电离真空计是通过使气体分子电离,测量离子数量(电流)而得出压强的真空计。其测量真空度在10-8 Pa以上,被广泛应用于高真空至超高真空领域,定量性能优异。
电离真空计可以按照电离方式不同分为两种:一种是应用最广、依靠高温阴极热电子发射原理而工作的热阴极电离真空计;另一种是利用真空中的高压放电原理而工作的冷阴极电离真空计。
热阴极电离真空计中使气体分子电离的电子,是通过加热灯丝来获得的。热阴极电离真空计的结构和原理如图1所示,其基本构造包括灯丝、加速和捕捉电子的阳极网以及捕捉离子的离子收集极。
加热灯丝之后,有热电子放出,热电子被正电压的阳极网加速。因为阳极网是用细的金属丝做成的网状结构,所以大部分电子没有被捕捉而穿过阳极网。因为对面的离子收集极处于相对负电位,所以电子无法到达离子收集极而被反弹回来。这样电子在灯丝和离子收集极之间往返运动,最终被阳极网捕捉。
灯丝和离子收集极之间如果有气体分子,往返运动的电子会与其碰撞,使其电离而产生阳离子和电子。生成的电子同样做往返运动最终被阳极网捕捉,而在阳极网和离子收集极之间生成的阳离子则被离子收集极捕捉