Maximalt användbart ljus

[PatriksS]

Nu när jag läst igenom fler artiklar så kan jag för min del konstatera att all vetenskaplig information i artiklar är intressant och underhållande, men till syvende och sist mynnar det hela ut i följande enkla steg:

1. Ta reda på den specifika korallens kompensationspunkt och mättnadspunkt uttryckt i mE/m2/s.

(gärna enligt Tropfrogs länk, http://www.advancedaquarist.com/2007/3/aafeature1#h5)

2. Gå in på Defdacs blogg och kolla upp PUR-värdet på dina ljuskällor. Finns just dina lampor inte med, och du tror att du har en någorlunda daylight-aktig lampa (väldigt väldigt grovt på 6 500 K - 10 000 K) så kan du försiktigt utgå från säg ett värde på 0,5 mE/J.

3. Slutligen använd Defdacs kalkylator för att beräkna hur mycket användbart ljus (för fotosyntesen) som når det djupet där du tänkte placera korallen/fraggen, ditt teoretiska PPFD-värde.

4. Är det värde som du får i kalkylatorn avsevärt högre än vad som är en koralls kompensationspunkt så kan du slappna av.

Får du ett mindre värde än kompensationspunkten så bör du kanske a) överväga om du överhuvudtaget skall köpa den här korallen, eller fundera närmare på möjlighet att förbättra/uppgradera din belysning.

Visst kan man kanske notera i sammanhanget att de PUR-värden som defdac räknat fram tar avstamp från växternas fotosynteskrav, medan zooxanthellae har en mera "utsmetad" kurva, precis som defdac visat i sitt första inlägg, men det synes inte vara några avgörande skillnader. För min egen del räcker det gott och väl för att se i vilken härad man ligger, det behöver inte vara exakt rätt på millimetern, särskilt mot bakgrund av att koraller har en viss anpassningsförmåga (photoadaption).

Som ett belysande (vilket ordval, va?) exempel kan jag nämna att jag får fram ett PPFD-värde på ca 80 mE/m2/s i mitt lilla nanokar.

Kan jag skaffa mig en Acropora gemmifera, som har en kompensationspunkt på 170 mE/m2/s? Kanske kan en sådan korall anpassa sig till mitt ljus, men det är ganska tveksamt, eller hur? Kanske om man får tag på en odlat korall ur säg tredje generationen som odlats fram i låg belysning, men knappast en nyimporterad sådan.

Kan jag skaffa mig en Tridacna maxima, där ingen ljusmättnad noterats vid 600 mE/m2/s, och inte heller någon photoinhibition vid 1 900 mE/m2/s? Jag tror att jag gör en bra gissning om jag påstår att en T. maxima har en ljuskompensation lååångt över mina fjuttiga 80 mE/m2/s. Så svaret blir ett entydigt nej till tridacna i mitt kar ur ljussynpunkt.

Vad kan man då skaffa sig i ett nano med så lite/mycket ljus (80 mE/m2/s)?

Tja, kanske Acropora divaricata (kompensationspunkt vid otroligt låga 10 mE/m2/s), eller t o m Acropora granulosa (kompensation vid 53 mE/m2/s). Bägge ganska snygga koraller enligt de bilder jag sett. Nu vet jag inte till hundraprocent om A.divaricata och A. granulosa har 10 respektive 53 i kompensation, utan jag förlitar mig på uppgifterna i den där tabellen i Advanced aquarist.

Det som jag skriver kanske låter som baby-talk för den erfarne akvaristen ("Det vet ju alla redan!") och det kanske "alla" vet, men jag är inte alla. Just avsaknaden av erfarenhet av koraller gör att jag vill slippa köpa koraller som jag kanske inte kan erbjuda ett bra hem till. Och har man inte förvärvat kunskap genom erfarenhet, så är det enligt min uppfattning ens skyldighet att åtminstone börja förvärva kunskapen teoretisk. Man kan inte helgardera sig, men man kan försöka göra något i alla fall.

[PatriksS]

Nu är det bara att komplettera den där tabellen som jag tycker jag bör inrikta mig på - om det går. Tänkte spara den i en excelfil och fylla på med fler koraller, bl.a. de som jag redan nämnt i tidigare inlägg.

