JP2002039902A - Ionization vacuum gauge - Google Patents
Ionization vacuum gaugeInfo
- Publication number
- JP2002039902A JP2002039902A JP2000224773A JP2000224773A JP2002039902A JP 2002039902 A JP2002039902 A JP 2002039902A JP 2000224773 A JP2000224773 A JP 2000224773A JP 2000224773 A JP2000224773 A JP 2000224773A JP 2002039902 A JP2002039902 A JP 2002039902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion collector
- loop
- ionization
- grid
- ionization gauge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、真空計に関し、特
に高真空から超高真空の圧力を測定可能な電離真空計に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum gauge, and more particularly to an ionization gauge capable of measuring a pressure from a high vacuum to an ultra-high vacuum.
【0002】[0002]
【従来の技術】高真空から超高真空の圧力測定を可能と
するものとして電離真空計が知られている。電離真空計
は、加熱したフィラメントから放出された熱電子を加速
し、気体分子と衝突させた場合に生じるイオンを捕集す
る。捕集されるイオンの生成量は、気体分子の密度と比
例するので、このイオン生成量に基づいて圧力測定が可
能となる。2. Description of the Related Art An ionization gauge is known as a device capable of measuring pressure from a high vacuum to an ultra-high vacuum. The ionization gauge accelerates thermoelectrons emitted from the heated filament and collects ions generated when the thermoelectrons collide with gas molecules. Since the amount of ions to be collected is proportional to the density of gas molecules, the pressure can be measured based on the amount of ions generated.
【0003】古くから知られている三極型電離真空計に
おいては、測定圧力に限界が生じるX線効果という問題
がある。熱電子がこれを加速するグリッドに衝突した際
には、軟X線が放射されるが、軟X線により発生する残
留電流は、イオンを捕集して生じるイオン電流と区別で
きない。イオンの数が少ない超高真空を測定する場合に
おいては、イオン電流に対する残留電流の影響が大きく
なり、正確な測定が困難になる。A known triode ionization vacuum gauge has a problem of an X-ray effect that limits the measurement pressure. When a hot electron collides with a grid for accelerating the same, soft X-rays are emitted, but the residual current generated by the soft X-rays cannot be distinguished from the ion current generated by trapping ions. In the case of measuring an ultra-high vacuum with a small number of ions, the effect of the residual current on the ion current becomes large, making accurate measurement difficult.
【0004】このような背景から、BA(Bayard-Alper
t)型電離真空計が発明され、超高真空を測定する場合に
使用されている。BA型電離真空計においては、イオン
コレクタ電極は線状に形成され、グリッドの中に配置さ
れる。この線状のイオンコレクタ電極により、軟X線の
被照射面積は極めて小さくなり、X線効果による残留電
流の影響が少なく、これによって10-8Paまでの超高
真空における圧力測定が可能である。[0004] From such a background, BA (Bayard-Alper
The t) ionization gauge was invented and used for measuring ultra-high vacuum. In a BA ionization gauge, the ion collector electrode is formed in a linear shape and is arranged in a grid. Due to this linear ion collector electrode, the area irradiated with soft X-rays is extremely small, and the effect of the residual current due to the X-ray effect is small, so that pressure measurement in an ultra-high vacuum up to 10 -8 Pa is possible. .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】一方で、BA型電離真
空計において、イオンコレクタ電極は、フィラメントの
電位に対し負電位にあるので、フィラメントから放出さ
れる電子は、イオンコレクタ電極と反発して、その軌道
が修正される。この結果、以下のような問題が生じる。On the other hand, in the BA type ionization gauge, the ion collector electrode is at a negative potential with respect to the potential of the filament, so that the electrons emitted from the filament repel the ion collector electrode. , Its trajectory is modified. As a result, the following problem occurs.
【0006】(1)BA型電離真空計では、一般に上下に
開放された螺旋状のグリッドが用いられるが、上記イオ
ンコレクタ電極に対する電子の反発により、電子の一部
はグリッドの上下方向に軌道修正され、グリッド外に拡
散してしまう。このためフィラメントから放出される電
子の数に対し、生成されるイオン量が少なく、測定感度
が必ずしも良好でない。この場合に、グリッドの上下を
閉塞して電子の拡散を制限する方法もあるが、グリッド
の設計、製造が難しく、コストの上昇を招く。(1) In the BA type ionization vacuum gauge, a spiral grid which is opened up and down is generally used, but due to the repulsion of electrons to the ion collector electrode, some of the electrons are corrected in the vertical direction of the grid. And spread out of the grid. For this reason, the amount of ions generated is smaller than the number of electrons emitted from the filament, and the measurement sensitivity is not always good. In this case, there is a method in which the upper and lower sides of the grid are closed to restrict the diffusion of electrons. However, it is difficult to design and manufacture the grid, resulting in an increase in cost.
【0007】(2)イオンコレクタ電極に対する電子の反
発により、イオンコレクタ電極の近傍におけるイオンの
生成効率が悪く、したがってイオンが捕集されにくい。(2) Due to the repulsion of electrons to the ion collector electrode, the efficiency of ion generation in the vicinity of the ion collector electrode is low, so that ions are difficult to be collected.
