碳纳米管阴极电离规结构的模拟优化设计 被引量：2

1

作者 张虎忠 邢正 +1 位作者 常天海 李得天 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期156-160,共5页

为了提升碳纳米管(CNT)阴极电离规的综合性能和实用性,本文利用离子光学模拟软件SIMION3D8.0和CAD建模软件构建了CNT阴极电离规的物理模型,且通过模拟计算得到不同电极结构参数对CNT阴极电离规各种性能的影响规律。研究结果表明,不同的... 为了提升碳纳米管(CNT)阴极电离规的综合性能和实用性,本文利用离子光学模拟软件SIMION3D8.0和CAD建模软件构建了CNT阴极电离规的物理模型,且通过模拟计算得到不同电极结构参数对CNT阴极电离规各种性能的影响规律。研究结果表明,不同的阴极基座直径、门极尺寸产生不同的电子运动轨迹;电子运动路径随着外屏与阳极栅网之间距离的增大先增大后减小;电子逃逸率随着门极和阳极顶部间距的减小而逐渐增大;聚焦孔直径对正离子的收集影响显著,且气相离子/电子激励脱附离子收集比率在收集孔直径约为2 mm时达到最大。故选用合适的电极结构参数能有效地提高CNT阴极电离规的总体性能,延伸其真空测量下限。 展开更多

关键词 真空测量 电离规 碳纳米管阴极 电极结构 数值模拟

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一种精确计算电离规灵敏度的模拟方法 被引量：4

2

作者 魏建平 李得天 +4 位作者 成永军 侯颖杰 葛金国 姚鹏 张虎忠 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期170-177,共8页

对电离规灵敏度进行模拟计算是预测和优化其性能的关键。提出了一种基于离散电子轨迹片段的离散化方法,用于精确计算理论灵敏度。将考虑边界条件变化的电离规工作过程的基本理论模型表示为由许多离散片段组成的时间线性电子轨道。在每... 对电离规灵敏度进行模拟计算是预测和优化其性能的关键。提出了一种基于离散电子轨迹片段的离散化方法,用于精确计算理论灵敏度。将考虑边界条件变化的电离规工作过程的基本理论模型表示为由许多离散片段组成的时间线性电子轨道。在每个微小的时间间隔内,通过构造有效电离空间计算和筛选离散的有效电子轨迹片段,并利用Binary-Encounter-Bethe模型计算电离截面。然后采用离散化方法求解电离规灵敏度,使收集效率和电离截面误差减小。热阴极和冷阴极电离规的实验和理论结果证明了该方法的有效性。理论结果与实验结果吻合较好。冷阴极和热阴极电离计的模拟偏差分别低于5.6%和4.5%。 展开更多

关键词 电离规 灵敏度 碳纳米管阴极 热阴极电离规

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热阴极电离规灵敏度的数值模拟研究 被引量：4

3

作者 魏建平 李得天 +4 位作者 张虎忠 成永军 姚鹏 马卓娅 葛金国 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期14-19,共6页

本文基于数值模拟和实验方法研究热阴极电离规的计量性能,开展了电极电压和栅网结构对Bayard-Alpert电离规灵敏度的影响研究。研究表明,随着阴极阳极电压差从50 V增加到140 V,灵敏度持续增大,之后缓慢下降,随着栅网丝间距从2 mm增加到3.... 本文基于数值模拟和实验方法研究热阴极电离规的计量性能,开展了电极电压和栅网结构对Bayard-Alpert电离规灵敏度的影响研究。研究表明,随着阴极阳极电压差从50 V增加到140 V,灵敏度持续增大,之后缓慢下降,随着栅网丝间距从2 mm增加到3.5 mm和丝径从0.4 mm减小到0.2 mm,灵敏度显著增大。采用正交分析法对电离规的结构和电压参数进行了优化,结果显示,当栅网丝径为0.2 mm,丝间距为3.5 mm,阳极电压为220 V,阴极电压为80 V时,热阴极电离规的灵敏度最大,模拟结果为0.184 Pa-1,根据优化和模拟结果进行了实验验证,实验结果为0.196 Pa-1,实验结果与模拟结果具有一致性。 展开更多

