Физические свойства газов и жидкостей. Богословский С.В. - 52 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПб ГУАП | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

52
ионизации газа используются α- и β-частицы. Датчик содержит цилин-
дрический коллектор ионов, анод и радиоактивный источник (напри-
мер, радиоактивный плутоний
238
Рu). Ионы, образующиеся в результа-
те столкновений α-частиц с молекулами газа, движутся к коллектору
под действием напряжения (50 – 150) В, имеющегося между анодом и
коллектором. Интенсивность потока α-частиц постоянна, и ионный ток
пропорционален давлению
Ik
p
=
,
где k – чувствительность вакуумметра. Для разных конструкций k ле-
жит в пределах от 10
–8
до 10
–14
А/Па. Верхний предел измерений огра-
ничивается тем, что пробег частиц становится меньше размеров датчи-
ка. Для расширения верхнего предела до 10
5
Па уменьшают размеры
датчика. Нижний предел измерения определяется током, обусловленным
попаданием на коллектор частиц, выбивающих вторичные электроны.
Этот предел – (10
–2
– 10
–1
) Па.
В электронном ионизационном вакуумметре ионизация газа осу-
ществляется электронным ударом. Электроны, эмитируемые накален-
ным катодом (НК), движутся к цилиндрическому аноду и ионизуют
газ. Образовавшиеся ионы собираются на цилиндрическом коллек-
торе, имеющем отрицательный потенциал относительно катода (от
25 до 100 В). Ионный ток определяется по формуле
и
ISi
p
=
,
где
i
– ток термоэлектронной эмиссии,
i
= (0,05 – 10) мА; S – удель-
ная чувствительность.
Диапазон намерения – (1 – 5⋅10
–6
) Па. Верхний предел связан со сро-
ком службы катода, отклонением от линейной зависимости ионного тока
I
и
от давления р за счет рекомбинации ионов и электронов и уменьше-
ния средней длины свободного пробега λ
ср
, до величины, меньшей тра-
ектории электронов. Нижний предел измеряемых давлений связан с
фотоэлектронным током с коллектора под действием рентгеновского из-
лучения, возникающего при электронной бомбардировке анода.
Для измерения сверхвысокого вакуума применяются специальные
конструкции ионизационных вакуумметров, где фотоэлектронный ток с
коллектора снижен. Наиболее распространен манометр Байярда-Альпер-
та, где коллектор расположен по оси цилиндрической анодной сетки, а
катод – вне этой сетки. При этом на коллектор попадает лишь малая
часть рентгеновских квантов; нижний предел вакуумметра ~ 10
–8
Па.

Страницы