Ионизационный манометр получение и измерение

Манометр для измерения давления выбирают в зависимости от диапазона давлений, в котором определяют изотерму адсорбции U-образный жидкостный, Мак- Леода, термопарный или ионизационный. При измерении давления в области молекулярного режима течения газа может возникнуть заметная погрешность, если температура манометра отличается от температуры адсорбента. Обычно манометр для измерения давления располагают в той части установки, которая находится при комнатной температуре, а для охлаждения адсорбента с целью получения высокого вакуума используют жидкие газы азот, водород, неон, гелий и т. д. Вследствие возникновения термомолекулярного эффекта измеряемое давление заметно отличается от действительного равновесного давления над адсорбентом, измеренного при температуре адсорбента [c.54]

Основные проблемы в электрических схемах для ионизационных манометров возникают в связи со стабилизацией эмиссии [44] и усилением малых токов положительных ионов. Отдельные ионизационные лампы вследствие отравления катода или охлаждения газом могут требовать в течение короткого времени работы до пятикратного изменения мощности накала для получения заданной эмиссии. Для поддержания постоянства эмиссии ток накала управляется автоматическими устройствами. Для точного измерения положительных ионных токов предпочитают работать с большими токами эмиссии (от 5 до 20 ма) и измеряют ионный ток непосредственно хорошим микроамперметром на 200 мка. [c.134]

Сущность способа заключается в следующем вакуумная установка или часть ее изолируется от насоса соответствующим клапаном, задвижкой или крапом, и при помощи какого-либо манометра измеряется быстрота возрастания давления в изолированной части. Понятно, что при этом предпочтительнее пользоваться манометром непрерывного действия, например ионизационным манометром, нежели манометром разового действия, вроде манометра Мак Леода. Тип измерительного прибора определяется областью давлений, в которой производят измерения. Так, например, если давление в установке не опускается ниже 100 [х Hg и включать пароструйный насос нельзя, то измерять возрастание давления можно теплоэлектрическим манометром Пирани, термопарным манометром или компрессионным манометром соответствующего типа. Прежде всего следует отключить вакуумную установку от насоса и измерить быстроту возрастания давлепия. Если полученная величина мало отличается от нормы для вакуумно-плотной системы (предполагается, что эта норма известна) или достаточно мала, чтобы обеспечить в данной установке при данном насосе нужное давление, то это указывает не на течь в установке, а на плохую работу пасоса или на наличие в нем течи. Предположим, что быстрота возрастания давления указывает на наличие течи в самой вакуумной установке. Тогда можно определить приблизительную величину натекания с.ледующим образом пусть вакуумная установка имеет объем 1000 л и скорость возрастания давления равна 5 [Л Hg за 10 сек при начальном давлении 100 [л Hg. Тогда общее натекание равно около 500 микрон-л/сек. Это, конечно, значительно превышает нормальное натекание вакуумно-плотной системы. Знание общего натекания установки позволяет при испытании отмечать главные течи. [c.208]

Получение и измерение сверхвысокого вакуума при помощи ионизационного манометра............242 [c.7]

ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ СВЕРХВЫСОКОГО ВАКУУМА ПРИ ПОМОЩИ ИОНИЗАЦИОННОГО МАНОМЕТРА [c.242]

В заключение описания применения ионизационных манометров для измерения и получения сверхвысокого вакуума необходимо указать, что с устранением неблагоприятного эффекта от рентгеновского облу11ения коллектора ионов, с одной стороны, стало возможным нижшй предел применения ионизационного манометра продвинуть на несколько порядков в область сверхвысокого вакуума, с другой — выявился важный фактор, ограничивающий возможности понижения давления в вакуумных системах, в ко- [c.245]

Масс-спектрометр используют не только для обнаружения течи, но и во многих других областях, например для изучения газов при очень малых давлениях. Масс-спектрометр секторного типа представляет собой удобную конструкцию, широко] используемую для решения различных задач [915]. Например, изучение диффузии гелия через стекло [1522], обезгаживание металлов [887]. Условия работы и системы напуска, позволяющие работать с очень малыми количествами образца, были описаны в гл. 5. Однако во многих случаях более пригодны другие типы масс-спектрометров. Эдвардс [568] рассмотрел применение различных типов масс-спектрометров в исследованиях высокого вакуума. В некоторых случаях большими преимуществами обладает омегатрон благодаря высокой чувствительности в сочетании с малыми размерами, простой конструкцией и возможностью работы при высокой температуре. Это делает его пригодным для исследования вакуумной аппаратуры, в которой Возможна высокая температура. Альперт и Бюритц [40] использовали омегатрон в качестве манометра для измерения давления (чувствительность сопоставима с чувствительностью ионизационного манометра) при исследовании остаточного давления, которое может быть получено в стеклянной аппаратуре. Омегатрон имеет то преимущество, что при его помощи можно провести анализ остаточных газов, причем вакуум ограничивается диффузией гелия через стеклянные стенки системы. Это было сделано в изолированной вакуумной системе. В исследуемом спектре остаточный пик гелия увеличивался с течением времени, а пик, отвечающий азоту, не изменялся. Альперт и Бюритц получили для Не ток 2-10 а, соответствующий парциальному давлению гелия 5-10 мм рт. ст. Омегатрон использовали также при очень низких давлениях для определения веществ, образующихся в вакууме при работе масляных диффузионных насосов, с целью установить, состоит ли остаточный газ из продуктов десорбции или образован при разложении масла диффузионных насосов [1676], При помощи этого прибора измерялось также выделение кислорода с поверхности, покрытой окислами бария, стронция и магния, под действием бомбардирующих электронов, как функция энергии и плотности бомбардирующих электронов [2125]. Из полученных результатов следовало, что имеет место двухступенчатое электронное возбуждение твердых веществ, связанное с диссоциацией. Некоторое количество кислорода выделяется при очень низких энергиях электронов, вероятно, благодаря десорбции. [c.496]

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 1953 г. Альперт [1] подробно описал способы получения ультравысокого вакуума. Его основной вклад в эту область заключался в создании ионизационного манометра, способного измерять давления меньше 10 мм рт. ст. Этот низший предел определяется фотоэлектрическим током с коллектора, вызванным мягким рентгеновским излучением, эмиттируемым сеткой под влиянием бомбардировки электронами. Его называют рентгеновским пределом манометра. Венема [67] смог получить давление 10 мм рт. ст. посредством специально сконструированного ртутного диффузионного насоса. Омегатрон, первоначально разработанный Соммером и др. [58] для измерения атомных констант, был использован Аль-пертом и Буритцем [2] в качестве масс-спектрометра для измерения парциальных давлений остаточных газов в ультравакуумной [c.229]

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]

Специфика измерений высоковакуумными манометрами. Обычно измерения глубины вакуума в области низких давлений проводятся с целью определения плотности потока молекул, падающих на определенную поверхность внутри вакуумной системы. Интересующий нас объект может быть тонкой пленкой, подложкой или каким-либо прибором. Обычно предполагается, что измеряемое манометром давление газа соответствует условиям, одинаковым для всех точек данной вакуумной камеры. Это предположение, однако, является всего лишь аппроксимацией, поскольку в области очень низких давлений поведение газа определяется в основном взаимодействием молекул газа со стенками камеры, а не между собой. Следовательно, распределения самих частиц и их скоростей не являются однородными и отличаются от максвелловских. Для ионизационных манометров характерен еще ряд ограничений в измерении давления газа и большая часть источников ограничений не может быть устранена. Для уменьшения величины этих эффектов и оценки точности измерения в области малых давлений необходимо разобраться в механизмах, ответственных за эти эффекты. Проблема неоднородности распределения газа в вакуумных системах рассматривалась Муром [357]. Он перечислил причины, которые могут приводить к изменению плотности газа. Причиной могут быть насосы, действующие как ловушки и как источники направленного распространения газовых частиц. Эффект может быть связан с неупругим отражением падающих на стенку молекул, с поверхностной миграцией адсорбированных газов, вариацией скоростей адсорбции и десорбции на определенных участках внутренних стенок. Изменение плотности газа может быть вызвано разницей в температурах элементов системы. Хотя попытки описать аналитически реальное распределение газа и были сделаны, однако они были выполнены для систем с простейшей геометрией. Экспериментальные исследования в этом направлении были проведены Холлэндом, который рассматривал общее давление газа как сумму максвелловской и направленной составляющих [358]. Он закрепил ионизационную манометрическую лампу так, что ее впускная трубка могла поворачиваться, и наблюдал значительную разницу в давлении при различных ориентациях, измерительной лампы. Поскольку все источники неравномерного распределения давления газа устранить невозможно, при установке ионизационной лампы в вакуумную систему необходимо принимать во внимание хотя бы наиболее важные из них. Если манометрический датчик обращен в сторону насоса, криогенной панели или активно обезгаживаемой поверхности, такой, например, как нагреваемый элемент, то он, по-видимому, будет показывать давление, соответствующее либо более низкой, либо более высокой плотности частиц по сравнению с атмосферой, окружающей подложку. Для получения более близкого к реальному значения давления необходимо соединительную трубку манометрического датчика направить в обратную сторону или вбок таким образом, чтобы эффекты направленности потоков были близки к тем, которые имеют место у подложки. Опасность неправильного показания давления больше в системах с мощными насосами из-за высоких скоростей десорбции. В этих условиях можно ожидать преобладания направленной составляющей давления, которое вряд ли будет правильно измерено с помощью манометра. [c.330]

