B-A型电离规管GP274真空计

Granville-Phillps 274系列B-A型电离规管（GP 274型真空计）

真空测量解决方案

GP 274型真空计工作原理

B-A（热阴极）规管(GP 274型真空计)的压力指示是基于气体分子电离产生的连续电流。负电子由从加热的阴极以控制良好的固定速率射出并朝着带正电的栅极（阳极）加速运动。电子进入栅极和对地连接的收集空间内。                  

在这个空间内电子与真空系统中的气体分子碰撞产生正离子。然后正离子被位于柱状栅极中心轴处的接地的收集极收集。在固定的灯丝对栅极的电压和电子发射电流下，压力低于1x10^-3Torr时正离子形成率直接与分子密度（压力）相关。离子流的强度在经压力单位调校的微安计上显示出来。由于压力指示是线性的，热阴极BA规管通常在压力低于1x10^-3Torr时被认为进行连续的压力测量是精确的。

B-A规(GP 274型真空计)的测量下限由这类型规管的X射线极限决定。X射线极限因不同规管设计而不同。阴极发射的电子与栅极及其支撑网碰撞产生X射线。由于B-A规(GP 274型真空计)的几何结构原因，仅有一小部分发射的X射线会被收集极收集。当X射线碰撞收集极丝时，收集极上会有光电子发射。X射线电流限制了测量压力范围，使其等效压力下限到10-¹⁰或10^-11Torr范围，取决于规管型号。早期的规管在栅极外有个柱状收集极，这种结构的规管(GP 274型真空计)X射线极限大约在10^-8Torr。当气体非常稀薄且规管所获得的电流输出几乎全部都来源于X射线光电发射时，X射线极限就决定了规管的zui小压力测量值。

(GP 274型真空计)电极被碳氢化合物污染后会使X射线极限增加，这是因为在X射线轰击下污染表面会放出更多的二次电子。这种污染通常可以通过电极除气来消除。

GP 274型真空计气体种类影响

B-A电离规(GP 274型真空计)因气体种类不同会有不同的相对灵敏度。因此，其所提供的压力读值仅为所气体（氮气）的直接读值。叫做氮气等效压力。使用简单的数学转换可以将直接的压力读数转换成非标准气体产生的压力读值。这种转换要用到特定气体的相对规管灵敏度。在Granville-phillips274系列(GP 274型真空计)产品的使用说明书中有这些相关灵敏度的参考列表。

GP 274型真空计除气

要将规管(GP 274型真空计)放气减少到可以忽略的程度，必须执行除气操作。玻璃规管要达到zui低压力点需要在400⁰C下烘烤一小时。

(GP 274型真空计)电极除气要在烘烤后再进行900⁰C的高温加热约15分钟。

(GP 274型真空计)电极加热可以通过电子轰击（EB）或通过栅极加低压大电流（I²R）的方式来实现。通常，规管都装有组合栅极，即鼠笼状栅极或是栅极与多个相交元件焊接在一起，这是栅极除气仅通过电子轰击方式实现。收集极也可以仅通过电子轰击方式来除气。栅极包括单螺旋结构和双螺旋结构，螺旋结构的两端都有外部连接，可以通过大电流方式除气。所有带螺旋栅极的规管也可以通过电子轰击方式进行除气。

(GP 274型真空计)274022、274023、272041和274042规管使用的是鼠笼式栅极，所以必须使用电子轰击除气方式。为了使裸规更适用于I²R除气方式，我们研发了274028和274043规管。

GP 274型真空计漏电

压力测量精度取决于毫安表可以测量的电流有多低，同时也受漏电影响。漏电路径分为内部和外部。

内部和外部漏电在BA规(GP 274型真空计)的设计中将其控制在zui低可能值。规管收集极终端在栅盖和阴极终端的相反端。

在底部或头部引出收集极接脚的设计比焊接接管脚的设计更容易引起漏电问题。

内部漏电通常是由于钨或是氧化钍从阴极上蒸发出来造成的。

GP274型真空计抽气作用

电离规(GP 274型真空计)会表现出一定的抽气作用。这主要是由于化学清除和电清除机理。通常，化学清除是由于各种清洁表面都有吸气作用。当表面趋于饱和，这种抽气作用就会减弱并达到稳定状态。在化学清楚过程中，常规玻璃管规的读数会比正常值低百分之二十到五十。在1x10^-9Torr下抽气作用可能会持续四个小时之久。在1x10^-9Torr下大约要3个月后电子或离子除气才会饱和。zui常见的抽气作用消除方法就是在规管和真空系统之间布置大通导连接。

在规管中的第三种抽气机理是与热阴极的化学反应。很多气体诸如氧、氮、水蒸气、及氢都会与钨中的碳发生反应。这些反应的比例取决于系统温度，并且如果选用了大通导连接则测量误差是非常低的甚至可以避免。然而，如果是在小系统中则这种气体成分的改变会比较明显。

许多种应对抽气作用的规管结构可以选择。

玻璃规管带3/4英寸接管的结构，例如274002，就有足够的通导可以使用至10^-8Torr范围。如果规管要用于10^-10Torr范围的测量则可选1英寸接管（274015）。为了补偿高速电清除作用，所有内部屏蔽的规管都应配置1英寸接管。

相对于剧烈的电离规抽气问题裸规是*选择。缘于裸规的外形，规管元件可以直接置于真空腔体内，因此消除了管规相关的压差问题。相对管规来说，裸规的系统响应时间也大大减少了。

基于上述各种特定应用要求的比较，可以根据使用目的来选择恰当的规管。

GP 274型真空计特性

电离管规特点：

非松陷的双丝栅极

耐烧型阴极或双钨丝阴极

接管——3/4英寸或1英寸直径，可伐、耐热玻璃或法兰可选

焦耳除气或电子轰击除气

配有标准电气接头

电子轰击除气方式的电离裸规特点：

笼状栅极

耐烧型阴极或双钨丝阴极

电子轰击除气

配有标准法兰连接

可更换阴极组件

焦耳除气（I²R）或电子轰击除气（EB）方式的电离裸规特点：

非松陷的双丝栅极

耐烧阴极

焦耳除气或电子轰击除气

配有标准电气接头

可更换阴极组件