LYS. Tor Åsmund Evjen

Transkript

1 LYS Tor Åsmund Evjen Foredrag TAK 2007

2 Kjensgjerninger Lys er en forutsetning for liv i akvariet Lys er en avgjørende estetisk faktor Lys er en av de mest forsømte parameterne i et akvariehabitat Lys kan være en vesentlig kostnadsfaktor Lys krever litt kunnskap og omtanke

3 Hva er lys? Øyet er mest følsomt rundt 550 nanometer, registreres av celletypene tapper og staver på netthinna Til høyre vises den såkalte CIE-diagrammet. CIE diagrammet viser alle tenkelige fargetoner og fargemetninger som kan blandes med additiv fargeblanding

4 Hvem trenger lys? Autotrophic - kalles organismer som utelukkende får sin næring gjennom lys. Fotosyntese Betegnelsen på den kjemiske prosessen som skjer i planter ved at de omgjør lys, CO og vann til plantevev (karboner). Dette skjer ved hjelp av klorofyll, som er et fargestoff i plantene. Klorofyllet påvirkes bare av visse deler av lysets bølgelengder, rødt og blått lys. Lys med bølgelengder mellom disse reflekteres av klorofyllet. Det reflekterte lyset inneholder altså mindre blått og rødt enn det innfallende lyset, og derfor ser klorofyllholdige planter grønne ut Saturation point/ mettningspunkt - er det punkt hvor tilført lys ikke lenger vil øke karbondioksydopptaket til organismen

5 Lystekniske begreper WATT angir hvor stor effekt et lysrør/-pære anvender. Lysutbytte, H, Lm/W, H = f /P, Lysutbytte fra en lyskilde defineres som lyskildens lumenverdi pr. forbrukt effekt fra lyskilden. Når forbruket til øvrige komponenter i armaturen taes med (forkopling, nødlys o.l.) kaller vi det 'system lysutbytte'. Lysflux, f, Lumen (lm) Lumenverdi er den totale lysmengden fra en lyskilde, definert som lysmengde målt mot øyets følsomhetskurve (grønn og gul er vektet mer enn rosa og blå). Lysstyrke, I, Candela (cd) Lysstyrke er lysets intensitet i en bestemt retning, definert som lumenverdi pr. romvinkel. Et mål som sier noe om hvor mye lys som faktisk faller på en flate. Belysningsstyrke, E, Lux (lx), E = f /A Belysningsstyrke defineres som den lumenverdien som treffer en flate A. (grønn og gul er vektet mer enn rosa og blå). (brukes innen fotografi og media for å måle lys) Fargetemperatur, Kelvin K, Fargetemperatur beskriver lysets fargeinntrykk og gir et såkalt varmt eller kaldt lys. < 4000K = varmt lys > 4000K = kaldt lys. Fargetemperatur defineres som den farge et sort objekt får ved angitt temperatur. Normalt dagslys har et fargespekter på ca. 5000K. Fargegjengivelse, Ra, Ra-indeks, Fargegjengivelse er et mål på lyskilden. I alt 8 farger kontrolleres mot en på forhånd definert lyskilde. Må ikke forveksles med CRI. Fargegjengivelse, CRI, CRI- index, CRI er en lyskildes evne til å gjengi de korrekte fargene til ett belyst objekt og graderes fra 0 til 100. Solens CRI er angitt til 100%

6 Kelvin fargetemperatur Her er Kelvin skalaen plottet inn i et CIE-diagram.

7 Lystekniske begreper PAR (Photosynthetic Active Radiation) brukes ofte ved testing av akvarielys. PAR måles I båndbredden (400nm-700nm) som er område fotosyntesen opptrer. PAR måler lineært og ikke etter øyet slik LUX er konstruert.

8 Varianter av spektra med rør

9 Varianter av spektra med rør

10 Typer av kunstig lys Lyspære - glødetråd Kompaktlys Lysstoffrør Kvikksølvlampe ikke lenger aktuell Metallhalogen LED

11 Glødelys En vanlig lyspære består av en glasspære med en glødetråd av metallet wolfram i tilnærmet vakuum; bare en liten del argon eller krypton er tilført. Når strøm går gjennom glødetråden varmes denne opp, og begynner å gløde. Både lys og varme avgis. I akvariesamenheng brukes disse av og til i små armaturer, men på grunn av svært rødt lys 2700 K (lav Kelvin temperatur), og mye varmetap i forhold til lysmengde så er ikke disse gode for planter i et akvarium. Effektiviteten til en glødepære øker proposjonalt med wattstyrken. Du får for eksempel mye skarpere lys med en 60 watts pære enn to på 30 watt. En armatur forberedt for glødepærer har som regel en øvre begrensning i wattstyrken på pærene. Levetiden for glødelys-pærer er omtrent 1000 timer.

