JP2020134330A - 熱伝導真空計 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の温度の影響を受けずに該周囲の圧力を精度良く計測可能な熱伝導真空計を提供する。【解決手段】本発明に係る熱伝導真空計１０は、感応部１１と、感応部１１を通電によって加熱する通電加熱部１２と、加熱された感応部１１の熱損失から圧力を求める演算部１３とを備えている。通電加熱部１２は、感応部１１を予め設定された２以上の異なった目標温度に加熱し、演算部１３は、上記２以上の異なった目標温度に加熱された感応部１１の熱損失の差から圧力を求める。【選択図】図１

Description

本発明は、通電加熱された感応部の熱損失に基づいて該感応部の周囲の圧力を計測する熱伝導真空計に関する。

従来、真空チャンバ内の圧力を計測するために、熱伝導真空計が広く利用されている。熱伝導真空計は、周囲の気体を介した熱伝導による熱損失ｑ_gが該周囲の圧力に応じて変化することを利用したもので、多くの場合、図１０に示した熱伝導真空計１００のような構成を有している。

具体的には、熱伝導真空計１００は、感応部１０１と、通電加熱部１０２とを備えている。また、感応部１０１は、白金等からなる金属細線１０４と、これを取り巻く管状のエンベロープ１０３とで構成されている。この熱伝導真空計１００では、（１）通電加熱部１０２が感応部１０１（厳密には、金属細線１０４）を所定の温度に加熱する、（２）通電加熱部１０２が感応部１０１に供給している電力、すなわち感応部１０１の熱損失Ｑを計測するとともに該熱損失Ｑに関する信号を出力する、といった流れで感応部１０１の周囲圧力Ｐが計測される。

ここで、上記計測の途中で算出される感応部１０１の熱損失Ｑには、図１０に示すように、熱損失ｑ_gのほか、感応部１０１に接続されたリード線を介した熱伝導による熱損失ｑ_sと、熱輻射による熱損失ｑ_rとが含まれる（例えば、非特許文献１参照）。そして、熱損失ｑ_gは計測すべき周囲圧力Ｐに応じて変化するが、熱損失ｑ_sおよび熱損失ｑ_rは周囲圧力Ｐに応じて変化することはない。このため、感応部１０１の全熱損失Ｑ（＝ｑ_g＋ｑ_s＋ｑ_r）に基づいて周囲圧力Ｐを計測する従来の熱伝導真空計１００では、全熱損失Ｑにおける熱損失ｑ_gの比率が低い真空環境で、周囲圧力Ｐを精度良く計測することができなかった。

図１１は、このことを分かりやすく図示したものである。以下に箇条書きで示した環境では、周囲圧力Ｐが１０Ｐａ付近よりも低くなると、全熱損失Ｑと熱損失ｑ_gとの間に無視できないずれが生じ、計測の精度が低下する。
・金属細線１０４の材質：白金
・金属細線１０４の長さ：５０ｍｍ
・金属細線１０４の径：１０μｍφ
・エンベロープ１０３の径：１０ｍｍ
・金属細線１０４の温度：５００Ｋ
・周囲温度：３００Ｋ
・周囲の気体の種類：アルゴン

このような事情に鑑み、従来の熱伝導真空計１００の中には、熱損失ｑ_sおよび熱損失ｑ_rを考慮して全熱損失Ｑを補正することにより計測精度の改善を試みたものも存在する。しかしながら、熱損失ｑ_g、熱損失ｑ_sおよび熱損失ｑ_rは周囲の温度に応じて変動するため、このような補正を行ったとしても、満足できる程度にまで計測精度を向上させることはできなかった。

中島敏等編、「真空工学ハンドブック 7.3 熱伝導真空計」、朝倉書店、1965年、p.172-173

本発明は、周囲の温度の影響を受けずに該周囲の圧力を精度良く計測可能な熱伝導真空計を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る第１の熱伝導真空計は、感応部と、感応部を通電によって加熱する通電加熱部と、加熱された感応部の熱損失から圧力を求める演算部とを備えたものであって、通電加熱部が、感応部を予め設定された２以上の異なった目標温度に加熱し、演算部が、２以上の異なった目標温度に加熱された感応部の熱損失の差から圧力を求める、との構成を有している。

