(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメントとグリッドとコレクタとを有する電離真空計の、前記フィラメントと前記グリッドの間に電圧を印加すると共に、前記フィラメントにフィラメント電流を流して熱電子を放出させ、気体分子に衝突させて生成したイオンを前記コレクタで捕集できるように構成された電離真空計制御装置であって、
前記フィラメントに電圧を印加し、前記フィラメント電流を流す電源回路と、
前記フィラメントと前記グリッドの間に流れるエミッション電流の大きさが一定になるように前記電源回路の前記出力電圧を制御するエミッション電流制限回路と、
前記フィラメントに流れるフィラメント電流の大きさを検出し、前記フィラメント電流が所定の上限値を超えないように前記フィラメント電流を流しながら前記電源回路の出力電圧を制御する過電流保護回路とを有し、
前記エミッション電流が一定値になるときの前記フィラメント電流よりも、前記上限値が大きく設定され、
前記電源回路は、前記エミッション電流制限回路と前記過電流保護回路のいずれか一方が前記出力電圧を減少させる信号を出力しているとき、他方の信号にかかわらず、前記出力電圧を低下させるように構成された電離真空計制御装置。
【請求項２】
前記過電流保護回路は、前記エミッション電流制限回路が前記出力電圧を減少させる信号を出力していない間は、前記フィラメントに前記上限値の電流を流すように構成された請求項１記載の電離真空計制御装置。
【請求項３】
前記過電流保護回路は、前記電源回路に接続され、前記電源回路が供給する電圧で動作するように構成された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の電離真空計制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電離真空計の技術分野に係り、特に、熱電子型の電離真空計を動作させて圧力測定を行う電離真空計制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空計には多数の種類があるが、それらのうち、電離真空計は真空槽内に残留する気体分子に電子を衝突させ、電離したイオンをコレクタで捕集し、流れるイオン電流の大きさを測定して真空槽内の圧力を求める装置であり、構造が簡単で安価であり、また、測定圧力範囲が広いことから、スパッタリング装置や蒸着装置等の真空装置に広く用いられている。
【０００３】
図４、５の符号１０１に示すものは、従来技術の電離真空計であり、ガラスで構成された測定管球Ｓ(図５では図示せず)内に、イオンコレクタＣ、フィラメントＦ、グリッドＧの３つの電極が配置されている。測定管球Ｓは、気体導入口１２０によって真空槽Ｂ内部に接続されており、測定管球Ｓ内と真空槽Ｂ内とが連通し、同じ圧力になるように構成されている。
【０００４】
この電離真空計１０１は、電離真空計制御装置１０２によって制御されており、その電離真空計制御装置１０２は、フィラメント電流制御装置１１２、グリッド制御装置１１３、イオン電流検出装置１１４を備えている。
【０００５】
真空状態にある真空槽Ｂ内の圧力を測定する場合、フィラメント電流制御装置１１２内のフィラメント電源１０４を起動し、フィラメントＦにフィラメント電流Ｉfを流し、フィラメントＦを加熱すると共に、グリッド制御装置１１３によってグリッドＧに正電圧を印加する。フィラメントＦが加熱され、熱電子が放出されると、その熱電子は電位差によってグリッドＧに引きつけられるが、グリッドＧに到達する前にその近傍で往復運動をし、測定管球Ｓ内に残留する気体分子と衝突し、正電荷のイオンを生成する。
【０００６】
