[发明专利]电离规

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体压强测量器件，尤其涉及一种用于对温度或光敏感的真空系统的电离规。

背景技术

当代科技发展迅猛，在许多高新技术领域都需要真空环境，而真空测量是其中必不可少的重要环节。传统的电离规包括阴极、阳极及离子收集极，阳极与离子收集极分布于以阴极为圆心的同心圆上，阳极设置于阴极与离子收集极之间。目前，应用于真空测量的传统型的电离规中，阴极电子源均是加热的钨丝，需要有电源给钨丝供电，因此使得该电离规具有较大的功耗；另外，由于钨丝放气率高，使得该电离规不适用于高真空(低压强)的测量；同时由于该电离规工作时还会有热辐射及光辐射，从而使该电离规不适用于对温度及光敏感的真空系统。

有鉴于此，提供一种结构简单、低功耗、低放气率、无热辐射及无光辐射的电离规是必要的。

发明内容

一种电离规，包括线状阴极、阳极和离子收集极，该阳极环绕于线状阴极外侧，离子收集极环绕于阳极外侧，其中，线状阴极包括线状基体及设置于线状基体上的场发射薄膜。

所述线状基体为导电金属丝。

所述场发射薄膜为生长于线状基体上的碳纳米管，或涂敷于线状基体上的碳纳米管浆料及导电浆料。

所述阳极及离子收集极可为金属环，金属孔或者金属网的孔状结构。

与现有的电离规相比，本发明所提供的电离规中，由于采用具有优良的场发射性质的碳纳米管来发射电子，因此具有结构简单、低功耗、低放气率、无热辐射及无光辐射等优点，从而使该电离规适用于对温度或光敏感的真空系统。同时，该电离规测量的真空范围为10^-7(Torr)托至10^-3Torr，已达到传统型电离规的测量范围，且该电离规测量的真空范围可通过优化其结构而进一步扩展。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的电离规的侧剖视图。

图2为本发明实施例所提供的电离规的横截视图。

图3为本发明实施例所提供的电离规的的工作特性曲线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明提供一种电离规100，该电离规100包括线状阴极102、阳极104和离子收集极106，该阳极104环绕于线状阴极102的外侧，离子收集极106环绕于阳极104外侧。阳极104及离子收集极106分布于以线状阴极102为圆心的同心圆上。线状阴极102、阳极104及离子收集极106三者间彼此都是绝缘的。电离规100进一步包括外壳120及三个电极引线122，上述线状阴极102，阳极104和离子收集极106均置于外壳120内，三个电极引线122的一端分别与阴极102，阳极104和离子收集极106连接，另一端延伸至外壳120外。外壳120是封闭的，具有一定的真空度。

该阳极104和离子收集极106的材料为导电金属，如镍、钨、铜等。阳极104为金属环，金属孔或者金属网等孔状结构。离子收集极106为金属环，金属孔或者金属网等孔状结构或平板状结构。

请参阅图2，该线状阴极102包括线状基体108及线状基体108上的场发射薄膜110。线状基体108为镍、钨、铜等导电金属丝。线状基体108直径的范围为0.2毫米(mm)至2mm，优选为0.3mm。线状阴极与阳极的距离为1mm至8mm，线状阴极与离子收集极的距离为10mm至15mm。

场发射薄膜110包括碳纳米管浆料及导电浆料。导电浆料包括低熔点玻璃及导电金属微粒，碳纳米管浆料包括有机载体、碳纳米管，各成分的质量百分比为：碳纳米管5～15％、导电金属微粒10～20％、低熔点玻璃5％及有机载体60～80％。

碳纳米管为通过化学气相沉积法、电弧放电法或激光蒸发法等现有方法制备，通过离心提纯所得到的纯度较高的碳纳米管。碳纳米管的长度在5微米至15微米的范围内为佳，过短会减弱碳纳米管的场发射特性，过长容易使碳纳米管折断。

有机载体包括作为主要溶剂的松油醇、作为增塑剂的少量邻位苯二甲酸二丁酯及作为稳定剂的少量乙基纤维素的混合物。

低熔点玻璃的熔点要低于线状基体108的材料的熔点，从而保证在加热的情况下，低熔点玻璃先熔化。优选地，低熔点玻璃的熔点在400～500℃的范围内。低熔点玻璃的作用是将场发射薄膜110中的碳纳米管与线状基体108进行粘结，从而防止在电场的作用下碳纳米管从线状基体108上脱落，进而延长线状阴极102的使用寿命。

导电金属微粒的材料可为氧化铟锡或银，其可保证碳纳米管与线状基体108之间的电性连接。

线状阴极102的制备具体步骤如下：