水族照明基础知识

开篇语

饲养海水生物最大的投资恐怕就是照明了。 RC(reefcentral)上有很多关于照明的辩论。为什么要搞一个比太阳光还亮的光源呢？现在我们就来深入的了解一下光线吧。
 

 

 

 

光的测量方法，色温概念

 

首先来说说各种光学术语吧，这对理解下面的文章有很大的帮助。

 

流明（ Lumens） 并不难理解。看看赛道上超级流线型的跑车，也许它有 3.5升的发动机，351马力的引擎。流明的概念就像“马力”。它描绘的是一般意义上光源输出的能力。事实上，流明与电力学中瓦特的概念相同。1瓦约等于683 流明。1瓦特能量等于555纳米的绿光，达到683流明的能量。因此，100瓦的荧光灯和100瓦的金卤灯光源输出能力是相同的，也就是流明相同。

 
理论上，它们都会释放68300流明的光。那么我们再来看赛道上的跑车。的确，这辆赛车有351马力，其它同样拥有351马力引擎赛车比较起来如何呢？众所周知，发动机环，变速齿轮，车重和轮胎类型都会影响发动机马力转换成汽车行驶时速。这个概念更像是流明。流明能够告诉你照明设备的理论值，但不能告诉你实际情况下对水族箱的照明能力。实际应用中，包括转换成热能和被玻璃吸收的能量，以及其它因素的影响，100瓦的荧光灯和100瓦的金卤灯都不能得到68300流明的光，应该比理论值少很多。

 

光密度（ LUX，勒克斯）

勒克斯表示有多少流明实际到达了被照射物体，也就是缸中的珊瑚。我们可以通过测光表测量勒克斯的值。测光表和太阳能电池很相似，通过吸收照射到其表面的光产生一定的电压。因为勒克斯是每平方米流明的测量单位，测光表也以勒克斯作为显示。

 

单位面积的光密度定义为“   LUX”。用一个手电筒，距离墙壁一英尺远，将光束射向墙壁，注意观察被照亮区域的大小。现在站到二英尺远的地方，再观察被照亮地方的大小。是否面积增大了？实际上第二次观察时面积应该是第一次的4倍。站到四英尺远的地方，你会发现照亮的区域面积为原来的16倍。因为电筒内灯泡所发出的流明数是一定的，所以目标区域的亮度降低了。当电筒距离远，照明面积大时，相同的流明数被分配给了更多个单位面积。最终，当距离远到一定程度，单位面积内流明数量非常低，照亮区域基本看不见了。光密度LUX=流明/单位面积。当电筒距离墙壁越来越远时，单位面积内的流明越来越少，光密度也就越来越小。说得直接点，距离的平方与光密度成反比。

 

光的反射和消耗
当我们观察光束投射到墙壁上时，我们看到的是什么？不是光源本身，而是它的反射光。大多数情况下，反射光与光源是不同的。墙壁上的光束照射区域应该比眼睛看到的还要亮，为什么呢？因为光从墙壁反射到眼底要经历一段空间路程，其中有流明损失。当我们用电筒成一定角度照射墙壁时，光斑变成了椭圆形，大多数流明集中在椭圆形较小的部分。还有些情况，由于物体表面条件不同，有些光被表面吸收或反射出不同波长即不同颜色的光。

 

当我们研究光线时，要考虑两个因素，一个是光源所发出的光的性质，一个是表面反射光的性质。
实际上，光源的发光性能直接影响着水族箱的观看效果。反射光有很多种效果。我们可以在光源上加装反光板，直接照亮我们希望照亮的地方。因此，光源本身和反光板都是在购买灯具时非常重要的因素。光能会在所有光传播的方向消耗，直到大家观察不到光，它彻底在传输过程中消耗光了。

 

光化作用
光化作用（ Actinism）是通过光激发化学反应的专有名词。

人类的眼睛对黄 -绿之间的颜色特别敏感，主要集中在555纳米。如果引入流明作为测量光照系统的参数，就必须以某一范围的光谱为基准。摄影用测光表主要测量这个波段的光。然而对于水族饲养这个波段的光却是不利的。

 

