CN1943040A - 压力传感器装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施方案提供一种膜片型压力计，装在该膜片型压力计的参考压力室中的接口印刷电路板(“PCB”)接收来自参考压力室中的一个或多个敏感元件的信号。举例来说，敏感元件可以包括用来确定膜片变形的压电应变仪、压敏电阻型应变仪、电容元件或其它元件。接口PCB可以被配置成把敏感元件与参考压力室壳体上的穿过型电连接件连接起来。因此，来自敏感元件的信号能通过接口板经该电连接件传送到参考压力室的外面。
Description
技术领域
本发明通常涉及确定压力的领域。更具体地说，本发明涉及压力传感器装置和压力计的电部分的连接方法。
背景技术
许多制造工艺需要在关键的工艺步骤期间完成精确的和可重复的压力测量。这些工艺可能依靠膜片型压力计实现工艺室压力的精确测定。膜片型压力计被广泛地用于半导体工业。这部份地因为它们通常非常适合这种工业的腐蚀性服务工作。它们也因为它们的准确性高和对污染有免疫性被偏爱。
典型的膜片型压力计有对容纳待测媒体的工艺室或导管开放的压力端口、暴露于待测媒体的膜片或波纹管和附着在压力端口上的头部组件。头部组件形成一个被称为真空参考室的舱室，该舱室通常(虽然不必)被抽真空以便在离开待测媒体的膜片背面形成真空基准。膜片或波纹管通常是用有柔性的金属片材制成的并且把真空参考室与待测媒体分开。依照一些现有技术传感器制造技术，真空是通过在真空中用电子束把头部组件焊接到压力端口上在膜片的基准面上形成的。
钨极惰性气体保护焊(“TIG”)、激光焊或其它焊接技术通常用来把头部组件和压力端口连接起来，而所述舱室是稍后抽真空的。除此之外，吸气材料可能在真空中安装的，为的是随着时间推移维持真空完整性。
基于真空基准和待测媒体压力之间的压力差，膜片将会弯曲。压敏电阻型应变仪附着在膜片上检测膜片的弯曲量。当膜片的弯曲改变时，应变仪的电阻将会改变。应变仪的电阻变化能与工艺室或导管中的特定压力相关。在测量绝对压力的装置中，附着在膜片上的应变仪通常位于膜片型真空计的真空基准室之中。所以，来自应变仪的信号必须从真空基准室里面传送给进行处理的电子器件。
在一些现有技术系统中，聚酰亚胺和铜/锡的柔性电缆被用于这个目的。电缆的一端用胶粘剂附着在压力端口的某个部分上。细电线使用电线搭接或焊接把应变仪与电缆的这个末端连接起来。当的时候，柔性电缆通常不直接附着到应变仪上，因为这样做能把不适当的应力加到应变仪上。柔性电缆的另一端被焊到头部组件的插头上。插头穿过头部组件(例如，借助玻璃或陶瓷的馈通)把信号从电缆传输到在头部组件外面的印刷电路板(“PCB”)。然后，插座或插头型接口用来把信号从膜片型压力计的印刷电路板传输到外部的电子器件。
现有技术系统的一个缺点是与在真空中架设电缆相关联的胶粘剂和弹性体与金属和陶瓷相比由于它们在比较低的压力下放出气体的趋向有比较高的蒸汽压。换句话说，当用在真空室或低压室之内的时候，弹性体或胶粘剂变成释放气体的来源。随着温度增加，释放气体变得更严重。这能导致在膜片的真空一侧的压力增加，从而随着时间推移导致不稳定的装置输出信号(例如，信号减弱)。此外，在真空基准中的放气能引起温度引起的误差。当温度增加的时候，真空基准的压力将会增加，从而引起转换器输出信号降低。这个系统的另一个缺点是电缆能干扰膜片的运动，从而降低膜片型压力计的准确性和稳定性。采用这种方法的另一个问题是把应变仪与壳体中的插头连接起来的柔性电缆可能断开。为了解决这个问题，必须破坏压力计的气密密封件，修理电缆，然后重建真空。
发明内容
本发明的实施方案提供一种消除或至少实质上减少现有技术的装置、膜片型压力测知装置和方法的缺点的装置发现物的系统和方法。
本发明的一个实施方案包括用来测知压力的装置，该装置包括一个限定入口通道的压力端口、一个位于入口通道末端的膜片和一个与所述压力端口耦合在所述膜片的正面从入口通道限定参考压力室的头部组件。头部组件可以包括把电信号从参考压力室里面传送到参考压力室外面的穿过型电连接件。该装置可以进一步包括位于参考压力室之中被配置成把参考压力室中的一个或多个敏感元件与头部组件的穿过型电连接件连接起来的接口板。
