Granville-Phillips Series 274 Bayard-Alpert Type Ionization Gauge
工作原理
B-A型（热阴极）规管的压力指示是基于气体分子电离产生的连续电流。氟电子由从加热的阴级以控制良好的固定速率射出并朝着带正电的栅级（阳级）加速运动。电子进入栅级和对地连接的收集极空间内。在这个空间内电子与真空系统中的气体碰撞产生正离子。然后正离子被位于柱状栅极中心轴处的接地的收集极收集。在固定的灯丝的栅级的电压和电子发射电流下，压力低于1*10-3Torr时正离子形成率直接与分子密度（压力)相关。离子流的强度在经压力单位调校的微安计上显示出来。由于压力指示是线性的，热阴级BA规管通常在压力低于1*10-3torr时被认为进行连续的压力测量是精确的。
B-A型的测量下限由这类型规管的X射线极限决定。x射线极限因不同规管设计而不同。阴级发射的电子和栅级以及其支撑网碰撞产生x射线。由于BA型的几何结构原因，仅有一小部分发射的x射线会被收集级收集。当x射线碰撞收集极丝时，收集级上会有光电子发射。x射线电流限制了测量压力范围，使其等效压力下限到10-10或10-11torr范围，取决于规管型号。早期的规管在栅极外有个柱状收集极，这种结构的规管x射线极限大约在10-8torr。当气体非常稀薄且规管所获得的电流输出几乎全部都来源于x射线光电发射时，x射线极限就决定了规管的最小压力测量值。
电极被碳氢化合物污染后会使x射线极限增加，这是因为在x射线轰击下污染表面会放出更多的二次电子。这种污染通常可以通过电极除气来消除。
优势
良好的真空压力测量，成本经济
在工业标准电极电压和宽范围的电子发射电流下（10uA到10mA）工作
在真空行业内众所周知的特性特点
离子收集极有良好的漏电屏蔽
可提供耐烧型灯丝及标准真空连接口
所有产品都可以进行电子轰击除气；一些产品可进行电阻加热除气
气体种类影响：
B-A电离规因气体种类不同会有不同的相对灵敏度。因此，其所提供的压力读值仅为所指定气体（氮气）的直接读数。叫做氮气等效压力。使用简单的数字转换可以将直接的压力读数转换成非标准气体产生的压力读值。这种转换要用到特定气体的相对规管灵敏度。在Granville-phillips274系列产品的使用说明书中有这些相对灵敏度的参考列表。
热阴极电离真空规管根据各自的规管设计都有其最佳的工作压力范围。
阴极
所有GP274真空计是钨丝阴极或者是铱丝氧化钍的阴极。其对应的优缺点列于图2.
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现象
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钨灯丝
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铱丝镀氧化钍灯丝
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突然暴露大气
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不耐受
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高耐受性
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高氧气分压力
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易氧化
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相对耐氧化
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与所测气体的化学反应
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高灯丝温度高反应率
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低灯丝温度低反应率
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灵敏度
灵敏度定义如下：
灵敏度=（离子流）/（发射电流）（压力）
（电流单位为安培。压力单位为TORR）
这一定义使得相对灵敏度与电离无关而只与规管接管有关。事实上，对于给定的规管和收集确认其可以读取的最小压力值是非常必要的。要确定这一点，必须知道收集极电位及部分的最小可读电离灵敏度。
从制造数据中得知规管灵敏度后，离子流和压力之间的关系就可以确定了。
除气
要将规管放气减少到可以忽略的程度，必须执行除气操作。玻璃规管要达到最低压力点需要在400摄氏度下烘烤一小时。
电极除气要在烘烤后再进行900摄氏度的高温加热约15分钟。
电极加热可以通过电子轰击（EB）或通过栅级加低压大电流（I2R）的方式来实现。通常，规管都装有组合栅极，即鼠笼状栅极与多个相交元件焊接在一起，这时栅极除气仅通过电子轰击方式实现。收集极也可以仅通过电子轰击方式来除气。栅极包括单螺旋结构和双螺旋结构，螺旋结构的两端都有外部连接，可以通过大电流方式除气。所有带螺旋栅极的规管也可以通过电子轰击方式进行除气。
274022，274023，274041和274042规管使用的是鼠笼是栅极，所以必须使用电子轰击除气方式。为了使裸规更试用于I2R除气方式，我们研发了2740028和274043规管。
漏电
压力测量精度取决于毫安表可以测量的电流有多低，同时也受漏电影响。漏电路径分为内部和外部。
内部和外部漏电在BA规的设计中就将其控制在最低可能值。规管收集终端在栅极端盖和阴极终端的相反端。
在底部或头部引出收集极接脚的设计比焊接管脚的设计更容易引起漏电问题。
内部漏电通常是由于钨或是氧气钍从阴极上蒸发出来造成的。
抽气作用
电离规会表现出一定的抽气作用。这主要是用于化学清除和电清除机理。通常，化学清除是用于各种清洁表面都有吸气作用。当表面趋于饱和，这种抽气作用就会减弱并达到稳定状态。在化学清除过程中，常规玻璃管规的读数会比正常值低百分之二十到五十。在1*10-9torr下抽气作用可能会持续四个小时之久。在1*10-9torr下大约要3个月后电子或离子除气才会饱和。最常用的抽气作用消除方式就是在规管和真空系统之间布置大通导连接。
在规管中的第三种抽气机理是与热阴极的化学反应。很多气体诸如氧，氮，水蒸气，及氢都会与钨中的碳发生反应。这些反应的比例取决于系统温度，并且如果选用了大通导连接则测量误差是非常低的甚至可以避免。然而，如果是在小系统中则这种气体成分的改变会比较明显。
许多中应对抽气作用的规管结构可以选择。
玻璃规管带3/4英寸接管的结构，例如274002，就有足够的通导可以使用至10-8torr范围。如果规管要用于10-10torr范围的测量则可选1英寸接管（274015）.为了补偿高速电清除作用，所有内部屏蔽的规管都应配置1英寸接管。
相对于剧烈的电离规抽气问题裸规是最佳选择。缘于裸规的外形，规管元件可以直接置于真空腔体内，因此消除规管相关的压差问题。相对规管来说，裸规的系统响应时间也大大减少。
分类
玻离管规
特点：非松陷的双丝栅极
耐烧型阴极或双钨丝阴极
接管-3/4英寸或1英寸直径，可伐，耐热玻璃或法兰可选
聂耳除气或电子轰击除气
配有标准电气接头
电子轰击除气方式的电离裸规
特点：笼状栅极
耐烧型阴极或双钨丝阴极
电子轰击除气
配有标准法兰连接
可更换阴极组件
焦耳除气或电子轰击除气方式的电离裸规
特点：
非松陷的双丝栅极
耐烧阴极
聂耳除气或电子轰击除气
配有标准电气接头
可更换阴极组件
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特性
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物理数据
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玻璃管规
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电子轰击除气方式的裸规
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聂耳除气方式的裸规
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接管
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3/4 in.（19mm）或1 in.(25mm)直径.*2 1/4 in.(57mm)长，可伐，耐热玻璃或法兰
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不适用
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不适用
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外壳
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None*7720玻璃，2 1/4 in.（57m）直径.5in.(127mm)长
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裸规，外径2 3/4英寸
CF法兰
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裸规，外径2 3/4英寸
CF法兰
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安装方向
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任意方向，垂直优先
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任意方向
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任意方向
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收集极
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钨丝，直径0.010英寸
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钨丝，直径0.005英寸
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钨丝，直径0.010英寸
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阴极
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双钨丝或单根渡氧化钍的铱丝
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双钨丝或双镀氧化钍的铱丝，可更换组件
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镀氧化钍的铱丝，可更换组件
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栅极
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难熔金属
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难熔金属
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难熔金属
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全长
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6 in.(152mm)
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4 1/8 in.(105mm)
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4 1/8 in.(105mm)
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插入长度
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不适用
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3 in.(76mm)
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3in.(76mm)
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操作数据
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对氮气灵敏度
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10/TORR
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25/TORR
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10/TORR
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常规精度
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±20%
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±20%
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±20%
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X射线极限
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约3*10-10 Torr
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约2*10-11 Torr
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约4*10-10Torr
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电子轰击除气
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最大100w
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最大40w
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最大100w通常70w
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电阻加热除气
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10A时，6.3到7.5Vac
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不适用
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10A时，6.3到7.5Vac
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烘烤
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450摄氏度
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450摄氏度
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装箱清单
Bayard-Alpert Gauge（玻璃规或裸规） 1只
使用说明书 1份
海绵包装盒 1个
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