[Jaken]

Jag har läst bara abstrakten i de där, inte intresserad av tekniken alls.

För övrigt kan nämnas att vissa av färska artiklar hänvisar fortfarande till metoder som utvecklats på 50-talet. Gammalt är inte alltid lika med föråldrat.

Har du färskare så är det bara att posta.

Jag är inte heller intresserad av tekniken.

Men just när det gäller teknikbiten så är faktiskt gammal äldst. Det borde ju hänt en hel del med tex utvecklingen av mätinstrument på 30 år.

[PatriksS]

Okej, absolut, nu när Stig uppmärksammat mig på hans instrument så är det nog inte aktuellt med någon annat. Inget som jag behöver, man kan räkna fram ljuset ändå.

[MattiasN]

Kan man räkna med en reflektoreffiktivitet på 50% schblon mässigt eller ska den också ändras? Vid mitt kar med 580w belysning (dock 500mh och 80 t5) och kar på 2m och 60cm djup får jag vid 45cm djup 198,78 uE/s/m^2 kan det stämma? eller är det mer som ska ändras?

Edit: hittade sidan pur-effiktivitet, men hittade inte blv 14k där, men de blv där fanns var lägre än 0,8 så det blir inte 198,78 iallafall

[Jaken]

Räknande i all ära men tar era beräkningar hänsyn till.

Ålder på ljuskällan?

Typ/form/renhet på reflektor?

Typ av elektronik i lysrampen?

Vattenklarhet?

Renhet på vattenyta?

m.m.

Även om ljuskällan borde ge ett visst värde teoretiskt så undrar jag hur "sant" det blir i slutändan.

Personligare tror jag mer på en ljusmätares värde än en snitsig formel.

[PatriksS]

Mattias: Jag tror att det är helt okej att räkna på 50 %, har man en måsvingereflektor kan man nog räkna på 90-100 %. Har du en bra refletor på din MH (oftast) så skulle jag själv våga räkna med åtminstone 85 % reflektorseffektivitet.

Man kommer på efter ett tag laborerande med kalkylatorn att det är PUR-värdet på lampan och reflektoreffektiviteten som ger mest utdelning. Ju bättre PUR och reflektor desto mindre eldar man för kråkorna, och desto bättre uttnyttjar du uttrymmet över karet.

Kolla t ex

Giesemann MegaChrome Marine 250w, 15000lm: 0.94 eller

Iwasaki Ushio 10000K 90 CRI Modul, 250w, 11000lm: 0.96

Vilka j-la bra purvärden, eller hur? Jämför med t ex

BLV Topflood 250w, 11000lm: 0.57

Iwasaki Eye Color Arc 6500K, 250w, 13500lm: 0.58

där snackar vi om bortkastade pengar för elektricitet och slöseri med uttrymme.

[PatriksS]

Räknande i all ära men tar era beräkningar hänsyn till.

Ålder på ljuskällan?

Typ/form/renhet på reflektor?

Typ av elektronik i lysrampen?

Vattenklarhet?

Renhet på vattenyta?

m.m.

Även om ljuskällan borde ge ett visst värde teoretiskt så undrar jag hur "sant" det blir i slutändan.

Personligare tror jag mer på en ljusmätares värde än en snitsig formel.

Visst, det är bara att köpa eller tillverka enligt Stigs artikel.

Har man inte pengar/ork/kunskaper till det, kan man använda sig av formeln för att snabbt bilda sig en uppfattning om vilken härad man ligger i. It's not a rocket science.

[PatriksS]

Edit: hittade sidan pur-effiktivitet, men hittade inte blv 14k där, men de blv där fanns var lägre än 0,8 så det blir inte 198,78 iallafall

Leta runt lite på nätet (google, tillverkarens hemsida m.m.) om just din lampa: hittar du ljusspektrat och lumenstal för din lampa så kan du majla dessa uppgifterna till Defdac så kan han ta fram PUR-värde för dig. Han har något speciellt program för det tror jag, och jag tror att han är intresserad av att bygga ut sin databas med PUR-värden för olika lampor. Han har hjälpt mig att ta fram pur tidigare vid ett flertal tillfällen.

