熱陰極電離真空計(jì)

《電子學(xué)名詞》第一版。 2100433B

1993年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

熱陰極電離真空計(jì)的設(shè)計(jì)

結(jié)合測(cè)量高真空用的檢測(cè)器--高真空電離規(guī)管,敘述了熱陰極電離真空計(jì)的結(jié)構(gòu)、工作原理及其用途;介紹了采用脈 寬調(diào)制(PWM)技術(shù)與推挽變換結(jié)合的方法設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單、實(shí)用、穩(wěn)定可靠的熱陰極電離真空計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路.該真空計(jì)電路性能穩(wěn)定可靠,由于采用了PWM控制,并經(jīng)過(guò)了變壓器的電流變換,沒(méi)有直接控制熱陰極的大電流,從而降低了功耗,大大減少了大電流發(fā)熱元件的數(shù)量,使整機(jī)的溫升得到有效抑制.2100433B

在低壓強(qiáng)氣體中，氣體分子被電離生成的正離子數(shù)與氣體壓強(qiáng)成正比。電離真空計(jì)是基于在一定條件下，待測(cè)氣體的壓力與氣體電離產(chǎn)生的離子流呈正比關(guān)系的原理制作的真空測(cè)量?jī)x器。

按照離子產(chǎn)生的方法不同，利用熱陰極發(fā)射電子使氣體電離的真空計(jì)叫熱陰極電離真空計(jì)；其中，熱陰極電離真空計(jì)由熱陰極規(guī)管和測(cè) 量?jī)x器組成。測(cè)量?jī)x器由規(guī)管工作電源、發(fā)射電流穩(wěn)壓器、離子流測(cè)量放大器等部分組成。熱陰極電離規(guī)管與被測(cè)真空系統(tǒng)相通。熱陰極電離規(guī)管是一個(gè)三極管，管內(nèi)有陰極、柵極和收集極。收集極電位相對(duì)于陰極電負(fù)電位；柵極相對(duì)于陰極 電正電位。當(dāng)電離規(guī)管通電加熱后，陰極發(fā)射電子，在電子到達(dá)柵極的過(guò)程中，與氣體分子碰撞而產(chǎn)生正離子和電子的電離現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)射電流一定時(shí)，正離子數(shù)目與被測(cè)氣體壓強(qiáng)成正比。正離子被收集極收集后，經(jīng)測(cè)量電路放大，可由批示電表讀出所要測(cè)量的真空度。

熱陰極電離真空計(jì)規(guī)管類(lèi)似一支三極管，如圖a所示，由筒狀板極(離子收集極)C，柵極網(wǎng)G和位于柵極網(wǎng)中心的陰極燈絲F構(gòu)成，筒狀板極在陽(yáng)極柵網(wǎng)外面。

圖b是其外控電路，柵極電位在 100~ 300V之間，板極的電位在0~-50V之間。陰極燈絲F通電發(fā)熱后便發(fā)射電子，由于陽(yáng)極柵網(wǎng)G為正電壓，發(fā)射出的電子被加速，電子與內(nèi)部的氣體分子相碰，使氣體分子發(fā)生電離，氣體壓強(qiáng)大，氣體的密度就大，碰撞機(jī)會(huì)越多，產(chǎn)生的正離子也越多。正離子在筒狀板極負(fù)電壓的作用下，吸引正離子形成板極電流，氣體分子密度越大(即壓強(qiáng)越大)，板極電流也越大，反之就小。在測(cè)量范圍內(nèi)板極電流與被測(cè)壓強(qiáng)成正比。

真空系統(tǒng)暴露大氣后，電離規(guī)玻璃泡和電極表面會(huì)吸附很多氣體，在真空環(huán)境下，氣體又被釋放出來(lái)，影響測(cè)覺(jué)精度。為消除這種影響，在測(cè)量前必須對(duì)規(guī)管進(jìn)行除氣。電離規(guī)管除氣采用烘烤方法，即給燈絲和柵極可分別通電加熱，板極則采用高頻感應(yīng)加熱或電子轟擊，使氣體在測(cè)量前被釋放出來(lái)。一般電離真空計(jì)都具有除氣功能，當(dāng)真空度大于1×10^-2Pa時(shí)，按說(shuō)明書(shū)要求對(duì)電離規(guī)管進(jìn)行除氣 。

電離真空計(jì)有：熱陰極電離真空計(jì)、冷陰極電離真空計(jì)、放射性電離真空計(jì)。