Датчик для измерения давления паров металлов
!
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
39885I
Союз Советских
Социалистинеских
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
М.Кл. 0 Oll 21/30
Заявлено 15.Х1.1971 (№ 1714065/18-10) с присоединением заявки №вЂ”
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий
Приоритет—
Опубликовано 27.IX.1973. Бюллетень ¹ 38
Дата опубликования описания 16.111.1974
УДК 531.788.7(088.8) Авторы изобретения
Г. В. Бабкин и С. А. Мещеряков
Заявитель
ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПАРОВ МЕТАЛЛОВ
Изобретение относится,к области .вакуумной темники и может быть использовано для измерения давления паров щелочных щелочноземельных, редкоземельных металлов и элементов подгрупп Ti — Th.
Известные датчики для измерения давления паров .металлов, подгрупп Li — Cs, Mg—
Ва, Sc — 1 а и Ti — Th на зависимости ионизации на;поверх ности вольфрама от потока атомов металлов, содержащие проволочный воль фрамовый анод прямого накала и холодный сетчатый катод, обладают недостаточной точностью и ограниченным верхним пределом измеряе мых давлений до 10 — 10 зтор. Это связано с тем, что cTBIIBHb ионизац ии и ионные токи с поверхности тугопла вких металлов ничтожны,при измерении давления паров элементов, имеющих .высокую температуру кипения и:высоцкий потенциал ионизации. Вследствие необходимости сильного повышения температуры электродов возникают большие паразигные токи термоэмиссии и фотоэмисоии, сильно искажающие получаемые результаты.
При больших .давлениях в таких датчиках вози икает разряд. Кроме того в них возможно возникновение парази DHbIx токов и электромагнитных наводок.
Для повышения точности и расширения рабочего диапазона в сторону высоких давле ний в предлагаемом датчике;катод выполнен
2 с косвен ным подогревом и снабжен электродом накала, а электродная система а нод — катод«наткал выполнена плоской,,при этом электрод накала с токоподводом размещены
5 в герметичной полости катодного корпуса, образованного цилиндрической втул кой с прикреплен ным к ее торцу катодом, выполненным из металлической фольги, например, вольфрамовой, и керамической платой, в ко10 торой закреплен токоподвсд накала, а а нод выполнен пз металлической сетки и прик репGAPA I 0 É U11:I II H 1I II « CIAOÉ размещенной коаксиально снаружи,первой и изолированной от нее керамической цилинд15 рической вставкой, причем между анодом и цилиндрической .вставкой установлено .керамическое кольцо с зазором относительно катодного корпуса, а держатели анода и катода выполнены в виде двух коакспа,lbHüï, элек20 трически изолированных друг от друга труб, снабженных на конце втулкамв, в которых выполнены каналы для откачки полостей датчика.
На чертеже показан описываемый датчик, 2в общий вид и разрез по А-А. Датчик содержит плоский катод 1, изготовленный из вольфрамовой фольги, приварен ный к торцу цилиндрической втулки 2, плоский электрод накала 3 с токоподводом 4, заирепленны«м в пла30 те 5 плоский сетчатый анод 6, прива ренный к
398851
I0 втулке 7, изолирующую керамическую цилин дричеакую вставку 8, керамическое кольцо 9, держатель 10 анода,,держатель 11 катода и изолирующие втулки 12, 18 и 14.
Втулка 2 с катодом 1 и керамичеокой платой 5 образуют герметичный катод ный корnyIc, внутри которого размещен электрод накала 8 с такоподводом 4. Кольцо 9 установлено между анодом б и цилиндрической iBIcTBBкой 8 с зазором относительно втулки . Во
2. втулках 18 и 14 выполнены каналы для откач ки полостей датчика. Для предотвращен ия вращения платы 5 IB ней,выполнены прорези, в которых установлены вставки 15. Цилиндрические,детали датчика установлены коакоиалыно. Работа датчика основана на использоBBIHiHH влияния давления паров металло в 1на термоэмиосию с по верхности нагреваемого металла, |например, вольфрама. В результате образованиия на катоде 1 моно молекулярной пленки адсор бата, степень покрытия которой зависит от потока BToxoIa металлов на нов pxiHQIGTb,катода 1 и от температуры катода 1, плотность тока насыщения термоэмисси и с катода 1 и, следо вателыно, ток между а нодом б и катодом 1 характеризует измеряемое давление. Для любых выбранных температуры и материала катода 1 датчи ка существует некоторый диапазон давлений, в котором ток термоэмиосии с катода 1 зависит от давления.
Благодаря тому, что магнитное поле то кон на кала на п ра влено под углом к поверхности катода 1 и мало, о но не,препятствует движению электронов на анод б. Ток между электрода ми (катодом 1 и анодом б) перено,сится электронам и, что также IloçâoëÿåT .расширить диапазон измеряемых,давлений. Вероятность возниюновения разряда внутри корпуса катода 1, надример, на электроде на кала 8, а так же па разитные токи на токоподводы устраняются тем, что .держатель 10 анода полностью зкранирует от исследуемых паров токо15
ЗО
4 подводящие элементы датчика и выполнен достаточ ной длинны с тем, чтобы его конец находился л холодной зоне, где возможно применен не низкотемпературных изоляционных материалов, а каналы для откачки воздуха пз полостей датчика .расположены на тыльной стороне датчика,в керамических втулках 18 и
14. Такая конструкция датчика .позволяет повысить To@HocTH измерения давления паров вышеуказанных металлов и расши!рить диапазон измерения,в .сторону увеличения верхнего предела до 1 —: 10 тор, Предмет изобретения
Датч ик |для измерения давления, паров металлов подгрупп Li — Cs, Mg — Ва, Sc — Là и
Ti — Th, со держащий анод, катод и держатели анода и катода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего,диапазона в сторону высоких давлений, в нем катод выполнен с косвенным подопревом и снабжен электродом яа кала, а электродная система а иод — катод накал Выполнена плоской, дри этом электрод накала с токоподводом размещены в герметичной полости катодного корпуса, образованного цилиндрической втулкой Ic прикреплен ныл к ее торцу,като дом, выполненным из металлической фольпи, например вольфрамовой, и керамической платой, в которой закреплен токопод|вод на кала, а а над выполнен из металлической сетки и п рищреплен к торцу другой цилиндрической втулки, размещенной коаисиально сна ружи первой и изолированной от нее керамической цилиндрической вставкой, причем меж ду а иодом iH цилиндрической вставкой установлено керамическое кольцо с зазором отно сительно,катодного,корпуса, а держателями анода и катода выполнены .в виде двух KQBKcHальных, электрически изолированных друг от друга труб, снабхкенных IHB конце втулками, в которых выполнены каналы для откачки полостей датчика.
39885I
А -А
Составитель О. Полев
Техред Л. Грачева
Редактор И. Шубина
Корректор А. Дзесова
Загорская типография
Заказ 6423 Изд. № 1956 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
