JP2013181950A - Method for encapsulating encapsulation liquid of differential pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、封入液として圧力伝達用媒体を封止する封入液封止型の差圧センサの封入液封入方法に関するものである。 The present invention relates to a sealing liquid sealing method for a sealing liquid sealing type differential pressure sensor that seals a pressure transmission medium as a sealing liquid.
従来より、差圧センサとしては種々のタイプのものがあるが、その中に封入液として圧力伝達用媒体を封止した封入液封止型の差圧センサがある(例えば、特許文献1参照)。この封入液封止型の差圧センサにおいて、圧力伝達用媒体としては、シリコーンオイル等の非圧縮性流体が用いられる。図8に従来の封入液封止型の差圧センサの一例の要部の断面図を示す。 Conventionally, there are various types of differential pressure sensors. Among them, there is a sealed liquid sealing type differential pressure sensor in which a pressure transmission medium is sealed as a sealed liquid (for example, see Patent Document 1). . In this sealed liquid-sealed differential pressure sensor, an incompressible fluid such as silicone oil is used as a pressure transmission medium. FIG. 8 shows a cross-sectional view of a main part of an example of a conventional sealed liquid-sealed differential pressure sensor.
図8において、1は金属製のボディであり、内部空間として、隔壁1−1によって区画された第1の空間1−2と第2の空間1−3とを有している。隔壁1−1には第1の空間1−2と第2の空間1−3とを連通する貫通路1−4が設けられている。第1の空間1−2の開口部1−2aには第1の金属ダイアフラム(第1の受圧ダイアフラム)2−1が設けられており、第2の空間1−3の開口部1−3aには第2の金属ダイアフラム(第2の受圧ダイアフラム)2−2が設けられている。 In FIG. 8, 1 is a metal body, and has a first space 1-2 and a second space 1-3 partitioned by a partition wall 1-1 as an internal space. The partition wall 1-1 is provided with a through passage 1-4 that communicates the first space 1-2 and the second space 1-3. A first metal diaphragm (first pressure receiving diaphragm) 2-1 is provided in the opening 1-2a of the first space 1-2, and the opening 1-3a of the second space 1-3 is provided in the opening 1-3a. Is provided with a second metal diaphragm (second pressure receiving diaphragm) 2-2.
3はセンサチップであり、センサダイアフラム3−1と、台座3−2とから構成されている。センサダイアフラム3−1はシリコンなどから成り、台座3−2はシリコンやガラスなどから成る。センサダイアフラム3−1はその中央部が薄肉状とされており、その一方の面3−1aに対する他方の面3−1bに凹部3−1cが形成され、この凹部3−1cが形成された他方の面3−1c側に台座3−2の一方の端面3−2aが接合されている。台座3−2は筒状とされており、その中空部3−2cとセンサダイアフラム3−1の凹部3−1cとによって、センサダイアフラム3−1の他方の面3−1bに通ずる連通路3−3が形成されている。
センサチップ3は、センサダイアフラム3−1の一方の面3−1aを第1の受圧ダイアフラム2−1に臨むようにして、センサダイアフラム3−1の他方の面3−1bに通ずる連通路3−3を隔壁1−1の貫通路1−4に連通させるようにして、第1の空間1−2側に位置する隔壁1−1の壁面1−1aに接合されている。すなわち、台座3−2の中空部3−2cを隔壁1−1の貫通路1−4に連通させるようにして、台座3−2の他方の端面3−2bを隔壁1−1の壁面1−1aに接合させている。以下、台座3−2と隔壁1−1との接合部を第1の接合部4−1とし、台座3−2とセンサダイアフラム3−1との接合部を第2の接合部4−2とする。
The
ボディ1には、第1の空間1−2を第1の封入室6−1として、第1の圧力伝達用媒体5−1が封止されている。また、第2の空間1−3および隔壁1−1の貫通路1−4およびセンサダイアフラム3−1の他方の面3−1bに通ずる連通路3−3を第2の封入室6−2として、第2の圧力伝達用媒体5−2が封止されている。この第1の封入室6−1への第1の圧力伝達用媒体5−1の封止および第2の封入室6−2への第2の圧力伝達用媒体5−2の封止は、どちらも同じ条件(大気圧下)で行われており、第1の圧力伝達用媒体5−1および第2の圧力伝達用媒体5−2の封止圧は等しくされている。
The
この封入液封止型の差圧センサ100では、第1の受圧ダイアフラム2−1が受けた圧力P1が第1の圧力伝達用媒体5−1を介してセンサダイアフラム3−1の一方の面3−1aに伝達され、第2の受圧ダイアフラム2−2が受けた圧力P2が第2の圧力伝達用媒体5−2を介してセンサダイアフラム3−1の他方の面3−1bに伝達される。その結果、センサダイアフラム3−1が圧力P1とP2との圧力差に応じて撓み、その圧力差に応じた信号がセンサダイアフラム3−1から出力される。センサダイアフラム3−1には、圧力差に応じた信号を出力するための構成として、圧力変化に応じて抵抗値が変化する歪抵抗ゲージが形成されている。
In this sealed liquid sealing type
通常、圧力P1を受ける第1の受圧ダイアフラム2−1側を高圧側、圧力P2を受ける第2の受圧ダイアフラム2−2側を低圧側として定めて使用される。 Usually, the first pressure receiving diaphragm 2-1 receiving the pressure P1 is used as the high pressure side, and the second pressure receiving diaphragm 2-2 receiving the pressure P2 is set as the low pressure side.