上記熱伝導真空計は、通電加熱部が、感応部を第１目標温度および該第１目標温度とは異なる第２目標温度に加熱し、演算部が、第１目標温度に加熱された感応部の熱損失と第２目標温度に加熱された感応部の熱損失との差から圧力を求める、との構成を有していてもよい。

上記熱伝導真空計は、通電加熱部としてのホイートストンブリッジ回路および該回路の駆動回路が、感応部の抵抗値が第１目標温度に対応する第１抵抗値および第２目標温度に対応する第２抵抗値となるように感応部を通電する、との構成を有していてもよい。

上記熱伝導真空計は、通電加熱部としての可変電圧源が、感応部の温度が第１目標温度および第２目標温度となるような範囲で、感応部に印加する電圧を変化させる、との構成を有していてもよい。

上記熱伝導真空計は、通電加熱部としての可変電流源が、感応部の温度が第１目標温度および第２目標温度となるような範囲で、感応部に供給する電流を変化させる、との構成を有していてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る第２の熱伝導真空計は、感応部と、感応部を通電によって加熱する通電加熱部と、加熱された感応部の熱損失から圧力を求める演算部とを備えたものであって、感応部が、第１感応部および第２感応部を含み、通電加熱部が、第１感応部を加熱する第１通電加熱部および第２感応部を加熱する第２通電加熱部を含み、第１通電加熱部が、第１感応部を予め設定された第１目標温度に加熱し、第２通電加熱部が、第２感応部を第１目標温度とは異なる予め設定された第２目標温度に加熱し、演算部が、第１目標温度に加熱された第１感応部の熱損失と第２目標温度に加熱された第２感応部の熱損失との差から圧力を求める、との構成を有している。

上記熱伝導真空計は、第１通電加熱部としての第１ホイートストンブリッジ回路および該回路の第１駆動回路が、第１感応部の抵抗値が第１目標温度に対応する第１抵抗値となるように第１感応部を通電し、第２通電加熱部としての第２ホイートストンブリッジ回路および該回路の第２駆動回路が、第２感応部の抵抗値が第２目標温度に対応する第２抵抗値となるように第２感応部を通電する、との構成を有していてもよい。

本発明によれば、周囲の温度の影響を受けずに該周囲の圧力を精度良く計測可能な熱伝導真空計を提供することができる。

本発明の第１実施例に係る熱伝導真空計のブロック図である。 第１実施例における通電加熱部の構成を示す回路図である。 第１実施例における感応部の温度変化を示すグラフである。 第１実施例における圧力の計測過程を示すグラフである。 本発明の第２実施例に係る熱伝導真空計のブロック図である。 本発明の第３実施例に係る熱伝導真空計のブロック図である。 第３実施例における通電を示すグラフである。 第３実施例における記憶部に格納されたデータを示す図である。 本発明の変形例における感応部の温度変化を示すグラフである。 従来の熱伝導真空計のブロック図である。 全熱損失およびその内訳の圧力依存性を示すグラフである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る熱伝導真空計の第１〜第３実施例について説明する。

［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係る熱伝導真空計１０を示す。同図に示すように、本実施例に係る熱伝導真空計１０は、真空チャンバ内に配置される感応部１１と、通電加熱部１２と、演算部１３と、電圧計１７と、電流計１８とを備えている。感応部１１は、従来の感応部１０１と同様、白金からなる金属細線と、これを取り巻く管状のエンベロープとで構成されている。

