真空計の基礎知識

真空計には測定する圧力帯によって測定原理を変えたものが用意されています。

ピラニ真空計

ピラニ真空計は、真空計の中でも一番多く使用される真空計です。他の真空計と比較すると安価で入手可能です。

コントローラーと測定子で構成され、機種によってはコントローラーと測定子、これらを繋ぐ測定子ケーブルで構成されます。測定範囲は一般的には0.4Pa2,000Paになります。

測定原理

ピラニ真空計は電気抵抗型の真空計です。測定したい場所に測定子を設置します。

測定子内にはフィラメントと呼ばれる髪の毛くらいの細さのプラチナ(Pt)線が張ってあります。コントローラーからフィラメントに電力を供給し、フィラメントを200℃程度まで加熱します。加熱したフィラメントに空気が衝突すると、空気がフィラメントの熱を奪いフィラメントの温度が下がります。フィラメントの温度が下がるとコントローラーがフィラメントの温度が200℃になる様に追加で電力を供給します。

国際宇宙ステーション(ISS)が飛行している高度の圧力の場合には空気が薄く、空気がフィラメントから熱を奪う量が少ない、つまり、コントローラーから追加で電力を供給する量は少ないのですが、大気圧よりちょっとだけ低い圧力の場合には、空気がフィラメントからたくさんの熱を奪います。つまり、コントローラーから追加で電力をたくさんの電力を供給します。この電力の少ない・多いを圧力に換算しています。

なぜ測定子の交換が必要なの?

測定子内部に貼られているフィラメントは通電する事によって消耗します。消耗によって200℃程度にする為にたくさんの電力が必要になり、正しい圧力が測定できなくなります。

また、フィラメントに小さなゴミが付着している場合、このゴミがたくさんの熱を奪い、正しく圧力が表示されなくなります。場合によっては付着したゴミが原因でフィラメントが切れる事もあります。

これらの理由により、定期的な交換と突然の断線に備えて、予備品を準備する事をお勧めしています。

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