この差圧センサ100において、内部のセンサチップ3は、個々に特性のバラツキがあるので、受圧ダイアフラム2−1,2−2への圧力P1,P2の差圧が零の時の出力(ゼロ点出力)をある一定値になるように調整する工程(ゼロ点調整)が差圧センサ100の組立完了後に行われる。
In the
なお、この差圧センサのゼロ点調整の方法・機構を開示したものとして、特許文献2が存在する。この特許文献2には、差圧センサ内に設けたゼロ点調整機構の数々の例が開示されている。例えば、特許文献2の図1には、高圧側に設けた受圧ダイアフラム変位手段により、高圧側受圧ダイアフラムを凹ませることで、膨張したときの剛性を低圧側受圧ダイアフラムより小さくし、高圧側圧力伝達用媒体の封入量が多い分による出力の正側へのずれを小さくするようにする構成が示されている。また、特許文献2の図4には、高圧側圧力伝達用媒体と低圧側圧力伝達用媒体とを連通する連通路を設け、この連通路の途中に、高圧側圧力伝達用媒体と低圧側圧力伝達用媒体の封入量の割合を可変する弁機構を設けるようにした構成が示されている。 Note that Patent Document 2 discloses a method and mechanism for adjusting the zero point of the differential pressure sensor. Patent Document 2 discloses various examples of a zero point adjustment mechanism provided in a differential pressure sensor. For example, in FIG. 1 of Patent Document 2, the pressure receiving diaphragm displacement means provided on the high pressure side causes the high pressure side pressure receiving diaphragm to be recessed so that the rigidity when expanded is smaller than that of the low pressure side pressure receiving diaphragm. A configuration is shown in which the shift of the output to the positive side due to the large amount of medium used is reduced. Further, in FIG. 4 of Patent Document 2, a communication path that communicates the high pressure side pressure transmission medium and the low pressure side pressure transmission medium is provided, and the high pressure side pressure transmission medium and the low pressure side pressure are provided in the middle of the communication path. A configuration is shown in which a valve mechanism for changing the ratio of the amount of the transmission medium enclosed is provided.
しかしながら、特許文献2に示されている数々のゼロ点調整機構は、差圧センサが長期使用させるにしたがって劣化したり、受圧ダイアフラムに過大圧が印加された場合に調整がずれたりする可能性があり、ゼロ点調整の長期安定性が保障されない、という問題があった。また、ゼロ点を調整する機構を持たせなければならず、また差圧センサの組立完了後にゼロ点を調整する工程も必要となる。 However, the numerous zero point adjustment mechanisms disclosed in Patent Document 2 may deteriorate as the differential pressure sensor is used for a long time, or the adjustment may be shifted when an excessive pressure is applied to the pressure receiving diaphragm. There was a problem that the long-term stability of zero adjustment was not guaranteed. In addition, a mechanism for adjusting the zero point must be provided, and a step for adjusting the zero point after the assembly of the differential pressure sensor is also required.
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、差圧センサにゼロ点調整機構を設けたり、差圧センサの組立完了後に独立した工程としてゼロ点の調整を行う必要がなく、ゼロ点調整の長期安定性を保障することが可能な差圧センサの封入液封入方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem. The object of the present invention is to provide a zero point adjusting mechanism in the differential pressure sensor or to perform a zero point as an independent process after the assembly of the differential pressure sensor is completed. It is an object of the present invention to provide a method for enclosing a sealing liquid in a differential pressure sensor that can guarantee the long-term stability of zero-point adjustment without having to perform the above adjustment.