[PatriksS]

Räknande i all ära men tar era beräkningar hänsyn till.

Ålder på ljuskällan?

Typ/form/renhet på reflektor?

Typ av elektronik i lysrampen?

Vattenklarhet?

Renhet på vattenyta?

m.m.

Även om ljuskällan borde ge ett visst värde teoretiskt så undrar jag hur "sant" det blir i slutändan.

Personligare tror jag mer på en ljusmätares värde än en snitsig formel.

Förresten, Jaken, jag kom på en annan mycket viktig sak:

En PAR-mätare mäter - som jag förstår - endast mängden energi du dumpar ner i karet. PAR mäts i W/m2. Men energi är inte samma sak som att trigga fotosyntesen. Om jag fattat saken rätt kan en PAR-mätare "luras": har man exempelvis endast massa blått ljus (nära 400 nm) över karet, så kan PAR-mätaren uppmätta jäkligt hög energimängd, eftersom blåa fotoner har större energi, men det säger inte så mycket om hur hårt fotosyntesen triggas. Man kan naturligtvis dumpa sjuhelsikes massa watt över en kvadratmeter och hoppas på det bästa, för mig är det mer intressant att hushålla med mina pengar och utrymmet över karet så klokt det går. Varför exempelvis köpa en lampa som ger mig endast halva effekten på fotosyntesen och resten slösas när jag kan köpa en motsvarande lampa som ger mig hela effekten (se mina svar till MattiasN ovan)?

I artikeln som Tropfrog länkade till använder de uMol(photons)/m2/s, vilket är detsamma som uE/m2/s, vilka båda är mått för PPFD. Detta har också Tropfrog påpekat i sitt inlägg. I Defdacs kalkylator får man ett värde på uE/m2/s, vilket är som sagt detsamma som umol(photons)/m2/s, bara det att uE/m2/s anses vara lite gammalt och att man bör använda umol photons/m2/s numera. Dessa enheter mäter hur hur många fotoner mellan 400 – 700 nm som verkligen tas in fotosyntesprocessen och bestämmer hastigheten på fotosyntesen ur ljusperspektivet. Därför håller jag med Tropfrog och anser att det är mycket mera rättvisande att prata om PPFD än PAR. Och finns det ingen PPFD-mätare, så utgår jag mer än gärna från en formel och får ett ungefärligt värde på hur hårt fotosyntesen triggas i just mitt kar.

Kolla därför gärna min ordlista, kontrollera att den stämmer, men undersök gärna även på egen hand vad som är vad i fotosyntesen så klarnar det kanske.

[stigigemla]

Jag har gjort fel när det gäller beskrivningen av min mätare. Den "räknar" fotoner. Kalibreringen är (ungefär) mikromol/kvadratmeter och sekund.

När det gäller verkningsgraden hos lampor stämmer det som Patrik skriver men lysrör fungerar inte på samma sätt. De alstrar UV - ljus som fluoresceras till synligt ljus. Det alstras foton av foton alltså. Se: https://www.saltvattensguiden.se/forumet/showthread.php?t=15707

[PatriksS]

Stig, i din länk som du angett, är det det här du menar:

Ett lysrör fungerar ju som en UV- ljuskälla som lyser på ett lyspulver.

En foton UV- ljus byts där ut mot en foton synligt ljus.

Jag kan inte se varför verkningsgraden skulle bli lägre för att vi får fotoner med kortare våglängd.

Jag kan inte heller se varför man får en lägre verkningsgrad med fotoner av kortare våglängd ( 400 nm), snarare tvärtom, eftersom ju kortare våglängd desto större energi har fotoner. Men då kanske vi pratar åter igen om energimängd?

Vad jag undrar är om ett blått lysrör, som alstrar väldigt många fotoner i det blåa fältet, triggar fotosyntesen lika bra som ett rör som har "peakar" i både det blå och det röda? Enligt den där grafen som defdac postat så synes det t ex finnas en spik i 690nm-område hos zooxanthellae. Och då känns det väldigt konstigt att många lampor (lysrör och MH) har bara en jättespik i den blå vågländen och resten är platt. Då undrar man om koraller kan uppvisa någorlunda hyfsad tillväxt med bara blått ljus (oavsett hur det blåa ljuset levereras, från ett lysrör eller en MH)? Det är det jag själv funderar över. Rimligen kan man kanske anta att koraller kanske kan överleva, men att det kanske just slutar där, vid överlevnad? Det är här som den praktiska erfarenheten av koraller hos dig och andra som hållit på länge som kanske kan ge besked.

Förresten: det är jäkligt coolt att din mätare kan mäta fotoner, jag trodde den mätte bara PAR, verkligen enastående jobb med sådan till synes "enkel" manick!!

------------------------------

I övrigt så känns det för mig rent intuitivt att det inte synes finnas någon skillnad mellan lysrör och MH-lampor i just fotosyntestriggande avseende: det finns MH-brännare med dåligt PUR, och det finns lika kassa lysrör, och så finns det brännare och rör med bra pur-värden. Då bär det emot att välja ett rör eller brännare med säg endast hälften av PUR hos en bra rör eller brännare, oavsett tekniken bakom ljusets leverans (UV-strålar eller annat).

Skillnaderna kan ju bli enorma: väljer man en lampa som har ett pur-värde på ca 0,50, gentemot en annan lampa som har ett pur på säg 0,97, så kommer det att krävas två lampor med lägre pur för att trigga fotosyntesen lika hårt som en lampa med högre pur.

Då kan man ju förlora en hel del pengar: att installera säg två MH-armaturer med brännare kostar ju betydligt mer (och kräver mera plats över burken) än om man bara behöver en armatur och brännare. Dessutom kommer det kanske behövas mera kylning med två MH, än med en. Och extra kostnader för el för dubbla ljuskällor, där hälften är enbart onödigt värme som man också behöver bli av med. Och det verkar också vara på något sätt anti-ekologiskt att slösa med resurser på det sättet. Ur ett sådant perspektiv kan bytet mot en lampa med högt pur-värde liknas vid ett byte av en vanlig lampa i hemmet mot en energisparlampa.

[stigigemla]

Nja, jag menade mer att lysrör med samma tillverkningsteknik men olika ljusfärger har förvånansvärt lika värden.

[Raketforskaren]

Jag vill bara kommentera att vid fluorescens så har det utgående ljuset längre våglängd än det infallande ljuset. En foton har alltså lägre energi efter att ha interagerat med ett fluorescerande material. Energiskillnaden mellan infallande och utgående ljus kan också "bli" en foton, med en våglängd som motsvarar energigapet. Om inte den senare våglängden kan utnyttjas av fotosyntesen så går ju den energimängden "till spillo".

Patrik du har helt rätt i att all information om fotonens energi fås av dess våglängd. Fotonens energi (E) uttryckt i våglängden (λ) är E=hc/λ [J], där h är Plancks konstant och c är ljushastigheten. Du ser alltså i uttrycket att ju kortare våglängden är, desto större blir energin.

[PatriksS]

Nja, jag menade mer att lysrör med samma tillverkningsteknik men olika ljusfärger har förvånansvärt lika värden.

Aha, du menar typ att trifosforrör har ungefär samma purvärden, oavsett om de lyser blå eler lite rosa osv., eller? Kan mycket väl vara, är inte så tekniskt insatt, jag går bara att de purvärden defdac snällt serverar på sin blogg.

[PatriksS]

Jag vill bara kommentera att vid fluorescens så har det utgående ljuset längre våglängd än det infallande ljuset. En foton har alltså lägre energi efter att ha interagerat med ett fluorescerande material. Energiskillnaden mellan infallande och utgående ljus kan också "bli" en foton, med en våglängd som motsvarar energigapet. Om inte den senare våglängden kan utnyttjas av fotosyntesen så går ju den energimängden "till spillo".

Intressant, att det infallande ljuset bromsas liksom upp lite när det träffar den där vita beläggningen på ljusrörets insida? Coolt!

