专利名称：电离真空计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种真空测量仪器，尤其指一种测量高真空的电离真空计。
背景技术：
高真空的获得和测量技术在生产、科研和高校的实验教学中有着重要和广 泛的用途。电离真空计是用来测量高真空的真空度测量仪，它在社会和高校应 用很广泛。公知的电离真空计由电离规管、电离规管工作电源、电缆线、离子 电流放大器(为直流放大器)、真空度显示表头等构成。电离规管通过其开口与 被测空间气体相连，当被测空间真空度提高后，电离规管内的真空度也提高， 使电离规管内的气体变少，可被电离的空气分子变少，从而使离子电流变小， 电流表头上的示数减小，显示的真空度就提高。但是，当被测空间真空度很低 时，电离规管内的空气较多，氧气也就多，而电离规管的灯丝在工作时发光， 温度很高，这样很快就会因灯丝氧化而烧断，烧坏了电离规管。所以这种原因 引起的烧坏电离规管事故时有发生，尤其是高校大学生在做实验时由于首次接 触该仪器，不熟悉操作，更易烧坏电离规管。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种高可靠性、不易烧坏电离规管、带有自动保 护电路的电离真空计。
为了实现上述目的，本实用新型包括包含电离规管、电离规管工作电源、
电缆线、离子电流放大器、真空度显示表头、电源6提供电离规管和离子电流 放大器所需要的各种电源，电离规管的灯丝供电电路串联有自动保护开关。自 动保护开关与自动保护开关控制电路相关联(例如通过继电器的电磁力使两者 之间相关联)。自动保护开关控制电路由离子电流检测电路、直流放大器、可调 式触发器、继电器控制三极管推动电路、继电器等构成。自动保护开关控制电 路的控制源信号来自于电离规管的收集极或栅极，放大器为直流放大器，直流 放大器和触发器的输入端与可变电阻的滑动端相接，以保证输入电平可调。
由于本实用新型在电离规管的灯丝供电电路串联有自动保护开关，自动保 护开关与自动保护开关控制电路相关联，有效地防止了因真空度不高导致的灯 丝氧化而烧坏电离规管的缺陷。 一旦真空度不高就会引起电离规管的离子电流 较大，从而使自动谭护开关自动断路，保护了电离规管的灯丝不被烧坏。电离 规管比较贵重，且更换麻烦，尤其是高校大学生在做实验时如果中途电离规管 烧坏，则前功尽弃，要重新花费很多时间更换电离规管并重新抽真空，大多数 情况下甚至无时间完成实验，费时、费力、费经费，而本实用新型则很好地解决了这个难题。
下面结合实施例对本实用新型做进一步地详述
说明书附图是本实用新型的电路结构图。
具体实施方式
在说明书附图中，电离规管的玻璃壳1的开口 5与被测容器的空间是相通 气的，其内部包含灯丝2、栅极3、收集极4、电源6。电源6分别给灯丝2 (在 正常情况下，继电器J的开关JK是常通的)、栅极3、收集极4提供各自需要 的电压。离子电流检测可变电阻R的右端与自动保护开关控制电路ll (即虚线 框起来的那部分电路)的"地"相连。离子电流放大器7将来自于电离规管收 集极的离子电流放大，去推动显示表头8 (用机械指针式或数字显示表头都可 以)，真空度越高，可被电离的空气分子越少，离子电流越小，使显示表头8的 读数也越小，真空度就越高，气压也越低。由于电源6、离子电流放大器7、显 示表头8这三部分属于公知的现有技术，不再详述，只用方框图表示。
当真空度不高的情况下，比如电离规管内气压大于O. 1333Pa情况下，离子 电流在离子电流检测可变电阻R的滑动端到右端部分产生的直流电压通过电阻 Rl送入四路运放集成电路LM324的第一路放大器9和外围元件电阻R2、 R3构 成的直流放大器进行放大(应加在第一路放大器9的同相输入端)，放大后的直 流电压通过可变电阻R4选出合适的电压再送到由同一块四路运放集成电路 LM324的第二路放大器10和外围元件电阻R5、 R6、 R7、电容C1、 二极管Dl组 成的单稳态触发器作为触发信号，使触发器由低电平翻转为输出高电平，该高 电平信号通过电阻R8送入三极管T，使三极管T导通，从而使继电器J的线圈 有电流而产生电磁力，进而使继电器J的开关JK断开，这样电离规管的灯丝2 就无电流，也就不会被烧坏了；当电离规管内气压小于O. 1333Pa的情况下，离 子电流在离子电流检测可变电阻R的滑动端到右端部分产生的直流电压变小， 从而使直流放大器输出的电压变小，进而使触发器由高电平翻转为输出低电平， 使三极管T截止，使继电器J的线圈无电流而失去磁力，进而使继电器J的开 关JK自动复位接通，灯丝2接通，从而自动恢复了测量真空的功能。
