JPH10213509A

JPH10213509A - 圧力測定装置

Info

Publication number: JPH10213509A
Application number: JP2720097A
Authority: JP
Inventors: Akira Kaku; 明郭; Shizuo Nakamura; 静雄中村
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】真空計を併設しなくても広い圧力範囲が測定で
きる圧力測定装置を提供する。【解決手段】フィラメントＦとグリッドＧとコレクタＣ
とを有する真空計Ｖを用いて真空雰囲気の圧力測定を行
う際、フィラメント電流Ｉ_fに上限値Ｉ_fmaxを設けてお
き、低圧力範囲では、電離真空計動作により、エミッシ
ョン電流Ｉ_eが一定になるようにフィラメント電流Ｉ_fを
制限し、コレクタＣに流れるイオン電流Ｉ_iから圧力を
求める。高圧力範囲では、低圧力範囲よりフィラメント
Ｆの温度を下げ、ピラニ真空計動作を行わせ、フィラメ
ントＦが気体分子によって奪われた熱量から圧力を求め
る。高圧力範囲ではフィラメント電流Ｉ_fを上限値Ｉ_fma
xの定電流に制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空雰囲気の圧力
測定を行う技術分野に係り、特に、動作圧力範囲の広い
圧力測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空は、広い意味では通常の大気圧より
低い圧力の気体で満たされた空間を指しており、その真
空の圧力測定には、一般に、１０⁵Ｐａ〜１０^-1Ｐａ程
度の高圧力領域(低真空領域)ではピラニ真空計が用いら
れ、１０^-1Ｐａ以下の低圧力領域(高真空領域)では電離
真空計が用いられている。

【０００３】図１１の符号Ｖ₁で示すものは、従来技術
のピラニ真空計であり、ガラスで構成された測定管球Ｓ
₁内に、フィラメントＦ₁が配置されており、測定管球Ｓ
₁に設けられた気体導入口Ａ₁が図示しない真空槽に接続
され、その真空槽内に残留する気体分子を測定管球Ｓ₁
内に導入できるように構成されている。

【０００４】真空槽内を真空排気する場合、高圧力領域
では測定管球Ｓ₁内に気体分子Ｍ₁が多量に残留するた
め、フィラメントＦ₁に通電して発熱させると気体分子
Ｍ₁の衝突によって、フィラメントＦ₁から熱が奪われ
る。奪われる熱量は、気体分子Ｍ₁の密度、即ち測定管
球Ｓ₁内の圧力に比例するので、その熱量をフィラメン
トＦ₁の抵抗変化等から算出すると測定管球Ｓ₁内の圧力
測定を行うことが可能となる。

【０００５】他方、図１２の符号Ｖ₂で示すものは、従
来技術の電離真空計であり、ガラスで構成された測定管
球Ｓ₂内に、イオンコレクタＣ、フィラメントＦ、グリ
ッドＧの３つの電極が配置されている。測定管球Ｓは、
気体導入口Ａ₂によって、図示しない真空槽に接続され
ており、その真空槽内に残留する気体分子を測定管球Ｓ
₂内に導入できるように構成されている。

【０００６】低圧力領域において、グリッドＧ₂に正の
グリッド電圧を印加すると共にフィラメントＦ₂に通電
して加熱すると、フィラメントＦ₂からグリッドＧ₂に向
けて熱電子が放出される。その熱電子はグリッドＧ₂に
到達する前に、その近傍で往復運動をし、測定管球Ｓ₂
内に残留する気体分子と衝突し、電離によって正電荷の
イオンが生成される。

【０００７】最終的に熱電子がグリッドＧ₂に到達する
と、フィラメントＦ₂とグリッドＧ₂との間にエミッショ
ン電流が流れるが、コレクタＣ₂に負の電圧を印加して
おくと、正電荷のイオンはコレクタＣ₂で捕集され、グ
リッドＧ₂とコレクタＣ₂との間にイオン電流が流れる。