关键词 电离规 超高真空 灵敏度 真空测量

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场发射冷阴极电离规的研究进展 被引量：8

4

作者 蔡敏 李得天 +1 位作者 成永军 常鹏 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期732-738,共7页

碳纳米管冷阴极具有优异的场致电子发射特性,在电子源应用方面具有很好的前景,被认为是很有希望取代热阴极的材料之一。本文回顾了20多年来场发射冷阴极电离规的发展。内容包括微尖型场发射阴极电离规和碳纳米管场发射阴极电离规的发展... 碳纳米管冷阴极具有优异的场致电子发射特性,在电子源应用方面具有很好的前景,被认为是很有希望取代热阴极的材料之一。本文回顾了20多年来场发射冷阴极电离规的发展。内容包括微尖型场发射阴极电离规和碳纳米管场发射阴极电离规的发展,从中可以看出场发射电离规的现状和发展趋势。最后对碳纳米管超高/极高真空电离规的发展进行了展望。 展开更多

关键词 电离规 微尖阵列 碳纳米管 超高/极高真空

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基于超导磁场环境真空测量电离规磁屏蔽结构仿真研究 被引量：1

5

作者 王进伟 伊明辉 +2 位作者 林云龙 王国栋 陈长琦 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期225-229,共5页

聚变装置超导磁场环境下真空测量电离规因灯丝变形、带电粒子轨迹变化等物理机制导致真空测量精度不高,不能满足工程精确测量的需求。基于磁屏蔽的理论,构建了半封闭式和开放式的两种多层磁屏蔽结构模型,利用Maxwell有限元软件,仿真研... 聚变装置超导磁场环境下真空测量电离规因灯丝变形、带电粒子轨迹变化等物理机制导致真空测量精度不高,不能满足工程精确测量的需求。基于磁屏蔽的理论,构建了半封闭式和开放式的两种多层磁屏蔽结构模型,利用Maxwell有限元软件,仿真研究了结构材料层不同厚度和不同磁场方向等条件下磁屏蔽效能的变化规律。结果表明,屏蔽效能随铁层材料径向厚度的增加而增大,铁层材料端部厚度对其影响较小;超导材料层厚度对屏蔽效能影响较小;磁场方向角在0°~90°范围内,屏蔽效能先减后增,并在90°(屏蔽结构轴向与磁场方向平行)时达到最大值。为电离规在复杂磁场应用条件下的屏蔽结构工程设计提供了依据。 展开更多

关键词 电离规 磁屏蔽 有限元仿真 屏蔽效能

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轴向式热磁控抑制电离真空规 被引量：1

6

作者 陈建中 孙企达 郭元恒 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 1990年第4期219-222,共4页

本文提出一种在轴向式热磁控电离真空规的基础上发展的热磁控抑制电离真空规。它主要在前者的收集极前增设了一个很小的抑制极。由于其对离子收集极的残余光电流的抑制作用,在发射电流为10^(-6)A、抑制电压为-500V和工作磁场为3000e时,... 本文提出一种在轴向式热磁控电离真空规的基础上发展的热磁控抑制电离真空规。它主要在前者的收集极前增设了一个很小的抑制极。由于其对离子收集极的残余光电流的抑制作用,在发射电流为10^(-6)A、抑制电压为-500V和工作磁场为3000e时,其最低可测压强至少可达≤10^(-14)Pa。与Visser在Lafferty的热磁控规基础上提出的热磁控抑制规相比‘它除了Px外‘还具有灵敏度高、金属电极面小、结构简单、除气容易以及采用低温工作阴极等特点。它在无磁场时线性测量上限为1.33×10^(-2)Pa(发射电流为1×10^(-3)A)。 展开更多

