JPS62261026A

JPS62261026A - 真空容器の真空もれ検出方法

Info

Publication number: JPS62261026A
Application number: JP10308986A
Authority: JP
Inventors: Takumi Karasawa; 唐沢　工; Kazuhiko Mizuno; 一彦水野; Teruo Yokosanai; 横左内　照夫; Katsuhisa Ono; 大野　勝久
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-05-07
Publication date: 1987-11-13

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〕本発明は電子管などの真空保持容器の真空もれ検出方法
、特ｆこ微小欠陥などｔこよる真空度劣化の欠陥検出方
法蚤こ関する。

〔従来の技術〕

真空保持容器、例えば陰極線管などの電子管ｆこおいて
は、その製造工程で排気工程と称する工程において電子
管内部の排気を行い、管内が所定の真空度に達した後に
封じ切りと呼ぶ排気管を溶封する密封を行う。さらに長
期間にわたる使用中に真空容器や内部の電極構体などか
らのガス放出（こよる真空度低下を防止するためにゲッ
ター膜による真空度保持を行っている。

しかしながら、このような真空を維持する機構にもかか
わらず、真空容器の組立時あるいはその後の材質劣化な
どによって生じる微小欠陥Ｅこよるガスの流入により真
空もれが発生し、真空度劣化が極まれＩこ発生する。

しかし、上記の微小欠陥ｌこよる真空度低下の速度は非
常にゆるやかである。このためｉこ通常電子管の真空度
測定に用いられている電離真空計などでは変化を発見す
るのが困難である。このような微小欠陥による真空もれ
を検出する方法としては、例えば第１７回真空技術夏季
大学テキス）Ｊ１００頁から第１０５頁（日本真空協会
、昭和５２年）ｆこおいて論じられているよう１こフー
ド法１こよるリークテストがあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記、従来技術は真空容器の欠陥の有無を検出するのに
検出精度を上げるためには被測定真空容器を内蔵可能な
真空容器（以下外部容器という）と被測定真空容器との
密封及び外部容器自体の微小欠陥を取除かなければなら
なく、微小なリークを検出を目的とすれば測定治具自体
を高品質の真空容器としなければならない本質的な問題
がある。

また上記の欠点を除くｆこは、長時間放置しておき真空
度の変化から判断する方法が行なわれている。

この方法では結果を得るまでに長時間を要する欠点があ
る。

本発明の目的は上記の欠点を解決し、高効率で真空容器
の真空もれを検出する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、外部容器内に被測定真空容器を配設した
のち、外部容器を加圧または減圧した状態で被測定容器
の電気信号を測定することｔこより達成される。

〔作用〕

外部容器は単ｌこ被測定真空容器の外部からの加圧また
は減圧の容器となるので、外部容器と被測定真空容器と
の密封状態の欠陥および外部容器自体の欠陥による真空
もれ分は被測定真空容器の欠陥による真空もれｆこは含
まれない。才だ被測定真空容器の動作番こより被測定真
空容器の内外の圧力差に応じた真空度変化を電気信号と
して取出す。

この変化分のみを抽出し、変化量から微小欠陥擾こよる
真空もれ量を判定する。これｆこよって真空もれ量測定
に外部容器の欠陥に基因する真空もれ分が除外できるの
で、精度よく測定が可能である。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図において被測定真空容器である陰極線管１は外部
容器２の内部に設置しである。外部容器の一端ζこ配管
３を取付け２系統に分岐する。片方゛ｆこはバルブ４を
経て圧縮機５を接続し、他方Ｅこはバルブ６を経て真空
ボ／プ７が接続されている。

一方、外部容器２の内部に納まった陰極線管１１こは通
電用ソケット８を接続し引き出し線９＃こより、外部に
備えた真空度測定器ｔｏｉこ接続しである。

ここで、第２図を用いて陰極線管の真空度の測定を説明
する。同図において、陰極線管１のヒータ。

電極１１にはヒータ加熱用に５〜７Ｖ程度のヒータ電源
１２を接続し、カソード電極１３４こは切替スイッチ１
４を経て１００μＡ〜数ｍＡの定電流電源１５を接続し
、反対側ｌこ倒した場合は、カットオフ用の負電位を与
えるカットオフ電源１６ｆこ接続する。第１グリツド１
７は直接アース電位Ｅこしている。第２グリツド１８に
は１００〜２００ｖ程度の高圧電源１９を接続しておき
、陽極２０「こ高感度電流計２１を接続し、この高感度
電流計２１の一方の極は２５Ｖ程度の負電圧をコレクタ
電源２２により印加する。

このような構成において、切替スイッチ１４を図示した
Ｂ側に倒せば陰極線管１のカソード電極１３よりカソー
ド電極Ｉｋが流れる。このカンード電に工には定電流電
源１５により一定値（こ制御されている。ところで気体
分子の電離確率は電子エネルギーが１００ｅＶ程度で最
大となるので第２グリツド電圧をこの程度すなわち、前
述したように１００〜２００ｖ程度憂こしておけば、電
子のほとんどは第２グリツド１８に直ち正こ捕えられず
往復運動する。この間Ｉζ生じた陽イオンは過剰エネル
ギーの電子が流入しないようにカソード電極１３に対し
て負電位ｌこ保たれた陽極２０１こ集まりイオン！！流
１ｉとなり高感度電流計２１を動作させる。このイオン
電流Ｉｉは陰極線管内部の分子密度とＸ流Ｉｅとｆこ比
例し、比例定数を８とすれば、Ｉｉ　＝　Ｓ　ｍ　Ｌｅ
　＊　Ｐ　　　　　−−−−・・・−１ｌ）ここｆこ、
Ｐ；圧力となる。

次ｆこ、切替スイッチ１４をＡ側１こ倒してカソード電
極１３にカットオフ電源１６の電位を与えてカソード電
極１３ｔこ逆バイアスを与え、電子放出を防げれば高感
度電流計２１１こ流れ込むのはイオン電流Ｉｉのみとな
る。しかし、実際にはカン−１！を流Ｉｋの有無により
高感度電流計２１の振れは異なる。これは本発明者らの
実験Ｉこよればカソ−ド電流を流した状態の時に第２グ
リツ）　Ｉ　ＢＥこ直ちに捕えられなかった電子の一部
が陽極２０に負１！Ｌ位を与えているにもかかわらず流
入するためである。そこで両者の状態ｆこおける高感度
′ｉｉｔ流計２１の振れの差つ丈り内部残留気体の量を
Ｐ「とすれば、と表わすＣとが出来る。この量は直ちに式１１１の圧力
Ｐとは一致していないが、比例定数を加えれば求まり、
このままでも真空の程度は十分に０表わせる。

次番こ、第１図に示すバルブ４を開き圧縮機５Ｉこより
外部容器２の内部を加圧して前述の要領で陰極線管１の
電流計測して真空度を測定する。次ｉこバルブ４を閉じ
、バルブ６を開き真空ポンプ７により外部容器２の内部
を減圧し、同様に陰極線管１の電流を計測して真空度を
測定する。陰極線管Ｉに欠陥がなければ外部圧の変化ｌ
ζ関係なくＩｊＩｔ流は一定であるが、陰極線管の外囲
器を構成するパネルとフ了ンネノへあるいはバルブネッ
ク部に内蔵する電子銃などの組立時ｌこ発生する微小欠
陥があると陰極線管１の内外圧差により気体の流入ある
いは流出が生じるためｌこ、第３図１８）に示すように
真空度曲線Ｖｓにわずかばかりの振れを生じ欠陥の存在
を表わす。これにより真空もれの有無を検出することが
できる。

さらｆこ前記真空度曲線Ｖｓの振れが小さい場合は雑音
などとの区別が困難な場合がある。このような場合の雑
音の中から信号弁を抽出する方法１こついて更に第４図
を用いて説明すると、この実施例では上記で説明した高
感度電流計２１を直接イオン電流検出ライン憂こ接続せ
ず信号処理を追加したものである。まず陰極線管１に接
続した通電用ソケット８に接続した引き出し、ｉ９９に
より得られるイオン電流をまずプリアンプ２３で増幅し
、これにより得られた信号は出力ライン２４により２°
方向に別れる。まず一方は直接に混合器２６に加え、他
方は遅延回路２５を通り混合器２６に加える。この遅延
回路２５の時定数を適当に選ぶことＳこより混合器２６
の混合出力２７はある程度の雑音を制御した信号が得ら
れる。この混合出力２７をＤ／Ａ変換器２８によりデジ
タルに変換した真空度信号２９は記憶装置３旧こ格納す
るようになっている。次にデータの果状および処理方法
を第５図を加えて説明する。なお実際の記憶装置多こ格
納されている情報はデジタル量であるが、便宜上アナロ
グ信号として表示する。

まず第４図Ｉこおいて処理装置３１より加圧指令３３あ
るいは減圧指令３２を第５図に示す加減圧面！＋！３４
のように制御する。すなわち、まず、加圧指令の点３３
　（ａ、　）、（ａ、）、（ａ、）と減圧指令の点３３
（ｂ＋）、（ｂ２）・・・・・・で示すようｆこ一定周
期で与えて、この時の測定データ３　ｓ　（ａ）を求め
る。次１こ測定データ３５　（ａ）と同位相で１周期後
から測定データ３５　（ｂ）を求める。次に測定データ
３５（ａ）の２周期後から測定データ３５（ｃ）を求め
る。　同様にして多数の測定データを求めて行く。これ
らの測定データ３５（ａ）〜３５（ｎ）を用いてＸ軸方
向の２次微分を求めると微分出力波形３７のようになる
。この信号ｌこは真空度変化分だけでなく、第４図を用
いて説明した雑音除去機能で除外しきれない雑音外を含
んでいる。そこで微分出力波形３７の各信号弁チこつい
てＹ軸方向の２次微分を求めろと真空度変化は強い相関
があるので連続した信号となるが、雑音′分はランダム
であるのでほとんど相１ｍがない。この差から真空度変
化分のみの軸出が可能である。

