JP2011133386A - Cold cathode ionization vacuum gauge - Google Patents

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高洋 千葉
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徹 横山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cold cathode ionization vacuum gauge using a permanent magnet as a member for inducing discharge, and readily generating discharges by arranging the permanent magnet on a pole piece. <P>SOLUTION: The cold cathode ionization vacuum gauge 1 includes: a cylindrical cathode 43 having an opening formed on one end; a rod-shaped anode 44, arranged in an internal space of the cathode; magnetic means 45a, 45b for forming a magnetic field orthogonal to the electric field between the anode and the cathode, and generating discharge between the anode and the cathode; a pole piece 14, removably fitted to an opening edge of the cathode for covering the opening; and the permanent magnet 4 arranged on the pole piece 14. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷陰極電離真空計に関し、例えば、放電を誘発させることにより、放電開始時の遅れをより抑制し、測定を効率的に行える冷陰極電離真空計に関する。   The present invention relates to a cold cathode ionization vacuum gauge, for example, a cold cathode ionization vacuum gauge that can suppress a delay at the start of discharge by inducing discharge and can efficiently perform measurement.

一般に、高真空状態の気体の圧力を計測する真空計として、冷陰極電離真空計（ＣＣＧ）が良く使用されており、この冷陰極電離真空計には、ペニング真空計、マグネトロン真空計、倒置型マグネトロン真空計等、様々な形式のものがある。   Generally, a cold cathode ionization vacuum gauge (CCG) is often used as a vacuum gauge for measuring the pressure of a gas in a high vacuum state. This cold cathode ionization vacuum gauge includes a Penning vacuum gauge, a magnetron vacuum gauge, and an inverted type. There are various types such as a magnetron vacuum gauge.

ここで、従来から知られている冷陰極電離真空計の構成を、ペニング真空計を例にとって、図９に基づいて説明する。
図示するように、冷陰極電離真空計４１は、圧力を測定するチャンバー５０に連通したエンクロージャ４２と、エンクロージャ４２内に設けられた筒状の陰極４３と、筒状の陰極４３により囲まれた棒状の陽極４４と、エンクロージャ４２の外側に配置された磁性手段（永久磁石４５ａ及び４５ｂ）と、前記陽極４４に電圧を印加する電源４６と、陽極４４を流れる電流を測定する電流計４７とを有している。
なお、前記チャンバー５０、エンクロージャ４２、陰極４３は、接地（アース）されている。 Here, a configuration of a conventionally known cold cathode ionization vacuum gauge will be described with reference to FIG. 9, taking a Penning vacuum gauge as an example.
As shown in the figure, a cold cathode ionization vacuum gauge 41 includes an enclosure 42 communicating with a chamber 50 for measuring pressure, a cylindrical cathode 43 provided in the enclosure 42, and a rod shape surrounded by the cylindrical cathode 43. An anode 44, magnetic means (permanent magnets 45a and 45b) arranged outside the enclosure 42, a power source 46 for applying a voltage to the anode 44, and an ammeter 47 for measuring the current flowing through the anode 44. is doing.
The chamber 50, the enclosure 42, and the cathode 43 are grounded (earthed).

この冷陰極電離真空計４１の動作、原理について簡単に説明する。
まず、自然放射線等により陰極４３と陽極４４の空間に初期電子が生成され、その電子が永久磁石４５ａ、４５ｂの磁界の磁力線に巻きつくような螺旋運動し、最後に陽極４４に捕集される。このとき、該電子が気体と衝突し、電離イオンを生成する。
そして、この電離イオンを陽極４４に収集し、その電流値を電流計４７によって測定し、該電流値から圧力が測定される。 The operation and principle of the cold cathode ionization gauge 41 will be briefly described.
First, initial electrons are generated in the space between the cathode 43 and the anode 44 by natural radiation, etc., and the electrons are spirally wound around the magnetic field lines of the magnetic fields of the permanent magnets 45a and 45b, and finally collected by the anode 44. . At this time, the electrons collide with the gas and generate ionized ions.
The ionized ions are collected at the anode 44, the current value is measured by an ammeter 47, and the pressure is measured from the current value.

ところで、上述した冷陰極電離真空計４１は、陰極４３と陽極４４との間に高電圧を印加しても放電が生じないことがあった。また、冷陰極電離真空計４１には、放電が生じても、冷陰極電離真空計４１に対して高電圧をかけた時刻と、放電して電流が流れ始める時刻との間には時間の遅れが生ずることがあった。
この遅れは、気体の圧力によって変わり、標準的な真空計では、１０−３Ｐａの圧力下で数秒間、１０−８Ｐａの圧力下で数時間である。このように、低圧力下における放電開始時の遅れは、許容しがたい長さであり、測定の効率化を阻害するものであった。 By the way, in the cold cathode ionization vacuum gauge 41 described above, discharge may not occur even when a high voltage is applied between the cathode 43 and the anode 44. Further, even if a discharge occurs in the cold cathode ionization vacuum gauge 41, there is a time delay between the time when a high voltage is applied to the cold cathode ionization vacuum gauge 41 and the time when the current starts to flow after discharging. Sometimes occurred.
This delay varies with the pressure of the gas, with a standard vacuum gauge being a few seconds under a pressure of 10 −3 Pa and a few hours under a pressure of 10 −8 Pa. Thus, the delay at the start of discharge under low pressure is an unacceptable length and hinders measurement efficiency.