このとき、イオン電流検出装置１１４によってコレクタＣに負電圧を印加しておくと、正電荷のイオンはコレクタＣに捕集され、イオン電流ＩiとなってグリッドＧとコレクタＣ間を流れる。他方、熱電子は、グリッドＧで捕集され、エミッション電流ＩeとなってフィラメントＦとグリットＧの間を流れる。
【０００７】
この場合、グリッドＧに印加するグリッド電圧ＶGを定電圧にし、エミッション電流Ｉeを定電流にしておくと、グリッドＧ近傍で往復運動をする熱電子の密度が一定になり、生成したイオンの量が測定管球Ｓ内の気体の圧力に比例するようになるので、コレクタＣを流れるイオン電流Ｉiの値から測定管球Ｓ内の気体の密度、即ち真空槽Ｂ内の圧力を測定することが可能となる。
【０００８】
グリッド電圧ＶGはグリッド制御装置１１３によって定電圧に制御できるが、エミッション電流Ｉeの大きさは直接制御することができない。しかし、熱電子の発生量はフィラメントＦの温度に依存するため、フィラメント電流Ｉfを変化させるとエミッション電流Ｉeの大きさを変えることができる。上述のような電離真空計制御装置１０２では、フィラメント電流Ｉfをエミッション電流Ｉeの大きさに応じて変化させ、エミッション電流Ｉeを定電流にするために、エミッション電流Ｉeの大きさを検出するエミッション電流制御回路１０５がフィラメント電流制御装置１１２内に設けられ、そのエミッション電流制御回路１０５によってフィラメント電源１０４が制御されるように構成されており、エミッション電流制御回路１０５はエミッション電流Ｉeが所定値よりも大きい場合にはフィラメント電流Ｉfを減少させ、所定値よりも小さい場合にはフィラメント電流Ｉfを増加させるように動作する。
【０００９】
このような電離真空計には種々のものが開発されており、例えば、熱電子を少なくすることで、１０-1Ｐａ以下の低真空度(高圧力)を測定できるようにしたシュルツ型電離真空計や、軟Ｘ線の影響を低減することで、１０-8Ｐａ以上の高真空度(低圧力)を測定できるようにしたベヤード−アルパート型電離真空計等があり、測定対象の圧力範囲に応じて適切なタイプの電離真空計を選択できるようになっている。
【００１０】
ところで、フィラメントＦは、圧力が高い雰囲気中、特に、酸素や水分等を多く含む雰囲気中で高温に加熱すると、劣化したり、焼損による断線を起こしてしまう。断線が起こった場合、フィラメントＦの交換作業は非常に煩雑なので、従来技術の電離真空計では断線が生じないような圧力範囲が種類に応じて定められており、例えば圧力測定中に真空槽Ｂ内の真空度が劣化し、使用可能な圧力範囲よりも上昇した場合には、上述のフィラメント電流Ｉfを直ちに遮断させ、フィラメントＦの温度を下げるようにしていた。
【００１１】
しかしながら、真空槽Ｂ内が電離真空計１０１の使用可能な圧力範囲内にあり、且つ、フィラメントＦが劣化していなくても、フィラメントＦの断線が発生してしまう場合がある。そのような断線は、特に、電離真空計１０１を点灯させた瞬間に発生することが多く、原因の究明と対策が望まれていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたもので、その目的は、フィラメントの断線を確実に防止できる技術を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
一般に、真空雰囲気に置かれた物質に通電して発熱させる場合、低圧力(高真空度)であるほど真空の断熱効果によって昇温し易いことが知られており、電離真空計のフィラメントＦでも、測定雰囲気の圧力が低いほど昇温し易く、小さなフィラメント電流Ｉfで大きなエミッション電流Ｉeを得ることができる。
【００１４】
他方、高圧力(低真空度)の場合は、真空槽Ｂ内に残留する気体分子の熱伝導によって、フィラメントＦの熱が奪われ易く、大きなフィラメント電流Ｉfを流さないと、フィラメントＦを低圧力のときと同じ温度まで昇温させることができない。従って、規定のエミッション電流Ｉeを得るためには、低圧力よりも高圧力の方が必要なフィラメント電流Ｉfは大きくなる。
