LED-освещение в теплице вместо натриевых ламп

У люксметра кривая чувствительности соответствует кривой чувствительности человеческого глаза, выше Евгений привел график.

У растения наоборот, в зеленом не пик, а провал, поэтому люксметр не годится для измерения плотности ФАР. Однако, для белого света и ДНАТ агрономы приспособились его использовать - спектр известен и его состав стабилен, соответственно и пересчитать не проблема или указать требуемые  уровни в люксах для таких источников света. Когда же нужно оценить освещенность с "нестандартным" спектром, люксметр малопригоден.

Это как ECmeter и TDSmeter. В определенных условиях TDSmeter пригоден.

Прибор который измеряет ФАР (380-440 нм) называется спектрофотометр. Он выдает спектрограмму, измеряет освещенность в люксах (1 лк=1 люмен / м2), интенсивность радиации в Вт/м2, и поток фотонов в микромолях / м2 / секунда. Исходя из данный можно вычислить суммарную  радиацию в Дж/см2/судки. 

А люксметр измеряет именно освещенность видимого спектра (видимого, имеется введу для человека). Для некоторых животных видимый диапазон излучения совершенно другой, ни как у человека. 

А на счет что ИК излучение в фотосинтезе не участвуют, с вами не соглашусь. Свет встречая любое препятствие частично преобразуется в тепловое ИК излучение. Главным образом ИК излучения влияет на скорость реакции (при увеличении температуры скорость реакции возрастает), только для растений есть разумные приделы, отсюда и температурный режим. Без ИК излучение растение замерррнет :) 

 

Ну насчет влияния ИК-излучения тепла тут не поспоришь :) Я забыл указать, что непосредственно в фотохимической реакции "квант тепла" (во слово то какое! Надо будет где-нибудь применить :)) - не участвует.

Знаю, что насчет Википедии уже шутки ходят, но игнорировать ее мнение мы тоже не можем:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%8E%D0%BA%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80

Простейший люксметр состоит из селенового фотоэлемента, который преобразует световую энергию в энергию электрического тока, и измеряющего этот фототок стрелочного микроамперметра со шкалами, проградуированными в люксах. Разные шкалы соответствуют различным диапазонам измеряемой освещённости; переход от одного диапазона к другому осуществляют с помощью переключателя, изменяющего сопротивление электрической цепи. (Например, люксметр типа Ю-16 имеет 3 диапазона измерений: до 25, до 100 и до 500 лк). Ещё более высокие освещённости можно измерять, используя надеваемую на фотоэлемент светорассеивающую насадку, которая ослабляет падающее на элемент излучение в определённое число раз (постоянное в широком интервале длин волн излучения).

Кривые относительной спектральной чувствительности селенового фотоэлемента и среднего человеческого глаза неодинаковы; поэтому показания люксметра зависят от спектрального состава излучения. Обычно приборы градуируются с лампой накаливания, и при измерении простыми люксметрами освещённости, создаваемой излучением иного спектрального состава (дневной свет, люминесцентное освещение), применяют полученные расчётом поправочные коэффициенты. Погрешность измерений такими люксметрами составляет не менее 10 % от измеряемой величины.

Люксметры более высокого класса оснащаются корригирующими светофильтрами, в сочетании с которыми спектральная чувствительность фотоэлемента приближается к чувствительности глаза; насадкой для уменьшения ошибок при измерении освещённости, создаваемой косо падающим светом; контрольной приставкой для поверки чувствительности прибора. Пространственные характеристики освещения измеряют люксметрами с насадками сферической и цилиндрической формы. Имеются модели люксметров с приспособлениями для измерения яркости. Погрешность измерений люксметрами высоких классов – порядка 1%.

 

Не будем насчет температуры и ее влиянии на фотосинтез, Ок? :)

 Я уже Вас понял, Кэп (КО, Капитан Очевидность) ;)

Насчет сравнения интенсивности радиации и суммарной в принципе верно, здесь так и говорят:

http://growlife.ru/sootnosheniya-razlichnyx-edinic-izmereniya-estestvennogo-i-iskusstvennogo-osveshheniya/

Но я бы сравнил со скоростью движения и пройденным путем.

А насчет микромолей на м2 в секунду:

Так это просто "количество света" только и всего :) (теперь я "Кэпа, включаю")

А вот кстати:

С переводом Lux в W не всё так просто. Люксы «меряют» только часть спектра, видимую человеческому глазу, а Ватты — в гораздо более широком диапазоне. Поэтому четкой зависимости нет.
По данным таблицы 1 kLux=12,5 W/m2 в среднем.
Летом в солнечный день эта величина составляет около 10W, а зимой в пасмурный день — аж до 20W.
По поводу люксов, цифры в нижней таблице больше соответствуют условиям искусственного освещения (досветка лампами ДНаТ), а данные приведённые в верхней таблице — естественному освещению (солнце).

 

Глядя на предыдущий график (солнечного спектра излучения) мы можем понять слова про на один килолюкс летний ясный Дж/см2 приходится 10Вт, а в зимний пасмурный аж до 20 Вт.

Это обозначает, что в пасмурный день "отсекается тепловой части спектра больше, чем световой части". Т.е. в условных 100Вт/м2 видимый свет составляет до 80-90%, в пасмурную погоду и лишь 40-50 Вт из 100Вт в ясную!!!