关键词 电离真空规 热磁 收集极 控规 除气 发射电流 线性测量 测量下限 极电压 抑制作用

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能量分析器型真空电离规性能研究

7

作者 侯颖杰 张虎忠 +2 位作者 李得天 魏建平 成永军 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期126-131,共6页

电子激励脱附(ESD)效应和软X射线效应是影响电离真空计测量下限的两大重要因素。基于能量分析器研制了电离真空规,在极高真空校准装置上对其开展性能研究,包括不同压力或不同阴极发射电流下的离子流、ESD效应和软X射线影响。结果表明,... 电子激励脱附(ESD)效应和软X射线效应是影响电离真空计测量下限的两大重要因素。基于能量分析器研制了电离真空规,在极高真空校准装置上对其开展性能研究,包括不同压力或不同阴极发射电流下的离子流、ESD效应和软X射线影响。结果表明,系统压力介于10^(-8) Pa和10^(-6) Pa之间,当气体发生电离,能量分析器电压在低于阳极电压约25 V时收集极能得到最大的气相离子流。系统压力在10-7~10^(-8) Pa量级,采用2.5 mA的发射电流可得到比1 mA更大的气相离子流值。分离气相离子与ESD离子的能量筒电压差约为30 V,规管栅极除气后可降低ESD效应至除气前的37.5%。电离规的软X射线带来的本底干扰对应等效压力约为9×10^(-11) Pa。 展开更多

关键词 电离规 能量分析器 离子流 ESD效应 软X射线

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一种能用于检漏和真空测量的新型宽量程差动电离规

8

作者 孙企达 李建峰 +1 位作者 张征宇 刘幼卿 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期127-131,共5页

本文提出的一种新型宽量程差动电离规具有真空测量和检漏两种功能。它主要采用两个相同的高压强电离规(其中一个带145mL 冷阱)进行差动工作。规管采用外涂氧化钇的铱丝作阴极,其最高工作压强可达20Pa。在工作参数为V_g=165V、V_(?)=0、V... 本文提出的一种新型宽量程差动电离规具有真空测量和检漏两种功能。它主要采用两个相同的高压强电离规(其中一个带145mL 冷阱)进行差动工作。规管采用外涂氧化钇的铱丝作阴极,其最高工作压强可达20Pa。在工作参数为V_g=165V、V_(?)=0、V_f=50V 和I_(?)=50μA 及500μA 时,真空测量范围为1.33×10^(-4)～13.3Pa。用作检漏时,采用丁烷(C_4H_10)、二氧化碳、丙酮、乙醚、四氯化碳和苯等可凝性气体作示漏气体,这些气体的置换灵敏度系数分别为11、2、4.5、6.4、2和1.3。其最小可检漏率为<10^(-5)PaL/s,响应时间约3 s。此外,仪器还具有体积小、重量轻、便于携带和使用方便等特点。 展开更多

关键词 真空检漏 真空测量 差动电离规

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基于两种数值模拟方法的ASDEX电离规灵敏度研究 被引量：1

9

作者 黄俊 王国栋 +2 位作者 张航 吴俊 陈长琦 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期890-895,共6页

ASDEX电离规因其特殊的电极结构,可在高磁场、高温等离子体的聚变复杂环境下工作,被广泛应用于国内外核聚变装置。本文基于蒙特卡洛模拟法与电子路径积分法的数值模拟方法,分别研究了电极电压和磁场环境对电离规灵敏度及其电子运动轨迹... ASDEX电离规因其特殊的电极结构,可在高磁场、高温等离子体的聚变复杂环境下工作,被广泛应用于国内外核聚变装置。本文基于蒙特卡洛模拟法与电子路径积分法的数值模拟方法,分别研究了电极电压和磁场环境对电离规灵敏度及其电子运动轨迹的影响。研究表明:在无磁场条件下,随着加速栅极电压从160 V增加到430 V,灵敏度和电子平均轨迹长度先增大后减小;随着控制极电压从75 V增加到180 V,灵敏度先增加而后持续减小,电子发散程度先减小后增大。在磁场条件下,各电极的电子收集率随磁感应强度的增加急剧变化,并在0.1 T后趋于稳定。磁感应强度为0.1 T时,随着磁场偏移角度从0°增加到30°时,灵敏度缓慢衰减20%;若磁场偏移角度超过30°时,则灵敏度的衰减幅度迅速增加。 展开更多