【００１５】
しかし、上述したような従来技術の電離真空計制御回路１０２では、エミッション電流Ｉeを検出してフィラメント電流Ｉfを制御しているため、フィラメントＦに過大な電流が流れた場合でも、エミッション電流Ｉeが規定値以上に増加し、更に、そのエミッション電流Ｉeの大きさを検出するまではフィラメント電流Ｉfを減少させることができない。
【００１６】
本発明の発明者等は、フィラメントＦの断線が電離真空計制御装置の起動時に発生し易い原因は、フィラメントＦへの通電を開始した瞬間は、フィラメント電流Ｉfの増加が急速であり、僅かな制御遅れによって大きな過電流が発生してしまうことにあることを見出した。
【００１７】
本発明は、上記知見に基づいて創作されたものであり、請求項１記載の発明は、フィラメントとグリッドとコレクタとを有する電離真空計の、前記フィラメントと前記グリッドの間に電圧を印加すると共に、前記フィラメントにフィラメント電流を流して熱電子を放出させ、気体分子に衝突させて生成したイオンを前記コレクタで捕集できるように構成された電離真空計制御装置であって、前記フィラメントに電圧を印加し、前記フィラメント電流を流す電源回路と、前記フィラメントと前記グリッドの間に流れるエミッション電流の大きさが一定になるように前記電源回路の前記出力電圧を制御するエミッション電流制限回路と、前記フィラメントに流れるフィラメント電流の大きさを検出し、前記フィラメント電流が所定の上限値を超えないように前記フィラメント電流を流しながら前記電源回路の出力電圧を制御する過電流保護回路とを有し、前記エミッション電流が一定値になるときの前記フィラメント電流よりも、前記上限値が大きく設定され、前記電源回路は、前記エミッション電流制限回路と前記過電流保護回路のいずれか一方が前記出力電圧を減少させる信号を出力しているとき、他方の信号にかかわらず、前記出力電圧を低下させるように構成された電離真空計制御装置である。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電離真空計制御装置であって、前記過電流保護回路は、前記エミッション電流制限回路が前記出力電圧を減少させる信号を出力していない間は、前記フィラメントに前記上限値の電流を流すように構成された電離真空計制御装置である。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の電離真空計制御装置であって、前記過電流保護回路は、前記電源回路に接続され、前記電源回路が供給する電圧で動作するように構成された電離真空計制御装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１を参照し、符号１は、図５の電離真空計１０１と同様の構成の電離真空計であり、図４に示すように、ガラスで構成された測定管球Ｓ内に、イオンコレクタＣ、フィラメントＦ、グリッドＧの３つの電極が配置されている。測定管球Ｓは図示しない真空槽に接続され、その真空槽内の気体が測定管球Ｓ内に導入されるように構成されている。
【００２１】
この図１の符号２は、本発明の一実施形態を示す電離真空計制御装置であり、フィラメント電流制御装置１２、グリッド制御装置１３、イオン電流検出装置１４を備えている。
【００２２】
フィラメント電流制御装置１２はフィラメントＦに接続され、グリッド制御装置１３はグリッドＧに接続されており、フィラメント電流制御装置１２とグリッド制御装置１３を起動し、フィラメントＦにフィラメント電流Ｉfを流し、グリッドＧに正のグリッド電圧を印加すると、フィラメントＦからグリッドＧに向けて熱電子が放出され、フィラメントＦとグリッドＧの間に、エミッション電流Ｉeが流れるように構成されている。
【００２３】