図２に示すように、通電加熱部１２は、可変抵抗Ｒ₁および抵抗Ｒ₂，Ｒ₃を含むホイートストンブリッジ回路と、ホイートストンブリッジ回路の点Ｐ₁，Ｐ₂間の電圧がゼロになるように該ブリッジ回路を駆動する駆動回路（オペアンプＯＰ、トランジスタＴＲ等）とからなっている。なお、厳密には、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃に感応部１１を加えた４つの抵抗がホイートストンブリッジ回路であるが、本明細書では、便宜上、感応部１１を除く３つの抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃をホイートストンブリッジ回路と呼ぶこととする。

本実施例では、抵抗Ｒ₂，Ｒ₃の抵抗値が等しい。したがって、可変抵抗Ｒ₁の抵抗値が変更され、かつブリッジ回路が平衡すると、感応部１１の抵抗値は変更後の可変抵抗Ｒ₁の抵抗値に等しくなる。また、感応部１１の抵抗値が変化すると、金属細線を構成する材料（本実施例では白金）の抵抗温度係数（ＴＣＲ，Temperature Coefficient of Resistance）にしたがって感応部１１自身の温度も変化する。このため、通電加熱部１２によれば、可変抵抗Ｒ₁の抵抗値を変更することにより、感応部１１を任意の温度に通電加熱することができる。

図３に示すように、可変抵抗Ｒ₁の抵抗値は、通電が開始される時刻ｔ₁の前に温度Ｔ₁（＝３００℃）に対応する値に設定され、時刻ｔ₂において温度Ｔ₂（＝４００℃）に対応する値に再設定される。これにより、感応部１１の温度は、周囲温度Ｔ₀から温度Ｔ₁に変化し、その後、温度Ｔ₂に変化する。

再び図１を参照する。電圧計１７は、感応部１１に印加されている電圧を検知するとともに該検知の結果に関する信号を演算部１３に出力する。また、電流計１８は、感応部１１に供給されている電流を検知するとともに該検知の結果に関する信号を演算部１３に出力する。電圧計１７および電流計１８は、感応部１１とともに真空チャンバ内に配置されていてもよいし、真空チャンバ外に配置されていてもよい。

演算部１３は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ，Micro-Processing Unit）およびこれに付随するメモリ装置からなり、熱損失算出部１４と、記憶部１５と、圧力換算部１６とを有している。

熱損失算出部１４は、感応部１１の温度が温度Ｔ₁であるとき、すなわち時刻ｔ₁とｔ₂の間に、電圧計１７の検知結果Ｖ₁および電流計１８の検知結果Ｉ₁から感応部１１の全熱損失Ｑ₁（＝Ｖ₁×Ｉ₁）を算出し、これを記憶部１５に格納する。また、熱損失算出部１４は、感応部１１の温度が温度Ｔ₂であるとき、すなわち時刻ｔ₂とｔ₃の間に、電圧計１７の検知結果Ｖ₂および電流計１８の検知結果Ｉ₂から感応部１１の全熱損失Ｑ₂（＝Ｖ₂×Ｉ₂）を算出し、これを記憶部１５に格納する。

圧力換算部１６は、記憶部１５に格納された全熱損失Ｑ₁，Ｑ₂の差ΔＱ（＝Ｑ₂−Ｑ₁）を周囲圧力Ｐに換算するとともに該圧力Ｐに関する信号を出力する。本実施例では、熱損失差ΔＱと周囲圧力Ｐの関係に関する予め作成されたテーブルに基づいて換算が行われる。

