Ионизационный метод

Ионизационный метод измерения основан на использовании явления протекания электрического тока через ионизированный газ. Если находящуюся между двумя электродами газовую среду (рис.2.28) подвергнуть ионизации, то при приложении к электродам напряжения возникнет упорядоченное движение электронов и положительных ионов ионизированного газа, называемое ионизационным током. Сила ионизационного тока зависит от приложенного напряжения и, параметров газовой среды и параметров стенок камеры. Поэтому ионизационный метод можно использовать в приборах для измерения плотности и скорости потока газа, температуры, давления, для качественного и количественного анализа газов и др.

Для ионизации газа в ионизационных датчиках используется термоионная эмиссия, рентгеновские лучи, радиоактивное излучение, эмиссия положительных ионов, тлеющий разряд и т.д. В ряде случаев ионизация газа является естественным процессом, и вследствие этого преобразователи приборов упрощаются. Степень ионизации газа зависит от его температуры, поэтому ионизационный метод иногда применяют для устройства термометров. Зависимость степени ионизации от плотности и давление газа можно использовать для устройства высотомеров, вакуумметров и т.д.

Принцип действия ионизационного датчика для анализа газа ясен из рис.2.28. Поток анализируемого газа 4 поступает в ионизационную камеру 1, где под воздействием каких-либо ионизирующих процессов (например, радиоактивного облучения) ионизируется. Возникающий при этом между электродами 3 ток будет зависеть от параметров газа в ионизационной камере (плотности, скорости потока и т.д.)

Если степень ионизации газа поддерживается постоянной, то зависимость ионизационного тока i от приложенного к электродам напряжения и и параметров среды , V и Т будет

. (2.30)

Поддерживая все параметры, кроме одного, неизменными, получим зависимости , i=f(V) и i=f(T), которые могут быть использованы в качестве градировочных формул в приборах для измерения плотности, скорости и температуры.