Если с помощью ловушек, охлаждаемых жидким водородом t = —253°), и поглотителей газа такой вакуум может быть получен в отпаянных сосудах, то для того, чтобы его измерить, необходимы специальные приборы, т. -к. даже ионизационные манометры (обычгюй коиструкции) для измерения столь низких давлений совершенно непригодны. Причиной этого является возникновение в цепи коллектора манометра фонового тока, величина которого не зависит от давления. Появление этого-фонового тока происходит вследствие бомбардировки положительно заряженной сетки летящими с катода электронами, в результате которой сетка становится источником мягкого рентгеновского излучения, вызывающего заметный выход электронов с облучаемого коллектора. Так как уход электронов с коллектора равнозначен появлению в цепи коллектора тока положительных ионов, то при достаточно низких давлениях (около 10 мм рт. ст.), когда ионный то очень мал, ионизационный манометр практически показывает лишь фотоэлектронный ток, чем собственно и обуславливается нижний предел измеряемых манометром давлений. [c.50]

Преимущества, которые обеапечили широкое распространение ионизационного манометра, следующие возможность измерения очень низких давлений, включая сверхвысокий вакуум, измерение давлений всех газов и паров (при соответствующей градуировке) и получение непрерывных показаний давления в системе. [c.10]

В заключение описания применения ионизационных ма-но метров для измерения и получения сверхвысокого вакуума необходимо указать, что с устранением неблагоприятного эффекта от рентгеновского облучения коллектора ионов, с одной стороны, стало возможным нижний предел применения ионизационного манометра продвинуть на несколько порядков в область сверхвысокого вакуума с другой стороны, выявился важный фактор, ограничивающий возможности понижения давления в вакуумных системах, в которых трфбуется достигнуть сверхвысокий вакуум. Таким фактором оказалась диффузия (через стенки стекла) гелия, находящегося в земной атмосфере (в количестве 0,0005%). Предельное давлеиие, достигаемое в изолированной сверхвысоковакуумной системе, после устранения всех самых ничтожных течей обусловливается равновесием между быстротой откачивающего действия ионизационного манометра и скоростью диффузии гелия через стекло. [c.240]

По имеющимся сведениям плавленые кремнеземные волокна в той форме, в которой они известны в настоящее время, были впервые получены Годином в 1838 г. Впоследствии Бойс усовершенствовал метод Година и нити, полученные им, нашли применение в торзионных весах . Р. Трелфол в 1889—1890 гг. также проделал значительную работу по изучению эластичных свойств плавленых кремнеземных волокон. Эти волокна используются в точных измерительных приборах, особенно в микровесах, где их высокая прочность на разрыв, кручение и почти идеальная эластичность в сочетании с хемостойкостью (нерастворимы во всех кислотах, кроме плавиковой, горячей фосфорной) обеспечивают им большое преимущество по сравнению с другими материалами . Одними из наиболее простых и широко используемых весов являются весы со спиральной пружиной. Они часто применяются для сорбционных измерений, определения плотности, теплопотерь . Плавленые кремнеземные волокна используются также в таких приборах, как гальванометры, электроскопы, электрометры, мaгнитoмeтpы манометры низкого давления , радиометры и ионизационные камеры . [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология