Йонизационният вакуумметър е основен компонент за измерване на висок вакуум. Той определя нивото на вакуум чрез йонизиране на газови молекули и измерване на получения йонен поток. Въз основа на различните методи на йонизация, той се разделя основно на следните две категории:
един. Йонизиращ вакуумен манометър с горещ катод
Принцип на работа: Нагрята нишка (катод) излъчва термоелектрони. Тези електрони получават достатъчно енергия, докато летят към анодната решетка, сблъсквайки се с газови молекули и ги йонизирайки. Полученият йонен ток се измерва на събирателния електрод; този ток е пропорционален на налягането на газа.
Предимства:Точно измерване, добра стабилност и отлична линейност; това е основният избор за измервания при висок вакуум.
Недостатъци:
Рентгенов-ефект: Електроните, удрящи анодната решетка, генерират меки рентгенови-лъчи, които облъчват колекторния електрод, предизвиквайки фотоелектронно излъчване и създавайки-независим от налягането „фонов ток“. Това кара измереното налягане да се отклонява от истинското налягане при ултра-висок вакуум (приблизително<10⁻⁸ Pa).
Химическо отстраняване: Високата температура на нишката кара реактивните газови молекули (като кислород) да се дисоциират и адсорбират, създавайки "вакуумен ефект", който влияе на действителното налягане.
Filament burnout risk: Under higher pressures (e.g., >10⁻² Pa) или внезапно излагане на атмосферата, нажежаемата жичка е склонна към окисление и изгаряне.
две. Йонизационен вакуумметър със студен катод
Принцип на работа: Използване на електрическо поле с високо{0}}напрежение за предизвикване на разряд във вакуум (студеният катод не се нагрява) и прилагане на външно магнитно поле. Електроните, под комбинираното въздействие на електрическите и магнитните полета (силата на Лоренц), претърпяват спираловидно движение, значително увеличавайки вероятността от йонизация чрез сблъсъци с газови молекули, образувайки само-поддържащ се плазмен разряд. Йонният поток е пропорционален на налягането.
Предимства:Здрава структура, без гореща нишка, устойчива на атмосферни влияния, дълъг живот.
Без ограничение на рентгеновия фонов ток, което позволява измерване на по-високи нива на вакуум (обикновено от порядъка на 10⁻¹² Pa).
Недостатъци:
Стабилност на разреждането: Изпускането може да е нестабилно при ниско налягане, дори да проявява "забавяне на разреждането" или "пламък".
Чувствителност към замърсяване: Замърсяването на повърхността на катода може сериозно да повлияе на електронното излъчване, което води до неточни измервания.
Смущения от силно магнитно поле: Собственото силно магнитно поле на вакуумметра може да смущава околното оборудване (като източници на йони); мястото на инсталиране изисква внимателно обмисляне.
