Электроразрядный манометрический преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G01L21/34 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти применение в приборах для измерения низких давлений.

Известны электроразрядные манометры, содержащие коаксиально расположенные катод и анод, в которых зажигание разряда осуществляется каналом спиралеобразного центрального катода 1, что, однако, сопровождается нежелательным повышением давления.

Известно также применение автоэмиттирующих острых выступов на втулках экрана, расположенного между катодом и анодом 2. Однако такой способ зажигания разряда недостаточно надежен, так как при неограниченном возрастании плотности тока эмиттирующее острие выходит из строя.

Цель изобретения состоит в повыщении надежности зажигания разряда.

Эта цель достигается тем, что преобразователь снабжен проволочной петлей, расположенной между анодом и катодом и закрепленной па катоде через изолятор.

На фиг. 1 и 2 схематично показан предлагаемый преобразователь, инверсно-магнетронный и магнетроииый варианты соответственно; на фиг. 3 приведена экспериментально полученная зависимость автоэлектронпого тока от градиента электрического поля для петли из проволоки диаметром 6 мкм и длиной 10 мм, установленной на аноде диаметром 4 мм. Электроразрядный манометрический преобразователь содержит анод 1, катод 2, проволочную петлю 3 и изолятор 4. Петля из проволоки расположена в зоне действия электрического поля с потенциалом пространства от 0,5 до 1,6 кВ. Стеклянный или керамический изолятор обеспечивает небольщую утечку тока: на 1-2 порядка меньщую по сравнению с минимальным рабочим током.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче на анод высокого напряжения на поверхности петли образуется значительный градиент электрического поля,

по расчетным данным в реальных конструкциях порядка 5-10 В/см. Этот градиент поля, как показали проведенные экспериментальные исследования, вызывает автоэлектронную эмиссию 10- А с проволоки

диаметром 6 мкм и длиной 10 мм. Эмиссия с проволоки обусловлена шероховатостью ее поверхности. Автоэлектронный ток зажигает разряд в преобразователе.

Электронный ток, проходя через изолятор, увеличивает потенциал петли, снпжаст градиент электрического поля и дальнейшего роста тока не происходит. Изолятор выполняет функцию балластного резистора, ограничивающего автоэлектрониый ток. Величина сопротивления изолятора определяется из условия, чтобы поджигающий разряд автоэлектронный ток был на один-два порядка меньше минимального рабочего тока /р. млн при напряжении на петле порядка 1000 В, т. е.

ТГШ :3-10 (/р.мин) .

/ p.мин:tjj

Например, при минимальном разрядном токе 10 А сопротивление изолятора должно быть около см. Очень высокое сопротивление изолятора будет резко ограничивать автоэлектронную эмиссию с проволоки на столько, что она может оказаться недостаточной для поджигания разряда, и наоборот, очень малое сопротивление приведет к большому току автоэлектронной эмиссии, не зависящего от давления, и отличить ионный ток от фонового автоэлектронного станет затруднительно. Оптпмальиым сопротивлением изолятора применительно к распространенным конструкциям преобразователей является величина 10- Ом.

Для изготовления петли целесообразпо применение проволоки диаметром до

20 мкм. На проволоке большего диаметра градиент электрического поля при разных лапряжениях на аноде недостаточен для получения необходимого автоэлектронного тока.

В рабочих условиях на проволоку идет часть ионного тока. Пересечение проволокой зон с разным электрическим полем обусловливает при работе в условиях загрязнения непрерывную самоочистку участков петли ионной бомбардировкой,гарантируя тем самым работоспособность преобразователя.

Формула изобретения

Электроразрядный манометрический преобразователь, содержащий цилиндрический и коаксиально расположенные катод и анод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зажигания разряда, он снабжен проволочной петлей, расположенной между анодом и катодом и закрепленной на катоде через изолятор. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.«Приборы и техника эксперимента. № 5, 1968, с. 232.

2.«Приборы и техннка экснеримента. № 5, 1966, с. 186.

kJ

С

-f J

tpui.z

-В

W

0,5 2000

2-10- IIV,1/3

15

ею 500 178