Спектральный анализ 250-ваттных двухцокольных металлогалогенных ламп 10000к и балластов

Популярность двухцокольных металлогалогенных ламп (МГ) растет. Их компактные размеры и наличие привлекательных светильников, таких как Aquaspacelight от Aqualine Buschke, Nova от Giesmann и других, повышают эстетическую привлекательность освещения рифов. В этой статье, восьмой в серии [1-7], мы представляем всестороннюю оценку нескольких 250-ваттных двухцокольных ламп и балластов, доступных для управления этими лампами.

Были оценены четыре металлогалогенные лампы DE мощностью 250 Вт, доступные в рифовых аквариумах, а также балласты, используемые для управления этими лампами. Протестированные балласты представляют собой выбор электронных и магнитных балластов, доступных для рифовых аквариумистов, и были доступны нам на момент тестирования. В таблице 1 ниже приведены лампы и балласты, использованные для данного исследования. Магнитный балласт, использованный для этих тестов, был балластом “PFO-HQI”, который, по сути, является балластом ANSI-M80. Балласты Icecap и LampsNow (с сайта Hellolights.com) – это электронные балласты. Giesemann также является электронным балластом, и тот, который использовался для тестирования ламп, был снят с установки Giesemann Nova II.

Таблица 1: Список протестированных ламп и балластов

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

Испытательная установка

В попытке протестировать лампы с двойным концом аналогично нашим тестам ламп на основе могола и сравнить их показатели с показателями ламп на основе могола, мы использовали кронштейн, который позволил нам подвесить лампу в пространстве, минимально влияя на свет, излучаемый лампой. Эта установка была идентична установке, описанной в предыдущей статье о лампах DE мощностью 150 Вт (добавить ссылку), и никакие отражатели не использовались.

Собранные данные представлены следующим образом: Сначала сравниваются спектральные данные и световой поток для каждой из ламп с использованием общего балласта. Это позволяет напрямую сравнить спектральные различия между каждой лампой. В следующем разделе представлены данные для каждой лампы при использовании различных балластов.

Рисунок 1: Спектральный график, показывающий сравнение спектров всех протестированных 250-ваттных ламп De

Спектральный выход ламп (один балласт)

Поскольку ANSI-M80 является рекомендуемым балластом для 250-ваттных ламп с двойным окончанием, мы решили сравнить лампы, использующие этот балласт, чтобы установить базовый уровень производительности.

На рисунке 1 ниже показан спектральный выход четырех различных ламп при работе с одним и тем же балластом – балластом M-80. Эти спектральные графики относятся к неэкранированным лампам (т.е. без использования стеклянного экрана, поглощающего УФ-излучение).

Таблица 2: Сравнение PPFD, CCT и потребляемой мощности различных 250-ваттных ламп DE с балластом M80 (неэкранированные)

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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
HIT	308	120.1	2.84	111	12192

Как видно из спектральных графиков и данных таблицы 2, различия между лампами Ushio, Giesemann и HIT довольно малы, при этом лампа AB превосходит остальные по PPFD (плотности фотосинтетического фотонного потока), но имеет более низкую коррелированную цветовую температуру (CCT). Более высокая PPFD лампы AB обусловлена, прежде всего, несколько большей мощностью в диапазоне 450-700, что также объясняет более низкую CCT. Все эти лампы имеют ЦТТ, близкую к заявленной 10000K, при этом лампа HIT имеет немного более высокую мощность в синей части спектра, что приводит к более высокой ЦТТ.

Влияние поглощающего ультрафиолет стеклянного экрана

Производители рекомендуют использовать эти лампы в светильниках со стеклянным экраном, поглощающим ультрафиолет. Чтобы определить влияние использования стеклянного УФ-экрана с двухцокольными лампами, лампы также были протестированы со стеклянным экраном, установленным над датчиком. Этот стеклянный экран был удален из светильника PFO Lighting с двойным окончанием. На рисунках 2 и 3 показано влияние УФ-экрана на спектральную мощность ламп на примере лампы AB.

Все лампы были протестированы с УФ экраном и без него, и разница в световом потоке, вызванная этим, показана в таблице 3 и на рисунке 4.

Рисунок 2: Мощность лампы AB – экранированная и неэкранированная лампы

Таблица 3: Лампы PPFD и CCT с ультрафиолетовым стеклянным экраном по сравнению с неэкранированной лампой

Лампа	PPFD (неэкранированная)	CCT (неэкранированная)	PPFD (экранированная)	CCT (экранированная)
Ushio 10000K	103.4	10809	84.8	9961
AB 10000K	128.1	9132	104.4	8225
Giesemann	108	9985	88.6	10473
HIT	111	12192	88.9	8938

Использование экрана привело к среднему снижению PPFD примерно на 18%. Это снижение мощности довольно единообразно для всех ламп. Также, как видно из спектрального графика экранированной и неэкранированной лампы AB, примерно ½ этого снижения мощности приходится на синюю/зеленую часть спектра (400-550 нм). Также наблюдается значительное падение в ультрафиолетовой части спектра (ниже 400 нм), как и ожидалось из-за поглощающего ультрафиолет стекла.

Сравнение работы ламп с различными балластами

В этом разделе представлены результаты тестирования различных ламп с использованием различных пускорегулирующих аппаратов. Для каждой испытуемой лампы использовались различные балласты, и данные представлены для неэкранированного и экранированного случая. Спектральные данные представлены только для экранированного случая, поскольку мы считаем, что большинство ламп будут использоваться именно таким образом. К сожалению, не удалось провести полную комбинацию каждого балласта с каждой лампой из-за того, что эти испытания проводились в разное время и не все балласты и лампы были доступны одновременно. Некоторые лампы и балласты были взяты во временное пользование, и их пришлось вернуть, что сделало их недоступными для последующих тестов.

Ushio 10000K

В таблицах 4 и 5, а также на рисунке 3 показаны результаты тестирования лампы Ushio 250W DE 10000K. Интересно отметить, что балласт M80, рекомендованный Ushio на их сайте, потребляет больше энергии (почти на 40 Вт больше, чем электронные балласты). Однако выходная мощность также выше, чем у электронных балластов. Отношение потребляемой мощности к выходной мощности PPFD довольно стабильно – около 33,6 % для балласта M80 и Lampsnow и 31,7 % для балласта Icecap. Эти два электронных балласта управляют лампами практически одинаково.

Рисунок 3: Спектральный график экранированной лампы Ushio с различными балластами

Таблица 4: Неэкранированная лампа 250W DE Ushio 10000K

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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

Таблица 5: 250W DE Ushio 10000K экранированная

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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

Эта лампа, производимая компанией Aqualine Bushke и продаваемая в США через Aqua Medic, является еще одной очень популярной лампой в хобби. Из таблиц 6 и 7 и рисунка 5 видно, что два электронных балласта Icecap и LampsNow управляют лампой почти одинаково, а балласт Гиземанна и M80 имеют почти одинаковую мощность, несмотря на то, что балласт Гиземанна имеет гораздо меньшее энергопотребление.

Рисунок 4: Спектральный график экранированной лампы AB

Таблица 6: Неэкранированная лампа AB 10000K мощностью 250 Вт

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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

Таблица 7: 250 Вт AB 10000K экранированная

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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

В таблицах 8 и 9, а также на рисунке 5 показаны результаты для лампы HIT 10000K. И снова магнитный балласт показывает самый высокий выход PPFD, с аналогичной зависимостью выхода PPFD от входной мощности. Эта лампа имеет более высокий CCT, чем все остальные лампы этого класса.

Рисунок 5: Спектральный график экранированной лампы HIT

Таблица 8: 250-ваттная неэкранированная лампа HIT

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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

Таблица 9: 250 Вт HIT экранированная

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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

В таблицах 10 и 11, а также на рисунке 6 представлены результаты для лампы Giesemann Megachrome 10000K. И снова магнитный балласт показывает самый высокий выход PPFD, с аналогичной зависимостью выхода PPFD от входной мощности.

Рисунок 6: Спектральный график экранированной лампы Giesemann с различными балластами

Таблица 10: Неэкранированная лампа Гиземанна мощностью 250 Вт

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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

Таблица 11: 250 Вт экранированная лампа Giesemann

Лампа	Мощность	Напряжение	Ток	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

Обсуждение и заключение

Все лампы 250W DE, протестированные в этой статье, довольно похожи по спектральным характеристикам, с некоторыми небольшими различиями. Являются ли эти различия присущими конструкции лампы или функцией изменчивости внутри продукта, трудно определить по этим данным, тем более что они основаны на выборке размером в одну единицу.

Рисунок 7. Многомерные графики для различных комбинаций балласта и лампы

Представленные данные можно просмотреть в графическом виде на рисунке 7, показанном ниже. (Спасибо Майку Боенишу за создание этих графиков). Из рисунка видно, что балласт M80 имеет самое высокое энергопотребление независимо от используемой лампы. Оба электронных балласта имеют меньшую потребляемую мощность вблизи 250 Вт, а балласт Giesemann находится между ними. Более низкое энергопотребление электронных пускорегулирующих аппаратов также приводит к снижению PPFD для ламп. Лампа AB 10KK имеет немного более высокий PPFD независимо от используемого балласта, но имеет более низкую цветовую температуру независимо от используемого балласта.

