комбінацій ламп і баластів, протестованих для цієї статті.

Таблиця 1: Перелік ламп і баластів, протестованих для цієї статті

Лампа	Баласт
400W Ushio 10000K	Баласт Magnetek
	PFO – “HQI”
	Venture Pulse Start
	“HQI”-Тайвань
400W Ushio Blue	Баласт Magnetek
	PFO – “HQI”
	Venture Pulse Start
	“HQI” – Тайвань
400W AB 10000K	Баласт Magnetek
	PFO – “HQI”
	Venture Pulse Start
	“HQI” – Тайвань
Sylvania Aqua Arc 400W	Баласт Magnetek
	PFO – “HQI”
	Venture Pulse Start
	“HQI”- Тайвань
Vion Z6 – 400W	Магнітний баласт
	Venture Pulse Start
Xanium 400W	Магнітний баласт
	Venture Pulse Start
Vion Z6 – 250 Вт	Магнітний баласт
	Електронний баласт
Vion Z6 – 175W	Магнітний баласт
AB 175W 10000K	Магнітний баласт
	Venture Pulse Start

В якості магнітних баластів використовуються баласти Magnetek F-can (ANSI-M57, M58, M59), а в якості імпульсних баластів – баласти Venture Pulse Start (ANSI M135, M136, M138). Хоча існують спеціальні металогалогенні лампи Pulse Start, розроблені для цих баластів – ці баласти також можна використовувати для стандартних металогалогенних ламп (хоча переваги імпульсних ламп будуть втрачені) [http://www.venturelighting.com/TechCenter/Faqs/tech_center_faq.htm ]. Стверджується, що переваги імпульсних ламп включають покращену світловіддачу, нижчі експлуатаційні витрати, краще підтримання світлового потоку для постійного рівня освітлення, покращену стабільність кольору, швидший прогрів та повторний удар, більш холодний запуск тощо. Чи можна отримати такі ж переваги для акваріумних ламп, ще належить з’ясувати.

Два баласти “HQI”, що використовувалися, були виробництва PFO Lighting та тайванський баласт (продається компанією All Seas). Термін “HQI” став джерелом плутанини – він використовується компаніями, що займаються акваріумним освітленням, для позначення баластів для європейських ламп (переважно німецького виробництва), одноцокольних 400-ватних та двоцокольних 250-ватних та 150-ватних ламп. HQI є зареєстрованою торговою маркою компанії OSRAM GmbH. У деяких випадках баласти “HQI”, що продаються в акваріумістиці, є стандартними баластами ANSI, рекомендованими для ламп виробниками (наприклад, баласти ANSI-M80 і M81 для двоцокольних ламп потужністю 150 Вт і 250 Вт з подвійним кінцем). В інших випадках це баласти, які не були спеціально розроблені для цих ламп, але продаються як “HQI”, оскільки стверджується, що вони відповідають особливостям експлуатації європейських ламп. Ця плутанина значною мірою спричинена тим, що лампи виробляються в Європі за європейськими специфікаціями, і прямого збігу зі специфікаціями баластів ANSI може не бути. Для пошуку баластів для цих ламп потрібен значний метод проб і помилок, і питання про те, чи дійсно ці баласти підходять для ламп, залишається відкритим для дискусій.

Для кожної перерахованої комбінації лампа/баласт були зібрані дані про спектр, щільність фотосинтетичного потоку фотонів (PPFD) або PAR, а також дані про енергоспоживання баластів. Споживана потужність визначалася за допомогою вимірювача потужності Vector True RMS, до якого підключався баласт. Вимірювач потужності Vector також реєструє напругу і струм. Устаткування для тестування було таким же, як і в попередніх тестах ламп [1].

Ushio 400w 10000k

Лампи Ushio є дуже популярними лампами в хобі, і ця лампа була використана для встановлення базової лінії для порівняння. Також останнім часом з’явилися твердження, що ця лампа горить яскравіше з баластами “HQI”, і аналогічні твердження щодо баласту Venture Pulse Start.

Спектральна діаграма USHIO 400W 10000K, що працює на цих різних баластах.

