Nguyên lý Máy đo chân không ion hóa

Trong môi trường áp suất thấp, số ion tích cực tạo ra bởi sự ion hóa các phân tử khí là tỷ lệ với áp suất của khí. Máy đo chân không ion hóa là một dụng cụ đo chân không dựa trên nguyên tắc áp suất của khí được đo là tỷ lệ với dòng ion hóa được tạo ra bởi sự ion hóa khí trong điều kiện nhất định.

Theo các phương pháp sản xuất ion khác nhau, một máy đo chân không để ion hóa khí bằng cathode nóng phát ra các điện tử được gọi là cực đo cực âm cực dương ion hóa nóng, và bộ đo ion cực cathode nóng bao gồm một ống cực cathode nóng và dụng cụ đo. Dụng cụ đo bao gồm bộ cấp nguồn và thiết bị điều chế dòng truyền, bộ khuếch đại đo điện áp dòng ion. Thiết bị ion hóa catốt nóng kết nối với hệ thống chân không đo được, đó là một triode với cathode, cổng và bộ thu. Tiềm năng điện của bộ thu là tương đối so với tiềm năng âm cực âm, trong khi lưới điện tương đối so với tiềm năng tích cực của cực âm. Khi đo ion hóa được đốt cháy và làm nóng, cực âm phát ra điện tử, va chạm với các phân tử khí trong quá trình tiếp cận lưới, kết quả là ion hóa các ion dương và các điện tử. Khi dòng phát ra được cố định, số lượng ion dương tương ứng với áp suất của khí được thử. Sau khi các ion dương được thu thập, ion dương được khuếch đại bởi mạch đo, và mức độ chân không được đo có thể được đọc bởi đồng hồ chấp nhận.

Thiết bị ion hóa catốt nóng tương tự như que đo ba cực, như hình a, bao gồm hình trụ (bộ thu ion) C, lưới G và nằm ở trung tâm của lưới điện cực cathode bao gồm F, hình trụ hình trụ nằm ngoài lưới anode.

Hình b là mạch điều khiển bên ngoài, điện lưới nằm giữa +100 ~ 300 V, và điện áp của tấm là từ 0 ~ -50V. Phát ra các điện tử của sợi filament F sau khi gia nhiệt bằng điện. Khi điện cực dương là điện áp dương, các electron phát ra được gia tốc, các điện tử va chạm với các phân tử khí bên trong, để cho các phân tử khí hoá ion hoá, áp suất khí càng lớn, mật độ khí càng lớn, càng nhiều cơ hội va chạm, kết quả của các ion tích cực hơn. Các ion dương trong điện áp âm thanh hình trụ dưới tác động của các ion dương để thu hút sự hình thành của tấm, dòng mật độ phân tử cao hơn (tức là áp suất càng lớn), thì dòng điện càng lớn, ngược lại nhỏ. Dòng tấm trong phạm vi đo lường tỷ lệ với áp suất đo được.

Khi hệ thống chân không phơi ra bầu khí quyển, nó sẽ hấp thụ rất nhiều khí trên bề mặt của bong bóng kính ion hóa và bề mặt điện cực. Trong môi trường chân không, khí sẽ được giải phóng một lần nữa, điều này sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Để loại bỏ hiệu ứng này, ống đo phải được khử khí trước khi đo. Máy đo ion hóa sử dụng phương pháp nung để khử khí, nghĩa là sợi filament và lưới điện có thể được kích hoạt và làm nóng tương ứng, trong khi đó điện cực bằng điện cảm ứng tần số cao hoặc bắn phá bằng điện tử, khí đã được giải phóng trước khi đo. Máy đo chân không ion hóa tổng hợp có chức năng khử khí, khi mức độ chân không lớn hơn 1 × 10 ^-2 Pa, để khử khí đo ion hóa theo đặc điểm kỹ thuật.