JP2014126503A - 静電容量型圧力センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構造で、低コストに、導入部からの液体(水)の侵入を防止し、零点シフトなどの不具合の発生を低減する。
【解決手段】バッフル70を加熱するヒータ80を設ける。ハウジング10の外にヒータ80のオン/オフを切り替える操作スイッチ90を設ける。凍結乾燥装置でのCIP洗浄時、操作スイッチ90を操作してヒータ80をオンとし、バッフル70を加熱する。これにより、バッフル70を通過して侵入しようとする液体(水)が気化し、センサダイアフラム32に到達する液体(水)の量が減少する。
【選択図】 図1
【解決手段】バッフル70を加熱するヒータ80を設ける。ハウジング10の外にヒータ80のオン/オフを切り替える操作スイッチ90を設ける。凍結乾燥装置でのCIP洗浄時、操作スイッチ90を操作してヒータ80をオンとし、バッフル70を加熱する。これにより、バッフル70を通過して侵入しようとする液体(水)が気化し、センサダイアフラム32に到達する液体(水)の量が減少する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、被測定流体の圧力を受けて撓むダイアフラムの変化を静電容量の変化として検出する静電容量型圧力センサに関するものである。
従来より、被測定流体の圧力を受けて撓むダイアフラムの変化を静電容量の変化として検出する静電容量型圧力センサは広く知られている。例えば、半導体製造装置などにおける製造プロセス中の真空状態を計測するために静電容量型圧力センサが利用されており、この真空状態を計測するための静電容量型圧力センサを隔膜真空計と呼んでいる。
この隔膜真空計は、被測定流体の導入部を有するハウジングを有し、このハウジングの導入部を通して導かれてくる被測定流体の圧力を受けて撓むダイアフラムの変化を静電容量の変化として検出する。この隔膜真空計において、導入部とダイアフラムとの間には、被測定流体の通過方向にその板面を直交させて、被測定流体に含まれる不要かつ支障のある物質(以下、この物質を汚染物質と呼ぶ)のダイアフラムへの堆積を防止するバッフルが設けられている。
図8に従来の隔膜真空計におけるバッフルの取付構造を示す。同図において、100はハウジング、100Aはハウジング100に設けられた被測定流体の導入部であり、この導入部100Aとダイアフラム(図示せず)との間に被測定流体の通過方向Fにその板面を直交させて円板状の1枚のバッフル101を設けている。
バッフル101には、その外周部に所定の角度間隔でタブ101aが形成されており、このタブ101a間の隙間101bを被測定流体が通過して、ダイアフラムへと送られる。すなわち、導入部100Aを通して導かれてくる被測定流体がバッフル101の中央の板面に当たって迂回し、バッフル101のタブ101a間の隙間101bを通過して、ダイアフラムへと送られる。これにより、ダイアフラムに被測定流体が直接当たることがなく、被測定流体に含まれる汚染物質のダイアフラムへの堆積が防止される。
このような隔膜真空計は、半導体製造装置の他、凍結乾燥装置などでも利用されている。しかしながら、凍結乾燥装置では、プロセス時の通常環境では被測定流体(気体)がバッフル101の隙間101bを通して導かれるが、CIP洗浄と呼ばれる非プロセス時の特殊環境では、CIP洗浄時(スプレー)の液体(水)がバッフル101の隙間101bを通して侵入し、ダイアフラムに到達する。このため、零点シフトなどの不具合が発生するという問題が生じていた。
なお、特許文献1には、導入部とダイアフラムとの間に、被測定流体の通過方向にその板面を直交させて、2枚のバッフルを対向配置した構成が示されている。すなわち、図9に示すように、バッフルを2段構成とし、1段目のバッフル102を被測定流体の通過方向Fの上流側に配置し、2段目のバッフル103を被測定流体の通過方向Fの下流側に配置するようにしている。
図10に特許文献1に示された1段目のバッフル102の平面図を示す。図11に特許文献1に示された2段目のバッフル103の平面図を示す。1段目のバッフル102は、導入口の直径より大きい直径を備える中央部分102aと、この中央部分102aの周囲に形成された多数の周辺開口部102bとを備えている。中央部分102aには被測定流体が通過する開口は設けられていない。周辺開口部102bは、円周方向において等間隔の連続したセクタ(長細孔)として形成され、径方向に異なる直径ごとに配列されている。2段目のバッフル103は、図8に示したバッフル101と同様に、外周部に所定の角度間隔でタブ103aが形成されており、このタブ103a間の隙間103bを被測定流体が通過する。
