Ionizacijski mjerač vakuuma ključna je komponenta za mjerenje visokog vakuuma. Određuje razinu vakuuma ionizirajući molekule plina i mjereći rezultirajući protok iona. Na temelju različitih metoda ionizacije, uglavnom se dijeli u sljedeće dvije kategorije:
Jedan. Mjerač vakuuma s vrućom katodom
Princip rada: Zagrijana žarna nit (katoda) emitira termione elektrone. Ovi elektroni dobivaju dovoljno energije dok lete prema anodnoj rešetki, sudarajući se s molekulama plina i ionizirajući ih. Rezultirajuća ionska struja mjeri se na sabirnoj elektrodi; ta je struja proporcionalna tlaku plina.
Prednosti:Precizno mjerenje, dobra stabilnost i izvrsna linearnost; to je glavni izbor za mjerenja visokog vakuuma.
Nedostaci:
Efekt X-zraka: elektroni koji udaraju u rešetku anode generiraju meke X-zrake, koje ozračuju elektrodu kolektora, pokrećući emisiju fotoelektrona i stvarajući "pozadinsku struju"-neovisnu o tlaku. To uzrokuje odstupanje izmjerenih tlakova od stvarnog tlaka pod ultra-visokim vakuumom (približno<10⁻⁸ Pa).
Kemijsko uklanjanje: Visoka temperatura filamenta uzrokuje odvajanje i adsorpciju reaktivnih molekula plina (kao što je kisik), stvarajući "učinak vakuuma" koji utječe na stvarni tlak.
Filament burnout risk: Under higher pressures (e.g., >10⁻² Pa) ili iznenadnom izlaganju atmosferi, žarna nit je sklona oksidaciji i izgaranju.
Dva. Mjerač vakuuma s hladnom katodom
Princip rada: korištenje visoko{0}}naponskog električnog polja za induciranje pražnjenja u vakuumu (hladna katoda se ne zagrijava) i primjena vanjskog magnetskog polja. Elektroni, pod kombiniranim utjecajem električnog i magnetskog polja (Lorentzova sila), prolaze kroz spiralno gibanje, uvelike povećavajući vjerojatnost ionizacije kroz sudare s molekulama plina, tvoreći samo{2}}održivo pražnjenje plazme. Protok iona proporcionalan je tlaku.
Prednosti:Robusna struktura, bez vruće niti, otporan na atmosferske utjecaje, dug vijek trajanja.
Nema ograničenja pozadinske struje X-zraka, što omogućuje mjerenje viših razina vakuuma (obično reda veličine 10⁻¹² Pa).
Nedostaci:
Stabilnost pražnjenja: pražnjenje može biti nestabilno pri niskim tlakovima, čak i pokazivati fenomene "kašnjenja pražnjenja" ili "plamena".
Osjetljivost na kontaminaciju: Kontaminacija površine katode može ozbiljno utjecati na emisiju elektrona, što dovodi do netočnih mjerenja.
Smetnje jakog magnetskog polja: Vlastito jako magnetsko polje mjerača vakuuma može ometati okolnu opremu (kao što su izvori iona); mjesto instalacije zahtijeva pažljivo razmatranje.