これを解決する提案が特許文献１においてなされている。
特許文献１には、冷陰極電離真空計の内部に放電誘発部材（点火補助部材）を設置することにより、高真空下においてもプラズマを速やかに発生させて、安定した動作を実現することが開示されている。
ここで、特許文献１に記載された発明について図１０及び図１１に基づいて説明する。尚、図１０及び図１１では、図９に示した部材と同一または相当する部材にあっては、同一符号を付する。 The proposal which solves this is made | formed in the patent document 1. FIG.
Patent Document 1 discloses that a discharge inducing member (ignition assisting member) is installed inside a cold cathode ionization vacuum gauge to quickly generate plasma even under high vacuum to realize stable operation. Has been.
Here, the invention described in Patent Document 1 will be described with reference to FIGS. 10 and 11, the same reference numerals are given to members that are the same as or correspond to the members shown in FIG.

特許文献１に記載された発明にあっては、陽極４４がリング状に形成されると共に、陽極電圧供給部４８によって支持されている。そして、放電誘発部材として、金属ストリップ４９が設けられている。この金属ストリップ４９は、陽極４４の下端部に固定されており、この金属ストリップ４９の自由端部は、この陽極リング４４の開口部から側面に突き出している。この自由端部は、前記陰極４３の近傍まで延びている。
この箇所における高い電界の強度が、この金属板ストリップ４９の端部から電離イオンを引き離し、この電離イオンがケーシング壁に当たった際に２次電子を生成する。この電子によって、迅速かつ確実なペニング測定セルの点火が低い圧力の場合でも可能になる。 In the invention described in Patent Document 1, the anode 44 is formed in a ring shape and supported by the anode voltage supply unit 48. A metal strip 49 is provided as a discharge inducing member. The metal strip 49 is fixed to the lower end portion of the anode 44, and the free end portion of the metal strip 49 projects from the opening portion of the anode ring 44 to the side surface. This free end extends to the vicinity of the cathode 43.
The high electric field strength at this location pulls the ionized ions away from the end of the metal plate strip 49 and generates secondary electrons when the ionized ions hit the casing wall. This electron allows a quick and reliable ignition of the Penning measurement cell even at low pressures.

特表平１０−５１０９２１号公報Japanese National Patent Publication No. 10-510921

しかしながら、図１０及び図１１に示した従来の冷陰極電離真空計は、陽極の所定位置に放電誘発部材である金属ストリップを固定しなければならず、取付け作業において特別な工具等を必要とし、取付け作業が困難であるという技術的課題を有していた。特に、金属ストリップは消耗品であるため、所定時間経過毎に交換作業を行う必要があり、交換作業の度に陽極を取り外さなければならず、その交換作業が煩わしいものであった。   However, the conventional cold cathode ionization gauge shown in FIGS. 10 and 11 has to fix a metal strip as a discharge inducing member at a predetermined position of the anode, and requires a special tool or the like in the mounting operation. There was a technical problem that the mounting work was difficult. In particular, since the metal strip is a consumable item, it is necessary to perform replacement work every predetermined time. The anode has to be removed every time the replacement work is performed, and the replacement work is troublesome.

本発明者は、放電を誘発させるための部材として、金属ストリップのような消耗品でなく、交換作業が極力必要ない放電誘発部材を鋭意研究した。その結果、磁石を所定位置に配置することによって放電を誘発させることを知見し、本発明を想到するに至ったものである。
本発明の目的は、放電を誘発させるための部材として磁石を用い、この磁石をポールピースに配置することにより放電が生じ易い冷陰極電離真空計を提供することにある。 The inventor has intensively studied a discharge inducing member that is not a consumable item such as a metal strip and that requires no replacement work as a member for inducing discharge. As a result, it has been found out that a discharge is induced by arranging a magnet at a predetermined position, and the present invention has been conceived.
An object of the present invention is to provide a cold cathode ionization vacuum gauge in which discharge is easily generated by using a magnet as a member for inducing discharge and disposing the magnet on a pole piece.

上記目的を達成するためになされた本発明にかかる冷陰極電離真空計は、一端に開口が形成された筒状の陰極と、前記陰極の内部空間に配置された棒状の陽極と、筒状の陰極の外周囲に配置され．前記陽極と前記陰極との間の電界に直交する磁界を形成し、該陽極と該陰極との間に放電を起こす磁性手段と、前記陰極の開口縁に着脱自在に嵌合され、前記開口を覆うポールピースと、前記ポールピースに配置された永久磁石と、を備えていることを特徴としている。   A cold cathode ionization vacuum gauge according to the present invention made to achieve the above object includes a cylindrical cathode having an opening at one end, a rod-shaped anode disposed in the internal space of the cathode, and a cylindrical cathode Located around the outside of the cathode. A magnetic means that forms a magnetic field perpendicular to the electric field between the anode and the cathode, and that causes a discharge between the anode and the cathode, and is detachably fitted to the opening edge of the cathode, A pole piece to be covered and a permanent magnet disposed on the pole piece are provided.