【０００８】グリッド電圧を定電圧に、エミッション電
流を定電流にしておくと、グリッドＧ近傍で往復運動を
する熱電子の密度が一定になり、生成するイオンの量が
測定管球Ｓ₂内の気体分子の密度、即ち圧力に比例する
ようになるので、コレクタＣ₂を流れるイオン電流の大
きさを測定することで、測定管球Ｓ₂内の圧力を測定す
ることが可能となる。

【０００９】このような電離真空計には種々のものが開
発されており、特殊なものには、熱電子を少なくするこ
とで、１０^-1Ｐａ以下の低真空度(高圧力)を測定できる
ようにしたシュルツ型電離真空計や、軟Ｘ線の影響を低
減することで、１０^-8Ｐａ以上の高真空度(低圧力)を測
定できるようにしたベヤード−アルパート型電離真空計
等があり、測定対象の圧力範囲に応じて適切なタイプの
電離真空計を選択できるようになっている。

【００１０】しかしながら電離真空計Ｖ₂のフィラメン
トＦ₂は、圧力が高い雰囲気中、特に、酸素や水分等を
多く含む雰囲気中で高温に加熱すると、劣化したり、焼
損による断線を起こしてしまう。断線が起こった場合、
フィラメントＦ₂の交換作業は非常に煩雑である。

【００１１】他方、上述のピラニ真空計Ｖ₁では、真空
槽の槽壁からの輻射熱を受けたり、フィラメントＦ₁自
身の熱輻射や熱伝導による熱損失等があるため、低圧力
領域では気体分子が関与しない温度変化要因の影響が大
きくなり、測定精度が悪化してしまう。

【００１２】そこで従来技術では、一つの真空槽にピラ
ニ真空計Ｖ₁と電離真空計Ｖ₂とを併設し、圧力測定を行
う際、高圧力範囲ではピラニ真空計Ｖ₁を、低圧力範囲
では電離真空計Ｖ₂を動作させ、２台の真空計を切り替
えて使用することで広範囲の圧力を測定できるようにし
ていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら２台の真
空計を併設する場合、コスト高になり、また、メンテナ
ンス作業が煩雑なものとなってしまう。従って、１台の
真空計で広い範囲の圧力を測定できる圧力測定装置の開
発が望まれている。

【００１４】本発明は上記従来技術の不都合を解決する
ために創作されたもので、その目的は、測定圧力範囲の
広い圧力測定装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】一般に、電離真空計で
は、フィラメント温度は８００℃以上になるため、酸素
分子や水分子等の腐食性物質の量が多い高圧力領域で使
用しようとすると、フィラメントが劣化や断線を引き起
こしてしまう。従って、電離真空計は低圧力範囲でしか
使用できず、高圧力範囲においては、ピラニ真空計のよ
うに、フィラメントを高温に加熱せずに、その熱損失か
ら圧力測定を行う真空計が使用されていた。

【００１６】本発明の発明者等は、高圧力範囲であって
も、フィラメントの温度を低下させれば、電離真空計と
同様の構成の真空計で、ピラニ真空計の機能を持たせら
れることを見出した。

【００１７】本発明は、上記知見に基づいて創作された
ものであり、その請求項１に記載された発明は、フィラ
メントとグリッドとコレクタとを有する真空計を制御し
て真空雰囲気の圧力測定を行う圧力測定装置であって、
前記グリッドに電圧を印加すると共に前記フィラメント
にフィラメント電流を流し、前記フィラメントから熱電
子を放出させ、前記フィラメント電流の大きさを制御し
て前記フィラメントとグリッドの間に定電流のエミッシ
ョン電流を流し、前記熱電子によって生成されたイオン
を前記コレクタで捕集し、前記コレクタに流れるイオン
電流を検出して圧力を測定する電離真空計動作と、前記
電離真空計動作を行うときよりも前記フィラメントの温
度を下げ、前記フィラメントが気体分子によって奪われ
た熱量から圧力を測定するピラニ真空計動作とを切り替
えて行えるように構成されたことを特徴とする。

【００１８】この請求項１圧力測定装置については、請
求項２記載の発明のように、前記電離真空計動作とピラ
ニ真空計動作との切り替えを、前記フィラメント電流を
検出して行うように構成することができる。

【００１９】また、請求項１又は請求項２のいずれか１
項記載の圧力測定装置については、請求項３記載の発明
のように、前記フィラメント電流に上限値を設けること
ができる。

【００２０】その上限値は、請求項４記載の発明のよう
に、前記ピラニ真空計動作を行う圧力範囲では、前記フ
ィラメントを断線させない値に設定するとよい。

【００２１】また、前記ピラニ真空計動作では、請求項
５記載の発明のように、前記フィラメント電流が前記上
限値の大きさの定電流になるように制御するとよい。

【００２２】上述の本発明の構成によれば、フィラメン
トとグリッドとコレクタとを有する真空計を制御して真
空雰囲気の圧力測定を行う際、低圧力範囲では、グリッ
ドに電圧を印加すると共にフィラメントに通電し、フィ
ラメントから熱電子を放出させ、フィラメントとグリッ
ドの間に定電流のエミッション電流を流し、熱電子によ
って生成されたイオンをコレクタで捕集して電離真空計
動作を行っており、この電離真空計動作では、コレクタ
に流れるイオン電流を測定することで圧力を測定するこ
とができる。

【００２３】他方、フィラメント電流を増減させ、エミ
ッション電流を定電流にする場合には、フィラメントの
温度は圧力が増加しても高温のままであり、酸素や水分
によってフィラメントの劣化や断線が発生してしまう。

【００２４】従って、高圧力側では、フィラメントの温
度を下げ、フィラメントが発熱した際に気体分子によっ
て奪われた熱量から圧力を測定をするピラニ真空計動作
を行うと、フィラメントの劣化や断線を起こすことなく
圧力を測定することができる。

【００２５】ところで、一般に、真空雰囲気に置かれた
物質に通電して発熱させる場合、低圧力であるほど真空
の断熱効果によって昇温し易く、他方、高圧力であるほ
ど残留気体分子が奪う熱量が大きく、昇温しずらくなる
ため、同じ温度に加熱する場合には、高圧力であるほど
必要とする通電量は大きくなる。従って、電離真空計動
作を行っている場合には、高圧力になるほどフィラメン
ト電流が増加する。

【００２６】そこで、フィラメント電流の上限値を設定
しておき、フィラメント電流がその上限値を超えずにエ
ミッション電流を定電流にできる圧力範囲では、電離真
空計動作を行わせることができ、他方、フィラメント電
流が上限値に達する圧力よりも大きい圧力範囲ではピラ
ニ真空計動作を行わせることができる。

【００２７】このように、低圧力範囲では、電離真空計
動作に必要な温度までフィラメントを加熱し、他方、高
圧力範囲では、フィラメントが劣化や断線を生じない温
度まで低下させると、真空計を併設しなくても、広い圧
力範囲を測定することが可能となる。

【００２８】また、ピラニ真空計動作では、フィラメン
トに流す電流をその上限値の大きさの定電流にすると、
フィラメントの抵抗値と通電量から圧力測定を行うこと
が可能となる。

【００２９】図３〜図５は、フィラメント電流Ｉ_fの上
限値Ｉ_fmaxを、それぞれ２．０Ａ、２．４Ａ、２．７Ａ
に設定した場合の、フィラメント電流Ｉ_f、フィラメン
ト電圧Ｖ_f(フィラメントＦの両端の電圧)、及びエミッ
ション電流Ｉ_eの各値と、圧力Ｐの関係を示したグラフ
である。上限値Ｉ_fmaxが大きい程エミッション電流Ｉ_e
を一定にできる範囲(電離真空計動作を行える範囲)が広
がっている。

【００３０】そのエミッション電流Ｉ_eが定電流となる
低圧力範囲では、圧力Ｐが高くなる程フィラメント電圧
Ｖ_fが大きくなり、フィラメント電流Ｉ_fが増加している
が、フィラメント電流Ｉ_fが上限値Ｉ_fmaxに達した後、
その上限値Ｉ_fmaxの定電流に制御されると、フィラメン
トＦの温度は、圧力Ｐが高くなるほど低下するため、フ
ィラメント電圧Ｖ_fは小さくなり、その結果、エミッシ
ョン電流Ｉ_eは減少し、ゼロＡになる。