【0008】一方、特開平11−72406号公報に
は、グリッド内に2本のイオンコレクタ電極を分離して
配置したBA型電離真空計が開示されている。この種の
BA型電離真空計においては、上記(2)に示した問題は
解決できるものの、依然として上記(1)に示した電子の
グリッド外への拡散の問題は避けられない。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-72406 discloses a BA-type ionization gauge in which two ion collector electrodes are arranged separately in a grid. In this type of BA-type ionization gauge, although the problem described in (2) above can be solved, the problem of the diffusion of electrons out of the grid described in (1) cannot be avoided.
【0009】また、上記BA型電離真空計においては、
各イオンコレクタ電極をあまり細く形成すると、形状の
安定性がなくなり、測定の信頼性が低下するので、これ
らをあまり細くすることができない。この結果、イオン
コレクタ電極に対する電子の衝突の確率が高まり、X線
効果の影響が無視できないものとなる。In the BA type ionization vacuum gauge,
If each ion collector electrode is formed too thin, the stability of the shape is lost and the reliability of the measurement is reduced, so that these cannot be made too thin. As a result, the probability of electron collision with the ion collector electrode increases, and the effect of the X-ray effect cannot be ignored.
【0010】従って本発明の目的は、イオンコレクタ電
極の形状を工夫することにより、フィラメントから放出
される電子が、開放グリッドから外に出る量を抑え、こ
れによって圧力測定の感度を向上させた電離真空計を提
供することにある。[0010] Accordingly, an object of the present invention is to reduce the amount of electrons emitted from a filament out of an open grid by devising the shape of an ion collector electrode, thereby improving the sensitivity of pressure measurement. It is to provide a vacuum gauge.
【0011】また、本発明の他の目的は、形状が安定し
たイオンコレクタ電極を備え、これによって測定の信頼
性を向上させた電離真空計を提供することにある。It is another object of the present invention to provide an ionization vacuum gauge having an ion collector electrode having a stable shape, thereby improving the reliability of measurement.
【0012】さらに、本発明の他の目的は、イオンコレ
クタ電極の形状を工夫することにより、開放グリッド内
における電子の軌道をより長くすることができる電離真
空計を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide an ionization gauge capable of extending the electron orbit in an open grid by devising the shape of the ion collector electrode.
【0013】さらに、本発明の他の目的は、従来型のB
A電離真空計の設計を大幅に変えることなく、上記各目
的を達成する電離真空計を提供することにより、そのコ
ストを抑え、また従来のBA型電離真空計で用いられて
いるコントローラの使用を可能にする。Yet another object of the present invention is to provide a conventional B
A By providing an ionization gauge that achieves each of the above objects without drastically changing the design of the ionization gauge, the cost can be reduced and the controller used in the conventional BA ionization gauge can be used. enable.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電離真空計
は、陽極体積を形成する開放グリッドと、前記陽極体積
の外側に配置される電子源と、前記陽極体積内に配置さ
れるイオンコレクタを備える。本発明において、イオン
コレクタは、ループ状に形成され、該ループで形成され
る面が前記電子源に向けられている。SUMMARY OF THE INVENTION An ionization gauge according to the present invention comprises an open grid forming an anode volume, an electron source located outside the anode volume, and an ion collector located within the anode volume. Is provided. In the present invention, the ion collector is formed in a loop shape, and a surface formed by the loop faces the electron source.
【0015】フィラメントから放出される電子は、これ
に対し正電位にされたグリッドに引かれ、その隙間から
陽極体積内に至る。ここで、陽極体積内において、電子
はイオンコレクタと反発し、その軌道は修正されるが、
イオンコレクタがループ状をなしているため、多くの電
子は該反発力によって、該ループ内に集束するよう軌道
修正される。ループ内を通過する多くの電子は、グリッ
ドの反対面側に至り、一旦陽極体積の外に出るが、これ
にまた引かれて陽極体積内に戻り、今度は、イオンコレ
クタのループの反対面側からここを通過する。電子はこ
の飛行を繰り返す過程において、陽極体積内の気体分子
と衝突し、イオンを生成する。ここで、多くのイオンは
前記イオンコレクタのループ内の空間で生成されるた
め、その周囲に配置された該ループ状イオンコレクタに
よるイオンの捕集効率は極めて高いものとなる。また、
前記イオンコレクタ電極のループによる電子の集束の効
果は、その飛行経路長さを増大させ、陽極体積内の電子
密度、延いては生成されるイオン密度を増大する。[0015] Electrons emitted from the filament are drawn to the grid which is made to have a positive potential, and from the gap into the anode volume. Here, within the anode volume, the electrons repel the ion collector and their trajectories are modified,
Since the ion collector has a loop shape, many electrons are orbitally corrected by the repulsive force so as to be focused in the loop. Many electrons passing through the loop reach the opposite side of the grid and once exit the anode volume, but are again drawn back into the anode volume, this time on the opposite side of the ion collector loop. From here. In the process of repeating this flight, the electrons collide with gas molecules in the anode volume and generate ions. Here, since many ions are generated in the space within the loop of the ion collector, the efficiency of trapping ions by the loop-shaped ion collector disposed around the ion collector is extremely high. Also,
The effect of focusing of electrons by the loop of the ion collector electrode increases its flight path length and increases the electron density within the anode volume and thus the generated ion density.
