專利名稱：電離真空計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種真空測(cè)量?jī)x器，尤其指一種測(cè)量高真空的電離真空計(jì)。
背景技術(shù)：
高真空的獲得和測(cè)量技術(shù)在生產(chǎn)、科研和高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有著重要和廣 泛的用途。電離真空計(jì)是用來測(cè)量高真空的真空度測(cè)量?jī)x，它在社會(huì)和高校應(yīng) 用很廣泛。公知的電離真空計(jì)由電離規(guī)管、電離規(guī)管工作電源、電纜線、離子 電流放大器(為直流放大器)、真空度顯示表頭等構(gòu)成。電離規(guī)管通過其開口與 被測(cè)空間氣體相連，當(dāng)被測(cè)空間真空度提高后，電離規(guī)管內(nèi)的真空度也提高， 使電離規(guī)管內(nèi)的氣體變少，可被電離的空氣分子變少，從而使離子電流變小， 電流表頭上的示數(shù)減小，顯示的真空度就提高。但是，當(dāng)被測(cè)空間真空度很低 時(shí)，電離規(guī)管內(nèi)的空氣較多，氧氣也就多，而電離規(guī)管的燈絲在工作時(shí)發(fā)光， 溫度很高，這樣很快就會(huì)因燈絲氧化而燒斷，燒壞了電離規(guī)管。所以這種原因 引起的燒壞電離規(guī)管事故時(shí)有發(fā)生，尤其是高校大學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)由于首次接 觸該儀器，不熟悉操作，更易燒壞電離規(guī)管。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種高可靠性、不易燒壞電離規(guī)管、帶有自動(dòng)保 護(hù)電路的電離真空計(jì)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括包含電離規(guī)管、電離規(guī)管工作電源、
電纜線、離子電流放大器、真空度顯示表頭、電源6提供電離規(guī)管和離子電流 放大器所需要的各種電源，電離規(guī)管的燈絲供電電路串聯(lián)有自動(dòng)保護(hù)開關(guān)。自 動(dòng)保護(hù)開關(guān)與自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路相關(guān)聯(lián)(例如通過繼電器的電磁力使兩者 之間相關(guān)聯(lián))。自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路由離子電流檢測(cè)電路、直流放大器、可調(diào) 式觸發(fā)器、繼電器控制三極管推動(dòng)電路、繼電器等構(gòu)成。自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電 路的控制源信號(hào)來自于電離規(guī)管的收集極或柵極，放大器為直流放大器，直流 放大器和觸發(fā)器的輸入端與可變電阻的滑動(dòng)端相接，以保證輸入電平可調(diào)。
由于本實(shí)用新型在電離規(guī)管的燈絲供電電路串聯(lián)有自動(dòng)保護(hù)開關(guān)，自動(dòng)保 護(hù)開關(guān)與自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路相關(guān)聯(lián)，有效地防止了因真空度不高導(dǎo)致的燈 絲氧化而燒壞電離規(guī)管的缺陷。 一旦真空度不高就會(huì)引起電離規(guī)管的離子電流 較大，從而使自動(dòng)譚護(hù)開關(guān)自動(dòng)斷路，保護(hù)了電離規(guī)管的燈絲不被燒壞。電離 規(guī)管比較貴重，且更換麻煩，尤其是高校大學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)如果中途電離規(guī)管 燒壞，則前功盡棄，要重新花費(fèi)很多時(shí)間更換電離規(guī)管并重新抽真空，大多數(shù) 情況下甚至無時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)經(jīng)費(fèi)，而本實(shí)用新型則很好地解決了這個(gè)難題。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步地詳述

說明書附圖是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

在說明書附圖中，電離規(guī)管的玻璃殼1的開口 5與被測(cè)容器的空間是相通 氣的，其內(nèi)部包含燈絲2、柵極3、收集極4、電源6。電源6分別給燈絲2 (在 正常情況下，繼電器J的開關(guān)JK是常通的)、柵極3、收集極4提供各自需要 的電壓。離子電流檢測(cè)可變電阻R的右端與自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路ll (即虛線 框起來的那部分電路)的"地"相連。離子電流放大器7將來自于電離規(guī)管收 集極的離子電流放大，去推動(dòng)顯示表頭8 (用機(jī)械指針式或數(shù)字顯示表頭都可 以)，真空度越高，可被電離的空氣分子越少，離子電流越小，使顯示表頭8的 讀數(shù)也越小，真空度就越高，氣壓也越低。由于電源6、離子電流放大器7、顯 示表頭8這三部分屬于公知的現(xiàn)有技術(shù)，不再詳述，只用方框圖表示。
當(dāng)真空度不高的情況下，比如電離規(guī)管內(nèi)氣壓大于O. 1333Pa情況下，離子 電流在離子電流檢測(cè)可變電阻R的滑動(dòng)端到右端部分產(chǎn)生的直流電壓通過電阻 Rl送入四路運(yùn)放集成電路LM324的第一路放大器9和外圍元件電阻R2、 R3構(gòu) 成的直流放大器進(jìn)行放大(應(yīng)加在第一路放大器9的同相輸入端)，放大后的直 流電壓通過可變電阻R4選出合適的電壓再送到由同一塊四路運(yùn)放集成電路 LM324的第二路放大器10和外圍元件電阻R5、 R6、 R7、電容C1、 二極管Dl組 成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器作為觸發(fā)信號(hào)，使觸發(fā)器由低電平翻轉(zhuǎn)為輸出高電平，該高 電平信號(hào)通過電阻R8送入三極管T，使三極管T導(dǎo)通，從而使繼電器J的線圈 有電流而產(chǎn)生電磁力，進(jìn)而使繼電器J的開關(guān)JK斷開，這樣電離規(guī)管的燈絲2 就無電流，也就不會(huì)被燒壞了；當(dāng)電離規(guī)管內(nèi)氣壓小于O. 1333Pa的情況下，離 子電流在離子電流檢測(cè)可變電阻R的滑動(dòng)端到右端部分產(chǎn)生的直流電壓變小， 從而使直流放大器輸出的電壓變小，進(jìn)而使觸發(fā)器由高電平翻轉(zhuǎn)為輸出低電平， 使三極管T截止，使繼電器J的線圈無電流而失去磁力，進(jìn)而使繼電器J的開 關(guān)JK自動(dòng)復(fù)位接通，燈絲2接通，從而自動(dòng)恢復(fù)了測(cè)量真空的功能。
本實(shí)施例的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的具體工作過程是這樣的當(dāng)二極管D1的負(fù)極電 壓變高(即離子電流變大時(shí))，并使其反向偏置時(shí)，二極管D1截止不導(dǎo)通，電 容C1就開始充電直至等于電源電壓+EC并加到第二路放大器10的同相輸入端+， 使其輸出端輸出高電平；當(dāng)二極管D1的負(fù)極電壓變低(即離子電流變小時(shí))， 并使其正向偏置時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，電容C1就放電使之接近地電位，并加到 第二路放大器10的同相輸入端+，使其輸出端輸出低電平。調(diào)節(jié)C1、 R7可改變
4充放電時(shí)間常數(shù)。R6、 R5構(gòu)成的分壓器為第二路放大器10提供負(fù)輸入端的偏 置電壓，作為比較電壓?？勺冸娮鑂和R4越滑向地電位，繼電器保護(hù)動(dòng)作需要 的離子電流就越大，對(duì)應(yīng)的真空度就越低，反之亦然。因此，要仔細(xì)調(diào)節(jié)可變 電阻R和R4，使電離規(guī)管內(nèi)氣壓大于0.1333Pa的情況下，確保繼電器保護(hù)動(dòng) 作啟動(dòng)。實(shí)際上，可變電阻R4與后面的觸發(fā)器組合成了一個(gè)可調(diào)觸發(fā)器。
