Датчик для измерения давления паров металлов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3988 И Союз Советских Социалистицеских Республиквисимое от авт. свидетельстваявлено 15.Х 1.1971 ( 1714065/18-1 Ч Кч О 011 21/3 с присоединением заявки-осударственнын комитетСовета Министров СССРпо делам иэооретенийи откропий иоритет ДК 531.788,7(088,Опубликовано 27,Х.1973. Бюллетень38Дата опубликования описания 16.111.1974 Авторыизобретени Г. В, Бабкин и С, А. Мещеряков Заявитель АТЧИК ДЛЯ ИЗМЕР Изобретение относится,к области вакуумной темники и может быть использовано для измерения давления паров щелочных щелочноземельных, редкоземельных металлов и элементов подгрупп Т 1 - ТЬ.Известные датчики для измерения давления паров металлов, подгрупп 1 л - Св, Мд - Ва, 5 с - 1.а и Т 1 - ТЬ на зависимости ионизации на,поверхности вольфрама от потока атомов металлов, содержащие проволочный воль фрамовый анод прямого накала и холодный сетчатый катод, обладают недостаточной точностью и ограниченным верхним пределом измеряемых давлений до 10- 10 - атор. Это связано с тем, что степень ионизации и ионные токи с поверхности тугоплавких металлов ничтожны,при измерении давления паров элементов, имеющих высокую температуру кипения и,высоцкий потенциал ионизации, Вследствие необходимост 1 сильного повышения температуры электродов возникают большие паразигные токи термоэмиссии и фотоэмисоии, сильно искажающие получаемые результаты.При больших давлениях в таких датчиках возиикает разряд. Кроме того в них возможно возникновение паразитных токов и электромапнитных наводок.Для повышен ирабочего диапазонний в предлагаемо я точности и расширения а в сторону высоких давле. м датчике, катод выполнен АВЛЕНИЯ ПАРОВ МЕТАЛЛОВ с косвенным подогревом и снабжен электродом накала, а электродная система анод - катоднаткал выполнена плоскойпри этом электрод накала с токоподводом размещены 5 в герметичной полости катодного корпуса, образованного цилиндрической втулкой с прикрепленным к ее торцу катодом, выполненным нз металлической фольги, например, вольфрамовой, и керамической платой, в ко О торой закреплен токоподвод накала, а анодвыполнен нз металлической сетками и прнкреплен к торцу др гой цплиндрической втулкн, размещенной коаксиально снаружи,первой ипзолированной от нее керамической цилинд рической вставкой, причем между анодом нцилиндрической вставкой установлено керамическое кольцо с зазором относительно катодного корпуса, а держатели анода н катода выполнены в виде двух коакспальнь х, элек трическн изолированных друг от друга труб,снабженных на конце втулками, в которых выполнены каналы для откачки полостей датчика.На чертеже показан описываемый датчик, 25 общий вид и разрез по А-А. Датчик содержитплоский катод 1, изготовленный из вольфрамовой фольги, прнваренный к торцу цилиндрической втулки 2, плоский электрод накала 3 с токоподводом 4, закрепленным в пла- ЗО те 5 плоский сетчатый анод 6, приваренный квтулке 7, изолирующую керамическую цилин. дрическую вставку 8, керамическое кольцо 9, держатель 10 анодадержатель 11 катода и изолирующие втулки 12, 13 и 14.Втулка 2 с катодом 1 и керамической платой 5 образуют герметичный катодный корпус, внутри которого размещен электрод макала 3 с токоподводом 4. Кольцо 9 установлено между анодом б и цилиндрической вставкой 8 с зазором относительно втулки . Во2.втулках 13 и 14 выполнены каналы для откачки полостей датчика. Для предотвращения вращения платы 5 в ней,выполнены прорези, в которых установлены вставки 15. Цилиндрические,детали датчика установлены коакоиалыно. Работа датчика основана на использовании влияния давления паров металлов 1 на термоэмиссию с поверхности нагреваемого металла, например, вольфрама. В результате образованиия на катоде 1 мономолекулярной пленки адсор бата, степень покрытия которой зависит от потока атомов металлов на поверхность,катода 1 и от температуры катода 1, плотность тока насыщения термоэмиссии с катода 1 и, следовательно, ток между анодом б и катодом 1 характеризует измеряемое давление. Для любых выбранных температуры и материала катода 1 датчика существует некоторый диапазон давлений, в котором ток термоэмиосии с катода 1 зависит от давления.Благодаря тому, что магнитное поле токон накала направлецо под углом к поверхности катода 1 и мало, оно не,препятствует движению электронов на анод б. Ток между электродами (катодом 1 и анодом б) перено,сится электронами, что также позволяет .расширить диапазон измеряемых;давлений. Вероятность возниюновения разряда внутри корпуса катода 1, надример, на электроде накала 3, а так. же паразитные токи на токоподводы устранянися тем, что держатель 10 анода полностью экранирует от исследуемых паров токо 398851 4подводящие элементы датчика и выполнен достаточной длинны с тем, чтобы его конец находился в холодной зоне, где возможно примененне низкотемпературных изоляционных материалов, а каналы для откачки воздуха из полостей датчика расположены на тыльной стороне датчика,в керамических втулках 13 и 14, Такая конструкция датчика позволяет повысить точечность измерения давления паров вышеуказанных металлов и расширить диапазон измерения,в сторону увеличения верхнего предела до 1 - ; 10 тор. 15 20 25 ЗО 35 40 Предмет изобретенияДатчвк для измерения давления, паров металлов подгрупп 1.1 - Сз, Мд - Ва, 5 с - 1.а и Т 1 - ТЙ, содержащий анод, катод и держатели анода и катода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего,днаназона в сторону высоюих давлений, в нем катод выполнен с косвенным подопревом и снабжен электродом вакала, а электродная система аиод - катод - накал выполнена плоской, дри этом электрод накала с токоподводом размещены в герметичной полости катодного корпуса, образованного цилиндрической втулкой с прикрепленным к ее торцу,катодом, выполненным из металлическои фольпи, например вольфрамовой, и керамической платой, в которой закреплен токоподвод накала, а анад выполнен из металлической сетки и прищреплен к торцу другой цилиндрической втулки, размещенной коаксиально сна ружи первой и изолированной от нее керамической цилиндрической вставкой, причем меж ду аиодом и цилиндрической вставкой установлено керамическое кольцо с зазором отно сительно,катодного,корпуса, а держателями анода и катода выполнены,в виде двух коаксиальных, электрически изолированных друг от друга труб, снабженных на конце втулками, в которых выполнены каналы для откачки полостей датчика.398851 Составитель О. ПолеТехред Л, Грачева аз 642 НИИП горская типография Редактор И. Шубина Изд.1956 Т Государственного комитетапо делам изобретений иМосква, Ж, Раушская раж 755овета Миниоткрытийнаб., д. 4/5 орректор А. Дзесо Подписноеов СССР