本期文章上海圭革智能傳感技術(shù)有限公司給您簡單介紹電離真空計(jì)的工作原理

電離真空計(jì)是通過使氣體分子電離，測量離子數(shù)量(電流)而得出壓強(qiáng)的真空計(jì)。其測量真空度在10-8 Pa以上，被廣泛應(yīng)用于高真空至超高真空領(lǐng)域，定量性能優(yōu)異。電離真空計(jì)可以按照電離方式不同分為兩種：一種是應(yīng)用廣、依靠高溫陰極熱電子發(fā)射原理而工作的熱陰極電離真空計(jì)；另一種是利用真空中的高壓放電原理而工作的冷陰極電離真空計(jì)。

熱陰極電離真空計(jì)中使氣體分子電離的電子，是通過加熱燈絲來獲得的。熱陰極電離真空計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理如圖1所示，其基本構(gòu)造包括燈絲、加速和捕捉電子的陽極網(wǎng)以及捕捉離子的離子收集極。

加熱燈絲之后，有熱電子放出，熱電子被正電壓的陽極網(wǎng)加速。因?yàn)殛枠O網(wǎng)是用細(xì)的金屬絲做成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以大部分電子沒有被捕捉而穿過陽極網(wǎng)。因?yàn)閷γ娴碾x子收集極處于相對負(fù)電位，所以電子無法到達(dá)離子收集極而被反彈回來。這樣電子在燈絲和離子收集極之間往返運(yùn)動，終被陽極網(wǎng)捕捉。

燈絲和離子收集極之間如果有氣體分子，往返運(yùn)動的電子會與其碰撞，使其電離而產(chǎn)生陽離子和電子。生成的電子同樣做往返運(yùn)動終被陽極網(wǎng)捕捉，而在陽極網(wǎng)和離子收集極之間生成的陽離子則被離子收集極捕捉。設(shè)離子收集極的捕捉效率為a，電子使氣體分子電離的幾率為σ，氣體分子密度為n，電熱絲放出的熱電子電流為Ie，電子被陽極網(wǎng)捕捉前飛行的平均距離為L，離子收集極檢測出的電流為Ii。

熱陰極電離真空計(jì)測量真空度有一定的極限。熱電子撞擊陽極網(wǎng)時，會放出軟 X射線。軟 X射線照射離子收集極后，離子收集極放出光電子。放出的光電子和離子入射效果相同，被稱為擬離子流，因此真空計(jì)存在著和壓強(qiáng)無關(guān)的殘留電流，從而錯誤評估實(shí)際的真空度。殘留電流發(fā)生的示意所示。另外，陽極網(wǎng)上吸附的氣體分子受電子撞擊后，也會成為離子被檢測出來，這也干擾了真空計(jì)的測量精度。

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