SU871004A1 - Магниторазр дный датчик давлени - Google Patents

Description

(54) МАГНИТОРАЗРЯДНЫЙ ДАТЧЖ ДАВЛЕНИЯ

I

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам дл  измерени  давлени  в переменном по направлению и величине потока разреженного газа.

Известны магниторазр дные датчики давлени , которые содержат осесиметричные катод и анод, расположенные во внутренней полости цилиндрического магнита, создающего осевое магнитное поле. В манометре магнетронного типа анод представл ет собой открытый по торцам цилиндр. Катод выполнен в виде двух дисков, соединенных между собой стержнем, расположённым на оси анода. В датчике инверсно-магнетронного типа катод представл ет собой цилиндр с закрытьвш торцами, через центральные отверсти  в которых проходит стержневой, анод .

Общим признаком дл  известных датчиков  вл етс  наличие плоских катодов , закрывающих разр дную камеру с анодного цилиндров и цилиндрического магнита, создающего продольное магнитное поле, причем этот магнит может слузкить одновременно одной из стенок разр дной камеры.

В известных манометрах разр дна  камера соедин етс  с откачиваемьм объемом, в котором измер ют вакуум, каналами с малой проводимостью, что обуславливает значительную погрешность измерений из-за наличи  собственного откачивающего действи  манометра . Выполнить эти отверсти  большего размера невозможно, так как нарушшотс  услови  существовани  разр да , поддержани  определенного значени  тока и его линейной зависимости от давлени .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому магниторазр дный манометр открытого типа, содержащий цилиндрические, соосно укрепленные анод, катод и магнитную систему , прилегающую к катоду с противоположной от анода стоооны и выполненную В виде набора плоских магнитов, разделенных между собой шайбами из магнитом гкого материала и обращенных одноименными полюсами друг к другу Открытость манометра получена путем создани  неоднородного пол  и вы полнени  анода в виде сетки, что поз волило получить при наличии собствен ного откачивающего действи  манометр давление в разр дной камере, практически всегда равное давлению в откачиваемом объеме. Однако применение известного мано метра дл  определени  динамического давлени  (плотност) потока разрежен ного газа, переменных по величине и направлению, сопр жено с высокой пог решностью измерений и зависимостью его показаний от ориентации. Это св зано с тем, что в камере известного манометра давление создаетс  не только падающим потоком, но и отраженным от стенок катода и каме ры потоком. Величина давлени , созда ваема  отраженным потоком, зависит от ориентации датчика. При скосе (непараллельности) падающего потока с противоположной стороны катода образуетс  затененна  зона с аэродинамическим разрежением, размеры которой завис т от размеров катода и величины угла скоса. Это св зано с тем, что цилиндрический катод расположен несимметрично по отношению к вектору скорости потока. Величина давлени  в затененной зоне может отличатьс  на один-два пор дка от падающего потока. Поэтому и показани  манометра будут соответствовать давленизо потока газа, отличаницемус  от истинного. Целью изобретени   вл етс  умень шение погрешности измерени  давлени  (плотности) потока. Эта цель достигаетс  тем, что в известном магниторазр дном датчике давлени  катод выполнен в виде диска , анод - в виде диска или полусфе ры, а магнитна  система - в виде пластины из магнитопровод щего мате риала, снабженной полост ми со стороны катода, в которых размещены посто нные магниты. На фиг, и 2 изображен предлагаем датчик давлени . Датчик состоит из плоского катода J и сетчатого анода 2, размещенных взаимно параллельно. К катоду 1 прилегает магнитна  система, включающа  пластину, из магнитом гкого материала - магнитопровод 3, Магнитопровод имеет со стороны катода полости , в которых размещены плоские посто нные магниты 4, Глубина полостей равна высоте магнитов 4, Магнитна  система образует в пространстве между катодом и анодом неоднородное магнитное поле, силовые линии 5 которого изображены кривыми. Анод 2 укреплен на сетчатых боковых опорах 6 и изолирован от катода J изол торами 7. Сетчатые боковые опоры 6 прозрачны дл  потока газа. Датчик работает следующим образом , При подаче между катодом 1 и анодом 2 через ограничительное сопротивление высокого электрического напр жени  между ними возникает электрический разр д, ток которого служит мерой давлени  газа. При низких давлени х разр д локализуетс  вблизи анода в кольцевых зонах, где соблюдаетс  взаимна  перпендикул рность электрического и магнитного полей. Электроны,осциллирующие вдоль силовых линий магнитного пол  5 и дрейфующие вокруг осей магнитов 4, движутс  к аноду 2 лишь в результате редких ионизирующих столкновений с молекулами газа. Образовавшиес  положительные ионы ускор ютс  к катоду 1. Электроны, потер вшие часть оеоей энергии на ионизацию, начинают двигатьс  по новьм обратам, пока не попадают на анод 2. При достаточно низком давлении между катодом 1 .и анодом 2 возникает самосто тельный тлеющий разр д, в котором объемный зар д имеет отрицательный знак, столкновени  электронов с молекулами газа редки и разр дный ток мал. С увеличением давлени  тлеющий разр д усиливаетс  и имеет характерные части и малое сопротивление разр дного промежутка. Рассто ние между катодом и анодом выбираетс  в зависимости от величины магнитного пол , питающего напр жени , и размеров магнита, С увеличениег этого рассто ни  диапазон измерений расшир етс  в сторону низкого давлени . Датчик может представл ть собой  чейку, магнитна  система которой состоит из одного магнита, установленного на дне чашеобразного магнитопровода.

Такое выполнение катода, анода и магнитной системы .позволило создать плоскостную конструкцию датчика, что устранило экранирующие поток элементы . При перемещении потока разреженного газа вдоль электродов (катода и анода) частиць: газа пролетают сквозь камеру практически без отражени . Датчик работает в пролетном режиме. Плотность потока в камере изотропна и соответствует плотности падающего потока. Погрешность измерени  в этом случае минимальна и значительна ниже чем у известного. Изменение направлени  потока в диапазоне iiBCP относительно оси датчика со стороны анода не сказьшаетс  на величину«давлени  в камере, так как концентраци  частиц газа практически не измен етс . Величина скоса потока не измен ет установившеес давление в камере предлагаемого датчика.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Магниторазр дный датчик давлени  содержащий катод, сетчатый анод и магнитную систему, примыканмдую к катоду с противоположной от анода стороны, отличающийс  тем, что, с делью уменьшени  погрещности измерени  давлени , в катод выполнен в виде

   диска, анод - в виде диска или.полусферы , а магнитна  система - в виде пластины из магнитопровод щего материала , снабженной полост ми со стороны катода, в которых размещены пос-

   то нные магниты.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Лекк Дж. Измерение давлени  в вакуумных системах, М., J966, с. 122.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 637749, кл. G OJ L 2J/34, J3.06.77 прототип).