Ионизационный вакуумметр

Авторы патента:

G01L21/30 - ионизационные (трубки для них H01J 41/02)

Изобретение относится к области вакуумной техники, а именно к измерению давления разряженного газа с помощью вакуумметров, и позволяет расширить диапазон измерений в сторону высоких давлений. Для этого в вакуумметре, состоящем из электронного ионизационного преобразователя 1 давления и измерительного блока, включающего стабилизатор 2 режима работы преобразователя 1 и устройство 3 измерения полезного сигнала, каждый из концов катода 8 преобразователя 1 соединен с двумя гермовводами, а в измерительный блок введен блок 5 деления и образованы цепь 9.4 измерения напряжения питания катода 8, соединенная с блоком 5 деления, и цепь 9.3 тока питания катода 8, в которой установлен резистор 4, соединенный с блоком 5 деления, выход которого соединен со стабилизатором 2 режима работы преобразователя. При низких давлениях производится измерение давления путем ионизации газа и измерение ионного тока коллектора преобразователя 1. При повышении давления катод 8 переходит в режим работы терморезисторного преобразователя, сопротивление его поддерживается постоянным с помощью блока 5 деления и стабилизатора 2 режима работы путем автоматического регулирования тока питания катода 8. Мерой давления является напряжение питания нити катода 8, измеряемое устройством 3. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ1472777 (51)4 G 01 1. 21/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

Н Д BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (?1) 4295073/24-10 (22) 11.08.87 (46) 15.04.89. Бюп. Ф 14 (72) Е.А.Пенчко и Л.А.Костин (53) 531.787(088.8) (56) Пипко А.И. и др. Конструирование и расчет вакуумных систем. N.:

Знергия, 1979, с. 364. (54) ИОИИЗАЦИОИНЫИ ВАКУУММЕТР (57) Изобретение относится к области вакуумной техники, а именно к измеревЂ” нию давления разреженного газа с помощью вакуумметров, и позволяет расширить диапазон измерений в сторону высоких давлений. Для этого в вакуумметре, состоящем из электронного ионизационного преобразователя 1 давления и измерительного блока, включающего стабилизатор 2 режима работы преобразователя 1 и устройство 3 измерения полезного сигнала, каждый из концов катода 8 преобразователя 1 соединен с двумя гермовводами, а в измерительный блок введен блок 5 деления и образованы цепь 9.4 измерения напряжения питания катода 8, соединенная с блоком 5 деления, и цепь 9.3 тока питания катода 8, в которой установлен резистор 4, соединенный с блоком 5 деления, выход которого соединен со стабилизатором

2 режима работы преобразователя.

При низких давлениях производится измерение давления путем ионизации газа и измерение ионного тока коллектора преобразователя 1. При повышении давления катод 8 переходит в режим работы термореэисторного преобразователя, сопротивление его поддерживается постоянным с помощью блока 5 деления и стабилизатора 2 режима работы путем автоматического регулирования тока питания катода 8.

Мерой давления является напряжение питания нити катода 8, измеряемое устройством 3. 1 ил.

1472777

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к измерению давления разреженного газа с помощью вакуумметров.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений в сторону высоких давлений.

На чертеже приведена принципиальная схема вакуумметра. 10

Ионизационный вакуумметр содержит эле .тронный ионизационный преобразователь 1 давления„стабилизатор 2 режима работы, устройсто 3 измерения полезного сигнала, резистор 4 и блок

5 деления.

В вакуумметре используется ионизационный преобразователь 1 любого типа, состоящий из анода 6, коллектора 7 ионов и несъемного жестко закрепленного катоца 8 в виде нити, каждый из электродов соответственно присоединен к гермовводам 9, 1; 9.2;

9.3 (цепь тока питания) и 9,4 (цепь напряжения питания). Вывод 9.1 сое- 25 динен со стабилизатором 2 режима работы. Вывод 9.2 соединен с устройством,3 измерения полезного сигнала.

Вывод 9.3 через резистор 4 соединен со стабилизатором 2 режима работы. 30

Каждый из выводов 9.4 соединен с устройством 3 измерения полезного сигнала и устройством 5 деления.

Стабилизатор 2 режима работы при измерении высокого вакуума обеспечивает стабильность эмиссии катода путем изменения напряжения его накала. При измерении низкого вакуума от поддерживает постоянство сопротивления нити катода независимо от „ @ давления и сопротивления переходных контактов путем-изменения напряжения и тока его нагрева.

Устройство 3 измерения полезного сигнала представляет собой вольтметр,45 измеряющий при низких давлениях падение напряжения на входном резисторе от ионного тока, пропорционального давлению а при низком вакуумевЂ”

I напряжение нагрева нити, зависящее о т давл ения .

Блок 5 деления определяет отношение напряжения питания нити к току питания и выдает сигнал, пропорциональный сопротивлению нити, Савре=. менные ионизационные вакуумметры оснащаются микропроцессорами, автоматизирующими их работу и выводящими сигнал прямо в единицах давления.

Процессор вакуумметра может решить задачу деления с выводом управляющего сигнала для стабилизатора.

Вакуумметр работает следующим образом.

При низких давлениях традиционно производится измерение давления ионизационным преобразователем. Электронный эмиссионный ток с катода, поддерживаемый постоянным, по пути к аноду тонизирует газ. Образующиеся ионы собираются колелктором и дают в .его цепи ток, пропорциональный давлению.

Устройство 3 измерения полезного сигнала трансформирует этот ток в отсчет давления. При повышении давления до 10-100 Па катод 8 переходит в режим терморезистсрного преобразователя, заданное сопротивление его .поддерживается постоянным с помощью блока 5 давления и стабилизатора 2 режима работы путем автоматического регулирования тока питания катода.