測定データ３５（ａ）を関数１１（Ｘ、）とし、同様に
他の測定データ３．５（ｂ）〜（ｎ）をそれぞれｆｔ（
Ｘ、）〜八（ｘ５）とするき、各測定データの２次微分
は次の弐１３１〜（５）で表わせる。

また加減圧曲線３４の加減圧点をそれぞれ（ｙ＋Ｌ〜（
ｙ、）とし、Ｙ軸方向の２次微分を求めるとそれぞれ式
（６）〜（８）で表わせる。

また加減圧の点と異なる点をｙｓＳとし、同様ｌこ２次
微分を求めると式（９）で表わせる。

これから、２次子面の信号のうち加減圧点での２次微分
はで表わせ、各測定データは相関があるので上記式〇〇の
第２項はＯとなる。

一方、加減圧と異なる点での２次微分は次の式６式％この式において雑音が混入していれば第２項が０となる
。

つまり、第１項が０で、第２項が０でないものだけをと
り出せば信号分つまり真空度変化分のみを抽出できる。

また信号分の振幅から真空度の劣化の程度を判定できる
。

このようにして求めた結果を第４図に示す制御装置３１
により高感度電流計２１を動作させる。

またランプ３６などにより外部に警報を発することが可
能となる。

なお、前述の実施例では陰極線管を被測定真空容器の例
として挙げたが、本発明はこれｌこ限定されないことは
勿論である。

〔発明の効果〕

本発明ｆこよれば、被測定真空容器と外部容器との密着
ｌこ特別の配慮をしなくても微小欠陥に起因する真空も
れの有無を短時間に把握できる。

また、同−条件又は異なる条件でのレベル変化から真空
もれの進行あるいは程度を雑音除去することで容易に判
定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は陰極
線管の真空度測定説明図、第３図は測定した真空度曲線
図、第４図は真空度信号処理の構成図、第５図はデータ
処理説明図である。１・・・陰極線管、　　　２・・・外部容器、　　　３
・・・配管、４・・・バルブ、　　　５・・・圧縮機、
　　　６・・・バルブ、７・・・真空ポンプ、　　　８
・・・通電用ソケット、９・・・引き出し線、　　　１
０・・・真空度測定器、１１・・・ヒータ電極、　　　
１２・・・ヒータ電源、１３・・・カソード電極、　　
　１４・・・切替スイッチ、１５・・・定電流電源、　
　　１６・・・カットオフ電源、１７・・・第１グリツ
ド、　　　１８・・・第２グリツド、１９・・・高圧電
源、　　　２０・・・陽極、　　　２１・・・高感度電
流計、　　　２２・・・コレクタ電源、　　　２３・・
・プリアンプ、　　　２４・・・出力ライン、　　　２
５・・・遅延回路、　　　２６・・・混合器、　　　２
７・・・混合出力、　　　２８・・・Ｄ／Ａ変換器、　
　２９・・・真空度信号、　　　３０・・・記憶装置、
　　　３１・・・処理装置、３２・・・減圧指令、　　
　３３・・・加圧指令、　　　３４・・・加減圧曲線、
　　３３（ａ、）〜（ａ４）・・・加圧指令の点、　　
　３４（ｂ、）〜（ｂ、）・・・減圧指令の点、３５（
ａ）〜（ｎ）・・・測定データ、　　３６・・・ランプ
、３７・・・微分出力波形、　　　Ｉｋ・・・カソード
電極、Ｉｅｌ、−電子ＮＫ、　　　Ｉｉ−イ：ｔ　７′
ｔＬＨ０代理人　弁理士　小　川　勝　男第３図第４図２８：ｏ／Ａ受彼誰彼器１５図３７：微分出力テ【並

Claims

【特許請求の範囲】

１、被測定真空容器と、この被測定真空容器を内蔵でき
る空間をもつ真空容器とを備え、前記被測定真空容器を
前記真空容器内に配設したのち前記空間を加圧または減
圧する工程と、前記被測定真空容器から電気信号を取り
出す工程と、この電気信号により前記被測定真空容器の
真空もれの有無を検出することを特徴とする真空容器の
真空もれ検出方法。