Patrik du har helt rätt i att all information om fotonens energi fås av dess våglängd. Fotonens energi (E) uttryckt i våglängden (λ) är E=hc/λ [J], där h är Plancks konstant och c är ljushastigheten. Du ser alltså i uttrycket att ju kortare våglängden är, desto större blir energin.

Nice! Roligt att få en formel till det hela, jag gick bara på vad källorna berättat. Du ser, koraller är rocket science!

[defdac]

Ang. att lura en PAR-mätare så är det gulgrönt ljus som som man främst kan lura dessa med. En PUR-mätare skulle inte ge så högt utslag på gulgrönt ljus som en PAR-mätare eftersom växter och koraller har lite svårare att använda det ljuset.

Det är därför en PAR-mätare får ungefär samma värden på alla typer av ljuskällor eftersom huvuddelen av ljuset skjuts ut mellan 400 och 700 nm - ungefär som lumens. PAR-mätare är ju egentligen en lumensmätare som är mer känslig för blått och rött.

Det intressanta i kråksången är att med min blivande kalkylator så kan man mäta lux (lumens per m2) och med hjälp av rätt spektralfördelning och actionspektrum så kan man få fram både PAR (per m2) och PUR (per m2) i den punkt man mätt...

En riktig killer-app för ljusnördar 8)

[Tintomara]

defdac: Kan du svara på vad en monokromatisk ljuskälla som strålar i 450nm +/- 5nm har för PUR-värde? Tänker främst på diodbelysning.

[defdac]

Kan du svara på vad en monokromatisk ljuskälla som strålar i 450nm +/- 5nm har för PUR-värde? Tänker främst på diodbelysning.

Ja om du har lumensvärde för den hehe

[Tintomara]

Ja om du har lumensvärde för den hehe

Oh, jag visste inte riktigt... trodde att det räkte med spektrat.

Har bara värden på "radiometric power": 575mW vid 3W och har ingen aning om hur man räknar om dem till lumen. Det är Luxeon Star K2 PR14 R00. Använder dem som växtbelysning i duschen... vill hellst inte ha någonting strömförande med över 5V där. Såg att "vit" Luxeon Star inte har speciellt bra PUR-värde, men hittade inte dioderna jag använt.

Edit: "Vit" Luxeon Star K2 ger 120lm vid 3W om jag fattar det rätt. Man kan kanske utgå ifrån det värdet?

[defdac]

Jag gjorde en smiley iom att enfärgade leds knappt ger något lumensvärde vilket innebär att tillverkarna inte brukar bry sig om att mäta det.

Det är dock skillnad mot vita leds typ Luxeon stars som använder fosfor - dom har faktiskt en spektralfördelning vilket gör att dom även har ett lumensvärde som man kan räkna på. Detta lumensvärde går tyvärr inte att använda till t ex en blå lysdiod som bara ger en spik i det blå området och därför knappt har någon lumens alls.

Radiometric power låter som något man skulle kunna använda. Jag gissar att man då menar att dom där 575 milliwatten teoretiskt motsvarar faktiskt strålning dvs att man kanske kan göra en direktkonvertering mellan watt och uE:

uE/sec = power in Watts X wavelength in nm X 8.36 10-3

uE/sec = 0,575 * 450 * 0,00836 = 2.16

Eftersom man sedan inte behöver integrera en massa olika våglängder så kommer det där vara motsvarande PAR för lysdioden vilket ger dig ett grovt mått på i vilken härad en blå lysdiod ligger...

EDIT: Bytte "röd" mot "blå" =)

[defdac]

Min fotosyntesactionkurva har ett värde på 0.899 vid 450 nm, vilket borde ge dioden ett PUR-värde på 1,94.

Det borde ge dioden en PUR-effektivitet på 1,94/3 = 0,64 uE/s/watt vilket är hyggligt.

[stigigemla]

Jag tycker värdet är riktigt bra.

Det är inte många metallhalogenlampor som överträffar det värdet i det blå området. Dessutom har ju lysdioden ljuset riktat framåt så vi slipper reflektorförluster. I och för sig är strålningsvinkeln vid men ljuset går i alla fall framåt.