【００３１】上限値Ｉ_fmaxが２．０Ａ〜２．７Ａの範囲
でのフィラメント電圧Ｖ_fと圧力Ｐとの関係を図６のグ
ラフに示す(Ｉ_fmaxは０．１Ａ刻み)。いずれの場合で
も、フィラメント電流Ｉ_fが上限値Ｉ_fmaxに達する前の
電離真空計動作を行う圧力範囲では、圧力Ｐの増加に伴
ってフィラメント電圧Ｖ_fは増加している。

【００３２】同様に、上限値Ｉ_fmaxが２．０Ａ〜２．７
Ａの範囲でのフィラメント電流Ｉ_fと圧力Ｐの関係を図
７のグラフに示す。上限値Ｉ_fmaxに達する前は、フィラ
メント電流Ｉ_fは圧力Ｐの増加に伴って増加している。

【００３３】同様の範囲でのフィラメントＦの抵抗値Ｒ
_fと圧力Ｐの関係を図８のグラフに示す。フィラメント
Ｆの抵抗値Ｒ_fは、電離真空計動作を行う圧力範囲(約１
０^-1Ｐａ以下)では一定であるが、それよりも高い圧力
になると低下し始め(一部例外を除く。)、フィラメント
電流Ｉ_fが上限値Ｉ_fmaxに達した後はフィラメント電流
Ｉ_fは定電流にされているので、圧力Ｐの増加に連れて
低下の傾斜が急になっており、ピラニ真空計動作で圧力
測定が行えることが分かる。

【００３４】また、エミッション電流Ｉ_eと圧力Ｐの関
係を図９のグラフに示す。上限値Ｉ_fmaxの値が小さいほ
ど、エミッション電流Ｉ_eは低圧力で一定値を維持でき
なくなっている。また、このグラフと図７のグラフか
ら、フィラメント電流Ｉ_fが上限値Ｉ_fmaxに達するまで
の低圧力範囲では、圧力Ｐが上昇した場合にはフィラメ
ント電流Ｉ_fは増加させられ、圧力Ｐが低下した場合に
はフィラメント電流Ｉ_fは減少させられて、エミッショ
ン電流Ｉ_eが定電流になっていることが分かる。

【００３５】なお、図８のフィラメントＦの抵抗値Ｒ_f
の測定結果からフィラメント温度Ｔを算出し、圧力Ｐと
の関係を図１０のグラフに示す。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を用いて
説明する。図１を参照し、符号Ｖは、図１２に示した電
離真空計Ｖ₂と同様の構造の真空計であり、ガラスで構
成された測定管球Ｓ内に、イオンコレクタＣ、フィラメ
ントＦ、グリッドＧの３つの電極が配置されている。測
定管球Ｓに設けられた気体導入口Ａは真空槽Ｂに接続さ
れており、真空槽Ｂ内を真空排気したときに、内部に残
留する気体分子が測定管球Ｓ内に導入されるように構成
されている。

【００３７】符号１は本発明の一実施形態を示す圧力測
定装置であり、フィラメント電流検出装置２、フィラメ
ント電圧検出装置３、出力信号切替装置４、フィラメン
ト電源１２、グリッド電源１３、イオン電流検出装置１
４、フィラメント電流制御装置１５を備えている。

【００３８】フィラメント電源１２はフィラメントＦに
接続され、他方、グリッド電源１３はグリッドＧに接続
されており、フィラメント電源１２とグリッド電源１３
とを起動すると、フィラメントＦにはフィラメント電流
Ｉ_fが流れ、グリッドＧには正のグリッド電圧が印加さ
れるように構成されている。

【００３９】フィラメント電流制御装置１５内にはエミ
ッション電流検出抵抗Ｒ_eが設けられており、フィラメ
ントＦにフィラメント電流Ｉ_fが流れたときに、低電圧
側となるフィラメントＦの一端は、そのエミッション電
流検出抵抗Ｒ_eを介して接地電位に接続されている。

