真空機器 2006年03月20日
「トリチェリーの真空」で、水銀柱の高さは1気圧（１ａｔｍ）のとき
７６０ｍｍです。（＝１０．１３万Ｐａ ＝７６０Ｔｏｒｒ）
水銀柱の重さは、１ｍｌ あたり１３．６ｇですので、底面が１ｃｍ２で
高さが７６ｃｍの水銀柱の重さは １０３３．６ｇ となります。
つまり １ｃｍ２ あたり １ｋｇ 強の強力な圧力なのです。
人間の身体にボールが当たると力を感じますよね。
この力は、ボールが重いほど、スピードが速いほど
その数が多ければ多いほど、強くなります。
大気圧もこの力で、ボールに相当するのが「気体の分子」
なのです。
たとえば、大気の約８割を占める窒素ガスの場合には
分子一個の重さが ４．７ｘ１０ -23 ｇ（直径０．３８ｎｍ
＝３．８Å）だと考えるますと、とても軽いし小さな力です。
平均速度はなんと！ １６３４ｋｍ／ｈｒ 。
プロ野球選手の投げる球速とか新幹線の１０倍の速さ。
人の身体に１ｃｍ２あたり ３ｘ１０ 23 個飛んでくるので
この力が集まると、１ｃｍ２ について 約１ｋｇ にもなるという
大きな力になるのです。
今、目の前には １ｍｌ（１ｃｃ）あたり ２．７ｘ１０ 19 個
＝２７００京、１兆の２７００倍 の空気組成のガス分子があるのです。
参考まで
数の単位
一、十、百、千、万、億、兆、京（けい）、垓（がい）、秭（し）、穰（じょう）
溝（こう）、澗（かん）、正（せい）、戴（たい）、極（ごく）、恒河沙（こうがしゃ）
阿僧祇（あそうぎ）、那由他（なゆた）、不可思議、無量大数
高圧ガス、低温機器、真空機器
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今日の格言
人生にとって時間とは？
「明日しなければならないことがあったなら
今日のうちになせ。」
（フランクリン）
真空機器 2006年03月19日
先日の計量法には圧力の単位として
Ｐａ（パスカル）が該当する説明を致しました。
高圧ガスのＭＰａ（メガパスカル）同様に、真空の度合いを
「Ｐａ ：パスカル」で表します。
この Ｐａ という単位は、初めて気体の圧力の概念を
確立し、流体圧力に関する「パスカルの原理」を発見した
Ｐａｓｃａｌ からとったものです。
つい先頃まで Ｔｏｒｒｉｃｅｌｌｉ の真空からとった Ｔｏｒｒ （トール）
が用いられてきました。トリチェリーの真空は、1気圧が水銀柱
７６０ｍｍであることから、1気圧を７６０Ｔｏｒｒ として表したものです。
さて、Ｐａ （パスカル）の １Ｐａ とは？
(さらに…)
真空機器 2006年03月18日
石油の次のエネルギー源は、ウランを燃料とする濃縮ウラン炉による
原子力発電が取って代わりつつありますが、その次に「究極のエネルギー」
として考えられているのが核融合です。
核融合の燃料は海水中に含まれる、三重水素（重水素と海水中や地上に
あるリチウムからできている）なので、四方を海に囲まれている日本にとって
資源問題が解決されると期待されています。
この燃料１グラムを核融合させると、８トン積み大型石油タンクローリー１台分
のエネルギーが得られます。
ただし、まだまだ実現するには時間がかかるそうです。
特に難しい技術は、核融合の炉に約一億℃の超高温で、なおかつ、１ｍｌ
あたり３０兆個以上の高密度プラズマを作って一秒以上保持させなければ
ならないのです。
そのためにあらゆる最先端の科学技術を結集させてはじめて実現できるのです。
実はここで真空が重要な役割を果たすために登場します。
前述の核融合装置は、大きな真空装置なのです。
プラズマ中の不純物を極限まで無くすため、超高真空状態に維持することや
容器（真空チャンバー）の材質も、不純物をゼロに近いほど発生させない
材料を探すことなど解決すべき難問がたくさんあるそうです。
こうしたところでも真空技術は活用されています。
ガス・真空・低温に関するお問い合わせは
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今日の格言
人生にとって時間とは？
「われらはつねに命の短さを嘆じながら
あたかも命の尽くる時期なきごとくふるまう。」
（セネカ）
真空機器 2006年03月17日
真空ポンプなどで真空排気すると
例えば配管の中を流れる気体の量である流量は
配管系が太ければ太いほど流れやすいものです。
大気圧下の状態では気体（ガス分子）が満たされていますので
真空ポンプで排気し始めますと、初めは充満している気体同士が
衝突しあって流れていきます。
この状態を 「粘性流」 といいます。
