圓筒型電離規的測量下限約為1×,如果低于此壓力,由于X射線的作用,會使離子流I+與壓強p之間的關系嚴重偏離線性。
電離規的柵極在接受具有一定能量的電子流以后,要發射軟X射線,此軟X射線照射到離子收集極上,又引起收集極發射電子流Ix,由于這部分電子流的方向與離子流I+的方向相反,所以在離子流測量回路中疊加了一個與壓力無關的剩余電流Ix,這就是所謂的電離規的x射線效應。因為與圓筒型電離規中的剩余電流Ix相對應的等效壓力Px(Px=妻愛) 約為1× Pa,所以用圓筒型電離規測量1×的壓力時將引起10%的誤差(即偏離線性10%)。
1950年發明的B-A規(圖11-43)采用直徑為O.1mm的細鎢絲作離子收集極,使接受X射線的面積降低了1000倍,因而使光電流Ix也降低了1000倍。此外,這種結構把離子收集極裝在柵極中心,把燈絲裝在柵極外側,在柵極和收集極之間形成對數曲線分布的電場,進入柵極空間的電子能在柵極和收集極之間的99%韻空間內產生電離作用,從而提高了電子電離氣體的效率,也就提高了規管常數。這種結構雖然使離子收集極面積減小了1000倍,但是規管常數基本上仍與圓筒型相近,所以B-A規的測量下限能延伸到Pa。
圖11-43 B-A規
圖11-44給出了B-A規和圓筒型電離規中的電位分布情況,由此圖可知B-A規中的有效電離電位空間要比圓筒型電離規中大得多。
(a) (b)圖11-44 BA規和圓筒型電離規中電位分布
(a)B-A規;(b)圓筒型電離規。
圖11—45 Ic=f(Vg)曲線;(a)圓筒型電離規;(b)B—A規
圖11-45為離子收集極電流Ic與柵極電壓Vg的關系曲線(Ic=f(Vg)曲線),
式中 A-收集極面積;
Vg——柵極電壓。
從圖11-45中的曲線可知,在較高壓力下,隨Vg增大,Ic=f(Vg)曲線出現峰值,這說明I+是Ic的主要部分,這是Ic=f(Vg)呈指數曲線。在很低的壓力下,隨Vg增大,Ic=f(Vg)呈指數曲線,這說明Ix已成為Ic的主要部分。比較兩規的Ic=f(Vg)曲線可知,對于圓筒型電離規,在壓力為時已呈指數曲線;而對于B-A規,直到壓力低到才呈指數曲線。從Ic=f(Vg)的指數曲線外推到工作電壓Vg=150V,可找出與Vg對應的Ic值,此Ic值就是剩余電流Ix的近似值。
圖11-46為我國生產的幾種B-A規的結構