【００４０】従って、測定管球Ｓ内が低圧力範囲にあ
り、加熱されたフィラメントＦからグリッドＧに向けて
熱電子が放出され、その熱電子によってフィラメントＦ
とグリッドＧの間にエミッション電流Ｉ_eが流れたとき
に、そのエミッション電流Ｉ_eはエミッション電流検出
抵抗Ｒ_eを流れ、両端にＩ_e・Ｒ_eの大きさの電圧を発生
させる。

【００４１】フィラメント電流制御装置１５内には基準
電圧発生回路と比較回路が設けられており(基準電圧発
生回路、比較回路は図示せず。)、その比較回路によっ
て、エミッション電流検出抵抗Ｒ_eの両端に生じたＩ_e・
Ｒ_eの電圧を基準電圧発生回路が出力する基準電圧Ｖ_ref
と比較し、電圧Ｉ_e・Ｒ_eが基準電圧Ｖ_refよりも小さい
場合には、フィラメント電源１２を制御してフィラメン
ト電流Ｉ_fを増加させ、大きい場合には、フィラメント
電源１２を制御してフィラメント電流Ｉ_fを減少させる
ように構成されている。従って、エミッション電流Ｉ_e
は、Ｉ_e ＝Ｖ_ref／Ｒ_e の定電流になるように制御されている。

【００４２】この圧力測定装置１では、イオン電流検出
装置１４はコレクタＣに接続され、コレクタＣはイオン
電流検出装置１４によって負電圧が印加されており、フ
ィラメントＦから放出された熱電子が測定管球Ｓ内の気
体分子に衝突し、気体分子の電離によって生成された正
電荷のイオンが、コレクタＣによって捕集されるように
構成されている。

【００４３】このとき、コレクタＣには、捕集されたイ
オンにより、イオン電流Ｉ_iが流れるが、上述したよう
に、測定管球Ｓ内が低圧力範囲にあり、グリッドＧに印
加されるグリッド電圧が定電圧、エミッション電流Ｉ_e
が定電流に制御されているので、イオン電流Ｉ_iの大き
さは測定管球Ｓ内の気体分子の密度に比例する。

【００４４】イオン電流検出装置１４内にはイオン電流
検出抵抗Ｒ_iと、オペアンプＯｐ₁₄が設けられており、
イオン電流Ｉ_iはイオン電流検出抵抗Ｒ_iを流れ、オペア
ンプＯｐ₁₄によって電圧信号に変換された後、イオン電
流Ｉ_iの電流値を示す電圧信号として、出力信号切替装
置４に出力されるように構成されている。

【００４５】出力信号切替装置４は、信号端子ａ、オペ
アンプＯｐ₄、ツェナーダイオードＤｚ、２個のスイッ
チＳＷ₁、ＳＷ₂を有しており、前述のイオン電流Ｉ_iの
大きさを示す電圧信号が出力されるオペアンプＯｐ₁₄の
出力端子は、スイッチＳＷ₁を介して信号端子ａに接続
されている。

【００４６】２個のスイッチＳＷ₁、ＳＷ₂の開閉状態
は、オペアンプＯｐ₄の出力状態によって切り換えが行
われるように構成されており、オペアンプＯｐ₄の出力
がロー状態のときに、スイッチＳＷ₁が閉状態、スイッ
チＳＷ₂が開状態になり、逆にオペアンプＯｐ₄の出力が
ハイ状態のときにスイッチＳＷ₁が開状態、スイッチＳ
Ｗ₂が閉状態になるようにされている。従って、イオン
電流Ｉ_iの大きさを示す電圧信号は、オペアンプＯｐ₄の
出力がロー状態のときに信号端子ａに現れる。

【００４７】前述の信号端子ａは、図示しない圧力算出
装置に接続されており、その圧力算出装置はオペアンプ
Ｏｐ₃の出力状態を検出し、ロー状態のときには電離真
空計の測定原理に従って動作するように構成されてい
る。従って、オペアンプＯｐ₃の出力がロー状態のとき
には、信号端子ａに現れる電圧信号からイオン電流Ｉ_i
の電流値を逆算し、測定管球Ｓ内の圧力、即ち、真空槽
Ｂ内の圧力を求めることができる。

