JPS5945935B2 - 真空度測度方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明＆２Ｓ／Ｎ比を改善することを目的とした真空
度測定力法に関するものである。

従来、高真空、超高真空の真空度を測定するには電離真
空計を用いて真空中の残留気体をイオン化し、生成した
イオンをイオンコレクタを介してイオン電流として取り
出し、その電流値を真空度に換算する方法が最も良く採
用されていたのであるが、この方法において測定系の近
くに種々の電磁機器があったり、測定球とその電源（前
記イオン電流の直流増巾器）が離れていると、前記イオ
ン電流中に種々の電気的残音が混入して正確な測定がで
きない問題点があった。

又前記測定球を加速器やプラズマ発生装置等、真空中に
荷電粒子が存在する雰囲気に取付けた場合には、前記イ
オン電流中に荷電粒子に起因する雑音も混入して、正確
な測定を一層困難なものにしていた。

然るにこの発明は前記電離真空計における測定球の電子
電流（残留気体のイオン化の為に流す電流）を変調する
と共に、イオンコレクタより取り出して増巾したイオン
電流を、前記電子電流と同期させて検波し、これを平滑
化することにより前記電気的雑音を除去したので、沖１
定系の周囲に種種の電磁機器があったり、測定球と電源
が離れている場合でも正確な測定を可能にしたものであ
る。

又、測定球の電極を通して混入する荷電粒子による雑音
に対しては、上記の方法に加えて電極を覆うように静電
シールドを配置し、該静電シールドにより荷電粒子の混
入を防止したので荷電粒子による雑音も除去することに
成功したのである。

即ちこの発明を実施例について説明すれば、電離真空計
測定球１とその電源よりなる測定系を第１図のように構
成する。

図中２はフィラメント、３はアノード、４はイオンコレ
クタを表わし、フィラメント２に電子電流コントローラ
５を介設しフィラメント加熱電源６を接続すると共に、
該フィラメント２を電池７〔２０〜６０■）および抵抗
器８を介して接地し、アノード３を電池９（１５０〜２
００Ｖ ）を介して接地してフィラメント−アノード間
の電子電流回路を構成する。

前記電子電流コントローラ５は、抵抗器８より電子電流
値に対応する情報（電圧）を得て、フィラメント２に流
れる電流を制御し、所望の定電子電流が流れるように働
くものである。

この電子電流に交流成分が含まれるように変調する為に
、電子電流コントローラ５には発振器１０より取り出し
た変調信号１１を与える。

一方イオンコレクタ４には電流、電圧変換器１２、増巾
器１３をコンデンサ１４を介設して直列に接続し、増巾
器１３の出力と加算回路１５０人力をアナログゲート１
６ａを介して接続すると共に、波形反転回路１７および
アナログゲート１６ｂを介して接続し、前記加算回路１
５の出力には低域沢波器１８、電流計１９を直列に接続
する。

前記アナログゲー）１６ａ。１６ｂに対するゲート開閉
信号は、前記発振器１０の出力な移相器２０、矩形波を
出力する波形整形回路２１を通してアナログゲート１６
ａに与えると共に、該開閉信号をインバータ２２で反転
してアナログゲーＮ６ｂに与える。

上記の測定系においてフィラメント−アノード間に流れ
る電子電流は変調信号１１で変調されろ結果交流成分が
含まれる。

従って電子電流により生成し７’Ｃｌン電流も交流成分
を含んだ状態で４オンコレクタ４に流れる。

このイオンＮＥＷ、は電流、電圧変換器１２で電圧に変
換された後、その交流成分のみが増巾器１３に与えられ
、該増巾器１３で増巾作用を受ける。

増巾作用を受けたイオン電流は加算回路１５に対し正負
対称の波形で与えられる所、その線路にアナログゲート
１６ａｔ１６ｂを介設して、該アナログゲート１６ａ、
１６ｂは、前記電子電流を変調した信号と同期して七の
移相角度πラジアン毎に交互に開閉するようにしたので
、結局増巾器１３の出力に現われたイオン電流は、同期
検波されて加算回路１５の出力に現われる。

闇、電子電流の変調信号に対して、イオン電流の変化は
通常若干の遅れを併なうから、この不一致は移相器２０
で測定時に調整する。

加算回路１５の出力の検波出力は低域ｒ波器１８で平滑
化されてノイズ成分が除去された直流電流となり、この
電流で動作する電流計１９の指示より、測定球１を取り
付けた系の真空度を求めることができる。

