一种电离-真空测量单元包括：a)带有用于待测量的真空的测量接口(8)的可抽真空的壳体(10)；b)外部的第一电极和内部的第二电极(3,4)，其以共同地轴线(7)彼此同轴地且相间隔地布置，由此在这两个电极之间构造有测量室(20)，其与测量接口(8)连通；c)电压源(16)，其与电极(3,4)相连接；d)电流测量器件(17)，用于评估在电极(3,4)之间构造的放电电流；e)至少一个永磁体环(1)，其包围电极(3,4)的同轴组件，带有径向于轴线取向的磁化方向(13)且带有包围该永磁体环(1)的软磁轭(2)，其中，轭(2)在轴向上在两侧引导远离永磁体环(1)并且在与永磁体环(1)的预设的间距(d)之后在两侧上在径向上朝向轴线(7)和第一电极(3)来引导，这样使得轭(2)在两侧、与永磁体环(1)相间隔地构造两个环形的极(9a,b)，永磁体环(1)的场线的至少一部分经由其在测量室(20)内穿过电极(3)地闭合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种电离-真空测量单元包括：a)带有用于待测量的真空的测量接口(8)的可抽真空的壳体(10)；b)外部的第一电极和内部的第二电极(3,4)，其以共同地轴线(7)彼此同轴地且相间隔地布置，由此在这两个电极之间构造有测量室(20)，其与测量接口(8)连通；c)电压源(16)，其与电极(3,4)相连接；d)电流测量器件(17)，用于评估在电极(3,4)之间构造的放电电流；e)至少一个永磁体环(1)，其包围电极(3,4)的同轴组件，带有径向于轴线取向的磁化方向(13)且带有包围该永磁体环(1)的软磁轭(2)，其中，轭(2)在轴向上在两侧引导远离永磁体环(1)并且在与永磁体环(1)的预设的间距(d)之后在两侧上在径向上朝向轴线(7)和第一电极(3)来引导，这样使得轭(2)在两侧、与永磁体环(1)相间隔地构造两个环形的极(9a,b)，永磁体环(1)的场线的至少一部分经由其在测量室(20)内穿过电极(3)地闭合。【专利说明】电离-真空测量单元
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的电离-真空测量单元(Vakuummesszelle)。
技术介绍
已知使用气压测量单元用于真空测量，其基于利用较冷的阴极的气体放电的原理。这样的测量单元也被称为冷阴极-电离真空计或者还被称为Penning单元。在这样的测量单元中在两个电极(阳极、阴极)之间来施加足够高的直流电压，由此可点燃且维持气体放电。放电电流则那么是对待测量的压力的度量。在放电路段的区域中构造的磁场在螺旋式的轨迹上将电子在其路径上从负的电极(阴极)引导至正的电极(阳极)，由此延长电子的轨迹。在此提高击中气体微粒的可能性并且改善电离度。由此实现，放电可在较宽的压力范围上点燃并且表现稳定且可再现。真空测量仪(其基于利用冷阴极的气体放电的原理工作)可被粗略划分成三类，其主要在电极的构造上相区别: 1.Penning-单兀: 阳极构造为环形的柱体，其包围放电空间，其中，阴极板布置在阳极环的两个端侧处。磁场线平行于阳极环的轴线延伸。2.磁控管(Magnetron)-单元: 阳极构造为空心柱体，其带有中心轴线并且带有阴极作为棒布置在中心或在轴线中。电场的场线相应地径向延伸。磁场线平行于气缸轴线延伸。3.带有反转的磁控管组件的单元: 柱体几何结构如在磁控管-单元中那样，但是带有在中心作为棒形的组件的阳极和作为空心柱体的阴极。柱体的端侧典型地也在阴极电势上。如在磁控管中那样磁场线平行于柱体轴线延伸，电场的场线径向延伸。可供待测量的气体使用的空间(其在反转的磁控管中被阴极、在磁控管中被阳极包围)也被称为电离空间。绝大多数所使用的设计是反转的磁控管的设计，因为作为Penning-单元在高真空中通常产生较稳定的测量信号，放电在较低的压力下较容易被点燃并且对于较低压力的下测量范围可被带到直至10_nmbar范围中。在柱体轴线的方向上对于维持气体放电所需的磁场在测量仪中由于必需的在直至KT1T(=IOOOGs)的数量级中的场强通过永磁体来产生，因为电磁体的功率消耗过高并且其会造成较大的结构型式。在此根据现有技术运用如下的用于反转的磁控管-单元的磁体构造: A)带有轴向磁化的环形磁体,在图1a中示意性地且示例性地示出。B)带有径向磁化的两个环形磁体，在图1b中示意性地且示例性地示出。C)带有轴向磁化的两个环形磁体，其彼此以相反的极性存在，在图1c中示意性地且示例性地示出。变体(A)是传统的变体，其带有该优点，即这样的带有轴向磁化的环形的磁体I在制造中简单且有利。与合适的由软磁材料构成的导引板相结合因此可在测量仪的电离空间中获得均匀的有效场线(Nutzfeldlinie) 14和在此磁通密度。如已提及的那样，阴极3构造成柱形并且包围放电空间或测量室20。阳极4布置在柱状的阴极3的轴线中。整个被带有相对于轴线7轴向的极性取向的环形的永磁体I包围。在图1a中北极以N标明而南极以S标明。在该组件内可相应来交换极性。在端侧，柱状的阴极(指向轴线7)可具有另外的电极面，其在相同的电势上并且将电子附加地反射回到放电空间中。