Przedmiotem wynalazku jest glowica jonizacyjna, zwlaszcza do pomiaru szybkosci parowania cial stalych w prózni, poprzez jonizacje strumienia par i pomiaru pradu powstalych jonów.Metoda jonizacyjna pomiaru szybkosci parowania polega na wprowadzeniu do objetosci glowicy strumienia par, jonizacji czasteczek par poprzez zderzenia z elektronami znajdujacymi sie w sondzie oraz pomiarze pradu jonowego. W objetosci glowicy znajduja sie takze gazy szczatkowe powietrza. Gazy te równiez ulegaja jonizacji, zatem mierzony prad jonowy jest suma dwóch skladników: pradu jonowego pochodzacego od par oraz pradu jonowego gazów tla. Zachodzi wiec koniecznosc eliminacji tla gazów szczatkowych.Znane rozwiazanie glowicy jonizacyjnej do pomiaru szybkosci parowania stanowi zmodyfikowana sonda jonizacyjna typu „nude" stosowana do pomiaru cisnienia. Eliminacje skladowej gazowej z mierzonego pradu jonowego, w tym typie glowic, mozna uzyskac poprzez modulacje strumienia par lub przez kompensacje skladowej gazowej. Modulacje strumienia par wchodzacego w obszar glowicy realizuje sie przy uzyciu przeslony wibracyjnej. Prad jonowy par jako prad zmienny zostaje wydzielony tak jak poprzednio- przy uzyciu filtrów elektronicznych. Tego rodzaju rozwiazanie pociaga za soba wprowadzenie do ukladu prózniowego urzadzenia mechanicznego, modulujacego strumien par. Jest to niekorzystne ze wzgledu na silne wydzielanie gazów z tego typu urzadzen oraz ich znaczne gabaryty.Rozwiazania glowic jonizujacych oparte na kompensacji skladowej gazowej polegaja na pomiarze pradu jonowego par jako róznicy pradów jonowych dwóch kolektorów, z których tylko jeden znajduje sie w obszarze jonizacji par i mierzy sume pradu jonowego par oraz pradu jonowego gazów, natomiast drugi kolektor jest osloniety przed strumieniem par i mierzy tylko prad jonowy pochodzacy od gazów. Takierozwiazanie wymaga umieszczenia w ukladzie prózniowym dwóch sond jonizacyjnych we wspólnej oslonie lub osobnych oslonach, zaopatrzonych w otwory zapewniajace wprowadzenie strumienia par w obszar jednej sondy i wyjscie strumienia par poza ten obszar. W przypadku tym konieczne sa uklady zasilajace obie sondy. Wymagana ilosc przepustów pomiarowych do zainstalowania glowicy w danym ukladzie prózniowym odpowiada ilosci elektrod w glowi¬ cy.Glowica jonizacyjna do pomiaru szybkosci parowania, jak to przedstawil I.M.H. Perkins w artykule pt.„An Evaporation Rate Control System Employing a Heated Electrode Sensing Gauge". ma sonde, przez która2 89 931 przechodzi stiumien p;n, sklucJajc^c^ sie z anody w ksztalcie spirali, z kolektora w postaci drutu umieszczonego w srodku anody, wzdluz jej osi i katody w postaci spirali umieszczonej poza obszarem anody. Sonda ta jest oslonieta ekranem z dwoma otworami, z których jeden jest otworem wlotowym a drugi otworem wylotowym par. Powierzchnia otworu wlotowego jest prostopadla do osi anody. Druga sonda jonizacyjna jest oslonieta przed strumieniem par i mierzy tylko prad jonowy gazów, a jej sygnal sluzy do kompensacji pradu jonowego gazów mierzonych w pierwszej sondzie.Inne rozwiazanie przy zastosowaniu kompensacji stanowi glowica Defoura i Zegi opisana w artykule C.Dufoura pt. ,,Obtention par evaportion sous vide des couches mixtes aluminium-bore de composition predetermi- nee par controle de debit de chaque source". Sklada sie z anody zlozonej z dwóch siatek w postaci meandrów i dwóch kolektorów takze w postaci meandrów, umieszczonych symetrycznie w stosunku do siatek. W srodku tego ukladu znajduje sie wspólna katoda w postaci spirali. Ten uklad elektrod oslania ekran antymagnetyczny z dwoma otworami na wejscie i wyjscie strumienia par. Usytuowanie otworów jest takie, ze strumien par wchodzi tylko w obszar jednej siatki i kolektora i tylko ten kolektor mierzy prad jonowy par. W glowicy tej celem wydzielenia pradu jonowego par zastosowana byla dodatkowo modulacja strumienia par poprzez wprowadzenie przeslony obrotowej poruszanej silnikiem synchronicznym.Celejn wynalazku jest w szczególnosci zmniejszenie wymiarów zewnetrznych glowicy, co ma istotne znaczeni ze wzgledu na ograniczona objetosc komór prózniowych przeznaczonych do procesów parowania, a fakze obecnosc w nich innych elementów stosowanych w technice cienkich warstw. Ponadto celem wynalazku jest uproszczenie ukladu