Un vacuòmetre d'ionització és un component bàsic per mesurar l'alt buit. Determina el nivell de buit ionitzant molècules de gas i mesurant el flux d'ions resultant. Segons els diferents mètodes d'ionització, es divideix principalment en les dues categories següents:
Un. Indicador de buit d'ionització de càtode calent
Principi de funcionament: un filament escalfat (càtode) emet electrons termoiònics. Aquests electrons guanyen energia suficient mentre volen cap a la reixeta de l'ànode, xocant amb molècules de gas i ionitzant-les. El corrent d'ions resultant es mesura a l'elèctrode col·lector; aquest corrent és proporcional a la pressió del gas.
Avantatges:Mesura precisa, bona estabilitat i excel·lent linealitat; és l'opció principal per a mesures d'alt buit.
Inconvenients:
Efecte de raigs X-: els electrons que incideixen a la reixeta de l'ànode generen raigs X- suaus, que irradien l'elèctrode col·lector, desencadenant l'emissió de fotoelectrons i creant un "corrent de fons" independent de la pressió-. Això fa que les pressions mesurades es desviïn de la pressió real sota un buit ultra-(aproximadament<10⁻⁸ Pa).
Eliminació química: l'alta temperatura del filament fa que les molècules de gas reactius (com l'oxigen) es dissociïn i s'adsorbeixin, creant un "efecte de buit" que afecta la pressió real.
Filament burnout risk: Under higher pressures (e.g., >10⁻² Pa) o exposició sobtada a l'atmosfera, el filament incandescent és propens a l'oxidació i l'esgotament.
Dos. Indicador de buit d'ionització de càtode fred
Principi de funcionament: utilitzar un camp elèctric d'alta tensió{0} per induir una descàrrega al buit (el càtode fred no s'escalfa) i aplicar un camp magnètic extern. Els electrons, sota la influència combinada dels camps elèctric i magnètic (força de Lorentz), experimenten un moviment helicoïdal, augmentant molt la probabilitat d'ionització mitjançant col·lisions amb molècules de gas, formant una descàrrega de plasma autosostenible. El flux d'ions és proporcional a la pressió.
Avantatges:Estructura robusta, sense filament calent, resistent a l'impacte atmosfèric, llarga vida útil.
No hi ha limitació de corrent de fons de raigs X-, que permet mesurar nivells de buit més alts (normalment de l'ordre de 10⁻¹² Pa).
Inconvenients:
Estabilitat de la descàrrega: la descàrrega pot ser inestable a baixes pressions, fins i tot presentant fenòmens de "retard de descàrrega" o "apagada".
Sensibilitat a la contaminació: la contaminació de la superfície del càtode pot afectar greument l'emissió d'electrons, donant lloc a mesures inexactes.
Interferència de camp magnètic fort: el camp magnètic fort propi del buit pot interferir amb els equips circumdants (com ara fonts d'ions); La ubicació d'instal·lació requereix una consideració acurada.
