Granville-Phillips Series 274 Bayard-Alpert Type Ionization Gauge
工作原理
B-A型(熱陰極)規(guī)管的壓力指示是基于氣體分子電離產(chǎn)生的連續(xù)電流。氟電子由從加熱的陰級以控制良好的固定速率射出并朝著帶正電的柵級(陽級)加速運動。電子進入柵級和對地連接的收集極空間內(nèi)。在這個空間內(nèi)電子與真空系統(tǒng)中的氣體碰撞產(chǎn)生正離子。然后正離子被位于柱狀柵極中心軸處的接地的收集極收集。在固定的燈絲的柵級的電壓和電子發(fā)射電流下,壓力低于1*10-3Torr時正離子形成率直接與分子密度(壓力)相關(guān)。離子流的強度在經(jīng)壓力單位調(diào)校的微安計上顯示出來。由于壓力指示是線性的,熱陰級BA規(guī)管通常在壓力低于1*10-3torr時被認為進行連續(xù)的壓力測量是精確的。
B-A型的測量下限由這類型規(guī)管的X射線極限決定。x射線極限因不同規(guī)管設計而不同。陰級發(fā)射的電子和柵級以及其支撐網(wǎng)碰撞產(chǎn)生x射線。由于BA型的幾何結(jié)構(gòu)原因,僅有一小部分發(fā)射的x射線會被收集級收集。當x射線碰撞收集極絲時,收集級上會有光電子發(fā)射。x射線電流限制了測量壓力范圍,使其等效壓力下限到10-10或10-11torr范圍,取決于規(guī)管型號。早期的規(guī)管在柵極外有個柱狀收集極,這種結(jié)構(gòu)的規(guī)管x射線極限大約在10-8torr。當氣體非常稀薄且規(guī)管所獲得的電流輸出幾乎全部都來源于x射線光電發(fā)射時,x射線極限就決定了規(guī)管的最小壓力測量值。
電極被碳氫化合物污染后會使x射線極限增加,這是因為在x射線轟擊下污染表面會放出更多的二次電子。這種污染通常可以通過電極除氣來消除。
優(yōu)勢
良好的真空壓力測量,成本經(jīng)濟
在工業(yè)標準電極電壓和寬范圍的電子發(fā)射電流下(10uA到10mA)工作
在真空行業(yè)內(nèi)眾所周知的特性特點
離子收集極有良好的漏電屏蔽
可提供耐燒型燈絲及標準真空連接口
所有產(chǎn)品都可以進行電子轟擊除氣;一些產(chǎn)品可進行電阻加熱除氣
氣體種類影響:
B-A電離規(guī)因氣體種類不同會有不同的相對靈敏度。因此,其所提供的壓力讀值僅為所指定氣體(氮氣)的直接讀數(shù)。叫做氮氣等效壓力。使用簡單的數(shù)字轉(zhuǎn)換可以將直接的壓力讀數(shù)轉(zhuǎn)換成非標準氣體產(chǎn)生的壓力讀值。這種轉(zhuǎn)換要用到特定氣體的相對規(guī)管靈敏度。在Granville-phillips274系列產(chǎn)品的使用說明書中有這些相對靈敏度的參考列表。
熱陰極電離真空規(guī)管根據(jù)各自的規(guī)管設計都有其最佳的工作壓力范圍。
陰極
所有GP274真空計是鎢絲陰極或者是銥絲氧化釷的陰極。其對應的優(yōu)缺點列于圖2.
現(xiàn)象
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鎢燈絲
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銥絲鍍氧化釷燈絲
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突然暴露大氣
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不耐受
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高耐受性
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高氧氣分壓力
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易氧化
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相對耐氧化
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與所測氣體的化學反應
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高燈絲溫度高反應率
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低燈絲溫度低反應率
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靈敏度
靈敏度定義如下:
靈敏度=(離子流)/(發(fā)射電流)(壓力)
(電流單位為安培。壓力單位為TORR)
這一定義使得相對靈敏度與電離無關(guān)而只與規(guī)管接管有關(guān)。事實上,對于給定的規(guī)管和收集確認其可以讀取的最小壓力值是非常必要的。要確定這一點,必須知道收集極電位及部分的最小可讀電離靈敏度。
從制造數(shù)據(jù)中得知規(guī)管靈敏度后,離子流和壓力之間的關(guān)系就可以確定了。
除氣
要將規(guī)管放氣減少到可以忽略的程度,必須執(zhí)行除氣操作。玻璃規(guī)管要達到最低壓力點需要在400攝氏度下烘烤一小時。
電極除氣要在烘烤后再進行900攝氏度的高溫加熱約15分鐘。
電極加熱可以通過電子轟擊(EB)或通過柵級加低壓大電流(I2R)的方式來實現(xiàn)。通常,規(guī)管都裝有組合柵極,即鼠籠狀柵極與多個相交元件焊接在一起,這時柵極除氣僅通過電子轟擊方式實現(xiàn)。收集極也可以僅通過電子轟擊方式來除氣。柵極包括單螺旋結(jié)構(gòu)和雙螺旋結(jié)構(gòu),螺旋結(jié)構(gòu)的兩端都有外部連接,可以通過大電流方式除氣。所有帶螺旋柵極的規(guī)管也可以通過電子轟擊方式進行除氣。
274022,274023,274041和274042規(guī)管使用的是鼠籠是柵極,所以必須使用電子轟擊除氣方式。為了使裸規(guī)更試用于I2R除氣方式,我們研發(fā)了2740028和274043規(guī)管。
漏電
壓力測量精度取決于毫安表可以測量的電流有多低,同時也受漏電影響。漏電路徑分為內(nèi)部和外部。
內(nèi)部和外部漏電在BA規(guī)的設計中就將其控制在最低可能值。規(guī)管收集終端在柵極端蓋和陰極終端的相反端。
在底部或頭部引出收集極接腳的設計比焊接管腳的設計更容易引起漏電問題。
內(nèi)部漏電通常是由于鎢或是氧氣釷從陰極上蒸發(fā)出來造成的。
抽氣作用
電離規(guī)會表現(xiàn)出一定的抽氣作用。這主要是用于化學清除和電清除機理。通常,化學清除是用于各種清潔表面都有吸氣作用。當表面趨于飽和,這種抽氣作用就會減弱并達到穩(wěn)定狀態(tài)。在化學清除過程中,常規(guī)玻璃管規(guī)的讀數(shù)會比正常值低百分之二十到五十。在1*10-9torr下抽氣作用可能會持續(xù)四個小時之久。在1*10-9torr下大約要3個月后電子或離子除氣才會飽和。最常用的抽氣作用消除方式就是在規(guī)管和真空系統(tǒng)之間布置大通導連接。
在規(guī)管中的第三種抽氣機理是與熱陰極的化學反應。很多氣體諸如氧,氮,水蒸氣,及氫都會與鎢中的碳發(fā)生反應。這些反應的比例取決于系統(tǒng)溫度,并且如果選用了大通導連接則測量誤差是非常低的甚至可以避免。然而,如果是在小系統(tǒng)中則這種氣體成分的改變會比較明顯。
許多中應對抽氣作用的規(guī)管結(jié)構(gòu)可以選擇。
玻璃規(guī)管帶3/4英寸接管的結(jié)構(gòu),例如274002,就有足夠的通導可以使用至10-8torr范圍。如果規(guī)管要用于10-10torr范圍的測量則可選1英寸接管(274015).為了補償高速電清除作用,所有內(nèi)部屏蔽的規(guī)管都應配置1英寸接管。
相對于劇烈的電離規(guī)抽氣問題裸規(guī)是最佳選擇。緣于裸規(guī)的外形,規(guī)管元件可以直接置于真空腔體內(nèi),因此消除規(guī)管相關(guān)的壓差問題。相對規(guī)管來說,裸規(guī)的系統(tǒng)響應時間也大大減少。
分類
玻離管規(guī)
特點:非松陷的雙絲柵極
耐燒型陰極或雙鎢絲陰極
接管-3/4英寸或1英寸直徑,可伐,耐熱玻璃或法蘭可選
聶耳除氣或電子轟擊除氣
配有標準電氣接頭
電子轟擊除氣方式的電離裸規(guī)
特點:籠狀柵極
耐燒型陰極或雙鎢絲陰極
電子轟擊除氣
配有標準法蘭連接
可更換陰極組件
焦耳除氣或電子轟擊除氣方式的電離裸規(guī)
特點:
非松陷的雙絲柵極
耐燒陰極
聶耳除氣或電子轟擊除氣
配有標準電氣接頭
可更換陰極組件
特性
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物理數(shù)據(jù)