放电空间具有至少一个开口，其向外与待测量的真空空间P连通。这样的测量单元在那里典型地被构造为可松开的法兰连接。变体(B)具有径向磁化的彼此在轴向上相间隔的两个环，其经由由软磁材料构成的环形的轭2相连接用于磁性回路的导通(Rueckschluss)。与变体(A)相比,变体(B)朝向外、尤其在径向上具有更小的漏磁场(Streufeld) 15。所产生磁场15的一部分在电离空间之外闭合并且形成漏磁场15并且其不有助于有效场。这样的外部漏磁场15是不利的，因为其可干扰处于那里的仪器和过程。带有较小的向外的漏磁场15的变体(B)因此就此而言是有利的。但是这也意味着，对于在电离空间中相同的通量密度必须更少地使用永磁材料。根据在文件EP O 611 084 Al(其公开了变体(B))中Lethbridge的建议，代替径向磁化的环也可使用环部段，其那么产生径向指向的场。变体(C)由Drubetsky&Taylor文件US 5，568，053提出。其引起在这两个磁体环之间的高度上关于柱体轴线改变方向的场。在柱体轴线上在该区域中场甚至是零，因为这两个磁体的通量密度互相抵消。该组件的优点是在给定的在测量室中的通量密度要求下与变体(A)相比更小的漏磁场。但是漏磁场总是还值得注意地存在并且尤其当在测量室中应产生较强的有效场时可干扰，那么外部漏磁场相应地也变得更强并且进一步进入外部区域中。变体(A)的缺点是相对强的通量密度，其伸至电离室和甚至整个测量单元组件之外并且在那里作为漏磁场15出现，如这在图1a中所示。这对位于附近的仪器和对过程有不利的影响，其在典型的应用类型中可在测量单元较近的周围发生，尤其在以电荷载体或电离的气体来运行的过程中。通过在电离室之外、在这两个环形磁体I之间通过由软磁材料构成的轭或导引板2的布置来形成磁通，利用变体(B)虽然减小了这样的漏磁场15。然而此外由于在极N、S之间的磁分路(Nebenschluss)在这两个环形磁体I的每个中形成显著干扰的外部漏磁场15，如在图2b中所示。在变体(C)中由于较小的、不在垂直于电场轴线的磁通密度，气体放电在这两个磁体环之间的高度上在中心较小并且测量单元体积的一部分相应地保持未使用。此外由在磁体的外侧上的磁分路得出不可忽略的干扰的漏磁场15，如这在图1c中所示并且其近似类似于这之前已对根据图1a的变体(A)所阐述的那样。
技术实现思路
本专利技术的目的是排除现有技术的缺点。本专利技术尤其提出提供一种磁场构造供冷阴极-电离-真空测量单元使用的目的，其包含磁控管组件并且在其中显著减少或者甚至基本上完全避免在测量单元之外的干扰的漏磁场。测量单元此外应可探测较大的待测量的压力范围并且可靠且可再现地工作。此外其应可紧凑地且经济地制造。在这种类型的电离-真空测量单元中根据权利要求1的特征部分的特征来实现该目的。从属权利要求涉及本专利技术的有利的另外的设计方案。根据本专利技术的电离-真空单元包括: a)可抽真空的壳体，其带有用于待测量的真空的测量接口(Messanschluss), b)第一电极和第二电极，其彼此大致同轴地且相间隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电离‑真空测量单元，其包括：a)可抽真空的壳体(10)，其带有用于待测量的真空的测量接口(8)，b)第一电极和第二电极(3, 4)，其彼此大致同轴地且相间隔地布置并且带有共同的轴线(7)，由此在这两个电极之间构造有测量室(20)，其与所述测量接口(8)连通地布置，其中，所述第一电极(3)形成外部电极并且其大致具有柱状的面，c)电压源(16)，其与所述电极(3, 4)相连接，d)电流测量器件(17)，其用于评估在所述电极(3, 4)之间构造的放电电流，其中，所述放电电流形成待测量的真空压力的函数，e)至少一个永磁体环(1)，其包围所述电极(3, 4)的同轴组件，其带有大致径向于所述轴线取向的磁化方向(13)且带有包围该永磁体环(1)的软磁轭(2)，其特征在于，所述轭(2)在轴向上在两侧被引导远离所述永磁体环(1)并且在与所述永磁体环(1)的预设的间距(d)之后在两侧上在径向上朝向所述轴线(7)和所述第一电极(3)来引导，其中，该第一电极(3)形成所述电极(3, 4)的同轴组件的处在外面的电极，这样使得所述轭(2)在两侧且与所述永磁体环(1)相间隔地构造两个环形的极(9a, b)，所述永磁体环(1)的场线的至少一部分经由所述极(9a, b)在所述测量室(20)内穿过所述第一电极(3)地闭合，其中，在所述测量室(20)内在所述第一电极(3)之上优选地构造有环形的隧道式的磁场(14)。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B安德雷奧斯，
申请(专利权)人：英飞康有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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