イオン電流検出装置１４はコレクタＣ接続され、コレクタＣはイオン電流検出装置１４によって負電圧が印加されており、フィラメントＦから発生した熱電子が測定管球Ｓ内の気体分子に衝突し、気体分子の電離によって生成された正電荷のイオンがコレクタＣで捕集されるように構成されている。そのイオンによってコレクタＣにイオン電流Ｉiが流れると、その電流値はイオン電流検出装置１４によって検出される。
【００２４】
この場合、グリッドＧに印加されるグリッド電圧が定電圧であり、エミッション電流Ｉeが定電流であると、イオン電流Ｉiから測定管球Ｓ内の圧力を算出できる。
【００２５】
この電離真空制御装置２では、グリッド制御装置１３は定電圧を出力し、また、フィラメント電流制御装置１２はエミッション電流Ｉeの電流値を検出し、そのエミッション電流Ｉeが一定値になるようにフィラメント電流Ｉfを制御している。その制御動作を、図３に示したフィラメント電流制御装置１２の内部回路を参照して説明する。
【００２６】
このフィラメント電流制御装置１２内には、過電流保護回路３、フィラメント電源４、エミッション電流制御回路５が設けられており、フィラメント電源４には、電源制御用の集積回路ＩＣ1、ＭＯＳトランジスタＱ1、トランスＴが設けられており、また、フォトカプラＰｈ1、Ｐｈ2内の出力トランジスタＱ11、Ｑ12が設けられている。
【００２７】
トランスＴ内には、一次巻線Ｌ1と、該一次巻線Ｌ1と磁気結合した二次巻線Ｌ2、補助巻線Ｌ3が設けられており、集積回路ＩＣ1には、電源入力端子ａ、ゲート制御端子ｂ、２つのデューティ制御端子ｃ、ｄが設けられている。
【００２８】
電源入力端子ａには、一次巻線Ｌ1の一端が接続され、その他端はＭＯＳトランジスタＱ1のドレイン端子に接続されている。ＭＯＳトランジスタＱ1のゲート端子はゲート制御端子ｂに接続され、ソース端子は接地電位に接続されており、集積回路ＩＣ1が、ゲート制御端子ｂの電位を振幅させ、ＭＯＳトランジスタＱ1を所定のデューティに従ってＯＮ／ＯＦＦさせると、電源入力端子ａから一次巻線Ｌ1に向け、そのデューティに従ったスイッチング電流が流れるように構成されている。
【００２９】
補助巻線Ｌ3には、ダイオードＤ2、コンデンサＣ2が接続されており、一次巻線Ｌ1と集積回路ＩＣ1と共に過電流保護回路３用の補助電源が構成されており、一次巻線Ｌ1に上述のスイッチング電流が流れ、補助巻線Ｌ3に誘起された電圧がコンデンサＣ2で平滑され、過電流保護回路３に供給されるように構成されている。
【００３０】
また、二次巻線Ｌ2には、ダイオードＤ1、コイルＬ4、コンデンサＣ1が接続され、フィラメント電源４の一次側の一次巻線Ｌ1に対する二次側が構成されている。コンデンサＣ1の高電圧側の端子はフィラメントＦの一端に接続され、低電圧側の端子は、過電流保護回路３内に設けられたフィラメント電流検出抵抗ＲS1を介してフィラメントＦの他端に接続されており、一次巻線Ｌ1にスイッチング電流が流れ、二次巻線Ｌ2に電圧が誘起されると、コイルＬ4とコンデンサＣ1とで平滑され、フィラメントＦにフィラメント電流Ｉfを供給するように構成されている。
【００３１】
従って、フィラメントＦを流れたフィラメント電流Ｉfは、フィラメント電流検出抵抗ＲS1を流れ、フィラメント電流検出抵抗ＲS1の両端にフィラメント電流Ｉfの電流値に応じた電圧を発生させる。
【００３２】
他方、フィラメントＦとフィラメント電流検出抵抗ＲS1との接続点にはエミッション電流制御回路５内に設けられたエミッション電流検出抵抗ＲS2の一端が接続され、その他端は接地電位に接続されており、グリッドＧとフィラメントＦ間に流れたエミッション電流Ｉeは、フィラメント電流検出抵抗ＲS1を流れずエミッション電流検出抵抗ＲS2を流れ、その両端にエミッション電流Ｉeの電流値に応じた電圧を発生させる。
【００３３】
エミッション電流制御回路５内には、オペアンプＯｐ2、ツェナーダイオードＤｚ2、フォトカプラＰｈ2内の発光ダイオードＤ12が設けられており、ツェナーダイオードＤｚ2のカソード端子は抵抗Ｒ5を介して電源電圧Ｖccに接続され、アノード端子は接地電位に接続されており、電源電圧Ｖccから電流が供給されると、ツェナーダイオードＤｚ2のカソード端子からツェナー電圧Ｖｚ2が出力され、オペアンプＯｐ2の非反転入力端子に入力されるように構成されている。
【００３４】
オペアンプＯｐ2の電源端子は電源電圧Ｖccに接続され、グラウンド端子は接地電位に接続され、電源電圧Ｖccから電力が供給されて動作するように構成されている。その反転入力端子には、エミッション電流検出抵抗ＲS2に生じた電圧が入力されており、エミッション電流検出抵抗ＲS2に生じた電圧が、非反転入力端子に入力されるツェナー電圧Ｖｚ2よりも大きいときに、出力端子がローレベルになるように構成されている。
【００３５】
オペアンプＯｐ2の出力端子には、抵抗Ｒ4を介して、フォトカプラＰｈ2内の発光ダイオードＤ12のカソード端子が接続され、そのアノード端子は電源電圧Ｖccに接続されており、出力端子がローレベルになると、発光ダイオードＤ12に電流が流れ、発光するように構成されている。なお、符号Ｃfは発振防止用のコンデンサである。
【００３６】
その発光ダイオードＤ12とフィラメント電源４内に設けられたトランジスタＱ12とは、フォトカプラＰｈ2内で光結合されており、オペアンプＯｐ2がローレベルを出力し、発光ダイオードＤ12が発光したときに、そのトランジスタＱ12がＯＮ状態になるように構成されている。
【００３７】
トランジスタＱ12のコレクタ端子とエミッタ端子は、集積回路ＩＣ1の２つのデューティ制御端子ｃ、ｄにそれぞれ接続されている。集積回路ＩＣ1は、トランジスタＱ12がＯＦＦ状態にあり、従ってデューティ制御端子ｃ、ｄ間が開放されている場合にＭＯＳトランジスタＱ1のＯＮデューティを大きくし、逆に、トランジスタＱ12がＯＮ状態にあり、デューティ制御端子ｃ、ｄ間が短絡されている場合にＭＯＳトランジスタＱ1のＯＮデューティを小さくするように構成されている。
【００３８】
従って、発光ダイオードＤ12が発光するとＭＯＳトランジスタＱ1のＯＮデューティが小さくなり、一次巻線Ｌ1側から二次巻線Ｌ2と補助巻線Ｌ3側に向けて伝達されるエネルギーが減少し、その結果、コンデンサＣ1の電圧が下がり、フィラメント電流Ｉfが減少する。逆に発光ダイオードＤ12が発光を停止するとフィラメント電流Ｉfが増加する。
【００３９】
上述のように、エミッション電流制御回路５では、エミッション電流Ｉeの電流値が大きく、エミッション電流検出抵抗ＲS2に生じた電圧Ｉe・ＲS2が、ツェナー電圧Ｖｚ2よりも高い場合にオペアンプＯｐ2の出力端子がローレベルになり、発光ダイオードＤ12が発光する。
【００４０】
従って、エミッション電流制御回路５は、エミッション電流Ｉeが所定の値よりも大きいと、フィラメント電流Ｉfを減少させるように動作し、その結果、フィラメントＦの温度が低下し、エミッション電流Ｉeを減少させ、逆に、エミッション電流Ｉeの電流値が小さく、エミッション電流検出抵抗ＲS2に生じた電圧Ｉe・ＲS2がツェナー電圧Ｖｚ2よりも低い場合に、エミッション電流制御回路５はフィラメント電流Ｉfを増加させるように動作し、その結果、フィラメントＦの温度が上昇し、エミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００４１】
従って、このエミッション電流制御回路５では、フィラメント電流Ｉfの電流値を制御することにより、エミッション電流Ｉeを、
Ｉe ＝ Ｖｚ2／ＲS2
の一定値になるように制御していることになる。
【００４２】
