Электронный ионизационный преобразователь давления

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерения давления в диапазоне среднего и высокого вакуума за счет снижения фона модуляции и улучшения сфабштьности режима элект ронйого ионизационного преобразователя давления . Для этого наряду с ненакаливаемым катодом 1, анодом 3 и коллектором 4 ионов устройство содержит диафрагму 2, катод выполнен в виде тонкопленочной системы металл-диэлектрик-металл (МДМ), анод выполнен в виде двух параллельных сеток, коллектор выполнен в виде тонкого кольца. Устройство также может быть снабжено экраном 5. Диафрагма 2 обеспечивает фокусировку электронного пучка от МДМ-катода 1, снижает фон модуляции от емкостного тока при питании МДМ- катода переменным напряжением и защищает катод от теплового излучения анода 3 и коллектора 4 при их обезгаживании. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. о $ (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) О А1 (511 4 G 01 1. 21 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4016105/24-10 (22) 29. 01.86 (46) 28.02.89. Бюл. У 8 (72) И.А.Донской, И.Л.Коган, Е.А.Пенчко, Т.Л.Шарапова и Ю.Б.Янкелевич (53) 531.787 (088 .8) (56) Кузьмин В.В. и др. Вакуумметрическая аппаратура техники высокого вакуума и течеискания. М.: Энергоатомиздат, 1984, с.22.

Dobrott I.R., 0man R.М. Ионизационный манометр с эмиттером электронов на основе р-и перехода из SiC.

I.Vac.Sci and Technol, 1970, v,7, У 1, рр.214,215. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерения давления в диапазоне среднего и высокого вакуума эа счет снижения фона модуляции и улучшения стабильности режима электронйого ионизационного преобразователя давления. Для этого наряду с ненакаливаемым катодом 1, анодом 3 и коллектором 4 ионов устройство содержит диафрагму 2, катод выполнен в виде тонкопленочной системы металл-диэлектрик-металл (МДМ), анод выполнен в виде двух параллельных сеток, коллектор выполнен в виде тонкого кольца.

Устройство также может быть снабжено экраном 5. Диафрагма 2.обеспечивает фокусировку электронного пучка от

МДМ-катода 1, снижает фон модуляции от емкостного тока при питании МДМкатода переменным напряжением и saщищает катод от теплового излучения анода 3 и коллектора 4 при их обез- C гаживании, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1462130

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано дпя измерения давления в диапазоне среднего и высокого вакуума. 5

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет снижения фона модуляции и улучшения стабильности режима.

На фиг. 1 показана конструкция электронного ионизационного преобразователя давления; на фиг. 2 — принн ипиальная электрическая схема питания.

Электронный ионизационный преобра- 15 зователь давления (фиг.1) содержит катод 1, диафрагму 2, анод 3, коллектор ионов 4 и экран 5. Катод выполнен в виде .тонкопленочной системы металл-диэлектрик-металл (MIAMI) и пред- 2Р ставляет собой базовый металлический электрод (нижний вывод катода), на котором расположена тонкая диэлек, трическая пленка, покрытая тонкой йленкой металла (верхний вывод катода). Катод может быть выполнен в форме таблетки с центральным выводом нижнего электрода. Верхним электродом является наружная металлическая поверхность таблетки. Эмиттирующая ЗР

Поверхность катода расположена по

его оси и имеет форму круга малого диаметра.

Диафрагма 2 выполняется в виде диска с отверстием, расположенным против эмиттирующей поверхности катода. Диаметр диафрагмы выбирается несколько большим диаметра эмиттирующей поверхности катода. Анод 3 выполняется в виде двух плоских 6еток, 4р расположенных перпендикулярно оси преобразователя и прозрачных в этом направлении. Коллектор ионов 4 выполняется в виде тонкого кольца„ плоскость которого параллельна плос- 45 кости сеток, и расположен между ними.

Диаметр кольца должен быть больше расстояния между сетками, Этим достигается однородность электрического поля по оси преобразователя. Вывод коллектора защищен заземленным экраном.

Электронный ионизационный преобразователь давления работает следующим образом.

При приложении положительного потенциала к верхнему электроду катода

1 относительно нижнего, МДМ-катод эмиттирует электроны. При обратной полярности на катоде эмиссии не происходит. Питание катода осуществляется напряжением чередующейся полярности, При этом, эмиссия модулируется с частотой напряжения питания, а ресурс и стабильность характеристик катода улучшаются в сравнении с однополярным питанием 1ЩМ-катода, приводящим к переносу примесей через слой диэлектрика и деградации параметров катода.

Электроны проходят через диафрагму 2, ускоряются под действием положительного потенциала анода 3 и ионизируют газ. Образующиеся между анодными сетками ионы собираются коллектором 4, находящимся при отрицательном потенциале, и вызывают в цепи коллектора ток, являеющийся мерой давления. Электроны, прошедшие через анод 3, попадают в тормозящее поле торцевой поверхности экрана 5 и возвращаются снова к аноду.

Электроны вылетают из ИДИ-катода в осевом направлении. Диафрагма 2, имеющая, потенциал верхнего электрода катода (фиг.2), дополнительно фокусирует электронный пучок. Таким образом, обеспечивается возвратно-поступательное движение электронов вдоль оси преобразователя, что повышает эффективность ионизации и расширяет нижнюю границу измеряемых давлений, При обезгаживании электродов диафрагма 2 позволяет защитить МДМ-катод от теплового излучения с анодных сеток и коллектора. Кроме того, диафрагма 2 снижает проходную емкость катод-коллектор и, тем самым, снижает емкостной ток в цепи коллектора, вызванный переменным напряжением питания катода.

Экран 5 обеспечивает постоянство траекторий электронов и ионов, защищает электродную систему преобразователя от внешних электрических полей.

Благодаря модуляции тока эмиссии с последующим выделением сигнала давления с помощью узкополосного усилителя, достигается помехозащищенность в условиях потоков корпускулярных и электромагнитных излучений.

Электронный ионизационный преобразователь давления с МДИ-катодом описанной конструкции позволяет измерять давление в диапазоне от 5 10 до

1 Па и.не вносит при этом искажений

1462130 в состав, температуру и давление измеряемой газовой среды, обладает малой потребляемой мощностью.

Формула изобретения

Составитель И.Сумцов

Редактор И.Сегляник ., Техред М. оданич Корректор А.Обручар с

Заказ 663/38 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

1. Электронный ионизационный преобразователь давления, содержащий ненакаливаемый катод, анод и расположенный внутри анода коллектор ионов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет снижения фона модуляции и улучшения атабильности режима, в нем катод выполнен в виде тонкопленочной системы металл — диэлектрик - металл (МДМ), анод выполнен в виде двух параллельных сеток, установленных па5 раллельно эмиттирующей поверхности катода, коллектор ионов выполнен в виде кольца, плоскость которого параллельна сеткам, а между катодом и анодом установлен дополнительный электрод в виде диафрагмы.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что он снабжен экраном, окружающим электродную систему по периметру и с торца со стороны анода.