本实施例的单稳态触发器的具体工作过程是这样的当二极管D1的负极电 压变高(即离子电流变大时)，并使其反向偏置时，二极管D1截止不导通，电 容C1就开始充电直至等于电源电压+EC并加到第二路放大器10的同相输入端+， 使其输出端输出高电平；当二极管D1的负极电压变低(即离子电流变小时)， 并使其正向偏置时，二极管D1导通，电容C1就放电使之接近地电位，并加到 第二路放大器10的同相输入端+，使其输出端输出低电平。调节C1、 R7可改变
4充放电时间常数。R6、 R5构成的分压器为第二路放大器10提供负输入端的偏 置电压，作为比较电压。可变电阻R和R4越滑向地电位，继电器保护动作需要 的离子电流就越大，对应的真空度就越低，反之亦然。因此，要仔细调节可变 电阻R和R4，使电离规管内气压大于0.1333Pa的情况下，确保继电器保护动 作启动。实际上，可变电阻R4与后面的触发器组合成了一个可调触发器。
本实施例主要元器件参数如下电离规管可用市场上常见普通的(如ZJ-2 型)，可变电阻R、 R4选1K的，电源6分别给电离规管的收集极4、栅极3提 供-25V、 200V的直流电压(两个电压的"地'都是灯丝，或者说两个电压值都 是对灯丝而言的)，同时也给离子电流放大器7提供电源，并且电源6和+EC是 两组独立的电源并且不共"地"。电阻R1、 R2、 R3、 R5、 R6、 R7、 R8分别为6K、 5. 6K、 IO'OK、 3K、 12K、 0. 36K、 5, 1K。电容Cl为1 u 。 二极管Dl、 D2都为1N4007。 三极管T用型号为C8050的NPN三极管。继电器J可用12V小型继电器，电源 电压+EC为+12V。四路运放集成电路LM324的第一、二路放大器的11脚为公共 地，4脚接+EC， 3脚为第一路放大器9的同相放大输入端接电阻R1， 2脚为反 相放大输入端接R2、 R3，输出端为1脚。第二路放大器10的同相输入端为5 脚接C1、 Dl、 R7，反相输入端6脚接R5、 R6，7脚为其输出端接R8。
本实用新型的核心思想是在灯丝供电电路加自动保护开关和相应的控制电 路，自动保护开关控制电路的输入控制信号来自于电离规管的离子电流，因而 取用离子电流的方式可以有多种方式(例如也可以在电离规管的栅极支路串联 电阻以取出离子电流的变化信息来等等)，自动保护开关控制电路还可以由其他 类型的电路构成(例如不加继电器，改成离子电流超过规定值时，灯丝供电电 压变为零；还可以用晶闸管代替继电器；直流放大器和后面的电路还可以用其 他多种形式的电路代替等等)，但这些变化都没有偏离本实用新型的实质。
权利要求1、一种电离真空计，包含电离规管，电缆线，离子电流放大器，电源与电离规管和离子电流放大器相接，离子电流放大器与真空度显示表头相接，其特征是电离规管的灯丝供电电路串联有自动保护开关，自动保护开关与自动保护开关控制电路相关联。
2、 按权利要求l所述的电离真空计，其特征是自动保护开关控制电路的直 流放大器输入端接离子电流检测可变电阻的滑动端，输出端接可调式触发器， 可调式触发器的输出端接三极管基极，三极管的集电极接继电器的电磁线圈。
3、 按权利要求l所述的电离真空计，其特征是离子电流检测可变电阻与电 离规管相接。 .
专利摘要本实用新型公开了一种电离真空计，本实用新型在电离规管的灯丝供电电路接有自动保护开关，自动保护开关被自动保护开关控制电路所自动控制。自动保护开关控制电路的输入信号来自于电离规管的离子电流，这样，当真空度过低时，离子电流就过大，自动保护开关控制电路就驱动自动保护开关断开，从而避免了烧坏电离规管；当真空度提高后，又可以自动恢复。本实用新型可显著地提高电离真空计的可靠性，减少生产、科研、实验教学经费和时间的支出，提高效率。本实用新型可用于电离真空计生产领域。
文档编号G01L21/30GK201237545SQ20082002632
公开日2009年5月13日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者伟 刘, 刘安平, 健 徐, 杨学锋, 杰 赵, 陈书来 申请人:德州学院