中古 アネルバ ANELVA 電離真空計 MIG-821

電離真空計(イオンゲージ)は、気体分子を電子でイオン化し、生じたイオン電流が気体の分子密度に比例することを利用して圧力を測る真空計で、高真空から超高真空の測定を受け持つ。主流は熱陰極式のB-A型(ベヤード・アルパート型)で、加熱したフィラメントから出た熱電子を正電位の円筒形グリッドで加速し、グリッドの内外を往復する間に気体分子と衝突させてイオンをつくる。イオンはグリッド中心の細いコレクタで捕集され、圧力はイオン電流をエミッション電流と感度係数で割って求める。
測定範囲はおおむね10⁻¹〜10⁻⁷ Pa、超高真空用の測定子ではさらに一桁から二桁下まで届く。下限を決めるのは軟X線限界である。電子がグリッドに当たって出るX線がコレクタから光電子をたたき出し、圧力に関係のない電流として上乗せされる。コレクタを細線にしてX線を受ける面積を減らしたのがB-A型の要点で、これにより10⁻⁸ Pa台まで測れるようになった。上限側は0.1 Pa前後でイオン電流と圧力の比例が崩れ、高い圧力での点灯はフィラメントの寿命を大きく縮める。
感度は気体の種類で変わる。表示は窒素換算が業界標準で、窒素を1とした比感度はヘリウムで約0.18、水素で約0.4〜0.5、アルゴンで約1.3〜1.4程度である。窒素以外のガスを流している間の読みは換算しないと正しい分圧・全圧にならない。
構造は、ガラス管に電極を封じた管球型と、電極を真空槽内に露出させる裸型(ヌード型)がある。裸型は管壁の影響を受けにくく超高真空向きである。フィラメントはタングステンと、酸化イットリウムや酸化トリウムを被覆したイリジウムが使われる。後者は誤って大気に触れても焼損しにくく、前者は酸素を含む雰囲気に弱い。
読みを狂わせる要因として、電極やケースからの放出ガス、ゲージ自体の排気作用、電子励起脱離がある。そのため電極を加熱して吸着ガスを追い出すデガスを定期的に行う。方式は電極に電流を流す通電加熱式と、電子を当てて加熱する電子衝撃式がある。
フィラメントを持たない冷陰極型(ペニング型・マグネトロン型)は、磁場中の放電電流で圧力を測る。寿命は長いが、超高真空での放電の立ち上がりが遅い、汚れで感度が変わるといった癖がある。
実務では、測定子・ケーブル・コントローラーの組み合わせが機種ごとに決まっており、互換の確認が欠かせない。高い圧力で点灯させないよう、ピラニなどの低真空計の値で点灯を許可するインターロックを組むのが一般的で、複数の測定子を1台のコントローラーで切り替えて読む切替器も使われる。中古品ではフィラメントの導通と予備フィラメントの有無、ガラス管の汚れや割れ、ケーブルの長さと端子形状を確かめたい。