このように、本発明の冷陰極電離真空計は、前記陰極の開口縁に着脱自在に嵌合され、前記開口を覆うポールピースを備え、そのポールピースに永久磁石が配置されている。
上記構成により、前記陰極と棒状の陽極の先端部との間で放電が生じやすくなり、また冷陰極電離真空計に対して高電圧をかけた時刻と、放電して電流が流れ始める時刻との間の時間の遅れが小さくなり、測定を効率的に行なうことができる（即ち、前記磁石が放電誘発部材として機能し、測定を効率的に行なうことができる）。
このように、放電が誘発されるのは、ポールピースに配置された永久磁石によって、陽極の先端部分の磁界が強まり、初期電子のローレンツ力による螺旋運動の距離が伸び、初期電子の真空中の気体分子に衝突する確率が向上し、その結果、陰極と棒状の陽極の先端部との間で放電が生じやすくなる。 As described above, the cold cathode ionization gauge of the present invention includes the pole piece that is detachably fitted to the opening edge of the cathode and covers the opening, and the permanent magnet is disposed on the pole piece.
With the above configuration, the discharge tends to occur between the cathode and the tip of the rod-shaped anode, and the time when a high voltage is applied to the cold cathode ionization vacuum gauge and the time when discharge starts and current starts to flow. The delay in time is reduced, and the measurement can be performed efficiently (that is, the magnet functions as a discharge inducing member and the measurement can be performed efficiently).
In this way, the discharge is induced by the permanent magnet arranged on the pole piece, the magnetic field at the tip of the anode is strengthened, the distance of the spiral movement due to the Lorentz force of the initial electrons is extended, and the initial electrons are in a vacuum. The probability of collision with gas molecules is improved, and as a result, discharge is likely to occur between the cathode and the tip of the rod-shaped anode.

また、本発明では、上述した従来の技術の冷陰極電離真空計のように、陽極の所定位置に放電誘発部材を装着するのではなく、陰極の開口縁に着脱自在に嵌合されるポールピースに、放電誘発部材として機能する永久磁石が配置されている。
この永久磁石は、従来技術の冷陰極電離真空計における金属ストリップのように消耗品でないため、基本的には交換の必要性はない。しかし、もし交換する場合においても、本発明によれば、ポールピースを交換することにより永久磁石も交換されるため、上述した従来技術の冷陰極電離真空計に比べ、放電誘発部材（永久磁石）の交換作業を簡単に行うことができる。 In the present invention, the pole piece is detachably fitted to the opening edge of the cathode instead of mounting the discharge inducing member at a predetermined position of the anode as in the cold cathode ionization vacuum gauge of the prior art described above. Further, a permanent magnet that functions as a discharge inducing member is disposed.
Since this permanent magnet is not a consumable item like the metal strip in the cold cathode ionization gauge of the prior art, there is basically no need for replacement. However, even in the case of replacement, according to the present invention, since the permanent magnet is also replaced by replacing the pole piece, the discharge inducing member (permanent magnet) compared to the above-described cold cathode ionization vacuum gauge of the prior art. Can be easily replaced.

特に、前記永久磁石が、前記ポールピースに、前記陽極の先端部と相対向して配置されていることが望ましい。
また、前記磁性手段のＮ極側が陰極の開口側に位置し、Ｓ極側が陰極の底部側に位置するように、前記磁性手段が筒状の陰極の外周囲に配置され、かつ、前記永久磁石のＮ極側が陰極の内部空間に配置された陽極の先端部と相対向するように、前記永久磁石が前記ポールピースに配置されていることが望ましい。
尚、前記磁性手段のＳ極側が陰極の開口側に位置し、Ｎ極側が陰極の底部側に位置するように、前記磁性手段が筒状の陰極の外周囲に配置され、かつ、前記永久磁石のＳ極側が陰極の内部空間に配置された陽極の先端部と相対向するように、前記永久記磁石が前記ポールピースに配置されていても良い。
このような前記磁性手段及び磁石の配置により、陽極の先端部分の磁界が強まり、放電がより誘発され易くなる。 In particular, it is desirable that the permanent magnet is disposed on the pole piece so as to face the tip of the anode.
The magnetic means is disposed on the outer periphery of a cylindrical cathode so that the N pole side of the magnetic means is located on the cathode opening side and the S pole side is located on the bottom side of the cathode, and the permanent magnet Preferably, the permanent magnet is arranged on the pole piece so that the N pole side of the electrode faces the tip of the anode arranged in the internal space of the cathode.
The magnetic means is disposed on the outer periphery of the cylindrical cathode so that the south pole side of the magnetic means is located on the cathode opening side and the north pole side is located on the bottom side of the cathode, and the permanent magnet The permanent recording magnet may be arranged on the pole piece so that the S pole side of the electrode faces the tip of the anode arranged in the internal space of the cathode.
By such arrangement of the magnetic means and the magnet, the magnetic field at the tip of the anode is strengthened, and discharge is more easily induced.

また、前記永久磁石は、前記ポールピースに形成された凹部に嵌合して装着されていることが望ましい。このように、放電誘発部材として機能する永久磁石が、ポールピースに形成された凹部に嵌合装着できるため、前記永久磁石を容易にポールピースに固定できる。
また、前記永久磁石をポールピースに容易に固定するために、前記ポールピースを磁性体で形成するとともに、前記永久磁石が前記ポールピースに磁石の吸着力で装着しても良い。 In addition, it is desirable that the permanent magnet is fitted and mounted in a recess formed in the pole piece. Thus, since the permanent magnet functioning as a discharge inducing member can be fitted and mounted in the recess formed in the pole piece, the permanent magnet can be easily fixed to the pole piece.
In addition, in order to easily fix the permanent magnet to the pole piece, the pole piece may be formed of a magnetic material, and the permanent magnet may be attached to the pole piece by an attractive force of the magnet.

また、前記ポールピースの凹部に貫通穴が形成され、前記貫通穴から取外し治具を挿通することにより、前記凹部に装着された永久磁石を取外すことができるように構成されていても良い。
このように貫通穴が形成されている場合、前記貫通穴から取外し治具を挿通させることができ、前記永久磁石を取外し治具によって凹部から押出し、取外すことができる。この構成による場合、前記永久磁石のみの交換も容易に行うことができる。 Further, a through hole may be formed in the concave portion of the pole piece, and the permanent magnet attached to the concave portion may be removed by inserting a removal jig from the through hole.
When the through hole is formed in this manner, a removal jig can be inserted from the through hole, and the permanent magnet can be removed from the recess by the removal jig. According to this configuration, it is possible to easily replace only the permanent magnet.

本発明によれば、放電を誘発させるための部材として永久磁石を用い、この永久磁石をポールピースに配置することにより放電が生じ易い冷陰極電離真空計を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a cold cathode ionization vacuum gauge in which discharge is likely to occur by using a permanent magnet as a member for inducing discharge and disposing the permanent magnet on the pole piece.

本発明の実施形態の冷陰極電離真空計を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the cold cathode ionization vacuum gauge of embodiment of this invention. 図１に示した冷陰極電離真空計のポールピースの平面図である。It is a top view of the pole piece of the cold cathode ionization vacuum gauge shown in FIG. 図２に示したポールピースのＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of the pole piece shown in FIG. 放電誘発部材としての永久磁石を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the permanent magnet as a discharge induction member. 本発明の実施形態の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of embodiment of this invention. ポールピースの変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of a pole piece. 図６に示したポールピースのＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of the pole piece shown in FIG. 図６に示したポールピースにおける永久磁石の取外し動作を説明する図である。It is a figure explaining the removal operation | movement of the permanent magnet in the pole piece shown in FIG. 従来の冷陰極電離真空計を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the conventional cold cathode ionization vacuum gauge. 従来の放電誘発部材を示す正面図である。It is a front view which shows the conventional discharge induction member. 図１０に示した放電誘発部材の側面図である。It is a side view of the discharge induction member shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。尚、図９〜図１１に示した部材と同一、相当部材は同一符号を付し、詳細な説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The same members as those shown in FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図１に示すように、冷陰極電離真空計１は、一端に開口が形成された筒状の陰極４３と、筒状の陰極４３の内部空間に配置された棒状の陽極４４と、陽極４４と陰極４３との間の電界にほぼ直交する磁界を形成し、陽極４４と陰極４３との間に放電を起こす磁性手段（磁石４５ａ及び４５ｂ）とを備えている。
前記磁性手段（磁石４５ａ及び４５ｂ）のＮ極側は、陰極４３の開口側に位置し、Ｓ極側が陰極４３の底部側４３ａに位置するように、筒状の陰極４３の外周囲に配置さている。
尚、この磁性手段として、一例挙げれば１ＫＧａｕｓの磁力を有しているものが用いられている。 As shown in FIG. 1, the cold cathode ionization vacuum gauge 1 includes a cylindrical cathode 43 having an opening at one end, a rod-shaped anode 44 disposed in an internal space of the cylindrical cathode 43, an anode 44, Magnetic means (magnets 45 a and 45 b) that forms a magnetic field substantially orthogonal to the electric field between the cathode 43 and causes discharge between the anode 44 and the cathode 43 are provided.
The N pole side of the magnetic means (magnets 45 a and 45 b) is located on the outer periphery of the cylindrical cathode 43 so that the S pole side is located on the bottom side 43 a of the cathode 43 and the S pole side is located on the bottom side 43 a of the cathode 43. Yes.
As an example of the magnetic means, one having a magnetic force of 1 KGaus is used.

