真空計でコンベクトロンとはどういうものなのでしょうか?
教科書やネットで調べても載っていませんでしたので質問しました。

動作原理などを教えてください。よろしくお願いします。

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A 回答 (1件)

 これは低真空での真空度を測るピラニーゲージと同じ原理です。

つまり、気体の熱伝導が圧力に依存することを利用し、気体中に挿入した加熱素子の温度変化を計測して圧力を求める真空計です。

 グランビル・フィリップス社のコンべクトロンについてもう少し詳しく説明すると、真空中の加熱素子をホイートストンブリッジの一つの抵抗とし、圧力による温度変化(圧力が高いと熱伝導により温度が下がる)を抵抗変化として検出し、真空度の測定を行っています。

参考URL:http://www.helixtechnology.co.jp/gp/gp_375v.html
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この回答へのお礼

ピラニーゲージと同じ原理だったんですね。それならすぐに理解できます。でもなぜコンベクトロンって載ってないのでしょうか?製品として出るぐらいだから有名なような気がするのですが。。。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/06/22 10:28

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Qポンプ、運転状態、真空計の適切な組み合わせはどれ?

ポンプ、運転状態、真空計の適切な組み合わせはどれでしょうか?

a.
「主」ターボ分子ポンプ「補助」ドライポンプ
ターボ分子ポンプ(排気速度:2m2/s)がN2ガス流量20Pa・m3を排気
B-A真空計

b.
「主」ターボ分子ポンプ「補助」油回転真空ポンプ
ターボ分子ポンプの到達圧力
ピラニー真空計

c.
「主」ターボ分子ポンプ「補助」メカニカルブースターポンプ
ターボ分子ポンプの到達圧力
B-A真空計

d.
「主」ターボ分子ポンプ「補助」ドライポンプ
ターボ分子ポンプの到達圧力
B-A真空計

e.
「主」ドライポンプ
ドライポンプの到達圧力
B-A真空計

Aベストアンサー

先ず、「a」の回答例がおかしいことを指摘しておきます。
ターボ分子ポンプ(排気速度:2m2/s) →(正)2m^3/s
N2ガス流量20Pa・m3 →(正)20Pa・m^3/s

第一ステップ
まず、ポンプの組み合わせの適否をチェックします。

「c」は不適。
「主」ターボ分子ポンプ「補助」メカニカルブースターポンプには、油回転真空ポンプ、ドライポンプ、などの粗引きポンプと組み合わせが必要で、「主」ターボ分子ポンプ「補助」メカニカルブースターポンプだけで使用したら、両ポンプともオーバーヒートするでしょう。

{c}以外は適切

第二ステップ
次に到達圧力Pと各真空計の測定可能圧力Pgとが合致しているかどうかのチェックを行います。
「a」P=10(Pa)、Pg=10^-8~10^-2(Pa) → 不適切
「b」P=10^-8、Pg=0.5~2,000 → 不適切
「d」P=10^-8、Pg=10^-8~10^-2(Pa) → 適切
「e」P=10^2、Pg=10^-8~10^-2(Pa) → 不適切

従って、「d」が正解

ポンプの使用可能圧力範囲やポンプの組み合わせについては、メーカーホームページになりますが、http://www.shinku-pump.com/vacuumpump/が参考になるかと思います。

先ず、「a」の回答例がおかしいことを指摘しておきます。
ターボ分子ポンプ(排気速度:2m2/s) →(正)2m^3/s
N2ガス流量20Pa・m3 →(正)20Pa・m^3/s

第一ステップ
まず、ポンプの組み合わせの適否をチェックします。

「c」は不適。
「主」ターボ分子ポンプ「補助」メカニカルブースターポンプには、油回転真空ポンプ、ドライポンプ、などの粗引きポンプと組み合わせが必要で、「主」ターボ分子ポンプ「補助」メカニカルブースターポンプだけで使用したら、両ポンプともオーバーヒートするで...続きを読む