この特許文献1に示された2段構成のバッフルを図8に示した隔膜真空計に採用すると、導入部100Aからの液体(水)の侵入に対して有効であると考えられる。すなわち、1段目のバッフル102と2段目のバッフル103とで流体の通過位置が異なるため、気体に比べると流動性の低い液体(水)が通過しにくくなり、ダイアフラムに到達する液体(水)の量が減少するものと考えられる。
しかしながら、この特許文献1に示された2段構成のバッフルでは、導入部100Aからの液体(水)の侵入に対しては有効ではあるが、バッフルを2段構成としなければならず、また1段目のバッフル102の構造が複雑となり、高コストとなる。
なお、特許文献2には、導入部とダイアフラムとの間に、被測定流体の通過方向にその板面を直交させて、3枚のバッフルを対向配置した構成が示されている。この特許文献2に示された構成も、1段目と2段目のバッフルは特許文献1に示されたものと同じであって、この特許文献2に示された3段構成のバッフルを採用しても、特許文献1に示された2段構成のバッフルを採用した場合と同様の問題が生じる。
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、簡単な構造で、低コストに、導入部からの液体(水)の侵入を防止し、零点シフトなどの不具合の発生を低減することが可能な静電容量型圧力センサを提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明に係る静電容量型圧力センサは、被測定流体の導入部を有するハウジングと、導入部を通して導かれてくる被測定流体の圧力を受けて撓むダイアフラムの変化を静電容量の変化として検出するセンサチップと、導入部とダイアフラムとの間に被測定流体の通過方向にその板面を直交させて配置され被測定流体に含まれる汚染物質のダイアフラムへの堆積を防止するバッフルと、バッフルを加熱するヒータとを備えることを特徴とするる。
この発明によれば、バッフルを加熱することによって、バッフルを通過して侵入しようとする液体(水)が気化し、ダイアフラムに到達する液体(水)の量が減少する。
本発明において、ヒータはバッフルを加熱することができればよく、バッフルに埋め込まれていてもよく、バッフルの表面や裏面に付設されていてもよく、バッフルの近傍に設けられていてもよい。すなわち、結果的にバッフルを加熱することができればよい。
また、本発明において、バッフルを2段構えの構成としてもよい。すなわち、被測定流体の通過方向にその板面を直交させて対向配置された第1のバッフルと第2のバッフルとの2段構成とするようにしてもよい。この場合、第1のバッフル(1段目のバッフル)を第2のバッフルよりも被測定流体の通過方向の上流側に配置し、その板面の中央部にのみ開口を有するものとし、第2のバッフル(2段目のバッフル)を、第1のバッフルよりも被測定流体の通過方向の下流側に配置し、その板面の周辺部に1つ以上の開口を有するものとするとよい。
このようにすると、1段目のバッフルと2段目のバッフルとで流体の通過位置が異なるものとなり、気体に比べると流動性の低い液体(水)が通過しにくくなる。また、1段目のバッフルの板面の周辺部に開口を設ける特許文献1の構造に比べ、1段目のバッフルと2段目のバッフルとの間の被測定流体の通過方向に直交する方向への流体の流れる経路が長くなり、流動性の低い液体(水)をさらに通過させにくくすることができるようになる。また、1段目のバッフルは、その板面の中央部にのみ開口を設ければよく、その構造が簡単となる。また、1段目のバッフルと2段目のバッフルの何れかを回転させても流体の通過位置の距離は変わらないので、製造も簡単となる。これにより、特許文献1の2段構成のバッフルよりも、導入部からの液体(水)の侵入をさらに低減するとともに、低コスト化を実現できるようになる。
本発明において、加熱による気化で処理きれない液体(水)の量が想定される場合には、バッフルを上述したような2段構えの構成とすることが好ましい。すなわち、1段目のバッフルを防水用のバッフル、2段目のバッフルを通常のバッフルとした場合、通常のバッフルの前段に防水用のバッフルを適宜補充することが好ましい。なお、言うまでもないが、本発明において、バッフルは2段構成であることは必須ではない。
