5.6.1.2. Образование ионов

для некоторых газов при температуре 273 К представлены на фиг. 3.9. Максимальные значения коэффициента относительной ионизации хи.макс соответствуют оптимальным значениям потенциалов Uопт, находящимся между 70 и 170 В. Зависимость (5.68) аппроксимируется эмпирической формулой (3.7).

В пространстве ионизации распределение потенциалов между анодом и катодом может быть выражено в функции расстояния

причем для анода Uх = Uа.

С учетом зависимости (5.68а) коэффициент относительной ионизации можно представить в виде

Из определения хи следует, что количество ионов, созданных за 1 с Nе электронами, двигающимися в газе при давлении р и температуре 273 К на пути L описывается формулой

Интегральное выражение этой формулы можно представить в виде

При данном анодном потенциале Uа путь ионизации определяется прежде всего размерами системы электродов датчика, а также условиями, в которых происходит движение электронов. Многократность прохождения электронов через данную область пространства, движение по винтовым или спиральным линиям в присутствии магнитного поля и т. п. могут значительно увеличивать длину пути L.

Из количества N'j возникших ионов достигает коллектора только определенная часть Jj≤1. Таким образом, ионный ток коллектора

Произведение JjLjxи,макс называется коэффициентом чувствительности ионизационного манометра

Эта величина для данного газа зависит от формы электродов датчика, питающих напряжений, а также от эффективности собирания ионов коллектором,

Из формул (5.71) и (5.72) следует

(единицы: Тор-1, А, Тор). Отсюда

где S — чувствительность датчика (для тока Iе)

(единицы: А•Тор-1, Тор-1, А).

Чувствительность датчика возрастает с усилением электронного тока. Обычно ток Iе имеет величину между 10-5 и 10-2 А (чаще всего несколько миллиампер).

Вышеприведенное рассмотрение относится к однородному газу. В случае смеси газов следует определить чувствительность и электронный ток для отдельных газов, а суммарный ионный ток определяется по формуле

Где Si— чувствительность манометра по отношению к данному газу, а pi — парциальное давление газа.