dl型宽量程ba真空计规管

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1、DL-7型宽量程BA真空计规管王逊张宛予孔瑞芬原载真空科学与技术，６，２，９１（1968）DL-7型宽量程BA计规管的测量范围是1—6.7×10-aPa。本文介绍此规管在拓宽BA计上限方面所采取的措施及BA计在高压强时的特性。扩展BA计的上限有两条途径：一是在BA规中增加电极。在高压强时使用[1-3]或在玻壳上涂氯化亚锡导电层做电子加速极[4]，而在高真空使用时，仍按BA规接法使用。另一途径是不增加任何电极，只是把阴极换成抗氧化能力强的材料，在高压强时，采用较小的发射电流即可扩展上限[5]。DL-7型规管采用后一种方案。DL-7型

2、规管是玻壳BA计结构，尺寸较小，栅网直径为15mm，长20mm，阴极为涂敷氧化钇的铱丝。具有抗氧化，耐大气冲击，除气容易，功耗低等优点。测量范围是1—6.7×10-aPa[6]。表1规管电参量压强P（Pa）1—10-210-2—6.7×10-8阴极对地电压（V）1050加速极对地电压（V）45200发射电流25—50µA5mA规管系数（0.8×10-2Fa-1）2.710除气功率（W）<70该规管作为BA计，它的X射线光电流相应的压强值为6.5×10-9Pa，这与一般BA计是一致的。如何延伸上限，是我们工作的重点，下面较详细地讨论

3、这个问题。一、BA计的上限由以下诸因素决定（1）离子的空间电荷。当压强足够大时，离子流也足够大。因此离子的空间电荷增大，使离子不易打到收集极上，因而规管系数下降。为克服离子空间电荷的影响，在测量高压强时离子流减小。因此DL-7规管在1—10-2Pa范围测量时发射电流选择小于50µA。（2）高压强时，电子与气体分子碰撞频繁，将会失去能量。这些电子的电离几率下降。这样离子流随压强的增加将达到峰值，然后下降。对于BA计，离子流的峰值大约出现在大于10Pa处。（3）钨灯丝在高温时易氧化烧断。为使BA计能测更高压强，应选择抗氧化能力强的材料

4、。DL-7规管阴极选择敷氧化钇的铱丝。这种灯丝甚至在突然暴大气时，也不会烧坏。（4）玻壳ＢＡ计规管系数的突变。既当气体压强高于某一数值时，玻壳ＢＡ计会有两个稳定的规管系数。这个现象早就有人发现[７]。下面较详细地研究规管系数的突变过程。二、ＤＬ－７规管在高压强的特性6/6（１）ＤＬ－７规管在高压强端离子流与压强的关系曲线离子流与压强的关系在高压强端如图１所示。当压强达到一定值时离子流突变。压强上升时，沿ＡＢＣＤ变化；压强下降时，沿ＤＣＥＦＡ变化。这样图中阴影部分存在两个规管系数，即一个离子流值对应两个压强值。因此我们由离子流不能辨

5、别究竟是哪个压强值。实验还发现，随着电子加速电压的提高，这两个规管系数的区域向低压强的方向移动。电子加速极电压越高，规管系数跳动幅度值越大。电子加速极电压为１００Ｖ时，高规管系数值是低规管系数值得３倍多，而当电子加速极电压为４０Ｖ时，高规管系数值是低规管系数值得１.３倍。并且，电子加速极电压越高，规管系数有双值的范围越宽。当电子加速极电压为１００Ｖ时，有双值的范围从1.3×10-2Pa到2.3×10-1Pa，超过一个数量级；６０Ｖ时，从1.6×10-1Pa到5.3×10-1Pa，小于一个数量极；而４０Ｖ时，从１.３３Ｐａ到２.６６

6、Ｐａ，范围更窄，有些规管在这个电压时甚至不发生跳变。规管系数的突变，对于不同的规管带有偶然性，突变的位置各不相同，甚至有些规管不存在突变。即使是同一只规管，甚至在除气前后，规管系数的突变情况也不一样。这种突变的原因如下：由于ＤＬ－７是玻璃外壳ＢＡ计结构，玻壳暴露在放电空间，玻壳电压会发生突变。玻壳电压的变化引起规管系数的变化。这种变化可以从以下实验看到。我们在规管外壳的内壁用氯化亚锡制备导电层，给导电层加上不同的电压，发现收集极离子流跟着变化。　　　图２示出玻壳上导电层电压与离子流的关系曲线。由曲线可见，当玻壳导电层电压高时，离子

7、流下降。这是由于玻壳导电层为高电压时，从阴极发射的电子，有一部分打到导电层上，这部分电子电离产生的离子不能越过带正电位的栅网而被离子收集极6/6收集，因而对收集极的离子流没有贡献，并且玻壳导电层的电压改变了电子运动的轨迹，使电子电离的数量下降，因为在玻壳为低电位时，电子可以通过栅网来回振荡，电离数量较大。因此我们可以认为，在高压时离子流突然下降是由于玻壳电压突然上升所致。在高真空时，玻壳为阴极电压。由图２可见，这时规管系数较大。如果玻壳稳定在较高电压，因为玻壳是绝缘的，所以必然在此电压下，入射电子应等于离开玻壳的次极电子及入射离子

8、之和，即到达玻壳的净电流为零。先用带有导电层的规管做实验，测量导电层的电流与电压的关系。规管工作在阴极电压５０Ｖ，电子加速极对地电压２００Ｖ的情况。图３中曲线１为压强6.7×10-2Pa的曲线。电流正表示电子流向导电层的方向。这时压强较低，离子流较