JPH07151816A - フィラメント劣化状態測定方法及びフィラメント交換時期指示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィラメントの劣化状態を測定する方法と、
そのフィラメントの交換時期を示す方法を提供する。 【構成】 フィラメント２にフィラメント電流Ｉfを通
電して熱電子１０を放出させる際、エミッション電流Ｉ
eを一定に保つためフィラメント電流Ｉfを制御すると共
にその値を検出してフィラメントの劣化状態を測定し、
また、測定した劣化状態と予め設定された劣化状態とを
比較して、フィラメント２の交換時期を指示すことを特
徴とする。 【効果】 真空を破壊することなく、また、フィラメン
トの使用される真空装置を稼働状態におきながらフィラ
メントの劣化状態が測定でき、また、交換時期を指示す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】真空中に置かれたフィラメントか
ら放出される熱電子を用いる技術分野一般に広く用いる
ことができる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フィラメントを真空中に置
き、これにフィラメント電流を通電して加熱し、高温状
態にして熱電子を放出させることは行われており、この
熱電子を測定試料に照射して試料表面の拡大像を得たり
(電子顕微鏡)、熱電子を気体分子に衝突させ、これによ
り生成したイオンの数を計測して、そのフィラメントの
置かれた雰囲気の真空度を測定したり(熱陰極型電離真
空計)、真空機器のリークの有無を判別したり(リークデ
ィテクター)、生成イオンをマスフィルタにかけて残留
ガスの成分を測定し、その組成を分析したり(四重極質
量分析計)する等、広範な用途に供せられている。

【０００３】これらのうち、熱陰極管型電離真空計を例
にとり、フィラメントにフィラメント電流が通電されて
発熱し、熱電子が放出される状態を説明する。

【０００４】一般に、熱陰極型電離真空計は高真空領域
の圧力測定では欠かすことのできない真空計であり、フ
ィラメントから放出された熱電子が気体分子に衝突して
生成せしめたイオンをイオンコレクタで収集し、その時
に該イオンコレクタに流れた電流の大きさを測定し、こ
れにより生成イオンの数を計測して気体の密度、即ち真
空度の測定を行っている。

【０００５】この熱陰極型電離真空計の構造を図３に示
す。ａはフィラメント電流の通電により発熱して熱電子
を放出するフィラメントであり、グリッドｂ(陽極)とイ
オンコレクタｃと共にガラス管４内に気密に保持されて
いる。

【０００６】この熱陰極型電離真空計は、成膜装置等の
真空機器に気密に取り付けられており、その真空系の真
空度を計測しうるように、前記ガラス管４の内部はその
真空機器内と同じ真空系に置かれている。

【０００７】前記フィラメントａと前記グリッドｂの間
には電圧が印加されており、フィラメントａから放出さ
れた熱電子はグリッドｂに向かって加速される。この放
出された熱電子は、飛行中に残留気体分子と衝突すると
これを電離させ、正イオンと電子を生成せしめつつ前記
グリッドｂに到達し、前記フィラメントａと前記グリッ
ドｂの間にエミッション電流Ｉeを生じさせる。

【０００８】一方、前記イオンコレクタｃは前記グリッ
ドｂより低い電位に置かれており、従って、前記生成し
た正イオンはイオンコレクタｃに捕らえられ、他方、電
子は高い電位に置かれたグリッドｂに捕らえられ、イオ
ンコレクタｃとグリッドｂの間にイオン電流Ｉiを生じ
させる。

【０００９】この時、前記フィラメントａから放出され
る熱電子の数、即ちエミッション電流Ｉeの大きさを一
定に保っておけば、前記イオン電流Ｉiの大きさは残留
気体の密度に比例するようになる。従って、このイオン
電流Ｉiの大きさを測定することは残留気体の密度を計
測することと等価であり、これによりフィラメントａが
置かれた真空系の真空度を測定することが可能となる。

【００１０】ところで、一般的な熱陰極型電離真空計で
は、図３に示すように、グリッドｂがフィラメントａを
中心として螺旋状に巻かれている。この螺旋の間隔は、
例えば３mm程度等、放出電子の大きさよりも極めて大き
くなるように構成されている。このように、前記螺旋の
間隔が極めて広いため、加速された電子は直ちにグリッ
ドｂに捕えられずに、むしろグリッドｂの周辺を何回も
往復して漸くグリッドｂに到達すると考えられる。そし
て、このような往復の回数が多い程熱電子の飛行距離も
長くなり、同じ大きさのエミッション電流で生成しうる
イオンの数、即ちイオン生成確率が高まるので、効率の
面からは好ましい。

【００１１】但し、前述したように、熱陰極型電離真空
計ではエミッション電流Ｉeの大きさを一定に保つ必要
がある。このため前記エミッション電流Ｉeの電流の値
を測定すると共に、フィラメント電流Ｉfの供給源にフ
ィードバック系を接続し、これによりフィラメント電流
Ｉfを制御して、エミッション電流Ｉeを一定値に保って
いる。

【００１２】このような熱陰極型電離真空計は成膜装置
内の成膜条件を監視したり、プロセスフローの制御を行
う場合の真空度の測定等に広く用いられており、例えば
スパッタ装置や蒸着装置等の他、真空を取り扱う機器に
は広く不可欠のものとなっている。

【００１３】しかしながら、かかるフィラメントは無限
に寿命があるものではなく、通電量の増加により徐々に
劣化して、ついには断線して使用不能となったり、所定
のエミッション電流が得られなくなって使用不能となっ
たりする等、一定の寿命を有している。

【００１４】例えばタングステン(Ｗ)フィラメント等の
金属フィラメントでは、通電量の増加、即ち通電時間の
経過により劣化し、所望のエミッション電流を得るため
に必要なフィラメント電流は減少するが、ある時突然断
線に到り使用不能となることが一般に知られている。

【００１５】一方、例えばイリジウム(Ｉｒ)母材の表面
に酸化トリウム(ＴｈＯ₂)や酸化イットリウム(Ｙ₂Ｏ₃)
等の酸化物をコーティングしたフィラメントでは、劣化
の進行につれて所望のエミッション電流を得るために必
要なフィラメント電流が増加することが知られており、
劣化の進行に伴って、所望のエミッション電流を得るた
めに必要なフィラメント電流を電源が供給できなるとそ
のフィラメントは使用不能となってしまうので、事実上
寿命が尽きることとなる。

【００１６】ところで、そのような劣化現象は、フィラ
メントの通電時間の経過により進行するので、フィラメ
ントへの通電を行っている最中に突然使用不能状態が発
生するのが普通であり、熱陰極形電離真空計ではフィラ
メント交換が不可能な真空度の測定中に、四重極管質量
分析器では真空系の残留ガス分析中に、電子顕微鏡では
試料の観察中によく発生する。そして、この使用不能状
態が発生すると、一旦真空を破壊してフィラメントを交
換し、再度真空状態を作って作業を再開しなければなら
ない等、作業に支障を来してしまう。

【００１７】特に、熱陰極型電離真空計においては、タ
ングステンフィラメントが断線すると、真空が破壊され
た状態を示す信号と同様の信号を発生させてしまうため
事態は一層深刻である。即ち、成膜装置等の真空機器に
はインターロック等の安全装置が設けられているのが普
通であり、真空が破壊された状態を示す信号がこの安全
装置を作動させると装置の運転を緊急停止させてしまう
こととなる。そして、かかる緊急停止があった場合は、
実際には真空状態が破壊されていなくても、その時に真
空機器内にあった製品が不良品になってしまう等、損害
を被ることも少なくなかった。

