penning

Se basa en el principio de la medida de una corriente iónica producida por una descarga de alta tensión. Los electrones desprendidos del cátodo toman un movimiento en espiral al irse moviendo a través de un campo magnético en su camino hacia el ánodo (algo parecido ocurre en el interior de una bomba iónica, en cuyo interior hay multitud de celdas Penning). El movimiento en espiral da lugar a que el camino libre medio entre electrones sea mayor que la distancia entre electrodos. Por consiguiente, aumenta la posibilidad de colisiones con las moléculas del gas presente, lo que da lugar a una mayor corriente iónica y de este modo la descarga catódica se mantiene a una presión más baja, o sea a un vacío más alto.

Cuando se establece la descarga predominan los electrones que ionizan los átomos de gas, generando  iones positivos que no se ven afectados por el campo magnético, viajando directamente al cátodo. La tasa de ionización depende de la densidad molecular y de la corriente de iones, siendo proporcional a la misma en un rango < 10E-6 y 10E-3 mbar.

A 10E-4mbar se produce una descarga luminiscente que desaparece en el rango inferior del medidor (10E-7mbar), ya que no hay ionización suficiente para mantenerla. La sensitividad típica es 10A por mbar para nitrógeno, por lo que para una corriente típica de 1mA a 10E-4mbar, no es necesario utilizar ningún amplificador de corriente, lo cual hace que sea mucho más cómodo y barato de utilizar que un medidor tipo Bayard-Alpert.

Este tipo de medidor, es de tipo indirecto, ya que la lectura de la presión es dependiente del tipo de gas. A presiones menores a 10E-5mbar la lectura en el rango de presión es lineal. Para otros gases distintos al aire (nitrógeno), hay que convertir el valor de la presión en función de la sensitividad.

Disponemos de medidores de vacío combinados tipo Pirani-Penning, de la marca Pfeiffer, modelo PKR 261/251, montados sobre brida DN40CF y con rango de medida comprendido entre 1000mbar y 5∙10E-9mbar.

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© Jesús Manuel Sobrado Vallecillo (www.txus.es)