光譜輻照度計用于植物生長燈檢測:PPFD、分波段光譜與YPFD怎么測
植物生長燈檢測最容易出現的誤區,是把“燈看起來很亮”直接理解成“植物得到的有效光很多”。人眼對不同波長的敏感程度并不相同,而植物對光的利用也不是按照人眼視覺響應來計算。因此,在溫室補光、植物工廠、育苗架和植物照明研發中,只記錄Lux往往不夠,還需要進一步看PPFD、不同波段的光子分布以及完整光譜曲線。
這也是光譜輻照度計與普通照度測試最大的使用差異之一。前者不僅要告訴操作者某一點有多亮,更要幫助判斷這束光由哪些波長組成、藍綠紅區域如何分配、不同測點之間是否均勻,以及燈具運行一段時間以后光譜配方有沒有變化。對植物燈來說,真正有價值的數據通常來自一套固定測點、固定高度、固定記錄方式的長期比較。
為什么植物照明不能只比較Lux
Lux是按照人眼視覺響應加權得到的照度單位,所以它特別適合建筑照明、辦公照明、教室和工作面的明亮程度評價。但植物照明中的PPFD關注的是一定光譜范圍內單位面積、單位時間接收到的光子數量。兩個光源即便Lux相同,只要光譜組成不同,對應的PPFD就可能不同。
例如,一盞以白光LED為主的燈和一盞加入較多紅光通道的植物燈,人眼看到的明亮程度可能相近,但由于不同波長在人眼光視效率函數中的權重不同,其Lux與光子數量之間不存在固定的一一換算關系。因此,用一個固定系數把所有植物燈的Lux統一轉換成PPFD,并不適合精細的光配方比較。
PPFD之外,為什么還要看藍、綠、紅分波段數據
很多植物燈由多個LED通道組成,常見的白光、藍光、紅光以及其他波段通過不同配比形成最終光譜。只看總PPFD,可以判斷某個測點接收到的總體光子水平,卻不能說明各個光譜區域是怎樣組成的。如果研發人員正在調整LED通道比例,或者生產部門需要檢查不同批次燈具的光譜一致性,那么分波段數據和光譜曲線會更有參考價值。
實際檢測時,可以先在燈具達到相對穩定工作狀態后,將探頭放置在預先定義的冠層高度,以中心點和邊緣點組成測量網格。每個點記錄PPFD,并同步記錄藍、綠、紅光區域數據。對于多層種植架,不能只測其中一層;不同層的燈距、反射材料、結構遮擋和周邊燈具疊加都可能改變實際光環境。
| 現場項目 | 建議記錄內容 | 主要用途 |
|---|---|---|
| 冠層高度 | 探頭到燈具的固定參考距離 | 保證前后數據可比較 |
| 總PPFD | 各測點的光子通量密度 | 觀察整體光水平和均勻性 |
| 藍/綠/紅PPFD | 各光譜區域的分項數據 | 檢查光譜配方和通道變化 |
| 光譜曲線 | 各波長位置的相對分布 | 識別峰形和批次差異 |
| YPFD等擴展參數 | 按儀器定義記錄 | 用于科研或光配方比較 |
| 環境信息 | 日期、溫度、燈具檔位、測點編號 | 異常追溯和復測 |
植物工廠冠層PPFD與分波段光譜檢測
一套植物燈檢測流程應該怎樣建立
第一步并不是馬上測數值,而是定義檢測對象。需要明確測的是單只燈具、整層種植架、溫室補光區域,還是某一個實驗處理區。對象不同,測點設計也不同。單燈研發可以關注中心光譜和幾個典型位置,生產現場則更需要關注面積內的均勻性。
第二步是固定燈具狀態。可調功率或多通道燈具要記錄檔位;剛啟動的燈具應考慮輸出穩定過程;如果有風扇、溫控或自動調光系統,也應保證不同批次檢測采用相同條件。否則,同一盞燈前后兩次數據差異可能并非光源老化,而是控制狀態不同。
第三步是固定探頭位置與方向。光譜輻照度計探頭接收面的角度對數據具有直接影響,測量時宜保持探頭水平并與既定測試平面一致。不要為了追求更大的數字而不斷調整探頭朝向,也不要用燈正下方的最高點代表整層植物獲得的光照。