钙藻、虫黄藻等必须利用光合作用维持生命，而 555纳米的光线却不是正确的光线。整个可见光范围内的光波都很重要，如果让藻类选择，555纳米的光线绝不是首选。因此如果要测量水族用光的强度，普通测光表毫无意义。

水族领域光线最大的进步是化性荧光的引入。 非常凑巧， 420-450纳米之间的光对光合作用非常有用。光化作用照明设备（即有效光照明设备）主要产生这一波段范围内的光线。有效光照明一度成为新颖重要的照明。当上世纪70年代最初引入时，被认为是水族用最好的灯光。水族店喜欢这样的灯光，而且其中很多展缸也用的是这种灯光。在有效光的照明下，水体显得很透明，鱼和珊瑚都很突出。有些珊瑚甚至在这种光源下发出荧光。

 
在有效光引入了一段时间后，人们发现了更多的好处。有效光的显色性能很差，反而增加了光合作用的光谱，突然之间许多从未成活的珊瑚活了下来，并有所生长。有效光（ Actinic lighting）是水族领域的一大进步。

 
就像所有的重大发现和发明一样，有效光的作用现在不再那么受关注了。对于我来说，我认为水族灯光中应该有一部分有效光。相对于其它光线，它是非常有用的。

 

分光辐射度计（ spectroradiometer）

关于光线，测量的方法简直太多了。标准测光表的一大缺陷是只测量很少一个波段的光线。甚至排除了对于水族生物很重要的光线。现在你已经不能满足于普通摄影的测光表了吧？如果你要准确的测量你要购买的光源，那么需要一个分光辐射度计（ spectroradiometer）。

幸运的是，有很多科学怪才已经考虑了这个问题。他们定义了一些概念，光强度（PAR）、光合作用可用辐射（PUR）或光合作用光子通量（PPF），这种测量和定义方式将400-700纳米光波完全包括进来，也就是光合作用的利用的光波。单位为光子数/每平方每秒。

 

现在我们再来看，所需计算的就是每平方米表面照射的微摩尔数。 1微摩尔光子=602,300,000,000,000,000个光子。看来计算起来比统计总统选票还要难。

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看来只有 光量计 能够解救我们了。这是一个能够测量较宽光谱范围的测光表。过去这种产品贵得要命，最近掉了价，不过几百美元了。由于有防水设计，可以直接在水族箱中应用。配上这个装备，你就能精确测量相同条件下不同灯光的区别了。

 
真的吗， WaterKeeper? 我是不是应该立马去搞一个? 
我可以简单的回答，不！开新缸时购买光量计是非常奢侈的，很多事情可以完全没有它。另外还有好多人已经做了相关的研究。Spacefish提供了一些文章链接，都是关于光量计的。 Sanjay Joshi   可能是这方面最有研究的人了。他几乎收集了所有的金卤灯和荧光灯，并已经将各种灯泡，镇流器和反光板的数据进行了测试统计和归类。作为新人，你可以省些银子，让那些大大们去研究吧。
那么我们为什么一定要了解流明、勒克斯、光强度等参数呢？因为在这些作者的文章中可能使用不同的术语进行比较，如果一名作者用勒克斯，而另一个作者用 PPE，单位不同，直接比较和评价是没有任何意义的。再有，同一篇文章中的数据比较是有意义的，不同作者的文章之间直接比较意义不大。

勒克斯和 PAR都是在一定距离外测量的，正如我在第一部分所说，光在传播过程中会出现衰减，因此比较需要在相同距离下进行。另外，水下探头测量的结果不能直接与空气中探头测量结果比较。 灯光也会随着时间变化，新买的金卤灯需要一个预烧的过程才能达到最亮照度，如果灯泡点亮，需要大约4天的时间。（译者，第一次听到这个说法）

色温（ K）

色温这个概念就是用来区别光的这种变化，它表明颜色的质量。色温是摄像机在不同光源条件下正确再现色彩的重要指标。一般以凯尔文（ Kelvin,缩写了K）为单位。英国物理学家凯尔文在1895年提出的，用来解决摄像过程式中对不同光源的不同光谱组合。实验中，以绝对零度为起点，加热铁块。规定加热温度每升高1度，色温就增加1K。当温度升到800K时，铁开始发红光；升到1600K时，铁块开始发黄色的光；当温度上升到2800K时，铁块发出白光；温度上升到5600K时，发出的光与太阳光相似；当温度为25000K时，铁块发出蓝光。

如果某种光与铁块在一定的温度发出的光相同，我们就把这种光的色温定为该处温度值。例如，铁块在 5500K时发出的光与日光相同，所以日光的色温就是5500K.

