فشارسنج يونيزاسيون چیست

فشارسنج يونيزاسيون

اين فشارسنجها، فشارسنجهای حساسی می باشند و برای اندازه‌ گيری فشارهای خيلی کم به عنوان مثال خلاء شديد استفاده می شوند. آنها فشار را بطور غيرمستقيم و به وسیله يونهای الکتريکی ايجاد شده در اثر بمباران الکترونی گاز اندازه می ‌گيرند. هر چه چگالی گاز کمتر باشد، يونهای کمتری ايجاد می ‌شوند. این گاز می تواند هوای معمولی درون يک محفظه باشد كه فشار آن در حال اندازه گيری است و توسط يک پمپ در حال تخلیه(خلاء) است باشد.از این رو، کالیبراسیون یک فشارسنج یونی (Ionization Gauges)غیر پایدار می باشد. چراکه شدیدا به طبیعت گاز استفاده شده وابسته است. به همین دلیل معمولاً آنها با فشارسنج مک لود  (MacLeod) که پایدارتر و مستقل از طبیعت شیمیایی گاز است، کالیبره می شوند. فشارسنج یونی در انواع مختلف تولید شده ودر بین آنها دو نوع کاتد سرد و کاتد گرم پرکاربردترین اند.

برای ايجاد الکترونها از پديده ترمويونيک که در کاتدهای داغ يا کاتدهای سرد به وجود می ‌آيد استفاده می ‌کنند. اين الکترونها با اتمهای گاز برخورد کرده و يونهای مثبت بوجود می ‌آورند. اين يونها توسط يک الکترود جمع کننده که به ولتاژ مناسبی متصل است جذب می ‌شوند. جريان ايجاد شده در اين الکترود جمع کننده، متناسب با ميزان يونيزاسيون گازی است که فشار آن تحت اندازه‌گيری می ‌باشد. بنابراين اندازه‌گيری جريان الکترود جمع کننده، فشارگاز را می ‌تواند تعيين کند. گستره کاری اين فشارسنج ها از 10^-3 تا 10^-9   تور(torr)است.

در مدل کاتد داغ، فيلامنت های داغ شده، اشعه های الکترونی را بوجود می ‌آورند اين الکترونها طول فشارسنج را طی کرده و مولکولهای گاز حول خود را يونيزه می ‌نمایند. يونهای تولید شده توسط يک الکترود با قطب منفی جمع‌آوری می شود و  سبب ايجاد جريانی می شود که متناسب با تعداد يونهای ايجاد شده و در نهایت متناسب با فشار تحت اندازه‌گيری است. متداول ترین فشارسنج کاتد گرم، فشارسنج بایارد آلبرت (Alpert Bayard)نام دارد که حاوی یک جمع کننده یونی کوچک است که داخل یک شبکه قرار گرفته است. یک محفظه شیشه ای با یک سر باز که به سمت محفظه خلأ قرار می گیرد، سه الکترود را در بر گرفته است.

اصول كار مدل کاتد سرد مشابه با کاتد داغ است، با این تفاوت که الکترونها در اثر تخليه الکتريکی ناشی از ولتاژ بالا به وجود می ‌آيند. گستره اندازه‌گيری مدل کاتد سرد معمولاً 10^-3تا10^-9 تور  یعنی 10 برابر کمتر از کاتد داغ است .

دو فشار سنج  فشار سنج پنینگ ( که توسط مایکل پنینگ ساخته شد.)  و مگنترون معکوسی(که به نام سر سرخ نیز نیز معروف است.) دو نمونه متداول از فشار سنج های کاتد سرد هستند.