Метод грубой оценки вакуума по свечению при электрическом разряде в газе

Если в какой-либо точке вакуумной системы припаять разрядную трубку, то ею можно пользоваться в качестве грубого индикатора вакуума. Разрядные трубки или разрядники могут иметь различные конструкции; однойизнаиболее удобных является стеклянная разрядная трубка, изображенная на рис. 6-33.

Разряд в трубке возбуждается путем присоединения одного из электродов к проводу от аппарата, подающего высокое напряжение высокой частоты (трансформатора Тесла); другой электрод разрядной трубки можно оставить свободным или, чтобы облегчить возбуждение электрического разряда, его можно заземлить.

Электрический разряд, возникший в газоразрядном промежутке, сопровождается свечением, по характеру которого и можно оценивать степень разрежения в вакуумной системе. В зависимости от давления в разрядной трубке свечение изменяется как по своей форме, так и по цвету.

е) при давлении в несколько сотых долей миллиметра ртутного столба и ниже свечение разряда наблюдается только у электродов; начинается свечение стенок стекла (зеленое, синее и иного оттенка в зависимости от состава стекла);

ж) при давлении порядка тысячных долей миллиметра ртутного столба свечение разряда в газе прекращается, свечение, стенок трубки ослабевает (его можно поддерживать в тех участках внутренней поверхности трубки, где нанесен слой флуоресцирующего вещества);

з) наконец, при давлении порядка 10^-4 мм рт. ст. и ниже исчезает всякое свечение (вакуум, при котором прекратилось свечение, нередко называют «черным» или «темным» вакуумом).

Описанные явления, связанные с разрядом в газе между электродами разрядной трубки, могут менять свой характер не только от давления, но и от размеров трубки, конструкции электродов, подводимого напряжения, рода и силы тока. Наконец, при всех прочих одинаковых условиях свечение разряда может иметь различный цвет в зависимости от рода газа.

Тем не менее описанный метод грубой оценки вакуума имеет весьма широкое распространение. Он дает возможность удобного наблюдения за ходом откачки, вовремя сигнализирует о наличии грубой негерметичности в вакуумной системе; он применяется и при отсутствии специальной разрядной трубки, так как любой электровакуумный прибор, присоединенный для откачки в вакуумной системе, имея металлические вводы, может играть роль разрядной трубки. В стеклянной вакуумной системе можно, возбудить свечение, правда с большим трудом, и при полном отсутствии каких-либо металлических вводов. Метод грубой оценки вакуума по свечению газа широко применяется и для отбора откачанных электровакуумных приборов, имеющих негерметичное место, через которое натек атмосферный воздух. Наконец, на применении аппарата, подающего высокое напряжение высокой частоты, и, на наблюдении за возбуждаемым им искровым разрядом разработаны методы не только выявления наличия натекания в вакуумную систему, но и обнаружения самого негерметичного места, о чем сказано- ниже.

Например, при снижении давления воздуха можно наблюдать следующие явления в разрядной трубке:

а) сначала (при высоких давлениях) не наблюдается никакого свечения; при достаточно высоком напряжении между электродами могут проскакивать искры;

б) когда давление снизится до нескольких десятков миллиметров ртутного столба, возникает видимый разряд в форме тонкой фиолетовой нити между электродами, постепенно расширяющейся по мере дальнейшей откачки;

в) при давлении в несколько миллиметров ртутного столба разряд между электродами имеет уже форму широкой розовой полосы;

г) по мере дальнейшей откачки свечение разряда проявляется по всей ширине трубки;

д) при давлении в несколько десятых долей миллиметров ртутного столба и ниже свечение начинает стягиваться к электродам трубки;