zasilajacego glowice oraz zmniejszenie ilosci przepustów pomiarowych koniecznych do zainstalowania glowicy w ukladzie prózniowym. Glowica wedlug wynalazku Dozwala na pomiar pradu jonowego par metoda kompensacyjna. Realizuje sie to poprzez wytworzenie dwóch obszarów, z których tylko w jednym znajduja sie pary. Okreslenie pradu jonowego par polega na elektronicznym odejmowaniu sygnalów pochodza¬ cych od kolektorów umieszczonych w obu obszarach jonizacji. Dwa obszary jonizacji w tej glowicy-utworzone sa poprzez podzielenie anody i objetosci glowicy plytkowa przegroda polaczona elektrycznie z anoda. W obu wytworzonych w ten sposób czesciach anody umieszczone zostaly kolektory jonów — po jednym w kazdej czesci. Katoda sklada sie z dwóch czesci, najkorzystniej spiralnych, przy czym po kazdej stronie przegrody znajduje sie jedna czesc katody. Umieszczenie dwóch czesci katody w obu obszarach jonizacji pozwala na lepsze izolowanie obu tych obszarów i uniezaleznienie ich od siebie. Wykonanie katody w postaci spirali umozliwia prace glowicy w dowolnej pozycji. Ponadto katoda spiralna moze byc wykonana z dluzszego drutu niz katoda prosta, dzieki czemu znacznie obniza sie temperatura pracy katody, a co za tym idzie zachodzi mniejsze nagrzewanie elementów w aparaturze prózniowej i mniejsze wydzielanie gazów. Obie czesci katody moga (nie musza) byc ze soba polaczone szeregowo.Opisany uklad elektrod glowicy osloniety jest ekranem pozwalajacym na wprowadzenie par tylko do jednego z obszarów anody, co powoduje, ze tylko jeden z kolektorów, umieszczony wlasnie w tym obszarze anody, mierzy prad jonowy par. Kolektor z drugiego obszaru, oslonietego od par, dostarcza sygnalu odniesienia, potrzebnego do pomiaru metoda kompensacyjna.Zastosowanie tylko jednej sondy jonizacyjnej pozwala na znaczne zmniejszenie wymiarów zewnetrznych glowicy, które zaleza glównie od objetosci, jaka zajmuje uklad elektrod w w danej glowicy. Pozwala to równiez na uproszczenie ukladu zasilajacego, który stanowi jeden typowy zasilacz sondy jonizacyjnej, spelniaja¬ cy nastepujace funkcje: doprowadzenie napiec anoda-katoda, kolektoro-katoda, doprowadzenie mocy zarzenia katody oraz stabilizacja pradu elektronowego. Dzieki zastosowaniu minimalnej ilosci elektrod w glowicy wymagana ilosc przepustów pomiarowych koniecznych do zainstalowania glowicy w ukladzie prózniowym ograniczona jest do minimum.Wynalazek zostanie dokladnie wyjasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia pólwidok i pólprzekrój podluzny glowicy jonizacyjnej oraz fig. 2 - przekrój po linii A-A glowicy jonizacyjnej.Anoda 1, która stanowi siatka cylindryczna z drutu molibdenowego w ksztalcie spirali przyspawanej do wsporników 2, jest podzielona wzdluz swojej osi na dwa obszary przegroda 3 w ksztalcie plytki. Przegroda 3 jest elektrycznie polaczona z anoda 1 przez przyspawanie wsporników 2 do przegrody 3. Katode 4 stanowia dwie polaczone szeregowo spirale z drutu wolframowego, przy czym w kazdym z obszarów utworzonych przez przegrode 3 znajduje sie jedna spirala katody 4. Wewnatrz anody 1 znajduja sie kolektory 5 i 6 wykonane z drutu wolframowego - po jednym kolektorze w kazdym obszarze anody 1. Poszczególne elektrody:anoda 1 z przegro¬ da 3, katoo? 4 oraz kolektory 5 i 6 sa zamontowane na talerzyku ceramicznym 7 zawierajacym przepusty 8 zamocowanym na metalowej plycie 9. Powierzchnia talerzyka 7 jest ustawiona prostopadle do kierunku wprowadzanej wiazki par, który pokrywa sie z osia anody 1. Dodatkowo w celu zabezpieczenia talerzyka ceramicznego 7 przed nanoszeniem materialu parujacego wykonano przeslone 10. Polaczenia poszczególnych89 931 3 elektrod z przepustami 8 zostaly wykonane za pomoca doprowadzen 11. Opisany uklad elektrod zostal osloniety ekranem 12 zamocowanym na metalowej plycie 9. Ekran 12 posiada otwór 13, tak wykonany, aby wprowadzac strumien par tylko w jeden obszar anody 1. Os otworu 13 jest równolegla do osi anody 1.W przeciwleglej do otworu 13 powierzchni ekranu 12 znajduje sie otwór 14, który zabezpiecza wspomniany ekran 12 przed osadzeniem materialu parujacego oraz umozliwia kontakt obu obszarów anody 1 z gazami w komorze prózniowej. Ekran 12 jest wykonany w ten sposób, aby jego wymiary byly jak najmniejsze przy zachowaniu bezpiecznych odstepów miedzy elektrodami a ekranem. PL