Относительная чувствительность преобразователей

Ионизационные манометры обладают откачивающим действием. Для ламп ПМИ-2 быстрота ионной откачки составляет примерно 0,01 л/с. Верхний предел электронного манометра (10^–2торр) связан быстрым распылением вольфрамового катода. Кроме того, при высоком давлении нарушается линейная зависимость тока от давления, когда средняя длина свободного пробега электрона в объёме прибора становится меньше расстояния между электронами. Увеличение верхнего предела измерения можно достичь за счёт применения специальных воздухостойких иридиевых катодов, а также за счёт уменьшения расстояния между электродами.

Нижний предел измерения определяется фоновыми токами в цепи коллектора. Фоновые токи возникают либо в результате мягкого рентгеновского излучения анодной сетки, либо, как следствие, автоэлектронной эмиссии коллектора и ультрафиолетового излучения накального катода, сопровождающихся уходом с коллектора фотоэлектронов. Рентгеновское излучение анодной сетки является результатом её бомбардировки электронами. Автоэлектронная эмиссия коллектора появляется под действием разности потенциалов 200–300 В между коллектором и анодной сеткой. В лампе ПМИ-2 цилиндрический коллектор захватывает почти все рентгеновское излучение сетки, по этому нижний предел измерения манометров с внешним коллектором типа ПМИ-2 составляет 10^–7 торр.

Фоновые токи имеют одинаковое направление с ионными токами и оказывают одинаковое воздействие на измерительные приборы. Для уменьшения фоновых токов был предложен преобразователь с осевым коллектором (рис. 3.8б), где катод и коллектор поменялись местами, что значительно уменьшило телесный угол, в котором рентгеновское излучение сетки попадает на коллектор, что расширило нижний предел измерения до 10^–10 торр.

Для точного измерения низкого давления необходимо производить обезгаживание анода, которое производится пропусканием через него электрического тока. Обезгаживание преобразователей следует производить при низком давлении в системе за 20–40 мин до измерения давления. В обезгаживании преобразователя при высоких давлениях нет необходимости, так как в этом случае относительная ошибка, вызванная сорбционно-десорбционными явлениями, обычно невелика. Более того, обезгаживание и, как правило, нагрев при высоких давлениях повышают интенсивность химических процессов на электродах, что ведёт к ускоренному выходу из строя преобразователя. В связи с этим следует считать неправильной практику начала обезгаживания сразу после включения преобразователя, когда в установке ещё не достигнут высокий вакуум.

Измерения давления с помощью манометрических преобразователей открытого типа, электронная система которых расположена непосредственно в откачиваемом сосуде, даёт большее соответствие с истинным давлением в системе, чем при использовании преобразователей закрытого типа.

Для более точного суждения по показаниям вакуумметра о давлении в системе в области низких давлений необходимо учитывать состав газа, чтобы ввести поправку на различную чувствительность преобразователя к разным газам. Следует помнить, что такие газы, как кислород или пары воды, содержащие кислород, вызывают уменьшение тока эмиссии, отравляя катод. Наоборот, пары углеводородов вызывают резкое увеличение тока эмиссии. Поэтому непосредственно перед измерением всегда проверяют ток эмиссии.