5.6.2.3. Магнитный электроразрядный манометр

Система электродов способствует возникновению колебательного движения электронов между обеими пластинками катода, а магнитное поле придает траекториям электронов винтовую форму. Благодаря этому путь ионизации значительно увеличивается, в результате чего повышается чувствительность манометра, а также облегчается возбуждение разряда при низких давлениях.

При напряжении U = 2 кВ и магнитной индукции В = 0,04 Т манометр имеет приблизительно линейную характеристику I = f(p) в области давлений 2•10-3—10-5 Тор; чувствительность манометра составляет А•Тор-1. Для давлений р < 10-5 Тор разряд нестабилен, иногда потухает, а ток в цепи электродов подвергается колебаниям, что затрудняет измерения. Некоторое влияние на стабильность характеристик разряда оказывают свойства материала, из которого изготовлен катод.

На фиг. 5.63, а представлена принципиальная схема магнитного электроразрядного манометра. Сопротивление 1 МОм, соединенное последовательно с источником питающего напряжения, предохраняет от возникновения дугового разряда. На фиг. 5.63,6 показан пример шкалы измерительного прибора. Чувствительность датчика в значительной степени зависит от индукции магнитного поля В, а это требует очень тщательного выбора положения магнита относительно электродов и его надежной юстировки.

На фиг. 5.64 приведена зависимость чувствительности S от напряжения U при В = const. Усовершенствованная конструкция датчика показана на фиг. 5.65, а. Анод здесь цилиндрический, а катодом являются два кружка, почти закрывающие выходы цилиндра. Баллон сплюснут в центральной части с целью уменьшить зазор между полюсами магнита. Характеристика этого манометра для области давлений 10-3 — 5• 10-7 Тор дана на фиг. 5.65,б. Как видно, чувствительность этого манометра (более 10 А•Тор-1) почти в 10 раз выше, чем у манометра, представленного на фиг. 5.63

Упрощенная модификация магнитного электроразрядного манометра представлена на фиг. 5.66 (Редхед). Роль катода в этом манометре выполняют два кружка К' и К", соединенные тонким стержнем. Анод А представляет собой кольцо несколько меньшего диаметра. Магнитное поле направлено вдоль оси системы. Анодное напряжение равно 4 кВ, а магнитная индукция составляет 0,01 Т. Вывод катода, соединенный с чувствительным измерительным прибором, хорошо изолирован от ввода анода. Датчик предварительно выдерживается при температуре ~670 К и позволяет измерять давления до 10-11 Тор. Рабочий диапазон измерения давлений прибора 10-4—10-10 Тор, причем линейность сохраняется в пределах 10-4—10-10 Тор.

Имеются магнитные электроразрядные манометры, целиком выполненные из металла (фиг. 5.67).

На фиг. 5.68 представлена схема конструкции манометра с тлеющим разрядом фирмы Alcatel (Франция). Катод здесь имеет вид эллиптического цилиндра, а анод представляет собой плоскую пластинку с двумя отверстиями. Область измерения давлений этого вакуумного манометра составляет 5• 10-7—10-2 Тор.