需要注意的是，色温表示的是光源不同光谱的组合，而不是光线的实际温度。色温低，颜色偏红；色温高，颜色偏蓝。

 

光波

光有其粒子状态。用这种方式比较容易说明光的性质。如果观察激光发射器发出的光线，那么粒子性就更明显了。在激光束中，光粒子几乎是全部平行的。它们能够传播很远的距离，能量损耗较低，因为很少有向传播方向外的散射。相反，水族灯光的光线像散弹枪一样，形成一个很大的照亮区域。

把光看做粒子就好像将光子比喻成散弹枪的弹丸。实际上，光的传播更像是将石头丢进池塘后的波动。它会形成不断扩散的波动，能在波动传播过程中消耗能量。光波的传播形状实际是个圆形。就像手榴弹在旷野中爆炸的效果一样。

当我们开始反射光线时，我们利用了“惠更斯原理”。简单的说就是，两个波形成，相遇并有一定的夹角。波峰相遇的地方震动加强，而波峰和波谷相遇的地方出现抵消作用。这是光的干涉效果。干涉效应会对水族箱内的光线起很大影响。

 

手电筒使用的是抛物线形反光板，无论灯泡的光线向哪个方向发出，都会在反光板的作用下朝向电筒照射的方向反射。如果光真的完全属于粒子性质，手电筒的光线也应该和激光一样。所有的光线都会形成一根光束。然而这不是事实。光线从反光板反射后会以波动的形式向目标方向传播。传播过程中，光的强度降低了，当手电筒远离墙面，光斑面积扩大了，而亮度降低。

 

荧光灯

荧光灯的种类很多，所谓 PC灯（power compacts），只是荧光灯的另一个名字而已。荧光灯是一根两段装有金属灯丝的空玻璃管，管内充满了惰性气体，氩或氪，还有少量的金属汞。灯管内部涂有一层含磷的化学物质。关于磷的化合物有很多种，大家没有必要了解。启动时，瞬间高电压加载在灯丝上，汞在灯管内变成汞蒸气，成为电导体。灯启动后，电流产生热量，使汞的蒸气增多，灯管内电流加大，灯管会越来越亮，最后，当电流足够的时候，灯管自己会闪一下，就像太空望远镜里超新星的爆发和平静的过程。

现在荧光灯点亮了，汞蒸气开始发出光子和电子。问题是这些光线大多是短波的，几乎没有可见光。汞蒸气释放的能量激发了灯管内部喷涂的含磷化学物质，发出可见光强光，这种可见光远远强于汞蒸气本身的发光。磷被激发出的光介于红色和绿色光谱之间，其它化学物质被激发的光弥补了其它波段光谱。

 

再来说说荧光灯型号中字母“ T”的含义。如果观察一根普通的荧光灯管，可能会看到如“F40T12/845”字样。字母“F”后的数字通常表示电压，有时也表示长度。T代表直径，一个字母“T”代表1/8英寸，一英寸等于25.4毫米。数字最大到17，但只有2-3种在水族常用。最初是T12即直径为12/8 =1.5英寸。之后比较流行T8和T5。T5更受大家关注，所以一会儿我们单独讨论T5。

“ F40T12/845”中最后的数值845有两个含义。首先8，是高显色指数 (CRI)。这是个标准值，通过人造光线与太阳光线比较。如果高显色指数等于100，意味着灯管发出的光完全吻合太阳光。这里845中的8意味着灯泡的显色程度在80-89%之间。

845中的45代表色温，是100的倍数，因此，例子中的灯管色温为45*100=4500K。有时数字后会有字母，A HO 是高输出的意思。遗憾的是制造商总是自己做主，不按照规矩办事。

让我们回来谈谈灯管本身。有时，一些新手提出的问题也很尖锐，让我很苦恼。不久前，一位鱼友提问 为什么 T-5荧光灯比T-12荧光灯亮得多？ 一般情况下，我会即兴发挥的回帖，这次，我真的不知道该怎么回答了。我必须坐下来研究了。确实，有些荧光灯宣称是“新科技”，那么实际情况是什么样呢？

