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マクラウド真空計

この真空計は極めて低圧の定温圧縮すると、わずかな気体でも圧力を上がる。 この時の含まれる体積を計測して圧力を求めるという原理の真空計である。

3.74-(A)のように、 測定対象の空気を既知の体積$V_0$の気体溜めに取り込み、 次の-(B)で、 水銀でこの気体溜めを埋め圧縮する。 水銀順位を上の基準線に合わせ、 そのときの気体溜め上方の気体の体積$V$を測定すると、 測定対象圧力$P_1$

\begin{displaymath}
P_1 V_0 = (P_1 + \rho g\Delta h)V
\end{displaymath}

となる。 $\rho$:水銀密度、$\Delta h$:水銀頭差、$g$:重力加速度である。 計測管が単純な円筒であると、$V=a\Delta h$ であるので、

\begin{displaymath}
P_1 = \frac{\rho g a \Delta h^2}{V_0 - a\Delta h}
\end{displaymath}

である。図3.74のように円錐形にすると、おおよそ $V = a\Delta h^2$ であるので、

\begin{displaymath}
P_1 = \frac{\rho g a \Delta h^3}{V_0 - a\Delta h^2}
\end{displaymath}

となり、微少$\Delta h$ を拡大して低圧を計測できる。 実際には $\Delta h$$P_1$ に換算して図のようにメモリをつけて 直読できるようになっている。

図 3.73: ガイスラー管
\includegraphics[scale=0.6]{TgifFigs/gaissler-tube.eps}
図 3.74: マクラウド真空計
\includegraphics[scale=0.52]{TgifFigs/mcleod-gage.eps}


Ken Kishimoto 2014-06-02