12 Halogen Dette er en variant av vanlig glødelys, men gir % mer lys. Glødetråden er omgitt av halogen-gass. Disse pærene brukes ofte i arbeidslamper og punktbelysning (downlight). De har en svært høy overflatetemperatur og er lite egnet i akvariesamenheng på grunn av lav kelvin-temperatur (3000 K), og mye avgitt varme. Disse pærene kan brukes som et supplement for å få mer rødt lys til et akvarium. Levetiden for halogen-pærer er omtrent 2000 timer.

13 Kompaktpærer PC/VHO Et populært alternativ til akvarier i USA, er såkalte PC rør, eller PowerCompact, som har høyt lysutbytte (VHO). Kompaktpærer har samme virkemåte som lysrør, men består av to parallelle rør med mindre diameter enn lysrør. Elektrisk tilkobling skjer kun på den ene siden. Krever mer effekt av ballasten i forhold til andre rør. Nano-menneskene er ivrige brukere av PC rør, men må ofte bestille fra utlandet pga. dårlig utvalg i armatur og begrenset rørutvalg (K) for akvarium. Mest brukte tempraturutgaver: 10K, 8.8K, 7.1K (blå), 6.7K, og 5K. 10K og 7K er de mest populære rørene blant akvaister. VHO kommer i to sokkelutgaver

14 Lysrør Lysrøret fremstiller lys ved at en starter skaper en spenningspuls som igangsetter en utladning av gassen i lysrøret. Utladningen genererer ultrafiolett lys som transformeres til synlig lys når det treffer det fluorescerende belegget (fosfor) på lysrørets glassvegg. Med forskjellige kjemiske sammensetninger på fosforbelegget kan man bestemme den spektral fordelingen (les - K). Det er strømmen gjennom røret som begrenser/øker utladnings prosessen og dermed bestemmer lysutbyttet. T5 (5/8 ) T8(8/8 ) T12 (12/8 )

15 Ballast En "ballast" i lysrørsamenheng har som eneste oppgave å sikre en startpuls til røret og å opprettholde korrekt og jevn strøm til røret De elektroniske ballastene har store fordeler i forhold til magnet/spoletypen: Lenger levetid på rørene på grunn av "soft-start" som sparer elektrodene. Flimmerfritt lys på grunn av høyere frekvens på strømmen. Øyeblikkelig tenning av rørene. Systemeffekten vil være 25-30% lavere enn ved bruk av konvensjonelt forkoblingsutstyr. Man slipper tennere. 80% lavere vekt og 40% mindre volum. Bedre fargestabilitet på lyskilden. Automatisk utkobling av defekte og utbrente lyskilder. Lysmengden vil i begge tilfeller være lik. Elektronisk ballast kan brukes både på T8 og T5, men T5 kun er designet for elektronisk forkoblingsutstyr Magnetisk ballast Elektronisk ballast

16 Starter Starteren sørger for samen med den magnetisk ballasten å gi en startpuls til lysrøret. Starteren byttes normalt når røret byttes, men det fins "long-life" utgaver eller elektroniske "evigvarende" varianter. Startere er enten for hvert enkelt rør eller en for seriekoblede rør. De er merket med "Single" (1X) eller "Serie" (2X). Hvis det bare er en starter i armaturet og ett rør, eller en starter for hvert rør, så er det "Single" eller "1X" som skal bruke. Hvis det er bare en starter i armaturet og to rør, så er det "Serie" eller "2X" som skal brukes. Starterne er også merket med hvilke røreffekter de er beregnet for.

17 T5 5/8", 16 mm T5 lysrør finnes i 2 utgaver: HO = High Output og HE = High Effiency. Det er HO-rørene som er bra til akvarier på grunn av høyt lysutbytte i forhold til lengde. Ulempen er den ekstra varmeutviklingen som kommer av økt effektbruk. HE-rørene er bra der man ønsker lavt effektforbruk i forhold til lange rør eller trange/små plasser. (oppunder kjøkkenskap, skapbelysning, nødlys etc) Disse selges ikke til akvarier men er sikkert et meget greit alternativ til svært små kar, og de finnes i flere Kelvin varianter. (også 6000K) Effekt, watt Lengd, mm T5- T HO T5 Har ca 150% større utbytte en T8 lysrør. Effekt, watt Lengde, mm HE Effekt, watt Lengde, mm T

18 Metal Halide lampe To typer: Double ended (DE) metal halide lamps og singel ended (SE). Stort tempraturspekter (K): 3000, 5500, 6500, , , , Effektutgaver: (W) 70, 150, 175, 250 og 400 Levetid fra 6 til 12 mnd. - 10t 360dager Avgir mye varme både fra lampe og ballast -> trenger kjøling Kan ikke justere styrke, bare av og på Kan være kostbar i anskaffelse SE har Ikke UV beskyttelse, men begge typene bør ha dekkglass

19 Metal Halide lampe Glitter/ripels kan øke lysstyrken opptil 15 ganger og lysenergien 200% fra 1-4 ganger I sekundet.

20 Eksempel på tempraturer med MH XM10K: XM 10000K XM20K: XM 20000K Det kan være relativ store variasjoner mellom pærer og levrandører i spektra.

21 Eksempel fra ett merke og 4 tempraturer CV10K: CoralVue 10000K CV12K: CoralVue 12000K CV15K: CoralVue 15000K CV20K: CoralVue 20000K

22 Reflektorer En svært viktig faktor for å oppnå godt lys der vi vil ha det, nemlig ned i akvariet, er lysrørets reflektor. En reflektor kan øke lysintensiteten i karet med in till 100%. Reflektor for MH-pærer. Måkevingeprofilert reflektor. Et must hvis du investerer i T5...!

23 Luxeon Star LED Utdrag fra spesifikasjonslista til Luxeon Star LED: Instant light (less than 100 ns turn-on time) Cool beam, safe to the touch Up to 100,000 hour lifespan Low voltage DC operated Superior ESD protection Fully dimmable, dimming can be achieved using Pulse Width Modulation (PWM). The dynamic range of dimming exceeds 1,000:1 Lumen maintenance with 70% lumen maintenance after 50,000 hours of operation The LED array of a 14 Solaris luminaire.

24 PFO 48 inch 20000K Solaris LED Lighting Fixture PAR light output levels equal to a 250W MH 20K. It uses 40% less energy than the Metal Halide Fixtures it replaces. The life of the LED`s is 50,000 hours, so it almost eliminates metal halide and fluorescent bulb replacements. All heat is radiated up and away from the tank Therefore, it does not heat the water like Metal Halides or Fluorescents. There is a built in microprocessor that controls the Solaris. This not only eliminates timers, but it allows the unit to dim the actinic blue LEDs, white LEDs, Lunar actinic blue LEDs and Lunar White LEDS independently from 0-100%. The light can be adjusted from 6.5K to 22K, or anywhere in between, to set the ideal color temperature. Sunrise, Daylight, Cloud Cover, Sunset, and the lunar cycle, can all be set independently. Coral Growth has been outstanding with the new lights. There is excellent water penetration of the light. Dimensions: 46.5" L x 8.7" W x 3.65" H Price: $ Price: $

25 Levetid for LED mm Emitters have an expected life of 50,000 hours. The lamps are reportedly at 70% of original output at that point. If the daily photoperiod is 12 hours, then a 30% reduction in intensity could be expected in about 11 years. Figure 2 reports projected lamp intensity after 11.4 years of use. LED - trenger ikke reflektor noe som bidrar til renhold og redusert dimensjon.

26 Vannkvalitet Klart vann øker lysgjennomtregningen og er en vesentlig bidragsyter i det å optimalisere lysforholdene i akvariet. Tiltak for å klarne vannet kan være: Hyppig vannbytte Brukavaktivtkull Bruke av filtersokk unngå partikler i vannet UV- belysning Bruk Ozonator Klar overflatehinne på vannet Kraftig skumming - saltvann