В целом, эти лампы весьма превосходны с точки зрения выходного PPFD, а также цветовой температуры этих ламп.

Сравнение с 400-ваттной лампой Ushio 10000K

Лампа 400W Ushio 10000K является очень популярной лампой 10000K, и было бы интересно посмотреть, как эти лампы 250W DE 10000K сравниваются с ней. Данные для этой лампы были представлены в [6]. На рисунке 8 показан график PPFD различных 250-ваттных ламп DE (неэкранированных) по сравнению с 400-ваттной Ushio на различных пускорегулирующих аппаратах. Спектрально, лампы DE имеют меньшие пики при 546 и 578 нм, и, таким образом, имеют более высокую цветовую температуру, чем 400-ваттная лампа Ushio.

Рисунок 8: Спектральное сравнение 250-ваттных ламп DE и 400-ваттной лампы Ushio 10000K

На рисунке 9 показаны значения PPFD для неэкранированных 250-ваттных ламп DE по сравнению с 400-ваттной лампой USHIO. Очень интересно отметить, что значения PPFD для неэкранированной 250-ваттной лампы DE с балластом M80 примерно такие же, как у 400-ваттной лампы Ushio на стандартном балласте или балласте с импульсным запуском, при гораздо меньшем энергопотреблении. При использовании балласта “HQI” на 400-ваттной лампе Ushio световой поток выше, но и потребление энергии тоже. Наибольшее количество PPFD для лампы USHIO 400 Вт было получено с балластом PFO HQI (165), в то время как для 250-ваттной лампы DE наибольшее количество PPFD было получено с лампой AB (128), однако лампа Ushio 400 Вт потребляла 512 Вт энергии, в то время как 250-ваттная лампа AB потребляла только 304 Вт энергии. Разница в PPFD составляет 37 единиц, а разница в мощности – 208 Вт. Сочетая это с тем фактом, что отражатели для систем 250W DE намного лучше, учитывая меньший размер лампы, я начинаю верить, что лампы 250W DE 10000K являются лучшим вариантом для большинства аквариумов среднего размера. Разница в интенсивности, вызванная стеклянным экраном (около 18%), как было показано ранее, может быть легко компенсирована опусканием ламп на дюйм или два.

При использовании 400-ваттной лампы по сравнению с 250-ваттной можно было бы ожидать увеличения PPFD примерно на 60%, но, судя по протестированным лампам, это не так. Учитывая стоимость электроэнергии в большинстве мест, я думаю, что аквариумистам пора серьезно пересмотреть использование 400-ваттных ламп 10000K.

Рисунок 9: Сравнение PPFD и мощности для ламп 250W DE 10000K и 400W Ushio 10000K

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить нескольких человек, благодаря помощи которых стало возможным проведение данного исследования. Они были достаточно любезны, чтобы предоставить нам лампы и балласты для тестирования: Патрик из PFO Lighting, Брайан из HelloLights.com, Aqua-Medic, Энди из IceCap Inc, Фил из Giesemann. Наконец, мы хотели бы поблагодарить доктора Пола Уокера из Университета штата Пенсильвания за использование спектрорадиометра и темной комнаты для тестирования ламп. Спасибо Майку Боенишу за создание графиков, показанных на рисунке 7.

Ссылки

1. Джоши, С. 1998. Spectral Analysis of Metal Halide Lamps Used in the Reef Aquarium Hobby Part 1: New 400-watt Lamps, .
2. Джоши, С. и Морган Д. 1999. Спектральный анализ металлогалогенных ламп, используемых в рифовых аквариумах Часть II: использованные 400-ваттные лампы
3. Джоши, С. и Морган, Д. 1999. Спектральный анализ металлогалогенных ламп, используемых в рифовых аквариумах Часть III: Новые и бывшие в употреблении 250-ваттные лампы
4. Джоши, С. и Морган Д., “Спектральный анализ металлогалогенных ламп – имеют ли балласты значение”, 2001 Annual Marine Fish and Reef USA, Fancy Publications.
5. Джоши, С., “Спектральный анализ новейших металлогалогенных ламп: Часть IV – лампы 10000К и 12000К”, 2002 Annual Marine Fish and Reef USA, Fancy Publications.
6. Джоши, С. и Маркс, Тимоти. 2002. Спектральный анализ последних металлогалогенных ламп и балластов: Часть VI, .
7. Джоши, С. и Маркс, Тимоти. 2002. Спектральный анализ 150-ваттных двухконцевых металлогалогенных ламп и балластов .

Source: reefs.com