Вакуумметр Советский патент 1978 года по МПК G01L21/32 

1

Изобретение относится к технике измерения высокого вакуума и может быть исиользовано для измерения давлений в дианазоне мм рт. ст.

Известны вакуумметры, основанные на образовании в разреженной газовой среде заряженных частиц (дионов) ири прохождении через нее быстрых электронов, содержащие источник нитания, выходной прибор и датчик, имеющий инжектор электронов и источник магнитного поля 1.

Иаиболее близким техническим решением является вакуумметр, содержащий источник питания, выходной нрибор и датчик, включающий инжектор электронов и снабженный источником магнитного поля, конфигурация которого нодобрана так, что в объеме датчика образована адиабатическая ловушка с магнитными пробками 2.

Однако этот вакуумметр имеет малую скорость измерения давлений, так как давление измеряется по времени задержания электронов, инжектированных от инжектора электронов в адиабатическую ловушку с магнитными пробками, которое обратно пропорционально давлению и может составлять величину до нескольких секунд.

Целью изобретения является повышение скорости измерения давлений.

Иоставленная цель достигается тем, что в вакуумметре, содержащем датчик, в камере которого размещены инжектор электронов и коллектор, а снаружи - источник, магнитного поля, выполненный в виде соленоидной катушки, блок питания и регистрирующий прибор, подключенный к коллектору, источник магнитного поля размещен между инжектором п коллектором и образует в объеме датчика магнитное зеркало.

На чертеже изображена схема нредлагаемого вакуумметра.

Камера 1 датчнка 2 присоединена к объему 3, в котором измеряется давление. На камеру 1 надет соленоид 4, содержащий ноле зеркальной геометрии. С одной стороны соленоида 4 расположен инжектор 5 - электронная пушка с фотокатодом, с другой стороны находится коллектор 6.

Вакуумметр также включает в себя блок электропитания 7 и выходной прибор 8.

Блок электропитания 7 включает в себя схему 9 снлового питания соленоида 4 и схему 10 питания инжектора 5.

Устройство работает следующим образом.

Электроны эмитируются инжектором 5 электронов, расположенном в области малых магнитных нолей, под углом а, к магнитной силовой линии и двигаются но направлению к области, .в которой напряженность магнитного поля максимальна (магнитное зеркало или магнитная пробка, в зависимости от нрименяемой терминологии). При этом согласно теории движения электронов в неоднородных магнитных полях во все время движения электронов сохраняется неизменной величина где а - угол наклона траектории электрона к магнитной силовой линии, В - величина магнитного ноля, Bi - величина магнитного поля в месте расположения инжектора 5. При а - , Д - 2 sin%i в область, где , электроны проникнуть не могут. Если (Вт - максимальная напряженность магнитного поля), то электроны отражаются от магнитного зеркала в области, где . Поэтому при отсутствии соударений с молекулами газа, т. е. при идеальном вакууме в системе, ток на коллектор 6 будет равен 0. Если же прибор заполнен газом, находящимся под некоторым давлением, то часть электронов, претерпевая столкновения с молекулами указанного газа, должна изменить свой угол с направлением магнитного поля таким образом, что они смогут пройти к коллектору 6 через магнитное зеркало. Таким образом, отношение / коллектора 6 / источника электронов Пропорционально давлению газа Р при условии/ коллектора / источника электронов где / коллектора 6, / источника - величины токов, измеряемые прибором 8. В результате того, что в объеме датчика 2 образовано магнитное зеркало, время пребывания электрона в приборе от момента вылета из инжектора 5 до попадания на выходной прибор 8 сокращается во много раз, а это увеличивает скорость измерения давлений. Таким образом, образование магнитного зеркала в объеме датчика 2 при подборе конфигурации его магнитного поля позволяет повысить скорость измерения давления в 10- 100 раз в зависимости от диапазона измеряемого давления норядка мм рт. ст. При этом полностью устранены влияния наразитных токов во время измерения. Формула изобретения Вакуумметр, содержащий датчик, в камере которого размещены инжектор электронов и коллектор, а снаружи - источник магнитного поля, выполненный в виде соленоидной катушки, блок питания и регистрирующий прибор, подключенный к коллектору, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения скорости измерения давления, в нем источник магнитного поля размещен между инжектором и коллектором и образует в объеме датчика магнитное зеркало. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лекк. Дж. Измерение давления в вакуумных системах. М., 1966, с. 124. 2.Авторское свидетельство СССР №323685, кл. G OIL 21/32, 1967.