真空度測試儀的主要作用是,根據磁控放電的方法測量真空泡內離子電流,以此量測量泡內真空度,并可用于評定真空泡使用壽命。該測試儀既可用于真空泡出廠檢測流水線,也可單獨進行測量。

基本工作原理

磁控放電法測試真空度的基本原理如下:將真空泡兩觸頭拉開一定的開距,并置于通有大電流的螺線管內,在兩觸頭間施加高壓脈沖,從而在真空泡內產生高壓電場和軸向脈沖磁場。這樣,在脈沖強磁場和強電場的作用下,真空泡中的電子作螺旋運動,并與殘余氣體分子發生碰撞產生電離,生成的離子電流與殘余氣體密度即真空度近似成比例關系。

研制的測試儀可用于測量泄漏電流、全電流和離子電流3個電流值。

(1)泄漏電流。將真空泡動靜觸頭拉開一定的間距,并加高壓直流脈沖電壓,則會在兩觸頭間、觸頭和屏蔽罩間產生強電場。根據場致發射理論,陰極和屏蔽罩表面會發射出電子,向陽極運動,形成電流,即泄漏電流。由于電子的自由行程遠遠大于兩觸頭間距,電子幾乎不與真空泡內殘余氣體分子發生碰撞,所以泄漏電流不能正確反應真空泡的真空度。

(2)全電流。為了使泄漏電流的電子能夠與殘余氣體分子發生碰撞,目前常用的方法是在軸向上加一較強的磁場,使得場致發射的電子在電場和磁場的共同作用下發生螺旋運動,這加大了電子運動的行程及與殘余氣體分子發生碰撞的概率。當電子與殘余氣體分子發生碰撞后會產生電離現象,并形成穩定的自持放電,這時測量出的電流值為全電流值。

(3)離子電流。全電流的測量值包括了陰極和屏蔽罩發射的泄漏電流,以及殘余氣體被碰撞后產生電離的離子電流。為了準確測量真空泡內的真空度,還得從全電流中減掉泄漏電流值,得到的才是真正反映真空泡真空度的離子電流值。真空泡使用壽命評定原理:真空泡隨著正常使用時間的增長,內部真空度也呈線性增加。通過測定兩個間隔時間比較恰當時的真空度,就可確定其變化率,從而確定使用過任意時間后真空泡真空度的大小。