RU2680672C1 - Датчик вакуума - Google Patents
Датчик вакуума Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680672C1 RU2680672C1 RU2018115384A RU2018115384A RU2680672C1 RU 2680672 C1 RU2680672 C1 RU 2680672C1 RU 2018115384 A RU2018115384 A RU 2018115384A RU 2018115384 A RU2018115384 A RU 2018115384A RU 2680672 C1 RU2680672 C1 RU 2680672C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- disk
- cylindrical anode
- vacuum sensor
- coaxial cylindrical
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- ZBELDPMWYXDLNY-UHFFFAOYSA-N methyl 9-(4-bromo-2-fluoroanilino)-[1,3]thiazolo[5,4-f]quinazoline-2-carboximidate Chemical compound C12=C3SC(C(=N)OC)=NC3=CC=C2N=CN=C1NC1=CC=C(Br)C=C1F ZBELDPMWYXDLNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUBSYMUCCVWXPE-UHFFFAOYSA-N metoprolol Chemical compound COCCC1=CC=C(OCC(O)CNC(C)C)C=C1 IUBSYMUCCVWXPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L21/00—Vacuum gauges
- G01L21/30—Vacuum gauges by making use of ionisation effects
- G01L21/34—Vacuum gauges by making use of ionisation effects using electric discharge tubes with cold cathodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Использование: для контроля герметичности космических аппаратов. Сущность изобретения заключается в том, что датчик вакуума содержит корпус, коаксиальный цилиндрический анод, дисковые катоды, соединенные центральным стержнем, и магнитную систему, составленную из двух дисковых постоянных магнитов, которые вместе с коаксиальным цилиндрическим анодом и дисковыми катодами размещены в корпусе датчика с отверстиями, коаксиальный цилиндрический анод также выполнен с отверстиями, внутри коаксиального цилиндрического анода на дисковых катодах расположены дисковые постоянные магниты, и каждая пара дисковых катодов и дисковых магнитов скреплена между собой и закреплена внутри цилиндрического анода диэлектрическими держателями, верхний и нижний диэлектрические держатели выполнены из фторопласта, нижний диэлектрический держатель с клеммами для подачи высокого напряжения установлен на основании, которое прикреплено к корпусу винтами, а воздушные полости между корпусом и верхним диэлектрическим держателем и основанием и нижним диэлектрическим держателем заполнены герметиком, корпус выполнен из немагнитного металла, дополнительно в него введены верхняя и нижняя магнитомягкие насадки, установленные на внешней поверхности корпуса, верхняя насадка выполнена в виде цилиндрического колпака, установленного на верхнюю часть корпуса, нижняя насадка выполнена в виде кольца, установленного на нижнюю часть корпуса, высота верхней и нижней насадок установлена равной (1/4-1/3) высоты корпуса, кроме того, основание датчика вакуума также выполнено из магнитомягкого металла. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения помех, уменьшения влияния посторонних магнитных полей на показания датчика вакуума. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной и космической технике и может быть использовано для контроля герметичности космических аппаратов (КА) и является усовершенствованием известного устройства, описание которого приведено в патенте RU №2561235.
Известный датчик вакуума содержит корпус, коаксиальный цилиндрический анод, дисковые катоды, соединенные центральным стержнем, и магнитную систему, составленную из двух дисковых постоянных магнитов, которые вместе с коаксиальным цилиндрическим анодом и дисковыми катодами размещены в корпусе датчика с отверстиями, коаксиальный цилиндрический анод также выполнен с отверстиями, внутри коаксиального цилиндрического анода на дисковых катодах расположены дисковые постоянные магниты и каждая пара дисковых катодов и дисковых магнитов скреплена между собой и закреплена внутри цилиндрического анода диэлектрическими держателями (патент RU №2561235, G01L 21/34, от 27.08.2015 г, Бюл. №24).
Недостатком данного устройства является большой уровень помех, создаваемых магнитной системой датчика вакуума в окружающее его пространство.
