Ионизационный вакуумметр – прибор, который предназначен для измерения вакуума в пределах 10-12-10-1 мм рт. ст. Принцип его действия основан на ионизации молекул исследуемой среды. Он нашел широкое применение в различных промышленных отраслях. С его помощью контролируют уровень вакуума при работе исследовательской или экспериментальной техники.
Ионизационный вакуумметр: классификация
Устройства разделяют на несколько видов: вакуумметр с холодным или горячим катодом, альфатрон. Их эффективно используют для измерения давлений в вакуумных системах или их отдельных элементов. Они имеют схожие конструкции, но разный принцип действия.
Ионизационный вакуумметр с холодным катодом для измерения вакуума представляет собой магнетронный прибор или устройство Пеннинга. Он наделен отличными техническими и эксплуатационными характеристиками. Его показания всегда точны, если сравнивать с устройством с накаливаемым (горячим) катодом.
Вакуумметр с горячим катодом не менее востребован в измерении вакуум среды. Он также характеризуется практичностью и точностью. Единственным минусом прибора является его высокая стоимость.
Альфатрон относится к категории ионизационных манометров и вакуумметров. Для ионизации в его конструкции предназначены альфа-частицы. Они создаются специальным источником, который выполнен на плутонии или радии. Альфатрон характеризуется низкой чувствительностью. Поэтому при его использовании потребуется сложная схема измерений.
Конструкция ионизационного вакуумметра:
- вакуумный диод;
- анод;
- коллектор (дополнительный электрод).
Эти конструкционные элементы имеют определенные заряды. В зависимости от их показателей зависит действие прибора.
Ионизационный вакуумметр: принцип работы
Он основан на функционировании основного рабочего элемента устройства. Ионизационный вакуумметр с холодным катодом действует так: молекулы газовой смеси ионизируются путем столкновения с электронами. Они двигаются в магнитных и электрических полях, которые скрещены между собой. При повышении напряжения между анодом и катодом заряженным частицам передается ускорение. Они начинают движение в сторону электрода. Соприкасаясь с другими молекулами они ионизируют их. В результате образуются вторичные электроны. Они вызывают газовый разряд. Газовая смесь, которая осталась в холодном катоде, ионизируется электронами.
Принцип действия ионизационного вакуумметра с горячим (накаляемым) катодом основан на термической эмиссии. Она способствует образованию электронов, которые требуются для ионизации. Катод, находящийся в приборе, нагревается посредством подачи на него электрического тока. Температура электронного потока повышается. В результате этого электроны отрываются от атомов. Им сообщается ускорение от электрического поля. Показателем измерения такого ионизационного манометра с горячим катодом является разрядный ток. Он образуется на выходе положительно заряженных частиц из коллектора.
