[發明專利]電離規

有效

• 申請號: 201310722318.6
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103762146A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 李得天;張虎忠;成永軍;張滌新;馮焱;習振華;趙瀾;王永軍
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: H01J41/02
• 分類號: H01J41/02;G01L21/30
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 孟阿妮

技術領域

本發明涉及真空測量領域，尤其涉及一種電離規。

背景技術

工藝隨著科學技術迅猛發展，高新技術領域對極高真空測量提出了更高的要求，尤其是航空航天、高能物理、表面科學等高新技術領域，對真空測量提出了更加迫切的要求。

傳統電離規包括陰極、陽極及離子收集極三個基本的組成部分。電離規的工作原理是，電子從陰極發射出來，在陽極區域往返運動過程中對氣體分子進行電離，電離產生的氣相離子流I_c被收集極接收并被探測，往返運動的電子最終被陽極接收形成陽極電流I₊，以上參數和環境真空度P的關系為：

P=S·IcI+---(1)]]>

其中，S是電離規的靈敏度，靈敏度是電離規的固有性質，提高靈敏度是延伸真空測量下限的重要思路之一。其中，靈敏度計算公式為：

S=LσkT---(2)]]>

L表示電子運動軌跡長度，σ表示電離幾率，k表示波爾茲曼常數，T表示熱力學溫度。

Dong?Changkun等提出了一種碳納米管陰極電離規（請參見“Field?emission?based?sensors?using?carbon?nanotubes”，Ph.D.Dissertation?(Virginia:Old?Dominion?University),P123,2004）。如圖1所示，具有陰極基座1’、碳納米管薄膜2’、門極3’、陽極柵網4’、聚焦孔5’、發射極6’、收集極7’，這種結構的真空度測量下限達到了10^-8Pa量級，但是此電離規的結構特征使其靈敏度太小，約為0.03Pa^-1，限制了真空測量下限的進一步延伸，使其仍然不能滿足空間技術、高能物理、表面科學等各領域的實際應用。

發明內容

在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明提供一種電離規，具有高靈敏度。

為了實現上述目的，本發明提供了一種電離規，包括：陰極；門極、聚焦極孔板、離子收集極，依次設置在所述陰極下方，所述門極呈網狀結構；球網電極，設置在所述聚焦極孔板與所述離子收集極之間，所述球網電極內部還設置有陽極環，所述球網電極呈網狀的球形結構；所述陰極透過所述門極的網孔、聚焦極孔板、球網電極的網孔以及陽極環與所述離子收集極相對。

相比于現有技術，本發明的有益效果在于：網電極采用球形結構，其形成的電場具有更良好的對稱性和均勻性；陽極環、球網電極之間電位不同，共同作用形成馬鞍形電場，該電場的形狀可以使電子在本發明的電離規中運動軌跡的長度變大，根據上述公式（1）和（2）可以得知，因為運動軌跡長度變大，提高了電離規的靈敏度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術電離規的示意圖；

圖2為本發明電離規的示意圖；

圖3為本發明電離規中陰極部分的放大圖；