ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПАРОВ МЕТАЛЛОВ Советский патент 1973 года по МПК G01L21/30 

1

Изобретен:ие относится .к области iBaacyy.MНОЙ TexiHHiKH И может быть использовано для иЗ|Мвр.ен-ия давления inapoiB щелочных щелочноземельных, редкоземельных металлов н элементав подгрупп Ti-Th.

Известные датчи1ки для намерения давления naipoB Металлов, лаягр}тп Li-Cs, Ва, Sc-La и Ti-Th на зависимости ионизации на ловерхиости вольфра-ма от потока атомов металлов, содержащие проволочный вольфрамовый анод прямого накала и холодный сетчатый .катод, обладают недостаточной точностью и ограниченным верхним пределом измеряемых давлений до . Это овязано С тем, что степень ионизации и ионные токи -с новерХНости тзтоплавких металлов ничтол ны .при измерении давления -napofB элементав, имеющих высокую температуру кипения высокий потенциал ионизации. Вследствие Необходимости сильного повышения температуры электродов (Возникают большие паразитные TOiKH Т6Р-МОЭМИ1ССИИ и фОТОЭМИСОИИ,

сильно искажающие получаемые результаты.

При больших давлениях В таких датчиках вознадкает разряд. Кроме того в них воа-можно возникновение паразитных токов и электромалнитных наводок.

Для повыщения точности и расщи-рения рабочего диапазона в сторону высоких давлений IB предлагаемом датчике катод (выполнен

с косвевнЫМ подогревом и снабжен электродом накала, а электродная система анод -катод-(накал выполнена плоской, при этом электрод макала с токоподводо,м (размещены в герметичной полости катодного корпуса, образованного .цилиндрической втулкой с прикрепленным к ее торц} катодом, выполненным из металлической фольги, например, вольфрамовой, и кера мической платой, в которой закреплен токоподвод накала, а анод выполнен из металлической сеткИ и npHiKpenлен к торцу цилиндрической втулки, раз мещенной коаксиально снаружи первой и изолированной от нее керамической цилиндрической вставкой, причем межд} анодом и цилиндрической вставкой установлено керамическое кольцо с зазором относительно катодного корпуса, а держатели анода и катода выполнены в виде двух коаксиальных, электрически изолированных друг от друга труб, снабженных на конце Бтулка1М И, в которых выполнены каналы для откачки полостей датчика.

На чертеже показан олисываемый датчик,

общий вид и разрез по А-А. Датчик содержит плоский катод /, изготовленный из вольфрамовой фольги, приваренный к торцу цилиндрической втулки 2, плоский электрод накала с токоподвод ом 4, закрепленным в плате 5 плоский Сетчатый анод 6, приваренный к

втулке 7, изолирующую керамическую цилин. дричеакую йставку 8, керамическое кольцо 9, держатель 10 а1нода, держатель 1} катода и изолирующие втулки 12, 13 и 14.

Втулка 2 1C катодом / и керамичеокой платой 5 образуют герметичный катодный корпус, Внутри которого размещен электрод лшкала 3 с такопо1;-1)Водом 4. Кольцо 9 установлено между аиодом 6 и цилиндрической вставкой 8 € зазаром относительно втулки 2. Во втулках 13 и 14 .выполнены каналы для откачки полостей датчика. Для предотвращения вращения платы 5 (в ией выполнены прорези, в которых устаиовлены вставки 15. Цилиндрические детали датчика установлены коакоиалыио. Работа датчика основана «а использоватии влияния давления паров металлов на термоэмвосию с поверхности (нагреваемого металла, например, вольфрама. В результате образования «а катоде 1 мономолекулярной пленки адоорбата, степень покрытия которой зависит от потока атомов металлов иа поBepxiHOCTb катода / и от теМПератзры катода /, плотность тока насыщения термоэмиссии с катода / и, следовательно, ток между анодом 6 и (Катодом 1 характеризует измеряемое давление. Для любых выбранных температуры и материала катода 1 датчика существует некоторый диапазон давлений, в котором ток термоэмиосии с катода 1 зависит от давления.

Благодаря тому, что магнитное поле токов накала натравлено под углом к поверхности катода / и мало, оно не препятствует движению электронов на анод 6. Ток между электродами (|катодом 1 и анО(Д01М 6) переносится электронами, 4jTo также позволяет расщирить диапазон измеряемых давлений. Вероятность вознитанавания разряда ннутри корпуса катода 1, нашрнмер, «а электроде иакала 3, а также паразитные токи на токонодводы устраняются тем, что держатель 10 анода полностью экранируегг от исследуемых паров токоподводящие элементы датчика и выполнен достаточной длины с тем, чтобы его конец находился в холодной зоне, где возможно применение низкотем1пературных изоляционных

материалов, а каналы для откачки воздуха 113 полостей датчика расположены на тыльной сторане датчика в керамических втулках 13 и 14. Такая констру|Кция датчика позволяет повысить точность измерения давленИЯ паров

вышеуказанных металлов и расширить диапазон измерения в стороиу увеличения верхнего предела до 1 -f 10 тор.

Предмет изобретения

Датч1ик для измерения давления паров металлов подгрупп Li-Cs, Mg-В а, Sc-La н Ti-Th, содержащий анод, катод и держатели анода и катода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего диапазона в сторону высоких давлений, в нем катод выполнен с косвенным подолревоМ и снабжен электродом накала, а электродная система анод--катод- накал выполнена плоокой, ,П|ри это.м электрод накала с токоподводом размещены в герметичной полостн катодного корпуса, образованного цилиндрической втулкой с прикрепленным к ее торцу катодом, выполненным из металлической фольпи, например вольфрамовой, и керамнческой платой, в которой закреплен токоподвод накала, а анод выполнен из металлической сетки и прик|реплен к торцу другой цилиндрической втулки, размещенной коаксиально снаружи первой и изолированной от нее керамической цилиндрической Бстав1кой, причем между анодом и цилиндрической вставкой установлено керамическое кольцо с зазором относительно катодного корпуса, а держатели анода и катода выполнены в виде двух коаксйальных, электрически изолированных друг от друга труб, снабженных на конце втулками, в которых выполнены каналы для откачки полостей датчика.

8 1

А -А