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Granville-Phillips® 行业标准 274 玻璃 Bayard-Alpert 型热阴极电离真空计以经济的成本提供良好的真空/压力测量。274 玻璃 Bayard-Alpert 型热阴极电离真空计具有双线网格和抗烧断灯丝或双钨丝。
- <1.0 x 10-9至 0.001 Torr 测量范围
- 直径为 3/4 或 1 英寸的可伐管、耐热玻璃管或法兰管
- 电阻加热或电子轰击脱气
- 耐燃耗灯丝或双钨丝
- 无下垂双线网格
- 与标准电连接器配接
规格
- 类型真空压力传感器
- 传感器类型Bayard-Alpert型电离计
- 测量范围<1.0 x 10-9至 0.001 Torr
- 收藏家钨，.010 in.直径
- 准确性±20%
- 烘烤温度450°摄氏度
- 安装方向任何，垂直首选
- 管路直径 19 或 25 mm x 57 mm，可伐合金、耐热玻璃或法兰
- 信封Nonex 7720 玻璃，2 1/4 英寸（57 毫米） 直径 x 5 英寸（127 毫米）长
- 阴极双钨或单钍涂层铱
- 网 格难熔金属
- 长度6 英寸（152毫米）
- N2 灵敏度10/托
- X射线限值约 3 x 10-10 Torr
- 电子轰击脱气最大 100 瓦
- 电阻加热脱气10 A 时为 6.3 至 7.5 VAC
- 阴极加热电流4 至 6 A
- 阴极加热电压3 至 5 V
- 阴极电压电位+30 伏直流电
- 收集器潜力0 V
- 电网潜力+180 伏直流电
特征
工作原理
负电子以可控的可选速率从加热的灯丝中发射，并被加速到带正电的线栅（阳极）。电子进入栅极和接地集电极线之间的空间。在这个空间中，电子与来自真空系统的气体分子碰撞，产生正离子。然后，正离子由位于圆柱形网格轴线的接地集电极线收集。在恒定的灯丝与电网电压和电子发射电流之间，正离子形成的速率与压力低于 1 x 10 的空间中的分子密度（压力）成正比-3托。然后，离子电流的强度在以压力单位校准的微安表上显示。
Bayard-Alpert 测厚仪工作范围的低端由此类测厚仪的 X 射线极限决定。X 射线限值因仪表设计而异。
当灯丝发出的电子撞击网格和支撑线时，会产生 X 射线。由于 Bayard-Alpert 测厚仪的几何形状，只有一小部分发射的 X 射线被离子收集器截获。当 X 射线撞击集电极线时，它们会导致电子从集电极中光电喷射出来。该 X 射线电流限制了可以测量的压力，相当于 10-10或 10-11Torr 范围，取决于仪表型号。X 射线极限是指当所有输出电流都是由于 X 射线诱导的光发射并且没有气体时，可以在仪表中获得的最低压力指示。
由于电极的碳氢化合物污染，X射线极限将增加，因为受污染的表面在X射线轰击下会释放出更多的二次电子。这种污染通常可以通过电极的彻底脱气来去除。
气体种类效应
Bayard-Alpert 电离计对不同气体种类具有不同的相对灵敏度。因此，压力读数仅提供指定压力表的气体（氮气）的直接读数。这称为氮当量压力的读数。可以将直接压力读数与非标准气体的压力进行简单的数学转换。这种转换是使用特定气体的相对表压灵敏度进行的。这些灵敏度在参考资料中列出，并包含在 274 系列的 Granville-Phillips® 说明手册中。
对于单个真空计设计，热丝式电离真空计在给定的压力范围内效果最佳。以下是与选择适当量规相关的注意事项的简要概述。
这些仪表中的大多数的有用范围从 2 x 10 开始-2托。设计的变化允许在各种真空度下运行。裸色类型 274022、274023、274041 和 274042 适用于 2 x 10-11托。
敏感性
灵敏度定义如下：
S（灵敏度）=（电离电流）/（电子电流）x（压力）
该定义使灵敏度相对独立于电子电流，并且仅依赖于仪表结构。在实践中，通常需要确定使用给定表压管和控制器可以读取的最低压力。为了确定这一点，必须知道控制器静电计部分的最低可读电流灵敏度。
从制造商的数据中了解表压管的灵敏度，可以确定电离电流与压力的关系。
脱气
为了将真空计中的释气降低到可以忽略不计的水平，采用了脱气过程。为了达到最低压力水平，玻璃包络压力表应在 400°C 下烘烤 1 小时。
在烘烤后，通过加热至标称温度为900°C约15分钟来对电极进行脱气。
电极加热是通过电子轰击 （EB） 或通过低电压下的大电流 （I2 R） 通过电网来实现的。一般来说，仪表配备有建立的网格;即，在多个相交部件上焊接的鼠笼或网格仅通过电子轰击脱气。捕收器只能通过电子轰击法脱气。由螺旋或双螺旋组成的栅极，其中螺旋的两端都有外部连接，通过大电流法脱气。所有带有螺旋网格的真空计也可以通过电子轰击进行脱气。
274022、274023、274041、274042、274050、274057 和 274058 真空计使用鼠笼网格，必须使用电子轰击进行脱气。为了提供适合 I2 R 脱气的裸规，开发了 274028、274043 和 274053 真空计。
漏电
压力测量的精度取决于低至纳安及以下电流的测量，会受到泄漏的影响。这些路径可分为内部路径或外部路径。
内部和外部泄漏在设计中保持在尽可能低的值，例如管状 Bayard-Alpert。仪表的集电极端子位于外壳的另一端，与栅极和阴极端子相距甚远。
与管状设计相比，将集电极作为基座或接头中的一系列引脚之一引出的设计更容易出现泄漏问题。
内部泄漏通常是由于钨或钍蒸气从阴极蒸发造成的。这是通过屏蔽层控制的，其中集电极线穿过阀杆或针座绝缘体。必须非常小心地将仪表上集电极端子的引线与控制器绝缘和屏蔽。
泵
电离计具有一定的抽吸能力。这是由于化学和电效应造成的。一般来说，化学泵送是由于气体对非常清洁的表面的亲和力。当表面变得饱和时，泵送作用减弱并达到稳态值。在化学泵送期间，典型玻璃表的读数将降低 20% 至 50%。在 1 x 10-9 Torr 下，泵送的持续时间可能约为 4 小时。电子或离子泵在 1 x 10-9 Torr 下泵送约三个月后饱和。泵送效应最常见的补救措施是在真空计和真空系统之间提供大电导通道。
仪表泵送的第三种机制涉及与热阴极的化学反应。氧气、氮气、水蒸气和氢气等多种气体已被证明会与钨中存在的碳发生反应。这些反应的比率取决于阴极温度，并且足够低，当使用高电导连接时，可以避免测量中的严重误差。
然而，在小型系统中，气体成分的变化可能很大。有几种压力表配置可用于应对泵送现象。
配备 3/4 英寸管的玻璃包络规（例如 274002）具有足够的电导率，可用于低至 10-8托尔范围。适用于低至 10 的仪表-10Torr 系列提供 1 英寸管 （274015）。为了补偿高电子抽速，所有内部屏蔽压力表都应指定有 1 英寸的管路。
裸真空计是解决严重电离真空计泵送问题的最佳解决方案。通过裸几何形状，真空计元件可以直接定位到真空室中，从而消除了通常与管状真空计相关的压差。与管状仪表相比，该仪表系统的时间响应大大降低。