【0016】この場合において、前記開放グリッドが、
好ましくは筒状に形成され、より好ましくは楕円円筒状
に形成され、前記イオンコレクタが、該楕円の長軸を含
む面内に配置される。In this case, the open grid is
Preferably, the ion collector is formed in a cylindrical shape, more preferably in an elliptical cylindrical shape, and the ion collector is arranged in a plane including a major axis of the ellipse.
【0017】また、本発明においては、前記電子源が、
前記楕円円筒状の開放グリッドの長軸を径とする円内に
配置されていることが好ましい。Also, in the present invention, the electron source is:
The elliptic cylindrical open grid is preferably arranged in a circle whose diameter is the major axis.
【0018】また、前記開放グリッドが、螺旋コイル状
に形成されていることが好ましい。 本発明において
は、前記イオンコレクタが、前記開放グリッドの軸方向
に縦長のループ状を有することが好ましい。It is preferable that the open grid is formed in a spiral coil shape. In the present invention, it is preferable that the ion collector has a vertically long loop shape in the axial direction of the open grid.
【0019】また、前記開放グリッドの軸方向における
前記イオンコレクタの端部が、前記開放グリッドで形成
される陽極体積内に納められていることが好ましい。Further, it is preferable that an end of the ion collector in an axial direction of the open grid is accommodated in an anode volume formed by the open grid.
【0020】前記イオンコレクタは、好ましくは方形状
のループに形成されるが、円形又は楕円形であっても良
い。The ion collector is preferably formed in a square loop, but may be circular or elliptical.
【0021】また、前記イオンコレクタの軸径は、0.
20mm以下であることが好ましい。The ion collector has a shaft diameter of 0.1 mm.
It is preferably 20 mm or less.
【0022】好適な本発明の実施形態において、前記電
子源は、前記開放グリッドの軸方向に沿う線状に形成さ
れ、前記ループ状のイオンコレクタの幅方向における略
中央に配置される。In a preferred embodiment of the present invention, the electron source is formed in a linear shape along the axial direction of the open grid, and is disposed substantially at the center in the width direction of the loop-shaped ion collector.
【0023】本発明の電離真空計はまた、前記開放グリ
ッド、前記電子源及び前記イオンコレクタを収容すると
共に、これらを支承する外囲体を備えて構成することが
できる。[0023] The ionization gauge of the present invention can also be configured to contain the open grid, the electron source and the ion collector, and to have an enclosure for supporting them.
【0024】この場合において、前記外囲体がガラスか
らなる電離真空計であって、前記開放グリッド及び前記
電子源の外側を覆うアース電極を更に備えることができ
る。In this case, the envelope may be an ionization vacuum gauge made of glass, and may further include a ground electrode covering the outside of the open grid and the electron source.
【0025】また、前記イオンコレクタは、前記外囲体
に垂下支持されることができる。Further, the ion collector may be supported by the outer enclosure.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
沿って説明する。図1〜図3は、本発明の一実施形態に
係るガラス包囲型電離真空計を示す図であり、それぞ
れ、その一部を破断した斜視図、その平断面図、及びそ
の側断面図を示している。これら図において、電離真空
計10は、グリッド12、フィラメント14、イオンコ
レクタ電極16及びアース電極18を備えており、その
周囲はガラス製の外囲器20によって覆われている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are views showing a glass-enclosed ionization vacuum gauge according to an embodiment of the present invention, and show a perspective view in which a part thereof is cut away, a plan sectional view thereof, and a side sectional view thereof, respectively. ing. In these figures, the ionization gauge 10 includes a grid 12, a filament 14, an ion collector electrode 16, and a ground electrode 18, and its periphery is covered by a glass envelope 20.
【0027】グリッド12は、タングステン又はモリブ
デン等の材料からなる金属細線を螺旋円筒状にして形成
され、その上下が開放された開放グリッドである。グリ
ッド12は、その電極端子22から印加される電圧によ
って、フィラメント14から放出される電子よりも高い
電位(例えば、180V)に維持される。該電位によっ
て、グリッド12の内部には陽極体積が形成され、ここ
でフィラメント14からの電子が加速される。グリッド
12内で加速される電子は、該空間内に存在する気体分
子と衝突しイオンを生成する。好適な実施形態におい
て、グリッド12は、図2で明らかなように、楕円円筒
状を有している。後述するように、グリッド12を楕円
状にすることによって、フィラメント14とイオンコレ
クタ電極16との距離を近づけることができる。The grid 12 is an open grid in which a thin metal wire made of a material such as tungsten or molybdenum is formed in a spiral cylindrical shape, and the upper and lower sides thereof are open. The grid 12 is maintained at a higher potential (for example, 180 V) than the electrons emitted from the filament 14 by the voltage applied from the electrode terminals 22. The potential forms an anode volume inside the grid 12 where electrons from the filament 14 are accelerated. The electrons accelerated in the grid 12 collide with gas molecules existing in the space and generate ions. In a preferred embodiment, the grid 12 has an elliptical cylindrical shape, as seen in FIG. As will be described later, by making the grid 12 elliptical, the distance between the filament 14 and the ion collector electrode 16 can be reduced.