本发明的另一个实施方案包括用来测知压力的装置，该装置包括一个限定入口通道的压力端口、一个位于入口通道一端的膜片和一个在膜片的正面从入口通道限定参考压力室的对压力端口气密密封的头部组件。头部组件可以包括一个壳体、把电信号从参考压力室之内传送到参考压力室外面的插头和使所述插头与壳体绝缘的玻璃-金属封接部分件。该装置可以进一步包括一组对膜片的弯曲作出响应的压敏电阻型应变仪和位于参考压力室之中与那组压敏电阻型应变仪和插头电连接的接口板。接口板可以被配置成使应变仪与插头接口。
本发明的又一个实施方案可以包括连接敏感元件的方法，该方法包括使敏感元件与接口板在电连接焊点电耦合，其中所述敏感元件对膜片的弯曲量作出响应；使穿过型电连接器与接口板电耦合，其中所述穿过型电连接器被配置成把从信号从参考压力室之内传送到参考压力室外面，其中所述接口板被配置成使敏感元件与穿过型电连接器接口并且把敏感元件和接口板至少部份地包封在参考压力室之中。
本发明的实施方案通过减少参考压力室中的放气并借此维持真空完整性提供一个优于现有技术压力计的优点。
本发明的实施方案通过在参考压力室中提供洁净的接口减少对膜片运动的干扰提供另一个优于现有技术压力计的优点。
本发明的实施方案通过减少在参考压力室中架设电缆减少制造难度和提高可靠性提供第三个优于现有技术压力计的优点。
本发明的实施方案通过减少温度对参考压力室的输出信号的影响提供第四个优于现有技术压力计的优点。
附图说明
对本发明及其优点更全面的理解可以通过下面参照用相似的参考数字表示相似的特征的附图获得的描述获得，其中：
图1是依照本发明一个实施方案的膜片型压力计的图形表达；
图2是依照本发明一个实施方案的压力计剖视图的图形表达；
图3A举例说明接口印刷电路板(“PCB”)的一个实施方案；
图3B是用来把接口PCB安装到压力端口上的托架的一个实施方案的图形表达；
图3C是依照本发明的一个实施方案与托架连接的接口PCB的图形表达；
图4A和4B是依照本发明的一个实施方案的头部组件的图形表达；
图5是压力端口的一个实施方案的图形表达；
图6是举例说明依照本发明组装压力传感器的工艺流程图；而
图7A和7B是本发明其它的实施方案的图形表达。
具体实施方式
本发明的优选实施方案是在用相似的数字表示各种不同的图画中相似的和对应的部份的附图中举例说明的。
本发明的实施方案提供消除或减少现有技术膜片型压力计装置和方法的缺点的膜片型压力计装置和方法。更具体地说，本发明的实施方案提供有装在膜片型压力计的参考压力室之中用来接收来自参考压力室中的一个或多个敏感元件的信号的接口印刷电路板(“PCB”)或接口板的膜片型压力计。敏感元件可以包括，举例来说，压敏电阻型应变仪(例如，总部位于Fairfield，NewJersey，USA的Measurement Specialties Inc.生产的那些)、压电应变仪、用于确定膜片变形的电容器元件或其它元件。接口PCB可以被配置成把敏感元件与参考压力室壳体上的穿过型电连接件连接起来。因此，信号可以借助穿过型电连接件从敏感元件通过接口板传送到参考压力室外面。用于参考压力室不大可能放气和破坏真空完整性的材料能被选定。接口PCB消除或至少实质上减少在参考压力室中对胶粘剂和弹性体的需要。
图1是依照本发明的一个实施方案的膜片型压力计100的图形表达。膜片型压力计100可以包括一个压力端口105、一个头部组件110和一个电子器件部分115。用来把各个零部件结合起来的电阻焊接、等离子体焊接、电子束焊接或其它工艺可以用来形成头部组件110对压力端口105的密封(优选气密密封)。压力端口105可以包括与帽状物或盖子耦合的阳罗纹段125(如图2、图7A和图7B所示)。O-型圈130能密封在帽状物和压力端口105之间的界面。
依照本发明一个实施方案，压力端口105可以暴露在容纳有待测压力的流体(例如，液体、气体、气体蒸汽混合物)的工艺室(部份地用120表示)之中。
