143602. lajstromszámú szabadalom • Készülék vákuum mérésére
Megjelent: 1957. augusztus hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 143.602. SZÁM 42. k. 8—14. OSZTÁLY — Fu—161. ALAPSZÁM Készülék vákuum mérésére VEB Funkwerk Erfurt, Erfurí-ban A bejelentés napja: 1956. február 11. A találmány oly készülék, amely zárt térben levő gázt elektronütközés révén ionizál és az ionáramnak az elektronáramhoz való viszonyát — az utóbbi állandó értéken tartása mellett —• mint nyomást méri, mégpedig a következő egyenlet szerint: ^-elektron ahol p a nyomás a mérőedényben, I a mért áram és C egy állandó. Ismeretes már, hogy állandó gerjesztési viszonyok esetén az ionizált gázmolekulák száma a nyomás mértékéül használható. Tekintettel arra, hogy a legtöbb ion pozitív töltésű, egy elektromos mezőben gyorsított ionok áramia mint nyomás mérhető. Erős vákuum esetén ionizálni gyakorlatilag csak elektronütköztetéssel lehet. A nyomásmérést a legkisebb mérhető ionáram határolja, amely a gerjesztett elektronok mennyiségével lineárisan függ össze. Ezért főleg a fűtőszállal létesített termikus elektronemissziónak van igen nagy fontossága. Az ionizálás valószínűségét csak az elektronok útjának ide-oda járatás révén végzett meghoszszabbításával, vagy mágneses mezővel lehet növelni; ez a növekedés határozott értékű és az ionáramot ugyanezen értékkel növeli. Mérés céljaira azonban ez a növelés csak oly mértékű lehet, hogy az iongyűjtő elektródán létesülő gázsűrítés a mérendő vákuumot számottevő, mértékben ne rontsa. Az ionizált gázmolekulák mennyisége tehát nem lehet több, mint a. meglevő teljes gázmolekula-mennyiség bizonyos %-a. Régóta ismeretes már, hogy triódában, amelynél a „rács"-on pozitív feszültség van és az elektronokat e rács felé gyorsítjuk, ezek az elektronok a rács körül ingamozgást végeznek és a bezárt gázmennyiséget ütközés révén ionizálják. Az ionokat a katódához képest negatív feszültségnek az „anódán" való alkalmazásával lehet gyorsítani és azután az anódán mint ionáramot mérni. Az ilyen mérési műveletnél a fenti képlet szerinti nyomásmérést végzünk. Ha a gerjesztés feltételei állandóak maradnak, akkor az egyes gázfajták ionáramviszonya egymáshoz képest határozott értékű. A nyomásmérés alsó határát annak a viszonynak még elfogadható értéke szabja meg, amely az állandó elektronütközés révén gerjesztett ionáram és a „viszáram" között áll fenn, mely utóbbi azokból a fotoelektronokból származik, amelyek a katódához képest negatív potenciálú „anódából" röntgensugárzás révén váltódtak ki. Ezek a röntgensugarak az elektronoknak a „rácshoz" való ütközése révén jönnek létre. A fotóáram a mérőműszerein ugyanolyan irányú kitérést hoz létre, mint az ionáram. A szokásos elektródaelrendezésnél, amelynél az anóda legtöbbször hengeralakban helyezkedik el a röntgensugarakat kibocsátó rács körül, a rácson keletkező úgyszólván valamennyi röntgensugár az anódához ütközik és a zavaróhatást, a fotoelektronok áramát hozza létre, ami azt eredményezi, hogy pontos nyomásmérés csak 10-6 Torr. nyomásig lehetséges. A találmány értelmében magában véve ismert elektródaelrendezést alkalmazunk, amelynéjl az „anóda" kis felületénél fogva a röntgensugárzásnak csak igen kis részét fogja fel. Ennél az elek.tródaelrendezésénél az „anóda" mint ionfelfogóegy elektronikus cső közepén van elhelyezve és lényegileg finom huzalból áll. Ezt bizonyos távolságban „rács" veszi körül, amely mint elektronbefogó az emissziós elektródához ífűtősZálhoz) képest pozitív potenciálú. A fűtőszál a „rácson" kívül van, attól nem túl nagy távolságban. Az „anóda" a katódához képest negatív potenciálú, a pozitív töltésű ionok odavonzásának és az elektronok uszításának lehetővé tételére. Ennél az ismert elektródaelrendezésnél a találmány értelmében igen nagy súlyt helyezünk a kicsi áthatásra, ami magában véve ismert szerkezeti megoldások révén érhető el. A kis áthatás, által az üzemi viszonyoktól való nagymértékű függetlenséget érünk el és emellett a működés a felhasznált feszültségforrások stabilitásától is függetlenné válik, ami a készülék pontos és biztos kalibrálását (hitelesítését) teszi lehetővé. Ez teszi lehetővé a gyakorlatban használható mérőkészülék létesítését.