【0028】フィラメント14は、グリッド12で形成
される陽極体積の外側に配置されている。フィラメント
14は、タングステンやイリジウム等の材料からなる金
属細線をヘアピン線状に加工してなり、その上下端は電
極端子24に繋がれると共にこれによって支持されてい
る。電極端子24からフィラメント14に所定の電圧
(例えば、45V)を印加することにより、フィラメン
ト14の軸線に沿って電子が放出され、グリッド12内
へ引き込まれる。図2で示すように、好適な実施形態で
フィラメント14は、前記グリッド12の楕円の短軸の
延長線上に配置されると共に、その長軸を径とする円内
に位置している。グリッド12を楕円状とし、フィラメ
ント14を前記円内に位置させることによって、フィラ
メント14とイオンコレクタ電極16との距離を近づけ
ることができると共に、電離真空計の外形寸法を小さく
することができる利点がある。一つの実施例において、
フィラメント14は、直径0.125mm程の、トリア
コートイリジウムである。The filament 14 is located outside the anode volume formed by the grid 12. The filament 14 is formed by processing a thin metal wire made of a material such as tungsten or iridium into a hairpin shape, and its upper and lower ends are connected to and supported by the electrode terminals 24. By applying a predetermined voltage (for example, 45 V) to the filament 14 from the electrode terminal 24, electrons are emitted along the axis of the filament 14 and are drawn into the grid 12. As shown in FIG. 2, in a preferred embodiment, the filaments 14 are located on an extension of the minor axis of the ellipse of the grid 12 and are located within a circle whose major axis is the diameter. By arranging the grid 12 in an elliptical shape and arranging the filament 14 in the circle, the distance between the filament 14 and the ion collector electrode 16 can be shortened, and the external dimensions of the ionization gauge can be reduced. is there. In one embodiment,
The filament 14 is a tricoat iridium having a diameter of about 0.125 mm.
【0029】イオンコレクタ電極16は、グリッド12
で形成される陽極体積内に配置され、その形状はループ
状をなしている。図に示す実施形態において、イオンコ
レクタ電極16は、上下及び左右の辺で構成される縦長
長方形状を有している。もっとも、円形或いは楕円形状
のループによってイオンコレクタ電極16を構成しても
良い。ループ状イオンコレクタ電極16は、その上辺に
測定端子26をスポット溶接その他の方法で接合し、こ
れを介して外囲器20に垂下支承されている。測定端子
26は、外囲器20の上方からその外部へ引き出され、
図示しない電流計に接続される。イオンコレクタ電極1
6は、外囲器20と同じ接地電位にされる。これによっ
てイオンコレクタ電極16に接続された電流計は、該電
極に捕集されたイオンによってここに流れるイオン電流
を計測する。一般的な計測ユニットにより、前記電流値
に基づいて陽極体積内の圧力が測定される。The ion collector electrode 16 is connected to the grid 12
Are disposed in the anode volume formed by the above, and have a loop shape. In the embodiment shown in the drawings, the ion collector electrode 16 has a vertically long rectangular shape composed of upper, lower, left and right sides. However, the ion collector electrode 16 may be formed by a circular or elliptical loop. The loop-shaped ion collector electrode 16 has a measuring terminal 26 joined to the upper side thereof by spot welding or other methods, and is suspended from the envelope 20 via this. The measuring terminal 26 is drawn out from above the envelope 20 to the outside,
Connected to an ammeter not shown. Ion collector electrode 1
6 is set to the same ground potential as the envelope 20. As a result, the ammeter connected to the ion collector electrode 16 measures the ion current flowing through the ions collected by the electrode. A general measuring unit measures the pressure in the anode volume based on the current value.
【0030】ループ状イオンコレクタ電極16は、図1
及び図2で示されるように、そのループで形成される面
が、楕円状のグリッド12の長軸を含む面内に位置する
よう配置される。すなわち、ループ状イオンコレクタ電
極16は、該ループで形成される面が、フィラメント1
4に向けられている。実施形態において、フィラメント
14は、ループ状イオンコレクタ電極16の幅方向にお
ける略中央に位置する。このような配置構成において、
フィラメント14から放出され、グリッド12内に引き
込まれる電子の多くは、ループ状イオンコレクタ電極1
6のループの内側を通過する。ループ状イオンコレクタ
電極16の作用的側面については、後述する。ループ状
イオンコレクタ電極16は、例えば、直径0.18mm
程の、白金を被覆したモリブデン等の線材をループ状に
することで形成でき、その縦径は20mm程、横径は1
2mm程である。ループ状のイオンコレクタ電極は、そ
の型崩れが起き難く、またこれを垂下支持することによ
って、外囲器20内で安定してその形状を保持できる。
イオンコレクタ電極の安定した形状は、その高度な測定
信頼性を保証する。The loop-shaped ion collector electrode 16 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2 and FIG. 2, the surface formed by the loop is arranged so as to lie within a plane including the major axis of the elliptical grid 12. That is, the surface of the loop-shaped ion collector electrode 16 formed by the loop is the filament 1
It is aimed at 4. In the embodiment, the filament 14 is located substantially at the center of the loop-shaped ion collector electrode 16 in the width direction. In such an arrangement,
Many of the electrons emitted from the filament 14 and drawn into the grid 12 are supplied to the loop-shaped ion collector electrode 1.
