水族照明基础知识(二)

镇流器

大多数人知道什么是镇流器。它看起来就像一块砖头的样子。镇流器有两个作用，提供启动时高电压，限制灯管内的最大电流。因此，灯管不会一次爆掉，可以连续使用。镇流器有两种主流形式，电磁镇流器，工作起来像个变压器，还有电子镇流器，使用可控硅技术。它们都能限制灯管内的电流。电磁镇流器工作时会产生很多热量。这种镇流器在灯管消耗电能的同时，自己也消耗很多电能。电子镇流器通过可控硅限制电流，基本不会产生热量。因此，电子镇流器比较省电。它们还能为灯管提供高频电流，从而消除了电磁镇流器产生的闪烁效果。电子镇流器不仅热量低，还可以一带多灯，而电磁镇流器只能驱动一根灯管。

 
电子镇流器的主要缺点是价位高。再有，与电脑电源相同，它应对电压变化能力差。灯管的一端灯丝受损不会终结整个灯管，但有可能损坏电子镇流器。

 

关于灯的过载问题有很多讨论。镇流器有一个效率系数，   "Ballast Factors"。该系数说明镇流器驱动灯管发光的达到理论值的百分比。如果ballast factor=1，那么用它驱动80瓦的灯泡应该能得到80瓦的光线，或者非常接近的数值。如果ballast factor=1.25，那么80瓦的灯泡应该能发出100瓦的光。通过过载，使灯泡发光功率更大。有些人说过载会缩短灯泡的使用寿命，而有些人说虽然会缩短，但不明显。我认为在水族领域这还不算是个问题，至少在荧光灯方面。经过多年的发展，荧光灯内部的磷涂层已经有所改进。原来的磷涂层会随着使用程度老化，颜色向黄-橙转变。现在这已经不是问题了。荧光灯寿命的另一个问题是灯丝，随着使用次数增多，灯丝逐渐被腐蚀，输出下降，最终失去使用价值。现在经过改进，灯管在彻底报废前，最多只损失原有输出的15%。所以，在更换灯管前，光线有所下降是很正常的。

不管怎样，正像前面说的，荧光灯有两种主流镇流器。电磁和电子。电磁镇流器非常便宜，售价 15美元以下，并且兼容性强。缺点是如果为荧光灯配用，必须单独设计。换句话说，40瓦的T-12需要40瓦的镇流器。灯管数量不同，镇流器也不一样。如驱动4根T-12 40瓦灯管，你需要的镇流器是4X 40瓦的。这种镇流器不能驱动T-12 VHO。普通输出灯管运行电流大约0.5安培，而高输出大约1.5安培。因此，电磁镇流器必须与灯泡匹配。

镇流器启动系统也有分类，有瞬时启动，快速启动和预热启动方式。唯一需要预热启动的灯泡是 PC灯泡。瞬时启动和快速启动是比较常见的。对于水族箱，快速启动方式可能是最好的。相比瞬时启动，这种方式对灯丝的损害更小，而且等待1-2秒钟也不算长。如果考虑预算，电磁镇流器是比较好的选择。如果你带着灯泡去商店选购，商家会为你计算镇流器的。普通输出和高输出荧光灯的电磁镇流器在小商店里就能买到。如果型号太特殊，则要找一家比较大的商店了。

我们已经讨论过电磁镇流器了，应该说它是照明的最廉价解决方案。另一个可选方案是电子镇流器。随着价格下降，电子镇流器越来越常见了。电子镇流器已经有 25年的历史了，如果翻看老样本，可能已经有100多种了。早期的电子镇流器只有大约3个月的使用寿命，甚至比它所驱动的灯管的寿命还短，这种情况维持了10年之久。质量控制差，价格高，使得电子镇流器不受欢迎。幸运的是，最近技术大有改观，有的甚至能像电磁镇流器一样使用10年之久。

电子镇流器优点是节电，体积小，质量轻，冷却，无频闪，适合各类灯管。当你在与商家讨价还价时，一定要看清Ballast Factor系数，至少要达到0.95，太低的系数会导致发光效率低。

