真空管とは？業務用の真空管（電子管）の種類（マグネトロン・送信管・クライストロン・進行波管・光電子増倍管・X線管）と⁠、周波数・出力・電圧の選び方

真空管とは

真空管は、真空にした管の中で電子を飛ばし、その動きで電波を出したり、増幅したり、光やX線を扱ったりする電子部品です。家庭ではオーディオアンプの真空管がよく知られていますが、業務の装置では、マイクロ波の加熱装置、レーダー、衛星通信、分析機器、X線の検査装置の中で使われています。

比較ページには、日本の会社が自社で作る業務用の真空管を、型番の単位で載せています。オーディオ用の真空管、代理店が売る海外ブランドの管、太陽熱温水器の真空集熱管は載せていません。

4つの種類

• マグネトロンは、直流の電力をマイクロ波に変えて出す管です。例は東芝ホクト電子の工業用マグネトロンと、日清紡マイクロデバイスの船舶レーダー用のマグネトロンです
• 増幅管は、入ってきた電波を大きな電力に増やす管です。例はキヤノン電子管デバイスの送信管、日清紡マイクロデバイスのクライストロン、NECネットワーク・センサの進行波管です
• 光電子増倍管は、弱い光を電子に変えて増やし、電気の信号にする管です。例は浜松ホトニクスの R928 ⁠⁠⁠です
• X線管は、電子をターゲットに当ててX線を出す管です。例はキヤノン電子管デバイスの工業用X線管と、浜松ホトニクスのマイクロフォーカスX線源です

マグネトロンの周波数と冷却

• 東芝ホクト電子の工業用マグネトロンは、2,450〜2,470MHzで連続して発振し、加熱・乾燥装置や半導体製造のプラズマに使います
• 出力は、E5515A の1.5kWから、E2712 の12kWまであります
• E5515A は空冷で1.0kg、同じ出力の E5515W は水冷で1.2kgです。12kWの E2712 は水冷です
• 日清紡マイクロデバイスの MAF1565N は、船舶のレーダーに積むX-bandの管で、9380〜9440MHzでピーク10kWを出します

送信管・クライストロン・進行波管の違い

• 送信管は、放送・通信の送信機や工業用の高周波発生装置で使う三極管です。キヤノン電子管デバイスの資料では、直流から数100MHzまで使い、扱う電力は数100kWにおよびます
• クライストロンは、GHz帯の電波を大きな電力に増やす管です。日清紡マイクロデバイスの K261 は、9000〜10000MHzでピーク100kWの気象・航空管制レーダー用です
• 進行波管（TWT）⁠は⁠、⁠ら⁠せ⁠ん（ヘリックス）に沿って進む電波を40〜60dBほど増やす管です。NECネットワーク・センサの LD7275 は、C帯で定格400W、利得50dBの衛星通信用です
• TWTと電源を一体にした装置は、MPM・HPA（TWTA）と呼びます

光電子増倍管の選び方

• 浜松ホトニクスの R928 は、感度波長185〜900nm、ゲインは1.0×10の7乗（Typ.）のサイドオン型です
• 陽極と陰極の間に1000Vをかけて使うので、高圧電源を組み合わせます
• 管と高圧電源・信号処理回路を一体にしたモジュールもあります。手早く微弱な光を測るならモジュール、装置に合わせて組むなら単体を選びます
• 形・感度波長の範囲・構造・受光面の大きさで型が分かれるので、測る光の波長から先に決めます

X線管の選び方

• 工業用のX線管は、非破壊検査・めっきの厚み計・分析などの用途ごとに型があります
• キヤノン電子管デバイスの I-513 は、最大160kV・300W、焦点は0.8mmです
• 浜松ホトニクスの L12161-07 は、管電圧40〜150kV・最大75W、焦点は5μm（4W時）⁠で⁠す⁠。細かい部品を拡大して見るX線CTに使います
• 真空の外囲器はガラスとセラミックがあり、セラミックは機械的な強度が強い管です

値段と買うときの注意

• このページの製品は、どれもメーカーが値段を公開していません。管の種類・周波数・出力を伝えて見積もりを取ります
• 保守品種・保守対応のみの型は、新しい装置には使いません
• 管の故障に備えて、装置側でフェールセーフや冗長の設計をします
• マイクロ波管の一部は輸出管理の対象です。海外へ出す装置は該非を確かめます