Prinsip Pengukuran Vakum Pengionan

Dalam gas tekanan rendah, bilangan ion positif yang dihasilkan oleh pengionan molekul gas adalah berkadar dengan tekanan gas. Pengukur vakum pengionan adalah alat pengukur vakum berdasarkan prinsip bahawa tekanan gas yang diukur adalah berkadar dengan aliran terionisasi yang dihasilkan oleh pengionan gas di bawah keadaan tertentu.

Mengikut kaedah yang berbeza pengeluaran ion, tolok vakum untuk pengion gas oleh katod panas memancarkan elektron dipanggil tolok pengoksidaan katod panas panas, dan tolok pengion katod panas terdiri daripada tabung tolok katod panas dan instrumen pengukur. Alat ukur terdiri daripada bekalan kuasa tiub gauge dan menghantar pengawal selia semasa, penguat pengukur semasa ion. Tolok pengion katod panas bersambung dengan sistem vakum yang diukur, yang merupakan triode dengan katod, pintu dan pengumpul. Potensi elektrik pemungut relatif berbanding potensi negatif katod, sementara grid relatif berbanding dengan potensi positif katod. Apabila pengukur pengionan elektrik dan dipanaskan, katod memancarkan elektron, yang bertabrakan dengan molekul gas dalam proses mencapai grid, menyebabkan pengionan ion dan elektron positif. Apabila arus pelepasan tetap, bilangan ion positif adalah berkadar dengan tekanan gas yang diuji. Selepas ion positif dikumpulkan, ion positif dikuatkan oleh litar pengukuran, dan ijazah vakum diukur boleh dibaca oleh meter kelulusan.

Pengetatan pengion katod panas serupa dengan tolok triode, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah a, yang terdiri daripada plat berbentuk silinder (pengumpul ion) C, grid G dan terletak di tengah rangkaian filamen katod grid yang terdiri daripada F, plat berbentuk silinder adalah di luar grid anod.

Rajah b ialah litar kawalan luaran, potensi grid antara +100 ~ +300 V, dan potensi plat adalah antara 0 ~ -50V. Untuk memancarkan elektron filamen katoda F selepas pemanasan elektrik. Oleh kerana grid anod G adalah voltan positif, elektron yang dipancarkan dipercepatkan, elektron bertabrakan dengan molekul gas dalaman, supaya molekul gas pengionan, semakin besar tekanan gas, lebih besar kepadatan gas, lebih banyak peluang untuk perlanggaran, hasil ion yang lebih positif. Ion positif dalam plat silinder negatif voltan di bawah tindakan ion positif untuk menarik pembentukan arus plat, lebih besar kepadatan gas molekul (iaitu, semakin besar tekanan), semakin besar arus plat, sebaliknya adalah kecil. Arus plat dalam julat pengukur adalah berkadar dengan tekanan yang diukur.

Apabila sistem vakum mendedahkan atmosfera, ia akan menyerap banyak gas di permukaan gelembung pengukur ionisasi dan permukaan elektrod. Dalam persekitaran vakum, gas akan dilepaskan semula, yang akan menjejaskan ketepatan pengukuran. Untuk menghapuskan kesan ini, tiub tolok harus dikeringkan sebelum mengukur. Tolok pengionan menggunakan kaedah penaik untuk degassing, iaitu, filamen dan grid boleh bertenaga dan dipanaskan masing-masing, manakala elektrod plat menggunakan pemanasan induksi frekuensi tinggi atau pengeboman elektron, gas dibebaskan sebelum pengukuran. Pengukur vakum pengionan am mempunyai fungsi degassing, apabila tahap vakum lebih daripada 1 × 10 ^-2 Pa, untuk menstabilkan tolok pengionan mengikut spesifikasi.