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热阴极电离真空计的工作原理与分类

点击次数:340 发布时间:2017-03-30

热阴极电离真空计的工作原理与分类(1)

       电子在电场中飞行时从电场获得能量,若与气体分子碰撞,将使气体分子以一定几率发生电离,产生正离子和次级电子。其电离几率与电子能量有关。电子在飞行路途中产生的正离子数,正比于气体密度n,在一定温度下正比于气体的压力p。因此,可根据离子电流的大小指示真空度。这就是电离真空计工作原理。

    由灯丝加热提供电子源的电离真空计称为热阴极电离真空计,其型式繁多,各具不同特点和适用不同的压力测量范围。

    热阴极电离真空计由测量规管(或规头)和电气测量电路(真空计控制单元和指示单元)组成。规管功能是把非电量的气体压力转换成电量——离子电流。热阴极电离真空计规管的基本结构主要包括三个电极:

    (1)提供一定数量电子流Ie的灯丝F(阴极);
    (2)产生电子加速场并收集电子流的阳极A(亦称电子加速极);
    (3)收集离子流I,的离子收集极C(相对阴极为负电位)。

    离子流Ii与压力p可用下式表示:    Ii=KIep        (9)    式中Ie——发射电子流
          K——规管系数,单位为Pa-1

    在一定压力范围内K为一常数,若保持发射电子流I,为一恒量时,则离子流Ii与压力p呈线性关系

    当压力高到某一值时,K值会随压力p而变化,这就达到了压力线性测量上限pmax,它由电极的几何结构、电极间电位分布以及发射电流大小所决定。

    规管系数K在气体压力p很低时仍可保持为常数,但离子流Ii随压力p降低而减小到一定限度后,将会埋没在电离计工作中不可避免地存在着的其它与压力p无关的本底电流之中,因而达到其压力测量下限pmin。这种本底电流包括X射线光电流等。

 
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