Вакуумметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 593097

Оома 6оввтских

Социаииетическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлспо 12.05.76 (21) 2359038/18-10 с присоединением заявки № (51) М, Кл G OIL 21/32

Государственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений н отирытнй (53) УДК 531.788(088.8) (43) Опубликовано 15,02.78. Бюллетень № 6 (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (72) Авторы изобретения В. М. Геллер, В. Г. Данилов, В. Г. Пономаренко и Л. Я. Трайнин

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) ВАКУУММЕТР

Изобретение относится к технике измерения высокого вакуума и может быть использовано для измерения давлений в диапазоне

10 4 — 10 з мм рт. ст.

Известны вакуумметры, основанные на образовании в разреженной газовой среде заряженных частиц (дионов) при прохождении через нее быстрых электронов, содержащие источник питания, выходной прибор и датчик, имеющий инжектор электронов и источник магнитного поля (1).

Наиболее близким техническим решением является вакуумметр, содержащий источник питания, выходной прибор и датчик, включающий инжектор электронов и снабженный источником магнитного поля, конфигурация которого подобрана так, что в объеме датчика образована адиабатическая ловушка с магнитными пробками (2).

Однако этот вакуумметр имеет малую скорость измерения давлений, так как давление измеряется по времени удержания электронов, инзкектированных от инжектора электронов в адиабатическую ловушку с магнитными пробками, которое обратно пропорционально давлению и может составлять величину до нескольких секунд.

Целью изобретения является повышение скорости измерения давлений.

Поставленная цель достигается тем, что в вакуумметре, содержащем датчик, в камере которого размещены инжектор электронов и коллектор, а снаружи — источник магнитного поля, выполненный в виде соленоидной катушки, блок питания и регистрирующий прибор, подключенный к коллектору, источник магнитного поля размещен между инжектором и коллектором и образует в объеме дат1О чика магнитное зеркало.

На чертеже изображена схема предлагаемого вакуумметра.

Камера 1 датчика 2 присоединена к объему

3, в котором измеряется давление. На камеру

15 1 надет соленоид 4, содеритащий поле зеркальной геометрии. С одной стороны соленоида 4 расположен инжектор 5 — электронная пушка с фотокатодом, с другой стороны находится коллектор б.

20 Вакуумметр также включает в себя блок электропитания 7 и выходной прибор 8.

Блок электропитания 7 включает в себя схему 9 силового питания соленоида 4 и схему

10 питания инжектора 5.

25 Устройство работает следующим образом.

Электроны эмитируются инжектором 5 электронов, расположенном в области малых магнитных полей, под углом а; к магнитной силовой линии и двигаются по направлению

30 к области, в которой напряженность магнит893097

1 коллектора 61 источника электронов! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

Заказ 105/5

Изд. ¹ 259 Тираж 1029

НПО

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2 ного поля максимальна (магнитное зеркало или магнитная пробка, в зависимости от применяемой терминологии). При этом согласно теории движения электронов в неоднородных магнитных полях во все время движения электронов сохраняется неизменной величина

sin>a sana<;

В В; где а — угол наклона траектории электрона к магнитной силовой линии,  — величина

10 магнитного поля, В; — величина магнитного поля в месте расположения инжектора 5.

При а= —, В,=

2 sin a; 15 в область, где В)В„электроны проникнуть не могут. Если В,<В ( — максимальная напряженность магнитного поля), то электроны отражаются от магнитного зеркала в области, где В<В,. Поэтому при отсутствии соударений с молекулами газа, т. е. при идеальном вакууме в системе, ток на коллектор 6 будет равен О. Если же прибор заполнен газом, находящимся под некоторым давлением, то часть электронов, претерпевая столкнове- 25 ния с молекулами указанного газа, должна изменить свой угол с направлением магнитного поля таким образом, что они смогут пройти к коллектору 6 через магнитное зеркало.

Таким образом, отношение

1 коллектора 6

1 источника электронов пропорционально давлению газа P при условии

45 где I коллектора б, I источника — величины токов, измеряемые прибором 8.

В результате того, что в объеме датчика 2 образовано магнитное зеркало, время пребывания электрона в приборе от момента вылета из инжектора 5 до попадания на выходной прибор 8 сокращается во много раз, а это увеличивает скорость измерения давлений.

Таким образом, образование магнитного зеркала в объеме датчика 2 при подборе конфигурации его магнитного поля позволяет повысить скорость измерения давления в 10—

100 раз в зависимости от диапазона измеряемого давления порядка 10 — 4 — 10 — а мм рт. ст.

При этом полностью устранены влияния паразитных токов во время измерения.

Формула изобретения

Вакуумметр, содержащий датчик, в камере которого размещены инжектор электронов и коллектор, а снаружи — источник магнитного поля, выполненный в виде соленоидной катушки, блок питания и регистрирующий прибор, подключенный к коллектору, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения скорости измерения давления, в нем источник магнитного поля размещен между инжектором и коллектором и образует в объеме датчика магнитное зеркало.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лекк. Дж. Измерение давления в вакуумных системах. М., 1966, с. 124.

2. Авторское свидетельство СССР №323685, кл. Ci 011 21/32, 1967.