143602. lajstromszámú szabadalom • Készülék vákuum mérésére

143.602 A találmányi gondolat szerint készített műszer vagy készülék a gyakorlat számára főleg a következő előnyöket mutatja: az elektronok ide-oda járása (ingadozásia) nagyon jó, ami a mérendő gáz. igen jó gerjesztési valószínűségével,' továbbá az elektródafeszültségek kisfokú áthatásával jár együtt utóbbi előnyeit a- fentiekben már ismertettük. Emellett a találmány szerinti készüléknél, a szokásos elektródaelrendezéshez képest, amelynél a fűtőszál a rendszer közepénél van, kereken ezerszer kisebb fotoelektronmissziót kapunk, ami viszont lehetővé teszi a kereekn 1000-szer erősebb vákuum pontos mérését. Ha a mérés hosszabb időre terjed, akkor tapasztalat szerint még állandósított ionizálás esetén is 200—300 fxA nagyságú elektronáramnál a nyomáscsökkenés kisebb, mint 0,1%. A nyomásmérés kétféleképp lehetséges: lehet a mért ionáramot, mért elektronáramnál, hitelesítési görbe felvétele után meghatározott elektronáramra átszámítani, — vagy lehet állandó elektronáramnál az ionáram mérését közvetlenül a nyomás mértékéül felhasználni. A leírt módon készített ionizációs manometer, szokásos kivitel mellett oly vákuum mérésére is felhasználható, amely jobb mint kb. 10~2 Torr. Ha az ionáram mérésén alapuló, műszakilag használható nyomásmérő készüléket akarunk előállítani, úgy amint azt a fentiekbein ismertettük, akkor figyelembe kell venni azt a körülményt, hogy az elektronáram a különböző üzemi feltételeknél nem marad állandó értéken és így a nyomás leolvasásához az elektronáramot bizonyos értékre kell beszabályozni. Ez arra az esetre vonatkozik, ha az átszámítást, és a gáz számottevő elhasználását el akarjuk kerülni. A találmány értelmében az üzemi viszonyoktól és a fűtőszál gyártási tűréseitől független emiszsziót, ezzel pedig folyamatos és ismételhető nyomásmérést úgy érünk el, hogy az emisszió maga szabályozza a fűtőszál hőmérsékletét. Az emisszió változásának az ionizálással működő feszmérőben a következő fizikai okai vannak: A fűtőszál hőmérséklete és ezzel együtt emiszrsziója is, a bevezetett elektromos teljesítmény és a hősugárzás, valamint hővezetés okozta veszteség közötti egyensúly állapotával függ össze. Állandó hőmérséklet, ül. emisszió számára mind a sugárzás, mind pedig a hővezetés okozta veszteség — ami a szerkezeti kiviteltől függ — adott értékű és ezek azonos kivitelnél állandóak. A hőve^ zetés azonban a zárt térben levő és mérendő gazmolekulák számától és minőségétől függ. Ezt a jelenséget használják fel a hővezetésen alapuló fesE-mérőknél, de az ionizáció alapján működő feszmérőnél ez a körülmény kiküszöbölendő. Ha hideg ionizációs feszmérőnél, állandó nyomás esetén, egy bizonyos nagyságú emissziós ára^ mot állítunk, be, akkor a hőelvezetés eleinte nagy, mindaddig, amíg az ionizációs feszmérő fala bizonyos hőmérsékletet fel nem .vesz a külső hőmérséklethez viszonyítva. Ezzel növekszik a fűtőszál hőmérséklete és az emisszió is. Ha azután a vákuum erősödik és így a hőelvezetés kisebbé válik, akkor a fűtőszál hőfoka emelkedik ós az -emisszió növekszik. A nyomás emelkedésénél a folyamat' ellenkező értelemben játszódik le. Megemlítendő még, hogy hosszabb üzemidő alatt a fűtőszál legtöbbször elvékonyodik elgőzölgés következtében, ami szintén az emisszió megváltozásával jár. Vannak továbbá gyártási tűrések, ill. a fűtőszálak előállítási pontatlanságok folytán nem azonosak. Mindezeket az említett hatásokat a műsizakilag használandó mérőkészüléknél ki kell küszöbölni és az emissziós áramot ezektől az említett ingadozásoktól függetlenül állandó értéken kell tartani. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az elektronáramot bizonyos meghatározott értékre állítjuk be és ettől az értéktől való minden eltérést olyképp küszöbölünk ki, ill. ezt az értéket úgy állítjuk vissza, hogy a fűtőteljesítményt változtatjuk. A találmányt a csatolt rajz szerinti, példaképpen megadott kapcsolási vázlat ismertetésével részletesebben magyarázzuk meg. Ennek a rajznak az 1. ábrája ionizációs manóméiért szemléltet, amelynek állandó eletkronáramát változtatható indukciójú szabályozó kapcsolással érjük el. Az —1— fűtőtranszformátor adja az —5— ionizációs feszmérő —4— fűtőszála számára a fűtőteljesítményt, mégpedig a transzformátorszerűen felépített, a —2— tekercsben, ill. menetekben folyó, változtatható egyenárammal szabályozható —3— induktivitáson át. A fűtőszál elektronárama révén a —7—• ellenálláson, amely egyben a —11— szabályozóciső rácsellenállása, feszültségesés keletkezik; ez a feszültségesés a —6— „rácson", továbbá az elektronáramot mutató —8— mérőkészüléken és —7— ellenálláson át jön létre, amely a —9— csatlakozáshoz vezet és ez nagy, pozitív, pl. 150 voltot elérő feszültségen van; ez a feszültség az —5— ionizáló feszmérő —4— fűtőszálának —10— csatlakozásához képest nagyértékű és pozitív. A —12— kisegítő feszültség lehetővé teszi a —11— szabályozócső munkapontját beállítani. Az. árnyékolt rács feszültségének beszabályozásával, pl. a —13 és 14^- ellenállások megválasztásával a működés jelleggörbéje — bizonyos határok között — ily módon beállítható. Mármost, ha az emisszió megváltoztatásával (vagy változásával) a —7— ellenálláson adalékos feszültségesés lép fel, akkor a —11— szabályozócső anódárama és ezzel együtt a —3— induktivitás is megváltozik, miáltal a fűtési teljesítmény oly mértékben, változik meg, hogy a —7— ellenálláson a megkövetelt üzemi állapotnak megfelelő feszültségesés ismét létrejön. A —15—• csatlakozáson a —9— csatlakozáshoz képest oly nagy feszültséget, pl. 300 voltot alkalmazunk, hogy a —11—• szabályozócső megkapja az üzemhez szükséges anódfeszültséget. Az ionizációs —5— feszmérőnek a —4— fűtőszálhoz képest és ezzel a —10— csatlakozáshoz képest is negatív potenciálú —16— anódáján át áramlik a —17— mérőműszeren megmérendő ionáram a —18— csatlakozáshoz, amely a —10— csatlakozáshoz képest kis negatív feszültségen, pl. 30 V-on van. A szabályozó berendezés érzékenységének paraméterei: a —-11— szabályozócső belső • ellenállása, ennek a szabályozócsőnek a meredeksége, a —7— ellenállás nagysága és a —3— induktivitás mágneses, valamint elektromos adatai.