また、前記筒状の陰極４３の開口縁には、放電状態を維持するポールピース１４が嵌合され、ポールピース１４により前記開口が覆われている。このポールピース１４により、超高真空以下の圧力になった場合においても、放電状態を維持することができる。
また、ポールピース１４の前記陽極４４に対向する面には、前記陽極４４に対向して凹部１４ａが形成されている。そして、前記凹部１４ａ内に、放電誘発部材として機能する永久磁石４が嵌合装着されている。即ち、永久磁石４が、陰極４３の内部空間に配置された陽極４４の先端部と相対向して配置される。
更に、前記永久磁石４のＮ極側が陰極４３の内部空間に配置された陽極４４の先端部と相対向するように前記ポールピース１４に配置されている。 A pole piece 14 that maintains a discharge state is fitted to the opening edge of the cylindrical cathode 43, and the opening is covered with the pole piece 14. The pole piece 14 can maintain the discharge state even when the pressure is lower than ultra high vacuum.
Further, a concave portion 14 a is formed on the surface of the pole piece 14 facing the anode 44 so as to face the anode 44. A permanent magnet 4 that functions as a discharge inducing member is fitted in the recess 14a. That is, the permanent magnet 4 is disposed opposite to the tip of the anode 44 disposed in the internal space of the cathode 43.
Further, the N pole side of the permanent magnet 4 is arranged on the pole piece 14 so as to face the tip of the anode 44 arranged in the internal space of the cathode 43.

また、前記筒状の陰極４３は、一端に開口が形成され、他端に底部４３ａが形成され、前記底部４３ａの軸心には、貫通孔４３ａ１が設けられている。また、前記底部４３ａには、後述するピラニ真空計８用の貫通孔４３ａ２が設けられている。
また、前記陰極４３の一端の開口縁には、ポールピース１４の外周部と嵌合する形状になされた段差状の嵌合部４３ｂが形成されている。そして、前記嵌合部４３ｂに、ポールピース１４が嵌合し、例えば、スナップリング等の固定手段により固定されることにより、陰極４３にポールピース１４が装着される。 The cylindrical cathode 43 has an opening at one end, a bottom 43a at the other end, and a through hole 43a1 at the axis of the bottom 43a. The bottom 43a is provided with a through hole 43a2 for a Pirani vacuum gauge 8 to be described later.
In addition, a stepped fitting portion 43b is formed at the opening edge of one end of the cathode 43 so as to be fitted to the outer peripheral portion of the pole piece 14. Then, the pole piece 14 is fitted into the fitting portion 43b, and fixed to the cathode 43 by, for example, a fixing means such as a snap ring.

また、前記陽極４４は、一端がコネクタ６に取り付けられ、そのコネクタ６に対して電気的に接続されている。また、陽極４４の他端（先端部）は、フィードスルー（電流導入端子）１３を介し、更に陰極４３の底部４３ａの貫通孔４３ａ１を挿通し、陰極４３の筒内の空間に配置される。尚、陽極４４の他端（先端部）は、陰極４３の空間内において、陰極４３の開口端の嵌合しているポールピース１４（永久磁石４）に相対向している。   One end of the anode 44 is attached to the connector 6 and is electrically connected to the connector 6. Further, the other end (tip portion) of the anode 44 is disposed in a space in the cylinder of the cathode 43 through the feedthrough (current introduction terminal) 13 and further through the through hole 43a1 of the bottom 43a of the cathode 43. The other end (tip portion) of the anode 44 is opposed to the pole piece 14 (permanent magnet 4) in which the opening end of the cathode 43 is fitted in the space of the cathode 43.

また、前記陽極４４及び陰極４３はエンクロージャ４２内に配置されている。また、エンクロージャ４２には、フランジ７及びフランジ７に取り付けられた補助圧力センサとしてのピラニ真空計８が設けられている。尚、図１中、符号７ａは前記フランジ７を固定するために螺子である。   The anode 44 and the cathode 43 are disposed in the enclosure 42. The enclosure 42 is provided with a flange 7 and a Pirani gauge 8 as an auxiliary pressure sensor attached to the flange 7. In FIG. 1, reference numeral 7a denotes a screw for fixing the flange 7.

また、前記コネクタ６は、回路基板３ｃ、３ｂ、３ａを介して、コネクタ９ｂに電気的に接続されている。更に、このコネクタ９ｂは図示しないが従来と同様に前記陽極４４に電圧を印加する電源４６（図５参照）に接続され、更に前記電源４６は陽極４４を流れる電流を測定する電流計４７（図５参照）に接続されている。
更にまた、このエンクロージャ４２は、カソード板５を介して基板３ｃに接続され、接地されている。尚、これら回路基板３ａ、３ｂ、３ｃは基板保持部材１０によって保持され、ケース２内に収容されている。 The connector 6 is electrically connected to the connector 9b via the circuit boards 3c, 3b, 3a. Further, although not shown, this connector 9b is connected to a power source 46 (see FIG. 5) for applying a voltage to the anode 44 as in the prior art, and the power source 46 further measures an ammeter 47 (see FIG. 5) for measuring the current flowing through the anode 44. 5).
Furthermore, the enclosure 42 is connected to the substrate 3c via the cathode plate 5 and grounded. The circuit boards 3a, 3b, and 3c are held by the board holding member 10 and accommodated in the case 2.

また、前記ケース２の背面には、前記したコネクタ９ｂのほか、スイッチ９ａ、電源のオン−オフを表示するＬＥＤ９ｃが設けられている。更に、図中の符号１１は回路基板３ａ、３ｂを接続するコネクタ、符号１２は回路基板３ｂ、３ｃを接続するコネクタである。   In addition to the connector 9b, the back surface of the case 2 is provided with a switch 9a and an LED 9c for displaying on / off of the power source. Further, reference numeral 11 in the figure denotes a connector for connecting the circuit boards 3a and 3b, and reference numeral 12 denotes a connector for connecting the circuit boards 3b and 3c.

次に、ポールピース１４及び前記ポールピース１４に装着される永久磁石４について、図２〜図４を用いて説明する。図示するように、ポールピース１４は円板形状になされており、その中心部に凹部１４ａが形成され、この凹部１４ａに永久磁石４が嵌合装着されるように構成されている。
また、ポールピース１４は、前記凹部１４ａの周囲に配置された複数の貫通孔１４ｂを備えている（図２では、４つの貫通孔１４ｂを例示している）。この貫通孔１４ｂは、大気圧からの排気特性をスムーズにするために設けられたものであり、その数については適宜設計される。 Next, the pole piece 14 and the permanent magnet 4 attached to the pole piece 14 will be described with reference to FIGS. As shown in the figure, the pole piece 14 has a disc shape, and a concave portion 14a is formed at the center thereof, and the permanent magnet 4 is fitted and attached to the concave portion 14a.
The pole piece 14 includes a plurality of through holes 14b disposed around the recess 14a (in FIG. 2, four through holes 14b are illustrated). The through holes 14b are provided for smooth exhaust characteristics from atmospheric pressure, and the number of the through holes 14b is appropriately designed.

また、ポールピース１４に嵌合装着される永久磁石４は、例えば円柱状形状を形成された、厚み方向に着磁されたネオジム磁石を用いることができる。永久磁石４として一例を挙げれば、表面磁束密度２５０ｍＴ（２．５ＫＧａｕｓｓ）、吸着力０．７ｋｇ、直径５ｍｍ、厚さ３ｍｍのネオジム磁石を好適に用いることができる。尚、表面磁束密度２５０ｍＴ（２．５ＫＧａｕｓｓ）、吸着力０．７ｋｇ、直径８ｍｍ、厚さ２ｍｍのネオジム磁石であっても、好適に用いることができる。   The permanent magnet 4 fitted and attached to the pole piece 14 may be a neodymium magnet formed in a columnar shape and magnetized in the thickness direction, for example. As an example of the permanent magnet 4, a neodymium magnet having a surface magnetic flux density of 250 mT (2.5 KGaus), an attractive force of 0.7 kg, a diameter of 5 mm, and a thickness of 3 mm can be suitably used. A neodymium magnet having a surface magnetic flux density of 250 mT (2.5 KGaus), an attractive force of 0.7 kg, a diameter of 8 mm, and a thickness of 2 mm can be suitably used.

しかも、この永久磁石４のＮ極側４ｂが、前記ポールピース１４の陽極４４対向面側に配置される。このように、前記永久磁石４のＮ極側４ｂが、前記ポールピース１４の陽極４４対向面側に配置されるため、陽極４４の先端部分の磁界が強まり、初期電子のローレンツ力による螺旋運動の距離が伸び、初期電子が真空中の気体分子に衝突する確率が向上し、放電が誘発され易くなる。   In addition, the N pole side 4 b of the permanent magnet 4 is disposed on the surface of the pole piece 14 facing the anode 44. In this way, since the N pole side 4b of the permanent magnet 4 is arranged on the side of the pole piece 14 facing the anode 44, the magnetic field at the tip of the anode 44 is strengthened, and the helical motion due to the Lorentz force of the initial electrons is increased. The distance increases, the probability that the initial electrons collide with gas molecules in the vacuum is improved, and discharge is easily induced.

特に、永久磁石４のＮ極側４ｂが陽極２２の先端部と相対向して、前記ポールピース１４に取付けられる場合には、陽極４４の先端部分の磁界がより強まり、初期電子のローレンツ力による螺旋運動の距離が伸び、初期電子が真空中の気体分子に衝突する確率がより向上し、放電がより誘発され易くなる。
尚、永久磁石４をポールピース１４表面から突出させ、永久磁石４と陽極４４の先端部との距離をより短くし、放電の誘発を促進するようになしても良い。 In particular, when the N pole side 4b of the permanent magnet 4 is opposed to the tip of the anode 22 and is attached to the pole piece 14, the magnetic field at the tip of the anode 44 becomes stronger, which is due to the Lorentz force of the initial electrons. The distance of the spiral motion is increased, the probability that the initial electrons collide with gas molecules in the vacuum is further improved, and the discharge is more easily induced.
The permanent magnet 4 may be protruded from the surface of the pole piece 14 so that the distance between the permanent magnet 4 and the tip of the anode 44 can be shortened to promote the induction of discharge.

