离子基准真空计 IRG080
离子参考规 IRG080 在真空离子规类别中树立了新标准，以前所未有的精度（<1%）、重复性（<1%）和再现性（<1%）提供真正的压力测量。更换真空计时无需校准或重新调整过程。IRG080 的设计符合 ISO TS 6737 标准，是第一个适合作为参考标准的真空计 [1]。
在先进的工业生产过程和计量学中，精确而稳定的真空压力测量是一项基本功能，但却很难实现。自 20 世纪 50 年代以来，电离真空计一直为测量高真空至超高真空范围内的总压提供解决方案，尽管其天生具有多样性且缺乏标准化，但却展现了其多功能性。
离子参考规 IRG080 以其创新原理脱颖而出，在离子规领域树立了新的标准。基于电离真空计的创新理念，IRG080 将惠及需要精确真空压力测量以保证质量和成本效益生产的苛刻过程的用户，特别是半导体芯片和太阳能电池等高附加值产品的先进过程和制造业、校准和计量应用以及标准转移。
高真空和超高真空（HV/UHV）环境用于研究我们世界的基础，以及开发、鉴定和生产高附加值产品，如半导体芯片和太阳能电池。因此，精确、稳定和可靠的真空压力测量是先进的工业生产过程、校准和计量所追求的基本功能，但要求也很高。
离子参考规 IRG080 是首创的真空传感器解决方案，可为高真空和超高真空系统中的总压力测量提供最佳精度。IRG080 依靠电离真空规的创新概念（热阴极发射电子，电子沿直线路径进入法拉第杯：电离电子路径长度是已知的且定义明确），在欧洲计量创新与研究计划 (EMPIR) 项目内与泛欧真空研究所联盟合作开发。16NRM05. IRG080 是首款符合未来 ISO TS 6737 国际标准的商用产品，因此适合作为 10-6 Pa 至 10-2 Pa 范围内的参考标准。
IRG080 具有前所未有的精确度（<1 %）、更好的重复性（<1 %）、再现性（<1 %）和长期稳定性，而且设计坚固耐用，可使要求精确真空压力测量以保证质量和生产成本效益的苛刻过程的用户受益。特别是
- 先进的工业应用，无需耗时的校准或流程调整。IRG080 的设计基于按照已知和可控公差制造的刚性组件，因此可以在大规模生产中制造出性能一致的传感器。由于所有过程气体种类的灵敏度都是高精度预知的，因此在工业生产中无需校准即可更换单个真空计，从而避免了耗时的过程重新调整，避免了计划外停产和生产力损失。
- 准其他真空计和质谱仪，测量泵速。IRG080 的运输和长期稳定性确保其也可用于校准实验室的真空规校准（ISO 3567）和用户的质谱仪校准（ISO TS 20175）和/或测量放气率（ISO TS 20177）。IRG080 还将改进泵速测量（ISO 21360 系列），因为相对灵敏度系数是准确已知的。
- 计量学，与国家实验室和校准实验室进行比较的转移标准。IRG080 可作为高真空的精确参考规，也可作为国家实验室和校准实验室进行比较的转移标准。
电子从加热的钽盘中发射出来。发射出的电子通过一个卫耐耳特圆柱体和一个接地电位环聚焦到阳极笼末端的出口孔。没有沿其轨迹散射并进入出口孔的电子被弯曲到法拉第杯，在那里测量到达的电子电流。穿过阳极笼内部的电子可以通过电子轰击使残留气体电离。生成的离子进入偏离中心的离子收集杆，在那里收集和测量离子电流。离子电流与气体密度成正比。利用理想气体定律，可以根据离子密度计算出总压力。电子向法拉第杯弯曲，以防止和减少软 X 射线或电子激发解吸的干扰，这是标准贝亚德-阿尔伯特真空计的主要误差来源。法拉第杯的到达电流与阴极的发射电流之比接近于 1，这就很容易检查仪器是否正常工作。
贝亚德-阿尔伯特真空计灵敏度不准确和不稳定的主要原因是热阴极电子发射分布不稳定和不可再现。为此，设计稳定的贝亚德-阿尔伯特真空计需要满足 4 个条件[2]：
- 所有发射电子必须进入电离空间；
- 每个电子的路径长度 L 和能量必须与阴极上的原点无关；
- 通过电离空间的次数必须恒定（最好等于 1）；
- 离子收集效率必须与阴极上的起始点无关。
新型 IRG080 的设计满足了所有 4 项要求。
| 典型，贝亚德-阿尔伯特量具 | 新 IRG080 | |
| 所有发射的电子必须进入电离空间 | 约 80-90% 的电子撞击阳极栅，但没有进入阳极栅内的电离空间 | 卫耐耳特圆柱和集电环确保电子聚焦进入和通过电离空间 |
| 每个电子的路径长度 L 和能量必须与阴极上的原点无关 | 电子的路径、轨迹和能量分布广泛 | 已知的路径和电子能量。电子束的扩散极小（因为不存在空间电荷） |
| 通过电离空间的次数必须恒定（最好为 1 次） | 通过电离空间的跃迁从 0 到数次 | 1 |
| 离子收集效率必须与阴极上的起始点无关 | 情况并非如此 | 离子收集效率非常接近 1 |
事实上，只要知道电离截面，就可以计算出 IRG080 真空计对特定气体的灵敏度，例如通过在书籍和科学论文的表格中查找。这样就可以在真空室中精确测量气体的压力。在此之前，与气体相关的灵敏度系数需要通过实验测试获得。
此外，真空计坚固的结构使其可以从校准实验室运送到使用地点，而不必担心真空计的结构在邮寄过程中受到撞击，导致丝状结构元件位置移动，从而改变刚刚获得的校准结果。
使用发射器盘而不是细灯丝可使电子从一个确定的位置离开。在以前的电离规中，灯丝的位置会因热膨胀和灯丝弹簧张力不完美等原因而变化。
固定的电子起始位置、具有严格公差的坚固仪器几何形状、稳定且已知的电子轨迹使得测量结果具有高度的可重复性和准确性。由于量规非常坚固、精确，公差非常小，而且其灵敏度来自第一原理，因此无需额外校准即可使用。这就节省了校准成本。
新设计具有高灵敏度。这意味着在相同的电子发射电流下，可以获得更高的信号强度。
| INFICON IRG080 | 典型贝亚特-阿尔伯特 | 改进型 IRG080 | |
| 灵敏度 | 28 毫巴-1 | 3.5 - 20 毫巴-1 | 1.4 - 8x |
| 精度 | 1 % | 15 % | 15x |
| 灵敏度重复性 | 1 % | 20 % | 20x |
| 灵敏度可计算 | 是 | 没有 | |
| 需要校准 | 否，因为可预测的敏感性 | 是 | |
| 稳定性 | 稳健且长期稳定 | 长期稳定性较差 |
由于 IRG080 的稳定特性，建议将其作为 ISO TS 6737 [3] 中所述的测量标准。
该仪器的设计天然不受一般地球磁场的影响。在使用外部磁源（如冷阴极或粒子束转向磁铁）的应用中，有时会出现外部磁场。在这种情况下，可以通过使用μ金属管而不是不锈钢管形式的磁屏蔽来减轻磁场穿透。INFICON 将此部件作为标准附件提供。
IRG080 是一款完全无源的传感器，烘烤温度最高可达 400 °C（不含连接板）。
与所有无源传感器一样，它的操作必须通过电缆连接外部控制和读出装置。INFICON 离子参考规控制器 IRC081 是一种非独立解决方案，适用于寻求商用设备的用户，可在 INFICON 产品目录中找到。
