Принцип іонізаційного вакуумного вимірювального приладу

У газі низького тиску кількість позитивних іонів, утворених іонізацією молекул газу, пропорційна тиску газу. Іонізаційний вакуумний пристрій є вакуумним вимірювальним приладом, який базується на принципі, згідно з яким тиск газу, що вимірюється, пропорційний іонізованому потоку, що утворюється при іонізації газів за певних умов.

Відповідно до різних методів виготовлення іонів, вакуумметр для іонізації газу гарячим катодом, який випромінює електрони, називається вакуумним калібром іонізації гарячого катода, а калібр іонізації гарячого катода складається з гарячої катодної калібрувальної трубки та вимірювального приладу. Вимірювач складається з блоку живлення калібрувального трубки та регулятора струму передачі, підсилювача вимірювання іонного струму. Датчик іонізації гарячого катода з'єднується з вимірювальною вакуумною системою, яка є триодом з катодом, воротами та колектором. Електричний потенціал колектора є відносно катодного негативного потенціалу, тоді як сітка відносно позитивного потенціалу катода. Коли іонізаційний датчик електрифікується і нагрівається, катод випромінює електрони, які стикаються з молекулами газу в процесі досягання сітки, в результаті чого іонізація позитивних іонів і електронів. Коли ток емісії фіксується, кількість позитивних іонів пропорційно тиску випробуваного газу. Після того, як зібрані позитивні іони, позитивний іон посилюється за допомогою вимірювальної схеми, а ступінь вакууму, що вимірюється, може бути зчитована лічильником затвердження.

Калібр іонізації гарячого катоду подібний до тріодного датчика, як показано на малюнку а, який складається з пластини (іонного колектора) C, сітка G, розташованої в центрі сегментної катодної нитки, складеної з F, Циліндрична формлена пластина знаходиться поза анодної сітки.

Рисунок b - це зовнішня схема керування, потенціал мережі становить +100 ~ +300 В, а потенціал пластини становить від 0 ~ 50 В. Для випромінювання електронів катодної нитки F після електричного нагрівання. Оскільки анодна сітка G - це позитивна напруга, випромінювані електрони прискорюються, електрони стикаються з внутрішніми молекулами газу, так що іонізація молекул газу, чим більше тиск газу, тим більше щільність газу, тим більше можливостей зіткнення, в результаті більш позитивних іонів. Позитивні іони у негативній напрузі циліндричної пластини під дією позитивних іонів для залучення утворення пластинного струму, чим більше щільність молекулярного газу (тобто чим більший тиск), тим більше струм пластини, навпаки, малий. Ток пластини в діапазоні вимірювань пропорційний вимірюваному тиску.

Коли вакуумна система викриває атмосферу, вона буде поглинати багато газів на поверхні іонізаційного стекляного міхура та поверхні електродів. У вакуумному середовищі газ знову буде звільнений, що вплине на точність вимірювання. Для усунення цього ефекту калібрувальна трубка повинна бути дегазирована перед вимірюванням. Іонізаційний датчик використовує метод випікання для дегазації, тобто нитка та сітка можуть піддаватися напрузі та нагріватися відповідно, тоді як пластинчастий електрод, що використовує високочастотний індукційний нагрів або електронну бомбардування, газ випускався перед вимірюванням. Загальний іонізаційний вакуумметр має функцію дегазації, коли ступінь вакууму перевищує 1 × 10 ^-2 Па, щоб дегазувати іонізаційний датчик відповідно до специфікації.