我以前总是以为电磁镇流器将多余的电流分流通过一片卷曲的马口铁，让其发热，消耗电流。电子镇流器则将多余的电流抑制，只允许灯管需要的电流通过，因此节约。想到这里，我觉得，电磁镇流器更像是一个带有分支的胶管，控制主干的水流，让多余的水流从分支流走。电子镇流器没有分流功能，但有阀门功能，可以关闭调整，所以更节约，这使得它们更加高效。事实并不是这样的，电子镇流器将多余的电能转化为辐射，以别的形式减少了发热，而并非更有效率。因为不是专门研究电磁和物理，我相信 Sanjay的说法。. 
那么到底是用电磁的还是用电子的呢？尽量选用可以远程连接的镇流器。镇流器放在灯架内会增加热量，同时还会受到潮湿气体的腐蚀。安装时，选择灯罩外的空间或钉在支架上最好。

有些比较贵的镇流器有程序启动功能，能够减少启动过程中对灯丝的损害。一般水族灯一天只开关一次，因此我不知道这种镇流器到底能有多大用处。如果这种镇流器比较贵，我宁愿把钱省下。

电子镇流器的另一个功能是允许降低灯管亮度。有些鱼友喜欢创造浪漫的情调，降低亮度正好是他们的需要，而我则不能接受像烛光一样亮度的光，所以不会使用。

当讨论荧光灯照明时，闪烁系数总能引起大家的兴趣。有些人，不包括我自己，能看出电磁镇流器驱动的灯管的闪烁。60赫兹，对于大多数人来说已经够快，以至于不被察觉了。毕竟，电影播放中，图片的切换每秒只有24张。有些人在荧光灯下读书会感到头疼。电子镇流器是上帝赐予这些人的福音。它们一般在20,000赫兹或更高的状态下运行。

下面我要对金卤灯镇流器说几句。与荧光灯工作原理相比，金卤灯镇流器没有什么不同。关于金卤灯镇流器的信息要比 PC灯镇流器的还多一些。最基本的不同在于灯泡底座设计。单端金卤灯泡底座有像螺丝一样的扣纹，与普通灯泡相同。双端金卤灯泡两端有接触点，更像荧光灯。另一个很大的区别是启动方式。有脉冲启动和电弧启动两种方式，后者使用特殊的电极直接激发电弧。

金卤灯的镇流器体积比荧光灯的更大，而且工作起来更热。
对于喜欢DIY的一族，首先确定喜欢什么灯，确定要购买灯泡的规格。如果已经明确，可以根据以下信息选择镇流器：

灯管一共多少瓦数，在这个瓦数下要运行多少根灯管 ?

灯管是什么型号，或灯泡是单端还是双端？

镇流器需要多少伏电压，一般为 120伏，最好买个通用的。

需要什么启动方式，瞬时、快速、电弧还是脉冲等？

镇流器工作系数，（ Ballast factor）一般至少0.95，如果要进行过载设置还要更高些。

是成品还是散装的？

外壳是否需要机械通风设置 ?

能够远程使用，最远距离是多少？

如果你准备以后更换灯具，是否具有兼容性 ?

保质期多长时间，尤其是电子镇流器，最短应该为 2年。

是否提供热保护功能，这是很重要的。

大型水族箱要考虑镇流器本身的耗电量，这可是不小的开支。

噪声系数，从 A到D, D是噪声最大的。A-C对于一般的水族箱没问题，A-B甚至可以用在卧室的水族箱内。

  [page]闪烁，如果你对此很敏感，最好直接选用电子镇流器。

关于镇流器还有一个很大的问题，它会对家庭电视信号和无线电信号产生影响。 PC灯的镇流器会使无线电信号受到干扰，好像有人在电台里吃爆米花。降低电磁辐射频率的部件正在研发中，所以问题会解决的。 

 

PC 灯

6年前，大家都在讨论PC灯，至少我认为应该有一盏。现在我的思维已不再那么容易被左右了。我有一个旧的29加仑缸，现在已经变成了一个海马缸。原来的VHO灯管和镇流器都要到寿命了，正是更换PC灯的好时候。既然缸内没有五爪贝和硬骨珊瑚，我打算尝试一下两根55瓦的PC，一根是色温6500K的全光谱灯，一根是光化灯。

我发现标注6.5K色温的PC灯比同样色温的VHO看起来要黄。PC的光化灯管很白，但也不是期望的那样。T-12光化灯光刚上市时，我就曾购买过一根。

曾听说PC灯很热，但没想到会这么热，两个月来，灯头附近和灯罩的其它部分不断损坏。更换了新的，还是同样结果。我向鱼店抱怨，他们给我更换了新的，至少新灯泡上有商标和生产商家。他们还告诉我，最好试试10000k色温的灯管，不要考虑光化灯管了。更换的新灯确实没有被烧坏，而且更白了，但亮度比第一个低。我开始怀疑，为什么我的灯要这么多是非。