本発明において、バッフルを2段構成とする場合、それぞれのバッフルに対してヒータを設けるようにしてもよく、バッフル全体に対して共通のヒータを設けるようにしてもよい。また、第2のバッフルに対してのみにヒータを設けるようにしてもよい。バッフル全体に対して共通のヒータを設ける場合、第1のバッフルと第2のバッフルとの間に挟むように共通のヒータを設けるようにするとよい。
また、本発明において、ヒータによってバッフルを常時加熱するようにしてもよいが、ハウジングの外に操作スイッチを設けるようにし、ヒータのオン/オフを外部から切り替えることができるようにしてもよい。例えば、凍結乾燥装置でのCIP洗浄時にはヒータをオンとし、測定時にはオフとするようにすると、CIP洗浄時にはバッフルを加熱して液体(水)を気化し、ダイアフラムへ液体(水)が到達することを防止し、測定時にはバッフルを加熱しないようにして、気化した汚染物質がダイアフラムへ到達することを防止する(汚染物質をバッフルで捕捉する可能性を高める)ことが可能となる。
本発明によれば、バッフルを加熱するヒータを設けたので、バッフルを加熱することによって、バッフルを通過して侵入しようとする液体(水)が気化し、ダイアフラムに到達する液体(水)の量が減少するものとなり、簡単な構造で、低コストに、導入部からの液体(水)の侵入を防止し、零点シフトなどの不具合の発生を低減することが可能となる。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1はこの発明に係る静電容量型圧力センサの一実施の形態(実施の形態1)の要部(隔膜真空計の要部)を示す縦断面図である。この隔膜真空計1(1A)は、パッケージ10と、パッケージ10内に収容された台座プレート20と、同じくパッケージ10内に収容され台座プレート20に接合されたセンサチップ30と、パッケージ10に直接取付けられパッケージ10内外を導通接続する電極リード部40とを備えている。また、台座プレート20は、第1の台座プレート21と第2の台座プレート22とから構成され、パッケージ10に対して隔間しており、支持ダイアフラム50のみを介してパッケージ10に支持されている。
図1はこの発明に係る静電容量型圧力センサの一実施の形態(実施の形態1)の要部(隔膜真空計の要部)を示す縦断面図である。この隔膜真空計1(1A)は、パッケージ10と、パッケージ10内に収容された台座プレート20と、同じくパッケージ10内に収容され台座プレート20に接合されたセンサチップ30と、パッケージ10に直接取付けられパッケージ10内外を導通接続する電極リード部40とを備えている。また、台座プレート20は、第1の台座プレート21と第2の台座プレート22とから構成され、パッケージ10に対して隔間しており、支持ダイアフラム50のみを介してパッケージ10に支持されている。
パッケージ10は、ロアハウジング11、アッパーハウジング12、及びカバー13から構成されている。なお、ロアハウジング11、アッパーハウジング12、及びカバー13は、耐食性の金属であるインコネルからなり、それぞれ溶接により接合されている。
ロアハウジング11は、径の異なる円筒体を連結した形状を備え、その大径部11aは支持ダイアフラム50との接合部を有し、その小径部11bは被測定流体が流入する導入部10Aをなしている。
アッパーハウジング12は略円筒体形状を有し、カバー13、支持ダイアフラム50、台座プレート20、及びセンサチップ30を介してパッケージ10内に独立した真空の基準真空室10Bを形成している。なお、基準真空室10Bにはいわゆるゲッター(図示せず)と呼ばれる気体吸着物質が備わり、真空度を維持している。
また、アッパーハウジング12の支持ダイアフラム50の取付け側には周方向適所にストッパ12aが突出形成されている。なお、このストッパ12aは、被測定流体の急激な圧力上昇により台座プレート20が過度に変移するのを規制する役目を果たしている。
また、カバー13は円形のプレートからなり、カバー13の所定位置には電極リード挿通孔13aが形成されており、ハーメチックシール60を介して電極リード部40が埋め込まれ、この部分のシール性が確保されている。