さらに排気を続けていくと、圧力が降下して平均自由工程
が配管の計より大きくなります。
先ほどの粘性流の状態は、隣り合ったガス分子どうして
すぐに衝突する状態ですが、ガス分子が少なくなりますので
初めにぶつかるのが配管の壁面ということです。
これを 「分子流」 といいます。
※その中間を「中間流」といいいます。
分子流にしても、粘性流にしても流れを起こしている原動力は
気体の圧力であることははっきりしています。
こうして気体（ガス分子）は、真空容器（チャンバー）の圧力が
低いほうへと流れてきい、いずれ気体が限りなく少なくなることで
（理想はゼロ）真空がつくられていくのです。
(さらに…)
ガス法規 2006年03月16日
昨日に引き続きまして、「計量法」のご説明の２回目です。
単位の規制についてです。
計量法での単位は、国際単位系（ＳＩ単位）を法定の計量単位として
取引または証明における非法定計量単位の使用禁止や、非法定
計量単位の付した計量器の販売を禁止しています。
要は、古い単位での取引やガス関連で言えば、圧力計など
「商売してはいけません」 ということです。
それでは、ＳＩ 単位を抜粋いたします。
基本
１、長さ メートル （ｍ）
２、質量 キログラム（ｋｇ）、グラム（ｇ）、トン（ｔ）
３、時間 秒（ｓ）、分（ｍｉｎ）、時（ｈ）
４、電流 アンペア（Ａ）
５、温度 ケルビン（Ｋ）、セルシウス度（℃）または度（℃）
６、光度 カンデラ（ｃｄ）
空間・時間関連
１０、平方メートル （ｍ２）
１１、体積 立方メートル（ｍ３）、リットル（ｌ）
力学関係
１９、密度 キログラム毎立方メートル（ｋｇ／ｍ３）、グラム毎立方メートル（ｇ／ｍ３）
グラム毎リットル（ｇ／ｌ またはｇ／Ｌ）
２０、力 ニュートン（Ｎ）
２１、力のモーメント ニュートンメートル（Ｎ・ｍ）
２２、圧力 パスカル（ｈＰａ）、ニュートン毎平方メートル（Ｎ／ｍ２）
バール（ｂａｒ）
２３、応力 パスカル（Ｐａ）、ニュートン毎平方メートル（Ｎ／ｍ２）
熱関連
３０、熱量 ジュール（Ｊ）、ワット秒（Ｗ・ｓ）、ワット時（Ｗ・ｈ）
途中及び以下略。
ここで、圧力単位を整理しましょう。
１０．０００ｋｇｆ／ｃｍ２ ＝ ０．９８１ＭＰａ
１．０ｋｇｆ／ｃｍ２ ＝ ９８．１ｋＰａ
７６０ｍｍＨｇ ＝ １０１．３ｋＰａ
１ＭＰａ ＝ １０．２ｋｇｆ／ｃｍ２
１．００ＭＰａ ≒ １０ｋｇｆ／ｃｍ２
１００ｋＰａ ＝ １．０２ｋｇｆ／ｃｍ２
１００ｋＰａ ≒ １．００ｋｇｆ／ｃｍ２
−１００ｋＰａ ≒ ７６０ｍｍＨｇ
まだまだ実業界では、ｋｇｆ／ｃｍ２ がまかり通ってます。
「圧力いくつ？」
「え〜っと、０．５かな。」
「０．５？ 結構低いね！」
「ん？ キロ（kgf/cm2） でなく メガパスカル（MPa） だよ。」
「ああ、５キロ（5kg/cm2） のことね。」
なんてことはよくあります。
できるだけ真空も含め パスカル（Ｐａ） の単位に慣れていきましょうね。
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今日の格言
人生にとって時間とは？
「過ぎゆくときをとらえよ。
時々刻々を着用せよ。」
（ジョンソン）
ガス法規 2006年03月15日
高圧ガス関係法規シリーズ
計量法についてです。
「計量法」とは？
１９９２年（平成４年改正）
・計量法の基準を定めたもの
・適正な計量の実施を確保するもの
これらをもって経済の発展及び文化の向上に寄与することを
目的とする。
国際的に合意されたＳＩ単位表示系
kg/cm2 → MPa へ圧力単位変更があったものが
まさに計量法適用事項です。
計量の基準（法第二条第一項第一号、計量単位令第一条）
「長さ」「質量」「時間」など数値で表せる事象、現象は
計量法で「物象の状態の量」と呼ばれています。
取引又は証明、産業、学術、日常生活の分野で使用される計量
熟度の高いもの７２量（７２種）、低いもの１７量（１７種）
を定めています。
７２量
・長さ
・質量
・時間
・電流
・温度
・物質量
・光度
・角度
・立方体
・面積
・体積
・角速度
・角加速度
・速さ
・加速度
・周波数
・回転速度
・波数
・密度
・力
・力のモーメント
・圧力
・応力
・粘度
・動粘度
・仕事
・工率
・質量流量
・流量
・熱量
・熱伝導率
・比熱容量
・エントロピー
・電気量
・電界の強さ
・電圧
・起電力
・静電容量
・磁界の強さ
・起磁力
・磁束密度
・磁束
・コンダクタンス
・電気抵抗
・電気のコンダクタンス