Задача, решаемая изобретением, заключается в уменьшении помех, создаваемых магнитной системой датчика вакуума, а так же уменьшения влияния посторонних магнитных полей на показания датчика вакуума.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что в датчике вакуума по патенту RU №2561235, содержащим корпус, коаксиальный цилиндрический анод, дисковые катоды, соединенные центральным стержнем, и магнитную систему, составленную из двух дисковых постоянных магнитов, которые вместе с коаксиальным цилиндрическим анодом и дисковыми катодами размещены в корпусе датчика с отверстиями, коаксиальный цилиндрический анод также выполнен с отверстиями, внутри коаксиального цилиндрического анода на дисковых катодах расположены дисковые постоянные магниты и каждая пара дисковых катодов и дисковых магнитов скреплена между собой и закреплена внутри цилиндрического анода диэлектрическими держателями, верхний и нижний диэлектрические держатели выполнены из фторопласта, нижний диэлектрический держатель с клеммами для подачи высокого напряжения установлен на основании, которое прикреплено к корпусу винтами, а воздушные полости между корпусом и верхним диэлектрическим держателем и основанием и нижним диэлектрическим держателем заполнены герметиком, корпус выполнен из немагнитного металла, в него введены верхняя и нижняя магнитомягкие насадки, установленные на внешней поверхности корпуса, верхняя насадка выполнена в виде цилиндрического колпака, установленного на верхнюю часть корпуса, нижняя насадка выполнена в виде кольца, установленного на нижнюю часть корпуса, высота верхней и нижней насадок установлена равной (1/4-1/3) высоты корпуса, кроме того, основание датчика вакуума так же выполнено из магнитомягкого металла.
На фиг. 1 приведена конструкция датчика вакуума.
Датчик вакуума содержит корпус 1, коаксиальный цилиндрический анод 2, катод 3, состоящий из двух металлических дисков 3.1 и 3.2, соединенных между собой металлическим центральным стержнем 3.3, и магнитную систему 4, составленную из двух дисковых постоянных магнитов 4.1 и 4.2, которые вместе с коаксиальным цилиндрическим анодом 2 и катодом 3 размещены в корпусе 1. Корпус 1 и коаксиальный цилиндрический анод 2 выполнены с отверстиями 5 и 6 соответственно. Внутри коаксиального цилиндрического анода 2 на дисковых частях катода 3.1 и 3.2 расположены дисковые постоянные магниты 4.1 и 4.2 соответственно. Катод 3 вместе с дисковыми постоянными магнитами 4.1 и 4.2 зафиксированы внутри цилиндрического анода 2 диэлектрическими держателями 7 и 8. Нижний диэлектрический держатель 7 вместе с клеммами для подачи высокого напряжения 9 и 10 установлены на основании 11, которое прикреплено к корпусу 1 винтами 12. Воздушные полости между корпусом 1 и верхним диэлектрическим держателем 8 и основанием 11 и нижним диэлектрическим держателем 7 заполнены герметиком 13. Кроме того, диэлектрические держатели 7 и 8 выполнены из фторопласта. Корпус 1 выполнен из немагнитного металла (например, алюминия).
Верхняя 14 и нижняя 15 магнитомягкие насадки установлены на внешней поверхности корпуса 1, верхняя насадка 14 выполнена в виде цилиндрического колпака, установленного на верхнюю часть корпуса 1. Нижняя насадка 15 выполнена в виде кольца, установленного на нижнюю часть корпуса 1. Высота верхней 14 и нижней 15 насадок установлена равной (1/4-1/3) высоты корпуса 1.
Основание 11, верхняя 14 и нижняя 15 насадки выполнены из магнитомягкого металла, а анод 2 и катод 3 - из нержавеющей стали.