关键词 ASDEX电离规 灵敏度 电子轨迹 磁场

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极高真空电离真空规

10

作者 李旺奎 钦菊美 +1 位作者 章其中 丁立华 《仪器仪表学报》 EI CAS 1980年第2期59-67,共9页

研制成功了三种结构的具有管型电子倍增器的电离规,企图解决低到10^(-14)托的压强测量问题。新型倍增器在极高真空测量中的应用,为解决10^(-13)～10^(15)托的测量难题提供了新的可能。

关键词 极高真空 电离真空规 电子倍增器 热阴极 本底计数 收集极 电离效率 真空测量 仪器仪表学报 导体膜

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用于强磁场的快响应真空规的研制进展 被引量：5

11

作者 王明旭 李波 +3 位作者 杨志刚 张年满 严东海 吴继红 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期219-223,共5页

研制了能在强磁场、强干扰环境下工作的快响应真空电离规(快规),用于对HL 2A装置偏滤器室和等离子体附近的中性粒子密度和通量进行原位测量。介绍了快规的结构、工作原理、设计要点以及实验结果。在无磁场的情况下,快规对气体压强的测... 研制了能在强磁场、强干扰环境下工作的快响应真空电离规(快规),用于对HL 2A装置偏滤器室和等离子体附近的中性粒子密度和通量进行原位测量。介绍了快规的结构、工作原理、设计要点以及实验结果。在无磁场的情况下,快规对气体压强的测量范围为6.4×10-6～0.15Pa,在1×10-5～0.15Pa范围内,快规收集极离子流与发射电子流之比与气压保持良好线性关系;在0 15T的磁场下,快规的规管常数未发生显著变化,在规管对称轴与磁力线的夹角小于15o时,规管常数的变化小于10%。 展开更多

关键词 强磁场 响应 电离规 干扰 等离子体物理 偏滤器 规管常数 发射电子流 离子流

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HL-2A装置偏滤器室中性气体压强规 被引量：4

12

作者 王明旭 李波 +5 位作者 杨志刚 严龙文 张年满 廖志清 严东海 郭建军 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期65-68,共4页

研制了一种可工作于强磁场、强干扰环境下的快响应真空电离规(快规)。介绍了快规的结构、原理、设计梗概和在HL 2A装置偏滤器室中原位测量中性气体压强的实验结果。无磁场时,在压强1×10-5～6×10-1Pa的范围内,快规的线性度良好... 研制了一种可工作于强磁场、强干扰环境下的快响应真空电离规(快规)。介绍了快规的结构、原理、设计梗概和在HL 2A装置偏滤器室中原位测量中性气体压强的实验结果。无磁场时,在压强1×10-5～6×10-1Pa的范围内,快规的线性度良好,H2压强的测量上限为1.5Pa,He压强的测量上限为4Pa,覆盖了目前HL 2A装置偏滤器的运行范围;快规处磁感应强度在0 6T左右时,其灵敏度约提高至无磁场下的3倍。快规的响应时间小于4ms,并且具有较强的抗干扰能力。 展开更多

关键词 HL-2A装置 偏滤器 实验结果 响应 电离规 上限 强磁场 磁感应强度 气体压强 强干扰

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电子轰击材料出气性能 被引量：6

13

作者 刘燕文 田宏 +4 位作者 朱虹 孟鸣凤 赵丽 李芬 谷兵 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期363-368,共6页