・インピーダンス
・電力
・無効電力
・皮相電力
・電気量
・無効電力量
・皮相電力量
・電磁波の減衰量
・電磁波の電力密度
・放射強度
・光束
・輝度
・照度
・音響パワー
・音圧レベル
・振動
・加速度レベル
・濃度
・中性子放出
・放射能
・吸収線量
・吸収線量率
・カーマ
・カーマ率
・照射線量
・照射線量率
・線量当量
・線量当量率
以上、７２両。
次に、熟度の低い、１７量です。
・繊度
・比重
・引張り強さ
・圧縮強さ
・硬さ
・衝撃値
・粒度
・耐火度
・力率
・屈折度
・湿度
・粒子フルエンス
・粒子フルエンス率
・エネルギーフルエンス
・エネルギーフルエンス率
・放射能面密度
・放射能濃度
以上、１７量です。
恐るべし、計量法。
キーを叩きながら、「まだまだあるぞ！」と実感し
改めて、これほどたくさんあるとは思いませんでした。
勉強になりました。
高圧ガス、低温機器、真空機器
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今日の格言
人生にとって時間とは？
「光陰は矢の如く、とりかえすすべもなく
風にさらわれるかのように去ってしまう。」
（ヴィヨン）
ガスの知恵袋 2006年03月14日
先日の分光器は完全な光機器でしたが
本日はガスになじみのある光の世界のご紹介です。
日本で最初にアルゴンガス入りの白熱球がつくられたのは
１９１１年（昭和１１年）のことです。
東京電気（現在の東芝）によって、アメリカＧＥ社の装置を輸入し
生産が始まりました。
（現在のハリソン東芝ライテックさんなどに繋がるのでしょうね。）
そのアルゴンガスをクリプトンガスに変えたものがクリプトン電球でした。
クリプトン電球に代表されるハロゲンランプは、高輝度であるため
スタジオ撮影用の照明やコピー機などの光源などに使われています。
寿命が長いことも特徴的です。
これらのハロゲンランプ。
実際にはアルゴンガスを主体に何％かのハロゲン化合物
である フッ素・塩素・臭素・よう素 などのガスが
封入されているのです。
ネオンサインでご存知のとおり、ネオンの放電管は赤色に点燈します。
水銀蒸気を封入した水銀灯は、青緑色です。
一般的な蛍光灯などは、二段階で光を出しています。
放電管の中のガスは、極々少量の水銀蒸気とアルゴンガス
なんだそうです。更に放電管のガラスの内壁に蛍光体が
塗布されているので、これが光って明るく感じるわけです。
コピー機や、照明用のライトなどは、光源にキセノンランプが
使用されています。これも高純度のキセノンガスの中で
放電される仕組みです。
希ガスは回収量が限られているため
希少価値の高い順番に高価なガスです。
大気中に含まれる割合の少ない順番＝高額な順
キセノンガス→クリプトンガス→ネオンガス→アルゴンガス
Ne,Kr,Xe,Ar
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今日の格言
人生にとって時間とは？
「一生を五十年として、その半分を寝ることと食うことに
費やしてしまうとすれば、一生の間に、創作的態度に
出られる期間は僅かに五年か六年しかない。」
（賀川豊彦）
ガスの知恵袋 2006年03月13日
事故例のPrat２です。
少々事例としては古いのですが、事故の実例ですので
我が身を振り返るには良い教材となろうかと思います。
では、ご覧ください。
水素漏洩ガス火
午前十一時五十分
大阪府高石市道臨海線上
工場の水素ガスカードルにガスを充填するため走行中に
運転を誤って積荷のカードルを対向車線に落下させた。
落下したカードルのバルブなどが破損しカードルに残っていた
水素ガスが噴出漏洩し着火した。
車の荷台にカードルを固定していたナイロンスリング
（許容応力５トン）がカードルを組み立ててある鉄製の
枠の角に当たり切断されたことが考えられる。この車の
スピードを出しすぎた際にカードルが転倒した。
（認知・確認ミス）
酸素発火
三重県鈴鹿市
医療用酸素容器８本（７ｍ３型５本、１．５ｍ３型３本）に充填した後
（圧力１４７ｋｇ／ｃｍ２）作業員が充填記録を取ろうとした際、容器の
充填金具付近より発火し、作業員が顔面に火傷の（?U度）を負った。
充填開始時から容器の内シート（ベークライト）に亀裂または溶出があった。
このシートの収まりが不安定のまま充填したため容器弁を閉じた時この
シートが抜けた状態で弁座が当たり、正常なシールがなされていなかった。
（劣化・疲労）
塩素漏洩
東京都台東区作業現場
ビル解体現場で、地下二階の床面を大型ユンボで整地中、バケットの