入口通道135能在位于入口通道135末端的膜片(如图2所示)和和待测媒体之间提供流体连通。在膜片的正面，参考压力能在头部组件110所形成的参考压力室中维持。作为替代，头部组件能允许与外面的环境连通，以致参考压力是周围大气的压力。基于工艺室中的流体压力和参考压力之间的差，膜片将会弯曲。对膜片的弯曲作出响应的敏感元件能产生特定数值的信号，指出膜片的弯曲量。基于来自敏感元件的信号，可以确定工艺室压力。换句话说，膜片的弯曲量可以用来确定工艺室压力。
图2是压力计100的剖视图的图形表达，它展示头部组件110与压力端口105相结合形成的参考压力室205。参考压力室205可以被维持在任何参考压力，包括在或接近真空条件或非常低的压力，举例来说，5毫托以下。膜片210可以位于压力端口105的入口通道135和参考压力室205之间。膜片210可以是作为压力端口105的一部份机械加工的，也可以是借助焊接或其它的附着方案与压力端口105耦合的独立的膜片。敏感元件215可以与膜片210耦合并且对膜片210的弯曲量变化作出响应。依照本发明的一个实施方案，敏感元件215能包括能对膜片210的弯曲变化作出响应的应变仪215(例如，压敏电阻型应变传感器或技术上已知的其它应变传感器)。压力计100可以进一步包括一个接口PCB220或接口板使敏感元件(例如，应变仪215)与通向参考压力室外面的电连接件接口。
膜片210优选用有柔性的金属材料(例如，不锈钢、镍基合金、铬镍铁合金、铬、钛或其它金属)制成，但是也可能是用任何其它选定的材料(例如，陶瓷)形成的，只要该材料响应压力变化发生弯曲并且与打算用膜片型压力计测量的媒体相容即可。压敏电阻型应变传感器(或其它的敏感元件215)可以与膜片210耦合，以便测量膜片210的弯曲量。在此通过引证被全部并入的Marchant等人于1999年4月14日申请的以“Method of MakingThin Film Piezoresitive Sensor(薄膜压敏电阻传感器的制造方法)”为题的美国专利第6,319,743号(“743号专利”)描述用沉积在柔性基体(例如，膜片)上的掺杂半导体材料形成薄膜压敏电阻传感器的方法。本发明的实施方案可以包括以743号专利所描述的方式通过中间层与膜片210耦合的压敏电阻型应变仪215。如同熟悉这项技术的人将理解的那样，应变仪215可以以任何其它适当的方式与膜片210耦合，以致该应变仪能对膜片的弯曲作出响应。
如同熟悉这项技术的人将理解的那样，举例来说，压敏电阻型传感器能作为惠司登电桥的四个支路起作用。当膜片210变形的时候，惠司登电桥的平衡发生变化，从而指出变形量和对应的工艺室和参考压力室205之间的压差。人们应该注意到应变仪215能形成其它的电路或可以被配置成依照技术上已知的任何压力测知方案指出压力。其它的范例应变仪包括胶粘箔应变仪、硅压敏电阻应变仪，陶瓷压敏电阻应变仪和其它技术上已知的应变仪。
依照本发明的一个实施方案，传感器导线(例如，电线225)可以使用技术上已知的电线粘接或焊接技术附着到接口PCB220的焊点上。在接口PCB220上的印制线借助焊接或技术上已知的其它方法通向与接口PCB220耦合的插座235。插座235与头部组件110的穿过型电连接件(例如，插头240)接口。插头240提供把电信号从参考压力室里面传送到参考压力室外面的穿过型电连接件。在参考压力室205外面的电子元器件能进一步处理来自插头240的信号以确定待测媒体的压力。
在本发明的一个实施方案中，接口PCB220可以借助焊接、锡焊、焊接、螺钉、铆钉或技术上已知的其它附着方案与压力端口105直接耦合。在本发明的另一个实施方案中，接口PCB220能用一个中间托架245与压力端口105耦合。托架245能借助电阻焊、钨极惰性气体保护焊(“TIG”)、等离子焊接或附着方案、焊料焊、螺钉、铆钉或技术上已知的其它附着方案与压力端口105(非膜片部分)耦合。托架245能减少在接口PCB220上因压力端口105和接口PCB220之间的热膨胀系数不同引起的应力。图2也举例说明在头部组件110和电子器件部分115之上位于适当位置的帽状物250。帽状物250可以放在头部组件110和电子器件部分115上方以便在清洁期间保护头部组件110和电子器件部分115。此外，如图7所示，阳螺纹部分125能用来连接用于运输和安装附加的帽状物或盖子。