このような目的を達成するために本発明は、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムを備えたセンサチップと、センサチップをその内部空間に収容したボディと、ボディの内部空間に連通する第1の開口部に設けられた第1の受圧ダイアフラムと、ボディの内部空間に連通する第2の開口部に設けられた第2の受圧ダイアフラムと、第1の受圧ダイアフラムとセンサダイアフラムの一方の面との間に作られる第1の封入室に封入液として封止され、第1の受圧ダイアフラムが受けた圧力をセンサダイアフラムの一方の面に伝達する第1の圧力伝達用媒体と、第2の受圧ダイアフラムとセンサダイアフラムの他方の面との間に作られる第2の封入室に封入液として封止され、第2の受圧ダイアフラムが受けた圧力をセンサダイアフラムの他方の面に伝達する第2の圧力伝達用媒体とを備えた差圧センサの封入液封入方法であって、第1の封入室および第2の封入室を真空にする第1工程と、第1工程の後に、第1の封入室へ第1の圧力伝達用媒体を封入すると共に第2の封入室に第2の圧力伝達用媒体を封入する第2工程と、第2の封入室への第2の圧力伝達用媒体の封入終了後、この第2の封入室に封入された第2の圧力伝達用媒体を封止する第3工程と、第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の封入終了後、第1の封入室へ第1の圧力伝達用媒体を加圧封入する第4工程と、第4工程の実行中、センサダイアフラムから出力される信号を監視する第5工程と、第5工程で監視されるセンサダイアフラムから出力される信号の値が第1の受圧ダイアフラムが受ける圧力と第2の受圧ダイアフラムが受ける圧力との差圧が零のときに出力されるべき値として予め定められている設定値に達したことが確認された時に第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の加圧封入を終了する第6工程と、第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の加圧封入の終了後、この第1の封入室に加圧封入された第1の圧力伝達用媒体を封止する第7工程とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides a sensor chip including a sensor diaphragm that outputs a signal corresponding to a pressure difference received on one surface and the other surface, and a body that accommodates the sensor chip in its internal space. A first pressure receiving diaphragm provided in a first opening communicating with the internal space of the body, a second pressure receiving diaphragm provided in a second opening communicating with the internal space of the body, A first sealing chamber formed between the pressure receiving diaphragm and the one surface of the sensor diaphragm is sealed as a sealing liquid, and the pressure received by the first pressure receiving diaphragm is transmitted to one surface of the sensor diaphragm. The second pressure receiving diaphragm is sealed as a sealed liquid in a second sealing chamber formed between the pressure transmission medium, the second pressure receiving diaphragm and the other surface of the sensor diaphragm. A sealing method for sealing liquid in a differential pressure sensor comprising a second pressure transmission medium for transmitting the received pressure to the other surface of the sensor diaphragm, wherein the first sealing chamber and the second sealing chamber are evacuated. A second step of enclosing the first pressure transmission medium in the first enclosure chamber and enclosing the second pressure transmission medium in the second enclosure chamber after the first step; A third step of sealing the second pressure transmitting medium sealed in the second sealing chamber after the second pressure transmitting medium is sealed in the second sealing chamber; and the first sealing chamber After the first pressure transmission medium is sealed into the first pressure chamber, the fourth step of pressurizing and sealing the first pressure transmission medium into the first sealing chamber, and the output from the sensor diaphragm during the execution of the fourth step The fifth step of monitoring the signal and the value of the signal output from the sensor diaphragm monitored in the fifth step are the first When it is confirmed that a preset value has been reached as a value to be output when the pressure difference between the pressure received by the pressure receiving diaphragm and the pressure received by the second pressure receiving diaphragm is zero, the first enclosure chamber A sixth step of ending the pressure sealing of the first pressure transmission medium to the first sealing chamber, and after the completion of the pressure sealing of the first pressure transmission medium to the first sealing chamber, And a seventh step of sealing the pressure-filled first pressure transmission medium.
この発明によれば、第1の工程で第1の封入室および第2の封入室が真空とされ、第2の工程で第1の封入室へ第1の圧力伝達用媒体が封入され、第2の封入室に第2の圧力伝達用媒体が封入される。そして、第2の封入室への第2の圧力伝達用媒体の封入終了後、第2の圧力伝達用媒体が第2の封入室に封止される。また、第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の封入終了後、第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の加圧封入が開始され、この第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の加圧封入中、センサダイアフラムから出力される信号が監視される。そして、このセンサダイアフラムから出力される信号の値が、第1の受圧ダイアフラムが受ける圧力と第2の受圧ダイアフラムが受ける圧力との差圧が零のときに出力されるべき値として予め定められている設定値に達すると、第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の加圧封入が終了される。そして、この第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の加圧封入の終了後、第1の圧力伝達用媒体が第1の封入室に封止される。 According to this invention, the first sealing chamber and the second sealing chamber are evacuated in the first step, the first pressure transmission medium is sealed in the first sealing chamber in the second step, and the first The second pressure transmission medium is sealed in the two sealing chambers. Then, after the second pressure transmission medium is sealed in the second enclosure chamber, the second pressure transmission medium is sealed in the second enclosure chamber. In addition, after the first pressure transmission medium is sealed in the first sealing chamber, pressurization and sealing of the first pressure transmission medium in the first sealing chamber is started, and the first sealing chamber is transferred to the first sealing chamber. During pressurization of the first pressure transmission medium, the signal output from the sensor diaphragm is monitored. The value of the signal output from the sensor diaphragm is determined in advance as a value to be output when the differential pressure between the pressure received by the first pressure receiving diaphragm and the pressure received by the second pressure receiving diaphragm is zero. When the predetermined set value is reached, pressurization and sealing of the first pressure transmission medium into the first sealing chamber is finished. Then, after the pressure sealing of the first pressure transmission medium into the first sealing chamber is completed, the first pressure transmission medium is sealed in the first sealing chamber.
