JPH11326103A - 真空度測定方法および測定装置 - Google Patents

真空度測定方法および測定装置

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JPH11326103A
JPH11326103A JP13389798A JP13389798A JPH11326103A JP H11326103 A JPH11326103 A JP H11326103A JP 13389798 A JP13389798 A JP 13389798A JP 13389798 A JP13389798 A JP 13389798A JP H11326103 A JPH11326103 A JP H11326103A
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JP
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vacuum
degree
measuring
gauge
container
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JP13389798A
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Nobumasa Suzuki
伸昌 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮された気体の真空度を測定し、測定値を
圧縮比で割ることにより真空度を求め、10-10Tor
r以下の超高真空度を精度よく測定するための真空度測
定方法および測定装置の提供。 【解決手段】 容器内の真空度を測定する方法であっ
て、該容器内の気体を圧縮し、圧縮された気体の真空度
を測定し、該真空度測定値を圧縮比で割ることにより、
真空度を求めることを特徴とする真空度測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器内の真空
度の測定方法および測定装置、特に、10-10Torr
以下の超高真空度を精度よく測定するための真空度測定
方法および測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、真空電子源を用いる画像形成装置
用表示パネル、高エネルギー物理学研究用・半導体製造
用シンクロトロンなど超高真空度を必要とする装置が開
発され10-10Torr以下の超高真空度の精度の高い
測定方法および測定装置の必要性が高まってきている。
【0003】超高真空度を測定する従来の測定方法およ
び測定装置としては、熱フィラメントから放出された電
子により気体分子をイオン化し、そのイオン電流を測定
することにより真空度を求める熱陰極型真空計が用いら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来例の
真空度測定方法および測定装置では、真空度が10-10
Torr以下の超高真空になってくると熱陰極型真空計
で測定されるイオン電流が極めて小さくなるために、S
/N比が低下し、測定精度が低下するような問題があ
る。
【0005】本発明は、上記に鑑みなされたものであっ
て、その目的は、従来例の問題点を解消し、10-10
orr以下の超高真空度においても良好なS/N比での
測定が可能な、超高真空度の測定方法および測定装置を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題・目的は、以
下に示す本発明によって解決・達成される。すなわち本
発明は、容器内の真空度を測定する方法であって、該容
器内の気体を圧縮し、圧縮された気体の真空度を測定
し、該真空度測定値を圧縮比で割ることにより、真空度
を求めることを特徴とする、真空度測定方法を開示する
ものである。
【0007】また本発明は、容器内の真空度を測定する
装置であって、該容器内の気体を圧縮する手段と、圧縮
された気体の真空度を測定する手段と、該真空度測定値
を該圧縮手段の圧縮比で割って真空度を計算する手段と
で構成されてなることを特徴とする真空度測定装置を開
示するものである。
【0008】本発明によれば、タービンなどの圧縮手段
を用いて、容器内の気体を圧縮し、圧縮された気体の真
空度を測定し、測定値を圧縮比で割ることにより、真空
度を求める真空度測定方法および測定装置を実施するこ
とにより、10-10Torr以下の超高真空度でもS/
N比よく測定することが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を図面に