Таблиця 2: Лампа Ushio 400W з різними баластами

Баласт	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Standard (M59)	428	118.1	3.94	123.7	7650
Імпульсний запуск	412	117.9	4.03	117.3	7507
PFO-HQI	512	119.2	5.47	165	8071
HQI-Тайвань	482	119.3	4.28	167.	8110

Як видно з графіка, при використанні баласту Venture Pulse Start або баласту М59 зміна світловіддачі лампи дуже мінімальна. Однак при використанні лампи з баластом PFO-HQI і баластом HQI-Taiwan світловіддача зростає приблизно на 36,5%, але це також супроводжується збільшенням енергоспоживання. Споживаний струм приблизно на 35% вищий з баластом PFO-HQI, але не такий високий з баластом HQI-Taiwan. Можливо, ці баласти “HQI” перевантажують лампу, враховуючи, що в специфікації на сайті (www.ushio.com) зазначено, що рекомендованим баластом є M59. Довгострокові наслідки роботи ламп з використанням баластів “HQI” не були протестовані.

Ushio 400w Blue

Таблиця 3: Лампа Ushio 400W Blue з різними баластами

Баласт	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Standard (M59)	451	118.3	4.13	109.9	Поза діапазоном
Імпульсний запуск	445	118.5	4.20	102	Поза діапазоном
PFO-HQI	486	119.5	5.75	112.0	Поза діапазоном
HQI-Тайвань	450	120.1	4.05	106.5	Поза діапазоном

Як видно з наведених даних, незалежно від використовуваного баласту варіація потужності дуже незначна, проте баласт PFO-HQI споживає більший струм і приблизно на 10% більшу потужність. Ця лампа дуже схожа за спектральними характеристиками на лампу Radium 400W 20000K (див. посилання [1] для отримання спектральної діаграми лампи Radium).

Sylvania Aqua Arc 400W

Ці лампи були представлені на сайті Hellolights.com, і ми вперше про них почули. У таблиці 4 наведені дані тестування цієї лампи при роботі з 4 різними баластами.

Таблиця 4: Лампа Sylvania Aqua Arc 400W з різними баластами

Баласт	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Standard (M59)	438	117.8	3.81	146	10454
Імпульсний запуск	447	118.4	4.11	132	10409
PFO-HQI	467	119.9	5.56	133	10335
ПФО-Тайвань	480	119.3	4.32	162	10014

Як видно з цих графіків, різниця в роботі трьох баластів – M59, Pulse Start і PFO-HQI – дуже незначна. Баласт HQI-Taiwan згенерував трохи більше PAR, причому більша частина приросту припадає на несині довжини хвиль, за рахунок більш високого енергоспоживання. В цілому, це здається відмінною лампою. Основна відмінність від Ushio 10000K полягає в різниці піків – на 420 і 436 нм.

Aqualine 400 Вт 10000 К

Таблиця 5: Лампи Aqualine Bushke 400W 10000K з різними баластами

Баласт	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Standard (M59)	418	118.2	3.87	94.7	6616
Імпульсний запуск	415	118.2	3.97	101	6995
PFO-HQI	485	119.0	5.56	133	9104
HQI-Тайвань	464	119.0	4.20	140	9481

Знову ж таки, тут цілком очевидно, що існують дві дуже схожі групи спектральної потужності, причому M59 і Pulse Start Ballast мають майже ідентичну потужність, а два баласти “HQI” генерують більш високу потужність з майже аналогічними спектрами.

400 Вт Vion Z6 і Xanium (Hellolights.com)

Нещодавно Hellolights.com представив серію ламп Vion Z6 і Xanium за привабливими цінами; це зацікавило багатьох любителів.

На цьому малюнку показана спектральна віддача ламп Vion Z6 потужністю 400 Вт.

Таблиця 6: Vion Z6 400W

Баласт	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Standard (M59)	436	119.3	3.93	66.92	6348
Імпульсний запуск	418	118.5	4.11	69.4	6359

Як ви можете бачити зі спектральних графіків, Vion Z6, що продається як лампа 10000K, виглядає як погана імітація Ushio 10000K, з набагато меншим значенням PAR і набагато нижчою колірною температурою. Вихідна потужність для Vion Z6 дуже схожа для обох баластів.