これにより、本発明によれば、差圧センサへの第1の圧力伝達用媒体および第2の圧力伝達用媒体の封止を完了した時点で、差圧センサのゼロ点調整が実質的に行われるものとなる。このため、差圧センサの組立完了後に独立した工程としてゼロ点調整を行う必要がなくなり、差圧センサにゼロ点調整機構を設ける必要もなくなる。また、差圧センサにゼロ点調整機構が存在しないので、長期間使用しても劣化の虞がなく、ゼロ点調整の長期安定性を保障することが可能となる。 Thus, according to the present invention, the zero point adjustment of the differential pressure sensor is substantially performed when the sealing of the first pressure transmission medium and the second pressure transmission medium to the differential pressure sensor is completed. It will be. For this reason, it is not necessary to perform the zero point adjustment as an independent process after the assembly of the differential pressure sensor, and it is not necessary to provide a zero point adjusting mechanism in the differential pressure sensor. Further, since there is no zero point adjustment mechanism in the differential pressure sensor, there is no possibility of deterioration even when used for a long period of time, and it is possible to ensure the long-term stability of zero point adjustment.
本発明において、差圧センサには、その内部空間にセンサチップが収容されている。例えば、貫通路を有する隔壁によって区画された第1の空間と第2の空間とを内部空間として有するボディを用い、このボディの第1の空間の開口部に第1の受圧ダイアフラムを設け、第2の空間の開口部に第2の受圧ダイアフラムを設ける。そして、センサダイアフラムの一方の面を第1の受圧ダイアフラムに臨むようにして、センサダイアフラムの他方の面に通ずる連通路を隔壁の貫通路に連通させるようにして、第1の空間側に位置する隔壁の壁面にセンサチップを接合する。そして、第1の圧力伝達用媒体を第1の空間に封止し、第2の圧力伝達用媒体を第2の空間および隔壁の貫通路およびセンサダイアフラムの他方の面に通ずる連通路に封止する。 In the present invention, the sensor chip is accommodated in the internal space of the differential pressure sensor. For example, a body having a first space and a second space defined by a partition wall having a through passage as internal spaces is provided, and a first pressure receiving diaphragm is provided in an opening of the first space of the body. A second pressure receiving diaphragm is provided in the opening of the second space. Then, one side of the sensor diaphragm faces the first pressure receiving diaphragm, and the communication path communicating with the other surface of the sensor diaphragm is communicated with the through-passage of the partition wall, so that the partition wall located on the first space side The sensor chip is bonded to the wall surface. Then, the first pressure transmission medium is sealed in the first space, and the second pressure transmission medium is sealed in the communication path that communicates with the second space, the through-hole of the partition wall, and the other surface of the sensor diaphragm. To do.
なお、本発明において、センサチップは、センサダイアフラムを備えていればよく、必ずしもセンサダイアフラムと台座とを備えた構成でなくてもよい。センサチップをセンサダイアフラムと台座とを備えた構成とした場合、センサチップの接合部は、台座の一方の端面とセンサダイアフラムの他方の面側との接合部と、台座の他方の端面と隔壁の壁面との接合部の2箇所となる。センサチップをセンサダイアフラムのみの構成とした場合、センサチップの接合部は、隔壁の壁面とセンサダイアフラムの他方の面側との接合部の1箇所となる。 In the present invention, the sensor chip only needs to include a sensor diaphragm, and may not necessarily have a configuration including a sensor diaphragm and a pedestal. When the sensor chip is configured to include a sensor diaphragm and a pedestal, the joint portion of the sensor chip includes a joint portion between one end surface of the pedestal and the other surface side of the sensor diaphragm, the other end surface of the pedestal, and a partition wall. There are two places at the joint with the wall. When the sensor chip is configured only by the sensor diaphragm, the joint portion of the sensor chip is one place of the joint portion between the wall surface of the partition wall and the other surface side of the sensor diaphragm.
