热阴极电离真空计的工作原理
热阴极电离真空计主要由电离规管和测量线路两部分组成,如图8-17所示。
规管接被测真空系统,其内有三组主要电极,即阴极F、阳极A和收集极C。在阴极F由其电源E:供电加热而发射电子的条件下,该被发射的电子在阳极A的电位UA作用下,加速飞行并获得能量。当高速电子与气体分子相碰撞时,使其电离产生正离子和二次电子,正离子被电位
Uc的收集极接收而构成正离子流I:,并由电表指示。阴极发射电子和二次电子被阳极接收,构成阳极电子流I。,并由电表指示。
当阴极发射的电子流远大于二次电子流时,正离子流I:值与规管参数、气体种类有关,与气体密度n(或压力p)及阴极发射电子流
I.成正比。故有(8-6)
式中,I:为正离子流;p为气体压力;1.为阴极发射电流;k为规管常数,由真空校准获得。
因此,在规管固定和已知阴极发射电流I.的条件下,可用正离子流I表征气体压力p。
普通型热阴极电离真空计的测量上限为0.1Pa,高于此压力,离子流与气体压力之间的关系就严重偏离线性,为此开发出一种扩展测壁上限的高压力热阴极电离真空计。
高压力热阴极电离真空计的工作原理与普通型的相同。其规管的主要改进是采用了抗氧化阴极和控制了二次电子流。因此,其测量上限可达102Pa,国产的高压力热阴极电离真空规管有两种型号,即DL-5型和DL-8型。