(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に電極を有し、内部に水銀が封入されたランプの有効水銀量を測定するランプ内水銀量測定装置であって、
前記ランプを点灯するための電源であって前記電極に接続された直流電源と、
前記直流電源によって前記ランプに印加される電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電圧測定手段によって測定された電圧値の経時変化から前記有効水銀量を計算する計算手段と、
前記ランプの一部を冷却するための冷却手段とを備えることを特徴とするランプ内水銀量測定装置。
【請求項２】
両端に電極を有し、内部に水銀が封入されたランプの有効水銀量を測定するランプ内水銀量測定装置であって、
前記ランプを点灯するための電源であって前記電極に接続された直流電源と、
前記直流電源によって前記ランプに流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段によって測定された電流値の経時変化から前記有効水銀量を計算する計算手段と、
前記ランプの一部を冷却するための冷却手段とを備えることを特徴とするランプ内水銀量測定装置。
【請求項３】
前記ランプの周囲の温度を測定するための温度測定手段をさらに含み、
前記計算手段は、前記温度測定手段によって測定された前記温度を用いて前記有効水銀量の計算の補正を行う請求項１または２に記載のランプ内水銀量測定装置。
【請求項４】
前記冷却手段は、前記ランプの中央部よりも前記電極のうち陰極となる側の一部に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のランプ内水銀量測定装置。
【請求項５】
前記冷却手段が、前記ランプを点灯したときの最冷部領域に設けられている請求項４に記載のランプ内水銀量測定装置。
【請求項６】
前記冷却手段がペルチェ素子である請求項１ないし５のいずれかに記載のランプ内水銀量測定装置。
【請求項７】
両端に電極を有し、内部に水銀が封入されたランプの有効水銀量を測定するランプ内水銀量測定方法であって、
前記ランプを直流点灯するとともに前記ランプの一部を冷却したときの前記ランプの電気的特性であって前記ランプのランプ電圧およびランプ電流から選ばれる少なくとも一つの経時変化と前記ランプ内の有効水銀量との関係について検量線を作成する第１ステップと、
前記ランプを直流点灯するとともに前記ランプの一部を冷却したときの前記電気的特性であって前記ランプのランプ電圧およびランプ電流から選ばれる少なくとも一つの経時変化を測定し前記検量線を用いて前記ランプ内の有効水銀量を計算する第２ステップとを含むランプ内水銀量測定方法。
【請求項８】
前記第２ステップにおいて前記ランプの一部を冷却する際に、前記ランプのランプ中央部よりも前記電極のうち陰極となる側の一部を冷却する請求項７に記載のランプ内水銀量測定方法。
【請求項９】
前記第２ステップの前記有効水銀量の計算において、前記ランプの周囲温度を用いて前記有効水銀量の計算の補正を行う請求項７または８に記載のランプ内水銀量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランプ内に封入された有効水銀量を非破壊で測定するランプ内水銀量測定装置およびランプ内水銀量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、蛍光ランプは、水銀および希ガスが封入されたガラスバルブからなる。そして、ガラスバルブには、内面に希土類元素あるいはハロ燐酸系の蛍光体等が形成されており、ガラスバルブの両端には電極が形成されている。蛍光ランプは、電気エネルギーを水銀蒸気によって波長２５４ｎｍの紫外線に変換し、この２５４ｎｍの紫外線を蛍光体層によって可視光に変換して使用するランプである。
【０００３】
近年、環境保全の観点から、蛍光ランプに使用する水銀をできるだけ少なくすることが求められており、多くのメーカーで研究開発が進められている。蛍光ランプから可視光を取り出すために必要な最低水銀蒸気量は、管径３２ｍｍ、管長１２００ｍｍの４０Ｗ（ワット）直管形蛍光ランプで０．０６ｍｇであると理論上計算できる。しかしながら、蛍光ランプ内の水銀は点灯中に蛍光体やガラスバルブやエミッタの飛散物と反応し、発光に寄与しない、つまり、水銀蒸気にならない水銀に変わっていく（この蒸気化しない水銀は一般的に消費水銀と言われ、これに対して水銀蒸気になることができる水銀を有効水銀という）。
【０００４】
蛍光ランプに使用する水銀の量を減少させるためには、蛍光ランプの寿命末期における消費水銀の量を測定する必要がある。従来、蛍光ランプの寿命末期における消費水銀の量を測定するためには、実際に蛍光ランプを寿命末期まで点灯し、その蛍光ランプを破壊して分析する必要があった。このため、消費水銀量の少ない蛍光ランプを開発するには膨大な時間がかかっていた。
【０００５】
この問題を回避するため、点灯時間が異なる蛍光ランプを破壊して消費水銀量を測定し、点灯時間と消費水銀量との関係から寿命末期の消費水銀量を概算する方法が考えられている。しかし、この場合、水銀量の測定の際に蛍光ランプを破壊するため、同一蛍光ランプを用いて経時変化を測定することができず、分析に必要な蛍光ランプの本数が膨大になるという問題があった。
【０００６】
これらの問題を解決するため、非破壊で蛍光ランプ内の有効水銀量を分析する方法が学会で報告されている（Ｈ．Ｃ．Ｇ．Ｖｅｈａａｒ  ａｎｄ  Ｂ．Ｊ．Ｒｏｅｌｅｖｉｃｋ，Ｓｉｘｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｔｈｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＬｉｇｈｔＳｏｕｒｃｅｓ  ｐ７１  １９９２。あるいは  Ｈ．Ｔｏｍｉｏｋａ，Ｔ．Ｈｉｇａｓｈｉ  ａｎｄ  Ｋ．Ｉｗａｍａ，Ｓｅｖｅｎｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｔｈｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｉｇｈｔ  Ｓｏｕｒｃｅｓ、ｐ３２３、１９９５）。この非破壊水銀量測定法は、直管形蛍光ランプを直流点灯したときに起こる陽極側の輝度低下の時間を測定して、蛍光ランプ内部に存在する有効水銀量を測定する方法である。この方法では、前もって、既知の水銀量が封入された蛍光ランプを準備し、輝度低下に要する時間と蛍光ランプ内の有効水銀量との検量線を求めておく。そして、この検量線を用いて点灯時間の経過による有効水銀量の経時変化を測定することによって、消費水銀量を算出する。なお、報告によると、４０Ｗ直管形蛍光ランプ内の有効水銀１ｍｇを測定するのに要する時間は約３０分間である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の測定方法では、蛍光ランプの陽極側における輝度低下の時間を測定するために、輝度計や照度計などの光学系が必要であり、高価な測定装置が必要であるという問題があった。また、従来の測定方法に用いる測定装置は、光学系を備えるために装置が大きくなるという問題があり、複数の蛍光ランプを同時に測定する場合には特に問題となっていた。さらに、測定値の信頼性を向上させる往復測定を行う場合、測定時間が長くなるために周囲温度変化の影響を受け、測定値がばらつくという問題があった。
【０００８】
上記問題を解決するため、本発明は、簡単かつ高精度にランプ内の有効水銀量を非破壊測定できるランプ内水銀量測定方法、およびこれに用いることができるランプ内水銀量測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１のランプ内水銀量測定装置は、両端に電極を有し、内部に水銀が封入されたランプの有効水銀量を測定するランプ内水銀量測定装置であって、前記ランプを点灯するための電源であって前記電極に接続された直流電源と、前記直流電源によって前記ランプに印加される電圧を測定する電圧測定手段と、前記電圧測定手段によって測定された電圧値の経時変化から前記有効水銀量を計算する計算手段と、前記ランプの一部を冷却する冷却手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２のランプ内水銀量測定装置は、両端に電極を有し、内部に水銀が封入されたランプの有効水銀量を測定するランプ内水銀量測定装置であって、前記ランプを点灯するための電源であって前記電極に接続された直流電源と、前記直流電源によって前記ランプに流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段によって測定された電流値の経時変化から前記有効水銀量を計算する計算手段と、前記ランプの一部を冷却するための冷却手段とを備えることを特徴とする。