【００１８】このように、従来技術ではフィラメントの
使用中にその寿命が突然に尽きるため、その前にフィラ
メントの劣化状態を知る技術の開発が望まれていた。し
かも、金属フィラメントと酸化物がコーティングされた
フィラメントでは、その寿命も、前者は断線で、後者は
電源の電流供給能力で決まるため、これらを統一的に取
り扱う技術が不可欠であるとされた。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合に鑑みて創作されたもので、その目的は、真空
状態を破壊しなくてもフィラメントの劣化状態を測定す
ることができるフィラメント劣化状態測定方法を提供す
ることにあり、また、その測定したフィラメントの劣化
状態と予め設定された状態とを比較して、フィラメント
の交換時期を示すフィラメント交換時期指示方法を提供
することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、フィラメント電流の通電によ
り発熱して熱電子を放出するフィラメントの、通電量の
増加により劣化する状態を測定するフィラメント劣化状
態測定方法であって、前記フィラメントを真空雰囲気に
置き、前記フィラメント電流を制御して、前記熱電子の
流れにより作られるエミッション電流を所望の大きさに
保ったときの前記フィラメント電流の大きさを検出して
そのフィラメントの劣化状態を測定することを特徴と
し、請求項２記載の発明は、フィラメント電流の通電に
より発熱して熱電子を放出するフィラメントの、通電量
の増加により劣化する状態を測定するフィラメント劣化
状態測定方法であって、前記フィラメントを真空雰囲気
に置き、前記フィラメント電流を制御して、前記熱電子
の流れにより作られるエミッション電流を所望の大きさ
に保ったときの前記フィラメント電流の大きさを検出し
てそのフィラメントの劣化状態を測定し、該フィラメン
トの劣化状態と、予め設定された劣化状態とを比較して
フィラメントの交換時期を示すことを特徴とする。

【００２１】

【作用】フィラメントにフィラメント電流を通電すれ
ば、ジュール熱が発生してそのフィラメントは発熱す
る。このとき、そのフィラメントが真空状態に置かれて
いれば、熱電子が放出されるので、この熱電子の流れに
よりエミッション電流が形成される。

【００２２】前記フィラメント電流を調節し温度制御を
行えば、前記熱電子の放出量を調節することができるの
で、これにより前記エミッション電流を所望の大きさに
保つことができる。そして、通電量の増加に従って前記
フィラメントは劣化するが、所望のエミッション電流を
保つために必要なフィラメント電流の大きさは、使用し
たフィラメントがタングステンフィラメント等の金属フ
ィラメントであれば劣化に伴って減少し、酸化物をコー
ティングしたフィラメントであれば劣化に伴って増加す
るので、フィラメントに通電している状態でフィラメン
ト電流の大きさを検出すれば、使用フィラメントの種類
に基いて、フィラメントの劣化状態を測定することがで
きる。

【００２３】更に、前記エミッション電流の制御限界
や、電源能力等により決まる使用限界の劣化状態を予め
設定しておき、その劣化状態と、測定した劣化状態とを
比較すれば、フィラメントの交換時期を示すことができ
る。

【００２４】

【実施例】本発明の実施例を、図１に示す熱陰極型電離
真空計を用いて説明する。図１を参照して、２は熱陰極
型電離真空計のフィラメントであり、その一端は第１電
流計３を介して可変電源４のプラス端子側に接続されて
おり、他端は前記可変電源４のマイナス端子側に接続さ
れると共に第２電流計５を介して接地されており、該フ
ィラメント２は、グリッド１１、イオンコレクタ１６と
共に真空状態に置かれている。前記可変電源４の起動に
より前記フィラメント２にフィラメント電流Ｉfが流れ
ると、フィラメント２は発熱し、熱電子１０が放出され
るようになる。

【００２５】前記グリッド１１は、マイナス端子側を接
地させた電源１２のプラス端子に接続され、前記フィラ
メント２に対して高い電位に設定されている。従って、
前記フィラメント２から放出された熱電子１０は該グリ
ッド１１に向けて加速され、前記グリッド１１に到達し
てエミッション電流Ｉeを生じさせる。該熱電子１０は
また、前記グリッド１１に到達する前に、気体分子に衝
突するとこれを電離させ、正イオン１４と電子を生成さ
せる。