接口PCB可以位于参考压力室之中而且可以被配置成把参考压力室中的一个或多个敏感元件与头部组件的穿过型电连接件连接起来。图3A举例说明接口PCB220的一个实施方案。接口PCB220可以包括基体305、电连接焊点310和印制线315。印制线315能把焊点310接到插座或其它能通过锡焊或别的方式与电路板220耦合的接口上。印制线315能包括任何技术上已知的印刷电路。举例来说，印制线315可以是在陶瓷基体(例如，氧化铝)上拍摄和烧制的钯/银印制线。作为例子，氧化铝基体305可以有大约0.025英寸厚。为了保护印制线，印制线可以包括玻璃覆盖物。
依照本发明的一个实施方案，焊点310可以是安排一部分钯/银印制线上的金焊点。金焊点使应变仪和电路板220之间的引线接合变得容易。然而，人们应该理解，焊点310可以由任何能通过，举例来说，引线接合或焊接与应变传感器的引线连接的导电材料组成。切口部分317允许把电线从应变传感器引到焊点。接口PCB220可以进一步包括可以包括金属涂层使对托架的焊接变得容易的凹口318。切口部分319能使将托架(在图3B中描述)和接口PCB220附着到压力端口上的电阻点焊变得容易。
图3B是用来把接口PCB安装到压力端口上的托架245的一个实施方案的图形表达。依照本发明的一个实施方案，可以主要由镀镍的316中硬不锈钢组成。作为例子，但不作为限制，托架245可以是大约0.019英寸厚，有0.0002英寸厚的镍镀层。镀镍使托架245对接口PCB220的焊接变得容易。然而，人们应该理解，托架245能由各式各样的其它材料组成，优选能点焊的材料。托架245可以被点焊到图1所示的压力端口上。在本发明其它的实施方案中，托架245可以用包括但不限于锡焊、铆钉或螺钉的其它附着方案与压力端口耦合。托架245可以进一步包括能使托架245与接口PCB板结合在一起的立柱320。
图3C是接到托架245上的PCB板220的图形表达。在图3C的实施方案中，托架245的立柱320能借助焊接接合在凹口318处附着到印刷电路板220上。因此，立柱320提供托架245和接口PCB220之间的附着点和接口PCB220和膜片之间的偏移。在本发明其它的实施方案中，接口PCB220可以依照任何熟悉这项技术的人将理解的适当的附着方案与托架245耦合，包括使用铆钉、螺钉、焊接、锡焊、卷曲(例如，立柱330的卷曲)或其它附着方案。可仿效的PCB板和托架可能是总部在美国宾夕凡尼亚州哈里斯堡的Tyco Electronics，a business united of Tyco International，Ltd.制造的。图3C还举例说明与接口PCB220耦合的插座235。插座235可以被焊接到接口PCB220上。作为例子，插座235可以是Mil-Max Mfg.Inc.of Oyster Bay，New York.生产的Mil-MaxSocket Number 8252-0-15-30-27-10-0。插座235可以被配置成与头部组件上的插头接口。
图4A和4B是头部组件110的一个实施方案的图形表达。头部组件110可以包括一个壳体405、穿过壳体的电连接件(例如，插头240)和玻璃-金属封接部分410。玻璃-金属封接部分410可以是匹配的玻璃-金属封接部分、压缩玻璃-金属封接部分或其它的技术上已知的玻璃-金属封接部分。在膜片型绝对压力计中，也就是说，在使用真空或非常低的压力作为参考压力的膜片型真空计中，壳体405可以由任何能对压力端口气密密封的材料组成。作为例子，但不作为限制，壳体405可以用316L不锈钢制成，而插头240可以用合金52制成。插头235可以是镀镍的，用保证可焊性。在本发明其它的实施方案中，壳体405能允许参考压力室至少对周围环境部份地开放。
依照本发明的一个实施方案，玻璃-金属封接部分410能在插头235和壳体405之间提供在250伏直流电压下至少50MΩ的绝缘电阻。插头235可以这样定位，以致当把壳体405放在接口PCB上的时候，插头235能对准接口PCB上的插座。可借鉴的与玻璃-金属封接部分组装在一起的头部组件可能是由作为Emerson Electric Co.of St.Louis Missouri.的分部的Fusite ofCincinnati，Ohio制造的。
图5是压力端口105的一个实施方案的图形表达。压力端口105可以包括一个入口通道135和一个膜片210。依照本发明的一个实施方案，膜片210可以作为压力端口105的整体部分。举例来说，包括膜片210的压力端口105可以是用一块金属加工出来的。在本发明的另一个实施方案中，膜片210可以通过焊接或其它的附着方案附着到压力端口105上的独立的零部件。作为例子，但不作为限制，膜片210可以有大约0.140英寸到0.200英寸的直径和0.007英寸到0.023英寸的厚度，虽然膜片210可能有更大或更小的直径，或者更厚或更薄，取决于特定的落实方案。
膜片210可以非必选地包括膜片浮雕505。膜片浮雕505能在膜片210中产生弯矩以便提高膜片对压力变化的响应的直线性。通常，膜片浮雕505的作用随着膜片210变厚减少。当膜片210大约0.023英寸厚或更厚的时候，膜片浮雕505明显地失去提高响应直线性的属性。在本发明其它的实施方案中，直线性问题可以在用软件或硬件处理应变仪信号期间予以考虑。
压力端口105的阳螺纹段125可以用来使压力端口105与另一个零部件(例如，图2举例说明的帽状物或图7举例说明的封装盖)配对。O-型圈(未展示)能密封帽状物(或其它零部件)和压力端口105之间的界面。附加的压力配件可以在表面510与压力端口105耦合。如果高温焊接被用来使压力配件附着，间隙515能使膜片210和附着的零部件与焊接工艺产生的热和应力隔离。可仿效的压力端口可以是总部在美国新泽西州费尔菲尔德的Measurement Specialties公司制造的。
图6是举例说明依照本发明的一个实施方案制造膜片型压力计的一个实施方案的流程图。就图6的目的而言，假定膜片是压力端口的一部份或已经与压力端口耦合；应变仪已经与膜片耦合(例如，如743号专利所描述的或技术上已知的其它方法)；以及PCB板包括插座。依照本发明的一个实施方案，在步骤605，接口PCB和托架结合在一起。举例来说，这可以通过把托架焊到接口PCB上完成。接口PCB和托架组件可以用溶剂和可能导致放气的其它材料清理(步骤610)。
在步骤615，托架可以以不干扰膜片运动的方式与压力端口耦合。举例来说，托架可以被点焊在膜片直径外面的那些点。优选的是在焊接工艺中使用最少的热量以避免损坏应变仪。托架可以使用(作为例子而不是限制)TIG焊、等离子焊、电阻焊、螺钉、铆钉或其它附着方案与压力端口耦合。在步骤620，应变仪或其它的敏感元件可以使用引线接合或锡焊附着到接口PCB的焊点上。
在步骤625，可以在接口PCB上将头部组件放在适当的位置，以致该头部组件的插头对准并插入接口PCB上的插座。在步骤630，头部组件可以被密封到压力端口上。依照本发明的一个实施方案，头部组件可以是借助电子束焊附着到压力端口上的。电子束焊接可以是在真空中或低压下发生的，为的是在参考压力室产生真空基准。电子束焊接能在头部组件和压力端口之间形成气密密封。在本发明其它的实施方案中，可以使用其它的附着方案，包括但不限于：电阻焊、TIG焊、等离子焊。
依照本发明的另一个并非在参考压力室中真空或近似真空条件的实施方案中，焊接处可能是不完全的，以允许参考压力室处在大气压力下。换句话说，膜片型压力计可以被配置成读出绝对压力或表压。在本发明其它的实施方案中，头部组件可以包括允许参考压力室与大气连通的孔或通道。在本发明的又一个实施方案中，气密密封可以在特定的压力(例如，大气压)下形成，以形成密封的表压计。因为相同的头部组件可以在真空中被气密密封到压力端口上，在特定的压力下被气密密封到压力端口上，也可以被非气密地密封到压力端口(举例来说，通过不完全的焊接)，所以相同的部件可以用来生产绝对压力计、表压计或密封表压计。
在步骤635，可以将附加的电子器件添加到参考压力室的外部。举例来说，这些电子器件可以包括用于从头部组件的插头收到的条件信号的放大器和补偿板。这些电子器件能基于特定的落实完成任意功能和信号调节并且能与其它的部件(例如，控制器)通信。
就半导体制造工艺而言，压力端口的氧化可能把污染物引进工艺流体。人们应该注意到各种不同的工艺可能引起压力端口氧化。举例来说，将应变仪焊接到膜片上的工艺可能需要高温(例如，超过600℃)，这将使压力端口氧化。所以，在步骤640，压力端口将经历超高纯净化。为了避免电抛光液接触头部组件和头部组件外面的电子器件，可以将帽状物(例如，图2中的帽状物250)放置在头部组件和外部电子器件上方。
图7A和7B是膜片压力计100的另一个实施方案的图形表达。在图7A中，压力配件705与压力端口105耦合，举例来说，通过焊接或其它技术上已知的附着方案。压力配件705可以是技术上已知的任何压力配件，包括但不限于：被配置成与组件座连接的表面安装配件。遮盖物710借助压力端口105的阳螺纹段125与压力端口105耦合。遮盖物710能在运输和安装期间保护头部组件110和电子器件部分115。此外，遮盖物710能为通信接口715(例如，DB-15接插件的插头)或技术上已知的其它通信口提供支撑。
通信接口715可以与膜片型压力计100中的电子器件连接以便对其它系统进行往返数据传输。
人们应该注意到，尽管已经结合基于应变仪确定压力的膜片压力计讨论了本发明，但是本发明的实施方案也能用于膜片型电容压力计。通常，在膜片型电容计中，薄金属膜片或涂上一层金属的陶瓷膜片将一侧暴露在工艺气体之下。在膜片的另一侧，通常有处在或接近真空状态的参考压力室。膜片通常是大约3/1000英寸厚或更薄，取决于特定的膜片型电容计的特性。随着工艺室的压力增加，膜片的变形量改变。这能引起该膜片和另一个金属板或镀金板或电极之间的电容改变。
依照本发明的实施方案，该电极或金属板和膜片(而不是应变仪)可以作为敏感元件与接口PCB板连接。接口PCB板可以与头部组件中的连接穿过型电接插件(例如，插头)以便将信号传送到能处理该信号的外部电子器件。在头部组件外面的电子器件能输出受该膜片和金属板之间的电容影响的传感器模拟电压或电流。在参考压力室中其它的敏感元件也可以借助接口PCB与穿过型电连接器接口。
此外，本发明的实施方案可以用于多种流量测知和流量控制装置，(例如，质量流量控制(″MFC″)装置)，包括但不限于2002年2月19日授权给McLoughlin等人的以“Flow Controler(流量控制器)”为题的美国专利第6,348,098号，2003年3月4日授权给McLoughlin等人的以“Flow Controler(流量控制器)”为题的美国专利第6,527,862号，2003年11月4日授权给Tinsley等人的以“System and Method of Operation of a Digital Mass FlowController(数字式质量流量控制器的系统和操作方法)”为题的美国专利第6,640,822号，2004年1月27日授权给Tinsley等人的以“System and Method of Operation of a Digital Mass FlowController(数字式质量流量控制器的系统和操作方法)”为题的美国专利第6,681,787号，要求以“Liquid Flow Controller andPrecision Dispense Apparatus and System(液体流量控制器和精密分发装置和系统)”为题于2002年7月19日申请的临时专利申请第60/397,053号的优先权的2003年7月18日申请的以“LiquidFlow Controller and Precision Dispense Apparatus and，System(液体流量控制器和精密分发装置和系统)”为题的PCT申请PCT/US03/22579和2004年2月12日Brodeur等人以“System andMethod for Flow Monitoring and Control(用于流量监测和控制的系统和方法)”为题申请的美国专利申请第10/777,300号所揭示的那些，在此通过引证将所述的每份专利和专利申请全部并入。能连同本发明的实施方案一起使用的其它可仿效的质量流量控制器是马萨诸塞州Billerica镇的Mykrolis公司制造的。此外，本发明的实施方案可以用于多种其它的力量测量应用，包括扭矩传感器、测压元件和加速度计。