Теплоотвод от нити, необходимая мощность питания зависят от давления. г1ерой давления является напряжение питания нити катода. Контроль павления производится по напряжению нагрева нити катода. В таком режиме преобразователь работает при давлении вплоть до атмосферного.

При включении вакуумметра при атмосферном давлении указанные процессоры пройдут в обратном порядке.

Предложенное решение позволяет включить вакуую етр при любом давлении. Сначала катод включается в режиме терморезисторного датчика и если давление меньше нижней границы его работы в этом режиме, то он переходит в режим ионизационного преобразователя.

Предчагаемый вакуумметр позволяет обеспечить измерение давления в широком диапазоне вЂ” от атмосферного до высокого вакуума с использованием одного электронного ионизационного преобразователя с накаленным катодом, а также дистанционное измерение давления, что потребует только запроса стабилизатора по напряжению накала катода, на погрешности измерения низкого вакуума повышенное сопро- тивление проводов, как и переходных контактов, никак не отразится.

1472777

Составитель Н. Матрохина

Техред А.Кравчук Корректор С. Черни

Редактор Т. Лазоренко

Заказ 1700/41

Тираж 788

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула изобретения

Ионизационный вакуумметр, содержащий электронный ионизационный преобразователь давления с катодом, анодом, коллектором и гермовводами, стабилизатор режима работы преобразователя с цепями питания анода и катода и устройство измерения выходного сигнала, подключенное к коллектору преобразователя, о т л и ч.а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений в сторону высоких давлений, в него введен блок деления,. а в цепь питания катода включено сопротивление, соединенное с первым входом блока деления, выход которого подключен к стабилизатору режима работы преобразователя, при этом преобразователь снабжен двумя дополнительными электрическими гер мовводами, через которые катод дополнительно подключен к устройству измерения выходного сигнала и второму входу блока деления,

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерения давления в диапазоне среднего и высокого вакуума за счет снижения фона модуляции и улучшения сфабштьности режима элект ронйого ионизационного преобразователя давления

Радиоизотопный ионизационный манометр // 1413460

Изобретение относится к технике вакуумных измерений, в частности к манометрам на основе иони .защГонных камер со встроенным источником радиоактивного излучения

Устройство для измерения парциального давления газа в вакууме // 1409870

Изобретение относится к области вакуумной техники

Датчик высоковакуумного газоанализатора // 1352268

Способ измерения давления // 1326924

Изобретение относится к вакуумному приборостроению

Устройство для измерения парциального давления кислорода // 1315842

Изобретение относится к измерительной технике

Ионизационный вакуумметр // 1226080

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к измерению давления и паров в высоковакуумных системах

Вакуумметр // 1206636

Эквивалент преобразователя давления // 1177702

Устройство для измерения парциального давления кислорода в вакууме // 1045029

Способ измерения давления паров щелочных металлов // 1500892

Изобретение относится к приборостроению и позволяет расширить диапазон измерений давления паров щелочных металлов в сторону низких давлений

Способ измерения вакуума // 1525515

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений высокого и сверхвысокого вакуума за счет снижения инерционности регистрации нестационарного давления

Эквивалент ионизационного преобразователя давления // 1543270

Устройство для измерения вакуума // 1553864

Изобретение относится к технике измерения низких давлений и позволяет повысить надежность и безопасность в эксплуатации устройства для измерения вакуума за счет снижения амплитуды напряжения импульсов питания разрядного промежутка датчика

Высокочувствительный ионизационный вакуумметрический преобразователь // 2515212

Изобретение относится к технике измерения вакуума и может быть использовано при создании ионизационных вакуумметров для измерения высокого и сверхвысокого вакуума. Вакуумметрический преобразователь содержит концентрически расположенные штыревой анод, полый цилиндрический холодный катод, одновременно являющийся постоянным магнитом, намагниченным в осевом направлении, и конические полюсные накладки, формирующие в активной зоне преобразователя поперечное электрическому магнитное поле. Кроме того, преобразователь содержит центрирующую шайбу, к которой крепится электродная система преобразователя. Также в преобразователь введены дополнительные электроды, на которые подается постоянное напряжение от дополнительных внешних выводов, включаемое на нижних пределах измерения, а конические полюсные накладки электрически изолированы от цилиндрического холодного катода с помощью тонких диэлектрических шайб или диэлектрических слоев, нанесенных на поверхности конических полюсных накладок, контактирующих с торцевыми поверхностями цилиндрического холодного катода; при этом конические полюсные накладки электрически соединены между собой и с корпусом, а цилиндрический холодный катод электрически соединен со своим внешним выводом с помощью дополнительного провода. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 1 ил.

Разборный инверсно-магнетронный вакуумметрический преобразователь с дополнительным углеродным автоэлектронным эмиттером, защищенным от ионной бомбардировки // 2610214

Использование: для создания ионизационных вакуумметров. Сущность изобретения заключается в том, что инверсно-магнетронный вакуумметрический преобразователь содержит концентрически расположенные штыревой анод и полый цилиндрический коллектор ионов и автоэлектронный эмиттер, конструкция выполнена разборной, автоэлектронный эмиттер выполнен в виде наноуглеродной пленки, осажденной на подложку из кремния, и закреплен в специальном держателе, расположенном на одной оси с анодом, а на поверхность автоэлектронного эмиттера при давлениях выше 10-6 Па подается защитный потенциал. Технический результат: обеспечение возможности расширения диапазона измерения преобразователя в область сверхнизких давлений, увеличения точности измерения, облегчения зажигания разряда, повышения величины ионного тока. 3 ил.