Катод ионизационного манометр

Ионизационные манометры. Существуют ионизационные манометры с горячим или холодным катодом, а также с новым типом катода — а-радиоактивным источником. Эти манометры требуют калибровки тем газом, для измерения давления которого они предназначаются. Пределы измерения давлений ионизационными манометрами [47, 48] составляют примерно от 0,00001 до 10 ц для манометра с горячим катодом, от 0,01 до 50 а для манометра с холодным катодом (ионизационный манометр Филлипса [49]) и от 1 о. до 1 атм для так называемого альфатрона [50]. Ионизационный манометр по существу представляет собой трехэлектродную радиолампу баллон ее соединен трубкой с сосудом, давление в котором подлежит измерению. Применение ионизационного манометра встречает ряд специфических трудностей, и был предложен ряд мер для их устранения. Если ионизационный манометр использовать в комбинации с нуль-инструментом, то большинство из этих трудностей удается устранить, так как с внешней стороны нулевого манометра можно применить соответствующий инертный газ, который не будет отравлять катод ионизационного манометра. Вспомогательный электрический прибор (источник питания и измеритель ионного тока) должен быть тщательно сконструирован. [c.372]

Более жесткие ограничения налагаются химическими взаимодействиями на горячем источнике электронов. Уже давно замечено, что способные к диссоциации газы легко удаляются при взаимодействии с горячим катодом [108]. Но до последнего времени оставалась не выясненной возможность химических изменений и создания новых частиц [20]. Например, при работе ионизационного манометра было найдено, что как кислород [ПО], так и водород [111] образуют окись углерода и другие углеродсодержащие соединения за счет взаимодействия с металлическими частями установки, содержащими углерод, и со стеклянными стенками. Эти реакции инициируются термически, и их можно подавить, лишь понижая температуру эмиттера. [c.268]

В настоящее время также применяются в качестве стандартных приборов обратные ионизационные манометры без стеклянных корпусов, которые можно помещать прямо в исследуемую точку системы. При этом следует учитывать, что калибровка этих манометров отличается от калибровки стеклянных манометров и может зависеть от их непосредственного окружения. При работе стеклянные стенки ионного манометра приобретают потенциал, близкий к потенциалу катода, что сильно влияет на свободный пробег электрона. Разумеется, если сделать стеклянные стенки проводящими или ввести отдельную защитную сетку, окружающую электрод, то можно заметно изменить чувствительность манометра и регулировать влияние различных электрических наводок для обеспечения нормальной работы манометра [21, 113]. [c.270]

Для работы прибора необходимо создать достаточный поток электронов для достижения нужной степени ионизации газа. Эта задача по-разному решается в различных типах ионизационных манометров, которые можно разделить на три основные группы электронные ионизационные манометры с горячим катодом, радиоактивные или альфа- [c.524]

Электронный ионизационный манометр. В этом манометре, называемом обычно ионизационным, электроны, выделяемые горячим катодом, ускоряются при помощи-специального электрода с положительным потенциалом. Положительные ионы отводятся коллектором ионов, имеющим отрицательный потенциал по отношению к горячему катоду. [c.524]

Кроме триода, в качестве манометра используется также тетродный (четырехэлектродный) ионизационный манометр, который имеет между катодом и анодной сеткой дополнительную управляющую сетку [372]. Такой манометр дает возможность осуществить,надежную и экономичную стабилизацию анодного тока. [c.525]

Давления выше 10" мм рт. ст. электронным ионизационным манометром не удается измерить, так как при увеличении давления в манометре возрастает сила ионного тока и накаленная нить катода быстро перегО рает. Одновременно происходит окисление материала катода [c.525]

Фиг. 400. Ионизационный манометр ЛМ-2 1 — катод 2 —- сетка 3 — коллектор.