続いて、本実施例に係る熱伝導真空計１０により、周囲温度Ｔ₀の影響を受けずに周囲圧力Ｐが計測される理由について説明する。

前述した通り、熱損失算出部１４によって算出される全熱損失Ｑには、熱損失ｑ_g、熱損失ｑ_sおよび熱損失ｑ_rが含まれている。

Ｑ＝ｑ_g＋ｑ_s＋ｑ_r ・・・（１）

また、（１）式は、（２）式のような形で表現することもできる。

Ｑ＝ｑ_g（Ｔ_H）−ｑ_g（Ｔ_0g）
＋ｑ_s（Ｔ_H）−ｑ_s（Ｔ_0s） ・・・（２）
＋ｑ_r（Ｔ_H）−ｑ_r（Ｔ_0r）

ここで、
ｑ_g（Ｔ_H）は、温度Ｔ_Hの感応部１１から気体が持ち出す熱量、
ｑ_g（Ｔ_0g）は、温度Ｔ_0g（≒Ｔ₀）の気体が感応部１１に持ち込む熱量、
ｑ_s（Ｔ_H）は、温度Ｔ_Hの感応部１１からリード線を通じて流出する熱量、
ｑ_s（Ｔ_0s）は、温度Ｔ_0s（≒Ｔ₀）のリード線から感応部１１に流入する熱量、
ｑ_r（Ｔ_H）は、温度Ｔ_Hの感応部１１から輻射によって流出する熱量、
ｑ_r（Ｔ_0r）は、温度Ｔ_0r（≒Ｔ₀）の周囲から輻射によって入射する熱量、
である。

したがって、感応部１１の温度が温度Ｔ₁であるときの全熱損失Ｑ₁および感応部１１の温度が温度Ｔ₂であるときの全熱損失Ｑ₂は、（３）式および（４）式の通りとなる。

Ｑ₁＝ｑ_g（Ｔ₁）−ｑ_g（Ｔ_0g）
＋ｑ_s（Ｔ₁）−ｑ_s（Ｔ_0s） ・・・（３）
＋ｑ_r（Ｔ₁）−ｑ_r（Ｔ_0r）

Ｑ₂＝ｑ_g（Ｔ₂）−ｑ_g（Ｔ_0g）
＋ｑ_s（Ｔ₂）−ｑ_s（Ｔ_0s） ・・・（４）
＋ｑ_r（Ｔ₂）−ｑ_r（Ｔ_0r）

そして、熱損失差ΔＱは、（５）式の通りとなる。

ΔＱ＝Ｑ₂−Ｑ₁
＝ｑ_g（Ｔ₂）＋ｑ_s（Ｔ₂）＋ｑ_r（Ｔ₂） ・・・（５）
−ｑ_g（Ｔ₁）−ｑ_s（Ｔ₁）−ｑ_r（Ｔ₁）

（５）式は、周囲温度Ｔ₀に関する項を含んでいない。このことは、本実施例に係る熱伝導真空計１０による周囲圧力Ｐの計測が、周囲温度Ｔ₀の影響を受けないことを示している。

図４（Ａ）は、周囲圧力Ｐを１０ｋＰａとし、一般的な熱伝導真空計の使用温度範囲（１０℃〜６０℃）を高温側に大きく広げた２０℃〜２００℃の範囲で周囲温度Ｔ₀を変動させたときに、全熱損失Ｑ₁，Ｑ₂および熱損失差ΔＱを算出した結果である。この結果は、全熱損失Ｑ₁，Ｑ₂は周囲温度Ｔ₀に依存するが、熱損失差ΔＱは周囲温度Ｔ₀に依存しないことを示している。周囲圧力Ｐを４．４６ｋＰａに変更した図４（Ｂ）、および周囲圧力Ｐを５Ｐａに変更した図４（Ｃ）も、同じ傾向を示している。

また、図４は、周囲圧力Ｐに応じて熱損失差ΔＱが変化することを示している。このことは、熱損失差ΔＱを周囲圧力Ｐに一義的に換算できることを示している。

［第２実施例］
図５に、本発明の第２実施例に係る熱伝導真空計２０を示す。同図に示すように、本実施例に係る熱伝導真空計２０は、真空チャンバ内に近接して配置される２つの感応部２１Ａ，２１Ｂと、感応部２１Ａのための第１通電加熱部２２Ａ、第１電圧計２６Ａおよび第１電流計２７Ａと、感応部２１Ｂのための第２通電加熱部２２Ｂ、第２電圧計２６Ｂおよび第２電流計２７Ｂと、演算部２３とを備えている。感応部２１Ａ，２１Ｂは、従来の感応部１０１と同様、白金からなる金属細線と、これを取り巻く管状のエンベロープとで構成されている。

通電加熱部２２Ａ，２２Ｂは、第１実施例の通電加熱部１２と同様、ホイートストンブリッジ回路と該ブリッジ回路の駆動回路とからなっている。ただし、本実施例では、第１通電加熱部２２Ａに含まれる可変抵抗Ｒ₁の抵抗値が、温度Ｔ₁（＝３００℃）に対応する値に固定されている。また、本実施例では、第２通電加熱部２２Ｂに含まれる可変抵抗Ｒ₁の抵抗値が、温度Ｔ₂（＝４００℃）に対応する値に固定されている。

本実施例では、第１通電加熱部２２Ａによる加熱と第２通電加熱部２２Ｂによる加熱とが時間的に並行して行われる。

第１電圧計２６Ａは、感応部２１Ａに印加されている電圧を検知するとともに該検知の結果に関する信号を演算部２３に出力する。また、第１電流計２７Ａは、感応部２１Ａに供給されている電流を検知するとともに該検知の結果に関する信号を演算部２３に出力する。同様に、第２電圧計２６Ｂは、感応部２１Ｂに印加されている電圧を検知するとともに該検知の結果に関する信号を演算部２３に出力する。また、第２電流計２７Ｂは、感応部２１Ｂに供給されている電流を検知するとともに該検知の結果に関する信号を演算部２３に出力する。電圧計２６Ａ，２６Ｂおよび電流計２７Ａ，２７Ｂは、感応部２１Ａ，２１Ｂとともに真空チャンバ内に配置されていてもよいし、真空チャンバ外に配置されていてもよい。

演算部２３は、マイクロプロセッサからなり、感応部２１Ａのための第１熱損失算出部２４Ａと、感応部２１Ｂのための第２熱損失算出部２４Ｂと、圧力換算部２５とを有している。

第１熱損失算出部２４Ａは、感応部２１Ａの温度が温度Ｔ₁であるときに、第１電圧計２６Ａの検知結果Ｖ₁および第１電流計２７Ａの検知結果Ｉ₁から感応部２１Ａの全熱損失Ｑ₁（＝Ｖ₁×Ｉ₁）を算出する。一方、第２熱損失算出部２４Ｂは、感応部２１Ｂの温度が温度Ｔ₂であるときに、第２電圧計２６Ｂの検知結果Ｖ₂および第２電流計２７Ｂの検知結果Ｉ₂から感応部２１Ｂの全熱損失Ｑ₂（＝Ｖ₂×Ｉ₂）を算出する。上記の通り、本実施例では、第１通電加熱部２２Ａによる加熱と第２通電加熱部２２Ｂによる加熱とが時間的に並行して行われる。このため、本実施例では、全熱損失Ｑ₁および全熱損失Ｑ₂の算出を同時に行うことができる。

圧力換算部２５は、同時に算出された２つの全熱損失Ｑ₁，Ｑ₂の差ΔＱ（＝Ｑ₂−Ｑ₁）を周囲圧力Ｐに換算するとともに該圧力Ｐに関する信号を出力する。第１実施例と同様、本実施例では、熱損失差ΔＱと周囲圧力Ｐの関係に関する予め作成されたテーブルに基づいて換算が行われる。

第１実施例に係る熱伝導真空計１０では、感応部１１の温度が温度Ｔ₁から温度Ｔ₂に変化するのを待たないと全熱損失Ｑ₂を算出することができなかったが、本実施例に係る熱伝導真空計２０では、その必要はない。したがって、本実施例に係る熱伝導真空計２０によれば、第１実施例よりも素早く周囲圧力Ｐを計測することができる。

