SU333430A1

SU333430A1 - ELECTRONIC IONIZATION MAHOMETJP WITH CROSSED ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS

Info

Publication number: SU333430A1
Application number: SU1469396A
Authority: SU
Inventors: А. Б. Покрывайло Э. П. Шеретоз И. Н. Феоктистов А. Е. Айзенцон; В. Ф. Самодуров
Original assignee: тпгг ЗНАЯ

Description

Изобретение относитс к электронным ионизационным манометрам и в частности, к магнетронам и может быть использовано при измерении да влени в вакуумных системах. Известны электронные ионизационные манометры с накаленным катодом, использующие газовый разр д в высоком вакууме в скрещенных электрических и магнитных пол х. Недостатком известных манометров вл етс низка чувствительность и нестабильность показаний. Дл повышени стабильности показаний и чувствительности в предлагаемом манометре между дисковыми электродами с одной и другой стороны цилиндрического анода соосно с ним расположены два цилиндрических вспомогательных катода, а между цилиндрическим а иодом и вспомогательными катодами соосно расположены два дисковых экрана, наход щихс под положительным потенциалом, внешний диаметр которых больше внешнего диаметра вспомогательных катодов, а внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра цилиндрического анода, при этом накаленный катод расположен перед отверстием одного из днсковых электродов, а за отверстием другого дискового электрода расположен коллектор электронов. ма описываемого манометра и график распределени потенциала вдоль его оси. Манометр содержит иакалениый катод /, цилиндрический анод 2, два дисковых электрода 3 и 4, расположенных по разные стороны от анода 2 с отверсти ми в центре, два цилиндрических вспомогательных катода 5 и б, размещенных между дисковыми электродами 3 vi 4 с. одной и другой стороны анода 2, два дисковых экрана 7 и 8, расположенных между анодом 2 и вспомогательными катодами 5 и б, коллектор 9 электронов и регистрирующий прибор 10. Вс электродна система манометра помещена в магнитное поле, направленное вдоль оси системы (на чертеже магнит не показан). Накаленный катод / установлен перед отверстием дискового электрода 3 и служит источником электронов, а дл приема электронного потока, прошедшего через электродную систему, служит коллектор 9, расположеиный за отверстием дискового электрода 4. Анод 2 служит коллектором электронных лавин, образующихс в разр дном промежутке . Ток на аноде 2 пропорционален концентрации молекул газа в системе и поэтому служит мерой давлени . Электрод 3 и экран 7, а также электрод 4 и экран 8 служат дл улавливани вторичных электронов, вышедших из катода 5 и катода 6 в результате ионной бомбардировки последних. Экраны 7 и S, наход щиес под положительным потенциалом, предотвращают также автоэлектронную эмиссию с катодов 5 и 6 на анод 2.The invention relates to electron ionization manometers and, in particular, to magnetrons, and can be used to measure pressure in vacuum systems. Electronic ionization manometers with a heated cathode are known, which use gas discharge in high vacuum in crossed electric and magnetic fields. A disadvantage of the known pressure gauges is the low sensitivity and instability of the readings. To improve the stability of the readings and sensitivity, in the proposed pressure gauge, two cylindrical auxiliary cathodes coaxially with it are located between the disk electrodes on one and the other side of the cylindrical anode, and between the cylindrical and iodine and auxiliary cathodes coaxially two external screens are located which is larger than the outer diameter of the auxiliary cathodes, and the inner diameter is smaller than the inner diameter of the cylindrical anode, while the heated the cathode is located in front of the hole of one of the bottom electrodes, and behind the hole of the other disk electrode is a collector of electrons. the manometer described and the plot of the potential distribution along its axis. The manometer contains an ikaleniya cathode /, a cylindrical anode 2, two disk electrodes 3 and 4, located on opposite sides of the anode 2 with holes in the center, two cylindrical auxiliary cathodes 5 and b, placed between the disk electrodes 3 vi 4 s. one and the other side of the anode 2, two disk screens 7 and 8 located between the anode 2 and the auxiliary cathodes 5 and b, the electron collector 9 and the recording device 10. The entire electrode system of the manometer is placed in a magnetic field directed along the axis of the system (in the drawing magnet not shown). The heated cathode / is installed in front of the opening of the disk electrode 3 and serves as a source of electrons, and for receiving the electron flow passing through the electrode system, serves a collector 9 located behind the opening of the disk electrode 4. The anode 2 serves as a collector of electronic avalanches formed in the discharge gap. The current at the anode 2 is proportional to the concentration of gas molecules in the system and therefore serves as a measure of pressure. The electrode 3 and the screen 7, as well as the electrode 4 and the screen 8, serve to trap the secondary electrons released from the cathode 5 and cathode 6 as a result of ion bombardment of the latter. Screens 7 and S, which are at a positive potential, also prevent field emission from cathodes 5 and 6 to anode 2.