第四步才是記錄指標。對于普通栽培現場,可將PPFD和空間均勻性作為重點,再結合光譜曲線判斷光譜配方;研發階段則可增加藍、綠、紅分項PPFD、YPFD等數據,形成更完整的光環境記錄。
LS335在植物照明檢測中適合承擔什么工作
在上述流程中,林上LS335可以作為現場多參數測量配置使用。其公開資料顯示,該儀器設置植物照明模式,可測PPFD、藍/綠/紅光PPFD和YPFD,同時顯示光譜曲線。對于需要在多個種植層、多個測點重復記錄的場合,把這些數據放在同一套測量流程中,可以減少不同儀器切換后測點位置不一致的問題。
林上LS335還同時具備照度測量功能。這樣做的意義并不是用Lux替代PPFD,而是讓同一個光環境既可以從視覺照明角度觀察,也可以從植物光子量角度比較。當植物工廠兼有人工作業照明和植物補光需求時,這兩套指標應分別理解。
公開規格標注其照度量程達到1000000 Lux,因而在高照度燈具和較強自然光環境中擁有較大的量程覆蓋范圍。強光現場仍然需要控制探頭姿態、測量位置和光源變化。例如溫室中同時存在太陽光和補光燈時,云層經過就可能讓總光環境在短時間內發生明顯變化。如果要比較補光燈本身的效果,應提前設計自然光背景的處理方法,而不是把兩個不同時刻的數據直接相減。
“葉綠素A/B”項目不能理解成測葉片葉綠素含量
部分光譜儀器會提供與植物光響應有關的擴展指標。林上LS335的公開規格中也列有葉綠素A和葉綠素B相關項目,但從其光學單位及測量方式看,這類數據應按照光譜響應加權指標理解,而不是植物葉片的葉綠素濃度檢測。儀器探頭測的是入射光,不是對葉片組織進行生化分析。
如果研究目標是評價葉片葉綠素真實含量、光合效率或者植物營養狀態,應使用相應的植物生理檢測、葉綠素測量或實驗室分析方法。光環境參數與植物生理指標可以做相關研究,卻不能因為名稱相似就當成同一個檢測項目。
標準文件告訴我們的重點,是統一術語和測量條件
植物照明領域目前可以關注GB/T 44941-2024《植物照明術語》、GB/T 44473-2024《植物照明用LED燈、LED燈具和LED模塊 性能規范》以及GB/Z 44064-2024《植物生長LED人工光環境技術報告》。人工光型植物工廠還可結合GB/T 45177-2024《人工光型植物工廠光環境技術規范》核對項目要求。具體測試項目、測量裝置和判定條款應以當前正式標準文本以及項目合同為準。
這也意味著,一臺便攜式光譜輻照度計很適合研發比較、現場調試、日常巡檢和內部復核,但不能因為屏幕上出現PPFD或其他指標,就直接替代燈具產品的完整實驗室性能檢測。涉及產品認證、型式試驗或者第三方報告時,仍應按對應標準配置試驗環境和計量設備。
最后把數據變成可以追溯的生產記錄
植物照明長期運行以后,燈具污染、安裝位置變化、通道故障、驅動輸出變化以及設備老化都可能使光環境改變。更有效的管理方法,是在新燈安裝后就建立基準數據,并保存測點圖。以后復檢仍然按照相同測點、相同高度和相同檔位測量。
林上LS335公開資料提供儀器記錄以及PC端數據導出能力,可以把各測點數據納入批次檔案。對于異常點,不宜一次測量后立即判斷燈具故障,應先在原位置復測,并與周邊點、歷史數據和光譜曲線共同判斷。只有當測量條件和記錄方式都固定下來,PPFD、YPFD以及分波段數據才真正能夠進入植物照明研發和質量管理流程。
- 壓力容器與帶防腐層構件如何進行單面超聲測厚 2026-07-22
- 漆膜測厚儀檢測二手汽車的方法 2019-05-08
- 涂層厚度測量儀在防腐行業的應用 2019-10-25
- UV LED光源強度檢測用UVA紫外輻照計 2018-10-26
- 選擇汽車前風擋膜與車身膜需了解的基本常識 2012-06-27
- 紫外光固化粉末涂料技術 2012-07-16