6 inside the loop. The operational aspects of the loop ion collector electrode 16 will be described later. The loop-shaped ion collector electrode 16 has, for example, a diameter of 0.18 mm.
The wire can be formed by looping a wire material such as molybdenum coated with platinum into a loop shape having a vertical diameter of about 20 mm and a horizontal diameter of 1 mm.
It is about 2 mm. The loop-shaped ion collector electrode is less likely to lose its shape, and can be stably held in the envelope 20 by suspending it.
The stable shape of the ion collector electrode guarantees its high measurement reliability.
【0031】アース電極18は円筒状をなし、外囲器2
0内で前記グリッド12、フィラメント14及びイオン
コレクタ電極16の周囲を覆う。アース電極18は、電
極端子28を介して所定電位(例えば、接地電位)に維
持され、外囲器20に対しイオンが付着することによる
測定への影響を抑える。The earth electrode 18 has a cylindrical shape.
Within 0, the periphery of the grid 12, the filament 14, and the ion collector electrode 16 is covered. The ground electrode 18 is maintained at a predetermined potential (for example, a ground potential) via the electrode terminal 28, and suppresses the influence of the ions attached to the envelope 20 on the measurement.
【0032】外囲器20は、コバールガラスなどから好
ましくは円筒状に形成される。外囲器20に備えられた
配管30を介して、電離真空計10は真空チャンバーと
接続され、それと同一の真空度を保ち、該真空チャンバ
ー内の圧力測定を可能とする。。The envelope 20 is preferably formed in a cylindrical shape from Kovar glass or the like. The ionization vacuum gauge 10 is connected to a vacuum chamber via a pipe 30 provided in the envelope 20, maintains the same degree of vacuum, and enables pressure measurement in the vacuum chamber. .
【0033】次に、本発明に係るループ状イオンコレク
タ電極を備えた電離真空計における、機能的側面につい
て説明する。図4は、線状のイオンコレクタ電極を有す
る従来構造の電離真空計(同図(A))と、ループ状イ
オンコレクタ電極を有する本発明に係る電離真空計(同
図(B))の電子の軌道の違いを説明するための概念図
である。Next, the functional aspects of the ionization gauge provided with the loop-shaped ion collector electrode according to the present invention will be described. FIG. 4 shows electrons of a conventional ionization gauge having a linear ion collector electrode (FIG. 4A) and an ionization gauge of the present invention having a loop ion collector electrode (FIG. 4B). FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the difference in the trajectory of the trajectory.
【0034】同図(A)に示す従来型の電離真空計40
においては、螺旋状のグリッド41の中央に線状のイオ
ンコレクタ電極42が備えられている。フィラメント4
3から放出される電子は、これに対し正電位にされたグ
リッド41に引かれ、その隙間から陽極体積44内外を
飛行する。しかしながら、陽極体積44内において、電
子はフィラメント43に対し負電位にされたイオンコレ
クタ電極42と反発するため、その軌道が修正される。
その結果、イオンコレクタ電極42の近傍における電子
の密度が下がって、この近傍で気体分子と衝突する確率
が低下すると共に、電子の飛行距離を短くする。また、
前記イオンコレクタ電極42の反発力によって、電子の
一部はグリッド41の開放された上下の領域から陽極体
積外へ出てしまい、イオン生成に寄与しなくなる。これ
らのことから、イオンコレクタ電極42によるイオンの
捕集効率が悪くなり、測定感度に限界が生じる。A conventional ionization gauge 40 shown in FIG.
, A linear ion collector electrode 42 is provided at the center of a spiral grid 41. Filament 4
The electrons emitted from 3 are drawn to the grid 41 which is set to a positive potential, and fly through the gap inside and outside the anode volume 44. However, in the anode volume 44, electrons repel the ion collector electrode 42 which is set to a negative potential with respect to the filament 43, so that its trajectory is corrected.
As a result, the electron density in the vicinity of the ion collector electrode 42 decreases, the probability of collision with gas molecules in the vicinity decreases, and the flight distance of the electrons decreases. Also,
Due to the repulsive force of the ion collector electrode 42, some of the electrons exit the anode 41 out of the open upper and lower regions of the grid 41 and do not contribute to ion generation. For these reasons, the ion collection efficiency of the ion collector electrode 42 is deteriorated, and the measurement sensitivity is limited.
