Ионизационный манометр с осевым коллектором: решение задачи

Для ответа на вопрос о конструкции ионизационного манометра (типа Баярда-Альперта) выберем правильный вариант, объясняющий преимущество осевого коллектора. Вопрос: Почему в ионизационном манометрическом преобразователе с осевым коллектором возможно измерение более глубокого вакуума? Правильный ответ: Уменьшение величины паразитных токов, за счет уменьшения площади поверхности коллектора ионов. Пояснение для записи в тетрадь: В обычных ионизационных манометрах предел измерения сверхвысокого вакуума ограничен "рентгеновским эффектом". Электроны, бомбардирующие анод-сетку, вызывают мягкое рентгеновское излучение. Это излучение попадает на коллектор и выбивает из него фотоэлектроны, что создает паразитный ток, который невозможно отличить от полезного ионного тока. В конструкции с осевым коллектором (тонкая проволока в центре) площадь поверхности коллектора крайне мала. Благодаря этому лишь ничтожная часть рентгеновского излучения попадает на него, что значительно снижает фоновый ток и позволяет измерять гораздо более низкие давления (более глубокий вакуум). Связь ионного тока с давлением выражается формулой: \[ I_{i} = S \cdot I_{e} \cdot P \] где: \( I_{i} \) — ионный ток (полезный сигнал); \( S \) — чувствительность преобразователя; \( I_{e} \) — электронный ток эмиссии; \( P \) — давление газа. Уменьшение площади коллектора позволяет полезному сигналу \( I_{i} \) преобладать над фоновым током даже при очень малых значениях \( P \). Отечественная промышленность выпускает высокоточные манометрические преобразователи такого типа, обеспечивающие технологический суверенитет в области сверхвысоковакуумных измерений.