上記第１および第２のランプ内水銀量測定装置では、電圧測定手段または電流測定手段によって測定された電圧または電流を用いて有効水銀量を計算できる。したがって、上記第１および第２のランプ内水銀量測定装置によれば、簡単かつ高精度にランプ内の有効水銀量を非破壊測定できる。また、上記第１および第２のランプ内水銀量測定装置は、光学系を必要としないため、ランプ内の有効水銀量を安価に測定できる。
【００１１】
上記第１および第２のランプ内水銀量測定装置では、前記ランプの周囲の温度を測定するための温度測定手段をさらに含み、前記計算手段は、前記温度測定手段によって測定された前記温度を用いて前記有効水銀量の計算の補正を行うことが好ましい。上記構成によって、ランプの周囲温度による測定バラツキを減少させることができ、ランプ内の有効水銀量をさらに高精度に測定できる。
【００１２】
上記第１および第２のランプ内水銀量測定装置では、前記冷却手段は、前記ランプの中央部よりも前記電極のうち陰極となる側の一部に設けられていることが好ましい。上記構成によって、ランプ内の有効水銀量をさらに高精度に測定できる。
【００１３】
上記第１および第２のランプ内水銀量測定装置では、前記冷却手段が、前記ランプを点灯したときの最冷部領域（ランプを点灯したときにもっとも温度が低い領域）に設けられていることが好ましい。上記構成によって、ランプ内の有効水銀量をさらに高精度に測定できる。
【００１４】
上記第１および第２のランプ内水銀量測定装置では、前記冷却手段がペルチェ素子であることが好ましい。ペルチェ素子を用いることによって、冷却手段をコンパクトにすることができ、装置を小型化できる。
【００１５】
本発明のランプ内水銀量測定方法は、両端に電極を有し、内部に水銀が封入されたランプの有効水銀量を測定するランプ内水銀量測定方法であって、前記ランプを直流点灯するとともに前記ランプの一部を冷却したときの前記ランプの電気的特性の経時変化と前記ランプ内の有効水銀量との関係について検量線を作成する第１ステップと、前記ランプを直流点灯するとともに前記ランプの一部を冷却したときの前記電気的特性の経時変化を測定し前記検量線を用いて前記ランプ内の有効水銀量を計算する第２ステップとを含む。上記測定方法では、ランプの電気的特性の経時変化を用いてランプ内の有効水銀量を測定できる。したがって、簡単かつ高精度にランプ内の有効水銀量を非破壊測定できる。
【００１６】
上記ランプ内水銀量測定方法では、前記電気的特性が、前記ランプのランプ電圧（ランプに印加される電圧）およびランプ電流（ランプを流れる電流）から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。ランプ電圧およびランプ電流の経時変化は、ランプ内の有効水銀量に対応して変化するため、上記構成によって簡単かつ高精度にランプ内の有効水銀量を測定できる。
【００１７】
上記ランプ内水銀量測定方法では、前記第２ステップにおいて前記ランプの一部を冷却する際に、前記ランプのランプ中央部よりも前記電極のうち陰極となる側の一部を冷却することが好ましい。上記構成によって、ランプ内の有効水銀量をさらに高精度に測定できる。
【００１８】
上記ランプ内水銀量測定方法では、前記第２ステップの前記有効水銀量の計算において、前記ランプの周囲温度を用いて前記有効水銀量の計算の補正を行うことが好ましい。上記構成によって、ランプの周囲温度による測定バラツキを減少させることができ、ランプ内の有効水銀量をさらに高精度に測定できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施形態１）
実施形態１では、本発明のランプ内水銀量測定装置の一例について説明する。
【００２１】
