Данилин Б.С. - Вакуумное нанесение тонких плёнок (1051250), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Таким образом, манометр работает в качестве однополупериадного выпрямителя, а амплитуда выпрямленного напряжения на экране осциллографа зависит от давления. При подаче па коллектор ионов переменного напряжения звуковой частоты можно измерять быстроменяющиеся динамические процессы в вакуумной системе. Влияние геометрии электродов и эксплуатационных режимов на чувствительность ионизационных манометров обращенного типа, сравнительная проверка методов градуировкв и оценки ошибок, возникающих при измерения давления ионизационными манометрами различных конструкций, приведены в работе [Л. 90). Обращенная конструкция ионизацччочч~ного манометра очень чувствительна к вибрациям. Во избежание провисания коллектора, выполненного нз проволоки толщиной несколько десятков микрон, манометрическая лампа должна обязательно работать только в вертикальном положении.
Сборка нитевидного коллектора и ускоряющей сетки вызывает ряд трудностей, вместе с тем увеличение жесткости сетки за счет введения продольных траверс нежелательно, так как 14! пРи этом шуню(руются витки сетки, что требует повышения мощности при ее обезгаживаиин. От указанных недостатков свободна конструкция мана>(егра, описанная в работе (Л. 58), имеющая плоские электроды Внизу манометричсской лампы закреплен нитевидный коллектор, над ням плоская сетка, а над сеткой плоский катод. Манометр такой конструкции позволяет измерять давление в диапазоне 1О 4 †'и мм рг ст, обладая чувствительностью 4 10-' (мм рг.
сг)-'(. Радиоактивные манометры. Помимо иони- зация молекул газа электронами, нспускаемы( ми накаленным катодои, она может осуще- 5 ствляться также частицами. испускаемыми радиозкгивпыми веществами (рис. 2-34). В большинстве радиоактивных ионизациопных манометров для этой цели ранее применялся препарат радия Известно, чта прн распаде радия, кроме а-частиц, возникает жесткое излучение и выделяется радиоактивный радон, в сил) че.
го эксплуатация таких манометров небезопас. и,(. Замена радия плутонием (Рц"з) позволила, сохранив неизменными характеристики манометра, сделать безопасной его эксплуатацию. В процессе распада плутония не возникает газообразных продуктов, а энергия у-квантов, испускаемых плутонием, составляет всего лишь 50 кэв, поэтому такое у-излученне почти полностью поглощается стенками прибора. Плутоний образуется а ядерных реакторах и не является дефицитным, Но вместе с тем он маисе активен, чем радий, по»таму для получения прежней чувствительности манометра 2 приходится применять значительно большее ко- личество плутония. Рис.
2-34. Устрой- При использовании плутониевого источниство Радиоактив- ка он наносится на внутреншою повеРхность ного манометра. цилиндрического анода Для устранения нели! — кааптс г — эа- пейности рабочей характеристики при давле- нии р= 1 мм рт. ст., возникающей вследствие ионов; и — анан( .и н дополнительной ноннзации, производимой атоа — нзплятоаы мами ()з», которые выбрасываются в процессе распада Рц"', активный слой исто ишка закрыт тонкой алюминиевой фольгой. Чувствительность манометра по любому газу может быть определена по палуэмпирнческой формуле; К»/Кв=2.02 ц уг>(4 ! где К, — чувствительность по данному газу; К, — чувствительность по воздуху; М вЂ” молекулярный вес; (), †потенци ионизация, Отечественнан промышленность выпускает радиоактивный манометр МР-2, работающих в диапазоне давлений 5 1О-з †1 мм рт.
гт. и имеющий чувствительность по воздуху 1, 62 ° 10 'з а(мм рт. ск В качестве радиоактивного источника используется гидро- 142 окись плутония с периодам полураспада 25 000 лет. Прн эксплуата. цни маноиетра МР-2 необходимо иметь в виду, что плутоний и его соединения явля(отся сильно ядовитыми вешествамн. Поэтому нельзя допускать попадания в полость манометра агрессивных газов, паров кислот и других веществ, легко вступающих н ткз(пресное взаимодействие с гидроокисью плутония или закрывающей его алюминиевой фольгой.
