Магниторазрядный манометр

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ Сне ИДВТЕЛЬСТВУ (б!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.06.77 (2!) 2497346/18-10 с присоединением заявки,% (23) Приоритет— (43) Опублнковаио15.12.78.Бюллетень М 46 (45) Дата опубликования описания18.12.78

<и 637749

Союз Соевтских

Социалистических

Республик (5!) И. Кл.

G 01 L 21/34

Гасударственный камнтет

Саввта Инннатрав СССа аа делам нзабретеннй н аткрмтнй (53) УЙК 531 788 (088.81 (У2) Автор изобретения

В. Н. Пахулвя

Агрофиэичесиий научно-исследователи=кнй институт .... (7!) Заявитель (54) МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ МАНОМЕТР

Изобретение относится к области измерения вакуума.

Измерение высокого и сверхьысокоговакуума магпиторвзрядными манометрами основано íà flpoHopljHAHGëüíoñòè тока разряда в скрещенных электрическом и магннт5 ном полях давленик в разрядной камере.

Известны магпиторазрядпые манометры, электродная часть которых содержит осесимметричные катод и анод, расположенные во внутренней полости цилиндрического магнита, -создающего осевое магнитное по- тв ле (tj. В манометре магнетронного типа анод представляет собой открытый по торцам цилиндр. Катод выполнен в виде двух дисков, соединенных между собой стержнем, расположенным па оси анода. В манометре инверспо-магнетронпого типа катод представляет собой цилиндр с закрытыми торцами, через центральные отверстия в которых проходит стержневой анод.

Общим признаком для известных манометров служит наличие плоских катодов, закрывающих разрядную камеру с торцов, и цилиндрического магнита, создающего продольное магнитное поле, причем этот маг2 нит может служить одной из стенок разрядной камеры..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магниторазрядный манометр, содержащий цилиндрические анод, катод и магнитную систему, размещенный в пил иидрическом аноде катод в виде двух экранированных коллекторных дисков, связанных тонкой проволочкой На анод надет магнит, создающий осевое магнитное поле (2j.

Недостатком известного манометра являетсяя большая погрешность измерений, обусловленная малой проводимостью каналов, соединяющих разрядную камеру манометра с откачиваемым объемом, в котором измеряют вакуум. Выполнить эти отверстия большего размера невозможно, ие нарушив условия существования разряда, поддержания определенного значения тока и. его линейной зависимости от давления. Другим недостатком известного манометра является сложность его конструкции.

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение конструкциии.

637749

Формула изобретения

Это достигается тем, что в предлагаемом м а гн иторазрядном ма нометре, «одержа ш«м ма(нитную систему и коаксиально p3cBOlîженные анод и катод, магнитная система выполнена в виде набора плоских магнитов, разделенных между собой шайбами нэ магннтомягкого материала и обращенных одноименными полюсами друг к другу, при этом магнитная система примыкает к цилиндрическому катоду с противоположной о I. а нода стороны.

В таком магииторазрядном манометре при размещении анода снаружи катода анод выполняется сетчатым.

При размещении анода внутри катода анод выполняется стержневым. Кроме того, в таком магниторазрядном манометре цилиндрический катод может быть закрыт с торца крышкой. В этом случае он будет служить границей вакуум — атмосфера.

На фиг. 1изображена схе,ма предложенного манометра нормального типа; на фиг.2то же, обращенного (инверсного) типа.

Манометр состоит из цилиндрического катода 1, выполненного в виде стакана, края, которого вварены в несущий флаиец 2. К катоду со стороны атмосферы — примыкают кольцевые магниты 3, обращенные одноименными полюсами друг к другу. Вместе с разделяющими их ц айбами 4 из магннто-мягкого материала, например сплава «Армко», они образуют магнитную систему манометра.

Со стороны вакуума, т.е. противоположной магнитной системе, соосно с катодом 1 укреплен анод 5. Если магниты 3 расположены внутри катода 1, m анод 5 выполняют в виде сетки (фиг. 1), а если магниты 3 охватывают катод 1 снаружи, то анод 5 выполнен в виде стержня, проходящего по оси катода I (фиг. 2).

Манометр работает следующим образом.

При подаче на катод 1 и анод 5 высокого напряжения в несколько киловольт между ними возникает электрический разряд, ток которого служит мерой давления. При низких давлениях разряд локализуется в узких кольцевых слоях, нрилегающих к аноду 5 в плоскости магнитов 3. Электроны, осциллирующие вдоль силовых линий магнитного поля (они показаны на рисунках кривыми линиями) и дрейфующие вокруг оси, двигаются к аноду 5 лишь в результате редких ионизирующих столкновений с молекулами газа. Образовавшиеся положительные ионы ускоряются к катоду 1. Электроны, потерявшие часть своей энергии иа ионизацию, начинают двигаться но новым орбитам, пока не попадают на анод 5. При низком давлении пространственный заряд имеет отрица5

l0

ЗО тельный знак, столкновения редки, и разрядный ток мал. С увеличением давления электронный разряд переходит в обычный тлеющий с характерными для него приэлектродными частями и малым сопротивлением разрядного промежутка.

Предложенный манометр имеет периодическую структуру: его ячейка образована двумя магнитами 3, и на длине каждой ячейки магнитное поле дважды меняет знак.

Число ячеек неограниченно, так как их работа не зависит друг от друга. Манометр можно отнести к манометрам открытого типа; сетчатый анод 5, окружающий катод 1 на фиг. I, практически»е создает сопротивления газовому потоку, а с другой стороны, не ухудшает характеристики разряда между катодами 1 и анодом 5. Отсутствие, торца в катоде 1 на фиг. 2 также сильно уменьшает сопротивление газовому потоку из откачиваемого объема в разрядную камеру по сравнению с известным манометром. Конструктивно манометр в обоих вариантах выполнен так, что .магниты 3 находятся в атмосфере и при прогреве камеры могут быть легко удалены беэ нарушения вакуума.

Манометр имеет линейную характеристику в рабочем диапазоне 10 — !О тор.

1. Магниторазрядный манометр, содержащий магнитную систему и коаксиально расположенные анод и катод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, в нем магнитная система выполнена в виде набора плоских магнитов, разделенных между собой шайбами из магнитомягкого материала и обращенных одноименными полюсами друг к другу, при этом магнитная система примыкает к цилиндрическому катоду с противоположной от анода стороны.

2, Манометр по и. 1, отличающийся тем, что в нем анод, размещенный снаружи катода, вып ол не н сетч а ты м.

3. Манометр ио и. 1, отличающийся тем, что в нем анод, размещенный внутри катода, выполнен стержневым.

4. Манометр по п. 1, отличающийся тем, что ь нем катод закрыт с торца крышкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Лекк Дж. «Измерение давления в вакуумных системах». М., 1966, с. 122.

2. Авторское свидетельство СССР № 152113, кл. G Ol 1. 21/34. 960., 637749

Составитель О. 1!олев

Редакм р С Хейфип Текред О. Лугонаи Корректор Е. Папи

Заказ 7IOII:I6 Тираж !070 Подписное

LLHIfHflH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и о крап ий

I! 3035, Москва, Ж-ÇS, Раугискзя иа6., д. 4/5

Филиал ill Ill «Патент>. г. Ужгород, ул. Проектная, 4