本期文章上海圭革智能傳感技術有限公司給您簡單介紹電離真空計的工作原理

電離真空計是通過使氣體分子電離，測量離子數量(電流)而得出壓強的真空計。其測量真空度在10-8 Pa以上，被廣泛應用于高真空至超高真空領域，定量性能優異。電離真空計可以按照電離方式不同分為兩種：一種是應用廣、依靠高溫陰極熱電子發射原理而工作的熱陰極電離真空計；另一種是利用真空中的高壓放電原理而工作的冷陰極電離真空計。

熱陰極電離真空計中使氣體分子電離的電子，是通過加熱燈絲來獲得的。熱陰極電離真空計的結構和原理如圖1所示，其基本構造包括燈絲、加速和捕捉電子的陽極網以及捕捉離子的離子收集極。

加熱燈絲之后，有熱電子放出，熱電子被正電壓的陽極網加速。因為陽極網是用細的金屬絲做成的網狀結構，所以大部分電子沒有被捕捉而穿過陽極網。因為對面的離子收集極處于相對負電位，所以電子無法到達離子收集極而被反彈回來。這樣電子在燈絲和離子收集極之間往返運動，終被陽極網捕捉。

燈絲和離子收集極之間如果有氣體分子，往返運動的電子會與其碰撞，使其電離而產生陽離子和電子。生成的電子同樣做往返運動終被陽極網捕捉，而在陽極網和離子收集極之間生成的陽離子則被離子收集極捕捉。設離子收集極的捕捉效率為a，電子使氣體分子電離的幾率為σ，氣體分子密度為n，電熱絲放出的熱電子電流為Ie，電子被陽極網捕捉前飛行的平均距離為L，離子收集極檢測出的電流為Ii。

熱陰極電離真空計測量真空度有一定的極限。熱電子撞擊陽極網時，會放出軟 X射線。軟 X射線照射離子收集極后，離子收集極放出光電子。放出的光電子和離子入射效果相同，被稱為擬離子流，因此真空計存在著和壓強無關的殘留電流，從而錯誤評估實際的真空度。殘留電流發生的示意所示。另外，陽極網上吸附的氣體分子受電子撞擊后，也會成為離子被檢測出來，這也干擾了真空計的測量精度。

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