[其他]高壓強電離真空規陰極保型結構

無效

• 申請號: 87210360
• 申請日: 1987-07-25
• 公開（公告）號: CN87210360U
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 郭元恒;鄭昌亮
• 申請（專利權）人: 郭元恒
• 主分類號: H01J41/04
• 分類號: H01J41/04;G01L21/32
• 代理公司: 北京大學專利事務所
• 代理人: 陳美章

該實用新型屬于真空技術領域。

現有的DL－8型高壓強電離真空規的特點是可測量到1.33×10²帕的低真空，在電極結構上其極間距離較小（參見圖1），而且要求精度較高。所用陰極是直徑0.15毫米的銥絲電泳以氧化釔，工作溫度約1000℃。由于熱脹冷縮，陰極將在工作時有伸長而變彎曲，使電極幾何結構發生變化，影響測量靈敏度的數值。為解決這個問題，現在技術是在陰極的一端串接一個彈簧，可以在不同溫度下將陰極拉直。所用彈簧由直徑0.5毫米的鎢絲制成，有兩種形狀：一種是只有一圈，固定端在側旁。另一種是三個左右螺旋圈，固定端在垂直上方（見附圖2（a）和（b））。

DL－8型高壓強電離真空規在工作中通過陰極及彈簧的電流約為3A，電極去氣時（由陰極發射電子轟擊其他電極使升溫去氣）通過陰極及彈簧的電流可升到約5A。由于原有技術中使用直徑0.5毫米鎢絲繞制的彈簧，導致兩個缺點：（1）彈簧絲粗，張力強，陰極通過大電流時，中部溫度最高處易被拉斷，（2）彈簧絲雖略粗，但電阻系數較大，長時間通過3－5A電流也會發熱到數百度，使彈簧絲退火失去彈性，造成陰極變形失效。根據國內外多年使用經驗，以上缺點是影響DL－8型高壓強電離真空規工作壽命的主要原因。

本實用新型的目的在于：（1）使彈簧的彈力適度，避免拉斷陰極的可能，又能足夠保證陰極在工作中不變形。（2）使彈簧既與陰極相連，將它拉直，彈簧本身通過的電流又可減至可忽略的程度，避免受熱退火失去彈性。

本實用新型的思想是保證DL－8工作中電極幾何結構不變，設計出能延長工作壽命的陰極保型結構。

具體的方案是（參見附圖3）

彈簧結構特征：根據實測，在工作中拉直陰極所需拉力為150克，以及考慮到某些實用中包括DL－8在內的真空系統需要烘烤到200－300℃而選用鎢絲制作彈簧。經詳細計算，選定以下主要參數：

最大負荷 P₂＝150克

外????????徑????????D＝3毫米

節????????距????????t＝1毫米

圈????????數????????n＝9

自由行程????????s＝2毫米

材????????料????????φ＝0.3毫米鎢絲

為了防止彈簧上端垂直移動時發生歪斜，在固定板上點焊一鎳管“導軌”，鎳管內徑1毫米，長度6±0.5毫米（見圖3中Sl）。

電流旁路結構特征：為避免彈簧絲在工作中流過大電流發熱退火，在彈簧下端焊接一導電性能良好的旁路電路，同時要求此旁路結構不影響彈簧上下動作。經過試驗，選定如附圖3中sh所示的螺旋形銀絲結構。其主要參數如下：

外????????徑????????4毫米

節????????距????????1毫米

圈????????數????????2

材????????料????????φ0.5毫米銀絲（經燒氫退火）

根據計算，此銀絲旁路電路的電阻只有彈簧的千分之幾（銀的電阻系數很小），因此彈簧上流過的電流被減小到原有數值的千分之幾（幾個毫安），不再發熱退火。此外，經燒氫退火處理的銀絲，有很大的柔性和塑性，對于彈簧的伸縮沒有影響。

該新型與原有結構相比具有明顯的優點及積極效果，新彈簧的鎢絲直徑較細，圈數較多，其彈性適度，不致將陰極拉斷。

新結構中彈簧上端的上下移動有鎳管“導軌”的限制，防止傾斜導致陰極有橫向位移。

新結構中增加了銀絲旁路電路，使流經彈簧的電流減小一千倍，避免在工作中受熱退火失去彈性而造成陰極的保型失效。

現有結構存在一個基本矛盾：為了彈簧彈性適度，需要減小彈簧絲直徑和增加彈簧圈數；但為避免彈簧因通過陰極電流受熱退火，又要求彈簧絲短而粗（減小電阻）。本新型采用旁路電流的辦法解決了這一矛盾。

由于DL－8的測量精度主要決定于其電極的幾何結構，以上優點的積極效果為長期保持DL－8的測量精度和延長其工作壽命。該新型研制中得到專家好評。

說明書附圖說明：

圖1DL－8型電極結構的中心部分

K－陰極，φ0.15毫米銥絲，表面上電泳一層氧化釔

A－陽極????????φ0.5毫米鉬絲

S－輔助極，φ0.5毫米鉬絲

圖2（a）、（b）兩種已有的DL－8陰極結構

K，A，S－同圖1

S_P－彈簧 φ0.5毫米鎢絲

T－支桿????????兼作陰極電流導線，φ1毫米鎳桿