Преимущество магнитного электроразрядного манометра состоит в том, что он не имеет накаленного катода, благодаря чему в эксплуатации он является более надежным, чем ионизационный манометр, и [c.529]

I — термопарный манометр 2 — блок питания источника ионов Я — пульт управления 4 — индикатор массовых чисел 5 — приемник ионов с электрометрическим каскадом 5 — электромагнит 7 — усилитель ионного тока 8 — ионизационный манометр 9 — стабилизатор эмиссии катода 10 — электронный потенциометр ЭПП-09 1 — блок регулировки тока питания магнита 12 — блок вентилей системы напуска 13 — камера анализатора с источником ионов 14 — баллон напуска 15 — ртутный манометр 16 — щиток предохранителей [c.30]

Ионизационный манометр. Ионизационный манометр представляет собой триод с подогревным катодом, положительно заряженной сеткой, собирающей эмиттируемые катодом электроны, и отрицательно заряженным коллектором. Последний улавливает положительные ионы, образующиеся при столкновении нейтральных молекул с электронами. Количество образующихся ионов является функцией давления. Ионизационный манометр позволяет измерять давления от до 10 тор. При некоторой модернизации метода возможно измерение более низких давлений. [c.272]

Источником ионизации в детекторе с применением термоионной эмиссии является нагретая нить. Принцип действия детектора основан на том, что потенциал ионизации гелия 24,5 эе значительно выше, чем у большинства других газов. Райс и Брайс [38] сконструировали детектор на основе ионизационного манометра, изменив его таким образом, что лишь небольшая часть элюата попадала в камеру детектора. Разность потенциалов между сеткой и катодом поддерживалась на уровне 18 в, что недостаточно для ионизации гелия. Когда в детектор попадают газы с более низким ионизационным потенциалом, происходит их ионизация, возникающий ток усиливается и регистрируется. [c.80]

Ионизационные манометры с накаленным катодом. Работа этих манометров основана на ионизации молекул остаточных газов электронами, летящими от накаленного катода, а мерой давления служит ионный ток, измеряемый при постоянстве тока эмиссии катода. Выпускаемый отечественной промышленностью прибор ВИТ-1 использует ионизационный манометр ЛМ-2 с цилиндрической конструкцией электродов, который может измерять давление в диапазоне 1-10 —5 10 мм рт. ст. Конструкция манометрической лампы ЛМ-2, являющаяся разновидностью электронной лампы, показана на рис. 2-32. Накаленный катод 4 испускает электроны, которые ускоряются по направлению к положительно заряженной сетке 3, играющей в данном случае роль анода. Электроны пролетают между редкими витками сетки, но отталкиваются отрицательно заряженным коллектором 2. Совершая колебательное движение около витков сетки, электроны сталкиваются с атомами и молекулами остаточных газов, производят их ионизацию и в конце концов уходят на сетку. Положительные ионы притягиваются отрицательно заряженным коллектором и отдают ему свой заряд. Число образовавшихся ионов пропорционально плотности газа. Поэтому ток в цепи коллектора пропорционален давлению в системе, к которой присоединен баллон манометрической лампы. [c.138]

Для измерения сверхвысокого вакуума широкое применение нашел триодный ионизационный манометр обращенного типа (рис. 2-33). В этом манометре накаленный катод располагается вне цилиндрической сетки, а по ее оси натянут нитевидный коллектор ионов, поверхность которого примерно в 1 ООО раз меньше поверхности коллектора в триодном манометре обычного типа. Благодаря этому на коллектор падает лишь незначительная доля рентгеновского излучения сетки, в результате чего величина его фонового тока резко уменьшается. Положительно заряженная сетка создает потенциальный барьер и уменьшает возможность вылета ионов из объема, заключенного внутри сетки. Для этой же цели иногда применяют цилиндрические экраны, закрывающие основание сетки. [c.140]

Обычно ионизационный манометр обращенного типа применяется только для измерения давлений ниже 10 мм рт. ст. Однако иногда возникает необходимость одновременно использовать его и для измерения давлений спектрально чистых инертных газов вплоть до 1 мм рт. ст. Схема включения манометра для измерения относительно больших давлений приведена в работе [Л. 89]. Питание сетки и катода осуществляется от стандартного вакуумметра, а на коллектор ионов подается переменное напряжение промышленной частоты. [c.141]

Рис. 2-33. Триодный ионизационный манометр обращенного типа. 1 — катод 2 — положительно заряженная сетка 5 — коллектор ионов.

Следует отметить некоторые преимущества магнитных электроразрядных манометров по сравнению с ионизационными манометрами, использующими в качестве источника электронов накаленный катод. Накаленный катод (в качестве которого чаще всего применяется вольфрам), во-первых, легко выходит из строя при проникновении в вакуумную систему воздуха, а во-вторых, вносит в манометр пары вольфрама, давление которых при рабочей температуре катода составляет около 10 мм рт ст. Измерительная схема магнитного манометра проще, а диапазон давлений, который он может измерять, значительно шире. Вместе с тем магнитный манометр [c.146]

Несмотря яа то, что по абсолютному значению чувствительность омегатрона близка к чувствительности стандартной конструкции ионизационного манометра (для омегатрона по воздуху она составляет 9,4 [мм рт. сг.] , а для манометра ЛМ-2 — 21,5 [мм рт. ст.] ), при работе с омегатроном приходится применять специальные электрометрические усилители. Дело в том, что ток эмиссии ионного источника омегатрона примерно в 1 ООО раз меньше, чем у вольфрамового катода, обычно применяемого в ионизационном манометре. Поэтому при давлении 10 ° мм рт. ст. в омегатроне приходится измерять токи 10 —10 а, что и ограничивает нижний предел давления, измеряемого омегатроном. [c.151]

Ионизационный манометр состоит из нити накала 9, сетки 10 и коллектора ионов 11. Коллектором ионов в данной конструкции служит тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного цилиндра. Электроны, эмиттированные катодом и ускоренные разностью потенциалов в +200 в, ионизируют молекулы пара и остаточного газа в вакуумной системе. [c.258]

Магнитные манометры так же, как термоэлектронные, относятся к классу ионизационных манометров. Их принцип действия основан на ионизации газа в объеме манометра и измерении величины разрядного тока, пропорциональной давлению. Преобразователь магнитного манометра отличается от термоэлектронного тем, что в качестве основного источника электронов здесь применен холодный катод, а для удлинения траектории электронов и поддержания разряда используется магнитное поле. [c.124]

Г ния температуры катода, которая определяется током накала. В различных условиях работы ионизационных манометров происходит отравление или восстановление эмиссионных свойств катода, что требует изменения тока накала в достаточно широких пределах, например у лампы ЛМ-2 [c.150]

Для предотвращения появления в умножителе значительных фотоэлектронных токов первый динод должен тщательно экранироваться от воздействия ультрафиолетового излучения катода, рентгеновского излучения анода манометрического преобразователя и а-излучения радиоактивного источника радиоизотопного манометра. Для ионизационного манометра с электронным умножителем в работе [100] были получены следующие значения постоянных, входящих в формулу (7. 2) [c.156]

Манометр с холодным катодам. Принцип работы манометров с холодным 1сатодом (иногда их называют также ионизационными манометрами Филлипса или манометрами Пеннинга) связан с процессами, возникающими при наложении высоковольтного напряжения между электродами в газоразрядных лампах. Помещая такую лампу в поле сильного постоянного магнита, можно легко добшъся, чтобы электроны двигались от катода к аноду по спирали, что значительно усиливает вероятность ионизации молекул электронами и позволяет измерять усиленный ток ионизации при низких давлен1 ях вплоть до 10" торр. [c.79]

Делались аопытки расширить диапазон давлений, охватываемых ионизационным манометром. Например, снижение эмиссии катода манометра ЛМ-2 с 5 до 0,5 1а в 10 раз снижает чувствительность манометра, и при одинаковых входных сопротивлениях усилителя вакуумметра можно измерять на порядок более высокие давления [371]. Переделка вакуумметра ВИ-3 или ВИТ-1 касается только цепи эмиссионного тока манометра и регулировки стабилизатора на новый режим работы. При этом напряжения питания манометра остаются без изменения. Недостатком является весьма малый срок службы мано- [c.526]

Применение масс-спектрометра с вольфрамовым катодом в ионизационной камере ограничено рабочими давлениями, хотя обычно он не связывается непосредственно с вакуумной системой, в которой давление нельзя поддерживать ниИсе 10 мм рт. ст. Это давление может быть повышено, если в качестве ионного источника использовать ионизационный манометр Филипса [2126]. Типичное устройство для обнаружения течи изображено на рис. 185. Система, в которой производится испытание на течь, может быть эвакуирована двумя способами либо через масс-спектрометр, либо через байпасную систему. Если течь велика, то левый кран почти полностью закрывается, открывается правый кран настолько, чтобы давление в масс-спектрометре можно было установить ниже безопасного рабочего уровня. После того как большие течи найдены и устранены, правый кран постепенно закрывают, открывают другой до тех пор, пока весь газ, входящий в вакуумную систему, не пройдет через масс-спектрометр и не будет получена максимальная чувствительность. [c.495]

Газ, выделяющийся во всех этих стадиях, а также вследствие электронной бомбардировки различных частей трубки, был подвергнут исследованию [15881. Выделение газов из металлов [5681, слюды и геттеров [2099] также исследовалось с использованием омегатрона при давлениях порядка 10 мм рт. с/й. Описано применение омегатрона [1788] для изучения количества кислорода, окиси углерода и азота, адсорбирующихся на вольфрамовом катоде при 300° К, которые выделяются холодной нитью . Омегатрон может быть использован в качестве манометра для измерения давления ионизационный манометр неудовлетворителен для измерения давления кислорода. В работах, связанных с исследованиями верхних слоев атмосферы, радиочастотный масс-спектрометр особенно удобен благодаря своим малым размерам и весу (18421. Несколько таких приборов может быть установлено на одной ракете 1963], и специальные условия, при которых проводилась работа, обеспечили возможность создания очень простых конструкций. Например, при работе на большой высоте можно было устранить вакуумный кожух, системы напуска и с(качную систему, а для изучения ионов, присутствующих в атмосфере, иет необходимости в ионизационной камере. Разрешающая способность прибора была очень мала, поскольку нужно было различать только такие ионы, как N , NO и Oi, поэтому необходимо было иметь три прибора для анализа положительных и отрицательных ионов, а также нейтральных осколков. Описан метод для калибровки по массам [10531 и опубликованы результаты различных измерений арктической ионосферы [1052, 1054, 1188, 1371, 2041]. Было показано, например, что происходит диффузионное разделение аргона и азота на высоте выше 110 км, что при 220 км основными газами являются N2, О, NO и О2 в примерных соотношениях 2,8 2,9 1,4 1. Ионы О не появляются ниже 130 км, но представляют собой основные положительные ионы в спектре на высоте больше 200 км. В Арктике на высоте 200 км плотность атмосферы днем в летний период в 20 раз больше плотности ночью в зимнее время, равной 5-10" г/л . На высоте 100наблюдались ионы О , N0", NO (преимущественно ионы N0 и 0J). Преобладание ионов N0" можно объяснить низким потенциалом ионизации NO (9,5 эе). Ионизационные потен циалы О2 и N2 составляют 12,5 и 15,5 эв соответственно. [c.497]

Пикус и Фикс представили методы расчета фоновых токов [390] и рассмотрели предельную чувствительность магнитно-резонансного масс-спектрометра при анализе микроэлементов [1741. Для анализа остаточных газов в вакуумных системах [25, 272, 292, 519), для изучения сорбции и десорбции газов в ионизационных манометрах с горячим катодом [24] широкое применение нашел омегатрон. [c.657]

Десорбцию измеряли на масс-спектрометре, что позволяло следить за изменением концентрации индивидуальных компонентов даже нри переменном фоновом давлении. Использовали 90%-ный секторный прибор (радиусом 10 см) и ионный источник тина Нира. Главное магнитное поле создавалось постоянным магнитом. Требования, предъявляемые к масс-спектрометру, которые являются в пастояш,ее время стандартными, состояли в следующем а) разделение до массы 80 б) высокая чувствительность, такая, чтобы можно было заметить изменение давления на 0 мм рт. ст. в) постоянство чувствительности лучше 5% в течение опыта (1 час). Общее давленгю в системе измерялось стандартным ионизационным манометром с горячим катодом, который использовался для проверки чувствительности масс-спектрометра. [c.535]