一个不好的第一印象会让人很久难以忘怀。尽管现在我用的 PC灯比原来的好很多，但阴影仍挥之不去。我还在琢磨，他们何时能真正推出光化灯管。

无论怎样，PC灯适合水族吗？当然，比起普通荧光灯，T-12，它的确是一种进步。就像原来贴出的照片一样，它确实比VHO要亮一些，不过只是一点点。在我看来，它们只适合T-12无法施展的小缸，以及一些不常见形状的鱼缸。如果你要求光照质量，它们绝不是金卤灯的对手。现在科技的进步使很多灯的组合能够达到高色温和高输出。正像我说的，我对T-5进行过大量的研究，我认为T-5将在大多数领域慢慢取代PC灯。

在遭到 PC支持者枪杀攻击前还是换个话题。PC灯本身并没有错。只是我认为对于超过30加仑的水族箱不是首选，但也有很多鱼友在大型水族箱上使用PC效果非常好。

LED 灯

当你谈到月光，肯定不能回避 LED。LED光源无处不在，闹钟、烟雾探测器、汽车仪表盘背光、转向灯、以及手电筒中都有LED的身影。LED是英文发光二极管（Light Emitting Diode）的缩写。在硅二极管中加入各种闻所未闻的金属，当电流通过时，它们会发出光亮。这些物质被安置在固定的反射器（die cup）内，用环氧树脂封闭。它们哪里出众呢？体积小，耗电量低，运行时冷却，使用寿命长，造型能力强，能将大约80%的电能转化成光能。它的发光效率让其它光源颜面扫地。如果你需要一个小型而有效地照明光源，它们是最佳选择。在水族照明领域，它是夜光的最佳选择。

月光照明是个古怪的话题。我听说一些对珊瑚繁殖感兴趣的人对月光有要求。我认为真的没有理由看到珊瑚在水族箱内大量排卵，蛋分的过分使用得即使受精的珊瑚卵也无处藏身。无论怎样，LED都帮助了他们提供了如月光般的照明。有时我认为我们在复制自然环境的时候有些过头了。

 
在LED进入水族领域前，人们寻求用低瓦数的白炽灯模拟月光，或者小型光化PC，甚至没有光化功能的荧光灯。除了白炽灯外，其它光源都不能模拟月光的点光源效果，而LED恰恰是这方面的高手。起初使用1个LED灯泡，后来引入了定时器和3个LED灯泡，这样通过定时器可以控制模拟月光在夜晚的各个不同阶段。一些超级有钱的发烧友甚至将月光灯连接在电脑上，用相应的月光数据控制LED灯光，模拟真实月光。人们对自然地追崇真实到了疯狂的境地。说实话，我真的没有听说过模拟月光可以让珊瑚产卵的实例，但我相信在某处一定有某人成功过。即使在满月时，月光也只有0.2勒克斯，因此没有必要用那么多的灯泡去模拟。LED灯泡能符合这种要求。

LED最初在上世纪60年代出现，是砷化镓磷酸盐二极管。这种化学物质的组合当电流通过时会发出漂亮的红光。因为亮度不是很高，所以需要聚焦。此后，二极管就被封装在固定的迷你反射器（die cup）内了。为了增加聚焦效果，封闭用的环氧树脂制成镜头形。这种方法将原来微弱的光聚集在一起，形成光束，提高了光源的可用性。起初是用在计算器屏幕照明、手表照明灯，由于控制光束角度，亮度还不是问题。现在的二极管都经过了改进，如氮化镓二极管，能发出红色以外的很多颜色的光，在相同瓦数条件下，明亮度有明显提高。

这些新化合物的引入，使 LED可以发出各种颜色的光。有红色，绿色，黄色，和蓝色。你应该注意到我没有提到白色，确实是这样。真正的白色发光二极管还没有，如果需要白色的LED光，解决方案之一是在环氧树脂内同时封闭红、绿、蓝色二极管，好像计算机显示器的显色方式。造价昂贵，也需要消耗更多的电能。第二种解决方案是用能发射紫外线的二极管，在环氧树脂上涂发光磷。这种LED实际上是个超小型的荧光灯，能够产生白光。另一个重要的进步是输出。最初LED在极其微弱的电流下运行，电流稍微增加，就会烧毁。新的稀土二极管能承受更大的电流，有些能承受0.5毫安的电流。增加电流后比原来的LED灯亮得多，而且光束的宽度有所增强。因为要获得亮度，原始的LED灯光束非常集中。好像第一代液晶显示器，从正面看非常亮，从侧面一定角度看几乎没有光亮。现在市场上销售的LED灯环氧树脂实际上是将光线分散开，以照亮更大范围。

