Granville-Phillips Series 274 Bayard-Alpert Type Ionization Gauge
工作原理
B-A型（熱陰極）規(guī)管的壓力指示是基于氣體分子電離產(chǎn)生的連續(xù)電流。氟電子由從加熱的陰級(jí)以控制良好的固定速率射出并朝著帶正電的柵級(jí)（陽(yáng)級(jí)）加速運(yùn)動(dòng)。電子進(jìn)入柵級(jí)和對(duì)地連接的收集極空間內(nèi)。在這個(gè)空間內(nèi)電子與真空系統(tǒng)中的氣體碰撞產(chǎn)生正離子。然后正離子被位于柱狀柵極中心軸處的接地的收集極收集。在固定的燈絲的柵級(jí)的電壓和電子發(fā)射電流下，壓力低于1*10-3Torr時(shí)正離子形成率直接與分子密度（壓力)相關(guān)。離子流的強(qiáng)度在經(jīng)壓力單位調(diào)校的微安計(jì)上顯示出來(lái)。由于壓力指示是線性的，熱陰級(jí)BA規(guī)管通常在壓力低于1*10-3torr時(shí)被認(rèn)為進(jìn)行連續(xù)的壓力測(cè)量是精確的。
B-A型的測(cè)量下限由這類(lèi)型規(guī)管的X射線極限決定。x射線極限因不同規(guī)管設(shè)計(jì)而不同。陰級(jí)發(fā)射的電子和柵級(jí)以及其支撐網(wǎng)碰撞產(chǎn)生x射線。由于BA型的幾何結(jié)構(gòu)原因，僅有一小部分發(fā)射的x射線會(huì)被收集級(jí)收集。當(dāng)x射線碰撞收集極絲時(shí)，收集級(jí)上會(huì)有光電子發(fā)射。x射線電流限制了測(cè)量壓力范圍，使其等效壓力下限到10-10或10-11torr范圍，取決于規(guī)管型號(hào)。早期的規(guī)管在柵極外有個(gè)柱狀收集極，這種結(jié)構(gòu)的規(guī)管x射線極限大約在10-8torr。當(dāng)氣體非常稀薄且規(guī)管所獲得的電流輸出幾乎全部都來(lái)源于x射線光電發(fā)射時(shí)，x射線極限就決定了規(guī)管的最小壓力測(cè)量值。
電極被碳?xì)浠衔镂廴竞髸?huì)使x射線極限增加，這是因?yàn)樵趚射線轟擊下污染表面會(huì)放出更多的二次電子。這種污染通?？梢酝ㄟ^(guò)電極除氣來(lái)消除。
優(yōu)勢(shì)
良好的真空壓力測(cè)量，成本經(jīng)濟(jì)
在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電極電壓和寬范圍的電子發(fā)射電流下（10uA到10mA）工作
在真空行業(yè)內(nèi)眾所周知的特性特點(diǎn)
離子收集極有良好的漏電屏蔽
可提供耐燒型燈絲及標(biāo)準(zhǔn)真空連接口
所有產(chǎn)品都可以進(jìn)行電子轟擊除氣；一些產(chǎn)品可進(jìn)行電阻加熱除氣
氣體種類(lèi)影響：
B-A電離規(guī)因氣體種類(lèi)不同會(huì)有不同的相對(duì)靈敏度。因此，其所提供的壓力讀值僅為所指定氣體（氮?dú)猓┑闹苯幼x數(shù)。叫做氮?dú)獾刃毫?。使用?jiǎn)單的數(shù)字轉(zhuǎn)換可以將直接的壓力讀數(shù)轉(zhuǎn)換成非標(biāo)準(zhǔn)氣體產(chǎn)生的壓力讀值。這種轉(zhuǎn)換要用到特定氣體的相對(duì)規(guī)管靈敏度。在Granville-phillips274系列產(chǎn)品的使用說(shuō)明書(shū)中有這些相對(duì)靈敏度的參考列表。
熱陰極電離真空規(guī)管根據(jù)各自的規(guī)管設(shè)計(jì)都有其最佳的工作壓力范圍。
陰極
所有GP274真空計(jì)是鎢絲陰極或者是銥絲氧化釷的陰極。其對(duì)應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)列于圖2.