所有的荧光灯原理都相同，灯管内壁都有含磷的涂层，灯管内有惰性气体和汞，两端有灯丝。通常所有的新科技都声称有新的磷涂层配方。当 PC荧光灯刚刚问世时，情况确实是这样。随着时间的流失，人们渐渐发现这不是事实，它们使用的磷涂层与高输出荧光灯几乎一样。T-5早已不是什么秘密，如果能在T-5内壁涂上，为什么不能在T-12灯管内也涂上呢？

灯管内填充的气体确实有所改变。起初，为了保护环境，减少了汞的使用量。然后是从氩到氪的改变，以减少能量消耗。我猜 T-5内还能使用氡，但国土安全局肯定不能同意。

通

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  [page]过改变灯丝的方法也能提高效率。T-5产生的最高输出95 ? o F，要超过T-12和T-8的77 ? o F输出。这个方法也许有效，也可以对其它型号的灯管进行改进。

所有这些都不能说明为什么 T-5能发出那样耀眼的光芒。当PC灯管刚刚问世时，有一个问题。它们看上去的确比旁边的T-12更明亮，这是事实，但也有些错觉的成份。

 

较细的灯管内，单位面积内有更多的电子撞击在涂层上，而较粗的灯管单位面积上撞击的电子数较少，这让光线看起来确实明亮了一些，但总输出量是不变的，只是观察者感受的明亮程度高了一些。

还记得手电筒照射墙壁的例子吗？电筒内的灯泡是点光源，向各个方向发射光线。为了得到同一方向的光线，需要人工处理。镜头和反光板都是可行的方法。它们工作的原理相似，都是收集光线，改变光线方向。
大家都玩过台球，也都打过反弹球，我们叫它bank shot。球撞在球台边上的角度等于它反射出去的角度，也就是以45度角撞击球台边缘，球反射线路与球台也成45度。

这个特性在选择灯光时很重要。手电筒中有一个抛物线形状的反射碗。这是一种高效的反射器。通过移动灯泡的距离，可以调整光的焦点。通过移动灯泡，我们可以获得一条光束或一片均匀的散射光。光束的特点是单位面积内流明多，但照亮面积小，散射光的特点是照亮面积大，流明低。

 

很多兄弟的灯吊在地下室顶棚，反光板只是一块普通的白色铁板，两端稍弯曲，以收集灯管发出的光线，并反射到目标区域。弯曲方向是迎着灯管发出的光。大多数的 T-12灯架都是shop light（最简单的一种荧光灯灯架）。它能反射光线，但效率非常低。很多光线最终照射在地板上。

 
现在的 T-12灯架一般有4-5根灯管在里面，如果使用T-5，可以放10根左右。改变的目的是增加发光点。还有一个优势是越细的灯管越容易设计反光板。我们可以在每根灯管上都使用半抛物线形反光板，这样使更多的光线照射在相近的区域，从而增加射入缸内的总光线量。因为反光板设置优化了，光能损失减少了。所谓外形的优势就在于此，“T-5的外形设计允许更多光线更有效的照射在相同方向和区域。”

回来再说最普通的荧光灯反光板。由于灯管是圆柱形的，向所有方向发光，光线会以各种角度照射到反光板上，因此也会以各种角度反射。当这种灯架用于水族照明时，只有一少部分光线直接照射到水族箱内，大部分都反射到其它空间去了。在照亮底砂的同时，也照亮了地板和墙壁。更糟糕的是，依据惠更斯定律，还有很多光波相互抵消了。

如果把灯管型号从 T-12降低到T-5，就可以使用更有效率的反光板。通过延长每根灯管反光板的抛物线长度，可以有效的利用每一根灯管的光，达到对光线的最佳利用。

如果一个 120加仑的水族箱，4英尺*2英尺*2英尺，最多可以放5个普通T-12高输出灯管灯架。光输出总功率为550瓦特，由于反射损失，只有200-250瓦的光线能够有效的照明水族箱。如果改用10根54瓦的高输出T-5灯管，每一根灯管配一个抛物线反射器，这样的安装非常拥挤，但能够得到540瓦的全部光线照明水族箱。与T-12的设置不同，更高效的反光板可以将更多的光线反射到水里。也许水族箱只能得到300-500瓦特的光线，但这已经是一个很大的改进了。这里我们使用瓦特的概念，其实等同于流明的概念。

