CN100387959C - 带有可选择地起作用的透气面的透气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带可选择地起作用的透气面(4)的透气装置，包括一配备大量透气孔(2)的由半导体材料组成的支承板(3)、一遮盖支承板(3)上的孔(2)的薄膜(5)，它构成可选择地起作用的透气面(4)，以及包括用于薄膜(5)调温的装置；为了简化已知的调温装置，建议，支承板(3)本身用作薄膜(5)的调温装置。

Description

带有可选择地起作用的透气面的透气装置
技术领域
本发明涉及一种带有可选择地起作用的透气面的透气装置。
背景技术
这种类型的透气装置用在测量或分析仪器中。例如应该实现：轻的气体优先进入测量或分析仪器，而较重的气体则较难进入。已知，用于轻的气体的薄膜的透气性取决于温度。为了用它来-例如控制透气性，薄膜必须配备一加热器。
由WO 96/41677已知一种有关类型的透气装置。为了加热透气面，大量透气面中的每一个配备一加热电阻丝。加热电阻丝的涂覆借助于薄膜涂覆工艺方法(例如真空镀膜或蒸镀法、光刻法、蚀刻法)进行。此外电阻丝必须导电接通，从而可以将它连接在一电流回路内。通向每个电阻丝的导线也必须通过所述涂覆方法涂在薄膜上。总之按现有技术用加热结构配备透气装置十分复杂。最后加热电阻丝还有这样的缺点，即它遮盖有效透气面的较大区域。
发明内容
本发明的目的是，在其配备用于其透气面调温的措施方面，简单得多地设计这里所述类型的透气装置。
为此，本发明提供一种带有可选择地起作用的透气面的透气装置，包括：一配备大量透气孔的由半导体材料组成的支承板；一遮盖支承板中的孔的薄膜，所述薄膜构成可选择地起作用的透气面；以及用于薄膜调温的装置，其特征为：支承板本身用作薄膜的调温装置；支承板在相互基本上对置的区域内配备电极，并且本身用作加热电阻。
按照本发明，支承板本身用作用于薄膜调温的装置。通过本发明可以不用额外的制造工序，而这样的额外制造工序在现有技术中为了给透气装置配备调温装置是必需的。此外透气面没有妨碍气体通过的加热电阻丝。
市场上常见的硅晶片适宜于用作支承板。也可以采用由具有半导体性能的其他材料(例如锗、金刚石等等)组成的支承板。
薄膜适宜于由石英、石英玻璃或类似材料制成，例如派热克斯玻璃(Pyrex-Glas)。但是也可以采用具有可选择地起作用的性能的由聚合物例如FEP组成的薄膜，如由DE-A-4326267所知。
相应地，本发明还提供了配备这种透气装置的漏气检测器以及可调节的泄漏测试装置。在所述漏气检测器中，泄漏气体通过压力上升被验证。在所述可调节的泄漏测试装置中，泄漏率可借助于可选择地透气的薄膜进行调整。
附图说明
本发明的其他优点和细节可以借助于在图1至3中所示的实施例说明。附图表示：
图1a，1b 按本发明的一个透气装置；
图2和3示意表示的分别带一按本发明的透气装置的仪器。
具体实施方式
在图中透气装置用1表示，配备大量透气孔2(图1b)的支承板用3表示，遮盖支承板3上的透气孔、构成透气面4的薄膜用5(图1b)表示。
一局部剖开、局部正视图的透气装置1的局部放大图是图1a的一部分。只有通过这个视图才能看到尤其是通过蚀刻制造的透气孔2、薄膜5以及两个透气面4。支承板3的厚度大致为0.6mm，薄膜5的厚度为约6μm。
按照本发明的设想，支承板3本身用作电阻加热器。为此它在相对的两侧的区域内配备金属电极6、7，它们适宜于用喷敷方法制造。在这些电极上施加产生加热电流所需要的电压。并非一定需要这种类型的电极；在较简单的方案中也可采用导电接通端子。
在室温时标准硅板的导线电阻约为20MOhm＊cm。在1cm×1cm×625μm尺寸的板中用1kV的电压产生约3μA的加热电流，这相当于3mW的电加热功率。用这种功率使晶片略微被加热，从而使半导体材料的导线电阻减小，因而在同样电压时加热电流和加热功率加大。在温度为T＝380℃时导线电阻约为3.8Ohm＊cm。也就是说在温度升高360℃时导线电阻减小10的7次方。由此存在这样的可能性，即可以通过电流精确地调节温度。
作为对于采用按本发明的透气装置1的仪器的例子在图2中表示一漏气检测器8。由DE-A-43 26 265已知一种这种类型的漏气检测器8。通过透气装置1进入的泄漏气体，例如氦，在位于透气装置1后面的封闭空腔9内通过压力升高验证。按照本发明，支承板2用作用于薄膜5的电阻加热器，其对于轻的气体的透气性随温度升高而加大。按照信号图像，加热器可以例如关断，以避免太多的氦气进入检测器系统。实际上所示检测器8牵涉到一压力测量仪，它通过所示符号来表示。
图3表示一具有已经在德国专利申请10122733.7中介绍过的结构的可调节的泄漏测试装置10。它主要由一测试气体储存罐12、一底座14连同一测试气体出口16和一控制装置18组成。
测试气体储存罐12由一气体密封的罐状存储容器20构成，它以其朝下的开口气体密封地装入底座14的上端。
底座14的金属座体具有一轴向垂直分布的出口通道17，它构成测试气体出口。在出口通道17的在存储容器一侧的末端处在座体15上加工一环形台阶形凸缘26，透气装置1安装在凸缘内一环形隔离体28上。
在出口通道17的轴向中部区域内安装一作为机械保护的带一挡圈44的过滤盘43，它避免颗粒侵入后面敏感的分析仪器。
在底座14出口侧的末端上设一固定法兰46，它用于泄漏测量装置10在后接元件上方便的安装。
隔离体28由一良好地隔热的耐热和耐气体材料组成，并使透气装置1相对于座体15隔热。由此使底座14中的散热减小到最小限度，从而使为保持一定的温度所需要的热能尽可能小。但是为了实际高的调制频率，隔热体28也可以由良好的导热材料组成。
用所述泄漏测量装置可以实现10-11至10-4mbar·1·S-1的泄漏率。
所述泄漏测试装置10一方面是一可在一大的泄漏率范围内精确调整和控制的测试气源，同时非常可靠，因为实际上排除了出口通道17或透气装置1的堵塞。

