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阿部技術士・労働安全コンサルタント事務所は、ものづくりの現場における労働安全の構築と品質の作り込みをサポートします。

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技術情報メモ17Technical information

17)真空計の選定

 真空下での圧力測定は難しいものです。測定対象の圧力範囲が広く(10Pa〜10-11Pa)、かつ測定対象の圧力が微圧であるため、測定対象の圧力によって真空計を選定しなければなりません。
 真空計は測定方法などにより次のように分類されています。
 1)測定方法による分類
     差圧真空計〜 圧力差を利用して測定する。
     絶対圧真空計〜物理量によって圧力を測定する。
 2)測定対象による分類
    全圧真空計〜環境(チャンバー内)の圧力のみを測定する。真空計は通常これを指す。
    分圧真空計〜環境(チャンバー内)の気体成分の分子量ごとに圧力を測定する。質量分析計とも呼ばれる。
 3)全圧真空計の分類(測定方式により主に3つに分けられる)
    機械的な現象
      液柱差真空計、U字管真空計、弾性真空計、隔膜真空計、ブルドン管真空計、圧縮真空計、
      マクラウド真空計、圧力天びん
    気体の輸送現象
      粘性真空計、熱伝導真空計(ピラニ真空計,サーミスタ真空計,熱電対真空計,バイメタル真空計など)
      クヌーセン真空計
    気体の電離現象
      電離真空計、 放射線真空計、冷陰極電離真空計、熱陰極電離真空計
 なお、真空計の詳細はJIS規格に記載されていますので、ご確認ください。

 密封検査のガス検知方式(技術情報メモ16)ではピラニ真空計を採用していますので、ここでは、特にピラニ真空計の検出原理などについて紹介します。
 ピラニ真空計は熱伝導真空計の一つです。熱伝導真空計は低圧気体の熱伝導が気体の圧力に依存することを利用し,素子の温度変化を計測して圧力を求める真空計です。そして、加熱されている素子が金属細線で,その電気抵抗が温度によって変化することを利用する熱伝導真空計のことをピラニ真空計と呼びます。
 図1はピラニ真空計の原理図です。ホイートストンブリッジが平衡を保つように抵抗体Rの温度を一定にしてその温度における気体の熱伝導を測定するものです。図2はピラニ真空計の構造を示したものです。ピラニ真空計のような熱伝導真空計は同じ圧力に対しても気体の種類によって指示値が異なります。このため気体の種類によって校正が必要になります。図3はピラニ真空計の校正曲線を示したものです。ULVACのピラニ真空計GP-Gシリーズの圧力の測定範囲は0.4〜3000Paです。

 当事務所では人間行動に起因する事故・品質トラブルの未然防止をお手伝いします。また、ものづくりの現場の皆様の声を真摯に受け止め、ものづくりの現場における労働安全の構築と品質の作り込みをサポートします。  (2013.6.8)

図1      
ピラニ真空計の原理図

出典:真空技術活用マニュアル

図2                
ピラニ真空計測定子の構造

出典:真空技術活用マニュアル

図3      
ピラニ真空計の校正曲線

出典:真空技術活用マニュアル
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