一般には、電碓計１９の目盛板に電流値より求められる
真空度を直接目盛り、真空度が直続できるようにする。

電流計の指示に代えて、ディジタル表示とすることも勿
論可能である。

尚、電子電流を変調する為の発振器１０の周波数は、こ
の測定系の周囲で使用される他の電磁機器を考慮すれば
約２０ヘルツ程度が好ましい。

第２図には、上記実施例に使用される電離真空計１で、
真空装置内に、フィラメント２、アノード３、イオンコ
レクタ４が露出する。

いわゆるヌード型測定球を示した。

図中２３．２３は各電極を支持する導入端子、２４はこ
の測定球を真空装置に取付ける為のフランジである。

このようなヌード型測定球を、加速器、プラズマ発生装
置等、真空中に荷電粒子が存在する装置に取付けた場合
には、前記の電気的雑音の他に、荷電粒子が測定球内に
飛来することによって生ずる荷電粒子による雑音がイオ
ン電流に混入する。

このような雑音を除去する為に、真空中に配置される電
極を静電シールドで覆う。

第３図は真空度の測定の為に真空中に配置したフィラメ
ント２、アノード３、イオンコレクタ４の電極を、有頂
筒状に成形した金属メツシュ２５，２５ａ、２５ｂを三
重とした静電シールド２６で覆ったものである。

前記静電シールド２６は内側の金属メツシュ２５を接地
すると共に中間の金属メツシュ２５ａＫは負の電位（約
２００ボルト）を、外側の金属メツ−１”２５ ｂには
正の電位（約２００ボルト）を与える。

この実施例では、真空中を測定球の電極に向って迷走し
て来る荷電粒子が静電シールド２６で追い返されてイオ
ン電流中に混入するのを防止できるから、荷電粒子の存
在する真空中でも、正確な測定が可能である。

電子電流を変調し、イオン電流の交流成分を同期検波す
る点′Ｌ′！前記と同様である。

即ちこの発明によれば、電子電流を変調すると共に、イ
オン電流中の交流成分を同期検波した後平滑化して真空
度を求めるようにしたので、測定系周囲の電気的雑音を
除去して正確な測定ができ、測定球とその電源を離すこ
とも可能となる等の諸効果がある。

又、測定球の電極を静電シールドで覆ったので、真空中
の荷電粒子による雑音も除去でき、加速器、プラズマ発
生装置等の・軍転中にも正確な真空度測定を可能とする
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する測定系のブロック図、第２
図は同じ〈実施測定系に使用するヌード型測定球の一部
を破切した斜視図、第３図は静電シールドで覆った状態
の測定球の縦断面図である。 １・・・・・・電離真空計測定球、２・・・・・・フィ
ラメント、３・・・・・・アノード、４・・・・・・イ
オンコレクタ、５・・・・・・電子電流コントローラ、
６・・・・・・フィラメント加熱電源、７，９・・・・
・・電池、８・・・・・・抵抗器、１０・・・・・・発
振器、１１・・・・・・変調信号、１２・・・・・・電
流、電圧変換器、１３・・・・・・増巾器、１４・・・
・・・コンデンサ、１５・・・・・・加算回路、１６ａ
、１６ｂ・・・・・・アナログゲート、１７・・・・・
・波形反転回路、１８０１０００．低域ｐ波器、１９・
・・・・・電流計、２０・・・・・・移相器、２１・・
・・・・波形成形回路、２２・・・・・・インバータ、
２３・・・・・・導入端子、２４・川・・フランジ、２
５．２５ａ。 ２５ｂ・・・・・・金属メツシュ、２６・・・・・・静
電シールド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空中に配置した電極間で電子電流を流し、この電
   子電流により生成したイオンをイオンコレクタよりイオ
   ン電流として取り出すようにした真空度測定方法におい
   て、真空中に配置した電極を静電シールドで覆い電極部
   分より混入する雑音を除去する一力、前記電子電流を変
   調すると共に、イオン電流の変調成分を増巾した後、電
   子電流と同期させて検波し、該検波出力を低域Ｐ波器で
   平滑した後、該平滑出力より真空度を求めることを特徴
   とした真空度測定力法。