【００２６】前記イオンコレクタ１６は第３電流計１７
を介して接地されており、前記グリッド１１に対して低
い電位に設定されているので、このとき生成された正イ
オン１４は該イオンコレクタ１６に集められる。また、
同時に生成された電子は電位の高い前記グリッド１１に
集められるから、前記グリッド１１と前記イオンコレク
タ１６の間にイオン電流Ｉiが生じるので、前記第３電
流計１７でその値を検出すれば、前記フィラメント２、
前記グリッド１１及び前記イオンコレクタ１６が置かれ
た真空系の真空度を測定することができる。

【００２７】このとき、前記エミッション電流Ｉeの値
が一定でないと、フィラメントが置かれた真空系の真空
度に変化がなくても、前記イオン電流Ｉiの値が変わっ
てしまい、真空度の測定が行えなくなる。

【００２８】そこで、前記第２電流計と前記可変電源４
の間に比較器２１を設け、基準信号発生器２２の出力す
る信号を所望のエミッション電流Ｉeの大きさに設定し
ておいて、この信号値と、前記第２電流計５で測定した
実際に流れているエミッション電流Ｉeの値とを前記比
較器２１に入力し、両信号値を比較して誤差分を打ち消
すように前記可変電源４の出力値を変化させ、前記フィ
ラメント電流Ｉfの値を制御することで、前記エミッシ
ョン電流Ｉeを所望の大きさに保つようにしている。な
お、このようにエミッション電流Ｉeを所望の大きさに
保つ必要があるのは、四重極管質量分析器や電子顕微鏡
においても同様である。

【００２９】ところで、一般に、タングステンフィラメ
ントの線径は、特にその熱電子を放出している部分は、
通電量の増加、即ち使用時間の経過につれて細くなって
いき、ついには真空度の測定中等のフィラメント通電中
に突然断線してしまう。このような不都合を回避するた
めには、フィラメント使用前、即ちフィラメント周囲の
雰囲気を真空状態にする前に、フィラメントの線径を直
接測定したり、フィラメントの抵抗値を測定して線径を
求めたりすることも理論上は可能である。

【００３０】しかしながら、フィラメント周囲にはグリ
ッドが配置されていたり、フィラメントが容器内に納め
られていたりする等、現実には直接線径を測定すること
は不可能である。また、常温ではフィラメントの抵抗値
自体が小さいため、真空機器に取り付けられたフィラメ
ントの経時変化を正確に測定することは困難である。一
方、フィラメントを加熱して抵抗値を測定する場合に
は、大気中で行うとフィラメント自体が燃え尽きてしま
うため、結局は真空度を測定するときと同じ状態に置か
なければ抵抗値の測定が行えない。

【００３１】そこでフィラメントの劣化状態を測定する
ために線径や抵抗値に代わる物理量を検出することが必
要になる。

【００３２】ところで、フィラメント電流Ｉfとその時
にフィラメントから放射される熱量Ｑ（Ｗ／ｍ²）との
間には、真空中では次の関係があることが知られてい
る。

【００３３】

【数１】

【００３４】ここで、ρは比抵抗（Ω・ｍ）、ｒは半径
（ｍ）（線径は ２・ｒ となる。）である。

【００３５】上式において、エミッション電流を一定に
保っている間はフィラメント電流も一定であるので、フ
ィラメントから放射される熱Ｑは理想的には一定であ
る。従って、フィラメント電流Ｉfとフィラメントの半
径ｒとの間には次の関係が成立することとなる。

【００３６】

【数２】

【００３７】しかしながら上式は、真空度を考慮してい
ない理論式である。即ち、フィラメントが真空状態に置
かれていても、現実には真空中にも残留気体分子が存在
するため、フィラメントとこの残留気体分子との間で熱
交換が生じると、フィラメント電流Ｉfと半径ｒとの関
係が(２)式からずれる虞がある。

【００３８】そこで、予め用意した種々の線径のタング
ステンフィラメントを用いて真空度Ｐを変化させ、フィ
ラメントの線径 ２・ｒ とフィラメント電流Ｉfの関係
に与える残留気体(真空度)の影響を測定した。この時は
エミッション電流Ｉeが１ｍＡに成るようにフィラメン
ト電流Ｉfを制御しており、その測定結果を表１に示
す。

【００３９】 （圧力Ｐの単位はパスカル）圧力Ｐ(単位 パスカル)が
変わってもフィラメント電流Ｉfと線径 ２・ｒ との間
の関係に大きな変化はないことがわかる。なお、このと
きの周囲温度は２０〜２６℃、測定ガスはＮ₂であり、
測定は、フィラメントに３時間以上通電した後に行っ
た。

【００４０】なお、表１をグラフ化したものを図４に示
す。

【００４１】表１の測定値と(１)、(２)式から算出され
るフィラメント電流Ｉfの理論値とを比較する。測定値
には表１の圧力１×１０^{- 3}パスカルのものを用いて対
比して記載すると表２のようになる。

【００４２】 この測定値と理論値とをグラフ化すると図５のようにな
る。理論値は実線で表し、測定値は白丸（○）で示す。

【００４３】図５からわかるように、タングステンフィ
ラメントの場合は、エミッション電流Ｉeを一定に保っ
ていれば、フィラメント電流Ｉfはフィラメントの線径
２・ｒ に依存する量となる。このように、真空度が多
少異なっても、測定値は理論式に良く一致している。従
って、フィラメント電流Ｉfを測定すれば、フィラメン
ト線径 ２・ｒ を検出することができることとなる。

【００４４】次に、タングステンフィラメントの線径
２・ｒ とそのフィラメントの劣化状態の関係を検討す
る。

【００４５】エミッション電流Ｉeの大きさに支配的な
要因は、物理的には熱電子を放出するフィラメントの温
度であり、従って、エミッション電流Ｉeを一定に保つ
ことはフィラメントの温度を一定に保つことと等価であ
ると言える。ところが、タングステンフィラメント等の
金属フィラメントにおいては、前記エミッション電流Ｉ
eはフィラメントの全長に亘って放出されているのでは
ない、と考えられている。即ち、フィラメントの中でも
周囲に比して特に温度が高い部分から熱電子が主として
放出されるからであり、そのような高温部分はフィラメ
ントのうちで線径が細い部分である、と予想される。細
い部分は抵抗値が大きいため、通電した場合には、周囲
に比して特にその部分だけが高温になり易いからであ
り、そして、高温部分は残留気体との反応、蒸発も激し
いので、線径の細い部分は一層細くなり、そして、細く
なると更にその部分の温度が上がり易くなるという正帰
還ループが形成され、最終的に断線に到ると考えられ
る。

【００４６】これをエミッション電流Ｉeとフィラメン
ト電流Ｉfの関係に置き換えてみると、タングステンフ
ィラメント等の金属フィラメントを使用してエミッショ
ン電流Ｉeを所望の一定値に保つ場合には、熱電子を放
出する部分のフィラメントの温度は一定である。そし
て、劣化の進行につれて、フィラメントのうち熱電子を
放出する部分の線径が次第に細くなるため、その部分を
所定温度にするために必要なフィラメント電流Ｉfは次
第に小さくなっていくこととなる。従って、このフィラ
メント電流Ｉfの大きさを測定することが、フィラメン
トのうちの最も細い部分の線形を測定していることとな
り、それはフィラメントの劣化状態を測定していること
と等価である。

【００４７】そこで、一本のタングステンフィラメント
を使用して、これに継続して通電を行う場合のフィラメ
ント電流Ｉfの経時変化を測定した。この時の測定圧力
は約３×１０^{- 1}(パスカル)であり、周温を２０〜２６
℃に設定した。但し、表１におけるのと異なり、Ａｒに
２０％のＯ₂を添加した測定ガスを用い、一種の加速試
験と言える状態でフィラメント電流Ｉfの経時変化の状
態を測定した。

【００４８】測定結果を図２に示す。白丸（○）は測定
値であり、実線は測定値のうちで線形性が保たれている
ものを結んだ理想直線である。通電時間の経過につれ、
フィラメントは劣化し、所定のエミッション電流Ｉeを
流すのに必要なフィラメント電流Ｉfが減少している。