［第３実施例］
図６に、本発明の第３実施例に係る熱伝導真空計３０を示す。同図に示すように、本実施例に係る熱伝導真空計３０は、真空チャンバ内に配置される感応部３１と、通電加熱部３２と、演算部３３と、電圧計３７と、電流計３８とを備えている。感応部３１は、従来の感応部１０１と同様、白金からなる金属細線と、これを取り巻く管状のエンベロープとで構成されている。

通電加熱部３２は、第１実施例および第２実施例とは異なり、可変電圧源からなっている。図７に示すように、通電加熱部３２は、感応部３１の温度が温度Ｔ_α（＝３００℃）となる電圧Ｖ_αと感応部３１の温度が温度Ｔ_β（＝４００℃）となる電圧Ｖ_βを跨ぐように変化する三角波状の電圧を出力する。

電圧計３７は、感応部３１に実際に印加されている電圧の瞬時値を所定の頻度で検知するとともに該検知の結果に関する信号を演算部３３に逐次出力する。また、電流計３８は、感応部３１に供給されている電流の瞬時値を所定の頻度で検知するとともに該検知の結果に関する信号を演算部３３に逐次出力する。電圧計３７による検知と電流計３８による検知は、同時に行われる。電圧計３７および電流計３８は、感応部３１とともに真空チャンバ内に配置されていてもよいし、真空チャンバ外に配置されていてもよい。

演算部３３は、マイクロプロセッサおよびこれに付随するメモリ装置からなり、抵抗・熱損失算出部３４と、記憶部３５と、圧力換算部３６とを有している。

抵抗・熱損失算出部３４は、時刻ｔ_xにおける電圧計３７の検知結果Ｖ_xおよび同時刻ｔ_xにおける電流計３８の検知結果Ｉ_xから感応部３１の抵抗値Ｒ_x（＝Ｖ_x／Ｉ_x）を算出し、これを時刻ｔ_xに関連付けて記憶部３５に記憶していく。また、抵抗・熱損失算出部３４は、時刻ｔ_xにおける検知結果Ｖ_xおよび同時刻ｔ_xにおける検知結果Ｉ_xから感応部３１の全熱損失Ｑ_x（＝Ｖ_x×Ｉ_x）を算出し、これを時刻ｔ_xに関連付けて記憶部３５に記憶していく。この結果、記憶部３５には、図８に示すようなデータが蓄積されていく。

圧力換算部３６は、記憶部３５に蓄積された抵抗値Ｒ_xの中から、温度Ｔ_αに対応する抵抗値Ｒ_αに等しい（または近似した）ものを見つけ出し、これと同時に算出された全熱損失Ｑ_xを全熱損失Ｑ_αとする。例えば、圧力換算部３６は、時刻ｔ₁における抵抗値Ｒ₁が抵抗値Ｒ_αに等しい場合は、全熱損失Ｑ₁を全熱損失Ｑ_αとする。同様に、圧力換算部３６は、記憶部３５に蓄積された抵抗値Ｒ_xの中から、温度Ｔ_βに対応する抵抗値Ｒ_βに等しい（または近似した）ものを見つけ出し、これと同時に算出された全熱損失Ｑ_xを全熱損失Ｑ_βとする。そして、圧力換算部３６は、全熱損失Ｑ_α，Ｑ_βの差ΔＱ（＝Ｑ_β−Ｑ_α）を周囲圧力Ｐに換算するとともに該圧力Ｐに関する信号を出力する。第１実施例および第２実施例と同様、本実施例では、熱損失差ΔＱと周囲圧力Ｐの関係に関する予め作成されたテーブルに基づいて換算が行われる。

本実施例に係る熱伝導真空計３０によれば、第１実施例と同様の効果が得られる。

［変形例］
以上、本発明に係る熱伝導真空計の第１〜第３実施例について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、第１実施例の通電加熱部１２は、図９（Ａ）に示すように、感応部１１を間欠的に加熱してもよい。この構成によれば、長時間にわたって加熱され続けた感応部１１が周囲温度Ｔ₀を上昇させてしまうのを防ぐことができる。

