DE753159C - Ionisationsmanometer - Google Patents

Description

• Ionisationsmanometer Ionisationsmanometer dienen zur Messung niedriger Gasdrucke. Die bekannten Ionisationsinanomcter sind in der Weise wirksain, <(aß die ionisierende Wirkung eines in der zu messenden Gasatmosphäre von einer l;ceigiteten Kathode ausgehenden Elektronenstronics gemessen wird. Offenbar wird durch den l:lcktrc»lenstrom eine um so größere lonisierung erzielt, je größer der Gasdruck ist, da bei höherem Gasdruck auch die Wahr-@rheinlichkeit eines Zusammenstoßes eines 1?lcktrons finit einem Gasmolekül wächst. 1:s hat sich jedoch gezeigt, daß die bekannten Ionisationsmanometcr unzuverlässig arbeiten, wenn es sich um die Messung von Gasdrucken handelt, die kleiner als etwa io-5 Torr sind. Dieser' Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung vermieden. Erfindungsgemäß wird der von der Kathode ausgehende Elektronenstrahl, welcher die zu messende Atmosphäre durchsetzt, gebündelt in die Öffnung einer hohlen Anode gelenkt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Mangelhaftigkeit der bekannten lonisationsmanoineter darauf zurückzuführen ist, daß die von der Kathode des Ionisationsmanoineters austretenden Elektronen nicht nur in der Gasatmosphäre ionisierend wirken, sondern auch aus der Oberfläche der Anode des Ionisationsmanometers, die zumeist adsorbierte Gasschichten enthält, Ionen auslösen. Es wird dadurch eine stärkere Ionisierung erzielt und damit ein höherer Gasdruck vorgetäuscht. Bei dem erfindungsgemäßen Ionisationsmanometer entstehen jedoch durch den Elektronenaufprall Ionen nur an solchen Stellen der Anode, an denen kein oder nur ein schwaches Feld vorhanden ist, welches bestrebt ist, die Ionen in den Meßraum zu transportieren. Die Ionen gelangen daher nicht oder nur in sehr geringer, praktisch unbedeutender Menge in den Meßraum, so daß das Meßergebnis nicht wie bei den bekannten Ionisationsmanometern durch die erwähnte unerwünschte Art der Ionenbildung beeinflußt wird.
• In den Figuren sind Ausführungsbeispiele von Elektrodenanordnungen erfindungsgemäßer Ionisationsmanometer dargestellt. Die in Fig. i dargestellte Anordnung zeigt eine Glühkathode i, vor der eine metallene Blende 2 angeordnet ist, die auf dem Potential der Anode gehalten ist. Durch die Öffnung dieser Blende treten die Elektronen in Form eines Strahles hindurch und treffen schließlich auf die hohl ausgebildete Anode 3 auf. Durch eine magnetische Striktionsspule kann die Bündelung des Elektronenstrahles verbessert werden. Vor der Anode 3 ist noch eine Hilfselektrode. angeordnet, deren Potential etwa um io Volt höher ist als das Potential der Anode. Dadurch wird vermieden, daß die in der Hohlanode 3 vorhandenen positiven Ionen in den Nleßraum 5 gelangen können. Die Hilfselektrode 4. ist im übrigen mit einer Öffnung ausgestattet, durch welche der Elektronenstrahl ungehindert hindurchtreten kann. Auf seinem Wege zwischen der Blende a und der Hilfselektrode .1 wirkt der Elektronenstrahl ionisierend auf die in dem Meßrauin 5 enthaltene Gasatmosphäre. Die dabei entstehenden positiven Gasionen werden von der zvlinderförmigen Auffängerelektrode 6, die 'egenüber der Kathode negatives Potential hat, abgesaugt. Durch Messung des Ionisationsstroines kann dann der Gasdruck ermittelt werden. Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kathode i noch von einem nach oben offenen becherförmigen Teil ? umschlossen, der sich gegenüber der Kathode auf negativem Potential befindet. Auf diese Weise soll erzielt werden, daß aus der Katliodenoherläche austretende positive Ionen sofort abgesaugt werden, so daß sie nicht durch die Öffnung der Blende 2 hindurchtreten und zur Auffängerclektrode6 gelangen und dadurch die Messung des lonisationsstromes verfälschen. Die zvlindrisclie Seitenwand der 1-lohlanode kann ge-:@cl)enenialls wr.g@#lassen @@erd@n. )la es im wesentlichen darauf ankommt, <laß der Raum vor der von den Elektronen getroffenen Anodenoberfläche feldfrei ist.
• An Stelle einerzvliiiderförmigen Auffä ngerelektrode b können, wie Fig. ;2 zeigt, auch zwei einander gegenüberstehende plattenförmige Elektroden 8 und 9 verwendet «-erden, deren eine ein höheres Potential aufweist als die Anode. während das Potential der anderen entsprechend niedriger ist. Durch diese Elektroden wird ein quer zur Bahn der Elektronen gerichtetes elektrisches Feld erzeugt, durch welches die entstehenden Gasionen in wirksamer Weise abgesaugt werden. Um zu vermeiden, daß durch dieses elektrische Feld auch die Elektronen abgelenkt werden, kann man dieWirkung dieses elektrischen Feldes auf die Bahn der Elektronen durch ein geeignetes, quer zur Bahn der Elektronen gerichtetes Magnetfeld wieder aufheben. Man kann aber auch, wie Fig.3 zeigt, von der Anwendung eines Magnetfeldes absehen und die Form der plattenförmigen Elektroden 8 und 9 der durch das elektrische Querfeld beeinflußten Bahn der Elektronen entsprechend anpassen. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 8 und 9 kreisförmig gebogen und so der ebenfalls kreisförmigen Bahn der Elektronen angepaßt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ionisationsmanometer, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Kathode ausgehende Elektronenstrahl, der die zu messende Atmosphäre durchsetzt, gebündelt in die Öffnung einer hohlen Anode gelenkt wird.
2. 2. Ionisationsmanometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl mittels einer vor der Kathode (i) liegenden Blende (a) mit positivem Potential gebildet wird.
3. 3. Ionisationsmanometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Anode (3) eine Hilfselektrode (.f) angeordnet ist, deren Potential höher als das Potential der Anode ist. .
4. 4. Ionisationsmanometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl zwischen Blende (2) und Anode bzw. Hilfselektrode (4.) von einer zylindrischen Auffängerelektrode (6) umschlossen ist. 5. lonisationsmanometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode von einem nach ollen offenen hecherförmigen 'feil (;) umschlossen ist, der sich gegenüber der Kathode auf negativem Potential befindet. (>. Ionisationsmanoineter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. claß der Elektronenstrahl zwischen Blende und Hilfselektrode hzw. Anode von zwei einander gegenüberstehenden plattenförmigen Elektroden (S, 9) umgeben ist, die ein zur 1?lektronenbahn quer gerichtetes elektrisches Feld erzeugen. 7. Ionisationsmanometer nach Anspruch C, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfluh des elektrischen Querfeldes auf die Bahn der Elektroden durch ein geeignetes Magnetfeld wieder aufgehoben wird. g. Ionisationsmanoineter nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der plattenförmigen Elektroden (S, 9) der durch das elektrische Querfeld beeinflußten Elektronenbahn angepaßt ist.