Ионизационный вакуумметр Советский патент 1979 года по МПК G01L21/30 

1

Изобретение относится к приборам для измерения давления разреженных газов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известны ионизационные вакуумметры с внешним коллектором, предназначенные для измерения давления газов в диапазоне 10 10 мм рт. ст. 1. Известен ионизационный вакуумметр, в манометрическом преобразователе которого с целью расширения диапазона измерения в сторону высоких давлений коллектор ионов состоит из трех-пяти (предпочтительно четырех) стержней, расположенных вокруг катода параллельно его оси, причем катод и коллектор смонтированы внутри соосного с катодом цилиндрического анода 2.

Недостатком указанного вакуумметра является ограниченность диапазона измерения в области относительно низких давлений (10 мм рт. ст.) при одновременной зависимости характеристик вакуумметра от загрязнения электродов манометрического преобразователя парами технологических продуктов.

Известен также ионизационный манометр, содержащий ионизационный манометрический преобразователь, источник питаюш,их напряжений, стабилизатор тока эмиссии, усилитель ионного тока, регистратор и источник импульсов, подключенный к катоду преобразователя З.

Однако указанный манометр не обеспечивает требуемой точности измер ення в диапазоне низких давлений (до 10 мм рт. ст.).

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерения.

Указанная цель достигается тем, что анод и коллектор преобразователя выполнены в виде стержней П-образной формы, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и симметрично относительно продольной оси катода, расположенного между ветвями стержней, причем анод и коллектор подключены к усилителю и регистратору ионного тока и источнику питающего напряжения через переключатель.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого ионизационного вакуумметра; на фиг. 2 - устройство манометрического преобразователя этого вакуумметра.

В соотьс1ствии с фиг. 1 в состав вакуумметра входят ионизационный манометричесКИЙ преобразователь 1, стабилизатор 2 тока эмиссии, усилитель 3 ионного тока, регистратор 4 ионного тока, источник напряжения 5 и реле-переключатель 6. Электродная система ионизационного манометрического преобразователя 1 состоит из накаливаемого катода 7, анода 8 и коллектора 9 ионов. Реле-переключатель 6 содержит две группы контактов на переключение. Входные контакты этих групн (6а и 66) соединены соответственно с коллектором 9 ионов и анодом 8 преобразователя. Нормально-замкнутые и нормально-разомкнутые выходные контакты первой и второй групп (6а и 66) соответственно соединены между собой и с усилителем 3 ионного тока, а остальные выходные контакты реле-переключателя (6а и 6б) соединены с источником напряжения 5. Режим работы реле-переключателя (стабильное положение или г ериодическое переключение) задает электронное или электромеханическое устройство 10. Анод 8 и коллектор 9 ионов преобразователя выполнены из двух стержней П-образной формы, расположенных вокруг катода 7 параллельно его оси, причем анод и коллектор симметричны друг относительно друга. Катод, примененный в преобразователе, может и.меть прямолинейную или Y-образную форму. На фиг. 2 показано, что середина катода Y-образной формы прикреплена к аноду 8 через опорный изолятор 11. Вакуумметр работает следующим образом. Электроны, испускаемые катодом 7, нака.лепным стабилизатором эмиссии 2, движутся к аноду 8, ионизируя на своем пути молекулы газа. Образующиеся при этом ионы движутся к коллектору 9. Образованный таким образом в цепи коллектора ток подается на вход усилителя 3 ионного тока, выход которого соединен с регистратором 4 ионного тока. Показания регистратора 4 являются мерой давления. В процессе работы на электродах преобразователя могут адсорбироваться как молекулы газа, так и молекулы паров технологических продуктов вакуумной установки (например, масло диффузионного насоса, пропиточная жидкость, люминофоры и т. н.). Как следствие этого процесса в регистрируемом ионном токе появляется составляющая, не зависящая от давления в преобразователе, а определяемая только его предысторией (так называемый «ток ионной десорбции). Для повыщения точности измерения давления, особенно в области низких давлений, ток ионной десорбции должен быть исключен из отсчета вакуумметра. В предлагаемом вакуумметре эта задача рещается с одной стороны - уменьшением поверхности анода, а с другой - периодической бомбардировкой его поверхности ионами или электронами, имеющей место при переключении реле-переключателя 6. Предлагаемый ионизационный вакуумметр обеспечивает измерение давления в диапазоне -10 мм рт. ст., совмещая в себе возможности преобразователей ПМИ10-2 (1 - 10- мм рт. ст.) или ПМИ-2 (10 З - мм рт. ст.). Кроме того, показания предлагаемого вакуумметра в меньщей степени зависят от загрязнения электродов его манометрического преобразователя. Формула изобретения Ионизационный вакуумметр, содержащий ионизационный манометрический преобразователь, выполненный в виде катода, анода и коллектора ионов, заключенных в корпус, стабилизатор тока эмиссии, усилитель и регистратор ионного тока и источник питающих напряжений, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и расщирения диапазона измерения, анод и коллектор преобразователя выполнены в виде стержней П-образной формы, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и симметрично относительно продольной оси катода, установленного между ветвями стержней, причем анод и коллектор подключены к усилителю и регистратору ионного тока и источнику питающего напряжения через переключатель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Востров Г. А. и др. Вакуумметры, Л., «Мащиностроение, 1967. 2.Патент ФРГ № 1934940, кл. 42 к 12/04, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 402771, кл. G 01 L 21/30, 1971 (прототип) .