測定に使用されるピラニゲージとは？

歴史

マルチェロ・ステファノ・ピラニは、1880年にベルリンで生まれたドイツの物理学者です。数学と物理学で博士号を取得し、1904年にシーメンス・ハルスケの子会社に入社し、白熱灯の改良に従事しました。1906年に、ガス放電灯の研究を進めるため、ガスの熱伝導特性を測定できるピラニゲージを開発しました。この装置は現在でも高効率ガス放電灯の開発に不可欠です。

機能

ピラニゲージは、真空管内に金属フィラメント（通常は白金）を吊り下げ、電流で加熱します。フィラメントが放出する熱は、内部のガス分子と衝突することで失われます。失われた熱量はガスの熱伝導率と圧力に比例し、これを測定して真空系の圧力を求めます。

設計

フィラメントは主に白金が用いられますが、他の金属も使用可能です。真空管はガラス製が一般的で、金属コネクタやガラスジョイントにゴム製Oリングで密封します。フィラメントは校正された電気回路に接続され、正確な熱伝導測定が行われます。

代替手段

ピラニゲージに似た測定器として熱電対ゲージがあります。熱電対はピラニと同様の原理で動作しますが、測定可能な圧力範囲は低圧側に限られます。デジタル制御装置を組み合わせれば、ピラニゲージと同等の圧力範囲を低コストで測定できます。

価格

ピラニゲージは一般的なホームセンターでは入手できません。主に欧州のディストリビュータから購入し、価格は出荷前で600〜1,000米ドル（2009年11月時点）です。技術的な知識があれば、オンラインで販売されているDIYキットで自作することも可能ですが、校正費用を加えるとコスト削減効果は限定的です。