JP6772391B2 - 電離真空計及び制御装置 - Google Patents
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Description
前記測定子は、電子放出源と、グリッドと、コレクタとを有する。
前記制御部は、駆動回路と、グリッド電源と、イオン電流検出回路と、電位制限回路とを有する。前記駆動回路は、前記電子放出源を駆動する駆動電源を含み、前記電子放出源と前記グリッドとの間に流れるエミッション電流が一定となるように前記駆動電源を制御する。前記グリッド電源は、前記グリッドを所定のグリッド電位に維持する。前記イオン電流検出回路は、前記コレクタに流入するイオン電流を検出する。前記電位制限回路は、前記駆動回路と前記グリッド電源との間に接続され、前記電子放出源の電位を前記コレクタの電位よりも高い第1の電位と前記グリッド電位よりも低い第2の電位との間の所定範囲に維持する。
前記駆動回路は、前記電子放出源を駆動する駆動電源を含み、前記電子放出源と前記グリッドとの間に流れるエミッション電流が一定となるように前記駆動電源を制御する。
前記グリッド電源は、前記グリッドを所定のグリッド電位に維持する。
前記イオン電流検出回路は、前記コレクタに流入するイオン電流を検出する。
前記電位制限回路は、前記駆動回路と前記グリッド電源との間に接続され、前記電子放出源の電位を前記コレクタの電位よりも高い第1の電位と前記グリッド電位よりも低い第2の電位との間の所定範囲に維持する。
本実施形態の電離真空計100は、測定子10と、制御装置としての制御部20とを備える。
制御部20は、フィラメント11を駆動する駆動回路21と、グリッド12をグリッド電位に維持するグリッド電源22と、コレクタ13を流れるイオン電流を検出するイオン電流検出回路(電流計)23とを有する。
電離真空計100の通常駆動時の電位障壁構造を図2に示す。
フィラメント11には、グリッド12に印加されたグリッド電位により、電解の勾配がかけられており、フィラメント11から放出された多数の電子はグリッド12へ向かって移動する。一部の電子は、フィラメント11とケース14間の電位の低い位置を通り、グリッド12周囲の飛跡をたどり、最終的にはグリッド12に到達する。電子の加速エネルギーはグリッド12付近で最大となり、電子が雰囲気中の気体分子の電離断面積が最大となる加速エネルギーを持った際に雰囲気中の気体分子と衝突すると、気体分子が最も効率よくイオン化する。イオン化された気体分子はフィラメント11の電位よりも勾配の急峻なコレクタ13へ向かい、コレクタ13で供給される電子と再結合し、イオン電流検出回路23においてイオン電流として計測される。
P=Ii/(S×Ie) …(1)
ここで、Pは圧力(Pa)、Iiはイオン電流(A)、Ieはエミッション電流(A)、Sは感度である。
圧力演算部30において算出された圧力値は、表示部Mを介して表示される。
一方、フィラメント加熱電源211とグランドとの間のインピーダンスが比較的高いため、フィラメント11の駆動時やフィラメント電流レンジの切り替え時に、フィラメント11に突入電流が流れてフィラメント電位が一時的に大きく変動してしまう場合がある。
図1に示すように、制御部20は、電位制限回路28を有する。電位制限回路28は、駆動回路21とグリッド電源22との間に接続される。電位制限回路28は、フィラメント11の電位をコレクタ13の電位よりも高い第1の電位V1と、グリッド12の電位よりも低い第2の電位V2との間の所定範囲に維持するように構成される。
11…フィラメント
12…グリッド
13…コレクタ
14…ケース
20…制御部
21…駆動回路
22…グリッド電源
23…イオン電流検出回路
28…電位制限回路
30…圧力演算部
100…電離真空計
211…フィラメント加熱電源
212…抵抗素子
213…電流電圧変換器
281…第1の分圧抵抗
282…第2の分圧抵抗
283…第1の整流素子
284…第2の整流素子
Claims (4)
- 電子放出源と、グリッドと、コレクタとを有する測定子と、
前記電子放出源を駆動する駆動電源を含み前記電子放出源と前記グリッドとの間に流れるエミッション電流が一定となるように前記駆動電源を制御する駆動回路と、
前記グリッドを所定のグリッド電位に維持するグリッド電源と、
前記コレクタに流入するイオン電流を検出するイオン電流検出回路と、
前記駆動回路と前記グリッド電源との間に接続され、前記電子放出源の電位を前記コレクタの電位よりも高い第1の電位と前記グリッド電位よりも低い第2の電位との間の所定範囲に維持する電位制限回路と
を有する制御部と
を具備し、
前記電位制限回路は、
前記グリッド電位を前記第1の電位に分圧する第1の分圧抵抗と、
前記グリッド電位を前記第2の電位に分圧する第2の分圧抵抗と、
前記駆動回路と前記第1の分圧抵抗との間に接続された第1の整流素子と、
前記駆動回路と前記第2の分圧抵抗との間に接続された第2の整流素子と、を有する
電離真空計。 - 請求項1に記載の電離真空計であって、
前記駆動回路は、前記エミッション電流から前記電子放出源の電位を生成する抵抗素子と、前記抵抗素子を流れる電流が所定の値となるように前記駆動電源を制御する電流電圧変換器と、を有する
電離真空計。 - 請求項1又は2に記載の電離真空計であって、
前記エミッション電流と前記イオン電流とに基づいて圧力値を演算する演算部をさらに具備する
電離真空計。 - 電子放出源と、グリッドと、コレクタとを有する電離真空計用の制御装置であって、
前記電子放出源を駆動する駆動電源を含み、前記電子放出源と前記グリッドとの間に流れるエミッション電流が一定となるように前記駆動電源を制御する駆動回路と、
前記グリッドを所定のグリッド電位に維持するグリッド電源と、
前記コレクタに流入するイオン電流を検出するイオン電流検出回路と、
前記駆動回路と前記グリッド電源との間に接続され、前記電子放出源の電位を前記コレクタの電位よりも高い第1の電位と前記グリッド電位よりも低い第2の電位との間の所定範囲に維持する電位制限回路と
を具備し、
前記電位制限回路は、
前記グリッド電位を前記第1の電位に分圧する第1の分圧抵抗と、
前記グリッド電位を前記第2の電位に分圧する第2の分圧抵抗と、
前記駆動回路と前記第1の分圧抵抗との間に接続された第1の整流素子と、
前記駆動回路と前記第2の分圧抵抗との間に接続された第2の整流素子と、を有する
制御装置。
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