このように、エミッション電流Ｉeの電流値によって制御されるフィラメント電流ＩfはフィラメントＦを流れた後、過電流保護回路３内に設けられたフィラメント電流検出抵抗ＲS1を流れ、フィラメント電流検出抵抗ＲS1の両端にＩf・ＲS1の電圧を発生させる。
【００４３】
過電流保護回路３内には、オペアンプＯｐ1、ツェナーダイオードＤｚ1、フォトカプラＰｈ1内の発光ダイオードＤ11が設けられており、ツェナーダイオードＤｚ1のカソード端子は、抵抗Ｒ1を介してコンデンサＣ2の高電圧側の端子に接続されており、アノード端子はコンデンサＣ2の低電圧側の端子に接続されており、コンデンサＣ2の高電圧側の端子から電流が供給されるとカソード端子に定電圧のツェナー電圧Ｖｚ1を発生させるように構成されている。そのツェナー電圧Ｖｚ1は可変抵抗Ｒ2で所望の値に分圧され、オペアンプＯｐ1の非反転入力端子に入力されている。
【００４４】
オペアンプＯｐ1の電源端子とグラウンド端子は、コンデンサＣ2の高電圧側の端子と低電圧側の端子にそれぞれ接続され、補助巻線Ｌ3、ダイオードＤ2、コンデンサＣ2で構成される補助電源から電力が供給されるように構成されている。
【００４５】
補助巻線Ｌ3は、二次巻線Ｌ2と共に、同じ一次巻線Ｌ1から電力が供給されているので、二次巻線Ｌ2と補助巻線Ｌ3の巻数を適当に選択することにより、二次巻線Ｌ2に電圧が誘起され、フィラメントＦへフィラメント電流Ｉfが供給された直後に過電流保護回路３が動作を開始できる。
【００４６】
その過電流保護回路３内にオペアンプＯｐ1の反転入力端子には、前述の電流検出抵抗ＲS1に生じた電圧Ｉf・ＲS1が入力されており、フィラメント電流検出抵抗ＲS1に生じた電圧Ｉf・ＲS1が、非反転入力端子に入力されるツェナー電圧Ｖｚ1を分圧した電圧よりも高い場合に出力端子がローレベルになるように構成されている。
【００４７】
オペアンプＯｐ1の出力端子には、フォトカプラＰｈ1内の発光ダイオードＤ11のカソード端子が、抵抗Ｒ3を介して接続され、そのアノード端子はコンデンサＣ2の高電圧側の端子に接続されており、出力端子がローレベルになる場合に発光ダイオードＤ11に電流が流れ、発光するように構成されている。
【００４８】
発光ダイオードＤ11は、フィラメント電源４内のトランジスタＱ11とフォトカプラＰｈ1内で光結合されており、発光ダイオードＤ11が発光するとトランジスタＱ11がＯＮ状態になるように構成されている。
【００４９】
トランジスタＱ11は、フォトカプラＰｈ2内のトランジスタＱ12と同様に、コレクタ端子をデューティ制御端子ｃに、エミッタ端子をデューティ制御端子ｄに接続されており、従って、一方のトランジスタ(Ｑ11)がＯＮ状態になった場合には、他方のトランジスタ(Ｑ12)の状態にかかわらず、２つのデューティ制御端子ｃ、ｄ間が短絡し、フィラメント電流Ｉfが減少する。
【００５０】
この電離真空計制御装置２では、測定管球Ｓ内が所定の圧力範囲内にあり、規定のエミッション電流Ｉeを流す場合、フィラメント電流Ｉfの電流値は、過電流保護回路３内のオペアンプＯｐ1の出力端子をローレベルにさせないように構成されている。従って、測定系が定常状態にあるときは、過電流保護回路３内の発光ダイオードＤ11は発光せず、その発光ダイオードＤ11と光結合したトランジスタＱ11はＯＮしないので、フィラメント電流Ｉfは、エミッション電流検出装置５内のフォトダイオードＤ12と光結合したトランジスタＱ12のＯＮ／ＯＦＦによって制御され、エミッション電流Ｉeの電流値が一定に保たれる。
【００５１】
他方、フィラメント電流検出抵抗ＲS1は、フィラメントＦに断線に到らない程度の過電流が流れると過電流保護回路３内の発光ダイオードＤ11を発光させるように設定されており、例えば、定常状態でのフィラメント電流Ｉfが最大１．２Ａである場合、過電流保護回路３内のオペアンプＯｐ1がローレベルを出力し、発光ダイオードＤ11を発光させるフィラメント電流Ｉfは２．０Ａに設定されている。