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現(xiàn)象
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鎢燈絲
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銥絲鍍氧化釷燈絲
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突然暴露大氣
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不耐受
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高耐受性
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高氧氣分壓力
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易氧化
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相對(duì)耐氧化
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與所測(cè)氣體的化學(xué)反應(yīng)
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高燈絲溫度高反應(yīng)率
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低燈絲溫度低反應(yīng)率
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靈敏度
靈敏度定義如下：
靈敏度=（離子流）/（發(fā)射電流）（壓力）
（電流單位為安培。壓力單位為T(mén)ORR）
這一定義使得相對(duì)靈敏度與電離無(wú)關(guān)而只與規(guī)管接管有關(guān)。事實(shí)上，對(duì)于給定的規(guī)管和收集確認(rèn)其可以讀取的最小壓力值是非常必要的。要確定這一點(diǎn)，必須知道收集極電位及部分的最小可讀電離靈敏度。
從制造數(shù)據(jù)中得知規(guī)管靈敏度后，離子流和壓力之間的關(guān)系就可以確定了。
除氣
要將規(guī)管放氣減少到可以忽略的程度，必須執(zhí)行除氣操作。玻璃規(guī)管要達(dá)到最低壓力點(diǎn)需要在400攝氏度下烘烤一小時(shí)。
電極除氣要在烘烤后再進(jìn)行900攝氏度的高溫加熱約15分鐘。
電極加熱可以通過(guò)電子轟擊（EB）或通過(guò)柵級(jí)加低壓大電流（I2R）的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常，規(guī)管都裝有組合柵極，即鼠籠狀柵極與多個(gè)相交元件焊接在一起，這時(shí)柵極除氣僅通過(guò)電子轟擊方式實(shí)現(xiàn)。收集極也可以?xún)H通過(guò)電子轟擊方式來(lái)除氣。柵極包括單螺旋結(jié)構(gòu)和雙螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋結(jié)構(gòu)的兩端都有外部連接，可以通過(guò)大電流方式除氣。所有帶螺旋柵極的規(guī)管也可以通過(guò)電子轟擊方式進(jìn)行除氣。
274022，274023，274041和274042規(guī)管使用的是鼠籠是柵極，所以必須使用電子轟擊除氣方式。為了使裸規(guī)更試用于I2R除氣方式，我們研發(fā)了2740028和274043規(guī)管。
漏電
壓力測(cè)量精度取決于毫安表可以測(cè)量的電流有多低，同時(shí)也受漏電影響。漏電路徑分為內(nèi)部和外部。
內(nèi)部和外部漏電在BA規(guī)的設(shè)計(jì)中就將其控制在最低可能值。規(guī)管收集終端在柵極端蓋和陰極終端的相反端。
在底部或頭部引出收集極接腳的設(shè)計(jì)比焊接管腳的設(shè)計(jì)更容易引起漏電問(wèn)題。
內(nèi)部漏電通常是由于鎢或是氧氣釷從陰極上蒸發(fā)出來(lái)造成的。
抽氣作用
電離規(guī)會(huì)表現(xiàn)出一定的抽氣作用。這主要是用于化學(xué)清除和電清除機(jī)理。通常，化學(xué)清除是用于各種清潔表面都有吸氣作用。當(dāng)表面趨于飽和，這種抽氣作用就會(huì)減弱并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在化學(xué)清除過(guò)程中，常規(guī)玻璃管規(guī)的讀數(shù)會(huì)比正常值低百分之二十到五十。在1*10-9torr下抽氣作用可能會(huì)持續(xù)四個(gè)小時(shí)之久。在1*10-9torr下大約要3個(gè)月后電子或離子除氣才會(huì)飽和。最常用的抽氣作用消除方式就是在規(guī)管和真空系統(tǒng)之間布置大通導(dǎo)連接。
在規(guī)管中的第三種抽氣機(jī)理是與熱陰極的化學(xué)反應(yīng)。很多氣體諸如氧，氮，水蒸氣，及氫都會(huì)與鎢中的碳發(fā)生反應(yīng)。這些反應(yīng)的比例取決于系統(tǒng)溫度，并且如果選用了大通導(dǎo)連接則測(cè)量誤差是非常低的甚至可以避免。然而，如果是在小系統(tǒng)中則這種氣體成分的改變會(huì)比較明顯。
許多中應(yīng)對(duì)抽氣作用的規(guī)管結(jié)構(gòu)可以選擇。
玻璃規(guī)管帶3/4英寸接管的結(jié)構(gòu)，例如274002，就有足夠的通導(dǎo)可以使用至10-8torr范圍。如果規(guī)管要用于10-10torr范圍的測(cè)量則可選1英寸接管（274015）.為了補(bǔ)償高速電清除作用，所有內(nèi)部屏蔽的規(guī)管都應(yīng)配置1英寸接管。
相對(duì)于劇烈的電離規(guī)抽氣問(wèn)題裸規(guī)是最佳選擇。緣于裸規(guī)的外形，規(guī)管元件可以直接置于真空腔體內(nèi)，因此消除規(guī)管相關(guān)的壓差問(wèn)題。相對(duì)規(guī)管來(lái)說(shuō)，裸規(guī)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間也大大減少。
分類(lèi)
玻離管規(guī)
特點(diǎn)：非松陷的雙絲柵極
耐燒型陰極或雙鎢絲陰極
接管-3/4英寸或1英寸直徑，可伐，耐熱玻璃或法蘭可選
聶耳除氣或電子轟擊除氣
配有標(biāo)準(zhǔn)電氣接頭
電子轟擊除氣方式的電離裸規(guī)
特點(diǎn)：籠狀柵極
耐燒型陰極或雙鎢絲陰極
電子轟擊除氣
配有標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接
可更換陰極組件
焦耳除氣或電子轟擊除氣方式的電離裸規(guī)
特點(diǎn)：
非松陷的雙絲柵極
耐燒陰極
聶耳除氣或電子轟擊除氣
配有標(biāo)準(zhǔn)電氣接頭
可更換陰極組件
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特性
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物理數(shù)據(jù)
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玻璃管規(guī)
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電子轟擊除氣方式的裸規(guī)
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聶耳除氣方式的裸規(guī)
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接管
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3/4 in.（19mm）或1 in.(25mm)直徑.*2 1/4 in.(57mm)長(zhǎng)，可伐，耐熱玻璃或法蘭