В работе были использованы разрядньге трубки различной формы при этом основное требование состояло в том, чтобы поверхность мишени (которую можно было прогревать) могла быть подвергнута бомбардировке положительными ионами известной энергии при известном токе ионов. Первые измерения былн проведены с ионизационным манометром Пеннин-га [2], имеющим холодный катод в виде диска диаметром 2 см и цилиндрический анод длиной 2 см, находящиеся в магнитном поле 1000 гс. В разряде в этой трубке мог быть получен ток положительных ионов 10 мка при давлении 10" мм рт. ст. и разности потенциалов между катодом и анодом 2000 в. Несмотря на то преимущество, что плотность тока велика, такой разряд оказался неудовлетворительным из-за неопределенности средней энергии бомбардирующих ионов и распределения их но поверхности катода. [c.535]

В качестве разрядных трубок другого типа использовались лампы с горячим катодом, одна из которых, например, изображена на рис. 2. По конструкции и принципу действия эти лампы сходны с ионизационным манометром тина Байярда — Альперта [3], в котором коллектор расположен в центре устройства. Электроны, испускаемые катодом, совершают некоторое ко.личество колебаний около спиральной сетки, прежде [c.535]

Ионизационные манометры, к которым относятся электронные ионизационные манометры, магнитные электроразрядные манометры и радиоизотопные манометры, используются для измерения малых давлений в области высокого и сверхвысокого вакуума. Действие этих приборов основано на использовании ионизации газа. Электронный ионизационный манометр состоит из манометрического преобразователя (лампы типов ЛМ-2, ИМ-4, ИМ-7Л, ИМ-9, ИМ-11 и ИМ-12) и измерительного блока, обеспечивающего питание преобразователя и измерение необходимых параметров. Манометрический преобразователь в простейшем виде представляет собой трехэлектродную конструкцию, в которой анод, выполненный в виде редкой цилиндрической сетки и имеющий высокий потенциал (100—200 В), создает сильное ускоряющее поле для электронов, эмиттированных нагретым катодом. Электроны ионизируют молекулы разреженного газа, образующиеся иоиы собираются коллектором, расположенным за анодом и имеющим отрицательный потенциал (20—100 В). [c.175]

Рис. 5. Десорбционная ячейка, используемая в опытах по флеш-десорбцип. 1 — вакуумированный сосуд Дьюара 2 — вольфрамовая нить диаметром 1,27 мм з — родиевая нить диаметром 0,05 мм 4 — отвод к масс-спектрометру 5 — отвод к холодному катоду манометра 6 — отвод к диффузионным насосам 7 — отвод к ионизационному манометру Ноттингема — родиевая нить диаметром 0,127 мм.

Имеется два основных типа манометров, в принципе пригодных для применения их в качестве детекторов во флеш-десорбционной спектроскопии, а именно магпетронный манометр и несколько видоизмененный манометр Байярда — Альперта. Магнетронный манометр, разработанный Редхедом [43], представляет собой ионизационный манометр с холодным катодом, магнитным полем и радиальным электрическим полем он пригоден для измерения давлений в диапазоне 10 — 10 мм рт. ст. Показано [43, 66], что [c.232]

От этих недостатков свободен воздухостойкий ионизационный манометр, использующий плоскопараллельную конструкцию электродов и иридиевый катод, покрытый двуокисью тория. Этот манометр способен измерять давление в диапазоне от 10 до 1 мм рт. ст. Нижпий предел давлений, измеряемый манометром, обусловлен возникновением фонового тока эмиссии электронов с коллектора под действием падающего на него мягкого рентгеновского излучения, появляющегося при торможении испускаемых катодом электронов в материале сетки. Фоновый ток (около 10 ° й) искажает измерение давления на 5% при 5-10 мм рт. ст. и на 25% при 1 10 -5 мм рт. ст. Верхний предел измеряемых давлений связан с появлением нелинейности градуировочных кривых (при р= = 1 мм рт. ст. отклонение от линейности составляет 5%>). Большим достоинством манометра, использующего иридиевый катод, является то, что он, находясь в накаленном состоянии, не выходит из строя даже в случае аварийного прорыва атмосферного воздуха в вакуумную систему. [c.139]