 
T5的照明更像是多个手电筒照明，光线更加集中，减少了光波之间相互的干涉。忘掉T5在照射流明方面的微弱提升，以及它在高温环境中的工作优势，反光板设计小小的改变才是最关键的一步。

有人会问：“灯管尺寸更细的 PC灯（Power Compacts）呢？”问题在于灯管设计本身。它们本身发光确实比T-5亮，但其U型灯管给反光板设计带来了麻烦。由于PC灯管已破损，所以设计成U型以加固和缩短灯管。在减少破损的同时给反光板设计带来的困难。

坚决不能用常规荧光灯作为光源吗 ?其实不是，对于新手，常规荧光灯是很好的选择。很多新手的预算都比较紧张。由于资金问题，他们常会使用家里闲置的旧水族箱。投资买几条海水鱼，不久后他们会发现还要投资300美元买些活石。总价格算起来已经没有钱投资照明了。所有的钱都投出去了，钱包瘪了。卖个普通荧光灯，灯管便宜，镇流器也便宜。你可以在水族箱上安装3或4个，甚至不用专用的水族箱灯管。几根色温5500-6500 K的日光灯，或者光化灯就可以了。许多鱼友一开始就买鱼经费就好紧张。海水鱼和淡水鱼一样，不需要很强的光。钙藻也能在普通荧光灯照射下生长。珊瑚则需要精心摆放位置，有些珊瑚在普通荧光灯下也能活的很好。每加仑海水的光照瓦数是你唯一要考虑的。如果日后手头宽裕，还可以用普通荧光灯照明活石处理缸、医疗缸、检疫缸或繁殖缸。别让光源的投资束缚了手脚，其实只比淡水缸多花费那么一点点。

说说老掉牙的 T-12。T-12 VHO在早期水族饲养中是灯光的标准。在光化灯和更亮的灯管出现之前，维持珊瑚的成活都是一个挑战。VHO改变了一切。它们能够维持生物生命，均匀的照亮水族箱，不会形成黑暗的阴影，镇流器体积小廉价，高色温的光输出也有所提高，灯管的颜色最近又有变化而且使用寿命更长。虽然它们已经过时了，但对于30加仑以上的水族箱和深度超过2英尺或更深的水族箱，它们都是照明的较好选择。电子镇流器消除了闪烁，如果你想要更亮的效果，在灯架里加一根20瓦的超白灯管。

每次，当我们回顾，都会有更好的荧光灯问世。之前有 T-12, T-8, T-5，现在传言有T-6和T-3灯管将成为最优秀的水族光源了。如果你认为荧光灯已经走到尽头，最好在论坛中多学习一下。我觉得T-5的成功只是个开始。大家会得到前所未有的明亮的灯管。我还没有拿到关于T-3或T-6的数据，但我想如T-5一样，直径上的优势会使它们比以往的灯管都要明亮。更细的灯管可以安装更小的反光板，照明效果会更好。那什么时候才是个终结呢？我不知道。

因为荧光灯的技术比较成熟，所以优势会渐渐显露。我想发光磷的涂层会不断改进，尤其是蓝色的。高色温的灯管总是显得比低色温灯管暗淡，这其中有视差作用。

然而，高色温的灯管本身也不争气，如果用光度计测量，它们确实亮度要低一些。原因在于发蓝光的磷，它的表现能力不如其它同胞。我预计商家一定会在这里大做文章的。

灯丝的设计和材料也是能够改进的地方。灯丝是灯泡内最脆弱的部分，使用中会受到腐蚀，增加阻抗，甚至烧毁。灯丝的损耗也是灯管亮度降低的原因。现在的荧光灯已经改进很多了，但仍有空间。

 

金卤灯

到现在为止，我们都没有讨论金卤灯。金卤灯的工作原理与荧光灯几乎完全相同。高电压通过灯丝激发电弧。电弧使灯泡内的气体发热发光。气体将随着电流的增强而变得更热更亮。实际上，

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  [page]如果情况得不到控制，灯泡极有可能融化。镇流器再次出场，稳定电流。与荧光灯主要区别是，荧光灯依靠含磷的化合物二次发荧光，而金卤灯通过气体发出白炽强光。

 
金卤灯的镇流器不能用在荧光灯上，反之亦然。金卤灯镇流器利用三个原理启动灯泡。如果你的灯架上既有金卤灯MH，又有高输出荧光灯VHO，一定要把镇流器分开。

好，现在我们已经了解了它们的工作原理，那么哪一个更好呢？这里还很难说。事实上，两种灯的效果都是很不错的，两者之间却别的错误报道很多。事实上主要区别在于荧光灯是面光源，而金卤灯是点光源。

 
有人说金卤灯光比荧光灯光热得多。这绝对不是事实。500瓦的荧光灯与500瓦的金卤灯发出的热量是相同的。荧光灯通过整个灯管散热，而金卤灯的热量集中在很小的区域。因此，大家坚信金卤灯比荧光灯更热。金卤灯的光输出也被过度夸大了。许多人说相同瓦数，金卤灯发出的光更多。其实原理与发热相同。荧光灯整个灯管都在发光，而金卤灯光线集中在很小的区域。不错，金卤灯看起来更明亮，但如果你把荧光灯数量增加，也能得到相同效果。 

 

我要对高温石英碘化灯（ HQI）多说几句。HQI是高温石英碘化灯泡，说得通俗些就是双端金卤灯泡。金卤灯泡分两种，一种是单端的大头灯泡，一种是双端灯泡。第一种灯泡有点像传统台灯的灯泡。这些灯泡有内胆，用于发光，外层实际是保护套。大多数人认为保护层是为了防止灯泡内层爆裂，其实还有一个重要的功能，吸收内胆发出的看不见的短波紫外线。短波紫外线就是夏日里把你晒黑的罪魁祸首。不知你有没有发现，当坐在窗前，阳光偷过玻璃射向你时，皮肤一般不会被阳光灼伤，或许只有些变黑。那是因为普通玻璃能阻隔几乎所有的紫外线。荧光剂虽然能够发出短波紫外线，但灯管外套不允许紫外线通过。人工晒黑皮肤的技术是使用石英质地的荧光灯管，才允许紫外线通过。单端金卤灯泡玻璃有阻隔紫外线的功能，而双端金卤灯泡则没有。高温石英玻璃金卤灯是为高温要求设计的，因为石英不能阻止紫外线穿过，因此，HQI会有短波紫外线射出。双端(DE)金卤灯，需要在灯架上安装过滤紫外线的玻璃，否则很容易造成眼部损伤!!这种过滤光线的物质必须是玻璃或特制的塑料。透明度非常高的亚克力不能阻隔短波紫外线。无保护的直视双端金卤灯可以导致很严重的眼部伤害，甚至失明。

 

有人错误的认为金卤灯的灯丝是这种超白灯光的发射者。实际上，当灯泡达到亮度时，两根灯丝并不直接接触。灯丝之间只是维持一种电弧，使灯泡内的填充的物质气化发出光芒。在这种意义上说，它很像荧光灯。灯泡的启动过程也很像荧光灯。灯泡内也有少量的汞，高电压是启动一切的钥匙。一旦两根灯丝之间放出电弧，灯泡内的碘化钠、溴化钠、溴化钪、碘化镝、和碘化铟就被加热变成气体。当这些金属化合物达到一定温度时，就会辐射出可见光。金卤灯刚刚开启时，并不能达到最亮。需要一段时间在灯泡内部进行升温和化合物气化。依据灯管内设置不同，需要 10-20分钟不等的时间。金卤灯的另外一个特性是当你关闭灯泡后不能马上再次打开。因为高热的灯泡内充满了金属卤化物的蒸汽，此时强电流进入灯泡内，会导致灯管爆裂或烧坏镇流器。金卤灯镇流器内安装有限时电路，可以防止此类问题发生。我们称之为“re-strike time”，一般为15-30分钟。

 

