§ 6. Електричні вакуумметри.
Для вимірювання вакууму в межах 1-10-7 1-10-1 Па застосовують електричні вакуумметри трьох типів: теплоелектричні , іонізаційні і магнітні.
Дія теплоелектричного вакуумметра заснована на залежності теплопровідності газу від його тиску. Прилад складається з двох основних блоків: манометричного перетворювача (лампи) і вимірювального електричного блока.
Манометричний перетворювач термопарного приладу ДТ-2 показаний на рис. 9, а. Він складається із скляного балону, в якому розташовані платиновий провідник-нагрівач і хромель-копелева термопара. При зміні вимірювального тиску змінюється теплопровідність і термо-ерс термопари. Термо-ерс. термопари і вимірювального вакууму пов'язані між собою градуйованою кривою, зображеної на рис. 9, в.
Дія іонізаційних вакуумметрів заснована на використанні електричного розряду, тобто руху заряджених частинок у вакуумі. Манометричний перетворювач іонізаційного приладу ЛМ-2 зображений на рис. 9, б. Уздовж осі скляного балона розташований U-подібний катод із вольфрамового дроту, навколо якого встановлений анод у виді рідкої сітки з молібденового дроту, що підігрівається електричним струмом. Анод оточений іонним колектором, що виконаний із тонкої нікелевої фольги у формі круглого циліндра.
Рис.9 Манометричні перетворювачі
Вимірювальний блок забезпечує необхідний режим лампи, а струм у ланцюзі іонного колектора є мірою тиску.
Подальше пониження межі вимірів вакууму можливо завдяки застосуванню інверсно-магнетронного манометричного перетворювача (рис. 10). Перетворювач має катод 1, що представляє собою циліндр 2 із торцевими площинами, і анод 3, що проходить по осі циліндра через отвори в торцевих поверхнях катода. Вся система, укладена в герметичний корпус, поміщається в постійне магнітне поле магніту 4, яке спрямоване по осі циліндра катода. На анод подається висока напруга, рівна 6кВ. Під дією магнітного й електричного поля електрон, залишивши поверхню катода, зіштовхується з молекулою газу і проводить її іонізацію, тобто струм іонізації є мірою тиску.
Електричний магнітний блокувальний вакуумметр ВМБ-8 (рис. 11) призначений для вимірювання тиску в межах 10-7 - 10-1 Па, а також використовується в якості датчика автоматики в автоматизованих вакуумних системах. Прилад складається з інверсно-магнетронного манометричного перетворювача / ММ-32-1, вимірювального блока 4 БИВ-1 з’єднувача 3 і термостійкого з’єднувача 2.
Рис. 10 Інверсно-магнітроний Рис. 11 Структурна схема
перетворювач ММ-14 магнітного вакуумметра ВМБ-8
Принцип роботи приладу полягає в тому, що манометричний перетворювач перетворить сигнал тиску в сигнал постійного струму. Розрядний струм перетворювача, пропорційний вимірювальному тиску, надходить на вимірювальний блок. Вимірювальний блок складається з таких елементів: джерела живлення, логарифмічного устрою ЛУ, підсилювача постійного струму ППС, вимірювального приладу ВП, пристрою сигналізації несправності блока ВУС, двох пристроїв блокувань У Б.
Джерело живлення забезпечує режим роботи манометричного перетворювача (на анод подається висока напруга 2500 В) і всіх інших пристроїв вимірювального блока.