| ２００２年１２月号 | |||||||||||||||
圧 力 の お 話
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| 松山技術コンサルタント事務所 所長 松 山 裕 | |||||||||||||||
真空の主な応用は表1に示すように多岐に亘っていますが、産業として見た場合は半導体・電子部品向けの薄膜形成・加工装置が金額的に大部分を占めています。また近年急速に普及してきたCDやDVDも、真空を利用して形成した薄膜による製品です。
全圧真空計は、さらに絶対真空計とその他の真空計に分けられます。絶対真空計とは、JIS Z 8126によると、「物理量の測定だけから圧力が求められる真空計」と定義されています。 その他の真空計には、気体の熱伝導を利用するもの、気体の粘性を利用するもの、気体の電離作用を利用するものがあります。
3．1 液柱差真空計 液柱差真空計は、本シリーズの第2回（今年8月号）にて説明した液柱式圧力計と同じですが、U字管の片側を大気に開放せず真空に吸引するか、片側を封止しています。後者の場合、封止側にトリチェリの真空（第1回参照）が発生します（図１）。使用する液体には、水銀もしくは油を使用します。この真空計は原理的に簡単ですが、感度が低いので高真空用には適用できません。 3．2 マクラウド真空計 マクラウド真空計は、原理的には液柱差式と同じですが、測定対象の気体の体積を100～1000分の1に圧縮して測定します。すなわち圧力を100～1000倍にして感度を上げるのです。気体を圧縮するには、まず圧縮部に気体を導入し、次に水銀を下から圧縮部に押し上げ、気体を細管部に送り込みます（図2）。この状態で左右の水銀柱の差を読んで圧力を求めます。水銀を押し上げるには、図2に示す空気圧による方法と、ゴム管でつないだ水銀だめの位置を変える方法がありますが、後者は水銀が汚れる欠点があります。ほかに、装置全体を90°回転させて圧縮操作を行う回転形マクラウド真空計があります。 マクラウド真空計は、手動で操作し目視で圧力を測定するのであまり便利ではありませんが、絶対圧力計としてほかの真空計の校正に使用されています。測定範囲は103～10－2Pa程度です。 3．3 隔膜真空計 隔膜真空計は、第4回で説明したダイアフラム式圧力計の片面を真空にして封止したものと同じです。圧力の測定には、一般に静電容量方式が使用されます。従来は感度を上げるため、隔膜には金属の薄い膜が使用されてきました。しかし機械的強度や温度に対する安定性などに弱点があるため、最近はセラミックやシリコンのダイアフラムを使用した製品も開発されています。測定範囲は大気圧から10－2Pa程度です。
この真空計は精度はあまり高くありませんが、簡単で取り扱いが容易なのでよく使用されています。測定範囲は大気圧から10－1Pa程度です。
◆参考・引用文献◆ 1）松山 裕：実用 工業計測、日刊工業新聞社（1999） |
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