上記実施形態では、前記磁性手段４５ａ，４５ｂのＮ極側が陰極４３の開口側に位置し、Ｓ極側が陰極４３の底部４３ａ側に位置するように、前記磁性手段４５ａ、４５ｂが筒状の陰極４３の外周囲に配置され、また永久磁石４のＮ極側がポールピース１４の陽極対向面側に配置されている場合について説明した。
これとは逆に、図５に示しように、前記磁性手段４５ａ，４５ｂのＳ極側が陰極４３の開口側に位置し、Ｎ極側が陰極４３の底部４３ａ側に位置するように配置され、永久磁石４のＳ極側がポールピース１４の陽極対向面側に配置されても良い。 In the above embodiment, the magnetic means 45a and 45b are cylindrical cathodes such that the N pole side of the magnetic means 45a and 45b is located on the opening side of the cathode 43 and the S pole side is located on the bottom 43a side of the cathode 43. The case where the N pole side of the permanent magnet 4 is arranged on the anode facing surface side of the pole piece 14 has been described.
On the contrary, as shown in FIG. 5, the magnetic means 45 a and 45 b are disposed so that the south pole side is located on the opening side of the cathode 43 and the north pole side is located on the bottom 43 a side of the cathode 43. The S pole side of the magnet 4 may be disposed on the anode facing surface side of the pole piece 14.

また、上記実施形態では、永久磁石４を凹部１４ａに嵌合装着する場合について説明したが、永久磁石４をポールピースに容易に固定するために、ポールピース１４を磁性体で形成し、永久磁石４の吸着力でポールピースに装着しても良い。   In the above-described embodiment, the case where the permanent magnet 4 is fitted and attached to the recess 14a has been described. However, in order to easily fix the permanent magnet 4 to the pole piece, the pole piece 14 is formed of a magnetic material, 4 may be attached to the pole piece.

また、図６、図７に示すように、前記ポールピース１４の凹部１４ａに貫通穴１４ｃを形成しても良い。このように貫通穴１４ｃが形成されている場合、図８に示すように、外部から取外し治具Ｇを挿通することにより、前記永久磁石４を取外し治具Ｇによって凹部１４ａから容易に押出し、取外すことができる。この構成による場合、永久磁石のみの交換も容易に行うことができる。   Further, as shown in FIGS. 6 and 7, a through hole 14 c may be formed in the concave portion 14 a of the pole piece 14. When the through-hole 14c is formed in this way, as shown in FIG. 8, the permanent magnet 4 is easily removed from the recess 14a by the removal jig G by inserting the removal jig G from the outside and removed. be able to. According to this configuration, it is possible to easily replace only the permanent magnet.

以上のように、本実施形態によれば、陰極と陽極の先端部との間で放電が生じやすくなるため、冷陰極電離真空計１に対して高電圧をかけた時刻と、放電して電流が流れ始める時刻との間の時間の遅れが小さくなり、測定を効率的に行なうことができる。
また、永久磁石がポールピースに嵌合装着されるため、その取り付けおよび交換を容易に行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, since discharge easily occurs between the cathode and the tip of the anode, the time when a high voltage is applied to the cold cathode ionization vacuum gauge 1 and the current discharged The time lag from the time when the gas begins to flow is reduced, and the measurement can be performed efficiently.
Further, since the permanent magnet is fitted and attached to the pole piece, it can be easily attached and replaced.

１ 冷陰極電離真空計
２ ケース
３ａ、３ｂ、３ｃ 回路基板
４ 磁石（放電誘発部材）
４ａ Ｓ極側
４ｂ Ｎ極側
５ カソード板
６ コネクタ
７ フランジ
８ ピラニ真空計
９ａ スイッチ
９ｂ コネクタ
９ｃ ＬＥＤ
１１ コネクタ
１２ コネクタ
１３ フィードスルー（電流導入端子）
１４ ポールピース
１４ａ 凹部
１４ｂ 貫通孔
１４ｃ 凹部に形成された貫通穴
４２ エンクロージャ
４３ 陰極
４３ａ 底部
４３ａ１ 貫通孔
４３ａ２ 貫通孔
４３ｂ 嵌合部
４４ 陽極
４５ａ、４５ｂ 磁石
４６ 電源
４７ 電流計
Ｇ 取外し治具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cold cathode ionization vacuum gauge 2 Case 3a, 3b, 3c Circuit board 4 Magnet (discharge induction member)
4a S pole side 4b N pole side 5 Cathode plate 6 Connector 7 Flange 8 Pirani gauge 9a Switch 9b Connector 9c LED
11 Connector 12 Connector 13 Feedthrough (current introduction terminal)
14 Pole piece 14a Recess 14b Through hole 14c Through hole formed in the recess 42 Enclosure 43 Cathode 43a Bottom 43a1 Through hole 43a2 Through hole 43b Fitting portion 44 Anode 45a, 45b Magnet 46 Power supply 47 Ammeter G Removal jig

Claims (7)

一端に開口が形成された筒状の陰極と、
前記陰極の内部空間に配置された棒状の陽極と、
筒状の陰極の外周囲に配置され．前記陽極と前記陰極との間の電界に直交する磁界を形成し、該陽極と該陰極との間に放電を起こす磁性手段と、
前記陰極の開口縁に着脱自在に嵌合され、前記開口を覆うポールピースと、
前記ポールピースに配置された永久磁石と、を備えていることを特徴とする冷陰極電離真空計。 A cylindrical cathode having an opening at one end;
A rod-shaped anode disposed in the internal space of the cathode;
Arranged around the outer periphery of the cylindrical cathode. A magnetic means for forming a magnetic field orthogonal to the electric field between the anode and the cathode and causing a discharge between the anode and the cathode;
A pole piece that is detachably fitted to the opening edge of the cathode and covers the opening;
A cold cathode ionization vacuum gauge, comprising: a permanent magnet disposed on the pole piece. 前記永久磁石が、前記ポールピースに、前記陽極の先端部と相対向して配置されていることを特徴とする請求項１記載の冷陰極電離真空計。   The cold cathode ionization vacuum gauge according to claim 1, wherein the permanent magnet is disposed on the pole piece so as to face the tip of the anode. 前記磁性手段のＮ極側が陰極の開口側に位置し、Ｓ極側が陰極の底部側に位置するように、前記磁性手段が筒状の陰極の外周囲に配置され、かつ、前記永久磁石のＮ極側が陰極の内部空間に配置された陽極の先端部と相対向するように、前記永久磁石が前記ポールピースに配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷陰極電離真空計。   The magnetic means is arranged on the outer periphery of the cylindrical cathode so that the N pole side of the magnetic means is located on the cathode opening side and the S pole side is located on the bottom side of the cathode, and N of the permanent magnet The cold cathode according to claim 1 or 2, wherein the permanent magnet is disposed on the pole piece so that a pole side faces a tip of an anode disposed in an internal space of the cathode. Ionization gauge. 前記磁性手段のＳ極側が陰極の開口側に位置し、Ｎ極側が陰極の底部側に位置するように、前記磁性手段が筒状の陰極の外周囲に配置され、かつ、前記永久磁石のＳ極側が陰極の内部空間に配置された陽極の先端部と相対向するように、前記永久磁石が前記ポールピースに配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷陰極電離真空計。   The magnetic means is disposed on the outer periphery of the cylindrical cathode so that the S pole side of the magnetic means is located on the cathode opening side and the N pole side is located on the bottom side of the cathode, and the S of the permanent magnet The cold cathode according to claim 1 or 2, wherein the permanent magnet is disposed on the pole piece so that a pole side faces a tip of an anode disposed in an internal space of the cathode. Ionization gauge. 前記永久磁石は、前記ポールピースに形成された凹部に嵌合して装着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の冷陰極電離真空計。   The cold cathode ionization vacuum gauge according to any one of claims 1 to 4, wherein the permanent magnet is fitted and mounted in a recess formed in the pole piece. 前記ポールピースを磁性体で形成するとともに、前記永久磁石が前記ポールピースに磁石の吸着力で装着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の冷陰極電離真空計。   6. The cold cathode ionization vacuum according to claim 1, wherein the pole piece is formed of a magnetic material, and the permanent magnet is attached to the pole piece by an attractive force of the magnet. Total. 前記ポールピースの凹部に貫通穴が形成され、前記貫通穴から取外し治具を挿通することにより、前記凹部に装着された永久磁石が取外されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の冷陰極電離真空計。   The through hole is formed in the concave part of the pole piece, and the permanent magnet attached to the concave part is removed by inserting a removal jig from the through hole. The cold cathode ionization vacuum gauge according to any one of the above.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103325653A (en) * 2013-06-27 2013-09-25 成都国光电气股份有限公司 Magnet type cold cathode vacuum ionization gauge tube
KR20170102553A (en) * 2015-01-15 2017-09-11 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 Polymer composite vacuum components
CN109075010A (en) * 2016-05-02 2018-12-21 万机仪器公司 Cold-cathode ionization gauge with multiple cathodes

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103325653A (en) * 2013-06-27 2013-09-25 成都国光电气股份有限公司 Magnet type cold cathode vacuum ionization gauge tube
KR20170102553A (en) * 2015-01-15 2017-09-11 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 Polymer composite vacuum components
KR102254199B1 (en) 2015-01-15 2021-05-20 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 Polymer Composite Vacuum Components
US11366036B2 (en) 2015-01-15 2022-06-21 Mks Instruments, Inc. Polymer composite vacuum components
CN109075010A (en) * 2016-05-02 2018-12-21 万机仪器公司 Cold-cathode ionization gauge with multiple cathodes
TWI725180B (en) * 2016-05-02 2021-04-21 美商Ｍｋｓ儀器股份有限公司 Cold cathode ionization vacuum gauge with multiple cathodes

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