Магниторазрядный манометр Советский патент 1981 года по МПК G01L21/34 

(54) МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ МАНОМЕТР

I

Изобретение относчтся к области контрольно-измерительной техники, в частности к магниторазрядным манометрам для измерения низкого давления.

Известны магниторазрядные манометры с холодным катодом .

Наиболее близким к изобретению является магниторазрязный манометр, содержащий два соосных цилиндрических электрода, размещенных между плоскими торцевыми катодами и соединенных с концами высоковольтной обмотки трансформатора, причем наружный цилиндрический электрод соединен с торцовыми катодами .

Недостатком известного манометра является сни;:сение точности измерений давлениях порядка

при низких

10 мм рт. ст.,

что связано с затрудненностью существования разряда и снижением эффективности очистки электродов. Известный манометр работает в режиме постоянного зажигания, поэтому при смене полярности напряжения на электродах происходит сдвиг градуировочной характеристики, что увеличивает погрешность измерения по сравнению с манометрами стационарного разряда.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых давлений и увеличение точности измерений. Это достигается тем, что в известном манометре два плоских катода соединены с отрицательной клеммой источника постоянного напряжения, положительная клемма которого соединена со средней точкой обмотки трансформатора.

Схема предлагаемого манометра изображена на чертеже.

Он содержит два соосных цилиндрических электрода 1 и 2, размещенных между плоскими торцовыми катодами 3, 4 и соединенных с концами высоковольтной обмотки трансформатора 5, средняя точка которого соединена с поло38

жительной клеммой источника разрядного напряжения 6, при этом отрицательная клемма источника соединена с катодами 3, 4,

Манометр работает следующим образом.

При максимальном напряжении на трансформаторе 5 один из цилиндрических электродов слуткит анодом, напряжение на нем равно сумме напряжений трансформатора 5 и источника 6, например, удвоенному напряжению источника 6. Если это наружный электрод, то манометр полностью aHanortmeH нормальному магнетрону. При этом напряжение на внутреннем цилиндрическом электроде равно разности напряжений трансформатора 5 и источника 6, например, нулю. В режиме нормального магнетрона очистке подвергаются катоды 3,4 и внутренний электрод 2.

При дальнейшем изменении перемениого напряжения потенциалы цилиндрических электродов выравниваются и отличаются от.потенциала заземленных катодов на значение напряжения источнка 6. Манометр при этом работает в режиме миматрона, когда оба цилиндрических электрода анодами. Очистке ионной бомбардировкой подвергаются катоды 3, 4. Еще через чет верть периода на внутренний цилиндрический электрод подается высокое положительное напряжение, а наружный оказывается под потенциалом катодов. Манометр работает в режиме инверсного магнетрона и очистке подвергается катоды 3, 4 и наружный электрод

Таким образом, йа полный период переменного напряжения очистке подвер гаются поочередно оба цилиндрических электрода, а разряд в манометре поддерживается непрерьшно. А так как геометрия камеры и типы разряда аналогичны известным (магнетрон, инверсный магнетрон, миматрон), то и диайазон измерения давления предложенного манометра остается на уровне Iо рт. ст. Идентичность геометрии разрядного промежутка для разньрс типов разряда (особенно при толстом внутреннем электроде) обеспечивает равенство величины разрядного тока при изменении полярности переменного напряжения, что, наряду с отсутстанем периодов потухания разряда приводит к повышению точности измерения давления. Непрерывность очистки

54

электродов повышает ее эффективность, что, в свою очередь, способствует повьшгению точности измерения давления и обеспечивает возможность работы

датчика в областях давлений ниже

10 мм рт. ст. Эффективность очистки повьппается при снятии с трансформатора переменного напряжения прямоугольной формы.

Так как предлагаемый манометр работает в непрерьшном режиме и эффективность протекания разряда в магнетроне j инверсном магнетроне, миматроне- высока, можно его питание осуществлять при более низком напряжении, чем известного. Это позволяет снизить наводки по цепям измерения сигнала, а также снизить явления сорбции и десорбции на поверхности элек-

тродов, что важно при измерении высокого вакуума. Широкий диапазон измеряемых давлений и высокая точность измерений позволяет использовать предлагаемый самоочищакяций магниторазрядный манометр в камерах с парами масла и органических соединений в остаточном газе.

Кроме того, становится возможным проводить длительность измерения давления атмосферы на больших высотах

при эксплуатации предлагаемого манометра на летательном аппарате, так как на его работе не будут сказь1ваться испарения органических соединений.

Формула изобретения

Магниторазрядный манометр, содержащий два плоских торцовых катода, между которыми расположен наружный электрод и соосный с ним внутренний электрод, соединенный с концами обмотки трансформатора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых давлений и увеличения точности, он снабжен источником постоянного напряжения, причем два плоских катода соединены с отрицательной клеммой источника постоянного напряжения, а положительная клемма соединена со средней

0 точкой обмотки трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.. Лекк Дж. Измерение давления . в вакуумных системах. М., 1966,

5 с. 122.

2. Авторское свидетельство СССР № 527619, кл. G 01 L 21/34, 1975 (прототип).