מד ואקום יינון הוא מרכיב ליבה למדידת ואקום גבוה. הוא קובע את רמת הוואקום על ידי יינון מולקולות גז ומדידת זרימת היונים המתקבלת. בהתבסס על שיטות היינון השונות, הוא מחולק בעיקר לשתי הקטגוריות הבאות:
אֶחָד. מד ואקום יינון קתודה חם
עקרון עבודה: נימה מחוממת (קתודה) פולטת אלקטרונים תרמיונים. אלקטרונים אלה מקבלים מספיק אנרגיה כשהם עפים לעבר רשת האנודה, מתנגשים במולקולות גז ומייננים אותן. זרם היונים המתקבל נמדד באלקטרודת האיסוף; זרם זה פרופורציונלי ללחץ הגז.
יתרונות:מדידה מדויקת, יציבות טובה וליניאריות מעולה; זוהי הבחירה המרכזית למדידות ואקום גבוה.
חסרונות:
אפקט -קרני רנטגן: אלקטרונים הפוגעים ברשת האנודה מייצרים קרני רנטגן- רכות, המקרינות את אלקטרודת הקולט, מפעילה פליטת פוטו-אלקטרונים ויוצרות "זרם רקע" בלתי תלוי בלחץ. זה גורם ללחצים שנמדדו לסטות מהלחץ האמיתי תחת ואקום אולטרה-גבוה (בערך<10⁻⁸ Pa).
הסרה כימית: הטמפרטורה הגבוהה של החוט גורמת למולקולות גז תגובתיות (כגון חמצן) להתנתק ולהיספג, מה שיוצר "אפקט ואקום" המשפיע על הלחץ בפועל.
Filament burnout risk: Under higher pressures (e.g., >10⁻² Pa) או חשיפה פתאומית לאטמוספירה, חוט הליבון נוטה להתחמצנות ושחיקה.
דוּ. מד ואקום יינון קתודה קרה
עקרון עבודה: ניצול שדה חשמלי במתח גבוה- כדי לגרום לפריקה בוואקום (הקתודה הקרה אינה מחוממת), והפעלת שדה מגנטי חיצוני. אלקטרונים, תחת ההשפעה המשולבת של השדות החשמליים והמגנטיים (כוח לורנץ), עוברים תנועה סלילנית, מה שמגדיל מאוד את ההסתברות ליינון באמצעות התנגשויות עם מולקולות גז, ויוצרים פריקת פלזמה עצמית-מקיימת. זרימת היונים פרופורציונלית ללחץ.
יתרונות:מבנה חזק, ללא נימה חמה, עמיד בפני השפעה אטמוספרית, תוחלת חיים ארוכה.
אין הגבלת זרם רקע -רנטגן, המאפשרת מדידה של רמות ואקום גבוהות יותר (בדרך כלל בסדר גודל של 10⁻¹² Pa).
חסרונות:
יציבות פריקה: פריקה עלולה להיות לא יציבה בלחצים נמוכים, אפילו להפגין תופעות של "עיכוב פריקה" או "התבערה".
רגישות לזיהום: זיהום של משטח הקתודה עלול להשפיע קשות על פליטת אלקטרונים, מה שמוביל למדידות לא מדויקות.
הפרעות שדה מגנטי חזק: השדה המגנטי החזק של מד הוואקום עצמו עלול להפריע לציוד שמסביב (כגון מקורות יונים); מיקום ההתקנה דורש התייחסות מדוקדקת.