実施形態１のランプ内水銀量測定装置の模式図を、図１に示す。図１を参照して、実施形態１のランプ内水銀量測定装置１０は、蛍光ランプ１１を点灯するための直流電源１２と、直流電源１２によって蛍光ランプ１１に印加される電圧を測定する電圧計１３と、蛍光ランプ１１に流れる電流を測定する電流計１４と、蛍光ランプ１１の一部を冷却するためのペルチェ素子１５と、蛍光ランプの周囲の温度を測定する温度計１６と、電圧計１３、電流計１４および温度計１６からの信号を用いて蛍光ランプ１１の有効水銀量を計算する計算手段１７とを備える。
【００２２】
蛍光ランプ１１は、両端に電極を有し、内部に水銀が封入されたランプであり、たとえば管径が３２ｍｍ、管長が１２００ｍｍの４０Ｗ直管形蛍光ランプである。蛍光ランプ１１は、電極に接続された端子を備えており、直流電源１２の低電位側に接続される端子を陰極側端子１１ａ、高電位側に接続される端子を陽極側端子１１ｂとする。また、陰極側端子１１ａに接続された電極を陰極、陽極側端子１１ｂに接続された電極を陽極ということにする。
【００２３】
直流電源１２は、蛍光ランプ１１を点灯させるために、陰極側端子１１ａと陽極側端子１１ｂとに所定の電圧、たとえば２００Ｖを印加する。
【００２４】
電圧計１３は、蛍光ランプ１１に印加されるランプ電圧を測定する電圧測定手段であり、蛍光ランプ１１の陰極側端子１１ａと陽極側端子１１ｂとに接続される。電圧計１３は、図１中に点線で示した信号線を通じてランプ電圧の測定値を計算手段１７に送出する。
【００２５】
電流計１４は、蛍光ランプ１１に流れるランプ電流を測定する電流測定手段であり、蛍光ランプ１１と直流電源１２との間に配置される。電流計１４は、ランプ電流の測定値を計算手段１７に送出する。
【００２６】
ペルチェ素子１５は、蛍光ランプ１１の一部を冷却するための冷却手段である。ペルチェ素子１５は、蛍光ランプ１１の中央部よりも陰極側に配置されることが好ましい。ペルチェ素子１５は、蛍光ランプ１１を点灯したときの最冷部領域に配置されることが特に好ましい。管径３２ｍｍ、管長１２００ｍｍの４０Ｗ直管形蛍光ランプの場合には、陰極側の端部から略１５０ｍｍの位置に最冷部領域が存在する。ペルチェ素子１５には、ペルチェ素子１５を駆動するためのペルチェ素子駆動用直流電源１８とペルチェ素子１５の温度を測定するためのペルチェ素子用温度計１９とが接続される。ペルチェ素子駆動用直流電源１８は、ペルチェ素子用温度計１９をモニターしながら、ペルチェ素子１５の温度が、一定温度（たとえば０℃）になるよう、ペルチェ素子１５に流れる電流をフィードバックする。なお、管径の異なる蛍光ランプについての測定を容易にするため、ペルチェ素子１５の蛍光ランプ冷却部は、簡単に取り替えられるアタッチメント方式を採用することが好ましい。さまざまな管径に対応したアタッチメントを用意することによって、管径の異なるランプを容易に測定することができる。また、冷却手段として、ペルチェ素子１５以外の冷却手段を用いてもよく、たとえば、液体冷媒を用いることができる。
【００２７】
温度計１６は、蛍光ランプ１１の周囲の温度（雰囲気温度）を測定する。また、温度計１６は、温度の測定値を計算手段１７に送出する。
【００２８】
計算手段１７は、蛍光ランプ１１の有効水銀量を計算するためのものであり、たとえば、ＣＰＵとメモリとを含む。計算手段１７は、たとえば、予め作成された蛍光ランプのランプ電圧（またはランプ電流）の経時変化と有効水銀量との関係をメモリに格納しておき、電圧計１３または電流計１４から送出された信号を用いて蛍光ランプ１１の有効水銀量を計算する。さらに、計算手段１７は、必要に応じて蛍光ランプ１１の周囲温度と蛍光ランプのランプ電圧（またはランプ電流）の経時変化との関係をメモリに格納しておき、有効水銀量の計算をする際に、温度計１６から送出された信号を用いて計算の補正を行う。
【００２９】
蛍光ランプ１１の陽極側端子１１ｂと直流電源１２との間には、蛍光ランプ用安定器２０（たとえば、松下電工製ＦＺ４０１２１２４１）と抵抗（たとえば、２００Ω）２１とが直列に接続されている。
【００３０】
蛍光ランプ１１の陰極側端子１１ａおよび陽極側端子１１ｂには、蛍光ランプ１１を点灯させるためのグロー球２２（たとえば、松下電工製ＦＧ―４Ｐ）が接続されている。
【００３１】
次に、ランプ内水銀量測定装置１０の使用方法の一例について説明する。
【００３２】
まず、測定しようとする蛍光ランプ１１と同種の蛍光ランプについて、蛍光ランプを点灯したときのランプ電圧（またはランプ電流）の経時変化と有効水銀量との関係を、計算手段１７のメモリに格納しておく。また、必要に応じて、蛍光ランプ１１の周囲温度とランプ電圧の経時変化との関係についてもメモリに格納しておく。
【００３３】
その後、測定しようとする蛍光ランプ１１をセットし、直流電源１２を用いて蛍光ランプ１１を点灯させ、蛍光ランプ１１のランプ電圧およびランプ電流を測定する。このとき、ペルチェ素子１５を用いて蛍光ランプ１１の最冷部領域を、たとえば０℃に冷却する。
【００３４】
そして、計算手段１７は、電圧計１３（または電流計１４）によって測定されたランプ電圧（またはランプ電流）の測定値の経時変化とメモリに格納された上記関係とから、蛍光ランプ１１内の有効水銀量を計算する。また、計算手段１７は、必要に応じて温度計１６から送出された蛍光ランプ１１の周囲温度の値とメモリに格納された関係式とから、有効水銀量の計算の補正を行う。このようにして、ランプ内水銀量測定装置１０を用いて、蛍光ランプ１１内の有効水銀量を測定できる。
【００３５】
上記実施形態１のランプ内水銀量測定装置１０では、蛍光ランプ１１を点灯したときの電圧または電流の経時変化から蛍光ランプ１１内の有効水銀量を計算できる。したがって、ランプ内水銀量測定装置１０によれば、低価格で省スペースな構成の装置を用いて高精度に蛍光ランプ内の有効水銀量を測定できる。
【００３６】
なお、上記実施形態１のランプ内水銀量測定装置１０では、電圧計１３と電流計１４とを備える場合を示したが、いずれか一方のみを備えるランプ内水銀量測定装置でもよい。
【００３７】
（実施形態２）
実施形態２では、本発明のランプ内水銀量測定方法の一例について説明する。
【００３８】
本発明のランプ内水銀量測定方法の説明をする前に、まず、ランプ輝度２ａ、ランプ電圧２ｂおよびランプ電流２ｃの関係について説明する。
【００３９】
管径３２ｍｍ、管長１２００ｍｍの４０Ｗ直管形蛍光ランプについて、実施形態１で説明したランプ内水銀量測定装置１０を用いてランプ輝度２ａ、ランプ電圧２ｂおよびランプ電流２ｃを測定した。蛍光ランプ１１への印加電圧は２００Ｖであり、ペルチェ素子１５は、陰極側の管端部から１５０ｍｍの位置に配置した。測定結果を図２に示す。図２の横軸は蛍光ランプの点灯開始からの測定時間を示し、図２の縦軸は、ランプ輝度２ａ、ランプ電圧２ｂおよびランプ電流２ｃのそれぞれについて、最大値を用いて規格化した値を示す。なお、ランプ輝度２ａはランプの陽極側の管端部から１５０ｍｍの部分を測定した。
【００４０】
図２から、ランプ輝度２ａの低下と、ランプ電圧２ｂの低下およびランプ電流２ｃの上昇が、同様の測定時間に生じていることがわかる。
【００４１】
この現象は次のように説明できる。ランプ輝度２ａの低下は、水銀が陰極側の冷却部（ペルチェ素子１５の位置）に集まって陽極側の液体水銀がなくなると、放電空間中の水銀蒸気濃度が低下して紫外線の発生が少なくなるために起こる。一方、ランプ電圧２ｂは、蛍光ランプ内の水銀蒸気圧によって決定される。そのため、陽極側に液体水銀が存在する間は、蛍光ランプ内の水銀蒸気圧は蛍光ランプ駆動温度で決定されて一定圧力を保つため、ランプ電圧２ｂは一定電圧となる。しかし、陽極側の液体水銀がなくなると水銀蒸気圧が冷却部の温度で決定されるため、水銀蒸気圧が低下して水銀蒸気による電子の散乱が少なくなり、蛍光ランプの電気抵抗が小さくなる。この結果、ランプ輝度２ａと同様にランプ電圧２ｂが低下する。また、ランプ電流２ｃにおいても、上述した現象のため、蛍光ランプの電気抵抗が低下することによってランプ電流２ｃが上昇する。これらの現象によって、ランプ輝度２ａ、ランプ電圧２ｂおよびランプ電流２ｃが、同様の測定時間において図２に示すように大きく変化する。
【００４２】
次に、有効水銀量が既知であるランプ（所定量の水銀を封入したランプ）について、ランプ電圧低下時間を測定した結果を、図３に示す。ここで、ランプ電圧低下時間は、蛍光ランプ点灯中の最大ランプ電圧とランプ電圧が低下し始めてから３０分後のランプ電圧との中間の値にランプ電圧がなったときの時間である。また、測定には実施形態１のランプ内水銀量測定装置１０を用いた。ランプは、管径３２ｍｍ、管長１２００ｍｍの４０Ｗ直管形蛍光ランプであり、測定時のランプ周囲温度は２５℃になるようにコントロールした。図３に示すように、ランプ周囲温度が一定の場合におけるランプ電圧低下時間と有効水銀量との間には線形性がある。したがって、ランプ周囲温度が一定の場合におけるランプ電圧低下時間と有効水銀量との関係について検量線を作成することによって、蛍光ランプ内の有効水銀量が測定できる。
