Primerjava karakteristik ionizacijskih merilnikov s hladno katodo v ultra visokovakuumskem področju
Comparison of cold-cathode ionization gauge characteristics in ultrahigh vacuum range

slovenski

2001

letnik 35, številka 3/4

ionizacijski merilniki   razelektritev   visoki vakuum   nelinearnost   nezveznost

Inštitut za kovinske materiale in tehnologije
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Ionizacijski merilniki s hladno katodo so zaradi zanemarljivega razplinjevanja in nizke spodnje merilne meje primerni za merjenje tlaka v ultra visokovakuumskem področju. Nelinearnost in nezveznost razelektritvenega toka v odvisnosti od tlaka ter časovno zakasnjen vžig razelektritve lahko vplivajo na zanesljivost merjenja tlaka v UVV. Modeli merilnih glav s Penningovo, normalno magnetronsko in invertno magnetronsko geometrijo so bili konstruirani na osnovi miniaturne ionsko-razprševalne črpalke, pri kateri je ohišje električno izolirano od priključne prirobnice in je uporabljena visokonapetostna prevodnica z veliko električno prebojno trdnostjo. Ohišje obdaja oklopljen magnet iz Sm-Co. Te dodatne spremembe so omogočale natančne meritve zelo majhnih razelektritvenih tokov. Karakteristike merilnikov so bile izmerjene na kalibracijskem UVV sistemu za primerjalne meritve, ki vsebuje preskusno komoro, opremljeno z ekstraktorskim merilnikom in viskoznostnim merilnikom z lebdečo kroglico, in plinski uvajalni sistem s preciznim dozirnim ventilom. Jakost razelektritve je odvisna od gostote magnetnega polja, dimenzij razelektritvene celice, delovne napetosti in tlaka izbranega plina. Gostota magnetnega polja je bila konstantna zaradi uporabe standardnih magnetov. Pri vseh treh geometrijah so bile približno enake dimenzije razelektritvene celice. Jakost razelektritve je bila izmerjena najprej v odvisnosti od delovne napetosti pri različnih tlakih v UVV in VV, nato pa v odvisnosti od tlaka pri izbrani delovni napetosti. Za preskusni plinsta bila izbrana dušik in vodik. Meritve karakteristik v primeru vodika so bile deležne posebne pozornosti zaradi nizke vodikove ionizacijske zmogljivosti. Izbira optimalne delovne napetosti je pomembna v UVV področju, saj v pregretih kovinskih UVV sistemih rezidualno atmosfero sestavlja pretežno vodik. V članku so prikazani značilni primeri neoptimalno izbrane delovne napetosti za vse tri geometrije, ki se pri karakteristiki razelektritveni tok v odvisnosti od tlaka vodika izražajo v infleksijskih in prevojnih točkah ter očitnih diskontinuitetah.

16.09.2009