【００４９】上記測定状態と同じ状態で、このフィラメ
ントと異なる線径のフィラメントを用いてフィラメント
電流Ｉfの測定を行う場合でも、例えばフィラメント電
流Ｉfの初期値が約３Ａのフィラメントは、図２の経過
時間１０ｈの点から劣化が開始され、そのフィラメント
電流Ｉfは前記直線に従った変化をすることが確認され
ている。

【００５０】そして図２では、劣化の進行につれ、フィ
ラメント電流Ｉfの大きさが１Ａを下回ったところのＳ₁
点で断線に至っているが、前記フィラメント電流Ｉfの
値が約１．８Ａになった時(Ｓ₂点)を超えて通電する
と、測定値が前記理想直線から乖離し初めていることが
わかる。この理想直線からの乖離は、フィラメントに電
流を供給する電源の能力や、フィードバック系等の電流
制御系の性能により決まるものである。従って、この電
源と電流制御系を用いて、エミッション電流Ｉeを所望
の大きさに保つ実際の使用状態において、フィラメント
電流Ｉfを適宜検出していることで、そのフィラメント
の劣化状態を測定できるばかりでなく、その劣化状態と
前記Ｓ₂点における状態(ここでは電流値１．８Ａ)との
比較を行い、測定状態が前記Ｓ₂点の状態になった時を
フィラメントの交換時期として指示すれば、エミッショ
ン電流Ｉeの制御性の良い範囲内でフィラメントを使用
することができるので、このフィラメントを用いて測定
した真空度等の精度も良く、また、真空度測定中等のフ
ィラメントへの通電中に突然断線するようなこともな
い。

【００５１】具体的には図１において、フィラメント電
流Ｉfの電流値を測定する第１電流計３に表示部を設
け、フィラメントの劣化状態をフィラメント電流Ｉfの
大きさとして表示すると共に、制御部３１にこのフィラ
メント電流Ｉfの電流値を入力し、その値と、予め設定
しておいた前記Ｓ₂点のフィラメント電流の値とを、制
御部３１の内部に設けた比較器で比較して、使用中のフ
ィラメントが前記Ｓ₂点に到るまで劣化したか否かを検
出し、交換時期に到った時はその旨を表示装置３２で表
示するように構成した。

【００５２】このように、エミッション電流Ｉeを所望
の大きさに保つ場合は、その時のフィラメント電流Ｉf
を検出して使用中のフィラメントの劣化状態を測定でき
る。そして一般的に、フィラメント電流Ｉfの大きさ
は、フィラメントの初期状態での線径の大きさによら
ず、測定時のフィラメントの最も細い部分の線径で決定
されると考えられるから、異なる種類の線径のフィラメ
ントについても、エミッション電流Ｉeを同じ大きさで
使用するのであれば、フィラメント電流Ｉfを検出する
ことは、そのフィラメントの客観的な劣化状態測定して
いると言える。

【００５３】一方、例えばイリジウム(Ｉｒ)母材の表面
に酸化トリウム(ＴｈＯ₂)や酸化イットリウム(Ｙ₂Ｏ₃)
等の酸化物をコーティングしたフィラメントでは、通電
時間の経過につれて進行する劣化状態は、主として酸化
物の剥離や蒸発等の酸化物の脱落に起因する。しかしな
がら、そのような脱落がフィラメントの高温部、即ち熱
電子の放出能力が高い部分で生じているとは限らず、従
って、酸化物の脱落が生じている部分の位置と、熱電子
の放出能力が高い部分の位置との相対的な位置関係が異
なると、エミッション電流Ｉeを一定に保った場合のフ
ィラメント電流Ｉfの変化の様子が異なり得る。しかも
酸化物が脱落して全く消失した裸線部分から熱電子が放
出される状態もあり得るため、この点で金属フィラメン
トよりも劣化現象は複雑であり、線径や酸化物の脱落状
態と熱電子の放出状態とを正確に関連づけて捉えるのは
困難である。

【００５４】しかしながら経験上、酸化物がコーティン
グされたフィラメントの場合は、劣化の進行に伴って、
エミッション電流Ｉeを一定値に保つ場合に必要なフィ
ラメント電流Ｉfの大きさは増加することが知られてい
る。従って、図１に示した熱陰極型電離真空計に、この
ような酸化物がコーティングされたフィラメントを使用
するような場合には、前記第１電流計３の検出するフィ
ラメント電流Ｉfが大きくなるにつれて劣化が進行して
いることとなる。そして、このフィラメント電流Ｉf
が、電源の電流供給能力を超えて大きくなると、そのフ
ィラメントは事実上使用できなくなる。そのような事態
を回避するためには、前記制御部３１内の基準信号に、
電源が供給し得る電流の上限を示す大きさを予め設定し
ておき、この基準信号と、検出したフィラメント電流Ｉ
fの大きさとを比較して、フィラメント電流Ｉfの値が増
加して前記基準信号に達したときをフィラメント交換時
期として、前記表示装置３２でその旨を表示するように
構成すればよい。

【００５５】なお、熱電子を放出させるためにフィラメ
ントに流すフィラメント電流Ｉfは必ずしも直流である
必要はなく、例えば交流や、その導通角が制御されたも
のでもよい。そして、そのようなフィラメント電流Ｉf
を制御してエミッション電流Ｉeを所望の大きさに保ち
たい場合には、前記第１電流計３はフィラメント電流の
実効値を測定するものを使用し、その実効値を検出して
フィラメントの劣化状態を測定するようにしてもよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、従来は不明であったフ
ィラメントの劣化状態を、フィラメントの使用を中断す
ることなく測定することができる。従って、真空を破壊
したりフィラメントを取り外したりする必要がない。

【００５７】また、使用中のフィラメントの劣化状態を
測定し、その状態と、予め定められた劣化状態とを比較
してフィラメントの交換時期を指示することができるの
で、真空度の測定中等のフィラメント使用中に突然フィ
ラメントが断線したり、必要なフィラメント電流が電源
の供給能力を超えてしまい、所望のエミッション電流を
流すことができなくなるようなことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を説明するための図

【図２】 通電によりフィラメント電流Ｉfが変化した
状態を示す図

【図３】 一般的な熱陰極型電離真空計の外形図

【図４】 真空度、フィラメントの線径、及びフィラメ
ント電流Ｉfの測定値をグラフ化した図

【図５】 フィラメントの線径とフィラメント電流Ｉf
の測定値と理論値の関係を示す図

【符号の説明】

２……フィラメント ３……電流計 １０…
…熱電子 １１……グリッド １４……正イオン １６
……イオンコレクタ ３１……制御部 ３２……表示装置 Ｉf……フィラメント電流 Ｉe……エミッション電流
Ｉi……イオン電流

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィラメント電流の通電により発熱して
   熱電子を放出するフィラメントの、通電量の増加により
   劣化する状態を測定するフィラメント劣化状態測定方法
   であって、 前記フィラメントを真空雰囲気に置き、前記フィラメン
   ト電流を制御して、前記熱電子の流れにより作られるエ
   ミッション電流を所望の大きさに保ったときの前記フィ
   ラメント電流の大きさを検出してそのフィラメントの劣
   化状態を測定することを特徴とするフィラメント劣化状
   態測定方法。
2. 【請求項２】 フィラメント電流の通電により発熱して
   熱電子を放出するフィラメントの、通電量の増加により
   劣化する状態を測定するフィラメント劣化状態測定方法
   であって、 前記フィラメントを真空雰囲気に置き、前記フィラメン
   ト電流を制御して、前記熱電子の流れにより作られるエ
   ミッション電流を所望の大きさに保ったときの前記フィ
   ラメント電流の大きさを検出してそのフィラメントの劣
   化状態を測定し、該フィラメントの劣化状態と、予め設
   定された劣化状態とを比較してフィラメントの交換時期
   を示すことを特徴とするフィラメント交換時期指示方
   法。