RU2168711C2 - Vacuum gauge - Google Patents
Vacuum gauge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168711C2 RU2168711C2 RU99119703A RU99119703A RU2168711C2 RU 2168711 C2 RU2168711 C2 RU 2168711C2 RU 99119703 A RU99119703 A RU 99119703A RU 99119703 A RU99119703 A RU 99119703A RU 2168711 C2 RU2168711 C2 RU 2168711C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal layer
- electrode
- radioactive substance
- vacuum gauge
- metal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам измерения давления, а именно к средствам измерения низкого вакуума. The invention relates to pressure measuring instruments, and in particular to low vacuum measuring instruments.
Известен тепловой вакуумметр для контроля низкого вакуума (Г.Л. Эшбах. Практические сведения по вакуумной технике. М.-Л.: Энергия, 1966, c. 105-110), представляющий собой манометрическую лампу, в которую впаяна металлическая нить, нагреваемая электрическим током, подводимым от стабилизированного источника питания. Измерение давления таким вакуумметром осуществляется по сопротивлению металлической нити манометрической лампы. Known thermal vacuum gauge for monitoring low vacuum (GL Eshbah. Practical information on vacuum technology. M.-L .: Energy, 1966, p. 105-110), which is a gauge lamp in which a metal thread is soldered, heated by an electric current supplied from a stabilized power source. Pressure measurement with such a vacuum gauge is carried out by the resistance of the metal thread of the gauge lamp.
Недостатком теплового вакуумметра является влияние температуры на работу манометрической лампы, необходимость использования стабилизированного источника питания, нелинейность статической характеристики. The disadvantage of a thermal vacuum gauge is the effect of temperature on the operation of a gauge lamp, the need to use a stabilized power source, and the non-linearity of the static characteristic.
Наиболее близким по технической сущности является ионизационный вакуумметр (Н. И. Штейнбок. Применение радиоактивных излучений в измерительной технике. М. -Л. : МашГИЗ, 1960, c. 192-195), содержащий первый и второй плоские металлические электроды, параллельно установленные в изоляторах, внутренняя поверхность первого из которых покрыта металлическим слоем, содержащим радиоактивное вещество, и электрометр. The closest in technical essence is the ionization vacuum gauge (N. I. Shteinbok. The use of radioactive radiation in the measuring technique. M.-L.: MashGIZ, 1960, p. 192-195), containing the first and second flat metal electrodes installed in parallel in insulators, the inner surface of the first of which is covered with a metal layer containing a radioactive substance, and an electrometer.
Работа ионизационного вакуумметра основана на зависимости ионизационного тока, возникающего между двумя электродами при ионизации заряженными частицами газа и воздействии высоковольтного поля, прикладываемого между этими электродами, от давления этого газа. The operation of the ionization vacuum gauge is based on the dependence of the ionization current arising between two electrodes during ionization by charged gas particles and the action of a high-voltage field applied between these electrodes on the pressure of this gas.
Недостатком ионизационного вакуумметра является необходимость использования высоковольтного стабилизированного источника питания, необходимость подключения вакуумметра к объекту через специальный штуцер и большой объем камеры. The disadvantage of the ionization vacuum gauge is the need to use a high-voltage stabilized power supply, the need to connect the vacuum gauge to the object through a special fitting and a large chamber volume.
Задачей предлагаемого изобретения является создание простого по конструкции и изготовлению, миниатюрного, удобного в эксплуатации и безопасного средства измерения низкого вакуума. The objective of the invention is the creation of a simple design and manufacture, miniature, easy to use and safe means of measuring low vacuum.
Технический результат - создание простого по конструкции вакуумметра, обладающего малым объемом камеры и генераторным сигналом. EFFECT: creation of a vacuum gauge that is simple in design and has a small chamber volume and a generator signal.
Технический результат достигается тем, что в вакуумметре, содержащем первый и второй плоские металлические электроды, параллельно установленные в изоляторах, внутренняя поверхность первого из которых покрыта металлическим слоем, содержащим радиоактивное вещество, и электрометр, между электродами размещена диэлектрическая прокладка, выполненная с возможностью образования замкнутой камеры, а второй электрод снабжен отверстием, расположенным по оси, причем этот электрод и металлический слой, содержащий радиоактивное вещество, выполнены из металлов, имеющих различный химический состав, а именно второй электрод выполнен из металла, работа выхода электронов которого отличается от работы выхода электронов металлического слоя с радиоактивным веществом. Толщина диэлектрической прокладки выполнена меньшей длины пробега заряженных частиц радиоактивного вещества металлического слоя. The technical result is achieved in that in a vacuum gauge containing the first and second flat metal electrodes installed in parallel in insulators, the inner surface of the first of which is covered with a metal layer containing a radioactive substance, and an electrometer, a dielectric gasket is placed between the electrodes, which is capable of forming a closed chamber and the second electrode is provided with an opening located along the axis, this electrode and a metal layer containing a radioactive substance, They are made of metals having different chemical compositions, namely, the second electrode is made of metal, the electron work function of which differs from the work function of the electrons of the metal layer with a radioactive substance. The thickness of the dielectric strip is made smaller than the mean free path of the charged particles of the radioactive substance of the metal layer.
Такая конструкция обеспечивает возможность сбора ионов, число которых пропорционально абсолютному давлению газа, под действием контактной разности потенциалов, возникающей вследствиe различия работ выхода электронов металла второго электрода и металлического слоя с радиоактивным веществом. Она исключает возможность изменения расстояния между электродами и как следствие сигнала вакуумметра при вибрации за счет наличия диэлектрической прокладки между электродами и обеспечивает возможность создания вакуумметров малого объема и его размещение непосредственно в объекте контроля в виде зонда. This design makes it possible to collect ions, the number of which is proportional to the absolute pressure of the gas, under the action of the contact potential difference, which arises due to the difference in the work functions of the electrons of the metal of the second electrode and the metal layer with a radioactive substance. It eliminates the possibility of changing the distance between the electrodes and, as a consequence, the signal of the vacuum gauge during vibration due to the presence of a dielectric strip between the electrodes and provides the possibility of creating vacuum gauges of small volume and its placement directly in the control object in the form of a probe.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов, их конструктивном исполнении и взаимном расположении. Compared with the prototype of the claimed design has a distinctive feature in the combination of elements, their design and relative position.
Схема вакуумметра изображена на чертеже. The vacuum gauge diagram is shown in the drawing.
Вакуумметр содержит первый 1 и второй 2 плоские параллельно установленные в изоляторах 3 электрода. Внутренняя поверхность первого электрода покрыта металлическим слоем 4, содержащим радиоактивное вещество. К электродам 1 и 2 подключен электрометр 5 с помощью проводников 6. Между электродами 1 и 2 размещена диэлектрическая прокладка 7, выполненная с возможностью образования между электродами замкнутой камеры 8, а электрод 2 снабжен отверстием 9, расположенным по оси, для сообщения камеры 8 с объектом контроля 10. Вакуумметр снабжен металлическим сетчатым экраном 11 для экранирования электрических полей. The vacuum meter contains the first 1 and second 2 flat parallel installed in the insulators 3 of the electrode. The inner surface of the first electrode is covered with a metal layer 4 containing a radioactive substance. An electrometer 5 is connected to the electrodes 1 and 2 by means of conductors 6. Between the electrodes 1 and 2 there is a dielectric gasket 7 configured to form a closed chamber 8 between the electrodes, and the electrode 2 is provided with an opening 9 located along the axis for the camera 8 to communicate with the object control 10. The vacuum gauge is equipped with a metal mesh screen 11 for shielding electric fields.
В опытном образце вакуумметра электроды имеют диаметр 20 мм. Электрод 2 был изготовлен из алюминия, а электрод 1 - из молибдена. Металлический слой 4 представляет собой титан, насыщенный радиоактивным веществом (тритием), являющимся источником β-частиц. Энергия β-частиц составляет 6 кэВ, а длина пробега β-частиц в воздухе 4 мм. Прокладка 7 была изготовлена из фторопласта и имеет толщину 0.2 мм. Объем камеры 8 вакуумметра составляет 50 мм3. При этом контактная разность потенциалов составляет 0.5В. В качестве электрометра использовался измеритель малых токов типа ИМТ-05, выходной сигнал которого измерялся миллиамперметром.In a prototype vacuum gauge, the electrodes have a diameter of 20 mm. Electrode 2 was made of aluminum, and electrode 1 was made of molybdenum. The metal layer 4 is titanium, saturated with a radioactive substance (tritium), which is a source of β-particles. The energy of β particles is 6 keV, and the mean free path of β particles in air is 4 mm. The gasket 7 was made of fluoroplastic and has a thickness of 0.2 mm. The volume of the chamber 8 of the vacuum gauge is 50 mm 3 . In this case, the contact potential difference is 0.5V. As an electrometer, a low-current meter of the IMT-05 type was used, the output signal of which was measured by a milliammeter.
Работа вакуумметра осуществляется следующим образом. The operation of the vacuum gauge is as follows.
Вакуумметр устанавливают в объекте контроля. За счет разности работ выхода электронов у металла, из которого изготовлен второй электрод 2, и металлического слоя 4, содержащего радиоактивное вещество, между ними возникает контактная разность потенциалов. Наличие источника радиоактивного излучения вызывает ионизацию молекул газа, находящегося в камере 8 между электродами 1 и 2, и под действием контактной разности потенциалов между электродами 1 и 2 возникает ионный ток, который измеряется с помощью электрометра 5. A vacuum meter is installed in the control object. Due to the difference in the electron work function of the metal of which the second electrode 2 is made, and the metal layer 4 containing the radioactive substance, a contact potential difference arises between them. The presence of a source of radioactive radiation causes the ionization of the molecules of the gas located in the chamber 8 between the electrodes 1 and 2, and under the influence of the contact potential difference between the electrodes 1 and 2, an ion current arises, which is measured using an electrometer 5.
Как следует из описания, вакуумметр представляет собой ионизационную камеру, способную работать под действием возникающей в ней собственной разности потенциалов, т.е. без внешнего источника напряжения. As follows from the description, the vacuum gauge is an ionization chamber capable of operating under the action of its own potential difference, i.e. without an external voltage source.
Известно, что значение ионного тока в ионизационных камерах пропорционально абсолютному давлению газа, что позволяет с помощью предлагаемого устройства контролировать низкий вакуум. Опыты, проведенные с разработанным вакуумметром, позволили установить возможность измерения низкого вакуума (определяемого по абсолютному давлению) в диапазонах: (0-760) мм рт.ст. с чувствительностью 0.4•10-9 мА/мм рт.ст.It is known that the value of the ion current in the ionization chambers is proportional to the absolute gas pressure, which allows using the proposed device to control low vacuum. The experiments carried out with the developed vacuum gauge made it possible to establish the possibility of measuring low vacuum (determined by absolute pressure) in the ranges: (0-760) mm Hg with a sensitivity of 0.4 • 10 -9 mA / mmHg
Преимуществом предлагаемого технического решения является:
- простота конструкции;
- малые габариты;
- генераторный сигнал измерительного устройства, исключающий необходимость использования высоковольтного стабилизированного источника питания.The advantage of the proposed technical solution is:
- simplicity of design;
- small dimensions;
- the generator signal of the measuring device, eliminating the need for a high-voltage stabilized power source.
Предлагаемый вакуумметр может быть реализован с использованием безопасного для здоровья человека тритиевого источника радиоактивного излучения и стандартного микросхемного электрометрического усилителя тока. The proposed vacuum gauge can be implemented using a tritium source of radioactive radiation safe for human health and a standard microcircuit electrometric current amplifier.
Вакуумметр может найти применение как для измерения вакуума в объектах с малым собственным объемом, так и в качестве манометров и высотомеров в промышленности и авиации. A vacuum meter can be used both for measuring vacuum in objects with a small intrinsic volume, and as pressure gauges and altimeters in industry and aviation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99119703A RU2168711C2 (en) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | Vacuum gauge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99119703A RU2168711C2 (en) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | Vacuum gauge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2168711C2 true RU2168711C2 (en) | 2001-06-10 |
Family
ID=20224900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99119703A RU2168711C2 (en) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | Vacuum gauge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168711C2 (en) |
-
1999
- 1999-09-14 RU RU99119703A patent/RU2168711C2/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Deal et al. | Radiological Detector for Gas Chromatography | |
| CN110062888A (en) | Device and method for measuring air velocity | |
| GB2315155A (en) | Ion mobility spectrometer | |
| Sharma et al. | First Townsend coefficient measured in argon based mixtures at high fields | |
| US3176135A (en) | Apparatus for detecting and analysing low gaseous concentrations | |
| US2395623A (en) | Condenser-resistor | |
| Bondar et al. | Cryogenic avalanche detectors based on gas electron multipliers | |
| US4193000A (en) | Radiation detector adapted for use with a scanner | |
| RU2168711C2 (en) | Vacuum gauge | |
| US2756348A (en) | Radiation counter | |
| Amdur et al. | The Scattering of High Velocity Neutral Particles. I | |
| US4053825A (en) | Ionization chamber type gas leak detector operating in the high voltage avalanche region | |
| JP3830978B2 (en) | Analysis of charged particles | |
| JP5917330B2 (en) | Glow discharge detector and terahertz wave detector | |
| US3230372A (en) | Nuclear radiation detector with control grid | |
| US2874304A (en) | Ionization chamber | |
| Balovnev et al. | Study of the Spectral Composition of X-ray Emission from Different Regions of Micropinch Discharge Plasma | |
| KR101787876B1 (en) | A method and system for measuring plasma density using capacitance, and a prove therefor | |
| Miyamoto et al. | An aging study of semiconductive microstrip gas chambers and a gas electron multiplier | |
| SU1763997A1 (en) | Contact potential difference metering method | |
| JP2002014171A (en) | HIGH-PERFORMANCE He-3 COUNTER FOR NEUTRON | |
| CN210322070U (en) | Ionization chamber and medical ray treatment equipment | |
| US3399341A (en) | Vacuum pressure measurement apparatus utlizing hollow cathode discharge | |
| RU2398309C1 (en) | Drift tube structure for ion mobility spectrometre | |
| Failla | Ionization measurements |