王逊张宛予孔瑞芬
原载真空科学与技术，６，２，９１（1968）
DL-7型宽量程BA计规管的测量范围是1—6.7×10−a Pa。本文介绍此规管在拓宽BA 计上限方面所采取的措施及BA计在高压强时的特性。
扩展BA计的上限有两条途径：一是在BA规中增加电极。在高压强时使用[1−3]或在玻壳上涂氯化亚锡导电层做电子加速极[4]，而在高真空使用时，仍按BA规接法使用。另一途径是不增加任何电极，只是把阴极换成抗氧化能力强的材料，在高压强时，采用较小的发射电流即可扩展上限[5]。DL-7型规管采用后一种方案。 DL-7型规管是玻壳BA计结构，尺寸较小，栅网直径为15mm，长20mm，阴极为涂敷氧化钇的铱丝。具有抗氧化，耐大气冲击，除气容易，功耗低等优点。测量范围是1—6.7×10−a Pa[6]。
表1 规管电参量
大庆油田公司主页该规管作为BA计，它的X射线光电流相应的压强值为6.5×10−9Pa ，这与一般BA计是一致的。如何延伸上限，是我们工作的重点，下面较详细地讨论这个问题。
一、BA计的上限由以下诸因素决定
（1）离子的空间电荷。当压强足够大时，离子流也足够大。因此离子的空间电荷增大，使离子不易打到收集极上，因而规管系数下降。为克服离子空间电荷的影响，在测量高压强时离子流减小。因此DL-7规管在1—10−2Pa 范围测量时发射电流选择小于50µA。
快乐语文网站（2）高压强时，电子与气体分子碰撞频繁，将会失去能量。这些电子的电离几率下降。这样离子流随压强的增加将达到峰值，然后下降。对于BA计，离子流的峰值大约出现在大于10Pa处。
（3）钨灯丝在高温时易氧化烧断。为使BA计能测更高压强，应选择抗氧化能力强的材料。DL-7规管
阴极选择敷氧化钇的铱丝。这种灯丝甚至在突然暴大气时，也不会烧坏。
（4）玻壳ＢＡ计规管系数的突变。既当气体压强高于某一数值时，玻壳ＢＡ计会有两个稳定的规管系数。这个现象早就有人发现[７]。下面较详细地研究规管系数的突变过程。
二、ＤＬ－７规管在高压强的特性
（１）ＤＬ－７规管在高压强端离子流与压强的关系曲线
离子流与压强的关系在高压强端如图１所示。当压强达到一定值时离子流突变。压强上升时，沿ＡＢＣＤ变化；压强下降时，沿ＤＣＥＦＡ变化。这样图中阴影部分存在两个规管系数，即一个离子流值对应两个压强值。因此我们由离子流不能辨别究竟是哪除湿胃苓汤
个压强值。实验还发现，随着电子加速电压的提高，这两个规管系数的区域向低压强的方向移动。电子加速极电压越高，规管系数跳动幅度值越大。电子加速极电压为１００Ｖ时，高规管系数值是低规管系数值得３倍多，而当电子加速极电压为４０Ｖ时，高规管系数值是低规管系数值得１.３倍。并且，电子加速极电压越高，规管系数有双值的范围越宽。当电子加速极电压为１００Ｖ时，有双值的范围从1.3×10-2Pa到2.3×10-1Pa ，超过一个数量级；６０Ｖ时，从1.6×10-1Pa到5.3×10-1Pa，小于一个数量极；而４０Ｖ时，从１.３３Ｐａ到２.６６Ｐａ，范围更窄，有些规管在这个电压时甚至不 发生跳变。规管系数的突变，对于不同的规管带有偶然性，突变的位置各不相同，甚至有些规管不存在突变。即使是同一只规管，甚至在除气前后，规管系数的突变情况也不一样。这种突变的原因如下：由于ＤＬ－７是玻璃外壳ＢＡ计结构，玻壳暴露在放电空间，玻壳电压会发生突变。玻壳电压的变化引起规管系数的变化。这种变化可以从以下实验看到。我们在规管外壳的内壁用氯化亚锡制备导电层，给导电层加上不同的电压，发现收集极离子流跟着变化。
三大改造图２示出玻壳上导电层电压与离子流的关系曲线。由曲线可见，当玻壳导电层电压高时，离子流下降。这是由于玻壳导电层为高电压时，从阴极发射的电子，有一部分打到导电层上，这部分电子电离产生的离子不能越过带正电位的栅网而被离子收集极
收集，因而对收集极的离子流没有贡献，并且玻壳导电层的电压改变了电子运动的轨迹，使电子电离的数量下降，因为在玻壳为低电位时，电子可以通过栅网来回振荡，电离数量较大。因此我们可以认为，在高压时离子流突然下降是由于玻壳电压突然上升所致。在高真空时，玻壳为阴极电压。