固体材料在大气中会溶解、吸附一些气体,当材料置于真空环境下,就会因气体解溶、解吸、电子轰击等而发生放气。电真空微波器件广泛应用于加速器、卫星通信、可控热核聚变、全球定位及未来军事前沿的高功率微波武器等方面,其制造过程中... 固体材料在大气中会溶解、吸附一些气体,当材料置于真空环境下,就会因气体解溶、解吸、电子轰击等而发生放气。电真空微波器件广泛应用于加速器、卫星通信、可控热核聚变、全球定位及未来军事前沿的高功率微波武器等方面,其制造过程中非常关键的步骤是真空获得。为提高微波电真空器件研制过程中的管内真空水平,本文研制了高精度真空材料放气测试装置。系统采用小孔流导法测试出气率,极限真空低于5.0×10^(-7)Pa。利用本装置进行了电子轰击材料出气的试验研究。实验表明无氧铜在脉冲电子束轰击下出气速率与电压、频率、脉宽成正比;电子轰击的材料暴露大气后,在电子束轰击下出气速率在短时间内迅速降低到以前的放气率水平。采用四级质谱仪对电子轰击时真空室内的残余气体成分进行了分析,其主要成分为H_2(2),其它成份依次为H_2O(18),N_2(28),和CO_2(44)。对电子轰击材料出气机理进行了分析。金属电离规管进行的电子轰击除气实验研究也证明了这些实验结果。因此利用热阴极或电子枪作为电子发射源,对微波电真空器件收集极、阳极等金属材料进行电子轰击除气,将是制造长寿命高可靠微波电真空器件所必要且可行的方法。 展开更多

关键词 微波真空电子器件 电子轰击 材料出气 放气速率 电离规管

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超高／极高真空测量发展综述 被引量：19

14

作者 李得天 成永军 +3 位作者 冯焱 卢耀文 赵澜 徐婕 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期522-530,共9页

本文回顾了近50多年来在超高/极高真空测量方面所取得的重要进展。内容包括热阴极电离规和冷阴极电离规的研究进展、新型室温电子源(如Spindt阴极和碳纳米管场发射阴极)和真空的激光电离测量技术在超高/极高真空测量中的应用、小型化超... 本文回顾了近50多年来在超高/极高真空测量方面所取得的重要进展。内容包括热阴极电离规和冷阴极电离规的研究进展、新型室温电子源(如Spindt阴极和碳纳米管场发射阴极)和真空的激光电离测量技术在超高/极高真空测量中的应用、小型化超高/极高真空电离规的发展以及我国在超高/极高真空测量方面的研究进展等,从中可对超高/极高真空测量的发展历史和现状有一个完整的了解。 展开更多

关键词 真空测量 电离规 X射线效应 电子激励脱附 场致发射 激光电离

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喷气Z箍缩负载的质量线密度确定 被引量：5

15

作者 邹晓兵 王新新 +1 位作者 罗承沐 韩旻 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期473-475,共3页

喷气 Z箍缩的负载参数 (如质量线密度及半径 )必须和脉冲驱动源的电流 (幅值和上升时间 )相匹配。作者利用微型快速电离规测量了喷气 Z箍缩中超音速喷嘴产生的气体负载的密度分布 ,并由此得到了负载质量线密度为 4 3μg/ cm。

关键词 质量线密度 喷气型Z箍缩 超音速喷嘴 气流密度 快速电离规 负载参数 脉冲X射线源 加速器

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HL-2A装置偏滤器室中性气体压强的初步研究 被引量：2

16

作者 王明旭 李波 +5 位作者 杨志刚 严龙文 洪文玉 曹曾 崔成和 刘永 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期265-268,共4页

