Medidor de ionización de filamento caliente
El medidor de ionización de filamento caliente , a veces llamado medidor de filamento caliente o medidor de cátodo caliente , es el dispositivo de medición de baja presión (vacío) más utilizado para la región de 10 −3 a 10 −10 Torr . Es un triodo , siendo el filamento el cátodo .
Nota: Los principios son casi los mismos para las fuentes de iones de cátodo caliente en los aceleradores de partículas para crear electrones.
Una corriente de electrones regulada (típicamente 10 mA ) se emite desde un filamento calentado . Los electrones son atraídos a la rejilla helicoidal por un potencial de CC de alrededor de +150 V. La mayoría de los electrones pasan a través de la rejilla y chocan con las moléculas de gas en el volumen cerrado, provocando que una fracción de ellos se ionice. Los iones de gas formados por las colisiones de electrones son atraídos al cable del colector de iones central por el voltaje negativo en el colector (típicamente -30 V). Las corrientes de iones son del orden de 1 mA/ Pa . Esta corriente es amplificada y mostrada por un amplificador/ electrómetro diferencial de alta ganancia .
Esta corriente de iones difiere para diferentes gases a la misma presión; es decir, un indicador de ionización de filamento caliente depende de la composición. Sin embargo, en un amplio rango de densidades moleculares , la corriente de iones de un gas de composición constante es directamente proporcional a la densidad molecular del gas en el indicador.
Un medidor de ionización de cátodo caliente se compone principalmente de tres electrodos, todos actuando como un triodo , donde el cátodo es el filamento. Los tres electrodos son un colector o placa, un filamento y una rejilla . La corriente del colector se mide en picoamperios con un electrómetro . El voltaje del filamento a tierra suele tener un potencial de 30 voltios, mientras que el voltaje de la red es de 180 a 210 voltios de CC, a menos que haya una característica opcional de bombardeo de electrones , calentando la red, que puede tener un alto potencial de aproximadamente 565 voltios. El indicador iónico más común es el indicador Bayard-Alpert de cátodo caliente , con un pequeño colector dentro de la rejilla. [1]Una envoltura de vidrio con una abertura para el vacío puede rodear los electrodos, pero generalmente el calibre desnudo se inserta directamente en la cámara de vacío, las clavijas se alimentan a través de una placa de cerámica en la pared de la cámara. Los manómetros de cátodo caliente pueden dañarse o perder su calibración si se exponen a la presión atmosférica o incluso a un vacío bajo mientras están calientes.
Los electrones emitidos por el filamento se mueven varias veces en movimientos de ida y vuelta alrededor de la rejilla antes de finalmente entrar en la rejilla. Durante estos movimientos, algunos electrones chocan con una molécula de gas para formar un par de un ion y un electrón ( ionización electrónica ). El número de estos iones es proporcional a la densidad de la molécula de gas multiplicada por la corriente de electrones emitida por el filamento, y estos iones se vierten en el colector para formar una corriente de iones. Dado que la densidad de la molécula de gas es proporcional a la presión, la presión se estima midiendo la corriente de iones.