Q分圧真空計と質量分析計について

分圧真空計として使用される質量分析計の説明について誤っているものを一つ選びなさい。

(1)質量分析計は、イオン化された真空槽内の気体分子イオンの質量と電荷数との比(m/z)によって
  選別し、各m/zの信号強度を観察する機器である。

(2)質量スペクトルからは、真空の質などの情報が得られる。

(3)質量分析計は一般的に使用可能な上限圧力がある。

(4)質量分析計の各m/zの信号強度は気体の種類に関わらず分圧を正確に反映している。

Aベストアンサー

誤っているのは(4)
気体分子と電子の衝突により気体分子がイオン化される確率は、気体分子が何てあるかによって異なる。
電離真空計において感度が気体分子によって異なるのも同じ理屈です。
従って質量分析計の各m/zの信号強度=各m/zイオン電流は分圧を正確に表しはしません。
(1)は正しく、説明の通り
(2)は真空容器内にどんな種類の分子が多く存在するか(これが真空の質)を知ることができるので正しい説明。
(3)上限圧力は存在します。従って正しい。
圧力が高いと平均自由行程が短く、放射熱電子がイオン化に必要な運動エネルギーに加速される前に気体分子と衝突してしまい、イオン化が生じない可能性があり、質量分析計として機能しません。
また、必然的に酸素分子も多くなり熱電子源である質量分析計のフィラメントが酸化が進行しいつかは切れてしまいます。
従って上限があり、恐らく10^-5(hPa)台以下の圧力での使用が必要でしょう。

Q電離真空計、指示値の求め方

真空装置にArを導入、隔膜真空計の値は0.2Paでした。
電離真空計の指示値を求め、下記より選びなさい。

電離真空計は窒素に対して校正されている。
対するアルゴンの比感度は1.34である。


(1) 0.149 (2) 0.268 (3) 6.7 (4)0.2 (Pa)

Aベストアンサー

アルゴンの比感度は1.34なのでイオン電流すなわちメーターの振れは同真空度の窒素の1.34倍になります。従って、0.2Pa×1.34=0.268Paになります。

その詳細は以下の通りです。
電離真空計は、電界により加速された電子が気体分子に衝突し、気体分子は外殻電子がはじき飛ばされて+イオンになります。(=電離)
その+イオンをマイナス電位のコレクターに集め、そのイオン電流を測定して真空度を測定するものです。

イオン電流の値Iiは、真空度(圧力)Pと電子電流Ieの積に比例し
Ii=SPIe
で表されますが、Sは感度と呼ばれ気体の種類により異なります。
この出題ではSAr/SN2=1.34ということです。

Qこの宇宙の真空が真の真空か偽の真空かわかるのはだいたい何年後くらいでしょうか?

この宇宙の真空が真の真空か偽の真空かわかるのはだいたい何年後くらいでしょうか?

Aベストアンサー

真空の相転移の話ですね。(補足のリンクから)
相転移前の真空を『偽の真空』、相転移後の真空を『真の真空』と呼ぶようです。

つまり、次の真空の相転移があれば、今の真空は『偽の真空』となりますが、無いなら『真の真空』となります。次の相転移があるかどうかの判定は、おそらく永久にできないでしょう。

真空の相転移は、宇宙の最初にインフレーションを起こした源と考えられています。それから138億年くらい、宇宙は安定しているように見えます。なので、次の真空の相転移などは無いだろう、というのが多くの人の考えだろうと思います。

ではなぜ、次の~という話があるのかというと、素粒子などの世代が3であり、これが過去2回の真空の相転移に拠るものだろうと考えるからだと思います。2度あることは~の諺ではありませんが、3度目があるかもしれない(否定できない)、という考えになるのだと思います。

Q真空計の価格

真空計の価格

真空工学の授業をとっていて気になったのですが、10-3Torr~1Torrの範囲内で用いられる真空計で、ピラニー真空計, 熱伝対真空計, バラトロン(隔膜真空計)がありました。
このうちバラトロンは、精度は良いが価格が高いと参考書に記載されていました。
その価格が気になって調べたのですが、なかなか見つかりません。
大雑把でよいので、上にあげた真空計の値段をお教え頂けないでしょうか。またアナログとデジタルの2種があったので、それも合わせてお答えいただけると幸いです。

Aベストアンサー

「バラトロン 価格」で検索すると見つかりますが……?
下記サイトによると約60万円といったところのようですね。
 http://www.canon-anelva.co.jp/products/info/discontinuance.pdf

なおメーカーのサイトで価格が表示されていないときは、直接電話して聞けば教えてくれるはずですし、あるいは大学宛に価格表込みでカタログを送ってもらうよう申し入れれば良いでしょう。

Qパスカルの原理とトリチェリーの真空

雑学本のことです。
【パスカルの原理】と【トリチェリーの真空】の関連性がよくわかりません。
個々の説明にはそれぞれ納得しているのですが・・
何方か分かり易く説明してくれる方おられたらお願いします。

取りとめのない質問で申し訳ないです。

Aベストアンサー

パスカルは流体静力学の基本原理=密閉容器内での圧力伝達の基本法則を発見。
トリチェリーは試験管状の太さ一定のガラス管に水銀を充たし,溢さないまま水銀容器中に倒立させた時の,水銀柱の高さがほぼ一定で,ガラス管上部がほぼ真空に近いことを発見。

上記二つの原理から,水銀式気圧計が考案された。

閉管式水銀気圧計は,管の上部が閉じられた形式で,水銀柱の高さ(水銀溜まりの水銀面から見た管内水銀面上部の高さ)が,外気圧に比例することを利用するもの。水銀柱の高さは管内の水銀重量(水銀柱の重さ)を示し,それが,管外の大気圧とバランスすることから,気圧が測定できる。

真空に近い状態(密閉容器中の空気を抜いて空気圧を下げる)を作り出したい時(例えば真空包装など)ガラス管上部を切断し,その開口部を密閉容器に接続すれば,容器内気圧が水銀柱高さに反比例し,真空度が測定できる。この方式を開管式水銀気圧計という。

余談ながら,気圧の大きさの単位は,以前はバール(bar)の1000分の1ミリバール(mb)が用いられていたが,国際取り決めによりパスカル(pascal)の100分の1のヘクトパスカル(hpa)が用いられることになった。mbとhpaは呼称の違いだけで等しい大きさである。

パスカルは流体静力学の基本原理=密閉容器内での圧力伝達の基本法則を発見。
トリチェリーは試験管状の太さ一定のガラス管に水銀を充たし,溢さないまま水銀容器中に倒立させた時の,水銀柱の高さがほぼ一定で,ガラス管上部がほぼ真空に近いことを発見。

上記二つの原理から,水銀式気圧計が考案された。

閉管式水銀気圧計は,管の上部が閉じられた形式で,水銀柱の高さ(水銀溜まりの水銀面から見た管内水銀面上部の高さ)が,外気圧に比例することを利用するもの。水銀柱の高さは管内の水銀重量(水銀柱の重...続きを読む

Q真空計の選択問題

下記、5項目から正しいのを選びなさい。

1.電離真空計の指示値は気体の種類に依存しない。
2.隔膜真空計の感度は気体の種類によって異なる。
3.真空計は気体の流れに向かって取り付けるのが良い。
4.圧力指示をしないだけでは壊れない。
5.有機物による汚染、堆積により感度が変化する。

Aベストアンサー

 

   5






え?説明もいるの?

1:イオンで見ているから、気体の種類によって差がある。基準は窒素。
2:膜で隔てられた気室との圧力差を指示するから、種類は関係ない。
3:流れに垂直にしないと、動圧を測定してもしかたがない。
4:落としたら?
5:中でカビが繁殖してても感度に影響がないならすごいよね。

Qバラトロン真空計

バラトロン真空計ってどういったものなのか教えてください。ネットで調べてあまりよ理解できませんでした…。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ダイヤ不ラム真空計の商品名ですね
ダイヤ不ラム真空計とは真空にたもった容器の一部に張ってある薄い金属膜(ダイヤフラム)が測定する雰囲気の真空度に応じて変形する変形量をひずみ計で測定し、真空度とするものです。バラトロンとはイギリスの会社の当該製品の商品名であり、温度補正などが自動でなされ精度、再現性ともに優れもの。また雰囲気に接するダイヤフラムの材料の選定すると腐食雰囲気でも使用できます。大気圧から低真空領域で使用が可能です。欠点センサーふくめ高い。

Q真空容器の圧力および真空計の指示値を求めよ

真空装置にArガス「2sccm」を導入、Arに対する排気速度は「300L/s」である。
真空容器の圧力を求めよ。

また、装置の電離真空計の指示値を求めよ。
電離真空計はN2に対し校正しており、Arに対する比感度は1.34である。

(1).1.13x10^-2,8.41x10^-3(Pa)
(2).1.13x10^-2,1.51x10^-2(Pa)
(3).5.63x10^-3,4.20x10^-3(Pa)
(4).5.63x10^-3,7.77x10^-3(Pa)

