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电离真空计

电离真空计是通过使气体分子电离,测量离子数量而得出压力的真空计,被用于高真空至超高真空领域,定量性能优异。

构造原理

  和先前所讲的冷阴极型Penning真空计不同,热阴极电离真空计中使气体电离的电子,是通过加热电热丝来获得。准确来讲应称之为热阴极型电离真空计,但平时多被直接简单称为电离真空计。
  电离真空计的基本构造为电热丝(F),加速和捕捉电子的阳极网(G),捕捉离子的集电器(C)而构成

  电热丝和阳离子集电器之间如果有气体分子,往返运动的电子会与其碰撞而产生阳离子和电子,生成的电子同样做往返运动最终被阳极网捕捉。而在阳极网和阳离子集电器之间生成的阳离子则被阳离子集电器捕捉。阳离子集电器的捕捉效率为a,电子使气体分子电离的几率为σ,气体分子密度为n,电热丝放出的热电子的电流为Ie,电子被阳极网捕捉前飞行的平均距离为L,阳离子集电器检测出的电流为Ii,

  Ii = σLa      (1)

   L,a,σ 是常数。如果控制Ie为一定值,Iin成正比例。假设气体是理想气体,通过方程式p=nkT,则可知IiP成正比例。也就是所测得离子电流就可知气体压力。

  Ii = SIp    (2)

S被称为电离真空计系数或感度,其值通常由实验而定。一般的电离真空计,S值大约为0.1~0.3/Pa