HL 2A装置上首次实现了偏滤器位形放电。采用专门研制的可在强磁场和强噪声环境下工作的快响应真空电离规对偏滤器室内的中性气体压强进行了测量,给出了HL 2A装置偏滤器有关结构的基础数据。初步研究了偏滤器位形和孔栏位形放电期间偏... HL 2A装置上首次实现了偏滤器位形放电。采用专门研制的可在强磁场和强噪声环境下工作的快响应真空电离规对偏滤器室内的中性气体压强进行了测量,给出了HL 2A装置偏滤器有关结构的基础数据。初步研究了偏滤器位形和孔栏位形放电期间偏滤器室中性气体压强的特性。 展开更多

关键词 偏滤器 HL-2A装置 放电 响应 电离规 强磁场 气体压强 真空

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HL-2A偏滤器运行模式的探针测量 被引量：1

17

作者 洪文玉 严龙文 +5 位作者 钱俊 潘宇东 罗萃文 徐征宇 潘莉 袁保山 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期69-73,共5页

在HL 2A装置的偏滤器位形运行模式下,用偏滤器靶板上的平面型嵌入式静电探针阵列测量了同一环截面的内外和上下四个中性化板上的电子温度、密度、悬浮电位分布。偏滤器运行模式下的边缘电子温度高于孔栏运行模式下的边缘的电子温度。比... 在HL 2A装置的偏滤器位形运行模式下,用偏滤器靶板上的平面型嵌入式静电探针阵列测量了同一环截面的内外和上下四个中性化板上的电子温度、密度、悬浮电位分布。偏滤器运行模式下的边缘电子温度高于孔栏运行模式下的边缘的电子温度。比较了内外靶板之间的温度不对称性。给出了由18个米尔诺夫线圈信号重建获得的磁分界面,并用强磁场快速电离规测量了偏滤器室的中性气体压强变化。测量结果表明,在偏滤器运行模式下,主真空室中边缘粒子再循环降低,杂质通量水平下降。 展开更多

关键词 偏滤器 靶板 HL-2A装置 电子温度 悬浮电位 真空室 再循环 电离规 电探针 分界面

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EAST托卡马克中性气压原位测量实验研究

18

作者 周德泽 余耀伟 +3 位作者 曹斌 潘浩 左桂忠 胡建生 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期7-12,共6页

偏滤器区域的中性粒子密度及其分布,对研究等离子体与壁相互作用的物理过程具有重要意义。偏滤器区域的强磁场及强电磁干扰导致常规规管难以稳定工作,无法实现对中性粒子密度的原位测量。在EAST托卡马克装置搭建了一套热阴极电离规(快规... 偏滤器区域的中性粒子密度及其分布,对研究等离子体与壁相互作用的物理过程具有重要意义。偏滤器区域的强磁场及强电磁干扰导致常规规管难以稳定工作,无法实现对中性粒子密度的原位测量。在EAST托卡马克装置搭建了一套热阴极电离规(快规)诊断系统,并开展了中性气压原位测量研究。利用相敏检测技术,实现强磁场及强电磁场干扰中10 nA-10μA微弱信号的准确测量。在0.35 T磁场条件下完成了1×10^(-3)-1 Pa范围的气压标定,快规输出结果与气压呈现良好的线性关系。实验结果显示相同气压条件下,离子流与灯丝发射电流呈线性关系,强磁场(0.35 T以上)能够显著提高快规灵敏度。在0-1.4 T的实验条件下,快规诊断系统-均能正常工作。快规量程范围覆盖偏滤器区域中性气压变化,满足偏滤器区域中性气压原位测量需求,为EAST及未来聚变堆偏滤器物理研究提供了有力的工具。 展开更多

关键词 快速电离规管 中性气压 EAST 托卡马克 磁场

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ZCLQ型智能真空测量仪的研制

19

作者 罗强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期167-169,共3页

本文叙述以 DL— 5电离真空规为传感器 ,用单片机进行控制和测量的一种新型智能真空测量仪。该仪器的特点是采用单片机控制发射电流 ,这样 ,不仅提高了测量精度 ,而且将发射电流参入计算 ,有助于扩展量程。该仪采用了软件抗干扰措施 。

关键词 电离真空规 单片机 模糊控制 智能真空测量仪

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