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Betrieb
Bayard-Alpert
Pirani
24
17200137_001_C0 – (2016-10) –
4
Betrieb
4.1
Messprinzip, Messverhalten
Die ITR 200 Sx-Transmitter enthalten zwei separate Messsysteme (Heißkatode
nach Bayard-Alpert (BA) und Pirani).
Das Heißkatoden–Messsystem besitzt ein Elektrodensystem nach Bayard-Alpert,
welches auf eine niedrige Röntgengrenze ausgelegt ist.
Das Messprinzip dieses Messsystems beruht auf der Gasionisation. Die vom akti-
ven Filament (F1 oder F2, → unten) emittierten Elektronen ionisieren eine dem
Druck im Messraum proportionale Anzahl Moleküle. Der Ionenauffänger (IC) nimmt
den dadurch erzeugten Ionenstrom I
des Messinstrumentes zu. Der Ionenstrom ist vom Emissionsstrom I
und vom Gasdruck p abhängig gemäß folgender Beziehung:
+
I
= I
× p × C
e
Der Faktor C wird als Empfindlichkeit des Transmitters bezeichnet. Er wird meist
für N
angegeben.
2
Die untere Messgrenze liegt bei 5×10
mit Metalldichtung).
Damit der ganze Bereich 5×10
kann, wird im höheren Druckbereich (Feinvakuum) ein niedriger Emissionsstrom
und im Bereich niedrigen Drucks (Hochvakuum) ein hoher Emissionsstrom benutzt.
Die Emissionsstrom-Umschaltung geschieht bei abnehmendem Druck bei etwa
-6
7.2×10
mbar, bei zunehmendem Druck bei etwa 3.0×10
kann die ITR 200 Sx kurzzeitig (<2 s) von der spezifizierten Genauigkeit ab-
weichen.
Aufbau des Bayard-Alpert-Messsystems
F1/F2 Heißkatoden (Filamente)
IC
Ionenauffänger (Kollektor)
EC
Anode (Elektronenauffänger)
FS
Filamentumschaltung
Innerhalb gewisser Grenzen ist die Wärmeleitfähigkeit von Gasen druckabhängig.
Diese physikalische Erscheinung wird im Wärmeleitungs-Vakuummeter nach Pirani
zur Druckmessung ausgenützt. Als Messschaltung wird eine selbstabgleichende
Brückenschaltung verwendet (→ Prinzipschaltbild). Das eigentliche Messelement
ist ein dünner Wolframdraht. Mit einer geeigneten Regelschaltung wird der Wider-
stand des Drahtes und damit seine Temperatur konstant gehalten. Die dem Draht
zugeführte elektrische Leistung ist dann ein Maß für die durch Wärmeleitung im
Gas abgeführte Leistung und damit den Gasdruck. Das Grundprinzip der verwen-
deten selbstabgleichenden Brückenschaltung zeigt folgendes Prinzipschaltbild:
Leybold
+
auf und führt ihn dem Elektrometerverstärker
-10
mbar (Vakuumanschluss des Transmitters
-10
-2
mbar ... 10
mbar sinnvoll abgedeckt werden
F 1
F 2
FS
+
40V
(Degas 2.5V)
F 1
, der Gasart
e
-5
mbar. Beim Umschalten
IC
EC
–
–
+
200V
(Degas 250V)
EC
F 2
IC
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