И если нам допустим сегодня в пасмурный день датчик прихода солнечной энергии (Вт/м2) намерял вчера 400 Дж/см2 а в ясный сегодняшний день 1000 Дж/см2 то это еще не значит, что мы получили ФАР в 2,5 раза сегодня больше, чем вчера!!!

Кстати, я как-то это упускал из расчетов пришедшей ФАР и соответственно потенциальной урожайности по сезонам.

Оценка количества (микромоли, милимоли, моли) видимой части спектра в этом деле действительно помогли бы.

И вроде как ими уже зарубежные коллеги давным-давно пользуются вовсю.

Перевод количества фотонов — микромолей на квадратный метр в секунду (1 µml/m2/sec) в ФАР, энергию и Люксы (Lux)

1 µml/m2/sec = 0,22 W/m2 (ФАР) = 0,43 W/m2 (энергия) = 56 Lux

1W/m2 (ФАР) = 4,6 µml/m2/sec = 2 W/m2 (энергия) = 260 Lux

1 W/m2 (энергия) = 2,3 µml/m2/sec = 0,5 W/m2 (ФАР) = 130 Lux

Как видите, суммарная энергия в 2 раза больше ФАР. Данные голландские (Erno Bouma «Weer Gewasbescherming»)

Среднее количество фотонов на Ватт (искусственный свет от специализированных фитоламп ДНаТ) 5,0 мкМоль/м2/сек (1.000 lux = 23,5 W ФАР)

Солнечный свет, в среднем на Ватт ФАР 4,6 мкМоль/м2/сек (1.000 lux = 38,76 W ФАР; также часто используется 4,3 если пасмурная погода).

Пересчёт Ваттов снаружи в мкМоль внутри теплицы:

Светопропускание теплицы(*0,50-*0,75)

45% от общей радиации есть ФАР (*0,45)

Пример: 9 утра в Августе солнечная радиация 344 Ватт/м²

344 Ватт*0,7*0,45*4,6 = 498 мкМоль/(м2*сек)

Чтобы от лампы ДНаТ получить туже освещенность: 498/5/23,5 = нужно иметь 4238,2 Люкс или 99,6 Ватт/м², что бы «заменить» полностью естественный свет искусственным.

Искусственная досветка фитолампами ДНаТ

Расчет увеличения урожая для огурцов при искусственной досветке фитолампами ДНаТ.

Высшие растения производят около 0,6-0,65 г. сухого вещества на каждый Моль.

Сумма света в течение года варьирует от 2,5 до 25 moll/m2/день.

Ниже 3,1 moll/m2/день -плохое завязывание, меньше нормальных кистей, абортирование у томатов.

Расчет

Освещенность в 10.000 Люкс даёт 135 мкМоль/m2*сек (400 Volt, 600 Watt лампы; 33%)

3477 часов досветки (Янв20, февр20, март14, апр4, сент 4, октяб13, ноябр20, декаб20) дают суммарно:

3477*3600*135 = 1689 Моль/м2

1689mol/m2 даст 1689*0,65 = 1098 грамм сухого вещества (0,65 грамм сухого вещества на каждый моль)

1098*65% = 713 грамм сухого вещества в плоды (65% от общего количества наработанных ассимилянтов направляется в плоды)

713/0,03 = 23,75 кг продукции (содержание сухого вещества в огурце = 3%; Для томата это, например, даст около 11,9 кг прибавки)

23,75/0,435 = 55 плодов (При среднем весе плода 435 грамм)

15000 Люкс даст (15/10)*55 = 82 штук огурца дополнительно от искусственного света на метр квадратны

 

Спектр ДНАТ лампы еще раз:

Вообще как-то странно.

По идее уу ДНАТ есть тепловое излучение, и еще какое. Не как у солнечного света, но порядка 30-35% точно есть.

Задался вопросом  о составе солнечной радиации, по рыскал по сети, по книжкам..

Солнечную радиацию можно рассматривать как часть глобального электромагнитного излучения, включающего в себя рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, ФАР, инфракрасное излучение,  микроволновое излучение, радио  волны.

Ниже на рисунке распределил данные электромагнитного излучения по порядку их диапазонов длин волн. Пока разбирался, для себя нашел немного новой информации, можем и вы что новое узнаете 

https://en.wikipedia.org/wiki/Luminosity_function

Тут еще на просторах интернета наткнулся на интересное наблюдение. Суть в следующем..

Неправильно измерять интенсивность света в теплицах люксметром, т.к. данный прибор предназначен для определения  уровня освещенности для людского глаза. Так как человеческий глаз воспринимает волны 500-600 нм, и при увеличении в сторону инфракрасного или при уменьшении в сторону ультрафиолетового  спектра чувствительность человеческого глаза падает. И у данного прибора  зона восприятия датчика преимущественно находится в этих приделах. Т.е. данный прибор сделан под человека, а зона восприятия у растений значительно шире. И если измерять люксметром такой нибудь светильник для теплиц, у которого предположим   есть пики на 440 нм, то показания будут не верные, т.к. зона восприятия датчика  не рассчитана на сей диапозон.

 

А это вот насчет ламп еще:

http://issuu.com/frezia-light/docs/philips_-_horticulture

Только я ошибся с названием - Спектрорадиометр ФАР, а не спектрофотометр.

ФАР измеряет спектрофотометр и его диапазон не 380-440 нм, а гараздо шире. Кроме того, этот прибор также замеряет количество Вт по спектрам. 

Есть ли более подробная информация о спектрорадиометрах Фито?  Куда их устанавливают- в теплицу или на теплицу?