Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Будова й принцип роботи іонізаційного манометричного перетворювача ЛМ – 2 (ПМІ-2)



Міністерство освіти і науки України

_______

 

Харківська національна академія

Міського господарства

_______

Є.В. Шепілко

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

З КУРСУ “ВАКУУМНА ТЕХНІКА

(для студентів 3 курсу денної і заочної форми навчання

спеціальності 6.090600 “Світлотехніка і джерела світла”)

ХАРКІВ - ХНАМГ - 2008

 

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу “Вакуумна техніка”( для студентів 3 курсу денної і заочної форми навчання спеціальності

6.090.600 “Світлотехніка і джерела світла”). /Укл. Шепілко Є.В. – Харків, ХНАМГ. – 11 с.

Укладач: Є.В. Шепілко

 

 

Рецензент: В.А.Буц

 

 

Розглянуто

кафедрою cвітлотехніки і джерел світла,

протокол № 9 від 10.03. 2008 р.

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ОТРИМАННЯ Й ВИМІРЮВАННЯ ВИСОКОГО ВАКУУМУ

Вступ

Мета роботи - отримання високого вакууму, вивчення будови й принципу

роботи іонізаційного манометричного перетворювача ПМІ-2,

набуття навичок вимірювання низького тиску за допомо-

гою манометричної лампи ПМІ-2 і вакууметра ВІТ-1А.

 

Обладнання:лабораторна вакуумна установка складається з таких елементів: камера відкачки для проведення високовакуумних технологічних операцій; дифузійний насос ММ-40А або Н-1С; двоступінчастий пластинчасто–статорний насос ВМ-461М; лабораторний автотрансформатор (ЛАТР) для регулювання напруги живлення підігрівача; амперметр і вольтметр для контролю струму і напруги, необхідних для роботи підігрівача; вентиль для відокремлення дифузійного насоса від камери відкачки; вакуумметр ВІТ-1А і манометричні лампи ЛТ-2, ПМІ-2 (ЛМ-2).

Зауваження !Перед виконанням роботи слід уважно повторити послідовність дій необхідних для пуску, експлуатації і зупинки обертових насосів попереднього вакууму (лаб. роб. № 1 і 2).

 

Будова й принцип роботи іонізаційного манометричного перетворювача ЛМ – 2 (ПМІ-2)

Високий вакуум характеризується числом Кнудсена, більшим за одиницю ( >1). Тобто це стан газу, в якому середня довжина вільного пробігу молекул перевищує характерний лінійний розмір ємкості, де знаходиться газ. При високому вакуумі число зіткнень молекул між собою менше числа зіткнень молекул зі стінкою, що утримує газ. Взагалі, при таких умовах тиск газу менше Тор. Для вимірювання такого низького тиску широко застосовують іонізаційні манометри, в яких використовується залежність інтенсивності іонізації молекул від тиску газу.

З рівняння Больцмана відомо, що тиск газу прямо пропорційний концентрації його молекул при даній температурі (p=nkT). Оскільки при високому вакуумі концентрація молекул газу в мільйон разів менша за концентрацію при атмосферному тиску, то їх тиск можна знайти, якщо якимось чином “намітити” кожну, а потім “підрахувати”, тобто визначити концентрацію.

Якщо перетворити якимось чином кожну молекулу газу в іон, то електричний струм, який вони можуть створити, очевидно, буде пропорційним тиску. Для іонізації молекул застосовують лампу (перетворювач манометричний іонізаційний - ПМІ). Іонізацію молекул газу здійснюють потоком прискорених електронів, що створюються в лампі завдяки термоелектронній емісії (випромінювання електронів з нагрітих металів) з нитки розжарення.

Манометрична іонізаційна лампа-датчик ПМІ-2, як і термопарна лампа, складається з двох частин: вимірювальної і датчика. Датчик – це лампа (рис. 1) у вигляді скляної колби 1, що закінчується циліндричною трубкою 2 з одного боку, через яку вона приєднується до вакуумної системи, і цоколем з другого боку, в якому впаяні чотири електроди-вводи і через який лампа приєднується до вимірювального блоку вакууметра ВІТ-1А. Цоколь лампи має спрямляючий ключ, щоб неможливо було переплутати електроди при з’єднанні лампи кабелем з вакуумметром.

 
 

 

 


Рис. 1. Рис. 2.

 

 

До двох електродів приварені кінці 4 вольфрамової нитки розжарювання-катода 3, яка має форму петлі, розміщеної на осі колби, і підтримується від провисання пружиною, що закріплена на траверсі (утримувачі), (на рисунку не показана). До інших двох електродів приварені кінці 6 біфілярної спіралі сітки-анода 5, яка співвісно оточує катод і підтримується від провисання іншою траверсою. Через ці два вводи сітку-анод можна розжарювати електричним струмом перед вимірюваннями, щоб викликати виділення поглинутих газів як з неї, так і, частково, з інших елементів лампи. Анод 5 і катод 3 оточені співвісно циліндричним колектором іонів 7, до якого приварений електричний ввід 8, розміщений на звуженні колби.

Лампу-датчик ПМІ-2 можна підключати за схемою, наведеною на рис. 2.

Струм розжарювання катоду створюється джерелом постійної напруги, регулюється реостатом R і контролюється міліамперметром I (на схемі не показаний). До сітки-аноду прикладена позитивна напруга до 250 В відносно катода, а до колектора іонів прикладена від’ємна напруга відносно катода. При розжаренні катода електрони, що випромінюються завдяки термоелектронній емісії, прискорюються електричним полем анода і при зіткненні з поверхнею витків сітки-анода створюють електронний струм I . Оскільки сітка має великий період намотки, то значна частина електронів, що прискорюється полем анода, не зразу досягає її поверхні, а пролетівши повз неї, опиняється в гальмуючому електричному полі колектора іонів і починає коливальних рух навколо сітки перед тим, як потрапить до неї. Збільшення довжини траєкторії руха електронів збільшує імовірність ударної іонізації молекул газу і значно підвищує чутливість манометра. З цією ж метою відстань між сіткою-анодом і колектором іонів роблять відносно великою. Частина прискорених електронів, що пролетить між витками сітки в напрямі до колектора, при зіткненні з молекулами газу, зможе іонізувати їх і, таким чином, у просторі між анодом і колектором іонів з’являться додатні заряди (іони), що зберуться колектором під дією його електричного поля і створять іонний струм I . Для створення іонного струму достатньо до колектора прикласти від’ємну напругу приблизно 10 В.

Як показує досвід, при достатньо низьких тисках (звичайно нижче Тор) відношенняіонного струму до електронного I /I прямо пропорційне до тиску газу в манометричній лампі:

I /I = b (1)

Якщо електронний струм протягом вимірювання підтримувати на незмінній величині, то

I = I b = с , (2)

де с =I - називається сталою іонізаційного манометра, яка є характерною для лампи відповідної конструкції.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.