无论是安装还是发光方式，金卤灯比任何荧光灯都更接近点光源。由于是点光源，反光板设计就非常简单了。可以使用单端灯泡，悬垂灯架和反光板，几乎和手电筒没设么区别。如果你走这条路线，一定要选择一根能够垂直放置的灯泡，因为金卤灯设计与荧光灯有区别，带有使用方向。大多数是被设计成水平方向使用的，这种灯泡垂直使用会降低寿命。对于金卤灯，我们要做的是分散开强烈的光，而如刚才的 120加仑缸例子中，我们使用250瓦的金卤灯，需要做的是将光线分布在4平方英尺的面积上。还好，这样并不难。如果你注意观察，会发现按照每瓦产生的流明数计算，金卤灯的设置实际要比之前T5和T12荧光灯设置提供的照明弱。 水族届流行一个神话，金卤灯比荧光灯亮得多。这是一个事实，但并不是我们想象的亮那么多。1瓦T-12 VHO能提供70-85流明的光，1瓦T-5 HO能提供85-95流明的光，而1瓦PC能提供100-110流明的光，1瓦金卤灯只能提供85-105 流明的光。确实金卤灯比T5和T12都要亮，但只是一点点而已，并没有想象的那么夸张。

单端大头的金卤灯泡有保护罩，体型大，不利于设计精巧高效的反光板，而双端纤细的灯泡有利于设计。
灯泡内的弧形部分设计很重要。有两种科技，一种是多晶氧化铝玻璃，一种是高温石英玻璃。前者的设计比较便宜，而且能忍受高温，但也有个缺点：高温的金属卤化物蒸气具有腐蚀性，会腐蚀其中的铝。结果是导致玻璃发白，降低透光性。这种情况在石英玻璃中也有发生，PCA管正在冲击市场，应该在不久后占领市场，并使金卤灯发出更耀眼的光芒。另外一个是飞溅效应，我们在荧光灯中讨论过，金属卤化物的蒸汽有时会附着在玻璃上。荧光灯主要发生在灯管两端，贴近灯丝处。金卤灯则可能发生在整个灯泡内，阻止光的输出效果，甚至导致光谱输出不正确。

金卤灯的另一个问题是发光质量不好控制。填充气体内水蒸气或金属卤化物蒸气会严重改变光谱输出。水蒸气在高温环境下会分解成氢和氧，使灯泡内的气体更具腐蚀性，严重影响灯丝。好的灯泡内选择的金属卤化物都是防潮的，而且用真空技术制造。真空法能去除灯泡内多余的气体，使光谱输出更稳定。

另一个关于金卤灯的误解是它产生的热量远比荧光灯多。 这个说法不完全对，灯管内的电弧区确实非常热，大约 6000°K到10340°K。即使是附近的区域也比地狱火还要烫，大约1250°K到1790°F。这里真的很热，而不要被所谓色温k所代表的颜色所迷惑。当灯泡点亮时，即使触摸灯泡的边缘或灯罩都可能灼伤，所以一定要小心。 高温石英灯泡即使在灯泡冷却的情况下也不要去触摸灯泡，因为手上的汗液会留在灯泡外壁，在高温的作用下，汗液中含碳的成分有可能与灯泡融在一起。这不仅能阻碍光线的传播，还有可能产生污点，导致灯泡损毁。 

 
当金卤灯完全点亮达到最热的时候，用热量计测量相同瓦数的荧光灯，你会发现，金卤灯释放的热量不比荧光灯高多少。事实上， VHO 或 PC所释放的热量很可能要比金卤灯还高。主要问题是释放热量的方式。荧光灯管本身发热，加热周围的空气。少量的通风就能带走热量。金卤灯还会发出辐射的热量。这些热量可以穿过空气直接进入水中和玻璃上。这就是为什么水族箱周围通风良好，在使用金卤灯时还会过热的原因。通常，如果房间内打开空调，水族箱的体积小于150加仑，热量一般不是问题。大型水族箱如果使用金卤灯，热量会散发比较慢，需要水冷机。

金卤灯的优点是能够达到高色温，这里我要讲一下色温。荧光灯的色温一旦达到 8000k，亮度就开始下降。如果达到20000K

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  [page]，光线就极其微弱了。金卤灯也会出现这种情况，但远没有这么严重。如果你必须选择蓝光，只能选择金卤灯。高色温灯光，如蓝光在水中的穿透能力强，但过蓝的灯泡会略去一部分橙色和黄色，这是光合作用需要的光。

