JPS62211531A - 真空計装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 的にとらえる方式の真空計装置に関する。

［従来の技術］ 従来の真空計は、圧力の変化をイオン電流あるいは電気
抵抗の変化に変換するいわゆる電気的特性変化を利用し
たものが多い。例えば、ダイヤフラム真空計では、ダイ
ヤフラムに加わる圧力を半導体歪み計で測定したり、ダ
イヤフラムと平板電極との変位量を静電容量で測定した
りしている。

［発明が解決しようとする問題点］ このように電気的特性の変化を利用した真空計では、い
ずれもセンサーと測定器とは、必ず＠線で相互に接続さ
れており、センサーで得た電気信号を導線を通して測定
器に送るシステムになって導線が強滋楊中を通ることか
ら電磁♀１音のため電気信号に多くのノイズが含んで正
確な圧力測定を行うことができなかった。

本発明の月的は、強磁場中でおっても電磁気の影、響を
受けることなく、かつ活性ガスに強い真空計装コを服供
する４こある。

ｆ問題点を解決するための手段］ 本発明による真空計装置は、真空計チェンバー内を隔壁
用薄膜で被真空測定殿器につながる被真空測定室と常時
真空に維持される真空室とに区画し、その真空空にこの
真空室側に張力をうけている隔壁用薄膜が前記被真空測
定空白の真空排気に追従して被真空測定物側に変位する
ときの変位量を光量に変換する変位量測定用光センサー
を設け、さらにこの変位量測定用光センサーの検出光も
のでおる。

し作　用］ 本発明による真空計装置においては、真空計チェンバー
を区画する隔壁用薄膜が被真空測定室の圧力で張力をう
けて真空室の方向に押しつけられている。被真空測定物
を真空排気すると被真空測定空白も圧力が低下し、この
圧力低下に追従して隔壁用薄膜が被真空測定物の方向に
徐々に変位する。この隔壁用薄膜に張力が無くなったと
ぎ、被真空測定室が高真空になったことを示し、この隔
壁用薄膜の変位量を変位量測定用光センサーで光のであ
る。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例について説明する。まず
＠１図において、本発明による真空計装置１は、真空計
２と測定器３とを備えている。真空計２は被真空測定物
チェンバー４と真空空チェンバー５とを隔壁用薄膜６を
介して気密に接合することにより、その内部に被真空測
定室７と真空室８とを形成している。そ１７；ｌ隔壁用
薄１１！６は、厚さ０．０２ｍｍｘ直径９０ｍｍのイン
コネル材で作られており、その周縁は接合部９で両チェ
ンバー４，５に気密に溶着されている。

被真屋測定＝７を形成する被真空測定器チェンバー４に
は、例えば核融合炉の真空容器につながる真空３１０１
０を有する。また被真空測定器チェンバー４の一角に温
度測定用光はンサー１１を設けている。この温度測定用
光センサ−１１の設置場所は、被真空測定＝７の方が真
空室８よりも気体の温度変化に対応できるために選定し
たものでおる。この温度測定用光センサ−１１の出力信
号は、・光ファ′イバー１２から後述する測定器３に温
度補正信号とＬ℃摸送られる。

一方、真空室８を形成する真空空チェンバー５には、図
示しない排気装置につながる真空引口１３およびゲッタ
ー空１４が設置されている。真空引口１３から真空＝８
を真空排気し、ゲッター至１４内のゲッター１５を活性
化して超高真空に排気したのら、真空引口１３のバイブ
をかしめて真空室８を永久に真空気密に維持する。

ざらに真空室チェンバー５には、金属円筒１６を接合し
、その開口部に透明サファイヤ１７を気密にロー付けし
て作った透明窓１８を設けている。そしてこの金属円筒
１６内に変位量測定用光センサ−１９を挿入し、これを
センサー固定金具２０でｆＬ屈円筒１６に固定している
。変位量測定用光センサ−１つの出力信号αは光フアイ
バーケーブル２１を通って後述の測定器３に送られる。

しかして、変位量測定用光センサ−１９は、その先端が
透明サファイヤ−１７に極力接近するよう固定金具２０
で金属円筒１６に取り付けられるものである。この変位
量測定用光センサ−１９の取付状態のもとで、真空室８
内が超高真空状態でかつ被真空測定室７が大気圧であれ
ば、隔壁用薄膜６は第１図の実線２１のように最大の張
力をうけてその中央部が透明サファイヤ−１７に接近す
る。そしてこの隔壁用薄膜６と変位ｌ測定用光センサ−
１９の先端との距離は最少値を示すことになり、この状
態で、真空引口１０から被真空測定室７の圧力を下げる
ことにより、ＦｒＡ　Ｗ用Ｈ１ｌ！６と光センサ−１９
の先端との距離は、圧力の低下に追従して点線Ｑｏの方
向に動いて徐々に大きくなる。

このように本発明による真空計装置の特徴は、隔壁用薄
膜６に最初に張力を持たせているため、被真空測定室７
が高真空になった時の弱い力で大きな変位■を検出する
ことができる点にある。

また変位量測定用光センサ−１９および温度測定用光セ
ンサ−１１からそれぞれ光フアイバーケーブル２１およ
び１２を通して送られてくる光信号αおよび℃を処理す
る測定器３は、第２図に示すように回路構成されている
。すなわち、同図において、光フアイバーケーブル２１
を通して送られてくる光信号αは、変位量測定回路３ａ
で電気信号に変換され、さらにこの電気信号は温度補正
回路３ｂで光フアイバーケーブル１２から送られてくる
光信号ｔを温度測定回路３Ｃで温度電気信号に変換した
補正信号によって温度補正される。このようにして得ら
れた変位量を圧力換算回路３ｄで圧力に換痺し、この圧
力信号を圧力表示回路３ｅでアナログ又はデジタル量で
圧力表示することになる。

次にこのように構成された本発明による真空計装置の作
用について説明する。第１図において、本発明の真空計
装置１は、その真空＝８が超高真空に維持させれおり、
被真空測定＝７は排気前で大気圧になっているものとす
る。この状態では隔壁用薄膜６が被真空測定￥７の圧力
による張力をうけ、図示受線２１　のように透明サファ
イヤ−１７に接近するよう変位ｔ、Ｔおり、そＴＤ　調
Ｗ’Ｗ！ｒ−薄盟６と変位量測定回路センサー１９の先
端との距離は最少になり、隔壁用薄膜６の張力は最高に
なっている。

この状態の真空計装置１において、その真空引口１０を
例えば核融合炉の真空容器に直結したのち、その真空容
器を真空排気する。被真空測定室７の圧力が低下するこ
とに追従して隔壁用薄膜６は、徐々に点線位置／ｌｏに
向って変位し、変位量測定用光セン１ノ・１９の先端と
の距離は大きくなる。との隔壁用薄膜６の実線９，１　
から点線９．ｏの変位は、　　　。

被真空測定室７内の圧力が高真空になったことを意味し
、両測定室７，８の圧力が平衡し、隔壁用る被真空測定
空７の高真空状態になる付近が、弱い力で大ぎな変位量
をとることができる。

一方、変位蚤測定用センサー１つは、光を投光側、より
送るとその先端と隔豊用薄１１１６との間の距離に応じ
た反射光量が受光部に入るよう構成されている。したが
って隔壁用薄［６の変位置を光ｌに変換することができ
、さらにこの光量を測定器３で光−電一圧の変換で測定
系に用いるものである。

また圧力は周囲温度の影響を受は易い要素でおるので、
被真空測定室７の温度を温度測定用光センサー１１＠Ｉ
’１足し、これを測定器３に送って温度補：正を行って
いる。

さらに第３図には、本発明の真空計装＠１のセンサ部を
用いて行った実験の結果を示している。

横軸に圧力（Ｔｏｒｒ）を対数目盛で表わし、縦軸に変
位■をｍｍ単位で示しである。この実験に使用した隔襞
用＠膜６は厚さ０．０２ｍｍｘ直径９０ＩＩｌｌＩＩの
インコネル、材で作ったものである。そして曲ｈａは真
空測定室８を真空にしなかった場合の測定値を示し、曲
線すは真空装８を真空にした本発明による真空計装置の
場合の測定値を示している。

この第３図の実権結果で明らかなように、真空排気する
真空装８を設けない場合は、隔呈用講膜６が大気圧から
１ｒｏｒｒまで変ｉｙるが、０．１ｒｏｒｒ以下での変
位量は少ない。一方真空亘８を低圧力に保持すること−
によυ、３ケダ低“圧力側はで変位量が認められる。か
くしτ本発明の真空計装置では、大気圧から１０−４　
Ｔｏ’ｒｒ台までの広範囲にわたる絶対圧力の測定を活
性ガス雰囲気でも行う、ことができ、しかも圧力の変化
を光学的にとらえる方式を採用していることから、例え
ば核融合炉などの強磁場中でも測定を可能にすることが
できる。

なお以上の実施例では核融合炉の真空容器の真空装置に
適用する一例を説明したが、本発明による真空計装置は
、これ鍼のみに限らず半導体ｉ造装置や真空冶金などの
真空装置の測定にも応用できることは勿論である。

［発明の効果］ 以上のように本発明においては、真空計チェンバー内を
隔壁用薄膜で被真空測定室と真空装とに区画し、かつ隔
壁用薄膜を常時真空型側に変位ざせておき、ざらに真空
室側に変位量測定用光センサーを設けたことにより、被
真空測定室側の真空排気時にＪＧプる隔壁用薄膜の変位
量を変位量測定用薄膜は常時真空苗側に変位されてその
張力が最高であるが、最も必要な被真空測定室側が真空
になる付近における張力は最少でおり、高真空になった
時の弱い圧力変化でも大きな変位量として取り出すこと
ができる。また変位量測定用光センザ選択することによ
り、活性ガスに強くすることができ、かつ本発明の特徴
であるガスの種類による圧力の読み取りに誤差がない絶
対圧力の測定を行なうことができるなどの幾多の利点を
奏するものである

【図面の簡単な説明】

第１図は本光明による真空計装置の一実施例を示す断面
構成図、第２図は本発明に使用する計測器のブロック構
成図、第３図は本発明の詳細な説明するための圧力−変
位量特性図でおる。 １−−−−真空計装置 ２−・真空計 ３・−・測定器 ４・・・被真空測定室チェンバー ５・・・真空室チェンバー ６・・・隔壁用薄膜 ７・・・被真空測定室 ８・・・真空室 １０、１３・・・真空引口 １１・・・温度測定用光センサ １２、２１・・・光フアイバーケーブル１５・・・ゲッ
ター １７・・・透明サファイヤ− １９・・・変位量測定用光センサ− ミー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空計チェンバー内を隔壁用薄膜で被真空度測定
   機器につながる被真空測定室と常時真空に維持される真
   空室とに区画し、その真空室に真空室側に張力をうけて
   いる隔壁用薄膜が前記被真空測定室内の真空排気に追従
   して被真空測定室側に変位するときの変位量を光量に変
   換する変位量測定用光センサーを設け、さらにこの変位
   量測定用光センサーの検出光量を絶対圧力に変換して前
   記被真空測定室内の圧力を表示する測定器を備えている
   ことを特徴とする真空計装置。
2. （２）被真空測定室に気体の温度変化を光量に変換する
   温度測定用光センサを併設し、温度による隔壁用薄膜の
   張力変化に対する補正信号として測定器に伝送するよう
   に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の真空計装置。