[发明专利]电离真空计保护装置

说明书

本发明属于真空度检测领域，涉及一种电离真空计保护装置，包括缓冲管、螺旋管、金属栅网以及金属栅网负电位电源；缓冲管包括第一缓冲管以及第二缓冲管；第一缓冲管通过螺旋管与第二缓冲管相连通；金属栅网置于第二缓冲管中并与置于第二缓冲管外部的金属栅网负电位电源相连；第二缓冲管接地。本发明提供了一种可有效减少进入真空计传感器的金属粒子和尘土等杂质、显著减少高温环境下冷阴极与热阴极真空计传感器阴极金属粒子污染以及可延长离子真空计使用寿命的电离真空计保护装置。

技术领域

本发明属于真空度检测领域，涉及一种电离真空计，尤其涉及一种电离真空计保护装置。

背景技术

真空计主要用于量化的测量真空度，原理是利用与气压与其他物理量的线性关系完成压力的测量。从原理上分为力学式，热传导式和电离式。其中电离式气压计由于其测量线性好，低压力下性能优异，广泛应用于真空炉等高温加热设备工作区的真空度测量中，电离式气压计的结构图如图1所示。

电离式气压计是利用电子在固定路径上运动时，与待测离子的碰撞几率与其离子浓度成正比的原理制成，其主要结构由放置在传感器外壳e之中灯丝F，栅极G以及阴极板C组成。工作时，离子入口d与待测离子腔连接，使传感器外壳e中的离子浓度与待测腔体保持一致。灯丝F在电源Vc的作用下被加热，发射出自由电子。网状筒型栅极G在栅极电压Va的作用下高速向阴极板C移动，移动过程中与待测气体离子(氮气，氧气等)碰撞，激发出正离子，正离子在阴极电压Vb的作用下，向阴极移动并与板状筒型阴极板C碰撞，从而在阴极回路上产生电流。该电流大小正比与碰撞产生的正离子数量，而正离子数量正比于离子浓度。通过对该电流的放大和测量，可以获得所需测量获得腔体的真空度数值。

在真空炉中安装的真空度计主要用于测量炉腔中的真空度，但在使用中，由于炉腔通常工作于1000℃以上的高温，造成炉腔壁、工件、加热带等金属粒子化并扩散到炉腔中。这些金属粒子做布朗运动进入真空计，并在加速电场的作用下向阴极移动，沉积在阴极极板上，从而形成阴极的金属化污染。通过测试发现，阴极金属沉积后真空计寿命明显缩短，测试精度稳定性迅速下降。分析其原因，可能是由于杂质金属与阴极极板金属不同，两种金属在高温环境下发生电偶效应，影响测量精度。同时由于不同金属膨胀系数不同，易发生剥离，从而破坏传感器。

现有电离式真空计的主要保护方式有金属栅格和过滤片等方式，其中金属栅格式主要作用为保护传感器头免受机械损坏。而采用石棉等材料制成过滤片虽然能够比较有效的过滤灰尘等杂质，却难以防止在真空计高温环境下的阴极金属化污染(详见公开号是CN203247339U、实用新型名称是《一种真空计冷规保护装置》的实用新型专利)。另一种方式为在真空计前安装电磁阀等控制阀体，当真空度下降到一定程度后在接通待测离子腔体与传感器(详见公开号是CN203929317U、实用新型名称是《一种真空计保护装置》的实用新型专利以及公开号是CN107841730A、名称是《一种延长ALD真空计使用寿命的方法》的发明专利申请)，该方式能够有效降低在低真空度时的传感器污染，但难以满足在高真空度下需实时监控真空度场合的传感器保护。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可有效减少进入真空计传感器的金属粒子和尘土等杂质、显著减少高温环境下冷阴极与热阴极真空计传感器阴极金属粒子污染以及可延长离子真空计使用寿命的电离真空计保护装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电离真空计保护装置，其特征在于：所述电离真空计保护装置包括缓冲管、螺旋管、金属栅网以及金属栅网负电位电源；所述缓冲管包括第一缓冲管以及第二缓冲管；所述第一缓冲管通过螺旋管与第二缓冲管相连通；所述金属栅网置于第二缓冲管中并与置于第二缓冲管外部的金属栅网负电位电源相连；所述第二缓冲管接地。

上述螺旋管的螺旋外径是12mm-200mm。

上述螺旋管的螺旋外径是100mm-150mm。