電離真空計

在低壓強氣體中，氣體分子被電離生成的正離子數與氣體壓強成正比。

按照離子產生的方法不同，利用熱陰極發射電子使氣體電離的真空計叫熱陰極電離真空計；其中，熱陰極電離真空計由熱陰極規管和測 量儀器組成。測量儀器由規管工作電源、發射電流穩壓器、離子流測量放大器等部分組成。熱陰極電離規管與被測真空系統相通。熱陰極電離規管是一個三極體，管內有陰極、柵極和收集極。收集極電位相對於陰極電負電位；柵極相對於陰極 電正電位。當電離規管通電加熱后，陰極發射電子，在電子到達柵極的過程中，與氣體分子碰撞而產生正離子和電子的電離現象。當發射電流一定時，正離子數目與被測氣體壓強成正比。正離子被收集極收集后，經測量電路放大，可由批示電錶讀出所要測量的真空度。

熱陰極電離真空計規管類似一支三極體，如圖a所示，由筒狀板極(離子收集極)C，柵極網G和位於柵極網中心的陰極燈絲F構成，筒狀板極在陽極柵網外面。

圖b是其外控電路，柵極電位在+100~+300V之間，板極的電位在0~-50V之間。陰極燈絲F通電發熱后便發射電子，由於陽極柵網G為正電壓，發射出的電子被加速，電子與內部的氣體分子相碰，使氣體分子發生電離，氣體壓強大，氣體的密度就大，碰撞機會越多，產生的正離子也越多。正離子在筒狀板極負電壓的作用下，吸引正離子形成板極電流，氣體分子密度越大(即壓強越大)，板極電流也越大，反之就小。在測量範圍內板極電流與被測壓強成正比。

真空系統暴露大氣后，電離規玻璃泡和電極表面會吸附很多氣體，在真空環境下，氣體又被釋放出來，影響測覺精度。為消除這種影響，在測量前必須對規管進行除氣。電離規管除氣採用烘烤方法，即給燈絲和柵極可分別通電加熱，板極則採用高頻感應加熱或電子轟擊，使氣體在測量前被釋放出來。一般電離真空計都具有除氣功能，當真空度大於1×10^-2Pa時，按說明書要求對電離規管進行除氣

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電離真空計有：熱陰極電離真空計、冷陰極電離真空計、放射性電離真空計。

真空計按測量性質可分為絕對真空計和相對真空計。所謂絕對真空計就是通過測量物理量本身確定壓力的一種真空計，例如u型壓力計、壓縮式真空計就是絕對真空計。通過測量與壓力有關的物理量並與絕對真空計比較來確定壓力的真空計稱為相對真空計。我們校準的電離真空計、電容薄膜真空計、熱傳導真空計，都是相對真空計。

電離規管的結構為一個圓筒型三極體，它有三個電極：陰極f發射電子；柵極a加速電子，收集極c收集離子。一般陰極加零電位，柵極加正電位，收集極加負電位。它的優點主要是能夠測量氣體與蒸氣的全壓強；反應迅速，可連續讀數和遠距離控制；量程寬，線性好，測量精度較高。缺點主要是在壓強高於10-1pa時，容易氧化燈絲，一旦系統突然暴露大氣會燒壞規管；玻殼、電極的放氣導致測量的誤差。

校準電離真空計時，應注意以下六點:

（1）一般情況下，規管和系統連接時，先將未開封的規管和測量電路連接到一起試一下，檢查規管是否正常，然後再接到系統。

（2）在校準的過程中，如果出現故障，在原因不明的情況下，拿一支未開封的規管試一下，判斷是規管的問題，還是電路的問題。如果換上未開封的規管一切正常，說明原規管有問題；如果換上未開封的規管仍然不正常，說明電路有問題，這樣就縮小了故障的範圍。

（3）規管安裝時應豎直安裝，否則在加熱除氣，烘烤時柵極和陰極產生變形，相對位置變化，將會嚴重影響測量精度。

（4）在開燈絲前，判斷被測真空系統中的真空度確信小於10-1pa時，才能開燈絲，否則真空度太低，導致規管陰極氧化而燒毀。

（5）在讀數之前，應先調整好發射電流、零點及滿度。具體步驟是：發射電流—零點—滿度—發射電流。

（6）電離真空計只需要加電預熱10分鐘就可以校準了。