Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Ионизационный манометр открытого типа. Этим термином обозначают элементы ионизационного манометра, смонтированные на паяном или сварном фланце либо на каком-либо разъемном соединении и не окруженные оболочкой. Отсутствие оболочки вызывается тем, что давление внутри ионизационного манометра не равно давлению в объеме, присоединенном к нему трубопроводом, независимо от длины последнего. Эффективность поглощения или очистки газа путем электронной и химической откачки внутри ионизационного манометра всегда выше, чем в откачиваемом объеме. В этом случае всегда существует запаздывание между падением давления в ионизационном манометре и в рабочей камере установки.
Чтобы частично решить эту проблему, некоторые исследователи помещают элементы ионизационного манометра без какой-либо оболочки внутрь откачиваемого сосуда или камеры. Если эта процедура выполнима, то ионизационный манометр открытого типа располагают возможно ближе к работающим элементам прибора. Если прибор велик, то можно поставить несколько подобных манометров в наиболее важных точках, где необходимо знать давление.
ЛИТЕРАТУРА
Redhead P. A, Schwarz Н., Reich G., Nottingham W. В. and Fish I., Panel Discussion on Pressure Measurements — Their Apparatus and Techniques, Proceedings of the Seventh National Vacuum Symposium of the American Vacuum Society, Inc., Ohio, 1960.
Ионизационный манометр с горячим катодом (см. стр. 215). Обычная конструкция ионизационного манометра (рис. 58) подобна конструкции триода. Центральная нить накала (эмиттер) из вольфрамовой проволоки F окружена би- > филярной сеткой G, которую можно обезгазить пропусканием через нее электрического тока, поскольку оба конца присоединены к вводам нож'ки. Внешний металлический цилиндр С с отдельным вводом служит коллектором ионов и помещается наверху.
При действии манометрической лампы электроны, эмиттированные катодом, ускоряются положительным потенциалом спиральной сетки; некоторые из них проходят сквозь сетку и в пространстве между сеткой и коллектором сталкиваются с атомами или молекулами газа. Это приводит к возникновению положительных ионов, которые притягиваются к отрицательно заряженному коллектору; величина тока при ЭТОМ ЯВ- Рис- Ионизационные
ляется мерой количества атомов газа, присут- ДЛЯ .измере
г ^ гл » г j давлении в ооласти от
ствующих внутри прибора. Верхнии предел дав- ю-4 д0 ю~8 мм рт. ст.
ления определяется (см. Шульца—Фелпса ма- /-ввод коллектора, г-
нометр высокого давления, стр. 437) ДЛИНОЙ СВО- держатель сетки; 3— слю-
г » г / M дяной экран; 4 — стеклянные
ООДНОГО пробега электронов (или Средним рас- опоры; 5 — прессованная
стоянием между атомами газа) и физическим с°*!еа: 5~к вакуумной си‘
15Г
износом вольфрамового катода, который становится ощутимым при 10~3 мм рт. ст. (0,133 н/м2). Фирма Vacuum Electronic Engineering Co., New Hyde Park, New York изготовляет ионизационный манометр, конструкция которого предусматривает наличие катодов из торированного иридия, не выходящих из строя, по мнению изготовителя, даже при атмосферном давлении. Нижний предел давления определяется возникновением мягкого рентгеновского излучения при столкновении электронов с деталями конструкции лампы, вызывающего фотоэлектронную эмиссию коллектора; последний эффект приводит к появлению дополнительного числа положительных ионов и возникновению ионного тока. (Этот принцип используется в альфатронном манометре фирмы NRC Equipment, Corp., Newton, Massachusetts.)
Вместо горячей нити накала или катода в манометрическую лампу помещают резервуар с радиоактивным материалом, который и определяет требуемую небольшую дозу ионизации. Поэтому даже при отсутствии атомов газа в манометре всегда существует небольшой фоновый или минимальный, «ионный» ток, .не зависящий от давления; считается, что этот ток является линейной функцией анодного напряжения [Л. 1].
Рис. 59. Блок-схема измерительной, усилительной и защитной цепей с источниками напряжения, используемая для измерения давлений ионизационными манометрами.
1 — ионизационный манометр, 2 — измерительная цепь ионного коллектора и электронной эмиссии, лампа с высокоомным входом (лампа СК-5886) и усилитель с положительной обратной связью, 3 — источник переменного гока для питания накала измерительной цепи и ионной манометрической лампы: 4 — линия переменного напряжения 115 в, 5 — регулируемый источник постоянного тока, — защита от избыточного давления с метрическим реле и мощными реле для включения источников постоянного и переменного тока.
Влияние мягких рентгеновских лучей можно свести к минимуму изготовлением коллектора из тонкой проволоки, тем самым уменьшив площадь поверхности, воспринимающей поток электронов (см. Байярда— Алъперта манометр, стр. 215).
Следует помнить, что любые вакуумные манометры измеряют условия вакуума в непосредственной близости к манометру, и поэтому в вакуумной системе с длинными или узкими трубопроводами, где существуют реальные течи или иные источники газовыделения (например, газовыделение деталей), давления в точках, удаленных от манометрической лампы, будут выше, чем в самом манометре. Кроме того, в ионизационных манометрах обычно происходит очистка газа (геттерное действие манометра); вследствие этого эффекта давление, указываемое манометром (или фактическое давление в нем), может быть значительно ниже, чем в остальной вакуумной системе.