Схема стабилизации эмиссии получается значительно проще и экономичцее, если вместо манометра триодного типа использовать тетродный манометр, установив между катодом и анодной сеткой еще одну дополнительную управляющую сетку Щ. 571. Катод тетродного манометра работает в режиме пространственного заряда, т. е. с запасом эмиссии. Стабилизация тока эмиссии осуществляется введением отрицательной обратной связи между электронным током анодной сетки и напряжением на управляющей сетке. Степень стабилизации зависит от крутизны сеточной характеристики триод-ной части манометра и сопротивления обратной связи, которое одновременно задает отрицательное смещение на коллектор. Предложенный принцип стабилизации тока эмиссии может быть использован в ионизационных манометрах, предназначенных для измерения как высокого, так и сверхвысокого вакуума. Дополнительная сетка может быть использована та кже для получения пульсирующего тока в цепи коллектора ионов. Это дает возможность применять усилители переменного тока, что в значительной мере упрощает электрическую схему вакуумметра. [c.140]

Радиоактивные манометры. Помимо ионизации молекул газа электронами, испускаемыми накаленным катодом, она может осуществляться также частицами, испускаемыми радиоактивными веществами (рис. 2-34). В большинстве радиоактивных ионизационных манометров для этой цели ранее применялся препарат радия. Известно, что при распаде радия, кроме я-частиц, возникает жесткое излучение и выделяется радиоактивный родон, в силу чего эксплуатация таких манометров небезопасна. Замена радия плутонием (Ри ) позволила, сохранив неизменными характеристики манометра, сделать безопасной его эксплуатацию, В процессе распада плутония не возникает газообразных продуктов, а энергия у-квантов, испускаемых плутонием, составляет всего лишь 50 кэв, поэтому такое у-излучение почти полностью поглощается стенками прибора. Плутоний образуется в ядерных реакторах и не является дефицитным. Но вместе с тем он менее активен, чем радий, поэтому для получения прежней чувствительности манометра приходится применять значительно большее количество плутония. [c.142]

Другим недостатком манометра является то, что его прудно хорошо обезгазить. Этим и объясняется то, что с помощью одного только магнитного манометра не удается откачать вакуумную установку до очень высокого вакуума, несмотря на то, что сам манометр одновременно является насосом. Откачивающее действие манометра связано с адсорбцией ионов на постоянно обновляющемся слое металла на стенках манометра, возникающем вследствие распыления электродов. Поэтому магнитный электроразрядный манометр может так же, как и ионизационный манометр с горячим катодом, искажать результаты измерений. Нестабильность разряда вносит неточности в показания магнитного манометра, которые при давлении Ю- —10 мм рт. ст. примерно соответствуют 20%, что существенно больше, чем у ионизационного манометра. [c.147]

При использовании термопарных манометров приходится принимать опециальные меры для повышения их чувствительности в диапазоне низких давлений (10- —10 мм рт. ст.). В этом же диапазоне давлений довольно высокой точностью обладают воздухостойкие ионизационные манометры с иридиевым катодом и радиоактивные манометры. [c.148]

В зависимости от вида источника ионизации ионизационные манометры делятся на несколько типов термоэлектронные, магнитные и радиоизотопные манометры. В термоэлектронном манометре для ионизации газа используются электроны, эмитти-руемые накаленным катодом, а в магнитном манометре — холодным катодом. В радиоизотопном манометре применяется ионизация газа а-излучением радиоактивных изотопов. [c.84]

Работа с ионизационным манометром связана с рядом задач, не зависящих от измерительных приборов. Эти задачи сводятся к трем основным вопросам, которые будут рассмотрены ниже 1) вопросы обез-гаживания 2) выбор и работа катодов и 3) устранение влияния утечек. [c.126]