С.В. Сидоренков, студент V курса
Московский физико-технический институт
Измерение вакуума в отпаянных приборах всегда являлось проблемой для исследователей, особенно если расположение электродов конкретного прибора не позволяет использовать метод ячейки Пеннинга, магнетронный метод или инверсно-магнетронный метод [1]. Даже если расположение электродов позволяет создать аксиальное электрическое и коаксиальное магнитное поля, как того требуют вышеназванные методы, то использование внешнего магнитного поля не всегда удобно либо из-за габаритов измерительной установки, либо из-за необходимости дополнительного демонтажа отпаянного прибора, вакуум в котором измеряется, с промышленной установки [2]. Поэтому необходима методика, дающая возможность измерять давление в отпаянных вакуумных приборах, электродная система которых не позволяет использовать обычные методы, перечисленные выше.
В данной работе описывается один из возможных методов, основанный на зависимости некоторых автоэмиссионных параметров от давления.
Одним из примеров отпаянного вакуумного прибора с двумя параллельными электродами является вакуумная дугогасительная камера (ВДК), состоящая из керамического корпуса, защитного экрана и двух медно-хромовых контактов: подвижного и неподвижного. Для моделирования процессов, происходящих в ВДК, была собрана вакуумная установка, состоящая из вакуумной камеры с высоковольтным вводом и смотровым окном, двух контактов от ВДК и устройства для точного выставления расстояния между контактами. Давление в камере можно изменять, уменьшая скорости откачки, за счёт течей, имеющихся в камере.
В ходе ранних экспериментов было замечено, что положение вольтамперных характеристик, измеренных в такой системе, в координатах Фаулера-Нордгейма (зависимость ln(I/U2) от 1/U) зависит от давления в камере и с его повышением смещается в более высоковольтную область. Одним из объяснений данного явления могут быть процессы адсорбции-десорбции на поверхности контактов и, следовательно, изменение площади эмитирующей поверхности [3].
В данной работе это явление изучено более тщательно с использованием автоматического измерения вольтамперных характеристик. При измерении большого числа вольтамперных характеристик было замечено, что наклон их в координатах Фаулера-Нордгейма существенно не меняется с изменением давления и может быть принят постоянным. Это предположение позволяет, наблюдая за изменением точки пересечения прямой, экстраполирующей (при фиксированном угле наклона) вольтамперную характеристику в координатах Фаулера-Нордгейма, с осью ординат, говорить об изменении давления в камере, а также строить долговременные прогнозы.
Литература
- Шешин Е. П. Основы вакуумной техники. – Москва (2001).
- Zhao Zjyu et al. Study on Internal Pressure Measurements of Vacuum Interrupters. IEEE (2000) 775-778.
- Forbes R. G., Ultramicroscopy 79 (1999) 11-23
