이온 레퍼런스 게이지 IRG080
이온 레퍼런스 게이지 IRG080은 전례 없는 정확도(1% 미만), 반복성(1% 미만) 및 재현성(1% 미만)으로 실제 압력을 측정하여 진공 이온 게이지 카테고리에서 새로운 표준을 제시합니다. 게이지 교환 시 보정이나 프로세스 재조정이 필요하지 않습니다. ISO TS 6737을 준수하는 설계 덕분에 IRG080은 레퍼런스 스탠다드로 적합한 최초의 진공 게이지가 되었습니다[1].
정밀하고 안정적인 진공 압력 측정은 첨단 산업 생산 공정 및 계측 분야에서 필수적이지만 달성하기 어려운 기능입니다. 1950년대부터 고진공에서 초고진공 범위의 전체 압력을 측정하는 솔루션을 제공해 온 이온화 게이지는 태생적인 다양성과 표준화 부족에도 불구하고 다목적성을 입증해 왔습니다.
이온 레퍼런스 게이지 IRG080은 혁신적인 원리가 돋보이는 제품으로 이온 게이지 클래스의 새로운 표준을 제시합니다. 이온화 진공 측정기의 혁신적인 개념을 기반으로 하는 IRG080은 품질 보증과 비용 효율적인 생산을 위해 정밀한 진공 압력 측정이 필요한 까다로운 공정, 특히 반도체 칩 및 태양 전지, 교정 및 계측 어플리케이션, 표준품 이송과 같은 고부가가치 제품의 첨단 공정 및 제조 산업 사용자에게 도움이 될 것입니다.
고진공 및 초고진공(HV/UHV) 환경은 세상의 기초를 연구하고 반도체 칩과 태양 전지 같은 고부가가치 제품을 개발, 검증 및 생산하는 데 사용됩니다. 따라서 정밀하고 안정적이며 신뢰할 수 있는 진공 압력 측정은 첨단 산업 생산 공정, 교정 및 계측에서 추구하는 필수적이지만 까다로운 기능입니다.
이온 레퍼런스 게이지 IRG080은 고진공 및 초고진공 시스템에서 총 압력 측정을 위한 최고의 정확도를 제공하는 최초의 진공 센서 솔루션입니다. IRG080은 혁신적인 개념의 이온화 진공 측정기(뜨거운 음극은 패러데이 컵으로 직선 경로를 따라 이동하는 전자를 방출합니다: 이온화 전자 경로 길이는 이미 알려져 있고 잘 정의되어 있습니다)를 기반으로 하며, 유럽 혁신 및 연구를 위한 계측 프로그램(EMPIR) 프로젝트 내 범유럽 진공 기관 컨소시엄과 협력하여 개발되었습니다.16NRM05. IRG080은 향후 ISO TS 6737 국제 표준을 준수하는 최초의 상용 제품으로, 10-6 Pa ~ 10-2 Pa 범위의 참조 표준으로 적합합니다.
견고한 설계에 전례 없는 정확도(1% 미만), 더 나은 반복성(1% 미만), 재현성(1% 미만) 및 장기적인 안정성을 제공하는 IRG080은 품질 보증 및 비용 효율적인 생산을 위해 정밀한 진공 압력 측정이 필요한 까다로운 공정의 사용자에게 도움이 될 수 있습니다. 특히
- 시간이 많이 소요되는 보정이나 프로세스 재조정이 필요 없는 고급 산업 애플리케이션. 알려진 제어 가능한 허용 오차에 따라 제작된 견고한 부품을 기반으로 하는 IRG080 설계를 통해 대량 생산 시 일관된 동작을 하는 센서를 구축할 수 있습니다. 모든 공정 가스 종의 감도가 높은 정확도로 선험적으로 알려져 있기 때문에 산업 생산에서 개별 게이지를 보정할 필요 없이 교체할 수 있으므로 예기치 않은 생산 중단과 생산성 손실로 이어지는 시간 소모적인 공정 재조정이 필요하지 않습니다.
- 다른 진공 게이지 및 질량 분석기의 교정, 펌프 속도 측정. 운송 및 장기적인 안정성으로 인해 진공 게이지 교정(ISO 3567)을 위한 교정 실험실과 질량 분석기 교정(ISO TS 20175) 및/또는 탈기체율 측정(ISO TS 20177)을 위한 사용자도 사용할 수 있습니다. IRG080은 상대 감도 계수를 정확하게 알 수 있기 때문에 펌프 속도 측정(ISO 21360 시리즈)도 개선할 수 있습니다.
- 계측, 국가 및 교정 실험실과의 비교를 위한 전송 표준. IRG080은 고진공에 대한 정확한 기준 게이지와 국가 및 교정 실험실에서 비교를 위한 전송 표준으로 사용됩니다.
전자는 가열된 탄탈륨 디스크에서 방출됩니다. 방출된 전자는 베넬트 실린더와 접지된 전위 링에 의해 양극 케이지 끝에 있는 출구 구멍을 향해 집중됩니다. 궤적을 따라 흩어지지 않고 출구 구멍으로 들어온 전자는 패러데이 컵으로 구부러져 도착하는 전자 전류가 측정됩니다. 양극 케이지 내부의 부피를 가로지르는 전자는 전자 충격을 통해 잔류 가스를 이온화할 수 있습니다. 생성된 이온은 중앙에서 벗어난 이온 수집 막대로 이동하여 이온 전류가 수집되고 측정됩니다. 이온 전류는 가스 밀도에 비례합니다. 이상 기체 법칙을 사용하면 이온 밀도로부터 총 압력을 계산할 수 있습니다. 표준 베이야드-알퍼트 게이지의 주요 오차 원인인 연성 X-선 교란 또는 전자 자극 탈착을 방지하고 줄이기 위해 전자는 패러데이 컵 쪽으로 구부러져 있습니다. 패러데이 컵에 도착한 전류와 음극에서 방출된 전류의 비율이 1에 가까워지면 기기가 제대로 작동하는지 쉽게 확인할 수 있습니다.