【００４３】
次に、本発明のランプ内水銀量測定方法について説明する。本発明のランプ内水銀量測定方法では、第１ステップとして、蛍光ランプのランプ周囲温度を一定（たとえば、２５℃）にしたうえで、蛍光ランプを直流点灯するとともに蛍光ランプの一部を冷却し、そのときのランプ電圧低下時間と蛍光ランプ内の有効水銀量との関係について検量線を作成する。ランプ電圧低下時間は、ランプを点灯してからランプ電圧が所定の値に低下するまでの時間であり、有効水銀量に対して線形性を有する時間であればよい。ランプ電圧低下時間としては、たとえば、図３のグラフで用いたランプ電圧低下時間を用いることができる。検量線は、さまざまな量の水銀を封入したランプを用意し、そのランプについてランプ電圧低下時間を測定することによって、容易に作成できる。
【００４４】
そして、第２ステップとして、測定しようとする蛍光ランプを直流点灯するとともにその一部を冷却したときのランプ電圧低下時間を測定し、第１ステップで作成した検量線を用いることによって、蛍光ランプ内の有効水銀量を計算する。このように、本発明のランプ内水銀量測定方法では、ランプ内の有効水銀量を非破壊で測定できる。なお、本発明のランプ内水銀量測定方法は、実施形態１で説明したランプ内水銀量測定装置１０を用いることによって、容易に実施できる。
【００４５】
従来のランプ輝度測定による有効水銀量の測定結果と、本発明のランプ内水銀量測定方法を用いた有効水銀量の測定結果との関係を、表１に示す。表１の測定には、実施形態１で説明したランプ内水銀量測定装置１０を用いた。
【００４６】
【表１】
0003614703.tif 000002
【００４７】
表１から、ランプ電圧低下時間を用いた有効水銀量の測定は、輝度測定による有効水銀量の測定と同等であることがわかる。このように、本発明のランプ内水銀量測定装置およびランプ内水銀量測定方法を用いることによって、蛍光ランプ内の有効水銀量を非破壊で簡単に測定できる。
【００４８】
上記実施形態２のランプ内水銀量測定方法では、有効水銀量を計算する際に、ランプ周囲温度に応じた補正を行うことが好ましい。ランプ周囲温度とランプ電圧低下時間との関係を、図４に示す。図４から明らかなように、ランプ電圧低下時間がある一定の範囲内においては、周囲温度が上昇するにつれてランプ電圧低下時間がほぼ線形的に減少している。これは、冷却部よりも陽極側にあるランプ表面から蒸気化する水銀の蒸発速度が、ランプ周囲温度が上昇するにつれて速くなくためである。図４に示すようにランプ周囲温度とランプ電圧低下時間との間には、一定の線形性があるので、ランプ周囲温度とランプ電圧低下時間との関係を把握しておくことによって、ランプ周囲温度の変化による測定バラツキを補正することができる。
【００４９】
上述のランプ周囲温度に対するランプ電圧低下時間の変化は、ランプ電圧低下時間が長くなるほど大きくなる。図５に、ランプ周囲温度に対するランプ電圧低下時間の変化と、ランプ電圧低下時間との関係を示す。図５から、ランプ周囲温度に対するランプ電圧低下時間の変化の絶対値が、ランプ電圧低下時間が長くなるほど大きくなり、かつ、線形性があることがわかる。
【００５０】
これら図４および図５の関係から、ランプ周囲温度を用いてランプ電圧低下時間の補正を行う補正式を、以下の式（１）のように決定できる。
【００５１】
ｔ＝ｔ１＋（Ｔ０−Ｔ１）×Ａ×ｔ１          （１）
ここで、式（１）中、ｔは補正後のランプ電圧低下時間（秒）であり、ｔ１はランプ電圧低下時間の測定値（秒）である。Ｔ０は、ランプ電圧低下時間と有効水銀量との関係を表す検量線を作成するためにランプ電圧低下時間を測定したときのランプ周囲温度であり、たとえば周囲温度が２５℃の場合はＴ０＝２５（℃）である。Ｔ１は測定中のランプ周囲温度の平均値（℃）である。Ａは補正係数（／℃）であり、図５の直線の傾きに相当する。
【００５２】
式（１）によってランプ電圧低下時間の温度補正を行うことによって、蛍光ランプ内の有効水銀量をさらに正確に計算できる。