При подаче напр жени накала на катод /и напр жений Ек и Еч электронный поток, сфокусированный магнитным полем в узкий пучок , проходит вдоль оси электродной системы, производ ионизацию молекул газа на всем пути от электрода 3 до коллектора 9. Электроны , образовавшиес в област х I и II (см. график ) в результате ионизации быстро уход т пз разр дного промежутка вдоль магнитного пол на электроды 3 и 4, не привод к образованию лавин. Ионы, образовавщиес в област х I и II, нейтрализуютс на катодах 5 и 6. Электроны, соударившиес с молекулами газа в области III, а тем более вновь образованные за счет ионизации в этой области, попадают в потенциальную му и начинают совершать колебательное движение вдоль оси системы и вращательное движение вокруг нее из-за действи скрещенных электрического и магнитного полей. Таким образом, в этой области в направлении анода 2 развиваютс лаЗИНЫ и электронный поток на него в значительной степени увеличиваетс . Ионы, образующиес при развитии лавин, нейтрализуютс на катодах 5 и 6. Регистрирующий прибор 10 регистрирует ток вторичных электронов, образовавщнхс при ионизации, который служит мерой давлеии .When applying the filament voltage to the cathode / and EC and EC, the electron flow focused by a magnetic field into a narrow beam passes along the axis of the electrode system, the gas molecules are ionized all the way from the electrode 3 to the collector 9. The electrons formed in the regions I and II (see the graph) as a result of ionization, quickly leaving the discharge gap along the magnetic field to electrodes 3 and 4, does not lead to the formation of avalanches. The ions produced in regions I and II are neutralized on cathodes 5 and 6. Electrons that collide with gas molecules in region III, and especially newly formed due to ionization in this region, enter the potential and begin to oscillate along the axis system and the rotational motion around it due to the action of crossed electric and magnetic fields. Thus, in this region, in the direction of the anode 2, lasers develop and the electron flux to it increases substantially. The ions formed during the development of avalanches are neutralized at cathodes 5 and 6. The recording device 10 registers the current of secondary electrons formed during ionization, which serves as a measure of pressure.

В данной конструкции манометра вторичные электроны, выщедшие из катодов 5 и 5, попадают в электрическое поле, направленное вдоль магнитного, и благодар этому быстро нейтрализуютс на электродах 3 и 4 и экранах 7 и 5. С этой целью внутреииий диаметр катодов 5 н 5 делаетс большим, чем внутренний диаметр экранов 7 и 8. Резкое уменьщение In this design of the manometer, the secondary electrons, expelled from the cathodes 5 and 5, fall into the electric field, directed along the magnetic field, and due to this they are quickly neutralized on the electrodes 3 and 4 and the screens 7 and 5. For this purpose, the inside diameter of the cathodes 5 and 5 makes large than internal diameter of screens 7 and 8. Sharp decrease

////

числа вторичных электронов, попадающих в разр дный промежуток с катодов 5 и 6, дает возможность, не опаса сь возникновени самосто тельного разр да, выбрать значени fit и Я соответствующими максимальному коэффициенту нарастани лавин в областн III, а это приводит к значительному выигрышу в чувствительности прибора. .Дл у.меньшенн фонового тока дисковых электродов 3 и 4 их толщина и длина коллектора 9 выбираютс такими, чтобы излучение с катода / и рентгеновское излучение с коллектора 9 не нопадали на анод 2.the number of secondary electrons entering the discharge gap from cathodes 5 and 6 makes it possible, without fear of self-sustaining discharge, to choose fit values and I corresponding to the maximum growth rate of avalanches in region III, and this leads to a significant gain in sensitivity of the device . For the background current of the disk electrodes 3 and 4, their thickness and the length of the collector 9 are chosen such that the radiation from the cathode / and X-rays from the collector 9 does not drop to the anode 2.

Предмет изобретени Subject invention

Электронный ионизационный манометр со скрещенными электрическим и магнитным пол ми , содержащий накаленный катод, цилиндрический анод, два дисковых электрода, расположенных поразные стороны от цилиндрического анода с отверсти ми в центре, соосными цилиндрическому аноду, и магнит, поле которого параллельно оси симметрии манометра , отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности и стабильности показаний , в нем между дисковыми электродами с одной и другой стороны цилиндрического анода соосно ему расположены два цилиндрических вспомогательных катода, а между цилиндрическим анодом и вспо.могательными катодами соосно расположены два дисковых экрана , наход щихс под положительным потенциалом , внешний диаметр которых больше внешнего диаметра вспомогательных катодов, а внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра цилиндрического анода, при этом накаленный катод расположен перед отверстием одного из дисковых электродов, а за отверстием другого дискового электрода расположен коллектор электронов.An electronic ionization manometer with crossed electric and magnetic fields, containing a heated cathode, a cylindrical anode, two disk electrodes located on different sides of a cylindrical anode with holes in the center aligned with a cylindrical anode, and a magnet whose field is parallel to the axis of symmetry of the manometer, differing in that, in order to increase the sensitivity and stability of indications, in it between the disk electrodes on one and the other side of the cylindrical anode are coaxially located Auxiliary cathodes, and between the cylindrical anode and auxiliary cathodes are coaxially located two disk screens with positive potential, the outer diameter of which is greater than the outer diameter of the auxiliary cathodes, and the inner diameter less than the inner diameter of the cylindrical anode; one of the disk electrodes, and behind the hole of the other disk electrode is the collector of electrons.