冷陰極電離真空計(jì)的工作原理圖
冷陰極電離真空計(jì)是一種相對(duì)真空計(jì)。它由規(guī)管和測(cè)量電路兩部分組成。圖17示出冷陰極電離真空計(jì)的示意圖。
冷陰極電離真空計(jì)與熱陰極電離真空計(jì)一樣，是利用低壓力下氣體分子的電離電流與壓力有關(guān)的特性，用放電電流做為真空度的測(cè)量，由電流表CB(做為真空度指示儀表，一般用量程為o～100μA)指示出來。所不同的在于電離源。
熱陰極電離真空計(jì)是由熱陰極發(fā)射電子，而冷陰極電離真空計(jì)是靠冷發(fā)射(場(chǎng)致發(fā)射、光電發(fā)射、氣體被宇宙射線電離等)所產(chǎn)生的少量初始自由電子，它們?cè)陔妶?chǎng)的作用下向陽極運(yùn)動(dòng)，但由于正交磁場(chǎng)的存在，也將施力于運(yùn)動(dòng)的電子，從而改變電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。
在電、磁場(chǎng)的共同作用下，電子沿螺旋形軌道迂回地飛向陽極(這種運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)際上是一個(gè)在陽極面上具有擺線投影的曲線)，這樣就大大延長(zhǎng)了電子達(dá)到陽極的路程，使碰撞氣體分子的機(jī)會(huì)增多;
同時(shí)又因陽極是一個(gè)中空的環(huán)，在其中軸線附近運(yùn)動(dòng)的電子還可能穿過陽極環(huán)憑原有動(dòng)能繼續(xù)前進(jìn)，而后又被帶負(fù)電位的陰極排斥而折回，這樣飛行中的電子可能在兩陰極間往返振蕩直到最后被陽極吸收為止，使電子到達(dá)陽極的實(shí)際路程遠(yuǎn)大于兩極間的幾何尺寸，故碰撞幾率大大增加。
電子碰撞氣體分子時(shí)，有一部分為電離碰撞，電離后形成的正離子在陰極上打出的二次電子，也受電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用而參與這種運(yùn)動(dòng)，使電離過程連鎖的進(jìn)行，在很短時(shí)間內(nèi)雪崩式地產(chǎn)生大量的電子和離子，這樣就形成了自持氣體放電(一般稱為潘寧放電)，此放電電流與壓力有如下關(guān)系：
I=Kpn (11)
式中 I--放電電流
K——常數(shù)
n——常數(shù)，一般在l～2之間，與規(guī)管結(jié)構(gòu)有關(guān)。
圖17：冷陰極電離真空計(jì)原理圖
圖17示出的是普通型冷陰極電離真空計(jì)，其壓力測(cè)量范圍1～10-5Pa。冷陰極電離真空計(jì)沒有與壓力無關(guān)的本底光電流。限制其下限延伸是其場(chǎng)致發(fā)射;測(cè)量上限主要受限流電阻及在高壓力時(shí)，電子與離子復(fù)合幾率增加等限制。
延伸下限制成倒置磁控管與磁控管式規(guī)管如圖18、圖19所示，其pinm=10-11Pa。
冷陰極電離真空規(guī)，沒有熱陰極，不怕大氣沖擊，但其測(cè)量誤差較大。
