143156. lajstromszámú szabadalom • Berendezés ritkított gázban folyó ionáram erősségének mérésére, különösen vákuummérő

1

143.156 3

A 2. ábrán látható elrendezéssel történő mérési eljárás a következő:

A 22 kapcsolóval az 'ábrán látható állásban az Ii’ áram E|’ íeszühségesést okoz a 23 Z, terhelőimpedancián. A 24 kapcsolót alsó helyzetbe kapcsolva Ei’ feszültséget a 12 kondenzátoron keresztül a 13 erősítő bemenetére és ezen át a 25 szinkron egyenirányítóhoz csatoljuk. A 26 transzformátoron keresztül 25 szinkronizált egyenirányítóba alkalmazott 2 fo frekvenciájú feszültség kapcsán egy kimenőegyenfeszültség jut a 16 indikáló műszerre. A fűtőkörben lévő 27 változtatható ellenállás segítségével a 2 fűtőszál emisszióját úgy állítjuk be, hogy a 16 műszeren a mutató a 23 hitelesítőpontig térjen ki. ezzel a 3 rácsra egy bizonyos elektronáramot adunk, íla most a 24 kapcsolót a 2. ábrán látható felső helyzetbe kapcsolom, az erősítő és egyenirányító rendszerre EV feszültséget adok és a vákuum nyomását a 16 műszer 21 skáláján leolvashatom. Kívánatos 1 mikron nyomás felett a fűtcszál hőmérsékletét a lehető legalacsonyabban tartani, hogy annak tönkremenését elkerüljük. Ilyen magasabb nyomásértéknél a 22 kapcsolót a jobboldali állásba kapcsoljuk, ezzel a 24 terhelést a visszatérő elektronkörbe iktatjuk. A 24 terhelés impedanciája a 23 Zi terhelésnek pontosan százszorosára vehető és a 27 fiitőellenállás beállítandó úgy. hogy az elektronáram I.' váltókomponense előző értékének 1 100-ad részére essék le. ezáltal az E(' bemenőfeszültséget visszaállítjuk és az indikáló műszer a 28 hitelesítőpontig tér ismét ki. ha a 24 kapcsolót az alsó állásba kapcsoljuk. Természetesen most a 21 skálán a leolvasásnál 100-zal szorozni kell. hogy7 helyes nyomásértékeket kapjunk. Ennek a módszernek különböző gázokra való standardizálása a 29 változtatható terhelőellenállás beállításával történik, amelyivei a Zv-nek Zi-hez való viszonya mindig beállítható egyenlő K gázállandóra az illető mérendő gázra vonatkozólag.

A találmány ezen kiviteli alakjának sajátossága, hogy mind az elektron-, mind az ionáram meghatározására ugyanazt a váltóáramú mérőmódszert használjuk, amivel az 1. ábrán látható 9 mérőműszer szükségtelenné vált. Továbbá a rácsáram 0.1 vagy akár 0.001 mA-re csökkenthető, miután ennek mérésére az érzékeny 13 erősítőt használjuk. ami viszont lehetővé teszi, hogy a vákuumcsőben lévő 2 fűtőszálat egészen alacsony hőfokon dolgoztassuk. Ez a lehetőség nemcsak a fütőszál megnövekedett élettartamát, hanem a mérendő gáz termikus disszociációjának igen erős csökkenését és a mérőberendezés hasznos mérőtartományának tekintélyes kiterjesztését is eredményezi, a 10 vagy akár a 100 mikron vagy feljebb terjedő határokig. Továbbá, minthogy minden mérést ugyanazzal a készülékkel végzünk, a berendezés sokkal kompaktabb és könnyebben kezelhető. Az ebben a megoldásban alkalmazott 25 szinkron egyenirányító természetesen helyettesíthető éles szűrőkörökkel és külön egyenirányítóval.

A találmány 3. ábra szerinti kivitele lehetővé teszi az 1 mérőcsőben lévő 2 fűlőszál hőmérsékletének további csökkentését a szükséges abszolút minimumra. az említett csőben lévő bármilyen nyomás méréséhez. Ebben az elrendezésben a 10 terhelésre eső váltófeszültséget a 13 erősítőben erősítjük. miután a beállítható 14 potencióméteren

ment keresztül. Egyszerűség céljából az előző ábrákon látható szűrőköröket és egyenirányítót a továbbiakban a 13 erősítővel közös blokkban ábrázoljuk. A 16 indikálóműszeren egy hitelesítő jel van úgy. hogy az EV feszültségesés mindig beállítható ugyanarra az előre meghatározott értékre 29 változtatható transzformátor segítségével, amely a 2 fűtőszálat váltóárammal táplálja. Az elektron- és ionáram között fennálló íentemlített viszonynak megfelelően, az I| elektronáram és az annak megfelelő E,’ váltófeszültségesés a 23 terhelésen változni fog a mérendő nyomásnak megfelelően. ha minden egyéb feltételt konstánsan tartunk. Ezt az Ei váltófeszültséget a 30 kondenzátoron keresztül egy második 31 erősítőhöz vezetjük, amely szintén a 6- váltófeszültségforrás kétszeres frekvenciájára van hangolva és ennek kimenete egy második indikáló műszerhez vezet.

Míg az 1. és 2. ábrán szereplő kiviteleknél az elektronáramot állandó értéken tartottuk és az ionizációs áram változó nagyságát mértük, mint a nyomásváltozás függvényét, a következő kivitel megfordítja az eljárást és a mérés alatt az ionizációs áramot tartjuk állandó értéken. Az ionáramot a 13 erősítő és a 16 indikáló műszer érzékenységének megfelelő ezen alacsony értéken tartva, a rácsáramot egész csekély, minimális értékre csökkenthetjük. ami éppen elegendő az ionáram létrehozására a ¡0 terhelésen keresztül. Ily módon a fűtőszál hőmérsékletét tovább csökkentjük az eddig lein berendezéseknél használtaknál alacsonyabb szintre és így a nyerhető előnyöket tovább növeljük. A különböző gázoknak megfelelő kalibrációt ebben az esetben a 14 szabályozó beállításával nyerjük, amivel az Ev’ feszültséget, amelyet a 10 terhelőellenálláson nyerünk, megfelelő értékre állítva erősítjük. A 31 erősítőben egy méréshatárkapcsoló van. amellyel érzékenysége széles határok között változtatható. Természetesen az 1. ábrához hasonlóan a célból, hogy a 32 műszeren logaritmikus skálát nyerjünk, itt is alkalmazhatunk automatikus erősí téssza bá lyozást.

A találmány egy további kiviteli alakja a 4. ábrán látható. A 10 és 35 terhelésen átmenő ion- és elektronáram okozta váltó feszültségeket, amelyek a 2 fűtőszálon átfolyó váltóáram hatására keletkeznek. a 24 kapcsolón át ismét a 13 erősítőbe vezetjük. A rácskörből származó bemenőjel a 35 változtatható terhelőellenállással beállítható, kalibrálás végett: a méréshatár-átkapcsolás céljából pedig a 37 kondenzátor és 24 kapcsoló közé iktatott 36 fokozatkapcsoló szabályozásával. A 13 erősítő kimenetéhez egy 37 készülék csatlakozik, amely a 38 és 39 elemekkel van ellátva oly célból, hogy a 40 szabályozómotor működését szabályozza. Ez a motor mechanikusan a 27 fűtőellenálláshoz van kötve. Ha a 24 kapcsolót alsó helyzetébe kapcsoljuk. Ei/ váltófeszültséget juttatunk a 36 fokozatkapcsolós szabályozón keresztül a 13 erősítőre. A 13 erősítő kimenőfeszültsége kitéríti a 37 műszert és ez működteti valamelyik 38 vagy 39 szabályozóelemet, amely lehet mechanikus. kapacitív. induktív vagy akár fotocellás vezérlő. A 24 kapcsolóval egyidejűleg a 41 kapcsoló is zárul, mellyel a 42 áramforrást rákapcsoljuk a 40 motorra, amelynek forgási iránya változtatható. Az áram működteti a 40 motort, amely a 27 fűtőellenállást olyan helyzetbe forgatja, hogy a 2 fűtőszál emisz-