Une jauge à vide à ionisation est un composant essentiel pour mesurer le vide poussé. Il détermine le niveau de vide en ionisant les molécules de gaz et en mesurant le flux d'ions résultant. Basé sur les différentes méthodes d’ionisation, il est principalement divisé en deux catégories suivantes :
Un. Jauge à vide à ionisation à cathode chaude
Principe de fonctionnement : Un filament chauffé (cathode) émet des électrons thermoioniques. Ces électrons gagnent suffisamment d’énergie lorsqu’ils volent vers la grille anodique, entrant en collision avec des molécules de gaz et les ionisant. Le courant ionique résultant est mesuré au niveau de l'électrode collectrice ; ce courant est proportionnel à la pression du gaz.
Avantages :Mesure précise, bonne stabilité et excellente linéarité ; c'est le choix courant pour les mesures sous vide poussé.
Inconvénients :
Effet de rayons X - : les électrons frappant la grille anodique génèrent des rayons X -doux, qui irradient l'électrode collectrice, déclenchant l'émission de photoélectrons et créant un "courant de fond" indépendant de la pression-. Cela fait que les pressions mesurées s'écartent de la pression réelle sous ultra-vide poussé (environ<10⁻⁸ Pa).
Élimination chimique : La température élevée du filament provoque la dissociation et l'adsorption des molécules de gaz réactifs (telles que l'oxygène), créant un « effet de vide » qui affecte la pression réelle.
Filament burnout risk: Under higher pressures (e.g., >10⁻² Pa) ou une exposition soudaine à l'atmosphère, le filament incandescent est sujet à l'oxydation et au grillage.
Deux. Jauge à vide à ionisation à cathode froide
Principe de fonctionnement : utiliser un champ électrique à haute tension-pour induire une décharge sous vide (la cathode froide n'est pas chauffée) et appliquer un champ magnétique externe. Les électrons, sous l'influence combinée des champs électriques et magnétiques (force de Lorentz), subissent un mouvement hélicoïdal, augmentant considérablement la probabilité d'ionisation par collision avec des molécules de gaz, formant une décharge de plasma auto-entretenue. Le flux d'ions est proportionnel à la pression.
Avantages :Structure robuste, pas de filament chaud, résistante aux impacts atmosphériques, longue durée de vie.
Aucune limitation du courant de fond des rayons X-, permettant la mesure de niveaux de vide plus élevés (généralement de l'ordre de 10⁻¹² Pa).
Inconvénients :
Stabilité de la décharge : La décharge peut être instable à basse pression, présentant même des phénomènes de « retard de décharge » ou d'« extinction ».
Sensibilité à la contamination : La contamination de la surface de la cathode peut gravement affecter l'émission électronique, conduisant à des mesures inexactes.
Forte interférence du champ magnétique : le champ magnétique puissant de la jauge à vide peut interférer avec les équipements environnants (tels que les sources d'ions) ; L'emplacement d'installation nécessite un examen attentif.