Принцип действия датчика вакуума основан на ионизационном разряде в скрещенных магнитном и электрическом полях. Заявленный датчик вакуума в условиях функционирования размещается на элементе поверхности МКС в вакуумной среде, с которой датчик связан через отверстия 5 в своем корпусе 1 и отверстия 6 в цилиндрическом корпусе анода 2. Внутри датчика вакуума в объеме между цилиндрическим анодом 2 и катодом 3 с наложенными на дисковые части катода 3.1 и 3.2 постоянные магниты 4.1 и 4.2 создается постоянное однородное магнитное поле, поперечное радиальному электрическому полю внутри цилиндрического анода 2, которое возбуждается при подаче на анод 2 высокого (~2,5 кВ) напряжения через высоковольтные клеммы 9 и 10. Сильное электрическое поле вырывает из катода 3 электроны. Индукция магнитного поля Вм устанавливается больше критического значения, препятствующего непосредственному попаданию электрона на анод, соответствующего значению Вм.крит<Вм=0,1 Тл. Поэтому электроны двигаются к аноду 2 не прямолинейно, а по спирали, благодаря чему увеличивается длина их пробега в межэлектродном пространстве. Большая часть электронов на своем пути сталкивается с нейтральными молекулами газа. При этом газ ионизируется и по цепи анод 2 катод 3 протекает ионизационный ток разряда. Величина ионизационного тока прямо пропорциональна количеству молекул в разрядном объеме между анодом 2 и катодом 3, а, следовательно, и величине давления Р. Таким образом, измеряя величину разрядного тока датчика вакуума, определяют давление среды окружающей его.
Как известно, в диапазоне давлений 0,3-1,0 мм рт.ст. согласно закону Пашена находится минимум напряжения, необходимого для возникновения разрядного процесса. Он составляет ~300-400 В. Поэтому для исключения возможности возникновения «паразитного» разрядного процесса между клеммами 9 и 10 для подачи высокого напряжения нижняя полость между основанием и нижним диэлектрическим держателем с клеммами для подачи высокого напряжения 9 и 10 заполнена герметиком (компаунд Виксинт ПКФ-68, ТУ38.103508-81). Электрическая прочность этого компаунда составляет 15 кВ/мм и значительно превышает напряжение пробоя воздушного промежутка (2 кВ/мм при нормальном давлении). Этим же герметиком заполнена и верхняя полость, образованная между верхним диэлектрическим держателем 8 и корпусом 1. Это позволяет исключить зазоры между конструктивными элементами датчика вакуума и, за счет эластичности герметика, значительно повысить вибростойкость датчика вакуума. Предварительные испытания датчика вакуума показали, что герметик (Виксинт ПКФ-68) не влияет на метрологические характеристики датчика в требуемом диапазоне измерения давлений Р=10-2-10-6 мм рт.ст., при этом значительно повышает его вибростойкость.
Как уже упоминалось выше, индукция магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 4.1 и 4.2 в объеме между цилиндрическим анодом 2 и катодом 3, имеет величину порядка 0,1 Тл. Однако, эти же постоянные магниты 4.1 и 4.2 создают постоянное магнитное поле и за пределами корпуса 1 и основания 11 датчика вакуума, что может быть крайне нежелательным для работы другой аппаратуры, находящейся рядом с датчиком вакуума.
Введение в датчик вакуума накладок 14 и 15 и выполнение их и его основания 11 из магнитомягкого металла (пермаллоя) позволяет, во-первых, локализовать силовые линии постоянного магнитного поля практически в пределах корпуса датчика и тем самым значительно уменьшить влияние постоянного магнитного поля на работу других приборов, находящихся рядом с датчиком вакуума, во-вторых, повысить плотность и однородность силовых магнитных линий (напряженность и однородность магнитного поля) в рабочей зоне датчика вакуума, что так же улучшает его метрологические характеристики.
Claims (1)
- Датчик вакуума, содержащий корпус, коаксиальный цилиндрический анод, дисковые катоды, соединенные центральным стержнем, и магнитную систему, составленную из двух дисковых постоянных магнитов, которые вместе с коаксиальным цилиндрическим анодом и дисковыми катодами размещены в корпусе датчика с отверстиями, коаксиальный цилиндрический анод также выполнен с отверстиями, внутри коаксиального цилиндрического анода на дисковых катодах расположены дисковые постоянные магниты, и каждая пара дисковых катодов и дисковых магнитов скреплена между собой и закреплена внутри цилиндрического анода диэлектрическими держателями, верхний и нижний диэлектрические держатели выполнены из фторопласта, нижний диэлектрический держатель с клеммами для подачи высокого напряжения установлен на основании, которое прикреплено к корпусу винтами, а воздушные полости между корпусом и верхним диэлектрическим держателем и основанием и нижним диэлектрическим держателем заполнены герметиком, корпус выполнен из немагнитного металла, отличающийся тем, что в него введены верхняя и нижняя магнитомягкие насадки, установленные на внешней поверхности корпуса, верхняя насадка выполнена в виде цилиндрического колпака, установленного на верхнюю часть корпуса, нижняя насадка выполнена в виде кольца, установленного на нижнюю часть корпуса, высота верхней и нижней насадок установлена равной (1/4-1/3) высоты корпуса, кроме того, основание датчика вакуума также выполнено из магнитомягкого металла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018115384A RU2680672C1 (ru) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Датчик вакуума |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018115384A RU2680672C1 (ru) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Датчик вакуума |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2680672C1 true RU2680672C1 (ru) | 2019-02-25 |
Family
ID=65479440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018115384A RU2680672C1 (ru) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Датчик вакуума |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2680672C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH095198A (ja) * | 1995-06-19 | 1997-01-10 | Ulvac Japan Ltd | コールドカソードゲージ |
EP1039285A2 (en) * | 1999-03-24 | 2000-09-27 | The BOC Group plc | Cold cathode vacuum gauge |
RU2427813C1 (ru) * | 2010-06-15 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Датчик вакуума |
RU2561235C1 (ru) * | 2014-04-30 | 2015-08-27 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Датчик вакуума |
US20160025587A1 (en) * | 2013-03-06 | 2016-01-28 | Inficon Gmbh | Ionization vacuum measuring cell |
-
2018
- 2018-04-24 RU RU2018115384A patent/RU2680672C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH095198A (ja) * | 1995-06-19 | 1997-01-10 | Ulvac Japan Ltd | コールドカソードゲージ |
EP1039285A2 (en) * | 1999-03-24 | 2000-09-27 | The BOC Group plc | Cold cathode vacuum gauge |
RU2427813C1 (ru) * | 2010-06-15 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Датчик вакуума |
US20160025587A1 (en) * | 2013-03-06 | 2016-01-28 | Inficon Gmbh | Ionization vacuum measuring cell |
RU2561235C1 (ru) * | 2014-04-30 | 2015-08-27 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Датчик вакуума |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6019121B2 (ja) | イオン化真空測定セル | |
CN109075010B (zh) | 冷阴极电离真空计和测量压力的方法 | |
JP2005527941A (ja) | ある体積内にプラズマを閉じ込める装置 | |
US4672323A (en) | Device for measuring the internal pressure of an operationally built built-in vacuum switch | |
RU2680672C1 (ru) | Датчик вакуума | |
RU2389990C2 (ru) | Комбинированный ионизационный вакуумметрический преобразователь | |
US3575656A (en) | Method and apparatus for measuring pressure in vacuum interrupters | |
RU2561235C1 (ru) | Датчик вакуума | |
US4833921A (en) | Gas pressure measurement device | |
EP3249677B1 (en) | Miniature ion pump | |
JPH04505828A (ja) | 真空装置のリーク検出のための、冷陰極イオン源を用いる分圧ゲージ | |
JP3602917B2 (ja) | 冷陰極電離真空計 | |
KR102499367B1 (ko) | 역 마그네트론 냉음극 이온화 게이지를 위한 양극 전극 차폐물 | |
RU2427813C1 (ru) | Датчик вакуума | |
US3287589A (en) | Electron-collision ion source, particularly for electric mass spectrometers | |
Tazhen et al. | Measuring the self-generated magnetic field and the velocity of plasma flow in a pulsed plasma accelerator | |
Cranberg et al. | Small‐Aperture Diaphragms in Ion‐Accelerator Tubes | |
JP3739141B2 (ja) | 電離真空計 | |
RU2356114C1 (ru) | Запаянная нейтронная трубка | |
Jousten | Pressure measurement with ionization gauges | |
CN112582248B (zh) | 一种用于汞离子微波频标的电子枪装置 | |
CN112582247B (zh) | 一种用于囚禁离子的小型真空装置和方法 | |
Humphries Jr et al. | Miniature Penning ionization gauge for pulsed gas measurements | |
US3555411A (en) | Cold cathode magnetron ionization gauge with cathodes forming pole pieces for cylindrical magnet | |
US2899605A (en) | Warmoltz |