Ionizační vakuoměr je základní součástí pro měření vysokého vakua. Určuje úroveň vakua ionizací molekul plynu a měřením výsledného toku iontů. Na základě různých ionizačních metod se dělí hlavně do následujících dvou kategorií:
Jeden. Horká katoda ionizační vakuové měřidlo
Pracovní princip: Vyhřívané vlákno (katoda) emituje termionické elektrony. Tyto elektrony získávají dostatečnou energii, když letí směrem k anodové mřížce, srážejí se s molekulami plynu a ionizují je. Výsledný iontový proud se měří na sběrné elektrodě; tento proud je úměrný tlaku plynu.
výhody:Přesné měření, dobrá stabilita a vynikající linearita; je to hlavní volba pro měření vysokého vakua.
Nevýhody:
Rentgenový efekt: Elektrony dopadající na anodovou mřížku generují měkké rentgenové paprsky, které ozařují kolektorovou elektrodu, spouštějí emisi fotoelektronů a vytvářejí na tlaku -nezávislý „proud na pozadí“. To způsobí, že se naměřené tlaky liší od skutečného tlaku v ultra-vysokém vakuu (přibližně<10⁻⁸ Pa).
Chemické odstranění: Vysoká teplota vlákna způsobí, že se molekuly reaktivního plynu (jako je kyslík) disociují a adsorbují, čímž vzniká „efekt vakua“, který ovlivňuje skutečný tlak.
Filament burnout risk: Under higher pressures (e.g., >10⁻² Pa) nebo náhlé vystavení atmosféře, je žhavící vlákno náchylné k oxidaci a vyhoření.
Dva. Ionizační vakuum se studenou katodou
Pracovní princip: Využití vysokonapěťového elektrického pole k vyvolání výboje ve vakuu (studená katoda je nezahřívaná) a aplikace vnějšího magnetického pole. Elektrony pod kombinovaným vlivem elektrického a magnetického pole (Lorentzova síla) procházejí spirálovitým pohybem, což značně zvyšuje pravděpodobnost ionizace prostřednictvím srážek s molekulami plynu, čímž se vytvoří samočinný plazmový výboj. Tok iontů je úměrný tlaku.
výhody:Robustní konstrukce, žádné horké vlákno, odolné vůči atmosférickým vlivům, dlouhá životnost.
Žádné omezení proudu na pozadí X-, což umožňuje měření vyšších úrovní vakua (obvykle v řádu 10⁻¹² Pa).
Nevýhody:
Stabilita výboje: Výboj může být nestabilní při nízkých tlacích, dokonce může vykazovat „zpoždění výboje“ nebo „vzplanutí“.
Citlivost na kontaminaci: Kontaminace povrchu katody může vážně ovlivnit emisi elektronů, což vede k nepřesným měřením.
Silné rušení magnetického pole: Vlastní silné magnetické pole vakuometru může rušit okolní zařízení (jako jsou iontové zdroje); místo instalace vyžaduje pečlivé zvážení.