本発明によれば、第2の封入室への第2の圧力伝達用媒体の封入を完了した後、第1の封入室へ第1の圧力伝達用媒体を加圧封入し、この第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の加圧封入中、センサダイアフラムから出力される信号を監視し、このセンサダイアフラムから出力される信号の値が第1の受圧ダイアフラムが受ける圧力と第2の受圧ダイアフラムが受ける圧力との差圧が零のときの出力値として予め定められている設定値に達したことが確認された時に第1の封入室への第1の圧力伝達用媒体の加圧封入を終了し、この第1の封入室に加圧封入された第1の圧力伝達用媒体を封止するようにしたので、差圧センサへの第1の圧力伝達用媒体および第2の圧力伝達用媒体の封止を完了した時点で、差圧センサのゼロ点調整が実質的に行われるものとなる。このため、差圧センサの組立完了後に独立した工程としてゼロ点調整を行う必要がなくなり、差圧センサにゼロ点調整機構を設ける必要もなくなる。また、差圧センサにゼロ点調整機構が存在しないので、長期間使用しても劣化の虞がなく、ゼロ点調整の長期安定性を保障することが可能となる。 According to the present invention, after the second pressure transmitting medium is completely sealed in the second sealing chamber, the first pressure transmitting medium is pressurized and sealed in the first sealing chamber. During pressurization and sealing of the first pressure transmission medium in the sealing chamber, the signal output from the sensor diaphragm is monitored, and the value of the signal output from the sensor diaphragm is equal to the pressure received by the first pressure receiving diaphragm and the second pressure. When it is confirmed that a preset value is reached as an output value when the pressure difference between the pressure received by the pressure receiving diaphragm is zero, the first pressure transmission medium is applied to the first enclosure chamber. Since the pressure sealing is finished and the first pressure transmitting medium pressurized and sealed in the first sealing chamber is sealed, the first pressure transmitting medium to the differential pressure sensor and the second pressure transmitting medium are sealed. When the sealing of the pressure transmission medium is completed, the zero point adjustment of the differential pressure sensor is The thing that takes place. For this reason, it is not necessary to perform the zero point adjustment as an independent process after the assembly of the differential pressure sensor, and it is not necessary to provide a zero point adjusting mechanism in the differential pressure sensor. Further, since there is no zero point adjustment mechanism in the differential pressure sensor, there is no possibility of deterioration even when used for a long period of time, and it is possible to ensure the long-term stability of zero point adjustment.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1はこの発明に係る差圧センサの封入液封入方法を用いて封入液が封止された差圧センサの一実施の形態(実施の形態1)の要部を示す断面図である。同図において、図8と同一符号は図8を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of one embodiment (embodiment 1) of a differential pressure sensor sealed with a sealed liquid using the sealed liquid sealing method of the differential pressure sensor according to the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 8 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG.
この実施の形態1の差圧センサにおいて、第1の封入室6−1に封止された第1の圧力伝達用媒体5−1の封止圧は、第2の封入室6−2に封止された第2の圧力伝達用媒体5−2の封止圧よりも高くされている。この第1の圧力伝達用媒体5−1の封止圧を第2の圧力伝達用媒体5−2の封止圧よりも高くした差圧センサを図8に示した差圧センサ100と区別するために符号200で示す。
In the differential pressure sensor of the first embodiment, the sealing pressure of the first pressure transmission medium 5-1 sealed in the first sealing chamber 6-1 is sealed in the second sealing chamber 6-2. The sealing pressure of the stopped second pressure transmission medium 5-2 is set higher. A differential pressure sensor in which the sealing pressure of the first pressure transmission medium 5-1 is higher than the sealing pressure of the second pressure transmission medium 5-2 is distinguished from the
また、この差圧センサ200では、センサダイアフラム3−1と台座3−2とを合わせた構成をセンサチップ3としたが、図2に示すように、台座3−2を省略し、センサダイアフラム3−1をセンサチップ3として、隔壁1−1の壁面1−1aに接合するようにした構成(実施の形態2)としてもよい。この差圧センサ300では、センサダイアフラム3−1の凹部3−1cがセンサダイアフラム3−1の他方の面3−1bに通ずる連通路3−3となる。また、センサチップ3の接合部は、ダイアフラム3−1の他方の面3−1b側と隔壁1−1の壁面1−1aとの接合部4−1の1箇所のみとなる。
Further, in this
〔封入液の封入〕
次に、図3〜図7を用いて、本発明に係る封入液の封入方法の一実施の形態として、差圧センサ200を組み立てる際の封入液の封入工程について説明する。
[Encapsulation of sealing liquid]
Next, referring to FIG. 3 to FIG. 7, a sealing liquid filling step when the
図3において、7はオイルポット、8はオイルポットに蓄えられた封入液(圧力伝達用媒体)、9は真空ポンプ、10は加圧装置、11はコントローラ、12〜16はバルブであり、これらによって差圧センサ200に対する封入液の封入装置400が構成されている。
In FIG. 3, 7 is an oil pot, 8 is a filled liquid (pressure transmission medium) stored in the oil pot, 9 is a vacuum pump, 10 is a pressurizing device, 11 is a controller, and 12 to 16 are valves. Thus, a
なお、この封入装置400において、バルブ15は差圧センサ200の第1の封入室6−1への連通路L1に設けられており、バルブ14は差圧センサ200の第2の封入室6−2への連通路L2に設けられている。連通路L1,L2はバルブ15,14を介して主管路L3に連通されており、主管路L3とオイルポット7との間にバルブ13が設けられ、主管路L3と真空ポンプ9との間にバルブ12が設けられ、主管路L3と加圧装置10との間にバルブ16が設けられている。
In this
コントローラ11は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。このコントローラ11には、差圧センサ200におけるセンサダイアフラム3−1から出力される信号ΔP、すなわちセンサダイアフラム3−1の一方の面3−1aと他方の面3−2aとが受ける圧力差に応じた信号ΔPが送られるようになっている。
The
また、コントローラ11には、センサダイアフラム3−1からの信号ΔPの値と比較される設定値ΔP0が設定されている。この設定値ΔP0は、第1の受圧ダイアフラム2−1が受ける圧力P1と第2の受圧ダイアフラム2−2が受ける圧力P2との差圧が零のときにセンサダイアフラム3−1から出力されるべき信号ΔPの値(ゼロ点出力値)として予め定められている。
The
このように構成され接続された封入装置400を用いて、次のような工程を経て、差圧センサ200の第1の封入室6−1へ第1の圧力伝達用媒体5−1を、第2の封入室6−2へ第2の圧力伝達用媒体5−2を封入する。この圧力伝達用媒体5−1,5−2の封入は、一定温度の下、大気圧下で行う。
Using the
〔第1工程〕
先ず、図3に示すように、バルブ13とバルブ16を閉じ、バルブ12,14,15を開いて、真空ポンプ9を起動し、差圧センサ200の第1の封入室6−1および第2の封入室6−2内を真空とする。
[First step]
First, as shown in FIG. 3, the
〔第2工程〕
次に、図4に示すように、バルブ12を閉じ、バルブ13を開いて、差圧センサ200の第1の封入室6−1および第2の封入室6−2内にオイルポット7に蓄えられている封入液8を流し込む。すなわち、第1の封入室6−1に第1の圧力伝達用媒体5−1を封入し、第2の封入室6−2に第2の圧力伝達用媒体5−2を封入する。
[Second step]
Next, as shown in FIG. 4, the
〔第3工程〕
そして、封入終了後、図5に示すように、バルブ13とバルブ14を閉じ、連通路L2を閉塞して切り離し、第2の封入室6−2内に第2の圧力伝達用媒体5−2を封止する。これにより、第2の圧力伝達用媒体5−2が第2の封入室6−2内に大気圧で封止される。
[Third step]
Then, after the end of the sealing, as shown in FIG. 5, the
〔第4工程〕
次に、図6に示すように、バルブ16を開いて、加圧装置10を起動させ、第1の封入室6−1への第1の圧力伝達用媒体5−1の加圧封入を開始する。
[Fourth step]
Next, as shown in FIG. 6, the
〔第5工程〕
この加圧装置10による第1の封入室6−1への第1の圧力伝達用媒体5−1の加圧封入中、コントローラ11は、センサダイアフラム3−1から出力される信号ΔPを監視する。
[Fifth step]
During pressurization and sealing of the first pressure transmission medium 5-1 into the first sealing chamber 6-1 by the pressurizing
〔第6工程〕
コントローラ11は、センサダイアフラム3−1から出力される信号ΔPから出力される信号ΔPの値がゼロ点出力値として予め定められている設定値ΔP0に達したことを確認すると、加圧装置10に停止信号を送る。これにより、第1の封入室6−1への第1の圧力伝達用媒体5−1の加圧封入が終了する。
[Sixth step]
When the
〔第7工程〕
そして、この第1の封入室6−1への第1の圧力伝達用媒体5−1の加圧封入の終了後、図7に示すように、バルブ15とバルブ16を閉じ、連通路L1を閉塞して切り離し、第1の封入室6−1内に第1の圧力伝達用媒体5−1を封止する。これにより、第1の圧力伝達用媒体5−1が第1の封入室6−1内に加圧された状態で封止される。
[Seventh step]
After the pressurization and sealing of the first pressure transmission medium 5-1 into the first sealing chamber 6-1 is completed, as shown in FIG. 7, the
このような封入工程を経ることによって、第2の封入室6−2内に第2の圧力伝達用媒体5−2が大気圧で封止され、この第2の圧力伝達用媒体5−2の封止圧よりも高くされた状態で、第1の封入室6−1内に第1の圧力伝達用媒体5−1が封止されるものとなる。 By passing through such a sealing process, the second pressure transmission medium 5-2 is sealed in the second sealing chamber 6-2 at atmospheric pressure, and the second pressure transmission medium 5-2 In a state where the pressure is higher than the sealing pressure, the first pressure transmission medium 5-1 is sealed in the first sealing chamber 6-1.