其它新光源

 

冷阴极灯 (Cold cathode lamps)
什么是冷阴极灯？说得简单些，它们就是荧光灯。在标准的荧光灯中，点亮灯管，电压会持续使灯丝即电极发热。这当然耗费能量，而且会缩短灯丝寿命。冷阴极（Cold cathodes）并不使灯丝发热，而是通过高压直接在灯管内产生电弧。实际上，这种灯一直使用直流电。标准的荧光灯也在直流电下运行，但电压的浮动会对灯丝有巨大损害。在冷阴极灯中，12伏电压已经足够高了，而且不再受电压浮动的巨大干扰。目前，这种灯还只能在低压配置中工作。主要用途是显示器灯光，在水族中只有替代LED进行月光照明了。
相对于标准荧光灯，它的特点是发光效率更高，寿命是双倍，容易控制在较暗光线下，热量低。因为一根灯管要比一个LED灯泡亮度高得多，所以不必需要LED那么多的数量。但它们不是点光源，因此作为月光灯是有天然缺陷的。因为不能像荧光灯一样用镇流器驱动，因此，灯管以外的费用比价高。只能用它们较长的使用寿命弥补了。

无极放光灯（ Electrodless Discharge Lamp, EDL）。

这是一种特殊的金卤灯。一些古怪的科学家已经使用很长时间了。今天，尤其是在欧洲，已经有很多人使用了。作为替代，它不是用直流电驱动，而是用电波，微波点亮灯泡。因为没有灯丝，所以也就无所谓灯丝烧

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  [page]毁的现象。现在该产品正在研制过程中，而且其灯管有可能被附近的的任何无线电设备损坏。最大的优势在于，因为没有电极，所以寿命无限。今后几年中，大家会接触越来越多的。

组合光源

因为荧光灯和金卤灯的光斑有差异，很多年来，鱼友们将它们组合使用。早些时候，金卤灯的色温没有超过 4000-7000K。几乎所有的金卤灯都与T-12光化灯管组合。不久，金卤灯的色温超过了T-12灯管，虽然仍有人使用T-12，但输出不必那么强了。这是否意味着我们只需要高色温的金卤灯，而不需要荧光灯呢？至少我认为这是个错误。如果使用20000K色温的超蓝金卤灯，我会使用色温5000-6000K的荧光灯补充其忽略的光谱。
使用组合光源的另一个好处是水族箱内光线覆盖更均匀。如果你有能力，最好使用组合光源。我喜欢用金卤灯输出太阳光似的白光，它们的穿透力可以直击水族箱底部。我还喜欢用T-12 03光化灯管，提供相对长波的光谱。如果你要开新缸，一开始就想使用T-5+金卤灯的配置。你可以在金卤灯架内加4根T-5，同样的空间，你只能加2根T-12。而且你可以选择不同色温的T-5，为水族箱制造更为均衡的光线。这一点对于任何水族箱都很重要。

适合水族的光源标准

接下来，我要说一说不同的水族箱对灯光要求的不同了。你需要有个总体想法。第一，是否有必要单独设置电路。如果使用普通电路，存在着家电工作时的过载现象，停电可不是闹着玩的。第二，用电量。

现在让我们花几秒钟时间探寻需要什么样的灯光：

1、灯光必须能让我们饲养的生物活下去和不断生长。

2、它们必须能够尽可能的照亮水族箱。

3、不能超出支出预算。

4、必须使鱼缸的观察者觉得满意。

第一项解释：当我们将生物从海洋带回家，我们已经干扰了它们的生活。首要的目的是希望它们能在水族箱中活下来，生长和繁殖。因此，光线必须足够亮，而且某些特殊波段的光是必须的。如果色温不均衡，即使照明效果很亮，也可能导致生物衰败。一个放有活石的FO只需要最低限度的光照，然而，一个饲养五爪贝的鱼缸，不仅需要高度照明，还需要能够刺激虫黄藻光合作用的光线。
第二项解释：对反光板的要求。荧光灯能均匀的照亮水族箱大部分区域，金卤灯如果反光板不好，就只能照亮水族箱的一个小区域，如果珊瑚摆放不科学，会产生强阴影区域。正确的选择反光板，即灯罩是水族照明中非常重要的。

第三项解释：不要超出经费允许范围。从现在起，6个月的牛扒和快餐食品消费的总和可能只够更换灯泡和电费的价格。最初的花费只是冰山一角，为大型水族箱更换灯泡可以轻易将钱包清空。电费随着汽油价格上涨也在飞涨。以150加仑的水族箱为例，每加仑6瓦特照明，一天就需要花费4美元电费。有些地方的电费更贵。玩世不恭的小兄弟们，仔细考虑一下吧。我真不想看到你们连买啤酒的钱都没有了。 
最近有好消息，灯泡的寿命越来越长了。过去，每6个月更换一次灯泡是常事。现在值得一提的灯泡寿命都在1年以上，有些甚至能达到18个月。T-5不一定真的能像宣传的那样使用超过2年。
第四项解释：属于个人爱好。我希望水族箱视野明亮，色彩真实。有些人更喜欢蓝光效果，进而投资高色温灯泡。你希望鱼缸看起来非常漂亮，又不影响生物状态，即第一项要求。只用一盏 5000k色温的金卤灯照明，也许很好看，但对生物是有害的。如果有可能，在制定照明计划时先参考别人的水族箱。
按照上述建议，只要适合，大多数照明设备都是可用的。

 

来说说波光粼粼的效果
波光是明暗相互交替的光线照射在活石或活砂上的效果。称为波光非常恰当，因为确实是水波纹造成的。水面上的波纹呈线状运动，因此在波峰和波谷处折射的光线是不同的。结果就是波光效果。潜水时这种效果很常见，因为太阳光照射在海面的波纹时会产生不同的波光。只有点光源，如金卤灯，才能制造这个效果，荧光灯是不可能的。

最初人们认为这是一种很自然地效果，接着谣言四起。未经证实的说法称这种效果对珊瑚很有好处。假设这个理论是正确的，能够促进珊瑚的生长。那么如果水族箱内没有波光粼粼的效果就不是好的水族箱了吗？兄弟们，这些理论不时的传出，有时还很盛行。当有必要时可以询问他们，支持这些理论的科学数据在哪里？有哪几篇著作可以证实？

 

光抑制现象

现在很多人在努力研究“光抑制现象”（ photo inhibition）。确实存在光照过强干扰光合作用，甚至导致其关闭的现象。Dana进行了有限的研究，但证明了这种情况的存在。问题是珊瑚自然生长的海域光照比研究用水族箱内还要强。使用叶绿色作为研究参数，实验表明在受到强光照射时光合作用关闭。如他在文中所说，天然海水和人工海水中微量物质的不同也可能是光合作用关闭的原因之一。有些人把这个结论当做圣经，借此说T-5和金卤灯将给水族箱内生物带来灾难。金卤灯在水族领域已经应用很久了，我们只知道使用它能够加快珊瑚的生长。T-5是比较新兴的光源，有很多关于抑制的报道。如果T-12不存在这种效应，没有理由相信T-5会在打理很好的水族箱内产生抑制。你应该知道对于水族照明，光线的分布远比管线本身更重要。 
刚才有人问， 216瓦的灯泡对于他的120加仑水族箱是否够用？这要看你准备养什么？如果是FO，那绝对没问题。对于皮革和菇类足够了，而对于硬骨珊瑚还不够。珊瑚的放置很重要。需要高光的珊瑚最好放在水面下接近光源处。

那么什么才是最好的光源？无论是单独的光源还是混合的光源，只要它能让你的生物快的健康的生活在水族箱内，能让你高兴的欣赏它们就是最好的。目前，我比较喜欢中等光线，色温 6000-10000K的金卤灯+光化VHO。我相信这能够提供一个全系列的光谱。我也赞成金卤灯和T-5灯管的组合。对于小缸，PC是比较合适的，也许将来能有适合的T-5灯管。较深的水族箱比较适合金卤灯，最好使用不同色温的组合。
即使说到现在，还仅仅是一个开始。如果你要运行一个大型水族箱，最好还是研究一下镇流器的工作效率。因为大型水族箱的电费是非常昂贵的。那些运行小水族箱的朋友们可能不太注意，对电费没有什么概念，那么到RC里关于照明的论坛去看看就会有所了解。

 

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