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| その他の名称 | 熱陰極真空計、 ベヤード・アルパート真空計 |
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| 用途 | 圧力測定 |
熱フィラメント電離真空計は、熱フィラメント真空計または熱陰極真空計とも呼ばれ、10 -3～ 10 -10 Torrの領域で最も広く使用されている低圧（真空）測定装置です。三極管で、フィラメントが陰極となります
注: 電子を生成するための粒子加速器の熱陰極イオン源の原理は、ほぼ同じです。
関数
加熱されたフィラメントから、調整された電子電流（通常10mA ）が放出されます。電子は約+ 150Vの直流電位によって らせん状のグリッドに引き寄せられます。電子の大部分はグリッドを通過し、密閉空間内のガス分子と衝突し、その一部がイオン化されます。電子衝突によって生成されたガスイオンは、コレクターの負電圧（通常-30V）によって中央のイオンコレクターワイヤーに引き寄せられます。イオン電流は1mA/ Pa程度です。この電流は、高ゲイン差動増幅器/電位計によって 増幅され、表示されます
このイオン電流は、同じ圧力でもガスの種類によって変化します。つまり、熱フィラメント電離計は組成に依存します。しかし、分子密度の広い範囲において、一定の組成を持つガスからのイオン電流は、計器内のガスの分子密度に正比例します。
構造
熱陰極電離真空計は主に3つの電極で構成され、すべて三極管として機能し、陰極はフィラメントです。3つの電極は、コレクターまたはプレート、フィラメント、グリッドです。コレクター電流は電位計によってピコアンペア単位で測定されます。フィラメント対地電圧は通常30ボルトの電位で、グリッド電圧は180～210ボルトの直流電圧です。ただし、オプションの電子衝撃機能がない限り、グリッドを加熱することで約565ボルトの高電位になる場合があります。最も一般的なイオンゲージは、グリッド内に小さなコレクターを備えた熱陰極ベヤード・アルパートゲージです。 [1]真空への開口部を持つガラスエンベロープで電極を囲むこともできますが、通常はヌードゲージを真空チャンバーに直接挿入し、ピンをチャンバーの壁にあるセラミックプレートに通します熱陰極ゲージは、高温の状態で大気圧や低真空にさらされると、損傷したり、校正が失われたりする可能性があります。
フィラメントから放出された電子は、グリッド上を数回往復運動した後、最終的にグリッドに入射します。この運動中に、一部の電子はガス分子と衝突し、イオンと電子の対を形成します（電子電離）。これらのイオンの数は、ガス分子の密度とフィラメントから放出された電子電流の積に比例し、これらのイオンはコレクターに流れ込み、イオン電流を形成します。ガス分子の密度は圧力に比例するため、イオン電流を測定することで圧力を推定できます。
熱陰極真空計の低圧感度は光電効果によって制限される。グリッドに衝突した電子はX線を発生し、イオンコレクターで光電ノイズを発生させる。このため、旧式の熱陰極真空計では10-8 Torr、ベヤード・アルパート真空計では約10-10 Torrが圧力範囲となる。 イオンコレクターとグリッド間の視線上に陰極電位の配線を追加することで、この効果を防ぐ。抽出型では、イオンは配線ではなく、開いた円錐によって引き寄せられる。イオンは円錐のどの部分に衝突するかを決めることができないため（これは何の説明にもならない不合理な擬人化である）、穴を通過してイオンビームを形成する。このイオンビームは、
- ファラデーカップ、
- ファラデーカップ付き四重極質量分析計、
- ファラデーカップ付きマイクロチャネルプレート検出器、
- マイクロチャネルプレート検出器付き四重極質量分析計ファラデーカップ、
- イオンレンズと加速電圧を組み合わせてターゲットに向けるとスパッタガンが形成されます。この場合、バルブによってガスがグリッドケージ内に流入します。
種類
- ベヤード・アルパートゲージ（密閉管を使用）[2]
- ヌードゲージ（真空チャンバーを使用して完全な密閉を実現します）。
関連項目
参考文献
外部リンク
- イオンゲージはどのように機能しますか？
- イオンゲージにはどのようなフィラメント素材を使用すればよいですか？
- 熱フィラメント電離真空計
- 米国特許4792763 - 熱陰極イオン化圧力計
- 米国特許 5373240 - 軸に沿って互いに一定の距離を置いて連続的に配置された電極列を含む熱陰極イオン化圧力計