また、このような封入工程を経ることによって、第1の圧力伝達用媒体5−1および第2の圧力伝達用媒体5−2の封止を完了した時点で、差圧センサ200のゼロ点調整が実質的に行われるものとなる。これにより、差圧センサ200の組立完了後に独立した工程としてゼロ点調整を行う必要がなくなり、差圧センサ200にゼロ点調整機構を設ける必要もなくなる。また、ゼロ点調整機構が差圧センサ200に存在しないので、長期間使用しても劣化の虞がなく、ゼロ点調整の長期安定性を保障することが可能となる。また、ゼロ点調整に関する設計への制約がなくなるため、設計自由度が上がり、設計の負担低減、製品性能の向上が期待できる。
Further, the zero point adjustment of the
なお、上述した封入液の封入工程では、第1の封入室6−1および第2の封入室6−2への第1の圧力伝達用媒体5−1および第2の圧力伝達用媒体5−2の封入の終了を待って、第2の圧力伝達用媒体5−2の封止を行い、その後、第1の圧力伝達用媒体5−1の加圧封入を開始するようにしたが、第1の封入室6−1への第1の圧力伝達用媒体5−1の封入と第2の封入室6−2への第2の圧力伝達用媒体5−2の封入とを独立して行うようにし、第2の圧力伝達用媒体5−2の封止作業を行いながら、第1の封入室6−1への第1の圧力伝達用媒体5−1の封入および加圧封入を続けるようにしてもよい。 In the sealing step of the sealing liquid described above, the first pressure transmitting medium 5-1 and the second pressure transmitting medium 5- to the first sealing chamber 6-1 and the second sealing chamber 6-2 are used. 2 was sealed, the second pressure transmission medium 5-2 was sealed, and then the pressure sealing of the first pressure transmission medium 5-1 was started. Encapsulation of the first pressure transmission medium 5-1 into one enclosure chamber 6-1 and enclosure of the second pressure transmission medium 5-2 into the second enclosure chamber 6-2 are performed independently. In this manner, the first pressure transmission medium 5-1 is continuously sealed and pressurized and sealed in the first sealing chamber 6-1 while the second pressure transmission medium 5-2 is sealed. It may be.
また、上述した封入液の封入工程において、真空ポンプ9の起動、加圧装置10の起動、バルブ12〜16の開閉、第1の圧力伝達用媒体5−1や第2の圧力伝達用媒体5−2の封止は、自動的に行われるものとしてもよく、手動で行うものとしてもよい。
Further, in the sealing step of the sealing liquid described above, the
また、この封入液の封入工程は、封入液封止タイプのゲージ圧センサ、絶対圧センサにも適用でき、封止圧の調整によりゼロ点を一定にすることにより、同様の効果が期待できる。 Further, the sealing step of the sealing liquid can be applied to a sealing liquid sealing type gauge pressure sensor and an absolute pressure sensor, and the same effect can be expected by making the zero point constant by adjusting the sealing pressure.
また、上述した実施の形態では、センサダイアフラム3−1を圧力変化に応じて抵抗値が変化する歪抵抗ゲージを形成したタイプとしているが、静電容量式のセンサチップとしてもよい。静電容量式のセンサチップは、所定の空間(容量室)を備えた基板と、その基板の空間上に配置されたダイアフラムと、基板に形成された固定電極と、ダイアフラムに形成された可動電極とを備えている。ダイアフラムが圧力を受けて変形することで、可動電極と固定電極との間隔が変化してその間の静電容量が変化する。 In the above-described embodiment, the sensor diaphragm 3-1 is a type in which a strain resistance gauge whose resistance value changes according to a pressure change is formed, but may be a capacitive sensor chip. A capacitance type sensor chip includes a substrate having a predetermined space (capacitance chamber), a diaphragm disposed in the space of the substrate, a fixed electrode formed on the substrate, and a movable electrode formed on the diaphragm. And. When the diaphragm is deformed by receiving pressure, the distance between the movable electrode and the fixed electrode changes, and the capacitance between them changes.
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
[Extension of the embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.
1…ボディ、1−1…隔壁、1−1a…壁面、1−2…第1の空間、1−3…第2の空間、1−4…貫通路、2−1…第1の受圧ダイアフラム、2−2…第2の受圧ダイアフラム、3…センサチップ、3−1…センサダイアフラム、3−1a…一方の面、3−1b…他方の面、3−1c…凹部、3−2…台座、3−3…連通路、4−1…第1の接合部、4−2…第2の接合部、5−1…第1の圧力伝達用媒体、5−2…第2の圧力伝達用媒体、6−1…第1の封入室、6−2…第2の封入室、7…オイルポット、8…封入液(圧力伝達用媒体)、9…真空ポンプ、10…加圧装置、11…コントローラ、12〜16…バルブ、200,300…差圧センサ、400…封入装置。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記センサチップをその内部空間に収容したボディと、
前記ボディの内部空間に連通する第1の開口部に設けられた第1の受圧ダイアフラムと、
前記ボディの内部空間に連通する第2の開口部に設けられた第2の受圧ダイアフラムと、
前記第1の受圧ダイアフラムと前記センサダイアフラムの一方の面との間に作られる第1の封入室に封入液として封止され、前記第1の受圧ダイアフラムが受けた圧力を前記センサダイアフラムの一方の面に伝達する第1の圧力伝達媒体と、
前記第2の受圧ダイアフラムと前記センサダイアフラムの他方の面との間に作られる第2の封入室に封入液として封止され、前記第2の受圧ダイアフラムが受けた圧力を前記センサダイアフラムの他方の面に伝達する第2の圧力伝達媒体とを備えた差圧センサの封入液封入方法であって、
前記第1の封入室および前記第2の封入室を真空にする第1工程と、
前記第1工程の後に、前記第1の封入室へ前記第1の圧力伝達用媒体を封入すると共に前記第2の封入室に前記第2の圧力伝達用媒体を封入する第2工程と、
前記第2の封入室への前記第2の圧力伝達用媒体の封入終了後、この第2の封入室に封入された第2の圧力伝達用媒体を封止する第3工程と、
前記第1の封入室への前記第1の圧力伝達用媒体の封入終了後、前記第1の封入室へ前記第1の圧力伝達用媒体を加圧封入する第4工程と、
前記第4工程の実行中、前記センサダイアフラムから出力される信号を監視する第5工程と、
前記第5工程で監視される前記センサダイアフラムから出力される信号の値が前記第1の受圧ダイアフラムが受ける圧力と前記第2の受圧ダイアフラムが受ける圧力との差圧が零のときに出力されるべき値として予め定められている設定値に達したことが確認された時に前記第1の封入室への前記第1の圧力伝達用媒体の加圧封入を終了する第6工程と、
前記第1の封入室への前記第1の圧力伝達用媒体の加圧封入の終了後、この第1の封入室に加圧封入された第1の圧力伝達用媒体を封止する第7工程と