【００５２】
従って、電源投入時等、過大なフィラメント電流Ｉfが流れた場合、エミッション電流制御回路５によって制御されるトランジスタＱ12がＯＮ状態になる前に、過電流検出回路３によって制御されるトランジスタＱ11がＯＮ状態になるので、エミッション電流制御回路５が動作を開始するよりも早くＭＯＳトランジスタＱ1のＯＮデューティが下がり、フィラメント電流Ｉfが減少し始める。
【００５３】
このように、フィラメントＦに過大なフィラメント電流Ｉfが流れた場合、エミッション電流Ｉeを介さずに、過電流保護回路３が直接フィラメント電流Ｉfの電流値を検出し、所定の上限値以上にならないように構成されているので、過電流保護動作が早く、確実である。
【００５４】
図２に、フィラメントＦに印加されるフィラメント電圧Ｖfを横軸に、流れるフィラメント電流Ｉfを縦軸にとり、フィラメント電流Ｉfを上限値Ｉfmaxで制限する場合の関係をグラフに示す。
【００５５】
この図２のグラフを参照し、電源投入時のＶf＝０、Ｉf＝０の状態から、フィラメント電流Ｉfが増加し、上限値のＩfmaxになったところで、フィラメント電流検出抵抗ＲS1に生じた電圧ＲS1・Ｉfmaxが、可変抵抗Ｒ2から得られる電圧よりも大きくなるように設定されており、従って、フィラメント電流Ｉfが上限値Ｉfmaxに達したとき、フィラメント電圧Ｖfは最大値のＶfmaxとなる。その後、例えばフィラメントＦの温度が下がった場合等、フィラメント電流Ｉfが更に増加しようとする場合には、過電流保護回路３はフィラメント電圧Ｖfを低下させ、フィラメント電流Ｉfが上限値Ｉfmax以上にならないように制御する。
【００５６】
なお、以上説明した過電流保護回路３は、ＭＯＳトランジスタＱ1のＯＮ／ＯＦＦを制御して、フィラメント電圧Ｖfを減少させ、フィラメント電流Ｉfの上限値を制限したが、本発明はそれに限定されるものではない。また、本発明が用いられる電離真空計は、シュルツ型電離真空計やベヤード−アルパート型電離真空計等のフィラメントＦから放出された熱電子を用いる電離真空計を広く含む。要するに、フィラメントＦに通電して発熱させ、熱電子を放出させる際に、フィラメント電流Ｉfをフィラメント電流検出抵抗Ｒfその他の手段で直接検出し、フィラメントＦの過電流保護を行う電離真空計制御装置(分圧計(ＭＳＱ)を含む)であれば本発明に含まれる。
【００５７】
【発明の効果】
フィラメントの断線を確実に防止することができる。
低真空度で電離真空計の電源を投入してもフィラメントが断線することがない。従って、電離真空計の取り扱いが容易になる。
また、電源投入時であってもフィラメントには突入電流が流れないので、フィラメントや電源の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電離真空計制御装置を説明するための回路ブロック図
【図２】その電離真空計制御装置の過電流保護の状態を説明するためのグラフ
【図３】その電離真空計制御装置の内部回路図
【図４】一般的な電離真空計の構造を説明するための図
【図５】従来技術の電離真空計制御装置のブロック図
【符号の説明】
１…電離真空計  ２…電離真空計制御装置  ３…過電流保護回路
Ｆ…フィラメント  Ｇ…グリッド  Ｃ…コレクタ  Ｉi…イオン電流  Ｉe…エミッション電流  Ｉf…フィラメント電流  上限値…Ｉfmax
【図１】
0003734913.tif 000002
【図２】
0003734913.tif 000003
【図３】
0003734913.tif 000004
【図４】
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【図５】
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