【0035】一方、同図(B)に示す本発明に係る電離
真空計45においては、螺旋状のグリッド46内にルー
プ状のイオンコレクタ電極47が、そのループ面をフィ
ラメント48に向けて配置されている。フィラメント4
8から放出される電子は、これに対し正電位にされたグ
リッド46に引かれ、その隙間から陽極体積49内に至
る。ここで、陽極体積49内において、電子はイオンコ
レクタ電極47と反発し、その軌道は修正されるが、イ
オンコレクタ電極47がループ状をなしているため、多
くの電子は該反発力によって、該ループ内に集束するよ
う軌道修正される。ループ内を通過する多くの電子は、
グリッド46の反対面側に至り、一旦陽極体積49の外
に出るが、これにまた引かれて陽極体積内に戻り、今度
は、イオンコレクタ電極47のループの反対面側からこ
こを通過する。電子はこの飛行を繰り返す過程におい
て、陽極体積49内の気体分子と衝突し、イオンを生成
する。ここで、多くのイオンは前記イオンコレクタ電極
47のループ内の空間で生成されるため、その周囲に配
置された該ループ状イオンコレクタ電極47によるイオ
ンの捕集効率は極めて高いものとなる。また、前記イオ
ンコレクタ電極47のループによる電子の集束の効果
は、その飛行経路長さを増大させ、陽極体積49内の電
子密度、延いては生成されるイオン密度を増大する。以
上の結果、電離真空計の測定感度が向上し、より高い真
空度の測定が可能となる。On the other hand, in an ionization vacuum gauge 45 according to the present invention shown in FIG. 2B, a loop-shaped ion collector electrode 47 is disposed in a spiral grid 46 with its loop surface facing the filament 48. ing. Filament 4
Electrons emitted from 8 are drawn by a grid 46 which is made to have a positive potential, and reaches the anode volume 49 from the gap. Here, in the anode volume 49, the electrons repel the ion collector electrode 47, and their trajectories are corrected. However, since the ion collector electrode 47 has a loop shape, many electrons are generated by the repulsive force. The trajectory is corrected to focus in the loop. Many electrons passing through the loop
It reaches the opposite side of the grid 46 and once exits the anode volume 49, but is again drawn back into the anode volume, this time passing from the opposite side of the loop of the ion collector electrode 47. In the process of repeating this flight, the electrons collide with gas molecules in the anode volume 49 to generate ions. Here, since many ions are generated in the space in the loop of the ion collector electrode 47, the ion collection efficiency of the loop-shaped ion collector electrode 47 disposed around the ion collector becomes extremely high. Also, the effect of focusing of electrons by the loop of the ion collector electrode 47 increases the flight path length, and increases the electron density in the anode volume 49, and thus the generated ion density. As a result, the measurement sensitivity of the ionization gauge is improved, and a higher degree of vacuum can be measured.
【0036】図5〜図7は、本発明の他の実施形態に係
るメタル包囲型電離真空計を示した図であり、それぞ
れ、その内部を透過して示した斜視図、その平断面図、
及びその側断面図を示している。これら図において、電
離真空計50は、グリッド52、フィラメント54、イ
オンコレクタ電極56を備えており、その周囲は金属製
の外囲器58によって覆われている。FIGS. 5 to 7 show a metal-enclosed ionization gauge according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing the inside of the gauge and FIG.
And a side sectional view thereof. In these figures, the ionization gauge 50 includes a grid 52, a filament 54, and an ion collector electrode 56, and its periphery is covered with a metal envelope 58.
【0037】グリッド52は、基本的には先の実施形態
におけるものと同様で、金属細線を螺旋状にした楕円円
筒状の開放グリッドである。フィラメント54は、グリ
ッド52で形成される陽極体積の外側に配置されてお
り、本実施形態においては、2本(1本は他方が断線し
た場合の予備用)が備えられている。先の実施形態の場
合と同様、図6で明らかなように、フィラメント54
は、前記グリッド52の楕円の長軸を径とする円内に位
置している。The grid 52 is basically the same as that in the previous embodiment, and is an elliptic cylindrical open grid in which fine metal wires are spirally formed. The filaments 54 are arranged outside the anode volume formed by the grid 52. In the present embodiment, two filaments are provided (one is reserved for the case where the other is disconnected). As in the previous embodiment, as apparent from FIG.
Are located in a circle whose diameter is the major axis of the ellipse of the grid 52.
【0038】イオンコレクタ電極56は、グリッド52
で形成される陽極体積内に配置され、その形状は長方形
のループ状をなしている。本実施形態においてループ状
イオンコレクタ電極56は、その下辺に測定端子60を
接合し、これを介して外囲器58に支承されている。先
の実施形態と同様に、ループ状イオンコレクタ電極56
は、そのループで形成される面が、楕円状のグリッド5
2の長軸を含む面内に位置するよう配置され、フィラメ
ント54に向けられている。本実施形態に係る電離真空
計50においても、フィラメント54から放出されグリ
ッド52内に引き込まれる電子の多くは、それが中央に
集められるように集束し、ループ状イオンコレクタ電極
56のループの内側を通過する。前記作用により、電子
軌道が延長されると共に、ループ状イオンコレクタ電極
56内でイオンが生成され、測定に寄与する。The ion collector electrode 56 is connected to the grid 52
Are arranged in a volume of the anode formed by a rectangular loop. In the present embodiment, the loop-shaped ion collector electrode 56 has a measurement terminal 60 joined to the lower side thereof, and is supported by the envelope 58 via the measurement terminal 60. As in the previous embodiment, the loop-shaped ion collector electrode 56
Indicates that the surface formed by the loop is an elliptical grid 5
It is arranged to lie in a plane containing the two major axes and is directed to the filament 54. Also in the ionization gauge 50 according to the present embodiment, many of the electrons emitted from the filament 54 and drawn into the grid 52 are focused so that they are collected at the center, and the inside of the loop of the loop-shaped ion collector electrode 56 is formed. pass. By the action, the electron trajectory is extended and ions are generated in the loop-shaped ion collector electrode 56, which contributes to the measurement.