尽管本发明已参照其特定的实施方案予以描述，但是人们应该理解这些实施方案是说明性的而且本发明的范围不局限于这些实施方案。上述的实施方案可能有许多变化、修正、补充和改进。我们预计这些变化、修正、补充和改进将落在权利要求书详细说明的本发明的范围之内。
Claims (24)
1.一种用来测知压力的装置，其中包括：
限定入口通道的压力端口；
位于入口通道末端的膜片；
与所述压力端口耦合从入口通道在膜片的正面限定参考压力室的头部组件，其中头部组件包括把来自参考压力室内部的电信号传送到参考压力室外面的穿过型电连接件；以及
位于参考压力室之中被配置成把参考压力室中的一个或多个敏感元件与头部组件的电连接件连接起来的接口板。
2.根据权利要求1的装置，其中所述接口板进一步包括：
电连接焊点组，每个敏感元件与该接口板在电连接焊点电耦合；
插座组；以及
把电连接焊点组与插座组连接起来的印制线。
3.根据权利要求2的装置，其中所述穿过型电连接件是插头，而且插座组被配置成与所述插头接口。
4.根据权利要求3的装置，其中所述头部组件进一步包括壳体和在所述插头和所述壳体之间的玻璃-金属封接部分。
5.根据权利要求4的装置，其中所述头部组件被气密地密封到压力端口上。
6.根据权利要求5的装置，其中所述参考压力室有低于5毫托的压力。
7.根据权利要求3的装置，其中所述的一个或多个敏感元件与电连接焊点是通过引线接合的。
8.根据权利要求2的装置，其中所述参考压力室是对大气开放的。
9.根据权利要求1的装置，其中所述膜片和压力端口是机械加工的整体部件。
10.根据权利要求1的装置，其中所述膜片与所述压力端口耦合。
11.根据权利要求1的装置，进一步包括托架，其中所述接口板与所述托架耦合，而所述托架与所述压力端口耦合。
12.一种用来测知压力的装置，其中包括：
限定入口通道的压力端口；
位于入口通道末端的膜片；
在膜片的正面从入口通道限定参考压力室的对所述压力端口气密密封的头部组件，其中所述头部组件包括：
壳体；
把来自所述参考压力室内部的电信号传送到所述参考压力室外面的插头；以及
使所述插头与所述壳体绝缘的玻璃-金属封接部分件；
对膜片弯曲作出响应的压敏电阻型应变仪组；
位于参考压力室之中与压敏电阻型应变仪组和所述插头连接的接口板，其中所述接口板被配置成使所述应变仪与所述插头接口。
13.根据权利要求12的装置，其中所述接口板进一步包括：
电连接焊点组，其中每个压敏电阻型应变仪与所述接口板在电连接焊点电耦合；
接受所述插头的插座组；以及
把所述电连接焊点组与所述插座组连接起来的印制线。
14.根据权利要求13的装置，其中压敏电阻型应变仪组是通过引线与电连接焊点结合的。
15.根据权利要求14的装置，其中所述每个电连接焊点是金的，而印制线是钯/银的。
16.根据权利要求12的装置，进一步包括与所述压力端口和所述接口板耦合的托架，其中所述托架使所述偏离所述膜片。
17.根据权利要求12的装置，其中所述参考压力室有低于5毫托的压力。
18.一种连接敏感元件的方法，该方法包括：
使敏感元件在电连接焊点与接口板电耦合，其中所述敏感元件对膜片的弯曲量作出响应；
使穿过型电连接器与接口板电耦合，其中所述穿过型电连接器被配置成把来自参考压力室内部的信号传送到参考压力室外面，而所述的接口板被配置成使所述敏感元件与所述穿过型电连接器连接；以及
把所述的敏感元件和接口板至少部分地封闭在所述参考压力室之中。
19.根据权利要求18的方法，进一步包括使所述接口板与托架耦合并且使所述托架与压力端口耦合。
20.根据权利要求18的方法，进一步包括通过使壳体与压力端口耦合把所述的敏感元件和接口板至少部分地封闭在所述的参考压力室之中。
21.根据权利要求20的方法，其中所述壳体对所述压力端口是气密密封的。
22.根据权利要求21的方法，其中所述壳体是通过在真空中电子束焊接对所述压力端口形成气密密封的，为的是在参考压力室中产生真空条件。
23.根据权利要求21的方法，进一步包括使至少一个附加的电子元器件在所述参考压力室外面与所述穿过型电连接器耦合。
24.根据权利要求18的方法，其中所述的使穿过型电连接器与接口板电耦合进一步包括使插头组对准插座组并且把插头组插进插座组。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |