Метод вспыхивающей нити

Суть метода заключается в следующем. В колбе обычного ионизационного манометра монтируется добавочная вольфрамовая нить, где т — масса молекулы; k — молекулярная газовая постоянная; Т — абсолютная температура газа.

Здесь f — вероятность конденсации, определяемая отношением числа молекул, адсорбированных единицей поверхности нити, к числу ударяющихся об эту поверхность молекул газа.

В процессе измерения нить выдерживается в охлажденном состоянии некоторое время At, в течение которого на нити успевает сконденсироваться определенное число молекул газа. Кратковременное накаливание нити до температуры 2500° К (в течение долей секунды) десорбирует сконденсировавшиеся за время At молекулы газа.

Выделение газа регистрируется по увеличению давления, измеренного ионизационным манометром. Время At должно быть достаточно большим, чтобы адсорбированный газ дал пиковое значение давления большее, чем нижний предел измерения манометра. При увеличении At пиковое значение давления сначала линейно возрастает в соответствии с увеличением количества адсорбированных на нити молекул газа, а затем для достаточнобольших значений At приближается к постоянной величине (рис. 4. 28). Точка перегиба соответствует тому времени, когда нить полностью покрыта мономолекулярным слоем адсорбированных газов.

Зная величины Р_т и t_m, можно определить давление Р в системе в стационарном состоянии. Обозначим через V — объем вакуумной камеры с манометром, а через А — поверхность накаливаемой нити. Количество молекул газа v, ударяющихся об единицу поверхности в единицу времени, можно определить по известной формуле

Условно можно считать f = 1, хотя практически коэффициент f зависит от рода газа и всегда меньше 1. Приближенно определить f можно, работая методом «вспышки» в области рабочих давлений ионизационного манометра, когда Р и Р_т могут быть измерены.

Метод «вспыхивающей нити» дает возможность лишь приближенно определять парциальное давление хорошо адсорбируемых газов. Основное достоинство этого метода заключается в том, что он позволяет почти на порядок расширить нижний предел измерения давления всех ионизационных манометров.

Магнитные манометры так же, как термоэлектронные, относятся к классу ионизационных манометров. Их принцип действия основан на ионизации газа в объеме манометра и измерении величины разрядного тока, пропорциональной давлению. Преобразователь магнитного манометра отличается от термоэлектронного тем, что в качестве основного источника электронов здесь применен холодный катод, а для удлинения траектории электронов и поддержания разряда используется магнитное поле.

Впервые магнитный манометр был предложен Пеннингом в 1937 г. 68, 69. Схема преобразователя манометра приведена на рис. 5. 1. В стеклянной трубке, подключенной к вакуумной системе, расположены кольцевой анод 2 и два дисковых катода 1. Система электродов находится в осевом магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом 3. Напряжение на аноде равно 2000 в, магнитное поле 400 гс, катоды заземлены. При давлении 10^-3н-10^-5 мм рт. ст. между электродами возникает газовый разряд, причем величина разрядного тока оказывается пропорциональной давлению. При давлении около 10"³ мм рт. ст. ионный ток приблизительно равен 1 ма- Ионизация молекул газа в манометрическом преобразователе осуществляется электронами, эмнттируе-мыми холодным катодом. Электрическое поле сообщает электрону скорость, вектор которой имеет две составляющие: одна направлена параллельно оси анода и заставляет электрон двигаться в направлении второго катода; другая перпендикулярна оси анода и закручивает электрон под действием магнитного поля.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО МАНОМЕТРА