Г>а,(ьшим достоинствам радиоактивного манометра является та, что он имеет линейную характеристику в диапазоне давлений 1О-— -г 10 — ' ллм рг. сг. Измерение более низких давлений затрудне- (Н но из-за возникновения фоно- ного тока в цепи коллектора »гб в результате бомбардировки его а-частнцами от радиоактивного источника. Прн устранении фонового тока можно из- А Г 1 мерять и более низкие давления, однако для этого необходима использовать источник со »начительно большей актив- рнс. 2-35.
Пр тейшая моле ь пастью, что часто бывает край магнитного электроразряш(о,а мане нежелательно. ноиетра. ! — «агавы; г — акал Р— в~~~ест. ные манометры. Простейшая модель магии гно-электрораз. рядного манометра изображена на рис. 2-35. Манометр ныеет кольцевой анод, рзсположенный между в мя плоскапараллельнымн пластинами, являющимися катодами. д у Э системз электродов помещена в магнитное поле лг, напр ле которого перпендикулярно к плоскости анода.
Между анода, и . та тодами приложено постоянное напряжение величиной от нескольких сатен д ен до нескольких тысяч вольт. Для уяснения принципа рабаты манометра рассмотрим характер движения электрона в р зрнд промежутке. Если вблизи одной из катодных пластин па каким-либо причинам (например, в результате кос(пшескай радяацяи) появится электрон, то гад влиянием совместно(о действия электрического и магнитного полей он будет двигаться к положительно заряженному аноду по траектории, имеющей вид винтовой линни с малым шагом Двигаясь по винтовой линии, электрон в то же время не маже( сразу попасть на анод, а благодаря кольцеобразной форме последнего пролетает внутри анодного кольца па направлению к противоположной пластине катода, тормозится ею и движется в обратном направлении, совершая таким образом многократные колебания окала плоскости анодной рамки Благодаря такому удлинению путей электронов значительно возрастает вероятность их встречи с молекулами остаточных газов и ионизация последних.
т!ясла ионизапнй, производимых электронами, оказывается достаточным дпя возникновения электрического разряда, ток которого в достаточно широких пределах зависит от давлении. Сравнительно большой разрядный ток позволяет непосредственно измерять его стрелочным микроамперметром без всякого предварительного усиления. Это обстоятезьство, а также отсутствие в манометре накапеннага катода, который может перегореть в с.пучас аварийного повышения давления в вакуумной сисгеме, опреле- (ач лиат преимущества магнитных манометров перед ионнзапионными манометрами. Зависимость разрядного тока манометра от давления газа можез быть выражена приближенной формулон: и — и, 1= Иа Иг где и — анодвае напряжение; и, — минимальное напряжение разряда прв высшем измеряемом давлении; Иа — внешнее сопротивление анодной цепи; Ир — эквивалентное сопротивление разрядного промежутка.
Как видна иэ приведенной формулы, существует граничное давление газа, превышение которого не приводит к заметному изменению раз~рядного тока, так как сопротивление разрядного промежугка прн увеличении давления становится очень малым по сравнению с сопративлеяием Иа (порядка !Оа олч).
Уменьшение сопротивления Иа не дает возможности в значительной мере расширить верхний предел измеряемых давлений, так как при небольшом балластном сопротивлении црн повышенных давлениях в манометре может возникнуть дуговой разряд. Незначительное расширение верхнего диапазона измеряемых давлений может быть получено за счет уыеньшення размеров электродов, однако при этом ухудшается стабильность работы манометра при измерении низких давлений (вплоть до прекращения, разряда). Существенное расширение диапазона в сторону больших давлений (вплоть до 1 мм рт.
ст ) было достигнуто за счет использования явления перераспределения плотности така па поверхности катодцых пластин от центра к периферии, наблюдаемого при увеличении давления при применении манометров с секцнонировавными катодами. На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
