Ionizacijski vakuum mjerač je osnovna komponenta za mjerenje visokog vakuuma. On određuje nivo vakuuma jonizacijom molekula gasa i merenjem rezultujućeg protoka jona. Na osnovu različitih metoda jonizacije, uglavnom se dijeli u sljedeće dvije kategorije:
Jedan. Vakuumski mjerač s vrućom katodom
Princip rada: Zagrijani filament (katoda) emituje termoionske elektrone. Ovi elektroni dobijaju dovoljno energije dok lete prema anodnoj mreži, sudarajući se sa molekulima gasa i ionizirajući ih. Rezultirajuća jonska struja se mjeri na sabirnoj elektrodi; ova struja je proporcionalna pritisku gasa.
Prednosti:Precizno mjerenje, dobra stabilnost i odlična linearnost; to je glavni izbor za mjerenja visokog vakuuma.
Nedostaci:
X-efekat: Elektroni koji udaraju u anodnu mrežu stvaraju meke X- zrake, koji zrače kolektorsku elektrodu, pokrećući fotoelektronsku emisiju i stvarajući "pozadinsku struju" neovisnu o pritisku. Ovo uzrokuje da izmjereni pritisci odstupaju od pravog pritiska pod ultra-visokim vakuumom (približno<10⁻⁸ Pa).
Hemijsko uklanjanje: Visoka temperatura filamenta uzrokuje da se reaktivni molekuli plina (kao što je kisik) disociraju i adsorbiraju, stvarajući "efekat vakuuma" koji utiče na stvarni tlak.
Filament burnout risk: Under higher pressures (e.g., >10⁻² Pa) ili iznenadnog izlaganja atmosferi, žarulja sa žarnom niti je sklona oksidaciji i izgaranju.
Dva. Vakuummetar sa hladnom katodom
Princip rada: Korištenje visoko-električnog polja za induciranje pražnjenja u vakuumu (hladna katoda nije zagrijana) i primjena vanjskog magnetnog polja. Elektroni, pod kombinovanim uticajem električnog i magnetnog polja (Lorentzova sila), podležu spiralnom kretanju, što uveliko povećava verovatnoću jonizacije putem sudara sa molekulima gasa, formirajući samoodrživo pražnjenje plazme. Protok jona je proporcionalan pritisku.
Prednosti:Robusna struktura, bez vruće niti, otporan na atmosferske uticaje, dug životni vijek.
Nema ograničenja pozadinske struje X- zraka, što omogućava mjerenje viših nivoa vakuuma (obično reda veličine 10⁻¹² Pa).
Nedostaci:
Stabilnost pražnjenja: Pražnjenje može biti nestabilno pri niskim pritiscima, čak i sa pojavom "kašnjenja pražnjenja" ili "flameout" fenomena.
Osetljivost na kontaminaciju: Kontaminacija površine katode može ozbiljno uticati na emisiju elektrona, što dovodi do netačnih merenja.
Jaka interferencija magnetnog polja: Snažno magnetno polje vakummetra može ometati okolnu opremu (kao što su izvori jona); lokacija instalacije zahtijeva pažljivo razmatranje.
