Ionizačný vákuomer je základným komponentom na meranie vysokého vákua. Určuje úroveň vákua ionizáciou molekúl plynu a meraním výsledného toku iónov. Na základe rôznych metód ionizácie sa delí hlavne do nasledujúcich dvoch kategórií:
Jeden. Ionizačný vákuový merač s horúcou katódou
Princíp činnosti: Vyhrievané vlákno (katóda) emituje termionické elektróny. Tieto elektróny získavajú dostatočnú energiu, keď letia smerom k anódovej mriežke, pričom sa zrážajú s molekulami plynu a ionizujú ich. Výsledný iónový prúd sa meria na zbernej elektróde; tento prúd je úmerný tlaku plynu.
Výhody:Presné meranie, dobrá stabilita a vynikajúca linearita; je to hlavná voľba pre meranie vysokého vákua.
Nevýhody:
Efekt röntgenového žiarenia: Elektróny dopadajúce na anódovú mriežku generujú mäkké röntgenové lúče, ktoré ožarujú kolektorovú elektródu, spúšťajú emisiu fotoelektrónov a vytvárajú na tlaku -nezávislý „prúd na pozadí“. To spôsobí, že sa namerané tlaky líšia od skutočného tlaku v ultra-vysokom vákuu (približne<10⁻⁸ Pa).
Chemické odstraňovanie: Vysoká teplota vlákna spôsobuje, že molekuly reaktívnych plynov (ako je kyslík) sa disociujú a adsorbujú, čím vzniká „efekt vákua“, ktorý ovplyvňuje skutočný tlak.
Filament burnout risk: Under higher pressures (e.g., >10⁻² Pa) alebo pri náhlom vystavení atmosfére je žeraviace vlákno náchylné na oxidáciu a vyhorenie.
Dvaja. Ionizačný vákuový merač so studenou katódou
Pracovný princíp: Využitie vysokonapäťového elektrického poľa na vyvolanie výboja vo vákuu (studená katóda je nezohrievaná) a aplikácia vonkajšieho magnetického poľa. Elektróny pod kombinovaným vplyvom elektrického a magnetického poľa (Lorentzova sila) prechádzajú špirálovitým pohybom, čím sa výrazne zvyšuje pravdepodobnosť ionizácie prostredníctvom zrážok s molekulami plynu, čím sa vytvorí samočinný plazmový výboj. Tok iónov je úmerný tlaku.
Výhody:Robustná konštrukcia, žiadne horúce vlákno, odolná voči atmosférickým vplyvom, dlhá životnosť.
Žiadne obmedzenie prúdu na pozadí röntgenového žiarenia, čo umožňuje meranie vyšších úrovní vákua (zvyčajne rádovo 10⁻¹² Pa).
Nevýhody:
Stabilita výboja: Výboj môže byť pri nízkych tlakoch nestabilný, dokonca môže vykazovať „oneskorenie výboja“ alebo „vzplanutie“.
Citlivosť na kontamináciu: Kontaminácia povrchu katódy môže vážne ovplyvniť emisiu elektrónov, čo vedie k nepresným meraniam.
Rušenie silného magnetického poľa: Vlastné silné magnetické pole vákuomeru môže rušiť okolité zariadenia (ako sú zdroje iónov); miesto inštalácie vyžaduje starostlivé zváženie.