先端で埋まっていた塩素容器１本（３０ｋｇ）の保護キャップ及びバルブを
破損し塩素ガスが噴出した。
塩素容器にガスが残ったまま、地中に埋めて廃棄したため、第三者による
建設工事の際に事故が起きた。
（誤判断）
モノシラン漏れによる火災
新潟県青梅町化学工場
最初の着火はボンベ口金付近から口金弁開作業時に発生した。
この漏洩着火原因は、口金の内部に組み込まれているダイヤフラム破断テスト
の結果から次のケースが考えられる。
１）グランドナットの緩みによりガスが漏洩し着火した。
２）ダイヤフラムとシールシートの接触部に傷が発生し、リークホールより
ガス漏れが発生し着火が起こった。
３）口金のダイヤフラム中央部が破断し、上部口金グランド部より着火が起こった。
当該青梅工場のモノシランガス充填設備で、容器のバルブ開作業を
行っていたところ、バルブのリークポートよりガスが漏洩、自然発火し火災に至った。
火災は、充填設備建屋内にとどまり、周辺地域への延焼などの被害はなかった。
（劣化・疲労）
災害は忘れたころにやってくる！
ご注意ください。
私も注意します。
高圧ガス、低温機器、真空機器
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今日の格言
人生にとって時間とは？
「過去を顧みるなかれ、現在を頼め。
さらに雄々しく未来を迎えよ。」
（ロングフェロー）
商品紹介 2006年03月12日
昨日に引き続き、分光器についてかなり専門的ではありますが
光学モニターのご説明です。
真空蒸着法やスパッタリング法などにより光学多層フィルターを作るためには
膜圧を正確に制御する必要があります。
そのために、水晶モニターや光学モニターが使用されるのです。
光学モニターとは？
一般的な真空蒸着装置では、真空室内部での蒸着源や基板加熱ヒーター
から種主の周波数成分を含んだ分光器にとってノイズの光が発生します。
そうした環境下で安定な膜圧制御を行うために、まずは光源ランプを安定化
させます。さらには安定なチョッパーで外部光に同調しない測定光を作ります。
周波数の安定化にチョッパー、モーター類の同期が必要です。
チョッパーを通過した光がモニター基板の光量変化を検出し、干渉フィルター
を介して受光部に入ります。干渉フィルターはノイズ光を除去する役目を
担っています。受光素子からリード線、制御盤を経由し制御メイン回路に
信号として伝達されます。その間、電子銃や加熱ヒーターなど電磁波ノイズを
発生する機器のため電気ノイズが乗りやすいので光電管・フォトダイオードなど
受光素子は大きな出力インピーダンスとし、逆に、信号を増幅することで出力
インピーダンスを小さくするプリアンプを一体化してノイズ対策を取っています。
メインの増幅回路で増幅された信号は、バンドパスフィルター（電子回路）により
チョッパー周波数の信号だけとなり、ＡＣ／ＤＣ変換されＰＣ制御ＡＤ変換回路に
信号化され送られます。このＤＣ信号の変位を検出して薄膜の膜圧を把握し
蒸着膜制御に利用しているのです。
ガス・真空分野から、かなり専門的な光の世界に踏み込みました。
弊社取扱い商品である光関連商品のご紹介ということで敢えて
ご説明させていただきました。
高圧ガス、低温機器、真空機器
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今日の格言
人生にとって時間とは？
「短き人生は、時間の浪費によって
一層短くなる。」
（サミュエル・ジョンソン）
商品紹介 2006年03月11日
眼鏡のレンズ表面に傷がつきにくいコート（薄膜処理）が
されているのをご存知でしょうか？
薄膜といわれる非常に薄い膜を真空蒸着装置などを利用して
コートしているのです。
この薄膜（コート）を生産する際、膜圧を制御しないと
ある商品は厚くなり、ある商品は薄くなります。
どれだけの厚みが成膜されたかを測定するのが
膜圧計です。
膜圧計は、光を利用して計測します。
そして登場するのが、各種光学商品を扱っている
「光研工業株式会社」さんです。
※2017.11.15現在、廃業されました
さて、薄膜測定に利用されている光の世界をちょっとご説明しましょう。
薄膜の光学測定は、成膜方法やその条件で大きく変化してしまいます。
光学定数を直接導き出すために、光源としてレーザーを用いている
エリプソメーター（偏光解析装置）やハロゲンランプなどの白色光を用いた
分光エリプソメーターが開発されています。
更に一歩進んで、分光特性測定上の注意とは？
(さらに…)