本實(shí)施例主要元器件參數(shù)如下電離規(guī)管可用市場(chǎng)上常見普通的(如ZJ-2 型)，可變電阻R、 R4選1K的，電源6分別給電離規(guī)管的收集極4、柵極3提 供-25V、 200V的直流電壓(兩個(gè)電壓的"地'都是燈絲，或者說兩個(gè)電壓值都 是對(duì)燈絲而言的)，同時(shí)也給離子電流放大器7提供電源，并且電源6和+EC是 兩組獨(dú)立的電源并且不共"地"。電阻R1、 R2、 R3、 R5、 R6、 R7、 R8分別為6K、 5. 6K、 IO'OK、 3K、 12K、 0. 36K、 5, 1K。電容Cl為1 u 。 二極管Dl、 D2都為1N4007。 三極管T用型號(hào)為C8050的NPN三極管。繼電器J可用12V小型繼電器，電源 電壓+EC為+12V。四路運(yùn)放集成電路LM324的第一、二路放大器的11腳為公共 地，4腳接+EC， 3腳為第一路放大器9的同相放大輸入端接電阻R1， 2腳為反 相放大輸入端接R2、 R3，輸出端為1腳。第二路放大器10的同相輸入端為5 腳接C1、 Dl、 R7，反相輸入端6腳接R5、 R6，7腳為其輸出端接R8。
本實(shí)用新型的核心思想是在燈絲供電電路加自動(dòng)保護(hù)開關(guān)和相應(yīng)的控制電 路，自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路的輸入控制信號(hào)來自于電離規(guī)管的離子電流，因而 取用離子電流的方式可以有多種方式(例如也可以在電離規(guī)管的柵極支路串聯(lián) 電阻以取出離子電流的變化信息來等等)，自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路還可以由其他 類型的電路構(gòu)成(例如不加繼電器，改成離子電流超過規(guī)定值時(shí)，燈絲供電電 壓變?yōu)榱?；還可以用晶閘管代替繼電器；直流放大器和后面的電路還可以用其 他多種形式的電路代替等等)，但這些變化都沒有偏離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求1、一種電離真空計(jì)，包含電離規(guī)管，電纜線，離子電流放大器，電源與電離規(guī)管和離子電流放大器相接，離子電流放大器與真空度顯示表頭相接，其特征是電離規(guī)管的燈絲供電電路串聯(lián)有自動(dòng)保護(hù)開關(guān)，自動(dòng)保護(hù)開關(guān)與自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路相關(guān)聯(lián)。
2、 按權(quán)利要求l所述的電離真空計(jì)，其特征是自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路的直 流放大器輸入端接離子電流檢測(cè)可變電阻的滑動(dòng)端，輸出端接可調(diào)式觸發(fā)器， 可調(diào)式觸發(fā)器的輸出端接三極管基極，三極管的集電極接繼電器的電磁線圈。
3、 按權(quán)利要求l所述的電離真空計(jì)，其特征是離子電流檢測(cè)可變電阻與電 離規(guī)管相接。 .
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電離真空計(jì)，本實(shí)用新型在電離規(guī)管的燈絲供電電路接有自動(dòng)保護(hù)開關(guān)，自動(dòng)保護(hù)開關(guān)被自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路所自動(dòng)控制。自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路的輸入信號(hào)來自于電離規(guī)管的離子電流，這樣，當(dāng)真空度過低時(shí)，離子電流就過大，自動(dòng)保護(hù)開關(guān)控制電路就驅(qū)動(dòng)自動(dòng)保護(hù)開關(guān)斷開，從而避免了燒壞電離規(guī)管；當(dāng)真空度提高后，又可以自動(dòng)恢復(fù)。本實(shí)用新型可顯著地提高電離真空計(jì)的可靠性，減少生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)和時(shí)間的支出，提高效率。本實(shí)用新型可用于電離真空計(jì)生產(chǎn)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01L21/30GK201237545SQ20082002632
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者偉 劉, 劉安平, 健 徐, 楊學(xué)鋒, 杰 趙, 陳書來 申請(qǐng)人:德州學(xué)院