を備えることを特徴とする差圧センサの封入液封入方法。 A sensor chip including a sensor diaphragm that outputs a signal corresponding to a pressure difference received on one surface and the other surface;
A body containing the sensor chip in its internal space;
A first pressure-receiving diaphragm provided in a first opening communicating with the internal space of the body;
A second pressure receiving diaphragm provided in a second opening communicating with the internal space of the body;
A first sealing chamber formed between the first pressure receiving diaphragm and one surface of the sensor diaphragm is sealed as a sealing liquid, and the pressure received by the first pressure receiving diaphragm is applied to one of the sensor diaphragms. A first pressure transmission medium that transmits to the surface;
A second sealing chamber formed between the second pressure receiving diaphragm and the other surface of the sensor diaphragm is sealed as a sealing liquid, and the pressure received by the second pressure receiving diaphragm is the other pressure of the sensor diaphragm. A method for enclosing a sealing liquid of a differential pressure sensor comprising a second pressure transmission medium that transmits to a surface,
A first step of evacuating the first enclosure chamber and the second enclosure chamber;
After the first step, a second step of enclosing the first pressure transmission medium in the first enclosure chamber and enclosing the second pressure transmission medium in the second enclosure chamber;
A third step of sealing the second pressure transmission medium sealed in the second sealing chamber after completion of sealing of the second pressure transmission medium in the second sealing chamber;
A fourth step of pressurizing and sealing the first pressure transmission medium into the first sealing chamber after completion of sealing of the first pressure transmission medium into the first sealing chamber;
A fifth step of monitoring a signal output from the sensor diaphragm during execution of the fourth step;
The value of the signal output from the sensor diaphragm monitored in the fifth step is output when the differential pressure between the pressure received by the first pressure receiving diaphragm and the pressure received by the second pressure receiving diaphragm is zero. A sixth step of ending the pressure sealing of the first pressure transmission medium in the first sealing chamber when it is confirmed that a set value predetermined as a power value has been reached;
A seventh step of sealing the first pressure transmission medium pressurized and sealed in the first sealing chamber after completion of pressurizing and sealing the first pressure transmission medium in the first sealing chamber. A method for enclosing a sealing liquid in a differential pressure sensor, comprising:
前記ボディは、
貫通路を有する隔壁によって区画された第1の空間と第2の空間とを前記内部空間として有し、
前記第1の受圧ダイアフラムは、
前記第1の空間の開口部に設けられ、
前記第2の受圧ダイアフラムは、
前記第2の空間の開口部に設けられ、
前記センサチップは、
前記センサダイアフラムの一方の面を前記第1の受圧ダイアフラムに臨むようにして、前記センサダイアフラムの他方の面に通ずる連通路を前記隔壁の貫通路に連通させるようにして、前記第1の空間側に位置する前記隔壁の壁面に接合され、
前記第1の圧力伝達媒体は、
前記第1の空間に封止され、
前記第2の圧力伝達媒体は、
前記第2の空間および前記隔壁の貫通路および前記センサダイアフラムの他方の面に通ずる連通路に封止される
ことを特徴とする差圧センサの封入液封入方法。 In the method for enclosing the liquid in the differential pressure sensor according to claim 1,
The body is
Having a first space and a second space defined by a partition wall having a through passage as the internal space;
The first pressure receiving diaphragm is:
Provided in the opening of the first space;
The second pressure receiving diaphragm is:
Provided in the opening of the second space;
The sensor chip is
Positioned on the first space side so that one surface of the sensor diaphragm faces the first pressure-receiving diaphragm and a communication path communicating with the other surface of the sensor diaphragm is communicated with the through-passage of the partition wall. Bonded to the wall of the partition wall,
The first pressure transmission medium is
Sealed in the first space;
The second pressure transmission medium is
The sealing method of the sealing liquid of the differential pressure sensor, wherein the second space, the through-passage of the partition wall, and a communication path communicating with the other surface of the sensor diaphragm are sealed.
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