Комментарии 15
Кстати, прошу в комментарии написать, кто когда-либо задумывался о причинах того, что верхний предел диапазона измерения ПМИ-2 составляет 10-3 Торр?
И вы сами ответили на вопрос :(
Моя мысль была скорее не в износе материала катода, сколько в возможном образовании слишком большого числа ионов, и, следовательно, повышения рабочего тока лампы (а это электронная лампа) и насыщению либо тока коллектора ионов, либо выхода электроники, управляющей лампой в защиту и ограничение тока катод-анод из-за начинающегося разряда между электродами. Фактически, получаем неоновую лампу с подогретым катодом.
Знаю, объяснение так себе, но как у технаря достаточно далёкого от электро-вакуумных приборов, и представляющего их работу на основе ещё советского(!) учебника физики... должно получиться немного правдоподобно.
Стандартная мысль, что производитель лампы просто ограничил верхнюю границу диапазона использования прибора из за того, что катод будет сгорать. Про зажигание видимого газового разряда я тоже слышал, но экспериментально могу утверждать, то этот процесс начинается где-то с 0,1 Торр в данной лампе.
В связи с тем, что у большинства вакуумщиков параллельного более точного замера не было и ПМИ-2 + ВИТ-2 ( или ВИТ-3 ) по умолчанию считались самым точным измерителем вакуума, то по показаниям этого прибора и выходило, что уже как бы 0,005 Торр есть то давление при котором нить катода служит минуты, не более.
На самом же деле, в связи с вышеописанным явлением реальное давление было минимум на порядок больше + при этом теплотвод от нити был таков, то туда БП ВИТа вкачивал всю мощность, что бы как-то разогреть катод. Словом, из измерений ничего хорошего не получалось.
Спасибо за комментарий, а то я подумал, что статья вообще никому не интересна.
А кто-нибудь пробовал совместить в ПМИ-2 ионизационный принцип в паспортном диапазоне и термоэмиссионный в неглубоком?
Вроде тут есть куда применить магический микроконтроллер(tm) - пусть подает накал в импульсе, мерит сопротивление в паузе или прямо не в импульсе, но ограничивая U^U/R, затем, когда R войдет в пределы ионизационного режима, то стабилизирует себе ток анода накалом, как положено.
По сути
при этом теплотвод от нити был таков, то туда БП ВИТа вкачивал всю мощность, что бы как-то разогреть катод.
это и есть термоэмиссионный принцип измерения давления.
Как в децтве: если нить накала целая, горло на ощупь греется, но нить не светится - самое время думать, где брать кинескоп(c).))
Как раз ваш покорный слуга такой вакуумметр не только разработал, но и выпускает малыми количествами. В первую очередь для использования на своём производстве, но и со знакомыми немного поделились парой-тройкой образцов прибора. В одном приборе для одной лампы типа ПМИ-2 или другого ионизационного преобразователя совместили ионизационный датчик с термокатодом и датчик типа "Пирани" с измерением температуры нити. Причём, всё работает в импульсном режиме, что позволяет диапазон измерения ионизационным (более точным) методом растянуть вверх до 0,03 Торр, а заодно и лампу защищать от включения в ионизационный режим при вакууме, опасном для катода.
Общая схема работы описанных датчиков опирается на ионизацию газа с последующей фиксацией ионного тока. Ограничение здесь состоит в вероятности ионизации. Чем выше плотность газа, тем выше вероятность ионизации, а значит и меньше проблем с созданием датчика. Хотя датчики на широкий диапазон давлений, видимо, делать сложнее. Но если не быть бедным и больным, то можно делать по датчику под каждый малый диапазон давлений, поэтому принципиально ограничения на измерения высоких давлений не кажутся интересными - ничего нового, подстраивайся только под плотность газа.
Другое дело - сверхнизкие давления. И там тоже один единственный принцип в основе измерений? В том числе на объектах вроде адронного коллайдера? Там, теоретически, работают грамотные физики, которые, опять же - теоретически, должны насочинять много альтернативных схем измерения плотности газа и его температуры. И они насочиняли? Интересно.
Ну и по разделению на датчики температуры и датчики плотности. Есть в таком разделении смысл? Не практический (дорого), а теоретический. Плотность, теоретически, считается по ионному току, чем больше вероятнсть ионизации, тем больше ток, ну а вероятнсть тем больше, чем больше плотность (при прочих равных, разумеется). Температура же - это скорость молекул. Можно ли её как-то измерять в типовом для обычных температур диапазоне? Или никакой чувствительности не хватит? Хотя в свете заявленных измеряемых токов на порядок ниже пикоампера - почему бы и нет?
Возвращаясь к коллайдерам, приходит мысль о возможности повышения вероятности ионизации за счёт кольцевого движения электронов, по возможности бесконечного, с ускорением и автофокусировкой по центральному кольцу тора. Так делают? Если не делают из-за того, что дорого, но теоретически возможно - это тоже хорошо. Интересуют именно принципиальные ограничения, а с деньгами, если надо, можно разобраться.
И напомню важный вопрос - кроме ионизации и опоры на измерения ионного тока, другие принципы есть в наличии?
В общем, автор пишет на интересную тему, но "в ширину" тоже надо добавлять, потому что чем уже вопрос, тем меньше интересующихся. Хотя кому-то узкие темы будут самыми интересными, особенно если на практике потребность есть.
Вообще-то, в идеале датчик вакуума должен быть один на весь диапазон используемых давлений. Сшивать диапазоны измерений нескольких датчиков, знаете ли, та ещё задачка. Кроме того, чем больше датчиков, тем больше проблем с их поверкой, обслуживанием и т.п. Хотя, научная аппаратура, обвешанная десятками и сотнями датчиков, смотрится круто. ;-) Но мне более интересна тема датчиков, применяемых для технологических операций в промышленности. А за науку я спокоен.
И напомню важный вопрос - кроме ионизации и опоры на измерения ионного тока, другие принципы есть в наличии?
Еще используют теплопроводность, например лампа ПМТ-2, работает на высоких давлениях там где ПМИ-2 еще не может.
В первой части было кратко рассказано про тепловые вакуумметры. Конкретно про ПМТ-2 и ей подобные лампы не упоминалось, поскольку я не считаю эту тему сильно интересной. Мне видится, что конструкция типа ПМТ-2 с отдельной нагреваемой нитью и отдельным датчиком температуры этой нити ( в данном случае термопарным ) была выбрана исключительно для решения вопросов с простотой аналоговой обработки и представления сигнала на шкале вольтметра. Так же, такая конструкция позволяет получить максимальный диапазон измерения ( для данного метода ) без использования в качестве нити накала платиновой проволоки.
В ПМТ-2 как раз и используется платиновая нить накала. Приходилось вытаскивать, когда понадобилась тонкая платиновая нить))))
Прикупил недавно нулячий вакуумный универсальный пост ВУП-5 1986 года со всей документацией и полным комплектом приставок и ЗИПа. Буду потихонечку оживлять. Наемся вакуумной техники с датчиками досыта)))) Датчики там ПМТ-2 и ПМИ. И куча электроники. Перед первым включением меняю в тотал все электролиты. Удивило наличие лазерного интерферометра контроля толщины напыляемой пленки и пьезоэлектрического клапана натекателя.
Кстати с ПМИ-2 отлично работает датчик вакуума GRANVILLE-PHILIPS MICRO-ION GAUGE 354. Я к его электронике подключил ПМИ-2 вместо родного с перегоревшими катодами.
Измерение вакуума и история одного изобретения (часть 2). Термоэмиссионные манометрические датчики