專利名稱：電離真空計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空測量儀器，尤其指一種測量高真空的電離真空計。
背景技術：
高真空的獲得和測量技術在生產、科研和高校的實驗教學中有著重要和廣 泛的用途。電離真空計是用來測量高真空的真空度測量儀，它在社會和高校應 用很廣泛。公知的電離真空計由電離規管、電離規管工作電源、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成。電離規管通過其開口與 被測空間氣體相連，當被測空間真空度提高后，電離規管內的真空度也提高， 使電離規管內的氣體變少，可被電離的空氣分子變少，從而使離子電流變小， 電流表頭上的示數減小，顯示的真空度就提高。但是，當被測空間真空度很低 時，電離規管內的空氣較多，氧氣也就多，而電離規管的燈絲在工作時發光， 溫度很高，這樣很快就會因燈絲氧化而燒斷，燒壞了電離規管。所以這種原因 引起的燒壞電離規管事故時有發生，尤其是高校大學生在做實驗時由于首次接 觸該儀器，不熟悉操作，更易燒壞電離規管。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種高可靠性、不易燒壞電離規管、帶有自動保 護電路的電離真空計。
為了實現上述目的，本實用新型包括包含電離規管、電離規管工作電源、
電纜線、離子電流放大器、真空度顯示表頭、電源6提供電離規管和離子電流 放大器所需要的各種電源，電離規管的燈絲供電電路串聯有自動保護開關。自 動保護開關與自動保護開關控制電路相關聯(例如通過繼電器的電磁力使兩者 之間相關聯)。自動保護開關控制電路由離子電流檢測電路、直流放大器、可調 式觸發器、繼電器控制三極管推動電路、繼電器等構成。自動保護開關控制電 路的控制源信號來自于電離規管的收集極或柵極，放大器為直流放大器，直流 放大器和觸發器的輸入端與可變電阻的滑動端相接，以保證輸入電平可調。
由于本實用新型在電離規管的燈絲供電電路串聯有自動保護開關，自動保 護開關與自動保護開關控制電路相關聯，有效地防止了因真空度不高導致的燈 絲氧化而燒壞電離規管的缺陷。 一旦真空度不高就會引起電離規管的離子電流 較大，從而使自動譚護開關自動斷路，保護了電離規管的燈絲不被燒壞。電離 規管比較貴重，且更換麻煩，尤其是高校大學生在做實驗時如果中途電離規管 燒壞，則前功盡棄，要重新花費很多時間更換電離規管并重新抽真空，大多數 情況下甚至無時間完成實驗，費時、費力、費經費，而本實用新型則很好地解決了這個難題。
下面結合實施例對本實用新型做進一步地詳述
說明書附圖是本實用新型的電路結構圖。
具體實施方式
在說明書附圖中，電離規管的玻璃殼1的開口 5與被測容器的空間是相通 氣的，其內部包含燈絲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。離子電流檢測可變電阻R的右端與自動保護開關控制電路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將來自于電離規管收 集極的離子電流放大，去推動顯示表頭8 (用機械指針式或數字顯示表頭都可 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有技術，不再詳述，只用方框圖表示。
當真空度不高的情況下，比如電離規管內氣壓大于O. 1333Pa情況下，離子 電流在離子電流檢測可變電阻R的滑動端到右端部分產生的直流電壓通過電阻 Rl送入四路運放集成電路LM324的第一路放大器9和外圍元件電阻R2、 R3構 成的直流放大器進行放大(應加在第一路放大器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 成的單穩態觸發器作為觸發信號，使觸發器由低電平翻轉為輸出高電平，該高 電平信號通過電阻R8送入三極管T，使三極管T導通，從而使繼電器J的線圈 有電流而產生電磁力，進而使繼電器J的開關JK斷開，這樣電離規管的燈絲2 就無電流，也就不會被燒壞了；當電離規管內氣壓小于O. 1333Pa的情況下，離 子電流在離子電流檢測可變電阻R的滑動端到右端部分產生的直流電壓變小， 從而使直流放大器輸出的電壓變小，進而使觸發器由高電平翻轉為輸出低電平， 使三極管T截止，使繼電器J的線圈無電流而失去磁力，進而使繼電器J的開 關JK自動復位接通，燈絲2接通，從而自動恢復了測量真空的功能。
本實施例的單穩態觸發器的具體工作過程是這樣的當二極管D1的負極電 壓變高(即離子電流變大時)，并使其反向偏置時，二極管D1截止不導通，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；當二極管D1的負極電壓變低(即離子電流變小時)， 并使其正向偏置時，二極管D1導通，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。調節C1、 R7可改變
4充放電時間常數。R6、 R5構成的分壓器為第二路放大器10提供負輸入端的偏 置電壓，作為比較電壓。可變電阻R和R4越滑向地電位，繼電器保護動作需要 的離子電流就越大，對應的真空度就越低，反之亦然。因此，要仔細調節可變 電阻R和R4，使電離規管內氣壓大于0.1333Pa的情況下，確保繼電器保護動 作啟動。實際上，可變電阻R4與后面的觸發器組合成了一個可調觸發器。
本實施例主要元器件參數如下電離規管可用市場上常見普通的(如ZJ-2 型)，可變電阻R、 R4選1K的，電源6分別給電離規管的收集極4、柵極3提 供-25V、 200V的直流電壓(兩個電壓的"地'都是燈絲，或者說兩個電壓值都 是對燈絲而言的)，同時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。
本實用新型的核心思想是在燈絲供電電路加自動保護開關和相應的控制電 路，自動保護開關控制電路的輸入控制信號來自于電離規管的離子電流，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管的柵極支路串聯 電阻以取出離子電流的變化信息來等等)，自動保護開關控制電路還可以由其他 類型的電路構成(例如不加繼電器，改成離子電流超過規定值時，燈絲供電電 壓變為零；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用新型的實質。
權利要求1、一種電離真空計，包含電離規管，電纜線，離子電流放大器，電源與電離規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，其特征是電離規管的燈絲供電電路串聯有自動保護開關，自動保護開關與自動保護開關控制電路相關聯。
2、 按權利要求l所述的電離真空計，其特征是自動保護開關控制電路的直 流放大器輸入端接離子電流檢測可變電阻的滑動端，輸出端接可調式觸發器， 可調式觸發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、 按權利要求l所述的電離真空計，其特征是離子電流檢測可變電阻與電 離規管相接。 .
專利摘要本實用新型公開了一種電離真空計，本實用新型在電離規管的燈絲供電電路接有自動保護開關，自動保護開關被自動保護開關控制電路所自動控制。自動保護開關控制電路的輸入信號來自于電離規管的離子電流，這樣，當真空度過低時，離子電流就過大，自動保護開關控制電路就驅動自動保護開關斷開，從而避免了燒壞電離規管；當真空度提高后，又可以自動恢復。本實用新型可顯著地提高電離真空計的可靠性，減少生產、科研、實驗教學經費和時間的支出，提高效率。本實用新型可用于電離真空計生產領域。
文檔編號G01L21/30GK201237545SQ20082002632
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月25日 優先權日2008年7月25日
發明者偉 劉, 劉安平, 健 徐, 楊學鋒, 杰 趙, 陳書來 申請人:德州學院