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メタハラtips |
| メタハラ・ランプの構造
メタハラ・ランプの発光原理 原理的なチラツキ 安定器とは 割れ物 Ｅ２６は放電して危ないといううわさ 水草と光源 |
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メタルハライドランプの構造
メタルハライド（ＨＩＤ）ランプは発光管と外管，ゲッター及び口金などで構成されております。 ★発光管 発光管には石英ガラスで作られており，内部に仕込まれた一対の電極があります。管内部は始動用のアルゴンガス又はキセノンガスの他，水銀，ナトリウム，金属ハロゲン化合物などの発光用添加金属が封入されております。 ★外管 外管は硬質ガラスで作られ，内部は高真空又は窒素ガスなどの不活性ガスが封入されています。外管の機能は発光管の保持をすると共に保温，リード線の酸化防止，紫外線カットなどを担っております。 不活性ガスの純度が高い状態においては電極間の絶縁が保たれておりますが，発光管内部のガスがリークした場合には外管内部で放電が起き，正常な点灯が出来なくなります。 ★ゲッター ゲッターは外管の内部に設置されおり，不純ガスを吸着する役目を持っております。 |
| メタルハライドランプの発光原理
安定器より与えられた高電圧により始動用のガスにて放電が開始されます。これにより管内部の温度が上昇し，添加金属の蒸発が始まり気体となります。添加金属の原子に電子が衝突し添加金属固有の波長で発光します。 蒸発した金属は石英ガラスを化学的に侵すことになりますが，発光管の管壁付近は温度が低く，金属分子はハロゲンと結合し，金属ハロゲン化物に戻るので石英ガラス管は侵されにくくなります。しかし規定値を大きく越える電力が入力された場合，管壁付近の温度が上がりすぎ，石英発光管の急激な劣化が発生します。 発光色と金属物質との関係は，水銀は青白い光となり，ナトリウムはオレンジ色，タリウムは緑色に発光します。添加金属の組み合わせや量によりランプの発光色（色温度）や演色性が決定します。 |
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原理的なチラツキ
メタルハライドランプを銅鉄型の安定器で駆動する場合にはフリッカー（いわゆるチラツキ）が原理的に発生します。商用電源を用いた銅鉄安定器の場合，交流の半サイクルごとに極性が入れ替わります。このため垂直に設置された点灯管には電流が上から下へ流れる場合と下から上へ流れる場合が生じます。下側電極が負になっている場合（上から下へ電流が流れる場合）には，その逆より電流値が小さくなり，これがフリッカーとなります。この様な理由から直流駆動が適する様に思われますが，直流駆動のランプの寿命は交流駆動に対し約半分になってしまいます。電子安定器スーパーインバーターに於いては高速定電力サーボ回路が組まれておりフリッカーの心配はありません。 |
| 安定器とは
メタルハライドランプを含めた放電管は 蛍光灯，水銀灯，ネオン管，液晶のバックライトである冷陰極管など数多くの種類が存在します。これらの放電管には安定器が必要となります。安定器を専用電源と考えていただいても差し支えないでしょう。 では何故 安定器が必要なのでしょうか。簡単に表現すると「安定しないから」です。一般の裸電球などは電圧を上げると電流も増えます。あまり上げすぎると切れてしまいますが，±１０％程度の範囲なら電圧と電流は正比例します。ところが放電管は電流を増やすと電圧が減少するという負性抵抗になっているのです。そしてその電流は与えられた電圧によって一定の値になるのではなく，内部の温度や時間的コンディションにより変化するのです。従って放電管に一定の電圧を印加しておくと，電流暴走し，やがて破壊してしまいます。つまり１００Ｖの電源に放電管を直接つないではダメだという事になります。 安定器は電流が増えたら電圧を下げ，電流の増加を抑圧する動作をしなくてはならないのです。したがって電源と放電管の間に正方向のインピーダンスを持った物を入れ，放電管の持つ負性抵抗を打ち消してやれば良い事になります。正方向のインピーダンスを持った物とは抵抗でもコイルでもよいのですが，電力損失が大きい抵抗ではなく原理的に電力損が無いコイルが使われます。 そしてスーパーインバーターはランプに加わる電力を電子的に制御し，ランプの初期から寿命末期まで安定に駆動するユニークな回路なのです。 |
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割れ物
業者から送られてくる球の中に「内管ガラスの割れ」，「保持金具の変形」，「内部ガタ」などがよくあります。一般の消費者の方にはわからないかも知れませんが，起動電圧や寿命的劣化が起きていても不思議はありません。輸送中の問題なのですが，メーカーの梱包形態はまるで一般のシリカ球と同じで，１万円近くする商品の梱包形態とは思えません。大きな箱に無造作に入れられてくるランプの入った小さな箱。「ああ，こりゃダメかも・・・」案の定，変形しております。内部にはガラスのかけら。こんなデリケートな構造しているのに緩衝材が無い簡易梱包。目にあまる時は返品するしかありません。 |
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Ｅ２６は放電して危ないといううわさ
Ｅ２６ソケットはランプの口金も含めギャップが３ｍｍ程度しか取れないので，確かに高圧（高電圧）を印加すると放電しちゃいます。右写真は実験的にＥ２６口金に２０ｋＶのイグナイターを接続した様子です。でも２０ｋＶというのは車載用ＨＩＤインバーターのイグナイターの場合であって，屋内照明用のＨＩＤは２〜３ｋＶなので，まったく問題ありません。これを両口金じゃないと危ないとか，パルスに対応したＥ２６口金であるというのは他社製品を排除したい為の言い訳なのではないでしょうか。それにしても凄い放電。恐ろしやカーＨＩＤ。 |
３波長管 三菱ＨＱＩ−Ｅ ↑クリックで拡大 |
水草と光源
高等植物である多くの水草は４種の光合成色素，１）クロロフィルａ，２）クロロフィルｂ，３）βカロチン，４）ルテイン によって光合成を行っているそうです。これら４種の光合成色素は光の波長によって吸収率が異なり，４種を合成した吸収率は４３０ｎｍ（青系のスペクトル）と６８０ｎｍ（赤系のスペクトル）の両極にピークを持ちます。 さてアクアリウムに多用されている３波長蛍光灯のスペクトルですが４５０ｎｍ，５４０ｎｍ，６１０ｎｍに主波長があり，赤系のスペクトルが不足しがちです。メタルハライドランプはこの点有利です。白熱電球ほどフラットなスペクトルを持っている訳ではありませんが，主スペクトルのバックグランドにランダムなホワイト・スペクトルを有し，６８０ｎｍ，４３０ｎｍ付近も豊富なパワーを出しております。特に三菱ＨＱＩ−Ｅに於いては ６８０ｎｍ近傍に強烈な主スペクトルを有しており，蛍光灯３２Ｗ×６灯（１９２Ｗ）に対し７０Ｗ×２灯（１４０Ｗ）でも同等以上の水草の生長が確認できます。 |
