Способ определения давления в трехэлектродном электровакуумном приборе Советский патент 1991 года по МПК H01J9/42 

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля давления рабочего газа в готовых импульсных водородных тиратронах

Цель изобретения - повышение точности определения давления в импульсном водородном тиратроне за счет обеспечения более монотонной зависимости давления водорода от тока анода

На фиг0 1 показана зависимость тока между сеткой и катодом в тиратроне ТТИ-27О/12 от напряжения на сетке; на фиг о 2 - градуировочные зависимости тока анода тиратрона ТГИ1-270/12 от давления водорода (кривая 1 - соответствует напряжению между анодом и сеткой +ЗОВ, кривая 2 - +12 В, кривая 3 - +6 В, кривая 4-0),

Сущность способа заключается в следующемо

Подачей напряжения на подогреватель водородного генератора в объеме тиратрона создается давление водорода Номинальным напряжением накала катод разогревается до рабочей температуры На сетку прибора относительно Катода подается постоянное положительное напряжение, меньшее величины, при которой происходит резкое увеличение тока между катодом и сетке и - возникновение разряда Величина напсд

ряжения пробоя, при котором возникает разряд, определяется для прибора данного типа заранее, экспериментально Например, для тиратронов типа ТГИ1- 270/12 она составляет около 21 В (фиго 1)„ При этом напряжение на сетке относительно катода устанавливается равным 15 - 85% от величины напряжения пробояо

Сеточное напряжение обеспечивает протекание в промежутке катод-сетка определенного электронного тока, например 100 мкАо Основная часть электронов с катоца попадает непосредст- венно на сетку Небольшая их часть, диффундируя между дисками сетки, попадает в пространство сетка-анод0 Здесь электроны под действием положительного относительно сетки потенциа- ла анода дрейфуют к его поверхности, достигают ее и создают в цепи анода токо В процессе дрейфа некоторые электроны за счет столкновений с молекулами газа попадают также на сет- ку В этих условиях чем больше давление газа, тем хуже условия для диффузии и дрейфа электронов и тем меньшее их число достигает поверхности анода При этом напряжение на аноде не превышает +12 В0

Для обеспечения однозначности зависимости тока анода от давления необходимо, чтобы первоначальный поток электронов на поверхность сетки был одинаков для всех условий Это обеспечивается стабилизацией тока между катодом и сеткой путем регулирования напряжения сетка-катод Величина напряжения определяет ток между электро- дами, так как он ограничен пространственным зарядом в рассматриваемом режиме - до возникновения разряда Значение тока выбирается таким образом, чтобы при всех возможных вариа- циях напряжения на сетке, обеспечивающих стабилизацию тока, это напряжение не превышало потенциала возникновения разряда в приборах данного типа

Пример Серийно выпускаемый водородный тиратрон ТГИ1-270/12 соединен с откачной установкой объемом около мэ. Установка снабжена деформационным вакуумметром ВДГ-1, обеспечивающим измерение давления газ в диапазоне от 10 до 130 Па с погрешностью не более +8%

Вакуумный объем вместе с тиратро- ,ном откачивается до давления 1-10 Па,

после чего средства откачки отключаются с помощью вакуумного клапана.,

Тиратрон включается в следующий электрический режим: напряжение накала катода номинальное 6,3 В; напряжение сетка-катод не более 21 В; ток между катодом и сеткой стабилизируется на уровне 100+5 мкА ручным регулированием напряжения на сетке. На фиг 2 представлены полученные в приведенном режиме градуировочные зависимости электронного тока анода от давления водорода в объеме, создаваемого нагреванием водородного генератора Данные приведены для четырех значений напряжения анода относительно сетки: кривая 1 - +30 В, кривая 2 - + 12 В, кривая 3 - 16 В, кривая 4-0 По приведенным графикам (фиг 2) можно сделать вывод, что наиболее приемлемым является напряжение анода относительно сетки около +6 В„ При более высоких напряжениях на градуиро- вочных зависимостях в области давлении до 40 Па появляются пологие участки, снижающие точность контроля давления в этой области (фиг. 2, кривые 2, 1) Напряжения, близкие к нулю принципиально могут быть применены Однако величина регистрируемого тока анода в этом случае становится малой (десятые и сотые доли микроампера) и менее удобной для изменения Кроме того, в этом режиме у отдельных типов приборов при больших давлениях водорода, как и в случае отрицательного потенциала анода, возможна смена знака регистрируемого тока, усложняющая требуемые измерительные средства.

Способ обеспечивает контроль давления водорода с удовлетворительной точностью, погрешность не более 25% при использовании для градуировки в качестве образцового вакуумметра ВДГ-1 при номинальном напряжении накала катода Это позволяет осуществлять неразрушающий контроль качества готовых изделий в условиях, близких к рабочим, а также использовать ело-4 соб для определения необходимого напряжения накала подогревателя водородного генератора

Формула изобретения

Способ определения давления в трех- электродном электровакуумном приборе,

5 16

включающий нагрев катода, подачу положительного относительно катода наг пряжения на сетку, стабилизацию тока между сеткой и катодом, формирование потока заряженных частиц, образованных между сеткой и катодом на анод, измерение анодного ,тока и оценку давления по величине анодного тока, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности определения давления в импульсном водородном

3556

тиратроне, перед подачей положительного напряжения на сетку определяют величину напряжения пробоя между сет- г кой и катодом при включенном генераторе водорода, велтгчнну положительного напряжениг. на сетке выбирают равной 0,15-0,85 от величины напряжения пробоя, а для формирования по- Ю тока заряженных частиц на анод подают положительное напряжение относительно сетки, не превышающее 12 В

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля давления рабочего газа в готовых импульсных водородных тиратронах о Цепью изобретения является повышение точности определения давления в импульсном водородном тиратроне за счет обеспечения более монотонной зависимости давления водорода от тока анодаа Способ определения давления в трехэлектродном электровакуумном приборе включает подачу положительного напряжения на сетку, стабилизацию тока между сеткой и катодом, формирование потока заряженных частиц, измерение анодного тока и оценку давления по величине анодного тока, при этом перед подачей напряжения на сетку определяют величину напряжения пробоя между сеткой и катодом, величину напряжения на сетке выбирают равной 0,15-0,85 от неличины напряжения пробоя, а поток чаряжешшгх частиц формируют напряжением на аноде , не превышающим 12 В„ 2 ил а

Фиг.

0,25

0,5

0,75 Р,1ЯПа

Фиг. 2