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Handheld Quantum PAR Meter

发布时间: 作者:上海路阳仪器 技术文档组 点击次数:
本篇摘要

手持式量子 PAR 光合有效辐射计 LUYOR-3460PAR:PPFD 与 DLI 怎么算、为什么不能用 lux 代替、防水探头与伸缩杆的水下测量方法,以及 400-700nm、0-2700µmol/m²·s 的规格与使用要点。

核心要点

  • PAR 指 400-700nm 波段,单位是 µmol/m²·s(光子通量密度),不是 lux
  • lux 按人眼灵敏度加权,用来评价植物受光会系统性偏差
  • 日累积光积分 DLI = PPFD × 光照秒数 / 10⁶,单位 mol/m²·d
  • 探头可 270° 旋转、外置防水探头配伸缩杆,可测水体中的光强

园艺照明里最常见的误区,是拿照度计(lux)去评价植物接受到多少光。lux 是按人眼灵敏度加权的,绿光权重高、红光蓝光权重低,而植物恰恰主要用红光和蓝光。要判断补光够不够,得看光子数——这就是 PAR 计存在的理由。

PAR、PPFD、DLI 三个词的关系

PAR(Photosynthetically Active Radiation,光合有效辐射)指 400–700nm 这个波段,也就是叶绿素能利用的光谱范围。PPFD(光合光子通量密度)是这个波段内单位面积、单位时间接收到的光子数,单位 µmol/m²·s。仪器屏幕上显示的数值,就是 PPFD。

DLI(日光积分)把瞬时值变成一天的总量:DLI = PPFD × 光照时间(s)÷ 10⁶,单位 mol/m²·d。这个量更贴近植物实际“吃”到多少光,因为植物响应的是累积量,而不是某一刻的强度。

举例:晴天中午室外 PPFD 约 1500 µmol/m²·s,若有效光照 10 小时,DLI ≈ 54 mol/m²·d;植物工厂里 PPFD 稳定 250、照 16 小时,DLI ≈ 14.4。番茄的适宜 DLI 在 20–30,生菜在 12–17——数值摆出来,补光方案该不该加、加多少,就有依据了。

为什么不能用 lux 换算

lux 是光通量密度,按 CIE 明视觉函数 V(λ) 加权,峰值在 555nm 绿光。植物吸收光谱的峰值在 430–450nm 蓝区与 660nm 红区,绿光反而利用得少。结果就是:一支绿光很足的灯,lux 读数漂亮,对植物的有效光子却不多;反之,红蓝配比的植物灯 lux 值低,实际 PPFD 不低。

同一盏灯,用 lux 计和 PAR 计测出来的“强弱排序”甚至可能相反。所以做补光设计、做灯具对比,必须用 PAR 计;lux 只在纯人眼照明场合有意义。

怎么测才准

  • 探头水平朝上。PAR 是“到达某平面的光子通量”,探头倾斜会改变投影面积,读数偏低。测冠层时,探头应与叶面大致平行。
  • 多点取平均。温室内不同位置差异很大,靠近补光灯与角落可能差数倍。按网格布点(如 3×3),记录每点数值与位置。
  • 避开遮挡与反射。人影、支架、水管的阴影会让读数骤降;白色墙面与地膜的反射会让读数偏高。测的时候人站到侧面。
  • 等读数稳定。采样时间 0.5 秒,但光源(尤其带调光的 LED)有波动,多读几次取稳定值。
  • 水下测量要修正。水与空气折射率不同,探头在水中的读数与空气中有差异,需按厂家给出的浸没系数修正,或直接在水中做相对比较。

仪器配置与规格

LUYOR-3460PAR 为手持式设计,主机配 1m 外置防水探头,附 98cm 伸缩杆(收起 21cm),探头可 270° 旋转,方便伸入冠层内部、水槽深处或灯具下方这些手伸不到的位置。峰值保持与数据保持功能,在光线波动或读数困难时很实用。

项目规格
测量范围0–2700 µmol/m²·s(400–700nm)
分辨率1 µmol/m²·s
准确度±5%
年漂移< ±2%/年
采样时间0.5 秒
显示3-3/4 位 LCD,超量程显示 “OL”
工作环境0–40℃,<80%RH
供电6F22 9V 电池,连续约 100 小时

需要说明的是,在单色黄光或白炽灯下读数误差会增大——这类光源的光谱窄或偏长波,与仪器的标准响应曲线匹配度差。测 LED 植物灯、荧光灯、太阳光都没有问题。

几个实际用法

补光灯验收。灯装好后按网格测一遍,看设计 PPFD 是否达到、均匀性如何(max/min 比值,通常要求小于 1.5)。

冠层透光率。分别测冠层顶部与底部的 PPFD,比值就是透光率。番茄整枝、疏叶的效果,可以用这个数说话。

水体与藻类。防水探头伸入养殖水体不同深度,测光衰减曲线,用来定藻类培养的搅拌与补光策略。

长期趋势。灯具会光衰,植物会生长遮挡。隔一段时间复测同一位置,数据比“感觉暗了”可靠。

DLI 怎么落地到生产

知道 DLI 之后,补光时长的算法就简单了:目标 DLI 减去自然光贡献,再除以灯的实际 PPFD,就是需要补的小时数。

例如目标 20 mol/m²·d,自然光测得平均贡献 12,缺口 8 mol。补光灯在冠层处 PPFD 为 150 µmol/m²·s,则需补 8×10⁶/(150×3600) ≈ 14.8 小时。这个时长往往超过夜间可用时间,说明灯的功率不够,或者该换更高效率的灯具——用数字算一遍,比拍脑袋加灯有用。

维护与校准

PAR 计的核心是探头上的漫射窗与滤光片,污染与划伤都会让读数偏低。每次用完用镜头纸擦净,不要用粗糙布料干擦。长期不用时取下电池,放在干燥处。

年漂移标称小于 2%,但这是理想条件。实际使用中建议每 1–2 年送检或与备用机比对:同一光源下两台仪器读数差超过 5%,就该怀疑其中一台。做课题数据、写论文时,仪器编号与校准日期要一并记录。

常见问题

lux 和 PPFD 能互相换算吗?

严格说不能。换算需要知道光源的完整光谱,再用植物的吸收加权。同一 lux 值下,不同光谱的 PPFD 可能相差两三倍。粗略经验系数只适用于特定灯型,不能通用。

为什么同一个位置读几次数值都不一样?

光源在波动(调光驱动、云层、遮阳网开合),或探头没有稳定。开启峰值保持看波动范围,取稳定段的读数。

水下测量需要注意什么?

探头要完全浸没、感光面朝上,避免气泡附着;读数按厂家浸没系数修正;测深度分布时每次停留十几秒等读数稳定。

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引用本文

上海路阳仪器有限公司. 《Handheld Quantum PAR Meter》[EB/OL]. 上海路阳仪器有限公司, 2024-10-09. https://www.luyor.net/jishuwenzhang/Handheld-Quantum-PAR-Meter.html.

上海路阳仪器有限公司

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