专利名称：具有极低吸放气率的高真空微电离规的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有极低吸放气率的高真空微电离规，主要用于10-1～10-5Pa压强范围的高真空量测，尤其适用于各种密封器件(如高压真空开关管、显象管)的高真空量测。
已有技术中，本专利申请的发明人曾于八十年代发表的两种微电离规，一种用于压强范围10-2～10-9Pa的超高真空量测，另一种用于10-2～10-11Pa的极高真空量测(见专著《真空技术的科学基础》1987年，国防出版社出版)。这两种微型真空规都利用了静电鞍场约束电子振荡可以产生极长的电子路径因而可获较高电离规灵敏度的概念。但是上述两种电离规从实验室研制到进入工业化生产遇到许多困难。
本实用新型的目的是正对工业应用设计一种具有极低吸放气率的高真空微电离规，以适应高压真空开关管一类密封器件的要求。对已有技术中的两种微电离规作了较多改进，(1)引线均由一端陶瓷(或玻璃)芯柱引出，为了减少阳极环边杆的影响，把它作得极短，即阳极环到电子发射体(灯丝)之间的距离减少到2mm左右。(2)为了避免由于极问距进一步减小引起自激振荡，把以前两种电离规内电子发射体(即灯丝)和收集极相对阳极环的同轴对称配置改为同轴非对称配置，这样一来，电子在鞍场约整下的振荡便从对称振荡改变为非对称振荡，降低了振荡频率，从而也降低了规灵敏度，使本实用新型规的压强量测上限从10-2～10-3Pa扩展到10-1Pa，扩展了应用领域。
本实用新型设计的具有极低吸放气率的高真空微电离规，包括外壳、陶瓷芯柱，离子收集极、阳极环和电子发射体组件。外壳的一端与陶瓷芯柱相熔封，外壳的另一端与待测器件相接。离子收集极与电子发射体组件相对阳极环同轴非对称安装于金外壳内，三者分别通过各自的支撑杆固定在陶瓷芯柱上。阳极环为一圆环，由细金属丝制成。离子收集极为一玻璃或陶瓷圆片，在与阳极环相对的平面上镀有金膜。电子发射体组件包括灯丝与反射极，反射极是一玻璃或陶瓷圆片，在其与阳极环相对的平面上镀有金膜，灯丝置于反射极与阳极环之间，并固定在支撑杆上，灯丝一极与反射极的金膜相联。
本实用新型的效果是(1)在量测的压强范围，不需除气，也不存在灵敏度异常现象。而传统的各种电离规(如BA规和大圆筒电离规)在量测之前必须充分除气，一般除气功率约为50～100瓦。如果不除气，则往往由于出气或灵敏度异常导致极大误差，有时误差可高达1000％1由于不需要除气，量测电源功耗低。
(2)吸放气率极低，约为传统的BA型电离规的1/50～1/100。适于密封器件内的高真空量测。
(3)设计的结构比较牢固，使得规本身的灵敏度另散小，且能耐一定的振动，适于高压真空开关管内压强量测。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是微电离规中电子发射体组件的结构示意图。
以下结合附图，详细介绍本实用新型的内容。
图1中，1是外壳该外壳为金属，或在玻璃内壁上涂金属膜。2是阳极环，阳极环可以用细钼丝做成。3是离子收集极支撑杆，4是电子发射体组件，5是阳极环支撑杆，6是离子收集极，7是陶瓷芯柱。图2是电子发射体组件的结构示意图，图中8是灯丝，该灯丝材料可以是钨，9是金膜，10是反射极，11是灯丝支撑杆，12是灯丝一极与金膜的连接点。
本实用新型的工作原理如下，根据图1所示结构，电子发射体4与离子收集极6相对阳极环同轴非对称安放，即两者间距不同，一般而言，离子收集极-阳极环间距离大于灯丝-阳极环间距离，后者取2mm，前者可取3～4mm。离子收集极可为金膜电极，或为透明度90％以上的金属丝网。电位分布形式为在轴上阳极环心附近存在一鞍点，在鞍点附近电力线强烈弯曲。而离鞍点较远区域，电力线基本上是以鞍点为中心的辐射状直线。电子发射体包括各种冷热电子源发射体。假设有一电子从发射体即钨灯丝8发射，开始它沿着电力线运动，随后，由于电子本身的动量，不再沿着电力线运动弯向阳极环，因此，电子穿越阳极环2，来回振荡，在电极对称配置的情况下，振荡频率很高，电子路径很长，由于本实用新型的电极非对称配置，电子在振荡若干次后便逐渐入射阳极环。因此本实用新型规的灵敏度约为0.01～0.2/Pa，视电极几何尺寸和电压分布而定。在电子运动过程中将与气体分子碰撞并以一定几率使气体分子电离，在离子收集极6和阳极环2空间内产生的正离子被处于负电位的离子收集极6收集。在满足一定条件下，产生离子多少是与规内压强成正比的，因而离子收集极6收集离子的多少就能对应出规内的压强。由于电离规与被测容器相通，因而也就测出了容器内的压强(即一般所谓的真空度)。
权利要求1.一种具有极低吸放气率的高真空微电离规，包括外壳和陶瓷芯柱，其特征在于还包括离子收集极、阳极环和电子发射体组件；所述的外壳的一端与陶瓷芯柱相熔封，外壳的另一端与待测器件相接；所述的离子收集极与电子发射体组件相对阳极环同轴非对称安装于金属外壳内，三者分别通过各自的支撑杆固定在陶瓷芯柱上；阳极环为一圆环，由细金属丝制成；离子收集极为一玻璃或陶瓷圆片，在与阳极环相对的平面上镀有金膜；电子发射体组件包括灯丝与反射极，反射极是一玻璃或陶瓷圆片，在其与阳极环相对的平面上镀有金膜，灯丝置于反射极与阳极环之间，并固定在支撑杆上，灯丝一极与反射极的金膜相联。
专利摘要本实用新型涉及一种具有极低吸放气率的高真空微电离规，该电离规由金属外壳、陶瓷芯柱离子收集极、阳极环和电子发射体组成。金属外壳的一端与陶瓷芯柱相熔封，外壳的另一端与待测器件相接，离子收集极与电子发射体组件相对阳极环同轴非对称安装于金属外壳内。电子发射体组件包括钨灯丝与反射极。本实用新型在量测的压强范围不需要除气，吸放气率极低，适于密封器件内的高真空量测，规本身结构牢固，灵敏度另散小，耐振动，适于开关管内压强量测。
文档编号G01L21/30GK2263786SQ96209398
公开日1997年10月1日 申请日期1996年5月17日 优先权日1996年5月17日
发明者陈丕瑾, 齐京 申请人:清华大学