また、第１実施例の通電加熱部１２は、図９（Ｂ）に示すように、感応部１１の温度を温度Ｔ₁および温度Ｔ₂の間で繰り返し変化させてもよい。この構成によれば、３つの全熱損失Ｑ₁の平均値Ｑ_ave1および３つの全熱損失Ｑ₂の平均値Ｑ_ave2の差ΔＱ_ave（＝Ｑ_ave2−Ｑ_ave1）に基づいて、周囲圧力Ｐをさらに高精度に計測することができる。

また、第３実施例の通電加熱部３２は、可変電流源であってもよい。

また、第３実施例の通電加熱部３２の出力電圧（出力電流）波形は、感応部３１の温度が温度Ｔ_αとなる電圧Ｖ_α（電流Ｉ_α）と感応部３１の温度が温度Ｔ_βとなる電圧Ｖ_β（電流Ｉ_β）を少なくとも１回跨ぐ任意の波形であってもよい。なお、電圧Ｖ_α（電流Ｉ_α）および電圧Ｖ_β（電流Ｉ_β）を複数回跨ぐ場合は、平均をとることにより計測の精度を向上させることができる。

また、第２実施例に係る熱伝導真空計２０は、第３の感応部、通電加熱部、電圧計、電流計および熱損失算出部をさらに備えていてもよい。この場合は、３つの熱損失差ΔＱ₁₂（＝Ｑ₂−Ｑ₁），ΔＱ₁₃（＝Ｑ₃−Ｑ₁），ΔＱ₂₃（＝Ｑ₃−Ｑ₂）に基づいて、圧力をさらに高精度に計測することができる。

また、第２実施例の第１通電加熱部２２Ａおよび第２通電加熱部２２Ｂは、可変電圧源または可変電流源であってもよい。この場合は、第１通電加熱部２２Ａおよび第１熱損失算出部２４Ａを用いて算出した温度Ｔ_α，Ｔ_β（ただし、Ｔ_β＞Ｔ_α）に関する熱損失差ΔＱ_αβと、第２通電加熱部２２Ｂおよび第２熱損失算出部２４Ｂを用いて算出した温度Ｔ_γ，Ｔ_δ（ただし、Ｔ_δ＞Ｔ_γ）に関する熱損失差ΔＱ_γδとに基づいて、周囲圧力Ｐをさらに高精度に計測することができる。

また、第１実施例および第２実施例における温度Ｔ₁，Ｔ₂は、３００℃，４００℃に限定されない。ただし、温度Ｔ₂は、温度Ｔ₁よりも高くなければならない。また、温度Ｔ₂は、温度Ｔ₁よりも５０℃以上高いことが好ましい。温度Ｔ₂と温度Ｔ₁とが近接すると、熱損失差ΔＱが微小な値となって誤差が生じやすくなるからである。第３実施例および変形例における温度Ｔ_α，Ｔ_β、並びに変形例における温度Ｔ_γ，Ｔ_δについても同様である。

また、各実施例における電圧計１７，２７、３７および電流計１８，２８，３８は、感応部の熱損失を計測可能な他の手段であってもよい。

また、本発明において使用可能な感応部は、白金からなる金属細線と、これを取り巻く管状のエンベロープとで構成されたものに限定されない。例えば、本発明では、白金からなる金属細線の代わりにニッケル薄膜を使用することができる。本発明者らは、第１実施例の感応部１１をニッケル薄膜からなるものに置き換え、かつ温度Ｔ₁，Ｔ₂を１００℃，１５０℃に設定しても、目的とする効果が得られることを確認済である。

また、図４は、高温側に広げられた周囲温度範囲２０〜２００℃において、周囲温度Ｔ₀の影響を受けない圧力測定が可能であることを示しているが、本発明に係る熱伝導真空計は、原理的に、低温側においても周囲温度Ｔ₀の影響を受けることはない。