基づいて具体的に説明する。本発明の真空度測定方法お
よび測定装置を図1を参照して説明する。101は真空
計容器、102は真空計容器101内に設置された気体
圧縮手段、103は気体圧縮手段102を駆動させる駆
動手段、104は真空計容器101内の真空度を測定す
る真空計、105は真空計104による真空度測定値を
圧縮比で割ることにより真空度真値を得る計算手段、1
11は測定対象である真空容器、112は真空容器11
1内を真空に排気する排気手段である。
【0010】まず、真空容器111内を排気系112を
用いて超高真空状態にする。次に、駆動手段103を用
いて圧縮手段102を駆動し、真空容器111内の気体
を真空計容器101内に所定の圧縮比をもって圧縮す
る。その後真空計104を用いて真空計容器101内の
真空度を測定する。最後に、計算手段105を用いて、
得られた真空度測定値を圧縮比で割ることにより真空容
器111内の真空度真値が求められる。
【0011】圧縮手段を用いて圧縮することにより、真
空計の測定精度の高い領域で測定できるので、10-10
Torr以下の超高真空度でも高精度に測定できる。な
お、水銀を用いて気体を圧縮・蓄積し、水銀柱の長さを
読み取ることにより、水銀柱では通常測定不可能な高い
真空度を測定するマクレオド真空計は以前より知られて
いる。例えば、回転圧縮機構と自動読み取り機構を具備
する例として特開昭59-54935号公報記載の例が
ある。しかしながら、マクレオド真空計で測定できる真
空度の範囲はせいぜい低真空領域で、中真空領域・高真
空領域、ましてや10-10Torr以下の超高真空領域
の測定は到底不可能である。
【0012】本発明に用いられる圧縮手段としては、タ
ービン型・ロータリ型・スクリュー型など、コンプレッサ
やポンプに通常用いられている手段が使用可能である。
但し、接触部分が存在するとガスやごみの発生源になる
ので、磁気力などにより浮上していて非接触の方が好ま
しい。本発明に用いられる圧縮比調整手段としては、圧
縮手段の回転数を変化させる手段が最も簡便で高精度が
得られるので好ましく好適である。
【0013】本発明に用いられる真空計としては、圧縮
された気体の圧力を精度よく測定できるものであれば、
いずれの真空計も使用することができ、例えば、圧縮気
体の圧力が、10-10ないし10-6Torrの領域では
BAゲージなどの熱陰極真空計が、10-6ないし10-4
Torrの領域ではペニングゲージなどの冷陰極真空計
が、また10-4ないし1Torrの領域ではバラトロン
ゲージなどの隔膜式真空計が用いられる。
【0014】本発明に用いられる計算手段としては、気
体の種類により圧縮比が異なる場合が多いので、用いる
圧縮手段による各気体の圧縮比を予め記憶しておいて、
測定する気体の種類に応じて圧縮比を変化させ圧力を計
算する手段であるものが好ましい。
【0015】
【実施例】以下、図面に基づき実施例により本発明の詳
細を説明するが、本発明はこれらによってなんら限定さ
れるものではない。
【0016】[実施例1]本発明の真空度測定方法およ
び測定装置の第1の実施例として圧縮手段としてタービ
ンを用いた場合を図1を参照して説明する。101は真
空計容器、102は真空計容器101内に設置されたタ
ービン、103はタービン102を回転させる回転手
段、104は真空計容器101内の真空度を測定する熱
陰極型真空計、105は真空計104による真空度測定
値を圧縮比で割ることにより真空度真値を得るパソコ
ン、111は測定対象である真空チャンバ、112は真
空チャンバ111内を真空に排気するターボ分子ポンプ
である。
【0017】まず、真空チャンバ111内をターボ分子
ポンプ112を用いて超高真空状態にした。次に、回転
手段103用いてタービン102を回転し、真空チャン
バ111内の気体を真空計容器101内に所定の圧縮比
をもって圧縮した。その後熱陰極型真空計103を用い
て真空計容器101内の真空度を測定した。最後に、パ
ソコン104を用いて、得られた真空度測定値を圧縮比
で割ることにより真空容器111内の真空度真値が求め
られた。
【0018】真空度測定値は5.4×10-7Torrで
あったので、タービンの圧縮比3×3乗で割り、真空度
真値として1.8×10-10が得られた。同じ測定を10
回繰り返し再現性を観測したところ、ばらつきの標準偏
差は±4.5%であり、極めて高精度の測定であること
がわかった。
【0019】[実施例2]本発明の真空度測定方法およ
び測定装置の第2の実施例として圧縮比可変タービン圧
縮手段を用いた場合を図2を参照して説明する。201
は真空計容器、202は真空計容器201内に設置され
たタービン、203はタービン202を回転させる回転
可変回転手段、204は真空容器201内の真空度を測