Aベストアンサー

最も正解に近いのは、(4)である。但し、電離真空計の指示値は少々外れています。

流量 ”1(sccm→standard cc/min)” を 「Pa・Liter/sec」 に換算すると ”1.689(Pa・L/sec)” になります。
なぜなら
1(気圧)→101300(Pa)、
1(cc)→10^-3(Liter)
1(分)→60秒
であるから101300(Pa)×10の-3乗(Liter)/60(sec)=1.689(Pa・L/sec)

また、流量Q(Pa・L/sec)、圧力P(Pa)、排気速度S(L/sec)の間には
Q=P・Sの関係があるから
P=Q/S=2×1.69/300=5.63×10^-3(Pa)となります。
従って、電離真空計の指示値=P×比感度=7.55×10^-3(Pa)となります。

余談ですが、
排気速度Sは厳密にいうとポンプの排気速度ではなく、配管の先にある真空容器での排気速度を用いなければなりません。
ポンプの排気速度をSp、配管のコンダクタンスをC、真空容器での排気速度をScとすると
Sc=Sp×C/(Sp+C)となり、ポンプの排気速度より小さいC/(Sp+C)倍の値になります。

真空容器圧力のポンプ圧力に対する倍率は、逆数である(Sp+C)/C倍になりPc=Pp×(Sp+C)/Cとなります。

流量で見ると、真空容器でもポンプでも等しい値で、Q=Pp・Sp=Pc・Scとなります。

最も正解に近いのは、(4)である。但し、電離真空計の指示値は少々外れています。

流量 ”1(sccm→standard cc/min)” を 「Pa・Liter/sec」 に換算すると ”1.689(Pa・L/sec)” になります。
なぜなら
1(気圧)→101300(Pa)、
1(cc)→10^-3(Liter)
1(分)→60秒
であるから101300(Pa)×10の-3乗(Liter)/60(sec)=1.689(Pa・L/sec)

また、流量Q(Pa・L/sec)、圧力P(P...続きを読む

Q放射計の真空度

 クルックスが発明したといわれている、放射計(ラジオメーター)についての疑問です。
 羽根車が回転するのは、黒い面と白い面との放射吸収の違いにより、その付近の空気に温度差が生じ、板に空気分子が加える圧力に差が生じるためだ、といわれています。
 では、空気を薄くしないと、羽根車が回転しないのは、どうしてなのでしょうか。簡単には説明できないものかもしれませんが、わかる方がいられたら、よろしくお願いします。
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Aベストアンサー

 
 
 昨日の小惑星見物でレスが遅くなりました、サイト紹介ありがとうございます、食事しながら読みいりました。
(1)
超高真空で作りが完ぺきなら、純粋に光圧だけで回転する、回転方向は白面が押される。
(2)
平均自由行路がガラス球の径のオーダー(数センチメートル)ほどの低圧なら、(私が記憶していた)希薄気体は非粘性流体に近く、孤立粒子によって 羽根表面⇔ガラス内面を直行輸送するモデル(回転方向は黒面が押される)も有り得るが‥‥
(3)
実際の製品は それよりもさらに圧力が高く、平均自由行路がミリメートルのオーダー。それでも十分に非粘性流体であり、白面と黒面の温度差で駆動される「液体ヘリウム噴水」のような表面に沿った移動。圧力勾配を伴う移動ではない。熱い黒面から運動量を受け取りつつ 縁まで移動して白面へ‥‥黒面の縁が押され回転する方向。

 ヘリウム噴水を思い出すと 流量的には(2)よりこっちの方が遙かに大きそうなイメージが‥‥。ラジオメーターは昔買ってベランダで直射日光に晒して置いたらやがて回らなくなった思い出があるきりです、支針がすり滅ったのか真空度劣化かわかりませんが。何かで読んだきりで(2)の定量っぽい計算を一度も試みたことが無かったです、これは反省しつつやってみます。 検索でレイノルズ、マクスウェルを追うとこれへの言及が見られますね、私も勉強させていただきます、たいへん有り難うございました!
 
 

 
 
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