Claims (8)

1.带有可选择地起作用的透气面(4)的透气装置(1)，包括：一配备大量透气孔(2)的由半导体材料组成的支承板(3)；一遮盖支承板(3)中的孔(2)的薄膜(5)，所述薄膜构成可选择地起作用的透气面(4)；以及用于薄膜(5)调温的装置，其特征为：支承板(3)本身用作薄膜(5)的调温装置；支承板(3)在相互基本上对置的区域内配备电极(6、7)，并且本身用作加热电阻。
2.按权利要求1的透气装置，其特征为：支承板(3)主要由硅组成。
3.按权利要求1或2的透气装置，其特征为：薄膜(5)由石英或石英玻璃组成。
4.按权利要求1或2的透气装置，其特征为：薄膜(5)由一种聚合物组成。
5.按权利要求1的透气装置，其特征为：所述透气装置是氦漏气检测器(8)的组成部分。
6.按权利要求1的透气装置，其特征为：所述透气装置是可调的氦泄漏测试装置(10)的组成部分。
7.漏气检测器(8)，其中泄漏气体通过压力上升被验证，其特征为：它配备一按权利要求1至4之任一项的透气装置(1)。
8.可调节的泄漏测试装置(10)，其中泄漏率可借助于可选择地透气的薄膜进行调整，其特征为：它配备一按权利要求1至4之任一项的透气装置(1)。
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