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不適用
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不適用
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外殼
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None*7720玻璃，2 1/4 in.（57m）直徑.5in.(127mm)長(zhǎng)
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裸規(guī)，外徑2 3/4英寸
CF法蘭
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裸規(guī)，外徑2 3/4英寸
CF法蘭
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安裝方向
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任意方向，垂直優(yōu)先
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任意方向
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任意方向
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收集極
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鎢絲，直徑0.010英寸
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鎢絲，直徑0.005英寸
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鎢絲，直徑0.010英寸
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陰極
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雙鎢絲或單根渡氧化釷的銥絲
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雙鎢絲或雙鍍氧化釷的銥絲，可更換組件
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鍍氧化釷的銥絲，可更換組件
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柵極
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難熔金屬
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難熔金屬
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難熔金屬
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全長(zhǎng)
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6 in.(152mm)
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4 1/8 in.(105mm)
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4 1/8 in.(105mm)
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插入長(zhǎng)度
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不適用
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3 in.(76mm)
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3in.(76mm)
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操作數(shù)據(jù)
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對(duì)氮?dú)忪`敏度
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10/TORR
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25/TORR
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10/TORR
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常規(guī)精度
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±20%
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±20%
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±20%
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X射線極限
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約3*10-10 Torr
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約2*10-11 Torr
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約4*10-10Torr
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電子轟擊除氣
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最大100w
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最大40w
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最大100w通常70w
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電阻加熱除氣
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10A時(shí)，6.3到7.5Vac
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不適用
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10A時(shí)，6.3到7.5Vac
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烘烤
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450攝氏度
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450攝氏度
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裝箱清單
Bayard-Alpert Gauge（玻璃規(guī)或裸規(guī)） 1只
使用說(shuō)明書(shū) 1份
海綿包裝盒 1個(gè)
售后保障
規(guī)管無(wú)質(zhì)保，保證原裝正品
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