【００４８】他方、前述のフィラメント電圧検出装置３
はオペアンプＯｐ₃を有しており、フィラメント電流Ｉ_f
が流れたときにフィラメントＦの両端に生じたフィラメ
ント電圧Ｖ_fがオペアンプＯｐ₃に入力され、所定倍率で
増幅されるように構成されている。そのオペアンプＯｐ
₃の出力端子はスイッチＳＷ₂を介して信号端子ａに接続
されており、従って、出力信号切替装置４内のオペアン
プＯｐ₄がハイ状態を出力しているときに、フィラメン
ト電圧Ｖ_fの大きさを示す電圧信号が信号端子ａに出力
されている。

【００４９】前述の圧力算出装置は、出力信号切替装置
４内のオペアンプＯｐ₄がハイ状態を出力しているとき
には、フィラメント電流Ｉ_fの電流値と、フィラメント
電圧Ｖ_fの大きさを示す電圧信号の大きさから、フィラ
メントＦの抵抗値Ｒ_fを算出し、その抵抗値Ｒ_fからフィ
ラメントＦが気体分子に奪われた熱量を求め、測定管球
Ｓ内の圧力、即ち真空槽Ｂ内の圧力を求めるように構成
されている。

【００５０】このように、２個のスイッチＳＷ₁、ＳＷ₂
は、オペアンプＯｐ₄によって開閉状態が制御されてお
り、オペアンプＯｐ₄の非反転入力端子は、ツェナー電
圧Ｖ_zを出力するツェナーダイオードＤｚのアノード端
子に接続され、反転入力端子は、電圧Ｉ_f・Ｒ_sを出力す
るフィラメント電流検出抵抗Ｒ_sの高電圧側の一端に接
続されている。

【００５１】従って、オペアンプＯｐ₄の出力端子の状
態は、電圧Ｉ_f・Ｒ_sとツェナー電圧Ｖｚの大小によって
切り換えられており、具体的には、オペアンプＯｐ₄の
出力端子は、Ｉ_f・Ｒ_s＜Ｖｚのときにハイ状態になり
(フィラメント電流Ｉ_fが小さい低圧力範囲)、その結
果、信号端子ａからはイオン電流Ｉ_iの大きさを示す電
圧信号が出力される。他方、Ｉ_f・Ｒ_s＞Ｖｚのときに
はロー状態になり(フィラメント電流Ｉ_fが大きい高圧力
状態)、その結果、信号端子ａからはフィラメント電圧
Ｖ_fの大きさを示す電圧信号が出力される。

【００５２】また、Ｉ_f・Ｒ_s＜Ｖｚのときには、グリッ
ド電源１３、イオン電流検出装置１４、フィラメント電
流制御装置１５が動作し、グリッド電圧とエミッション
電流Ｉ_eを一定値にするように制御されており、図示し
ない圧力算出装置は、信号端子ａに出力されるイオン電
流Ｉ_iの大きさを示す電圧信号から圧力を求める(電離真
空計動作)。Ｉ_f・Ｒ_s＞Ｖｚのときには、グリッド電源
１３、イオン電流検出装置１４、フィラメント電流制御
装置１５の動作は停止し、フィラメント電源１２がフィ
ラメントＦに上限値Ｉ_fmaxの定電流を供給し、圧力算出
装置はフィラメントＦに生じた電圧Ｖ_fから圧力を求め
る(ピラニ真空計動作)。

【００５３】以上説明したように、本発明の圧力測定装
置１によれば、１台の真空計を用いて電離真空計動作と
ピラニ真空計動作を行うことができるので、広い圧力範
囲を測定することができる。なお、本発明の説明中、エ
ミッション電流Ｉ_eもフィラメント電流Ｉ_fも定電流にな
っていない圧力範囲がある。例えば、図３の場合では、
１０^-2Ｐａ〜１０^-1Ｐａの圧力範囲である。そのような
圧力範囲では、電離真空計動作とピラニ真空計動作との
切り換えを行い、圧力測定装置１からは、圧力の値を出
力しないように設定することができる。

【００５４】なお、上述の圧力測定装置１のピラニ真空
計動作では、フィラメント電流Ｉ_fを上限値Ｉ_fmaxの定
電流に制御したが、他の制御方式のピラニ真空計動作を
行うものも本発明に含まれる。例えば、フィラメント電
流Ｉ_fを、上限値Ｉ_fmaxを超えない範囲で、フィラメン
トＦの抵抗値Ｒ_fが一定値になるように制御し(温度一
定)、投入電力から奪われた熱量を算出してもよい。

【００５５】また、上述の真空計の電極配置や構成は、
通常の電離真空計と同様のものであったが、ベヤード−
アルパート型電離真空計、その他の構成の電離真空計を
動作させるものも本発明に含まれる。

【００５６】

【発明の効果】一台の真空計で広い圧力範囲を測定する
ことができる。従って、低コストになり、また、メンテ
ナンス作業も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の圧力測定装置のブロック
図

【図２】その一部分の詳細なブロック図

【図３】フィラメント電流Ｉ_f、フィラメント電圧Ｖ_f、
エミッション電流Ｉ_eの各値と圧力の関係を示すグラフ
(上限値Ｉ_fmaxが２．０Ａの場合)

【図４】フィラメント電流Ｉ_f、フィラメント電圧Ｖ_f、
エミッション電流Ｉ_eの各値と圧力の関係を示すグラフ
(上限値Ｉ_fmaxが２．４Ａの場合)

【図５】フィラメント電流Ｉ_f、フィラメント電圧Ｖ_f、
エミッション電流Ｉ_eの各値と圧力Ｐの関係を示すグラ
フ(上限値Ｉ_fmaxが２．７Ａの場合)

【図６】フィラメント電圧Ｖ_fと圧力Ｐの関係を示すグ
ラフ

【図７】フィラメント電流Ｉfと圧力Ｐの関係を示すグ
ラフ

【図８】フィラメントＦの抵抗値Ｒ_fと圧力Ｐの関係を
示すグラフ

【図９】エミッション電流Ｉ_eと圧力Ｐの関係を示すグ
ラフ

【図１０】フィラメント温度Ｔと圧力Ｐの関係を示すグ
ラフ

【図１１】電離真空計の概略構成図

【図１２】ピラニ真空計の概略構成図

【符号の説明】

１…圧力測定装置Ｃ…コレクタＦ…フィラメント
Ｇ…グリッドＶ…真空計Ｉ_i…イオン電流Ｉ_e…エ
ミッション電流Ｉ_f…フィラメント電流上限値…Ｉ_f
max

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィラメントとグリッドとコレクタとを
有する真空計を制御して真空雰囲気の圧力測定を行う圧
力測定装置であって、前記グリッドに電圧を印加すると共に前記フィラメント
にフィラメント電流を流し、前記フィラメントから熱電
子を放出させ、前記フィラメント電流の大きさを制御し
て前記フィラメントとグリッドの間に定電流のエミッシ
ョン電流を流し、前記熱電子によって生成されたイオンを前記コレクタで
捕集し、前記コレクタに流れるイオン電流を検出して圧
力を測定する電離真空計動作と、前記電離真空計動作を行うときよりも前記フィラメント
の温度を下げ、前記フィラメントが気体分子によって奪
われた熱量から圧力を測定するピラニ真空計動作とを切
り替えて行えるように構成されたことを特徴とする圧力
測定装置。
【請求項２】前記電離真空計動作とピラニ真空計動作
との切り替えを、前記フィラメントに流れるフィラメン
ト電流を検出して行うように構成されたことを特徴とす
る請求項１記載の圧力測定装置。
【請求項３】前記フィラメント電流には上限値が設け
られていることを特徴とする請求項１又は請求項２のい
ずれか１項記載の圧力測定装置。
【請求項４】前記上限値は、前記ピラニ真空計動作を
行う圧力範囲では、前記フィラメントを断線させない値
に設定されていることを特徴とする請求項３記載の圧力
測定装置。
【請求項５】前記ピラニ真空計動作では、前記フィラ
メント電流が前記上限値の大きさの定電流になるように
制御することを特徴とする請求項４記載の圧力測定装
置。