我曾收到一个消息，询问为什么金卤灯内要加那么多怪异的卤化物，为甚需要它们？这是个不错的问题，现在就开始解答。

 
首先，水族金卤灯不含碘化钠，它被用于“钠灯”，通常用作路灯灯泡。如果你站在路灯下，对着镜子照自己，一定会问，我怎么变黄了？碘化钠非常亮，但输出光线发黄。对于路灯的要求很符合，但用于电影放映灯和广告牌等就显得太差劲了。

 
化学家们向卤化钠蒸气中添加稀有的卤化物，他们称之为添加剂，如碘化铊，能使灯光发绿，碘化铟等产生蓝光，今天大受欢迎的高色温金卤灯中会加入大量的碘化铟。

 

你的眼睛有没有被光刺伤过？
如果双端金卤灯泡没有保护，你的眼睛很可能被灯光刺伤。看不见的紫外线会刺伤你的眼睛，所以一定要用能吸收紫外线的保护片遮挡住双端金卤灯。

把一盏金卤灯与一盏荧光灯放在一起，很容易看到区别。通常 PC是荧光灯中最亮的一种，但它的光芒远不及金卤灯。所有的光线都会从灯泡中的一点发出，难怪初学者都选用金卤灯。那么金卤灯是最好的灯光吗？对于大多数鱼友来说是这样的。即使用色温5000的金卤灯，它的光斑也会比荧光灯的光斑亮3-4倍。色温6000的金卤灯光斑会轻松达到6倍的明亮效果。但一个经常被忽略的事实是这个数据只在一定范围内有效。光斑的明亮区域只从中心向外辐射3英寸。3英寸以外的地方光线并不比荧光灯强多少，7英寸外的地方光线甚至不如荧光灯。

解决方案当然是优秀的反光板（灯罩）。反光板将非常集中的光线分散到 1平方英尺的面积内。只有这样才能用两个金卤灯泡照亮4英尺长的水族箱。

使用金卤灯时，需要距离水面达到一定高度。通常最少也要8英寸，提供空气流通的空间使之冷却。很多情况下，普通的空气流通足以保持荧光灯管冷却。金卤灯需要专门的冷却系统才能达到。金卤灯的热辐射才是最可怕的。你无法对热辐射进行任何干预。加强水面与金卤灯之间的通风确实能降低些温度。因此，大家常在这个地方使用风扇。蒸发也是很好的降温方法。通风良好的水族箱蒸发都比较快，因此能保持低温。在nano配置中使用金卤灯，蒸发就是个大问题了。小型水族箱每天可能会蒸发0.5加仑或更多水分。
大型而且较深的水族箱也是一个挑战。水表面积相对水体积系数比浅水族箱小。因此，超过 150加仑或深度超过2英尺的水族箱最好使用水冷机。

以我的经验，双端金卤灯比单端金卤灯更容易破碎。虽然单端金卤灯需要额外购买灯罩，但费用比成品灯架要便宜得多，而且节约空间。

目前，金卤灯的色温是荧光灯不能比拟的。一般情况下，人们会说不需要光化灯管，如果你有 15000k或更高色温的灯泡。这既是好事也是坏事。确实，你不需要所谓的光化，但你所使用的高色温灯泡提供的光线是不均衡的。对于需要光合作用的生物来说，足够的黄色和绿色光线同样非常重要。
金卤灯同样没有走到死路，不过对于高色温的追求应该到了极限了，因为 50000K的色温已经接近紫外线了。我提到过PCA，多晶铝灯管，优势是能承受金卤灯达到更高的温度。对于金卤灯，更高的温度意味着更亮的效果。目前，石英金卤灯（HQI）已经受到温度的限制了。石英灯管已经达到了将要融化的临界点。多晶铝灯泡现在也有，但多用于路灯。主要原因是PCA的透明度不高。对于路灯大家可以接受，对于水族箱还不行。PCA中也有蓝宝石品种，但价格实在太高了。这是目前在高温下透明度最好的材料。一旦投入批量生产，会让金卤灯的光芒更加绚丽。要知一旦它们真的被投入市场，金属卤化物对灯泡的腐蚀作用要1-2年才能有明显的数据，虽然它们会比HQI亮10-15%。

 

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