Xanium 400W

Таблиця 7: Xanium 400W

Баласт	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Standard (M59)	467	119.4	4.22	100.1	Поза діапазоном
Імпульсний запуск	428	119.0	3.82	94.4

Це цікава лампа. Хоча вона має великий пік в діапазоні 454 нм, як і деякі інші подібні лампи (ALS і Blueline, див. результати випробувань у джерелі [5]), вона має краще значення PPFD порівняно з цими лампами. Значення PPFD для ламп ALS та Blueline становили 66,84 та 71,60 відповідно. Ця лампа в даний час продається як лампа 15000K, і, як і всі інші лампи з переважно синім кольором, її КСС не може бути розрахована за допомогою програмного забезпечення.

Лампи 175 Вт AB 10000K

Дві нові лампи Aqualine потужністю 175 Вт також були протестовані ідентичним чином зі стандартним (M57) баластом Magnetek та інноваційним баластом Pulse Start.

Таблиця 8: Стандартні баласти потужністю 175 Вт

Лампа	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Лампа1	215	119.3	1.95	53.7	9269
Лампа 2	213	120.3	1.92	64.4	11687

Таблиця 9: Імпульсний пусковий баласт 175 Вт Venture

Лампа	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Лампа1	213	120.2	2.03	51.8	9269
Лампа 2	208	119.9	2.04	60.7	12193

Крім того, ми протестували дві вживані лампи AB 10000K потужністю 175 Вт, які використовувалися протягом 3200 годин протягом одинадцяти місяців. Ці лампи працювали з імпульсним пускорегулювальним апаратом протягом усього часу їх використання. Власник зазначив, що він був дуже здивований тим, що внутрішня дугова трубка не почорніла, і тому йому було дуже цікаво дізнатися, чи лампи все ще придатні для використання. Дані для цих ламп є наступними:

На графіку показані спектральні результати для однієї з ламп.

Таблиця 10: Використані лампи AB 175W (3200 годин) Імпульсний пусковий баласт Venture

Лампа	Потужність	Вхідна напруга	Вхідний підсилювач	PPFD	CCT
Лампа1	212	119.4	2.04	50.8	8442
Лампа 2	206	119.4	2.00	57.3	10011

Хоча ці дані не піддаються статистичному аналізу, можна зробити кілька спостережень. Різниця між 2 новими лампами становила майже 20%, а між вживаними лампами – близько 15%. Імпульсні пускорегулювальні апарати суттєво не впливають на потужність ламп. Але, використані лампи мали значення PPFD в межах діапазону нових протестованих ламп. Це потенційно може означати, що імпульсний пускорегулюючий апарат менш негативно впливає на лампу і збільшує термін служби лампи. Це було б дуже важливо для рифового акваріуміста, оскільки це збільшило б тривалість використання ламп, і заслуговує на подальше вивчення.

Висновок

З появою нових ламп і баластів в акваріумістиці, любителям стає все важче йти в ногу з часом і знати достатньо про ці лампи і баласти для того, щоб зробити обґрунтований вибір. Ми сподіваємося, що ця серія статей надасть радіоаматорам інформацію, яка допоможе їм зробити усвідомлений вибір. Впровадження імпульсних пускорегулюючих апаратів є інтригуючим, особливо якщо це допоможе збільшити термін служби ламп. Для того, щоб з’ясувати це, потрібні подальші довгострокові дослідження. Ефект баластів “HQI”, що використовуються на деяких лампах, полягає у збільшенні потужності. Вони також споживають більше енергії, і їх вплив на термін служби ламп залишається відкритим питанням, яке потребує подальшого вивчення.

Подяки

Ми хотіли б подякувати кільком людям, чия допомога зробила це дослідження можливим. Вони люб’язно надали нам лампи та баласти для тестування: Дейв і Патрік з PFO Lighting, Брейн з HelloLights.com, Бред з Aqua-Medic, Леонхард Хо і Роджер Хафф. Нарешті, ми хотіли б подякувати доктору Полу Уокеру з Університету штату Пенсільванія за використання спектрорадіометра і темної кімнати для тестування ламп.

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 – 10000K і 12000K лампи”, 2002 Annual Marine Fish and Reef USA, Fancy Publications.

Source: reefs.com