402771

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик етельства М виси т авт,.Ч, Кл. С О 1 21 явлено 31,111,1971 ( 1641444/ осударственныи камитеСовета Министров СССРпо делам изооретенийи открытий иорит УДК 531,788.7(088.8 19.Х.1973, Бюллетень М 42 Опублик та опубликования описания 12,111,19 Авторыизобретения. Котенев, В. Н. Суховерко П. Шири явит ОНИЗАЦИОННЫЙ МАНОМЕ присоединением заявки М Изобретение может быть использовано прн измерении давления в вакуумных системах, измерении плотности молекулярного пучка, получаемого при вакуумном испарении материала, в масс-спектрометрии, в технике получения ионных пучков.Известны ионизационные манометры, содержащие ионизационный манометрическии преобразователь, источник питающих напряжений, стабилизатор тока эмиссии, усилитель ионного тока и регистратор.Однако в ряде случаев указанные манометры имеют недостаточно высокую точность измерения вследствие нестабильности чувствительности ионизационного манометрического преобразователя. Одной из причин нестабильности является возникновение на коллекторе преобразователя диэлектрической пленки, образующейся за счет осаждения ионов вакуумного масла, продуктов электрокрекшпа масла и распыляемого диэлектрического материала. Для стабилизации чувствительности в таких манометрах применяется предварительный прогрев электродной системы ионизационпого манеометрического преобразователя с целью 25 удаления осевшей диэлектрической пленки.Однако такой прогрев не обеспечивает стабилизации чувствительности иопизационного мапометрического преобразователя на всем протяжепии его работы вследствие быстрого 30 запыления электродов преобразователя, особенно прн измерении плотности молекулярного пучка напыляемого диэлектрика.При работе нонизационного манометрического преобразователя образующиеся положительные ионы осаждаются на поверхность возникшей диэлектрической пленки и изменяют ее потенциал, что ведет к изменению распределения электрического поля в объеме преобразователя и, следовательно, к изменению чувствительности преобразователя. Потенциал поверхности пленки при этом может возрасти до потеппиала катода, что вызывает появление электрошого тока на коллектор, компенсирующего ионный ток, а это, в свою очередь, вызывает резкое снижение чувствительности нонпзацпопного манометрического преобразователя.Для повышения точности измерения предлагаемый манометр снабжен источником импульсов отрицательной полярности, подключенным к катоду преобразователя.Во время денствня импульса потенциал катода становится отрицательным относительно потенциала поверхности коллектора, что вызывает появление электронного тока катода на поверхность коллектора. Этот ток течет до тех пор, пока потенциал поверхности коллектора пе сравняется с нижним импульсным значением потенциала катода. По окончании дей45 50 ствия импульса потенциал коллектора стано. вится отрицательным относительно потенциала катода и равным амплитуде поданного импульса. 11 ри этом коллектор преооразователя нормально собирает положительные ионы, а электронный ток на коллектор прекращается.1 аким образом, введение источника отрицательных импульсов, подключенного к катоду преобразователя, стабилизирует потенциал поверхности коллектора на всем протяжении работы ионизационного манометрического преобразователя и, следовательно, повышает точность измерения ионизационного манометра.На фиг. 1 представлена принципиальная блок-схема описываемого манометра; на фиг.2 - график напряжений и токов электродов ионизационного манометрического преобразователя.Ионизационный манометр содержит ионизационный манометрический преобразователь 1, размещаемый в вакуумной камере 2 и состоящий из анода 3, катода 4 и коллектора 5 ионов, источник 6 питающих напряжений, стабилизатор 7 тока эмиссии, усилитель 8 ионного тока, регистратор 9 и источник 10 импульсов отрицательной полярности, подключенный к катоду 4. На коллекторе 5 показана образовавшаяся диэлектрическая пленка 11.На фиг. 2 представлены графики, где;а - отрицательные импульсы, подаваемыеот источника 10;б - напряжение на поверхности диэлектрической пленки 11;в - форма ионного тока коллектора 5;г - форма электронного тока коллектора 5,возникающая благодаря подаче на катод отрицательных импульсов;д - форма суммарного тока коллектора 5, Манометр работает следующим образом.Преобразователь 1 помещают в вакуумную камеру 2, От источника 6 на анод 3 подается положительный потенциал. 1-1 апряжение питания на катод 4 поступает от источника питающих напряжений через стабилизатор тока эмиссии.На катод 4 от источника импульсов отрицательной полярности поступают с определенной частотой импульсы отрицательной полярности, заданной амплитуды и длительности,Частота, амплитуда и длительность импульсов отрицательной полярности, подаваемых от источника 10 на катод 4 ионизационного манометрического преобразователя 1 выбирается,5 10 15 20 25 30 35 40 исходя из двух условий; из условия минимального уменьшения чувствительности преобразователя 1 и из условия максимальной стабильности его чувствительности. Чем выше будет частота и длительность импульсов отрицательной полярности, направляемых на катод 4, тем меньше будет средняя величина сигнала, снимаемого с коллектора 5 ионов,Минимальная амплитуда импульсов определяется тепловой энергией электронов эмиссии.Максимальная амплитуда импульсов определяется распределением электрического поля в объеме ионизационного манометр ического преобразователя 1 и зависит от конфигурации и конструктивного выполнения электродов преобразователя.Во время подачи отрицательного импульса на катод 4 (фиг. 2,а) потенциал коллектора 5 становится положительным относительно катода 4. Поэтому часть электронного пучка, создающего ток эмиссии, попадает на коллектор 5 ионов, разряжая поверхность диэлектрической пленки 11, образовавшейся на коллекторе 5 до потенциала, равного наибольшему отрицательному импульсному значению потенциала катода 4 (точка т на фиг, 2,б). После окончания действия отрицательного импульса потенциал поверхности коллектора 5 незначительно возрастает (точка и на фиг. 2,б) за счет осаждения на нем положительных ионов.Чтобы это изменение потенциала поверхности коллектора 5 свести к минимуму, надо увеличить частоту импульсов, подаваемых на катод 4.Таким образом, высокая точность измерения обеспечивается благодаря тому, что потенциал поверхности диэлектрической пленки 11 под держивается постоянным, что стабилизирует чувствительность ионизационного манометрического преобразователя 1 на всем протяжении его работы.Предмет изобретенияИонизационный манометр, содержащий ионизационный манометрический преобразователь, источник питающих напряжений, стабилизатор тока эмиссии, усилитель ионного тока и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен источником импульсов отрицательной поляр. ности, подключенным к катоду преобразователя.402771 Составитель О. ПолевТехред Л. Богданова Зак 05/5 ЦНИИПИ Подписн 1ССР Типография,Сапунова, 2 едактор С. Хейфиц 1 1 1 Изд.2051 Тосударственыого комитета Сопо делам изобретений и оМосква, Ж, Раушская на раж 755ета Министро крытий