베이야드-알퍼트 게이지의 부정확하고 불안정한 감도의 주요 원인은 뜨거운 음극에서 발생하는 전자 방출의 불안정하고 재현 불가능한 분포 때문입니다. 이를 위해 안정적인 베이야드-알퍼트 게이지를 설계하기 위한 4가지 요건이 있습니다[2]:
- 방출된 모든 전자는 이온화 공간으로 들어가야 합니다;
- 각 전자의 경로 길이 L과 에너지는 음극의 원점으로부터 독립적이어야 합니다;
- 이온화 공간을 통과하는 횟수는 일정해야 합니다(바람직하게는 1과 같아야 함);
- 이온 수집 효율은 음극의 원점과 독립적이어야 합니다.
새로운 IRG080의 설계는 이 4가지 요건을 모두 충족합니다.
| 일반적인 베이야드-알퍼트 게이지 | 새로운 IRG080 | |
| 방출된 모든 전자는 이온화 공간으로 들어가야 합니다. | 약 80~90%의 전자가 양극 그리드 내의 이온화 공간으로 들어가지 않고 양극 그리드에 부딪힙니다. | 베넬트와 컬렉터 링이 이온화 공간 안팎으로 전자의 포커싱을 보장합니다. |
| 각 전자의 경로 길이 L과 에너지는 음극의 원점과 독립적이어야 합니다. | 경로, 궤적 및 전자 에너지가 광범위하게 퍼져 있습니다. | 잘 알려진 경로와 전자 에너지. 전자 빔의 확산이 최소화됨(공간 전하가 존재하지 않기 때문에) |
| 이온화 공간을 통과하는 횟수는 일정해야 합니다(바람직하게는 1). | 이온화 공간을 통한 0에서 여러 번의 전이 | 1 |
| 이온 수집 효율은 음극의 원점과 독립적이어야 합니다. | 그렇지 않음 | 이온 수집 효율이 1에 매우 근접함 |
실제로 특정 가스에 대한 IRG080 게이지의 감도는 책이나 과학 논문의 표에서 이온화 단면을 찾아보는 등 이온화 단면을 알면 계산할 수 있습니다. 이를 통해 진공 챔버에서 가스의 압력을 정확하게 측정할 수 있습니다. 이전에는 실험을 통해 기체 의존 감도 계수를 구해야 했습니다.
또한 게이지의 견고한 구조 덕분에 교정 실험실에서 사용 현장으로 게이지를 배송할 때 우편 운송 중에 게이지 구조가 부딪혀 선조 구조 요소의 위치가 이동하여 방금 얻은 교정이 변경되는 것을 걱정할 필요 없이 게이지를 배송할 수 있습니다.
얇은 필라멘트 대신 이미터 디스크를 사용하면 전자가 정해진 위치에서 벗어나게 됩니다. 이전 이온화 게이지에서는 필라멘트 위치가 열팽창 및 필라멘트의 불완전한 스프링 장력 등으로 인해 달라집니다.
고정된 전자 시작 위치, 엄격한 공차를 가진 견고한 게이지 구조, 안정적이고 알려진 전자 궤적은 재현성이 높고 정확한 측정으로 이어집니다. 게이지가 매우 엄격한 허용 오차로 견고하고 정밀하게 제작되고 감도가 제1원칙에 따라 도출되므로 추가 보정 없이도 게이지를 사용할 수 있습니다. 따라서 캘리브레이션 비용이 절감됩니다.
새로운 디자인은 감도가 높습니다. 즉, 동일한 전자 방출 전류로 더 높은 신호 강도를 얻을 수 있습니다.
| INFICON IRG080 | 전형적인 베이야드-알퍼트 | 개선 IRG080 | |
감도
| 28 mbar-1 | 3.5 - 20 mbar-1 | 1.4 - 8x |
| 정확도 | 1 % | 15 % | 15x |
| 감도 반복성 | 1 % | 20 % | 20x |
| 감도 계산 가능 | 예 | 아니요 | |
| 보정 필요 | 아니요, 예측 가능한 감도이므로 | 예 | |
| 안정성 | 견고하고 장기적으로 안정적 | 장기적으로 덜 안정적 |
IRG080의 안정적인 기능으로 인해 ISO TS 6737 [3]에 설명된 대로 측정 표준이 될 것을 제안합니다.
이 측정기는 일반적인 지구 자기장에 영향을 받지 않도록 설계되었습니다. 외부 자기장(예: 콜드 캐소드 또는 입자 빔 스티어링 자석)을 사용하는 애플리케이션에는 외부 자기장이 존재하는 경우가 있습니다. 이 경우 스테인리스 스틸 튜브 대신 뮤-메탈 튜브 형태의 자기 차폐를 사용하여 자기장 침투를 완화할 수 있습니다. 이 부품은 인피콘에서 표준 액세서리로 제공합니다.
IRG080은 완전히 수동형 센서로, 최대 400°C(커넥터 플레이트 제외)의 베이크 아웃 온도를 허용합니다.
모든 패시브 센서와 마찬가지로 작동을 위해서는 외부 제어 및 판독 장치가 케이블을 통해 공급되고 연결되어야 합니다. 인피콘 이온 레퍼런스 게이지 컨트롤러 IRC081은 상용 장치를 찾는 사용자를 위한 자체 솔루션이며, 인피콘 카탈로그에서 구입할 수 있습니다.
