Способ измерения давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить быстродействие способа..В исследуемый газ на расстоянии друг от друга, не превышающем длину свободного пробега молекул газа, вводят молекулярные пучки, один из которых (Н) имеет постоянную плотность частиц вдоль оси распространения, a другой (М) модулирован по плотности с помощью устройства 5 и отклонен на угол скрещивания . В результате скрещивания пучок Н расфокусируется в направлении движения пучка М. Устройством 4 детектирования измеряют коэф. модуляции плотности вдоль пучка Н, дающий информацию о величине давления в объеме 3. 1 ил. i СЛ С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 L 21 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3950551j24-10 (22) 13.06.85 (46) 07,04.87. Бюл. Ф 13 (71) Московский инженерно-физический институт (72) В.П.Шестак (53) 531.787(088.8) (56) Кучеренко Е.Т. Справочник по физическим основам вакуумной техники.

Киев: Вища школа, 1981, с. 121-129.

Грошковский Я. Техника высокого вакуума. — М.: Мир, 1975, с. 371-373. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить,.SUÄÄ 13 2156. А1 быстродействие способа. В исследуемый газ на расстоянии друг от друга, не превышающем длину свободного пробега молекул газа, вводят молекулярные пучки, один из которых (Н) имеет по-. стоянную плотность частиц вдоль оси распространения, а другой (М) модулирован по плотности с помощью устройства 5 и отклонен на угол скрещивания. В результате скрещивания пучок

Н расфокусируется в направлении дви" жения пучка М. Устройством 4 детектирования измеряют коэф. модуляции плотности вдоль пучка Н, дающий ин" формацию о величине давления в объеме 3. 1 ил.

1 13021

Изобретение относится к измеритель-. ной технике, а именно к технике измерения давлений разреженных газов, и может быть использовано при измерениях давлений в неравновесных и нестационарных вакуумных системах.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На чертеже показана схема измерительной системы для осуществления спо-10 соба.

Предлагаемый способ основан на возникновении сил молекулярного трения, но между двумя молекулярными пучками.

Молекулярные пучки вводят в газ, дав- 15 ление которого измеряется, на расстоя- нии друг от друга, не превышающем длину свободного пробега молекул rasa. Один из пучков имеет постоянную плотность .частиц вдоль оси распростра- 20 нения (пучок Н), другой модулирован по плотности вдоль оси (пучок М). После введения в вакуум выбирают угол, под которым пучки скрещиваются (угол скрещивания) в непересекающихся плоскостях. В результате действия сил молекулярного трения модуляция пучка М передается пучку Н, что происходит за счет передачи определенноГо количества движения от пучка М молекулами остаточного rasa в направлении движения пучка М молекулам, составляющим пучок Н, Это приводит к тому, что часть молекул пучка Н приобретает дополнительную скорость, направлен- 35 ную под углом к основной. В результате пучок Н расфокусируется в направлении движения пучка М, как бы разматываясь им, с периодичностью, соответствующей закону модуляции пучка M. 40

Степень расфокусировки или снижение плотности пучка на его оси зависит от молекулярной концентрации (давления) газа, находящегося в этот .момент между пучками Н и М. Таким образом, 45 если обеспечить измерение. плотности пучка Н после его скрещивания с пучком М, то по измеренному экспериментально коэффициенту модуляции плотности вдоль пучка Н можно судить о 50 величине давления в объеме. Время измерений при предлагаемом способе определяется в основном длительностью импульса, модулирующего пучок M u может составлять менее десятков-мил- 55 лисекунд, что и определяет высокое быстродействие способа измерения давления.

56 2

Измерительная система для осуществления способа содержит устройства 1 и 2, формирующие молекулярные пучки Н и М соответственно, установленные на стенках вакуумной камеры 3 (объема с газом) так, что их оси отстоят друг от друга в направлении, перпендикулярном плоскости фигуры, на расстоянии, н@ превышающем длину .свободного пробега молекул газа, давление которого измеряется. На стенке, противоположной устройству 1, установлено устройство 4 детектирования молекулярного пучка, между устройством 2 и объемом 3 с газом установлено устройство 5, модулирующее по плотности и отклоняющее на выбранный угол скрещивания молекулярный пучок М.

Система работает следующим образом.

Непрерывный и постоянный по плотности пучок Н вводят в объем 3 и при давлениях ниже 1- Па, без потерь доводят его до устройства 4 детектирования, на выходе которого получают постоянный во времени сигнал. Пучок М вводят в устройство 5, где его модулируют по плотности и отклоняют на угол скрещивания . После этого с по мощью устройства 4 измеряют коэффициент модуляции плотности пучка Н, возникающей в нем в результате вязкостного взаимодействия с пучком М, при этом коэффициент модуляции пропорционален давлению в объеме 3. Градуировка измерительной системы долж,на проводиться в стационарных и равновесных условиях, при которых в объеме 3 устанавливается среднее давление, измеряемое с помощью любого абсолютного манометра, например компрессионного.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

Способ измерения давления разреженных газов, основанный на введении в газ возмущающего воздействия,о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в объем с газом вводят два молекулярных пучка на расстоянии друг от друга, не превышающем длину свободного пробега молекул газа, давление которого измеряют, один иэ них модулируют по плотности вдоль оси движения, скрещивают . их и измеряют плотность молекул на оси второго пучка, а об измеряемом давлении судят по величине модуляции плотности молекул второго пучка.