一方、支持ダイアフラム50はケーシング10の形状に合わせた外形形状を有するインコネルの薄板からなり、第1の台座プレート21と第2の台座プレート22との間に挟まれた状態で、その外周部(周囲縁部)が上述したアッパーハウジング11とロアハウジング12の縁部に挟まれて溶接等により接合されている。なお、支持ダイアフラム50の厚さは、例えば本実施形態の場合数十ミクロンであって、各台座プレート21,22より充分薄い厚さとなっている。また、台座プレート20(21,22)および支持ダイアフラム50の中央部分には、センサチップ30に被測定流体を導くための導入孔50aが形成されている。
第1の台座プレート21および第2の台座プレート22は、酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアからなり、第1の台座プレート21はケーシング10の内面から離間させた状態で支持ダイアフラム50の下面に接合され、第2の台座プレート22はケーシング10の内面から離間させた状態で支持ダイアフラム50の上面に接合されている。
なお、各台座プレート21,22は、支持ダイアフラム50の厚さに対して上述の通り十分に厚くなっており、かつ支持ダイアフラム50を両台座プレート21,22でいわゆるサンドイッチ状に挟み込む構造を有している。これによって、支持ダイアフラム50と台座プレート20の熱膨張率の違いによって発生する熱応力でこの部分が反るのを防止している。
また、第2の台座プレート22には酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアでできた上面視矩形状のセンサチップ30が酸化アルミニウムベースの接合材を介して接合されている。なお、このセンサチップ30の接合方法については、特許文献3に詳しく記載されているのでここでの説明は省略する。
センサチップ30は上面視で1cm角以下の大きさを有し、四角角型の薄板からなるスペーサ31と、スペーサ31に接合されかつ圧力の印加に応じてひずみが生じるセンサダイアフラム32と、センサダイアフラム32に接合して真空の容量室(リファレンス室)30Aを形成するセンサ台座33を有している。また、真空の容量室30Aと基準真空室10Bとはセンサ台座33の適所に穿設された図示しない連通孔を介して共に同一の真空度を保っている。
なお、スペーサ31、センサダイアフラム32、及びセンサ台座33はいわゆる直接接合によって互いに接合され、一体化したセンサチップ30を構成している。このセンサチップ30の構成要素とされるセンサダイアフラム32が本発明でいうダイアフラムに相当する。
また、センサチップ30の容量室30Aには、センサ台座33の凹部33aに金又は白金等の導体でできた固定電極33b,33cが形成されているとともに、これと対向するセンサダイアフラム32の表面上に金又は白金等の導体でできた可動電極32b,32cが形成されている。また、センサチップ30の上面には金又は白金からなるコンタクトパッド35,36が形成され、これらの固定電極33b,33cと可動電極32b,32cはコンタクトパッド35,36と図示しない配線によって接続されている。
一方、電極リード部40は電極リードピン41と金属製のシールド42とを備え、電極リードピン41は金属製のシールド42にガラスなどの絶縁性材料からなるハーメチックシール43によってその中央部分が埋設され、電極リードピン41の両端部間で気密状態を保っている。そして、電極リードピン41の一端はパッケージ10の外部に露出して図示しない配線によって隔膜真空計1Aの出力を外部の信号処理部に伝達するようになっている。なお、シールド42とカバー13との間にも上述の通りハーメチックシール60が介在している。また、電極リードピン41の他方の端部には導電性を有するコンタクトバネ45,46が接続されている。
コンタクトバネ45,46は、導入部10Aから被測定流体が急に流れ込むことで発生する急激な圧力上昇により支持ダイアフラム50が若干変移しても、コンタクトバネ45,46の付勢力がセンサチップ30の測定精度に影響を与えない程度の十分な柔らかさを有している。
この隔膜真空計1Aにおいて、センサチップ30のセンサダイアフラム32と導入部10Aとの間には、導入部10Aからの被測定流体の出口に、被測定流体の通過方向Fにその板面を直交させて、インコネルからなるバッフル70が配置されている。図2にバッフル70の平面図を示す。バッフル70には、その外周部に所定の角度間隔でタブ70aが形成されており、このタブ70a間の隙間70bを被測定流体が通過して、センサダイアフラム32へと送られる。
この隔膜真空計1Aにおいて、バッフル70にはヒータ80が埋め込まれており、このヒータ80のオン/オフを切り替える操作スイッチ90がハウジング10の外に設けられている。
次に、この隔膜真空計1Aの動作について説明する。なお、この実施の形態において、隔膜真空計1Aは凍結乾燥装置の必要な場所に取付けられているものとする。
〔プロセス時の通常環境での被測定流体(気体)の微圧測定〕
凍結乾燥装置において、プロセス時の通常環境では、被測定流体(気体)が隔膜真空計1Aの導入部10Aからバッフル70を通り、導入孔50aを通って、センサダイアフラム32に送られる。
凍結乾燥装置において、プロセス時の通常環境では、被測定流体(気体)が隔膜真空計1Aの導入部10Aからバッフル70を通り、導入孔50aを通って、センサダイアフラム32に送られる。
この際、被測定流体(気体)が微圧であっても、センサチップ30の容量室30A内は真空のため、センサダイアフラム32が撓んで、センサチップ30の固定電極33b,33cと可動電極32b,32cとの間隔が変化する。これによって、固定電極33b,33cと可動電極32b,32cとで構成されたコンデンサの容量値(静電容量)が変化する。この静電容量の変化を電極リード部40によって隔膜真空計1Aの外部に取り出すことで、被測定流体(気体)の微圧を測定することができる。
また、隔膜真空計1Aの導入部10Aからの被測定流体(気体)は、バッフル70の板面の中央に当たって迂回し、バッフル70の周辺部の隙間70bを通過して、導入孔50aを通って、センサダイアフラム32に送られる。これにより、センサダイアフラム32に被測定流体(気体)が直接当たることがなく、被測定流体(気体)に含まれる汚染物質のセンサダイアフラム32への堆積が防止される。
〔CIP洗浄(非プロセス時の特殊環境)〕
凍結乾燥装置において、CIP洗浄(非プロセス時の特殊環境)時には、導入部10Aからの液体(水)が隔膜真空計1Aの内部に侵入しようとする。すなわち、液体(水)がバッフル70の周辺部の隙間70bを通って侵入し、センサダイアフラム32に到達しようとする。
凍結乾燥装置において、CIP洗浄(非プロセス時の特殊環境)時には、導入部10Aからの液体(水)が隔膜真空計1Aの内部に侵入しようとする。すなわち、液体(水)がバッフル70の周辺部の隙間70bを通って侵入し、センサダイアフラム32に到達しようとする。
これを防ぐため、この隔膜真空計1Aでは、CIP洗浄を行う場合、ハウジング10の外に設けられている操作スイッチ90を操作してヒータ80をオンとし、バッフル70を加熱する。これによって、バッフル70を通過して侵入しようとする液体(水)が気化し、センサダイアフラム32に到達する液体(水)の量が減少する。
このようにして、この実施の形態1の隔膜真空計1Aでは、簡単な構造で、低コストに、導入部10Aからの液体(水)の侵入を防止し、零点シフトなどの不具合の発生を低減することができるようになる。
〔実施の形態2〕
図3は本発明に係る静電容量型圧力センサの他の実施の形態(実施の形態2)の要部(隔膜真空計の要部)を示す縦断面図である。同図において、図1と同一符号は図1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。
図3は本発明に係る静電容量型圧力センサの他の実施の形態(実施の形態2)の要部(隔膜真空計の要部)を示す縦断面図である。同図において、図1と同一符号は図1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。
この実施の形態2の隔膜真空計1(1B)では、センサハウジング10の導入部10Aからの被測定流体の流入部に、被測定流体の通過方向Fにその板面を直交させて、第1のバッフル71と第2のバッフル72とを対向配置させている。すなわち、バッフルを2段構えの構成とし、第1のバッフル71を被測定流体の通過方向Fの上流側に配置し、第2のバッフル72を被測定流体の通過方向Fの下流側に配置している。
図4に第1のバッフル71の平面図を示す。第1のバッフル71は、円板状とされ、その板面の中央部にのみ、被測定流体の導通路(流路)として開口71aが形成されている。この開口71aは小さく絞った穴であり、小さいほど水の侵入は減らせるが、隔膜真空計1Bの応答速度のスペックを満足させる程度の径をもつこととする。
例えば、凍結乾燥装置におけるCIP洗浄においては、開口71aの径を0.5mm程度まで小さくすることが好ましい。なお、この例では、開口71aの径は、上限として1mm、下限は応答速度計算を実施して決定することにしている。
図5に第2のバッフル72の平面図を示す。第2のバッフル72も、円板状とされ、その板面の周辺部に、被測定流体の導通路(流路)として開口72aが形成されている。この例では、第2のバッフル72の外周部に、120゜間隔で3つの切欠が開口72aとして形成されている。なお、第2のバッフル72は、第1のバッフル71よりもその径がやや大きくされている。
この隔膜真空計1Aにおいて、第1のバッフル71にはその上面(表面)にヒータ81が付設されており、第2のバッフル72にはその下面(裏面)にヒータ82が付設されている。そして、このヒータ81,82のオン/オフを同時に切り替える操作スイッチ91がハウジング10の外に設けられている。
次に、この隔膜真空計1Bの動作について説明する。なお、この実施の形態においても、隔膜真空計1Bは凍結乾燥装置の必要な場所に取付けられているものとする。
〔プロセス時の通常環境での被測定流体(気体)の微圧測定〕
凍結乾燥装置において、プロセス時の通常環境では、被測定流体(気体)が隔膜真空計1Bの導入部10Aからバッフル71,72を通り、導入孔50aを通って、センサダイアフラム32に送られる。
凍結乾燥装置において、プロセス時の通常環境では、被測定流体(気体)が隔膜真空計1Bの導入部10Aからバッフル71,72を通り、導入孔50aを通って、センサダイアフラム32に送られる。
この際、被測定流体(気体)が微圧であっても、センサチップ30の容量室30A内は真空のため、センサダイアフラム32が撓んで、センサチップ30の固定電極33b,33cと可動電極32b,32cとの間隔が変化する。これによって、固定電極33b,33cと可動電極32b,32cとで構成されたコンデンサの容量値(静電容量)が変化する。この静電容量の変化を電極リード部40によって隔膜真空計1Bの外部に取り出すことで、被測定流体(気体)の微圧を測定することができる。
また、隔膜真空計1Bの導入部10Aからの被測定流体(気体)は、バッフル71の板面の中央部に形成された71aを通り、バッフル72の板面の中央に当たって迂回し、バッフル72の周辺部の開口(切欠)72aを通過して、導入孔50aを通って、センサダイアフラム32に送られる。これにより、センサダイアフラム32に被測定流体(気体)が直接当たることがなく、被測定流体(気体)に含まれる汚染物質のセンサダイアフラム32への堆積が防止される。
〔CIP洗浄(非プロセス時の特殊環境)〕
凍結乾燥装置において、CIP洗浄(非プロセス時の特殊環境)時には、導入部10Aからの液体(水)が隔膜真空計1Bの内部に侵入しようとする。
凍結乾燥装置において、CIP洗浄(非プロセス時の特殊環境)時には、導入部10Aからの液体(水)が隔膜真空計1Bの内部に侵入しようとする。
この場合、第1のバッフル(1段目のバッフル)71は、その板面の中央部にのみ開口71aを有し、第2のバッフル(2段目のバッフル)72は、その板面の周辺部に3つの開口72aを有している。これにより、第1のバッフル71と第2のバッフル72とで流体の通過位置が異なるものとなり、気体に比べると流動性の低い液体(水)が通過しにくくなり、センサダイアフラム32に到達する液体(水)の量は実施の形態1の隔膜真空計1Aと比べて格段に減少する。
特に、この実施の形態2の隔膜真空計1Bでは、1段目のバッフル71の板面の中央部にのみ開口71aを有するものとしているため、1段目のバッフルの板面の周辺部に開口を設ける特許文献1の構造(図10参照)に比べ、1段目のバッフル71と2段目のバッフル72との間の被測定流体の通過方向Fに直交する方向への流体の流れる経路が長くなり、流動性の低い液体(水)をさらに通過させにくくすることができる。また、1段目のバッフル71は、その板面の中央部にのみ開口71aを設ければよく、その構造が簡単となる。また、1段目のバッフル71と2段目のバッフル72の何れかを回転させても流体の通過位置の距離は変わらないので、製造も簡単となる。これにより、特許文献1の2段構成のバッフルよりも、導入部10Aからの液体(水)の侵入をさらに低減するとともに、低コスト化が実現されるものとなる。
この隔膜真空計1Bにおいても、CIP洗浄時、ハウジング10の外に設けられている操作スイッチ90を操作してヒータ81および82をオンとし、バッフル71および72を加熱するようにする。これによって、バッフル71および72を通過して侵入しようとする液体(水)が気化し、センサダイアフラム32に到達する液体(水)の量がさらに減少する。
処理する液体(水)の量が少ないと想定される場合には、バッフル71と72の2段構えの構成でも十分であるが、処理する液体(水)の量が多いと想定される場合には、操作スイッチ90を操作してヒータ81および82をオンとして、バッフル71および72を加熱するようにする。
このようにして、この実施の形態2の隔膜真空計1Bでも、簡単な構造で、低コストに、導入部10Aからの液体(水)の侵入を防止し、零点シフトなどの不具合の発生を低減することができるようになる。
なお、上述した隔膜真空計1Bでは、2段目のバッフル72の外周部に120゜間隔で3つの切欠を開口72aとして形成するようにしたが、図5(a)に示すように、開口72aとして形成する切欠の数を変更してもよく、図5(b)に示すように、切欠ではなく丸孔を開口72aとして形成したりしてもよい。
また、上述した隔膜真空計1Bでは、1段目のバッフル71にヒータ81を付設し、2段目のバッフル72にヒータ82を付設するようにしたが、図7に示す隔膜真空計1Cのように、1段目のバッフル71と2段目のバッフル72との間に挟むようにして、共通のヒータ83を設けるようにしてもよい。これにより、1つのヒータ83で、1段目のバッフル71と2段目のバッフル72の両方が加熱されるものとなる。また、1段目のバッフル71は液体(水)によって温度が下げられるので、温度の下がりにくい2段目のバッフル72にのみにヒータを設けるようにしてもよく、バッフル71やバッフル72の近傍にヒータを設けるようにしてもよい。
また、上述した隔膜真空計1Bでは、ハウジング10の外に操作スイッチ90を設け、CIP洗浄時にのみヒータ81,82をオンとするようにしたが、操作スイッチ90を設けずに、ヒータ81,82への通電を常時行うようにしてもよい。しかし、このようにすると、バッフル71,72が常時加熱されるため、測定時、バッフル71,72の温度上昇によって気化した汚染物質がセンサダイアフラム32に到達してしまう虞がある。これに対し、操作スイッチ90を操作してCIP洗浄時にのみヒータ81,82をオンとすれば、測定時、バッフル71,72を加熱しないようにして、気化した汚染物質がセンサダイアフラム32に到達する虞をなくす(汚染物質をバッフル71,72で捕捉する可能性を高める)ことが可能となる。隔膜真空計1A,1Cについても同様である。
〔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。
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。
1(1A,1B,1C)…隔膜真空計(静電容量型圧力センサ)、10…パッケージ、10A…導入部、11…ロアハウジング、12…アッパーハウジング、13…カバー、20…台座プレート、21…第1の台座プレート、22…第2の台座プレート、30…センサチップ、31…スペーサ、32…センサダイアフラム、33…センサ台座、50…支持ダイアフラム、50a…導入孔、70…バッフル、71…第1のバッフル(1段目のバッフル)71a…開口、72…第2のバッフル(2段目のバッフル)、72a…開口、80,81,82…ヒータ、90…操作スイッチ。
Claims (6)
- 被測定流体の導入部を有するハウジングと、
前記導入部を通して導かれてくる被測定流体の圧力を受けて撓むダイアフラムの変化を静電容量の変化として検出するセンサチップと、
前記導入部と前記ダイアフラムとの間に前記被測定流体の通過方向にその板面を直交させて配置され前記被測定流体に含まれる汚染物質の前記ダイアフラムへの堆積を防止するバッフルと、
前記バッフルを加熱するヒータと
を備えることを特徴とする静電容量型圧力センサ。 - 請求項1に記載された静電容量型圧力センサにおいて、
前記バッフルは、
前記被測定流体の通過方向にその板面を直交させて対向配置された第1のバッフルと第2のバッフルとの2段構成とされ、
前記第1のバッフルは、
前記第2のバッフルよりも前記被測定流体の通過方向の上流側に配置され、前記板面の中央部にのみ開口を有し、
前記第2のバッフルは、
前記第1のバッフルよりも前記被測定流体の通過方向の下流側に配置され、前記板面の周辺部に1つ以上の開口を有する
ことを特徴とする静電容量型圧力センサ。 - 請求項2に記載された静電容量型圧力センサにおいて、
前記ヒータは、
前記第1のバッフルを加熱する第1のヒータと、
前記第2のバッフルを加熱する第2のヒータとを備える
ことを特徴とする静電容量型圧力センサ。 - 請求項2に記載された静電容量型圧力センサにおいて、
前記ヒータは、
前記第1のバッフルおよび第2のバッフルに対して設けられた共通のヒータである
ことを特徴とする静電容量型圧力センサ。 - 請求項2に記載された静電容量型圧力センサにおいて、
前記ヒータは、
前記第1のバッフルに対してのみに設けられたヒータである
ことを特徴とする静電容量型圧力センサ。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載された静電容量型圧力センサにおいて、
前記ヒータのオン/オフを切り替える操作スイッチが前記ハウジングの外に設けられている
ことを特徴とする静電容量型圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012284701A JP2014126503A (ja) | 2012-12-27 | 2012-12-27 | 静電容量型圧力センサ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012284701A JP2014126503A (ja) | 2012-12-27 | 2012-12-27 | 静電容量型圧力センサ |
Publications (1)
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ID=51406103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014126503A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109141739A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-04 | 阿自倍尔株式会社 | 静电电容型压力传感器 |
WO2020176495A1 (en) * | 2019-02-26 | 2020-09-03 | Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. | Thermal barrier between high-temperature sensor and electronics in a capacitance diaphragm gauge |
CN114486062A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-05-13 | 季华实验室 | 一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计 |
-
2012
- 2012-12-27 JP JP2012284701A patent/JP2014126503A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109141739B (zh) * | 2017-06-28 | 2020-11-20 | 阿自倍尔株式会社 | 静电电容型压力传感器 |
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US11768119B2 (en) | 2019-02-26 | 2023-09-26 | Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. | Thermal barrier between high-temperature sensor and electronics in a capacitance diaphragm gauge |
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