В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Измерение очень низких давлений
Измерение очень низких давлений - Верхний предел измеряемых давлении
Измерение и контроль вакуума - Контрольно-измерительная аппаратура
Оглавление
Измерение очень низких давлений
Страница 2
Страница 3
Верхний предел измеряемых давлении
Страница 5
Все страницы

Верхний предел измеряемых давлений у манометров любой конструкции, в том числе и у манометра Байярда — Альперта, достигается тогда, когда вторичные токи, создаваемые иониза­цией газа, приближаются по порядку величины к первичному электронному току. Исследователи в большинстве своем со­гласны с тем, что нарушение линейности начинается при давле­нии, лежащем между 10-3 и 10~2 тор. Дэшман и Фаунд в своей работе [51 сообщали, что вид градуировочной характеристики в этой области зависит от величины электронного тока. По их оценке, верхняя граница линейного участка характеристики соответствует давлению, равному приблизительно 5•1O-2 тор при электронном токе 0,5 ма или 10~3 тор при электронном токе 15 ма. Эта оценка была подтверждена в более поздних работах; по-видимому, сдвиг верхней границы обусловлен усилением влияния пространственного заряда с ростом электронной эмис­сии. По этой причине при измерении давления около или выше 10~3 тор электронную эмиссию следует снижать до наименьшего возможного значения, доводя, во всяком случае, до уровня не более 0,1 ма, как это рекомендуют Ноттингем и Торней [38] или . Шульц [39].

Шульц и Фелпс [40], подробно исследовавшие работу иони­зационных манометров у верхнего предела измерений, назвали три ограничивающих фактора и на этой основе предложили ряд конструкций манометров, наиболее подходящих для работы при высоких давлениях.

 

По их данным, такими ограничивающими факторами надо считать следующие:

1.  Уменьшение чувствительности вследствие того, что ток вторичных электронов и ионов, образующихся при ионизации, начинает составлять значительную долю первичного электрон­ного тока. В ионизацию эти вторичные электроны и ионы вно­сят лишь малый вклад, но, конечно, учитываются стабилизато­ром эмиссии.

2.  Чувствительность может повыситься при высоком давле­нии из-за роста эффективности улавливания ионов коллекто­ром. При низких давлениях газа возможна значительная потеря ионов вследствие их аксиального дрейфа из области разряда. При высоких давлениях вероятность таких потерь убывает, по­тому что упругие столкновения между ионами и молекулами газа препятствуют движению ионов в аксиальном направлении.

3.  Изменения могут происходить из-за изменения средней длины свободного пути и средней энергии в пучке электронов вследствие неупругих соударений между электронами и моле­кулами при высоких давлениях.

Шульц и Фелпс разработали манометры, в которых действие перечисленных трех факторов сведено к минимуму, причем эти манометры сохраняют линейность характеристик и при высоких давлениях. На фиг. 57 изображена простейшая модель такого манометра. Она состоит из прямолинейного проволочного ка­тода, натянутого между двумя параллельными прямоугольными пластинками, одна из которых находится под положительным потенциалом и служит анодом, а другая — коллектором ионов. Действие первого из перечисленных факторов сведено к мини­муму путем уменьшения чувствительности S, поскольку ясно, что давление, при котором этот фактор начинает играть важную роль, обратно пропорционально чувствительности. Влияние вто­рого фактора ослабляется благодаря тому, что площадь поверх­ности коллектора ионов намного больше площади поверхности катода. И наконец, третий фактор не оказывает большого влия­ния потому, что испускаемые катодом электроны движутся к коллектору по прямым линиям. Чувствительность этого мано­метра по азоту и углекислому газу приблизительно равна 0,6 тор-1 Для этих газов отклонение от линейности не превы­шает 10% при давлениях ниже 0,6 тор. Конечно, чувствитель­ность этого манометра весьма мала, так что им нельзя поль­зоваться для измерения давлений ниже 10~6 тор из-за ограни­чений, накладываемых рентгеновским излучением, но зато у него сильно повышен верхний предел измеряемых давлений. Инте­ресно отметить, что произведение чувствительности и наиболь­шего рабочего давления у этого манометра и у обычного манометра совпадают по порядку величины.

Электронный ток обычно получают с проволочного катода из чистого или торированного вольфрама. В последнее время по­явились манометры с оксидными катодами, в которых окисел нанесен на нагреватель, сделанный в виде металлической ленты. Как и следовало ожидать, выбор материала сильно сказывается на рабочих характеристиках манометра.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 159 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru