Свойства вакуума |
Особенности вакуумных систем |
контрольно-измерительная аппаратура |
Течеискатели |
Вакуумные материалы |
Уплотнители и и смазки |
Вакуумные вентили и переходники |
Запорные устройства |
Способы соединения вакуумных систем |
Общие принципы |
Подбор вакуумных насосов |
Масляные средства откачки |
Вакуумометрические приборы |
Вакуумные установки |
Сорбционные средства откачки |
Физические явления в вакууме |
Электронные ионизационные манометры со скрещенными электрическим и магнитным полями |
Измерение и контроль вакуума - Контрольно-измерительная аппаратура |
Рассмотренный в предшествующем подразделе принцип Пеннинга можно использовать в манометрах с термоэлектронными катодами для работы в области очень низких давлений. Успеха в этом направлении добились Хаустон [83] и совсем недавно Лафферти [84]. Хаустон, взяв обычную пеннинговскую конструкцию с цилиндрическим анодом, установил перед одним из катодных дисков короткую вольфрамовую нить накала. Такой манометр работал стабильно при давлениях ниже 10~8 тор при напряжении 1000 в, магнитном поле 1700 гс и токе электронной эмиссии с вольфрамовой нити 10-7 а. По своей чувствительности такой манометр в 103 раз превосходил манометр Байярда — Альперта, а ток электронной эмиссии в нем был в 104 раз меньше. Таким образом, величина фонового тока от рентгеновского излучения стала на много порядков ниже. По тому же пути пошел и Лафферти, несколько изменивший форму магнетрона (фиг. 68). Диаметр анода у него равнялся 24 мм при длине 29 мм. Манометр действует при положительном анодном потенциале 300 в по отношению к катоду и с потенциалами коллектора ионов и экрана, равными соответственно —45 и —10 в. Магнитная индукция составляла приблизительно 250 гс, превышая величину, необходимую для отсечки электронов, благодаря чему электронам приходилось совершать много оборотов вокруг катода до попадания на анод. При малом токе электронной эмиссии (~ 10-9 а) градуировочная характеристика остается линейной до давления 4-10-14 тор. Это давление нужно считать предельным еще и потому, что соответствующий ему ионный ток 5-10-16 а уже невозможно измерить. Чувствительность можно было бы повысить еще, увеличив ток эмиссии, но это вызвало бы рост фототока, обусловленного рентгеновским излучением. ![]()
Лафферти удалось еще более расширить диапазон измерений в сторону низких давлений, повысив чувствительность и снизив рентгеновский фоновый ток благодаря применению электронного умножителя для измерения тока. Он заменил простой коллектор манометра, показанный на фиг. 68, сеткой, ускоряющей ионы до энергии 1000 эв. Ионы проходят через эту сетку и затем фокусируются на первом диноде умножителя. Коэффициент усиления умножителя легко сделать равным примерно 10б, что позволяет измерять весьма слабые ионные токи. В то же время телесный угол, под которым с первого динода умножителя виден анод, в 20 раз меньше, чем в манометре с обычным коллектором ионов, так как площадь динода и сетки меньше, чем у коллектора, а удалены от анода они больше. Вместе с тем высокий коэффициент вторичной эмиссии увеличивает выход на каждый ион в 2,75 раза. Следовательно, в этом видоизмененном манометре отношение рентгеновского фототока к ионному току удалось снизить в 36 раз (20x2,75x0,65, где множитель 0,65 учитывает потери ионов при фокусировке). Подобное усовершенствование должно было бы снизить нижний предел измеряемых давлений, обусловленный рентгеновским фоновым током, приблизительно до 10~15 тор, но этого можно достичь только в том случае, если вольфрамовый катод заменить эмиттером с низкой работой выхода, например из борида лантана [85], работающим при температуре 1300—6750C, так как при более высоких температурах становится заметным фототок с первого динода вследствие облучения его светом, испускаемым катодом.
|
= | |