【0039】以上、本発明の実施形態を図面に沿って説
明した。本発明の適用範囲は前記実施形態に示された事
項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいて種々
の変更又は改良が可能である。前記各実施形態において
は、ガラス又は金属からなる外囲器を備えた電離真空計
を示したが、外囲器を有さない電離真空計においても本
発明を適用することができる。また、前記実施形態では
グリッドを楕円円筒状とすることによって、フィラメン
トとループ状イオンコレクタ電極との距離を近づけ、こ
れによってフィラメントからの電子が該ループ内に導か
れやすいように構成しているが、グリッドが真円状の構
成を有する電離真空計においても、本発明の利点を享受
できることは明らかである。The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. The application range of the present invention is not limited to the matters described in the above embodiment, and various changes or improvements can be made based on the description in the claims. In each of the above embodiments, the ionization gauge provided with the envelope made of glass or metal has been described. However, the present invention can be applied to an ionization gauge having no envelope. Further, in the above-described embodiment, the grid is formed to have an elliptical cylindrical shape, thereby shortening the distance between the filament and the loop-shaped ion collector electrode, so that electrons from the filament are easily guided into the loop. It is apparent that the advantages of the present invention can be enjoyed even in an ionization gauge having a perfect circular grid configuration.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上如く本発明によれば、イオンコレク
タ電極をループ状に構成し、電子源からの電子が該ルー
プ内に集束するように構成したので、イオンコレクタ電
極の近傍におけるイオンの生成効率が高まり、また、電
子の飛行経路が長くなって、該領域における電子密度が
向上する。これによって、より高真空の圧力測定が可能
となる。As described above, according to the present invention, since the ion collector electrode is formed in a loop shape and the electrons from the electron source are focused in the loop, the generation of ions near the ion collector electrode is achieved. Efficiency is increased, and the flight path of the electrons is lengthened, so that the electron density in the region is improved. This enables higher vacuum pressure measurement.
【0041】また、本発明によれば、イオンコレクタ電
極はループ形状を有しているため、形状的に安定してお
り、これが測定の信頼性を向上させる。また、形状的に
安定していることから、イオンコレクタ電極を比較的細
い径の線から形成することができ、従って、従来のBA
型電離真空計同様、X線効果の問題を最小限に抑えるこ
とができる。Further, according to the present invention, since the ion collector electrode has a loop shape, it is stable in shape, which improves the reliability of measurement. Further, since the shape is stable, the ion collector electrode can be formed from a wire having a relatively small diameter.
Similar to the type ionization gauge, the problem of the X-ray effect can be minimized.
【0042】さらに、本発明によれば、従来型のBA電
離真空計の設計を大幅に変えることなく、本発明に係る
電離真空計を製造することができ、これによって、その
製造コストが抑えられ、また従来のBA型電離真空計で
用いられているコントローラの使用が可能である。Further, according to the present invention, the ionization gauge according to the present invention can be manufactured without largely changing the design of the conventional BA ionization gauge, thereby reducing the manufacturing cost. In addition, a controller used in a conventional BA ionization gauge can be used.
【図1】本発明の一実施形態に係るガラス包囲型電離真
空計を示す、その一部を破断した斜視図である。FIG. 1 is a partially broken perspective view showing a glass-enclosed ionization gauge according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の電離真空計の平断面図である。FIG. 2 is a plan sectional view of the ionization gauge of FIG. 1;
【図3】図1の電離真空計の側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of the ionization gauge of FIG. 1;
【図4】図4は、線状のイオンコレクタ電極を有する従
来構造の電離真空計と、ループ状イオンコレクタ電極を
有する本発明に係る電離真空計の電子の軌道の違いを説
明するための概念図である。FIG. 4 is a concept for explaining a difference in electron trajectory between a conventional ionization gauge having a linear ion collector electrode and an ionization gauge according to the present invention having a loop ion collector electrode. FIG.
【図5】本発明の他の実施形態に係るメタル包囲型電離
真空計を示す、その内部を透過して示した斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view showing the inside of a metal-enclosed ionization gauge according to another embodiment of the present invention.
【図6】図5の電離真空計の平断面図である。FIG. 6 is a plan sectional view of the ionization gauge of FIG. 5;
【図7】図5の電離真空計の側断面図である。FIG. 7 is a side sectional view of the ionization gauge of FIG. 5;
10 電離真空計 12 グリッド 14 フィラメント 16 イオンコレクタ電極 18 アース電極 20 外囲器 22、24、28 電極端子 26 測定端子 30 配管 50 電離真空計 52 グリッド 54 フィラメント 56 イオンコレクタ電極 58 外囲器 60 測定端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ionization gauge 12 Grid 14 Filament 16 Ion collector electrode 18 Earth electrode 20 Enclosure 22, 24, 28 Electrode terminal 26 Measurement terminal 30 Piping 50 Ionization gauge 52 Grid 54 Filament 56 Ion collector electrode 58 Enclosure 60 Measurement terminal
Claims (14)
であって、該ループで形成される面が前記電子源に向け
られているものと、を備えた電離真空計。1. An open grid forming an anode volume, an electron source disposed outside the anode volume, and a loop-shaped ion collector disposed within the anode volume, wherein the ion collector is formed by the loop. A surface directed toward the electron source.
請求項1に記載の電離真空計。2. The ionization gauge according to claim 1, wherein the open grid is formed in a cylindrical shape.
れ、前記イオンコレクタが、該楕円の長軸を含む面内に
配置されている請求項2に記載の電離真空計。3. The ionization gauge according to claim 2, wherein the open grid is formed in an elliptical cylindrical shape, and the ion collector is arranged in a plane including a major axis of the ellipse.
リッドの長軸を径とする円内に配置されている請求項3
に記載の電離真空計。4. The electron source is arranged in a circle whose diameter is the major axis of the elliptic cylindrical open grid.
The ionization gauge described in 1.
成された請求項2〜4の何れかに記載の電離真空計。5. The ionization gauge according to claim 2, wherein the open grid is formed in a spiral coil shape.
ドの軸方向に縦長のループ状を有する請求項1〜5の何
れかに記載の電離真空計。6. The ionization gauge according to claim 1, wherein the ion collector has a vertically long loop shape in an axial direction of the open grid.
イオンコレクタの端部が、前記開放グリッドで形成され
る陽極体積内に納められている請求項1〜6の何れかに
記載の電離真空計。7. An ionization gauge according to claim 1, wherein an end of said ion collector in an axial direction of said open grid is contained within an anode volume formed by said open grid.
に形成された請求項1〜7の何れかに記載の電離真空
計。8. The ionization gauge according to claim 1, wherein the ion collector is formed in a rectangular loop.
mm以下である請求項1〜8の何れかに記載の電離真空
計。9. An ion collector having a shaft diameter of 0.20
The ionization gauge according to any one of claims 1 to 8, which is not more than mm.
方向に沿う線状に形成された請求項1〜9の何れかに記
載の電離真空計。10. The ionization vacuum gauge according to claim 1, wherein the electron source is formed in a linear shape along the axial direction of the open grid.
コレクタの幅方向における略中央に配置されている請求
項10に記載の電離真空計。11. The ionization vacuum gauge according to claim 10, wherein the electron source is disposed substantially at the center in the width direction of the loop-shaped ion collector.
記イオンコレクタを収容すると共に、これらを支承する
外囲体を更に備えた請求項1〜12の何れかに記載の電
離真空計。12. The ionization vacuum gauge according to claim 1, further comprising an envelope that houses the open grid, the electron source, and the ion collector, and that supports them.
計であって、前記開放グリッド及び前記電子源の外側を
覆うアース電極を更に備える請求項12に記載の電離真
空計。13. The ionization gauge according to claim 12, wherein the envelope is a glass ionization gauge, and further comprising a ground electrode covering the outside of the open grid and the electron source.
垂下支持されている請求項12又は13に記載の電離真
空計。14. The ionization gauge according to claim 12, wherein the ion collector is suspended from the outer enclosure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000224773A JP3396726B2 (en) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | Ionization gauge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000224773A JP3396726B2 (en) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | Ionization gauge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002039902A true JP2002039902A (en) | 2002-02-06 |
JP3396726B2 JP3396726B2 (en) | 2003-04-14 |
Family
ID=18718668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000224773A Expired - Fee Related JP3396726B2 (en) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | Ionization gauge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3396726B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9964121B2 (en) | 2013-02-28 | 2018-05-08 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
-
2000
- 2000-07-26 JP JP2000224773A patent/JP3396726B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9964121B2 (en) | 2013-02-28 | 2018-05-08 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3396726B2 (en) | 2003-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4620102A (en) | Electron-impact type of ion source with double grid anode | |
JPH07296751A (en) | X-ray tube device | |
JP2016225139A (en) | Plasma generation device and thermionic emission part | |
JPH08287854A (en) | X-ray tube with low temperatured emitter | |
JP2005062167A (en) | Ionization vacuum gauge | |
JP2006047288A (en) | Vacuum gauge | |
JP7238249B2 (en) | electron source | |
US20180096816A1 (en) | Angled flat emitter for high power cathode with electrostatic emission control | |
US7062017B1 (en) | Integral cathode | |
JP2002528878A (en) | X-ray tube providing variable imaging spot size | |
JPH11120950A (en) | Electron beam lens device | |
JP2002039902A (en) | Ionization vacuum gauge | |
JPS6122545A (en) | X-ray tube | |
JPH0968473A (en) | Thermal cathode type vacuum gage | |
US3433955A (en) | X-ray generator with emission control arrangement within the focusing cup | |
KR102027407B1 (en) | Field emitter and cold cathod structure using cnt yarns | |
JP2000223064A (en) | Ion source and mass spectrometer using it | |
JP2000039375A (en) | Ion source | |
US2937295A (en) | Ionization gauge for the measurement of low pressures | |
CN112599397B (en) | Storage type ion source | |
KR101089231B1 (en) | X-ray tube | |
Kobayashi et al. | Studies of the hollow discharge duoplasmatron as a source of H− ions | |
US3465189A (en) | Ionization vacuum gauge with x-ray shielding and ion reflecting means | |
JPH046431A (en) | Vacuum gage | |
US3260877A (en) | Multiple-beam injector for magnetic induction accelerators |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120214 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130214 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |