Способ контроля термоэмиссионного состояния поверхностно- ионизационного термоэмиттера ионов

Изобретение направлено на упрощение способа контроля термоэмиссионного состояния поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов, в частности на контроль эффективности, однородности и селективности ионизации органических соединений на поверхности термоэмиттера в едином измерительном цикле без использования тестовых проб органических соединений. Сущность: вблизи поверхности термоэмиттера прокачивают воздух атмосферного давления с объемной скоростью (2-10) л/мин, при этом контролируют величину влажности воздуха, между термоэмиттером и коллектором ионов прикладывают постоянное напряжение величиной (30-600) В, нагревают термоэмиттер с постоянной скоростью нагрева, регистрируют температурную зависимость ионного тока термоэмиттера, определяют величины, характеризующие пики ионного тока на данной температурной зависимости (положение пиков, интенсивность тока, ширину пиков, скорость нарастания тока пиков) и по величине данных характеристик судят о термоэмиссионном состоянии термоэмиттера. Технический результат изобретения заключается в упрощении процедуры контроля и исключения тестовых проб. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области электронной техники и приборостроения, в частности к способам контроля термоэмиссионного состояния поверхностно-ионизационных термоэмиттеров ионов органических соединений, используемых для селективной ионизации молекул органических соединений в условиях атмосферы воздуха в газоанализаторах типа хроматографов и дрейф-спектрометров.

Известен способ контроля термоэмиссионного состояния поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов, включающий измерение термоэлектронной и ионной эмиссии с поверхности термоэмиттера при приложении к термоэмиттеру импульсного напряжения [1].

Основным недостатком данного способа является необходимость проведения контроля состояния термоэмиттера в условиях вакуума. При этом результаты измерений состояния поверхности термоэмиттера в вакууме в общем случае не могут быть использованы для оценки состояния термоэмиттера при работе его в реальных условиях - в условиях атмосферы воздуха. Кроме того, известным способом могут быть проконтролированы только некоторые из характеристик термоэмиттера - величины максимальной и минимальной работы выхода участков поверхности термоэмиттера.

Известен способ контроля термоэмиссионного состояния поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов, содержащего нагреватель термоэмиттера и датчик температуры термоэмиттера, в устройстве, содержащем коллектор ионов и внешний насос для прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, включающий нагрев термоэмиттера ионов, приложение электрического напряжения между термоэмиттером ионов и коллектором ионов и регистрацию ионного тока термоэмитгера в цепи термоэмиттера ионов или в цепи коллектора ионов [2]. Данный способ позволяет контролировать состояние поверхности термоэмиттера на воздухе, что является достоинством данного способа. Однако известный способ обладает рядом существенных недостатков.

Для контроля термоэмиссионной эффективности термоэмиттера необходимо измерять отношение величины ионного тока с термоэмиттера к величине концентрации органических молекул в потоке прокачиваемого воздуха.

Для контроля термоэмиссионной однородности поверхности термоэмиттера необходимо измерять эффективность ионизации нескольких различных типов органических молекул, характеризующихся различными значениями потенциалов ионизации на нагретой поверхности термоэмиттера.

Для контроля селективности ионизации органических молекул необходимо измерять эффективность ионизации нескольких различных классов органических молекул - аминов, нитросоединений и т.д.

Таким образом, известный способ предусматривает многостадийную процедуру контроля термоэмиссионного состояния поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов и при этом предполагает использование по крайней мере нескольких тестовых веществ - органических соединений.

Цель данного изобретения - упростить процедуру контроля термоэмиссионного состояния поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов таким образом, чтобы контроль таких характеристик термоэмиттера, как эффективность, однородность и селективность, мог осуществляться в едином измерительном цикле и без использования тестовых проб органических молекул в составе воздуха, прокачиваемого через устройство для контроля состояния термоэмиттера.

Поставленная цель достигается тем, что через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов прокачивают воздух с объемной скоростью в интервале (2÷10) л/мин, измеряют величину влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между термоэмиттером ионов и коллектором ионов, между термоэмиттером ионов и коллектором ионов прикладывают постоянное напряжение в интервале (30÷600) В плюсом на термоэмиттер ионов и минусом на коллектор ионов, термоэмиттер нагревают с постоянной скоростью нагрева от начальной температуры нагрева Т₀, выбираемой в интервале температур (комнатная ÷ 100)°С, до конечной температуры нагрева Т₃, выбираемой в интервале температур (450÷650)°С, регистрируют температурную зависимость тока положительных ионов с термоэмиттера ионов, на данной температурной зависимости определяют величину температуры T₁ максимума низкотемпературного пика ионного тока термоэмиттера и величину ионного тока термоэмиттера I₁ при температуре T₁, определяют также полуширину ΔT₁ низкотемпературного пика ионного тока на половине высоты низкотемпературного пика ионного тока термоэмиттера, определяют также температуру Т₂ начала высокотемпературного пика ионного тока термоэмиттера, определяют также среднюю скорость нарастания ионного тока высокотемпературного пика ионного тока термоэмиттера ΔI₂/ΔТ₂, где ΔI₂=(I₃-I₂), ΔТ₂=(Т₃-Т₂), I₃ - величина ионного тока термоэмиттера при температуре термоэмиттера Т₃, I₂ - величина ионного тока термоэмиттера при температуре термоэмиттера Т₂, и, с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера, по характеру зависимости от температуры ионного тока с поверхности термоэмиттера в интервале температур от Т₂ до Т₃ и по значениям величин T₁, ΔT₁, I₁, Т₂ и ΔI₂/ΔТ₂ судят о термоэмиссионном состоянии поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов.

Величину конечной температуры нагрева термоэмиттера Т₃ выбирают из условия, что величина ионного тока термоэмиттера I₃ при нагреве термоэмиттера с постоянной скоростью нагрева достигает значения I₃=(8÷10)·I₂.

О термоэмиссионной эффективности термоэмиттера судят по величинам I₁ и ΔI₂/ΔT₂ с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера.

О термоэмиссионной однородности поверхности термоэмиттера судят по величинам T₁ и ΔT₁ с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера.

О термоэмиссионной селективности термоэмиттера судят по величинам Т₂ и ΔI₂/ΔT₂ с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера.

По величине T₁ и величине скорости нагрева термоэмиттера рассчитывают энергию активации десорбции ионов с поверхности термоэмиттера в интервале температур термоэмиттера от (T₁-ΔT₁) до (T₁+ΔT₁), по величине которой с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера судят о термоэмиссионной однородности поверхности термоэмиттера.

По зависимости от температуры термоэмиттера ионного тока с поверхности термоэмиттера в интервале температур от Т₂ до Т₃ рассчитывают энергию активации десорбции ионов с поверхности термоэмиттера в данном интервале температур термоэмиттера, по величине которой с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера судят о термоэмиссионной селективности термоэмиттера.

Заявленный способ иллюстрируется следующими чертежами.

На Фиг.1 приведена схема структуры поверхности материала термоэмиттера [4] на основе окисленных сплавов переходных металлов для селективной поверхностной ионизации органических молекул из класса аминов [3] (слева) и схема структуры поверхности материала термоэмиттера на основе оксидных бронз щелочных металлов для селективной поверхностной ионизации аминов и нитросоединений, содержащая на поверхности термоэмиттера дополнительные состояния ионов щелочных металлов [2, 4] (справа).

На Фиг.2 приведена типичная зависимость ионного тока термоэмиттера от температуры термоэмиттера при равномерном подъеме его температуры для термоэмиттера, выполненного из окисленных сплавов переходных металлов.

На Фиг.3 приведена типичная зависимость ионного тока термоэмиттера от температуры термоэмиттера при равномерном подъеме его температуры для термоэмиттера, выполненного на основе оксидных бронз щелочных металлов.

На Фиг.4 приведен типичный график зависимости ионного тока термоэмиттера от температуры термоэмиттера в интервале температур от Т₂ до Т₃, построенный в координатах ln I(T)÷1000/Т, для термоэмиттера, выполненного из окисленных сплавов переходных металлов.

На Фиг.5 приведен типичный график зависимости ионного тока термоэмиттера от температуры термоэмиттера в интервале температур от Т₂ до Т₃, построенный в координатах In I(T)÷1000/Т, для термоэмиттера, выполненного на основе оксидных бронз щелочных металлов..

На Фиг.1 обозначены: Me⁺ - ионы металла в решетке оксида на поверхности окисленного сплава переходного металла или в решетке оксидной бронзы щелочного металла, О^- - ионы кислорода, ОН^- - ионы гидроксильных групп (двух типов), образующиеся на поверхности оксидного слоя термоэмиттера на основе сплава переходного металла или на поверхности оксидной бронзы щелочного металла при диссоциативной адсорбции на них молекул воды из состава воздуха, прокачиваемого вблизи поверхности термоэмиттера, A⁺ - ион щелочного металла, который может находится как в объеме, так и на поверхности оксидной бронзы щелочного металла.

На Фиг.2 и Фиг.3 обозначены: T₁ - температура максимума низкотемпературного пика ионного тока, ΔT₁ - полуширина данного пика ионного тока на половине его высоты, I₁ - величина ионного тока в максимуме низкотемпературного пика ионного тока, Т₂ - начало подъема ионного тока высокотемпературного пика ионного тока, Т₃ - конечная температура нагрева термоэмиттера, Т₄ - температура "излома" на зависимости ионного тока от температуры, ΔI₂ - величина увеличения ионного тока при изменении температуры термоэмиттера от Т₂ до Т₃. На Фиг 4 и Фиг.5 углы α, α₂ и α₃ - наклоны линейных участков зависимостей тока термоэмиттера от температуры, получающихся при построении данных зависимостей в координатах In I(T)÷1000/Т.

Сущность изобретения состоит в следующем.

На Фиг.1 приведена схема структуры поверхности оксида, содержащая так называемые кислотные {КЦБ}1 и основные {ОЦБ}2 центры Бренстеда [4]. Указанные центры образуются на поверхности оксидов W, Mo, Re, Al, Zr, Mg и ряда сплавов на их основе и представляют собой ионы водорода и гидроксильной группы, хемосорбированные соответственно на ионах кислорода и металла оксида в результате диссоциативной адсорбции на его поверхности молекул воды. На этом же рисунке показан поверхностный ион щелочного металла {ИЩМ}3 для случая поверхности оксида сложного состава, например поверхности оксидной бронзы щелочного металла [2,4]. Поверхность оксида, содержащая активные центры типа {КЦБ}, {ОЦБ} и {ИЩМ}, может инициировать протекание поверхностных реакций с обменом протонами, ионами щелочных металлов и гидроксильными ионами.

В молекуле органического соединения из класса аминов у атома азота имеется свободная пара валентных электронов [4], которая может присоединять протон с образованием вторичного иона и формированием у этого протона замкнутой электронной орбитали:

В органической молекуле из класса цитросоединений атом азота образует с двумя атомами кислорода так называемую семиполярную связь, обладающую значительным ди-польным моментом, который может присоединить ион щелочного металла по реакции:

причем устойчивость вторичного иона будет определяться величиной ионного радиуса соответствующего щелочного металла.

Таким образом, образование ионов аминов, гидразинов или нитросоединений на поверхности оксида может протекать без электронного обмена между органическими молекулами и поверхностью оксида, а сам процесс ионизации органической молекулы М может быть представлен последовательностью реакций ионизации:

При этом скорость поверхностной ионизации органических молекул (величина ионного тока) по данным реакциям, то есть эффективность ионизации органических молекул, селективность ионизации, однородность ионизации на поверхности термоэмиттера будет определяться типом активных центров на поверхности термоэмиттера, однородностью их энергетического состояния, концентрацией активных центров на единице поверхности термоэмиттера.

Если в соответствии с заявленным изобретением между поверхностью термоэмиттера и поверхностью коллектора прокачивать воздух атмосферного давления, содержащий молекулы воды, то на поверхности термоэмиттера на основе сплава переходного металла будут сформированы активные центры, способные вступать в реакции (3а)-(3в), а на поверхности термоэмиттера на основе оксидной бронзы щелочного металла, кроме того, будут сформированы активные центры, способные вступать в реакцию (3г). Если же при этом осуществить нагрев термоэмиттера с постоянной скоростью нагрева, то по мере повышения температуры термоэмиттера активные центра последовательно начнут десорбироваться, что проявляется в характере температурной зависимости ионного тока с поверхности термоэмиттера. При регистрации тока положительных ионов на температурной зависимости тока с поверхности термоэмиттера, выполненного из окисленного сплава переходного металла, проявится два пика ионного тока, соответствующих двум состояниям протонов на поверхности термоэмиттера, а при регистрации тока положительных ионов с поверхности оксидной бронзы щелочного металла на эти два пика наложится третий пик, соответствующий десорбции ионов щелочного металла, как видно на Фиг.2 и Фиг.3.

Экспериментальные исследования показали, что о качестве термоэмиттера можно судить по характеру пиков на данных температурных зависимостях.

Величина максимума тока низкотемпературного пика, а также скорость нарастания ионного тока в начале высокотемпературного пика свидетельствуют о концентрации активных центров на поверхности термоэмиттера, то есть об эффективности ионизации органических соединений. Чем выше значения этих величин при фиксированных значениях влажности воздуха, прокачиваемого вблизи поверхности термоэмиттера, скорости прокачки воздуха и скорости подъема температуры термоэмиттера, тем выше эффективность ионизации органических молекул.

Положение низкотемпературного пика ионного тока на шкале температуры термоэмиттера и полуширина этого пика свидетельствуют об однородности ионизационных свойств поверхности термоэмиттера. Чем меньше величина ΔT₁ и чем меньше величина T₁, тем более однородна поверхность термоэмиттера по своим ионизационным свойствам.

О селективности ионизации органических соединений можно судить по величинам T₁ и ΔI₂/ΔТ₂. При фиксированных значениях влажности воздуха, прокачиваемого вблизи поверхности термоэмиттера, скорости прокачки воздуха и скорости подъема температуры термоэмиттера, данные величины должны быть не ниже некоторых значений, характерных для конкретных составов материала термоэмиттера. При этом величины Т₂ и ΔI₂/ΔT₂ для оксидной бронзы щелочного металла должны иметь более высокие значения, чем для материала на основе окисленного переходного металла, что характеризует наличие на поверхности оксидной бронзы ионов щелочного металла, которые начинают десорбироваться при более высокой температуре, но имеют при этом меньшее значение энергии активации десорбции.

Начальную температуру нагрева термоэмиттера выбирают из условия, чтобы она была заведомо меньше температуры T₁, которая для всех исследованных нами материалов составляет (180-360)°С. Конечную температуру нагрева термоэмиттера выбирают из условий, чтобы, во-первых, проявился подъем высокотемпературного пика ионного тока и, во-вторых, температура термоэмиттера не превысила температуру разложения оксидного слоя на поверхности термоэмиттера, выполненного на основе сплава переходного металла, или температуру разложения оксидной бронзы щелочного металла. С этих точек зрения оптимальным является окончание нагрева термоэмиттера при достижении ионным током значения I₃=(8÷10)·I₂, что достаточно для достоверной регистрации скорости подъема ионного тока.

Одним из вариантов контроля параметра селективности ионизации органических соединений на поверхности термоэмиттера является расчет по зависимости ионного тока термоэмиттера от температуры в интервале температур от Т₂ до Т₃ величины энергии активации десорбции активных центров в данном интервале температур. Величина энергии активации численно равна тангенсу наклона прямой, получающейся при построении зависимости ионного тока от температуры в координатах ln I(T)÷1000/Т. Такая зависимость для термоэмиттера на основе сплава переходного металла приведена на Фиг.4 и имеет один линейный участок, соответствующий десорбции одного из типов протонов с поверхности термоэмиттера. Такая же зависимость, построенная для термоэмиттера из оксидной бронзы щелочного металла и приведенная на Фиг.5, имеет два линейных участка соответственно слева и справа от температуры Т₄,что соответствует двум значениям энергии активации десорбции, причем в интервале температур от Т₂ до Т₄ десорбция относится к протонам, а в интервале температур от Т₄ до Т₅ - к ионам щелочного металла.

Аналогичным образом может быть найдена и энергия активации десорбции протонов по низкотемпературному пику десорбции, которая характеризует термоэмиссионную однородность поверхности термоэмиттера. Однако данная энергия активации ε более точно может быть найдена с использованием известного выражения [5]

где dT/dt - скорость нагрева образца, k - постоянная Больцмана, ν=10¹² Гц - частота колебаний протонов на поверхности оксида.

Термоэмиттер, характеризующийся высокой термоэмиссионной однородностью и высокой селективностью, при фиксированных значениях влажности воздуха, скорости прокачки воздуха и скорости нагрева термоэмиттера должен иметь строго определенные значения величин энергий активации десорбции протонов и ионов щелочного металла.

Предложенный способ был апробирован на термоэмиттерах различных типов и различных составов: сплавах па основе молибдена, вольфрама и ванадия, легированных другими компонентами (материалы термоэмиттера для селективной ионизации аминов, гидразинов и т.д.), оксидные бронзы натрия, калия, лития и вольфрама, молибдена, ванадия (материалы термоэмиттера для селективной ионизации нитросоединений и/или аминов в зависимости от выбранного значения его рабочей температуры).

Практическую реализацию предложенного способа осуществляли следующим образом.

Материал термоэмиттера нагревали со скоростью порядка (50-100)°С/мин. При этом в зазоре между термоэмиттером и коллектором прокачивали воздух атмосферного давления с объемной скоростью (2-10) л/мин. При меньшей скорости прокачки действие объемного заряда ионов препятствовало измерению ионного тока [3], при большей скорости прокачки ионы в значительной части не достигали поверхности коллектора и уносились с потоком воздуха. Между термоэмиттером и коллектором прикладывали постоянное напряжение в интервале (30-600) В плюсом на термоэмиттер. При напряжении меньше 30 В ток с термоэмиттера слишком мал, при напряжении больше 600 В возможны пробои напряжения. При этом регистрировали зависимость ионного тока термоэмитгера от температуры термоэмиттера, по которой определяли характеристики термоэмиттера, указанные в формуле изобретения. Если измеренные характеристики соответствовали характеристикам эталонных термоэмиттеров, то тестируемый термоэмиттер признавался обладающим высоким качеством. Если характеристики не соответствовали характеристикам эталонных термоэмиттеров, то испытуемый термоэмиттер прогревали при температуре в интервале от T₁ до Т₂ в течение (30-60) минут, затем выключали нагрев, охлаждали термоэмиттер до температуры Т₀ и снова проводили контроль его качества. Если его характеристики соответствовали эталонному термоэмиттеру, то его признавали годным. Если и после прогрева тсрмоэмиттер не соответствовал эталонным образцам, его забраковывали.

Изложенное показывает, что в научно-технической и патентной литературе отсутствуют технические решения, позволяющие достичь указанных технических результатов с помощью вышеуказанных приемов и средств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень". Заявленный способ может быть реализован в промышленности, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Источники информации, принятые во внимание

1. А.с. СССР №1005213, опубликовано 15.03.1983 г., бюл. №10 (аналог).

2. Патент РФ №2186384 от 21.12.1999 г. (прототип).

3. Банных О.А., Поварова К.Б., Капустин В.И., "Новый подход к поверхностной ионизации и дрейф-спектроскопии органических молекул", ЖТФ, 2002, том.72, вып.12, с.88-93.

4. Банных О.А., Поварова К.Б., Капустин В.И. и др., "Физикохимия поверхностной ионизации некоторых типов органических молекул", Доклады Академии Наук РФ, 2002, том 385, №2, с.200-204.

5. Новое в исследовании поверхности твердого тела. Под ред. Джайядевайя Т., Ванселова Р., М.: Мир, 1977, Вып.2, 376 с.

1. Способ контроля термоэмиссионного состояния поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов, содержащего нагреватель термоэмиттера и датчик температуры термоэмиттера, в устройстве, содержащем коллектор ионов и внешний насос для прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, включающий нагрев термоэмиттера ионов, приложение электрического напряжения между термоэмиттером ионов и коллектором ионов и регистрацию ионного тока термоэмиттера в цепи термоэмиттера ионов или в цепи коллектора ионов, отличающийся тем, что через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов прокачивают воздух с объемной скоростью в интервале (2÷10) л/мин, измеряют величину влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между термоэмиттером ионов и коллектором ионов, между термоэмиттером ионов и коллектором ионов прикладывают постоянное напряжение в интервале (30÷600) В плюсом на термоэмиттер ионов и минусом на коллектор ионов, термоэмиттер нагревают с постоянной скоростью нагрева от начальной температуры нагрева Т₀, выбираемой в интервале температур (комнатная ÷ 100)°С, до конечной температуры нагрева Т₃, выбираемой в интервале температур (450÷650)°С, регистрируют температурную зависимость тока положительных ионов с термоэмиттера ионов, на данной температурной зависимости определяют величину температуры T₁ максимума низкотемпературного пика ионного тока термоэмиттера и величину ионного тока термоэмиттера I₁ при температуре T₁, определяют также полуширину ΔТ₁ низкотемпературного пика ионного тока на половине высоты низкотемпературного пика ионного тока термоэмиттера, определяют также температуру Т₂ начала высокотемпературного пика ионного тока термоэмиттера, определяют также среднюю скорость нарастания ионного тока высокотемпературного пика ионного тока термоэмиттера ΔI₂/ΔT₂, где ΔI₂=(I₃-I₂), ΔT₂=(Т₃-Т₂), I₃ - величина ионного тока термоэмиттера при температуре термоэмиттера Т₃, I₂ - величина ионного тока термоэмиттера при температуре термоэмиттера Т₂, и, с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера, по характеру зависимости от температуры ионного тока с поверхности термоэмиттера в интервале температур от Т₂ до Т₃ и по значениям величин T₁, ΔT₁, I₁, T₂ и ΔI₂/ΔT₂ судят о термоэмиссионном состоянии поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину конечной температуры нагрева термоэмиттера Т₃ выбирают из условия, что величина ионного тока термоэмиттера I₃ при нагреве термоэмиттера с постоянной скоростью нагрева достигает значения I₃=(8÷10)·I₂.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что о термоэмиссионной эффективности термоэмиттера судят по величинам I₁ и ΔI₂/ΔT₂ с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что о термоэмиссионной однородности поверхности термоэмиттера судят по величинам T₁ и ΔT₁ с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что о термоэмиссионной селективности термоэмиттера судят по величинам Т₂ и ΔI₂/ΔT₂ с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что по величине T₁ и величине скорости нагрева термоэмиттера рассчитывают энергию активации десорбции ионов с поверхности термоэмиттера в интервале температур термоэмиттера от (T₁-ΔT₁) до (T₁+ΔT₁), по величине которой с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера судят о термоэмиссионной однородности поверхности термоэмиттера.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что по зависимости от температуры термоэмиттера тока ионов с поверхности термоэмиттера в интервале температур от Т₂ до Т₃ рассчитывают энергию активации десорбции ионов с поверхности термоэмиттера в данном интервале температур термоэмиттера, по величине которой с учетом величины влажности воздуха, прокачиваемого через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов, величины объемной скорости прокачки воздуха через зазор между рабочей поверхностью термоэмиттера ионов и коллектором ионов и величины скорости нагрева термоэмиттера судят о термоэмиссионной селективности термоэмиттера.