냉음극이온화진공계

요약 열전자 방출을 위한 열음극이 없는 진공계이다. 1개의 양극과 2개의 음극이 있고 그 주위에는 강한 영구자석이 있어 음극으로부터 큰 전압차에 의해 전자가 방출된다.

페닝진공계(Penning gauge) 또는 필립스진공계(Philips gauge)라고도 한다. 그 원리는 열음극이온화진공계(hot cathod ionization gauge)와 같지만 전자가 가열된 필라멘트에서 방출되는 것이 아니고 음극으로부터 큰 전압차에 의해 튀어나온다는 점이 다르다.

냉음극진공계의 중심에는 1개의 양극과 2개의 음극이 있고 그 주위에는 강한 영구자석이 있다. 양극과 음극 사이에 2,000~4,000V의 전압을 걸어주면 2개의 음극에서 튀어나온 전자는 대칭축 방향의 강한 자기장에 의해 나선형의 자취를 그리면서 양극으로 진행한다. 이때 진행 도중 다른 기체 분자와 충돌하여 기체를 이온화시키면서 수 ㎂에서 수 ㎃의 방전전류가 발생한다. 이로써 기체 밀도를 측정하면 진공도를 구할 수 있다. 그러나 이 진공계는 기체 밀도가 너무 높거나 너무 낮아서 기체방전을 일으키지 못할 경우에는 사용할 수 없기 때문에 측정범위는 10^-2~10^-4토르(torr)이며, 때때로 방전이 불안하여 열음극이온화진공계만큼 정확하지 않다.