Princíp ionizačného vákuového meradla

Pri nízkotlakovom plyne je počet pozitívnych iónov generovaných ionizáciou molekúl plynu úmerný tlaku plynu. Ionizačným vákuovým meradlom je vákuový merací prístroj založený na princípe, že tlak plynu, ktorý sa má merať, je úmerný ionizovanému prúdu spôsobenému ionizáciou plynov za určitých podmienok.

Podľa rôznych spôsobov výroby iónov vákuový meradiel na ionizáciu plynu pomocou horúcej katódy, ktorý emituje elektróny, sa nazýva vákuový merací prístroj s horúcou katódovou ionizáciou a ionizačný obrys horúcej katódy pozostáva z trubice na meranie horúcej katódy a meracieho prístroja. Merací prístroj pozostáva z regulátora napájacieho a meracieho prúdu meracieho prúdu, zosilňovača na meranie iónového prúdu. Ionizátor s horúcou katódou sa spája s meraným vákuovým systémom, ktorým je trieda s katódou, hradlom a zberačom. Elektrický potenciál kolektora je relatívny ako katódový negatívny potenciál, zatiaľ čo mriežka je relatívna ako katódovo pozitívny potenciál. Keď je ionizačný obrys elektrifikovaný a ohrievaný, katóda emituje elektróny, ktoré sa zrazia s molekulami plynu v procese dosiahnutia mriežky, čo vedie k ionizácii pozitívnych iónov a elektrónov. Keď je emisný prúd pevný, počet kladných iónov je úmerný tlaku testovaného plynu. Po zozbieraní pozitívnych iónov sa pozitívny ión amplifikuje pomocou meracieho obvodu a vákuum, ktorý sa má merať, môže byť odčítaný meracím prístrojom.

Ionizačný obrys horúcej katódy je podobný meraniu triódy, ako je znázornené na obrázku a, ktorý je zložený z dosky valcového tvaru (zberač iónov) C, mriežky G a nachádza sa v strede siete vláknovej katódovej siete zloženej z F, valcová doska je mimo anódovej mriežky.

Obrázok b je externý riadiaci obvod, potenciál siete je medzi +100 ~ +300 V a potenciál dosky je medzi 0 ~ -50V. Vydávanie elektrónov katódového vlákna F po elektrickom ohreve. Keďže anódová mriežka G je kladné napätie, emitované elektróny sa zrýchľujú, elektróny sa zrazia s vnútornými plynovými molekulami, takže ionizácia molekúl plynu, tým väčší je tlak plynu, tým väčšia hustota plynu, tým viac možností kolízie, výsledkom viac pozitívnych iónov. Pozitívne ióny v negatívnom napätí valcovej platne pod pôsobením pozitívnych iónov na prilákanie tvorby doskového prúdu, čím väčšia je hustota molekulárnych plynov (tj väčší tlak), tým väčší je doskový prúd, naopak je malý. Doska prúdu v meracom rozsahu je úmerná nameranému tlaku.

Keď vákuový systém vystaví atmosféru, absorbuje veľa plynov na povrchu ionizačného skleneného bubna a povrchu elektródy. Vo vákuovom prostredí sa plyn znovu uvoľní, čo ovplyvní presnosť merania. Aby sa tento účinok odstránil, meracia trubica musí byť pred meraním odplynená. Ionizačný obrys používa metódu pečenia na odplynenie, to znamená, že vlákno a mriežka môžu byť napájané a zahrievané, zatiaľ čo platňová elektróda pomocou vysokofrekvenčného indukčného ohrevu alebo bombardovania elektrónmi, plyn bol pred meraním uvoľnený. Všeobecný ionizačný vakuometer má funkciu odplynenia, ak je stupeň vákua viac ako 1 × 10 ^-2 Pa na odplynenie ionizačného rozchodu podľa špecifikácie.