【００５３】
上述の式によって温度補正をする前後の有効水銀量の計算値を、図６に示す。温度補正前の有効水銀量計算値６ａは、周囲温度の上昇によって線形的に減少している。一方、温度補正後の有効水銀量計算値６ｂは、ほぼ一定の値を示している。このように、蛍光ランプの周囲温度に基づく温度補正を行うことによって、蛍光ランプの周囲温度の影響を受けることなく、正確に有効水銀量を測定できる。
【００５４】
上記実施形態２で説明したランプ内水銀量測定方法では、ランプ内の有効水銀量を非破壊で簡単かつ正確に測定することができる。また、上記ランプ内水銀量測定方法では、分析する際に光学系を必要としないため、安価な測定装置を用いて測定することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
【００５６】
たとえば、実施形態１および２では、一例として直管形蛍光ランプを測定する場合を示したが、他の蛍光ランプ、殺菌灯またはその他の直流点灯可能なランプについても、本発明のランプ内水銀量測定装置および測定方法による測定が可能である。その場合には、測定するランプごとに、ランプの電気的特性の経時変化とランプ内の有効水銀量との関係についての検量線、および周囲温度に基づく補正係数Ａを決定すればよい。
【００５７】
また、実施形態２のランプ内水銀量測定装置では、測定時間を短縮するために、ランプ表面の全面あるいは一部を加熱してもよい。同様に、実施形態１のランプ内水銀量測定装置は、ランプ表面の全面あるいは一部を加熱する加熱手段を備えてもよい。
【００５８】
また、実施形態２では、ランプ電圧低下時間を用いて有効水銀量を測定する場合を示したが、ランプ電圧の経時変化を示す時間のうち、有効水銀量と線形性を有する時間であれば他の時間を用いてもよい。さらに、ランプ電圧ではなく、ランプ電流の経時変化（たとえば、ランプ電流上昇時間）を用いても同様に水銀量を測定できる。すなわち、実施形態２の測定方法では、ランプを直流点灯したときのランプの電気的特性の経時変化を用いてランプ内の有効水銀量を測定できる。実験の結果、ランプ電流を用いた有効水銀量の測定も、ランプ電圧を用いた場合と同様の結果が得られた。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のランプ内水銀量測定装置およびランプ内水銀量測定方法では、ランプを直流点灯したときのランプ電圧またはランプ電流の経時変化から、ランプ内の有効水銀量を測定することができる。したがって、安価な装置で簡単かつ高精度にランプ内の有効水銀量を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランプ内水銀量測定装置について、一例を示す模式図である。
【図２】ランプ点灯開始からの測定時間に対する、ランプ輝度、ランプ電圧およびランプ電流の変化を示すグラフである。
【図３】ランプ電圧低下時間と有効水銀量との関係を示すグラフである。
【図４】ランプ周囲温度とランプ電圧低下時間との関係を示すグラフである。
【図５】ランプ周囲温度に対するランプ電圧低下時間の変化と、ランプ電圧低下時間との関係を示すグラフである。
【図６】ランプ周囲温度と有効水銀量との関係について、周囲温度に基づく補正の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０      ランプ内水銀量測定装置
１１      蛍光ランプ
１２      直流電源
１１ａ      陰極側端子
１１ｂ      陽極側端子
１３      電圧計
１４      電流計
１５      ペルチェ素子
１６      温度計
１７      計算手段
２ａ      ランプ輝度
２ｂ      ランプ電圧
２ｃ      ランプ電流
６ａ      温度補正前の有効水銀量計算値
６ｂ      温度補正後の有効水銀量計算値
【図１】
0003614703.tif 000003
【図２】
0003614703.tif 000004
【図３】
0003614703.tif 000005
【図４】
0003614703.tif 000006
【図５】
0003614703.tif 000007
【図６】
0003614703.tif 000008