ЭЛЕКТРОННЫЙ ИОНИЗАЦИОННЫЙ MAHOMETJP СО СКРЕЩЕННЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ И МАГНИТНЫМПОЛЯМИ Советский патент 1972 года по МПК G01L21/32 

Изобретение относится к электронным ионизационным манометрам и в частности, к магнетронам и может быть использовано при измерении да вления в вакуумных системах. Известны электронные ионизационные манометры с накаленным катодом, использующие газовый разряд в высоком вакууме в скрещенных электрических и магнитных полях. Недостатком известных манометров является низкая чувствительность и нестабильность показаний. Для повышения стабильности показаний и чувствительности в предлагаемом манометре между дисковыми электродами с одной и другой стороны цилиндрического анода соосно с ним расположены два цилиндрических вспомогательных катода, а между цилиндрическим а иодом и вспомогательными катодами соосно расположены два дисковых экрана, находящихся под положительным потенциалом, внешний диаметр которых больше внешнего диаметра вспомогательных катодов, а внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра цилиндрического анода, при этом накаленный катод расположен перед отверстием одного из днсковых электродов, а за отверстием другого дискового электрода расположен коллектор электронов. ма описываемого манометра и график распределения потенциала вдоль его оси. Манометр содержит иакалениый катод /, цилиндрический анод 2, два дисковых электрода 3 и 4, расположенных по разные стороны от анода 2 с отверстиями в центре, два цилиндрических вспомогательных катода 5 и б, размещенных между дисковыми электродами 3 vi 4 с. одной и другой стороны анода 2, два дисковых экрана 7 и 8, расположенных между анодом 2 и вспомогательными катодами 5 и б, коллектор 9 электронов и регистрирующий прибор 10. Вся электродная система манометра помещена в магнитное поле, направленное вдоль оси системы (на чертеже магнит не показан). Накаленный катод / установлен перед отверстием дискового электрода 3 и служит источником электронов, а для приема электронного потока, прошедшего через электродную систему, служит коллектор 9, расположеиный за отверстием дискового электрода 4. Анод 2 служит коллектором электронных лавин, образующихся в разрядном промежутке. Ток на аноде 2 пропорционален концентрации молекул газа в системе и поэтому служит мерой давления. Электрод 3 и экран 7, а также электрод 4 и экран 8 служат для улавливания вторичных электронов, вышедших из катода 5 и катода 6 в результате ионной бомбардировки последних. Экраны 7 и S, находящиеся под положительным потенциалом, предотвращают также автоэлектронную эмиссию с катодов 5 и 6 на анод 2.

При подаче напряжения накала на катод /и напряжений Ек и Еч электронный поток, сфокусированный магнитным полем в узкий пучок, проходит вдоль оси электродной системы, производя ионизацию молекул газа на всем пути от электрода 3 до коллектора 9. Электроны, образовавшиеся в областях I и II (см. график) в результате ионизации быстро уходят пз разрядного промежутка вдоль магнитного поля на электроды 3 и 4, не приводя к образованию лавин. Ионы, образовавщиеся в областях I и II, нейтрализуются на катодах 5 и 6. Электроны, соударившиеся с молекулами газа в области III, а тем более вновь образованные за счет ионизации в этой области, попадают в потенциальную яму и начинают совершать колебательное движение вдоль оси системы и вращательное движение вокруг нее из-за действия скрещенных электрического и магнитного полей. Таким образом, в этой области в направлении анода 2 развиваются лаЗИНЫ и электронный поток на него в значительной степени увеличивается. Ионы, образующиеся при развитии лавин, нейтрализуются на катодах 5 и 6. Регистрирующий прибор 10 регистрирует ток вторичных электронов, образовавщнхся при ионизации, который служит мерой давлеиия.

В данной конструкции манометра вторичные электроны, выщедшие из катодов 5 и 5, попадают в электрическое поле, направленное вдоль магнитного, и благодаря этому быстро нейтрализуются на электродах 3 и 4 и экранах 7 и 5. С этой целью внутреииий диаметр катодов 5 н 5 делается большим, чем внутренний диаметр экранов 7 и 8. Резкое уменьщение

//

числа вторичных электронов, попадающих в разрядный промежуток с катодов 5 и 6, дает возможность, не опасаясь возникновения самостоятельного разряда, выбрать значения fit и Я соответствующими максимальному коэффициенту нарастания лавин в областн III, а это приводит к значительному выигрышу в чувствительности прибора. .Для у.меньшення фонового тока дисковых электродов 3 и 4 их толщина и длина коллектора 9 выбираются такими, чтобы излучение с катода / и рентгеновское излучение с коллектора 9 не нопадали на анод 2.

Предмет изобретения

Электронный ионизационный манометр со скрещенными электрическим и магнитным полями, содержащий накаленный катод, цилиндрический анод, два дисковых электрода, расположенных поразные стороны от цилиндрического анода с отверстиями в центре, соосными цилиндрическому аноду, и магнит, поле которого параллельно оси симметрии манометра, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности показаний, в нем между дисковыми электродами с одной и другой стороны цилиндрического анода соосно ему расположены два цилиндрических вспомогательных катода, а между цилиндрическим анодом и вспо.могательными катодами соосно расположены два дисковых экрана, находящихся под положительным потенциалом, внешний диаметр которых больше внешнего диаметра вспомогательных катодов, а внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра цилиндрического анода, при этом накаленный катод расположен перед отверстием одного из дисковых электродов, а за отверстием другого дискового электрода расположен коллектор электронов.