１０ 熱伝導真空計（第１実施例）
１１ 感応部
１２ 通電加熱部
１３ 演算部
１４ 熱損失算出部
１５ 記憶部
１６ 圧力換算部
１７ 電圧計
１８ 電流計
２０ 熱伝導真空計（第２実施例）
２１Ａ，２１Ｂ 感応部
２２Ａ 第１通電加熱部
２２Ｂ 第２通電加熱部
２３ 演算部
２４Ａ 第１熱損失算出部
２４Ｂ 第２熱損失算出部
２５ 圧力換算部
２６Ａ 第１電圧計
２６Ｂ 第２電圧計
２７Ａ 第１電流計
２７Ｂ 第２電流計
３０ 熱伝導真空計（第３実施例）
３１ 感応部
３２ 通電加熱部
３３ 演算部
３４ 抵抗・熱損失算出部
３５ 記憶部
３６ 圧力換算部
３７ 電圧計
３８ 電流計

Claims (7)

1. 感応部と、前記感応部を通電によって加熱する通電加熱部と、加熱された前記感応部の熱損失から圧力を求める演算部とを備えた熱伝導真空計であって、
   前記通電加熱部は、前記感応部を予め設定された２以上の異なった目標温度に加熱し、
   前記演算部は、前記２以上の異なった目標温度に加熱された前記感応部の熱損失の差から前記圧力を求める
   ことを特徴とする熱伝導真空計。
2. 前記通電加熱部は、前記感応部を第１目標温度および該第１目標温度とは異なる第２目標温度に加熱し、
   前記演算部は、前記第１目標温度に加熱された前記感応部の熱損失と前記第２目標温度に加熱された前記感応部の熱損失との差から前記圧力を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱伝導真空計。
3. 前記通電加熱部は、ホイートストンブリッジ回路および該ホイートストンブリッジ回路を駆動する駆動回路からなり、前記感応部の抵抗値が前記第１目標温度に対応する第１抵抗値および前記第２目標温度に対応する第２抵抗値となるように前記感応部を通電する
   ことを特徴とする請求項２に記載の熱伝導真空計。
4. 前記通電加熱部は、可変電圧源からなり、
   前記可変電圧源は、前記感応部の温度が前記第１目標温度および前記第２目標温度となるような範囲で、前記感応部に印加する電圧を変化させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の熱伝導真空計。
5. 前記通電加熱部は、可変電流源からなり、
   前記可変電流源は、前記感応部の温度が前記第１目標温度および前記第２目標温度となるような範囲で、前記感応部に供給する電流を変化させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の熱伝導真空計。
6. 感応部と、前記感応部を通電によって加熱する通電加熱部と、加熱された前記感応部の熱損失から圧力を求める演算部とを備えた熱伝導真空計であって、
   前記感応部は、第１感応部および第２感応部を含み、
   前記通電加熱部は、前記第１感応部を加熱する第１通電加熱部および前記第２感応部を加熱する第２通電加熱部を含み、
   前記第１通電加熱部は、前記第１感応部を予め設定された第１目標温度に加熱し、
   前記第２通電加熱部は、前記第２感応部を前記第１目標温度とは異なる予め設定された第２目標温度に加熱し、
   前記演算部は、前記第１目標温度に加熱された前記第１感応部の熱損失と前記第２目標温度に加熱された前記第２感応部の熱損失との差から前記圧力を求める
   ことを特徴とする熱伝導真空計。
7. 前記第１通電加熱部は、第１ホイートストンブリッジ回路および該第１ホイートストンブリッジ回路を駆動する第１駆動回路からなり、前記第１感応部の抵抗値が前記第１目標温度に対応する第１抵抗値となるように前記第１感応部を通電し、
   前記第２通電加熱部は、第２ホイートストンブリッジ回路および該第２ホイートストンブリッジ回路を駆動する第２駆動回路からなり、前記第２感応部の抵抗値が前記第２目標温度に対応する第２抵抗値となるように前記第２感応部を通電する
   ことを特徴とする請求項６に記載の熱伝導真空計。

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