定する熱陰極型真空計、205は真空計204による真
空度測定値を圧縮比で割ることにより真空度真値を得る
パソコン、211は測定対象である真空チャンバ、21
2は真空チャンバ211内を真空に排気するターボ分子
ポンプである。
【0020】まず、真空チャンバ211内をターボ分子
ポンプ212を用いて超高真空状態にした。次に、回転
手段203を用いてタービン202を回転し、真空チャ
ンバ211内の気体を真空計容器201内に所定の圧縮
比をもって圧縮した。その後熱陰極型真空計203を用
いて真空計容器201内の真空度を測定した。最後に、
パソコン204を用いて、得られた真空度測定値を圧縮
比で割ることにより真空容器211内の真空度真値が求
められた。
【0021】最初、真空度測定値が1.2×10-9To
rrで測定精度が低下し始める用域であったので、回転
手段203を用いてタービン202の回転数を増加し、
圧縮比を2×1乗から1×3乗に増加し、真空度測定値
が4.8×10-8Torrで高精度領域に入ったので、
これを圧縮比1×3乗で割り、真空度真値として4.8
×10-11が得られた。同じ測定を10回繰り返し再現
性を観測したところ、ばらつきの標準偏差は±6%であ
り、極めて高精度の測定であることがわかった。
【0022】[実施例3]本発明の真空度測定方法およ
び測定装置の第3の実施例として圧縮手段として磁気浮
上タービンを用いた場合を図3を参照して説明する。3
01は真空計容器、302は真空計容器301内に設置
された磁気浮上タービン、303は磁気浮上タービン3
02を回転させる磁界回転手段、304は真空計容器3
01内の真空度を測定する熱陰極型真空計、305は真
空計304による真空度測定値を圧縮比で割ることによ
り真空度真値を得るパソコン、311は測定対象である
真空チャンバ、312は真空チャンバ311内を真空に
排気するターボ分子ポンプである。
【0023】まず、真空チャンバ311内をターボ分子
ポンプ312を用いて超高真空状態にした。次に、磁界
回転手段303を用いて磁気浮上タービン302を回転
し、真空チャンバ311内の気体を真空計容器301内
に所定の圧縮比をもって圧縮した。その後熱陰極型真空
計303を用いて真空計容器301内の真空度を測定し
た。最後に、パソコン304を用いて、得られた真空度
測定値を圧縮比で割ることにより真空容器311内の真
空度真空度真値が求められた。
【0024】真空度測定値は2.1×10-7Torrで
あったので、タービンの圧縮比3×5乗で割り、真空度
真値として7.0×10-13が得られた。同じ測定を10
回繰り返し再現性を観測したところ、ばらつきの標準偏
差は±8.5%であり、極めて高精度の測定であること
がわかった。
【0025】[実施例4]本発明の真空度測定方法およ
び測定装置の第4の実施例として真空計として隔膜式真
空計を用いた場合を図4を参照して説明する。401は
真空計容器、402は真空計容器401内に設置された
タービン、403はタービン402を回転させる回転手
段、404は真空計容器401内の真空度を測定する隔
膜式真空計、405は真空計404による真空度測定値
を圧縮比で割ることにより真空度真値を得るためのパソ
コン、411は測定対象である真空チャンバ、412は
真空チャンバ411内を真空に排気するターボ分子ポン
プである。
【0026】まず、真空チャンバ411内をターボ分子
ポンプ412を用いて超高真空状態にした。次に、磁界
回転手段403を用いて磁気浮上タービン402を回転
し、真空チャンバ411内の気体を真空計容器401内
に所定の圧縮比をもって圧縮した。その後隔膜式真空計
403を用いて真空計容器401内の真空度を測定し
た。最後に、パソコン404を用いて、得られた真空度
測定値を圧縮比で割ることにより真空容器411内の真
空度真空度真値が求められた。
【0027】真空度測定値は6.9×10-2Torrで
あったので、タービンの圧縮比8×6乗で割り、真空度
真値として8.6×10-9が得られた。同じ測定を10
回繰り返し再現性を観測したところ、ばらつきの標準偏
差は±4%であり、極めて高精度の測定であることがわ
かった。
【0028】[実施例5]本発明の真空度測定方法およ
び測定装置の第5の実施例として真空計として冷陰極型
真空計を用いた場合を図5を参照して説明する。501
は真空計容器、502は真空計容器501内に設置され
たタービン、503はタービン502を回転させる回転
手段、504は真空計容器501内の真空度を測定する
冷陰極型真空計、505は真空計504による真空度測
定値を圧縮比で割ることにより真空度真値を得るパソコ
ン、511は測定対象である真空チャンバ、512は真
空チャンバ511内を真空に排気するターボ分子ポンプ
である。
【0029】まず、真空チャンバ511内をターボ分子
ポンプ512を用いて超高真空状態にした。次に、回転
手段503を用いてタービン502を回転し、真空チャ
ンバ511内の気体を真空計容器501内に所定の圧縮
比をもって圧縮した。その後冷陰極型真空計503を用
いて真空計容器501内の真空度を測定した。最後に、
パソコン504を用いて、得られた真空度測定値を圧縮
比で割ることにより真空容器511内の真空度真空度真
値が求められた。
【0030】真空度測定値は3.6×10-5Torrで
あったので、タービンの圧縮比5×4乗で割り、真空度
真値として7.2×10-10が得られた。同じ測定を10
回繰り返し再現性を観測したところ、ばらつきの標準偏
差は±4%であり、極めて高精度の測定であることがわ
かった。
【0031】
【発明の効果】上記のように、タービンなどの圧縮手段
を用いて真空容器内の気体を圧縮し、圧縮された気体の
真空度を測定し、真空度測定値を圧縮比で割ることによ
り、真空度真値を求める本発明の真空度測定方法および
測定装置により、10-10Torr以下の超高真空度に
おいても、良好なS/N比での測定が可能となる等の効
果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による表示パネル排気方法および装置の
概要を示す模式説明図。
【図2】圧縮比可変圧縮手段を用いた本発明による表示
パネル排気方法および装置の概要を示す模式説明図。
【図3】磁気浮上圧縮手段を用いた本発明による表示パ
ネル排気方法および装置の概要を示す模式説明図。
【図4】隔膜式真空計を用いた本発明による表示パネル
排気方法および装置の概要を示す模式説明図。
【図5】冷陰極型真空計を用いた本発明による表示パネ
ル排気方法および装置の概要を示す模式説明図。
【符号の説明】
101,201,301,401,501 真空計容器 102,202,302,402,502 気体圧縮手段 103,203,303,403,503 駆動手段 104,204,304,404,504 真空計 105,205,305,405,505 計算手段 111,211,311,411,511 真空容器 112,212,312,412,512 排気系

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器内の真空度を測定する方法であっ
    て、該容器内の気体を圧縮し、圧縮された気体の真空度
    を測定し、該真空度測定値を圧縮比で割ることにより、
    真空度を求めることを特徴とする真空度測定方法。
  2. 【請求項2】 容器内の真空度を測定する装置であっ
    て、該容器内の気体を圧縮する手段と、圧縮された気体
    の真空度を測定する手段と、該真空度測定値を該圧縮手
    段の圧縮比で割って真空度を計算する手段とで構成され
    てなることを特徴とする真空度測定装置。
  3. 【請求項3】 前記圧縮手段が、軸方向に対して傾斜し
    た羽根を回転する構造を有する手段である請求項2記載
    の真空度測定装置。
  4. 【請求項4】 前記圧縮手段が、圧縮比が調節可能であ
    る請求項2または3記載の真空度測定装置。
  5. 【請求項5】 前記圧縮手段が、前記羽根の回転数を変
    化させることにより圧縮比を調整する請求項4記載の真
    空度測定装置。
  6. 【請求項6】 前記圧縮手段が、磁気力により浮上して
    いる構造を有する請求項2ないし5のいずれかに記載の
    真空度測定装置。
  7. 【請求項7】 前記真空度測定手段が、熱陰極型真空計
    である請求項2ないし6のいずれかに記載の真空度測定
    装置。
  8. 【請求項8】 前記真空度測定手段が、冷陰極型真空計
    である請求項2ないし6のいずれかに記載の真空度測定
    装置。
  9. 【請求項9】 前記真空度測定手段が、隔膜式真空計で
    ある請求項2ないし6のいずれかに記載の真空度測定装
    置。
  10. 【請求項10】 前記真空度計算手段が、測定気体によ
    って予め記憶してある圧縮比を用いて該気体の真空度を
    計算する請求項2ないし9のいずれかに記載の真空度測
    定装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012088310A (ja) * 2010-10-21 2012-05-10 General Electric Co <Ge> タービンエンジンの通信システム
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