由图２可见，这时规管系数较大。如果玻壳稳定在较高电压，因为玻壳是绝缘的，所以必然在此电压下，入射电子应等于离开玻壳的次极电子及入射离子之和，即到达玻壳的净电流为零。先用带有导电层的规管做实验，测量导电层的电流与电压的关系。规管工作在阴极电压５０Ｖ，电子加速极对地电压２００Ｖ的情况。图３中曲线１为压强6.7×10-2Pa的曲线。电流正表示电子流向导电层的方向。这时压强较低，离子流较小。在导电层电压较低时，随着电压的上升电流上升。这是由于在电压上升时，流到电子加速极及导电层的电子流的分配改变的缘故。到达Ａ点，随着电压的上升，电流下降，这是由于入射电子能量足够高，已产生次级电子，次级电子数随入射电子能量的增大而增大，这样离开导电层的次级电子增多。这时出现“负阻”现象。图３中曲线
信用风险１不存在净电流为零的点。当到达Ｂ点，在导电层的电压很高时，所产生的次级电子中回到导电层的增多，所以随着电压的上升，电流又开始上升。有曲线可见整个曲线的电流为正值，
即在任何电压下，入射电子流大于离子流与离开导电层的次级电子流之和。
图３中曲线２为压强１.３３Ｐａ的曲线。曲线与横坐标相交于Ｃ，在电压小于Ｃ点电压时，电流为负
值，这表示由于压强较高，离子流较大，离子流与离开导电层的次级电子之和大于入射电子流，当电压超过Ｃ点电压，净电流为正值。对于有导电层的规管，导电层的电压可以为任意值。但是对于绝缘玻壳规管，玻壳的电压只可能对应于到达玻壳的净电流为零的电压。所以在高真空时，玻壳只能是阴极电压，而当压强足够高时，玻壳可以稳定在较高电压，即相应于图３曲线２的Ｃ点。这样规管系数就发生突变，从较高值降为较低之。当压强再次降低时，玻壳电压只能稳定在阴极电压，规管系数又回到较高数值。压强值在
6.7×10-2Pa至１.３３Ｐａ之间，相应的曲线连续分布在曲线１与２之间。在压强从低逐渐升高时，只有当相当于曲线１的峰值Ａ降到横坐标以下时，玻壳才可能跳到较高电压。而当压强从高再逐渐降低，需相当于曲线２的谷值Ｅ达到横坐标以上时，玻壳就从高电压跳到阴极电压值。显然玻壳从低电压跳到高电压与从高电压跳到低电压不对应相同的压强值，这就说明图２曲线的跳动有一个范围，而不是从同一压强值跳上或跳下。
（２）ＤＬ－７规管在高压强时离子流与电子加速电压的关系曲线
广西岑溪中学电离规在高真空时，离子流与加速极电压之关系曲线类似于电离效率与电子能量之关系。图４示出ＤＬ－７在7.6×10-3Pa时离子流与电子加速极电压的关系曲线。在更低压强，曲线的形状都相似，可是在高压强，曲线形态就显著不一样。
图５示出ＤＬ－７规管在高压强时相应的曲线。显然，离子流在一定的电压下出现突变，并且电压在上升与下降的过程，突变的位置不同。为了理解产生突变的原因，还借助于带有导电层的规管。图６示出带有导电层的规管的导电层电流与导电层电压之间的关系，压强为１.３３Ｐａ，阴极电压为５０Ｖ。纵坐标电流正值表示电子流流向导电层方向。当电子加速极电压为１５０Ｖ、导电层电压为阴极电压时，电流为零。对于没有导电层的玻壳规管，玻壳只能平衡在净电流为零的电压。也就是说，当电子加速极电压较小时，玻壳应平衡在阴极电压值，因而规管系数较大；当电子加速极电压大时，玻壳应平衡在较高电压，故规管系数较小。这样就解释了当电子加速极电压高到一定值时离子流就突然减小的现象。
由图５可见，在电子加速极电压较高并且压强较高时，会发生离子流的跳动，因而规管系数会不稳定。但是从以上曲线见到，在电子加速极电压较低时，虽然离子流随电子加速极电压的上升而上升，但是，在不同的压强下，曲线都是相似的，不发生突变现象。
ＢＡ规在高真空工作时，离子流与电子加速极电压之间的关系是稳定的。在低真空时，如果电子加速极电压较高，离子流与电子加速极电压的关系会出现不稳定现象，即发生离子流的突变。可是电子加速极电压较低时，曲线是稳定。因此ＢＡ规在高压强使用时，应选择低的电子加速极电压，这样稳定性好。ＢＡ规在高真空使用时，选择较高的电子加速极电压，这样规管系数较高，离子流随电子加速极电压的变化小，因而对电压稳定性要求低。ＤＬ－７规管的电参量正
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议