Sıcak filaman iyonizasyon göstergesi - Hot-filament ionization gauge

Sıcak filaman iyonizasyon göstergesi
Bayard-Alpert gauge.jpg
Bayard-Alpert , CF flanşta 2,75'te sıcak toynaklı iridyum filament iyonizasyon göstergesi 
Diğer isimler Sıcak katot ölçer
Bayard – Alpert göstergesi
Kullanımlar Basınç ölçümü

Sıcak filaman iyonizasyon göstergesi işlem bazen, sıcak filaman göstergesi ya da sıcak katot göstergesi 10, bölge için ölçme cihazı en yaygın olarak kullanılan düşük basınç (vakum) olduğu -3 10 -10 Torr . Filamentin katot olduğu bir triyottur .

Not: Prensipler çoğunlukla partikül hızlandırıcılarda elektron oluşturmak için kullanılan sıcak katot iyon kaynakları için aynıdır .

Fonksiyon

Düzenlenmiş bir elektron akımı (tipik olarak 10  mA ) ısıtılmış bir filamentten yayılır . Elektronlar, yaklaşık +150 V'luk bir DC potansiyeli ile sarmal ızgaraya  çekilir . Elektronların çoğu ızgaradan geçer ve kapalı hacimdeki gaz molekülleri ile çarpışarak bunların bir kısmının iyonize olmasına neden olur. Elektron çarpışmalarının oluşturduğu gaz iyonları, kollektör üzerindeki negatif voltaj (tipik olarak -30 V) tarafından merkezi iyon toplayıcı teline çekilir. İyon akımları 1 mA / Pa düzeyindedir . Bu akım yükseltilir ve yüksek kazançlı diferansiyel amplifikatör / elektrometre ile gösterilir .

Bu iyon akımı , aynı basınçtaki farklı gazlar için farklılık gösterir; yani, bir sıcak filaman iyonizasyon göstergesi bileşime bağlıdır. Bununla birlikte, geniş bir moleküler yoğunluk aralığında, sabit bileşime sahip bir gazdan gelen iyon akımı, ölçekteki gazın moleküler yoğunluğu ile doğru orantılıdır.

İnşaat

Borulu sıcak katot iyonizasyon göstergesi

Bir sıcak katot iyonizasyon göstergesi esas olarak üç elektrottan oluşur ve bunların hepsi bir triyot görevi görür ve burada katot filamenttir. Üç elektrot, bir toplayıcı veya plaka, bir filaman ve bir ızgaradır . Kollektör akımı, bir elektrometre ile pikamper cinsinden ölçülür . Şebeke voltajı, isteğe bağlı bir elektron bombardımanı özelliği olmadığı sürece , yaklaşık 565 voltluk yüksek bir potansiyele sahip olabilen şebekeyi ısıtarak, 180-210 volt DC'de şebeke voltajı ise, genellikle 30 voltluk bir potansiyeldedir . En yaygın iyon ölçer, ızgaranın içinde küçük bir toplayıcı bulunan sıcak katotlu Bayard-Alpert göstergesidir . Vakuma açılan bir cam zarf elektrotları çevreleyebilir, ancak genellikle çıplak ölçü doğrudan vakum bölmesine yerleştirilir, pimler bölmenin duvarındaki bir seramik plakadan beslenir. Sıcak katot göstergeleri, atmosferik basınca ve hatta sıcakken düşük vakuma maruz kalırsa hasar görebilir veya kalibrasyonlarını kaybedebilir.

Filamandan yayılan elektronlar, nihayet ızgaraya girmeden önce ızgara çevresinde ileri-geri hareketlerle birkaç kez hareket eder. Bu hareketler sırasında, bazı elektronlar bir çift iyon ve bir elektron oluşturmak için bir gaz molekülü ile çarpışır ( elektron iyonizasyonu ). Bu iyonların sayısı , filamentten yayılan elektron akımı ile çarpılan gaz molekülü yoğunluğu ile orantılıdır ve bu iyonlar bir iyon akımı oluşturmak için kollektöre dökülür. Gaz molekül yoğunluğu basınçla orantılı olduğundan, basınç iyon akımı ölçülerek tahmin edilir.

Sıcak katot göstergelerinin düşük basınç hassasiyeti, fotoelektrik etki ile sınırlıdır. Izgaraya çarpan elektronlar, iyon toplayıcıda fotoelektrik gürültü üreten X ışınları üretir. Bu, eski sıcak katot göstergelerinin aralığını 10 −8 Torr ve Bayard – Alpert göstergelerini yaklaşık 10 −10 Torr ile sınırlar. İyon toplayıcı ile ızgara arasındaki görüş hattındaki katot potansiyelindeki ek teller bu etkiyi önler. Ekstraksiyon türünde iyonlar bir tel tarafından değil, açık bir koni tarafından çekilir. İyonlar koninin hangi kısmına çarpacaklarına karar veremedikleri için delikten geçerek bir iyon ışını oluştururlar. Bu iyon ışını bir

Türler

  • Bayard – Alpert (kapalı tüp kullanır).
  • Çıplak gösterge (tam bir sızdırmazlık sağlamak için vakum odasını kullanır).

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar