书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
Penning 真空计
Penning 真空计是利用真空中的放电现象,测量中高真空领域的温度计,测量性稳定,耐用性久为其特点。

Penning 真空计构造原理
Penning 真空计利用Penning 放电现象。

通常而言,冷阴极放出的电子比热阴极少。

单纯在阴阳两极间加电压,假如压力低于0.1Pa 则不会持续放电。

为了增加电子飞行距离,从外部加磁场,这样可使在更低的压力下也可放电。

检测部如图所示,主要构造为圆筒形(或园环形)阳极。

圆板状的阴极和永久
磁铁构成。

磁力线和电极的中心轴平行设置。

阳极电压2~3kV,磁场强度约1000G。

从阴极放出的电子受洛仑兹力而做螺旋运动。

同时,轴方向的空间电压如图
C 所示。

电子被控制在势井内,于两侧的阴极之间做往返运动。

实际上的电子运动要比这种估算复杂得多。

但是,螺旋运动和往返运动使得电子的飞行距离大幅度增长。

电子最终会被阳极捕捉,但是在被捕捉之前多次和气体分子碰撞,在两阴极之间产生等离子体状态。

等离子体中的电子和阳极放出的电子一样会做螺旋
运动和往返运动,但离子因为质量较大,螺旋运动半径较大,而且在高电位空间产生,短时间内被阴极捕捉。

Penning 放电可在0.1Pa 的压力下发生。

假设电子的数量和气体压力无关,在阴极被捕捉到的离子数量(单位时间发生电离的次数=电流),则与压力及气体分子的电离断面积成正比例。

假如知道离子电流和压力的比例系数,则可知道压力值。

电离断面积依气体分子而变化,比例系数也会因气体分子而变。

市场上的真空计通常以干燥空气或氮气为标准测出比例系数。