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玻璃管規(guī)
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電子轟擊除氣方式的裸規(guī)
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聶耳除氣方式的裸規(guī)
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接管
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3/4 in.(19mm)或1 in.(25mm)直徑.*2 1/4 in.(57mm)長,可伐,耐熱玻璃或法蘭
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不適用
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不適用
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外殼
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None*7720玻璃,2 1/4 in.(57m)直徑.5in.(127mm)長
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裸規(guī),外徑2 3/4英寸
CF法蘭
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裸規(guī),外徑2 3/4英寸
CF法蘭
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安裝方向
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任意方向,垂直優(yōu)先
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任意方向
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任意方向
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收集極
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鎢絲,直徑0.010英寸
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鎢絲,直徑0.005英寸
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鎢絲,直徑0.010英寸
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陰極
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雙鎢絲或單根渡氧化釷的銥絲
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雙鎢絲或雙鍍氧化釷的銥絲,可更換組件
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鍍氧化釷的銥絲,可更換組件
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柵極
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難熔金屬
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難熔金屬
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難熔金屬
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全長
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6 in.(152mm)
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4 1/8 in.(105mm)
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4 1/8 in.(105mm)
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插入長度
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不適用
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3 in.(76mm)
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3in.(76mm)
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操作數(shù)據(jù)
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對氮氣靈敏度
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10/TORR
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25/TORR
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10/TORR
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常規(guī)精度
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±20%
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±20%
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±20%
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X射線極限
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約3*10-10 Torr
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約2*10-11 Torr
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約4*10-10Torr
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電子轟擊除氣
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最大100w
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最大40w
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最大100w通常70w
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電阻加熱除氣
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10A時,6.3到7.5Vac
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不適用
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10A時,6.3到7.5Vac
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烘烤
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450攝氏度
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450攝氏度
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裝箱清單
Bayard-Alpert Gauge(玻璃規(guī)或裸規(guī)) 1只
使用說明書 1份
海綿包裝盒 1個
售后保障
規(guī)管無質(zhì)保,保證原裝正品
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