JP5179752B2 - 低いヒステリシスを提供するために、張力下の、比較的厚いフラッシュダイアフラムを有するキャパシタンス圧力計 - Google Patents
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Description
(発明の分野)
本発明は、圧力に曝露されるダイアフラムと固定された電極との間の可変キャパシタンスを有する、圧力変換器の分野にある。
キャパシタンスダイアフラムゲージ(CDG)は、圧力を測定するために、多年にわたって使用されてきた。CDGは、非常に低い圧力(例えば、大気圧よりかなり低い圧力)(例えば、排気されたシステム(例えば、半導体製造システム)における圧力)を測定するために、特に有用である。CDGは、参照圧力に関して入力された圧力の測定を表す、電気出力を生成する。
本発明に従う実施形態は、低いヒステリシス特徴を有するフラッシュダイアフラムを有する、キャパシタンスダイアフラムゲージ(CDG)を提供する。このCDGは、利用可能な様式で再現性よく製造され得る、単純な構造体を有する。
図1A、1B、2A、2B、3および4は、キャパシタンスダイアフラムゲージ(CDG)100の実施形態を図示する。図1Aに示されるように、CDG 100は、本体構造体110を備え、この本体構造体は、前表面112(図4を参照のこと)および後表面114(図4を参照のこと)を有する。本明細書中に図示される実施形態において、本体構造体110は、ほぼ円筒形であり、そして前表面112および後表面114は、円形の形状を有する。好ましい実施形態において、前表面112の面積は、後表面114の面積より小さく、そして本体構造体110の、前表面112に近い前方円筒形部分116は、後表面114に近い後方円筒形部分118より小さい直径絵を有し、従って、本体構造体110は、前部分116から後部分118への段状の移行部を有し、これが、前部分116の周りにリップ119を形成する。リップ119は、CDG 100が特定の適用で設置される場合に、使用され得る。
Claims (6)
- キャパシタンスダイアフラム圧力計であって、
前表面および後表面を有する本体構造体と、
該本体構造体を通して位置決めされた少なくとも1つの電極であって、該電極は、該前表面と実質的に同一面である前面を有する、電極と、
該本体構造体の該前表面上に位置決めされたリング形状のシムであって、該シムは、厚さを有する、シムと、
第一の表面および第二の表面を有するダイアフラムであって、該第一の表面は、該シム上に位置決めされ、かつ、該シムの厚さだけ、該本体構造体の該前表面から間隔を空けており、該ダイアフラムの該第一の表面は、張力下で該シムに固定されており、該ダイアフラムの該第二の表面は、完全に平滑であり、かつ、妨害されていない露出表面である、ダイアフラムと
を備える、キャパシタンスダイアフラム圧力計。 - 前記電極が、第一の部分と第二の部分とを備え、
該第一の部分が、前記シムの熱膨張係数と類似する第一の熱膨張係数を有するように選択された材料を含有し、
該第二の部分が、該第一の熱膨張係数より低い第二の熱膨張係数を有するように選択された材料を含有する、請求項1に記載のキャパシタンスダイアフラム圧力計。 - キャパシタンスダイアフラム圧力計であって、
前表面および後表面を有する本体構造体であって、該前表面は、実質的に平坦な中心部分を有し、隆起外周部分と境界を接し、該隆起外周部分は、該平坦な中心部分に対して垂直に厚さを有する、本体構造体と、
該本体構造体を通して位置決めされた少なくとも1つの電極であって、該電極は、該前表面と実質的に同一面の前面を有する、電極と、
第一の表面および第二の表面を有するダイアフラムであって、該第一の表面は、該隆起外周部分で位置決めされ、かつ、該隆起周囲部分の厚さだけ、該本体構造体の前表面から間隔を空けて位置決めされており、該ダイアフラムの第一の表面は、張力下で該隆起外周部分に固定されており、該ダイアフラムの第二の表面は、完全に平滑であり、かつ、妨害されていない露出表面である、ダイアフラムと
を備える、キャパシタンスダイアフラム圧力計。 - 前記ダイアフラムが前記隆起外周部分に固定される場合、該隆起外周部分が、前記本体構造体の前表面に固定される、請求項3に記載のキャパシタンスダイアフラム圧力計。
- キャパシタンスダイアフラム圧力計であって、
前表面および後表面を有する本体構造体であって、該前表面は、実質的に平坦な中心部分を有し、隆起外周部分と境界を接し、該隆起外周部分は、該平坦な中心部分に対して垂直に厚さを有する、本体構造体と、
該本体構造体を通して位置決めされた第一の電極であって、該第一の電極は、前面が該前表面と実質的に同一面である円柱形本体を有し、該第一の電極が、該前表面のおよそ中心に位置し、該第一の電極の前面が、大きさおよび形状を有する、第一の電極と、
該本体構造体を通して位置決めされた第二の電極であって、該第二の電極は、前面が該前表面と実質的に同一面である円柱形本体を有し、該第二の電極が、該前表面の外周の近くに位置し、該第二の電極の前面が、該第一の電極の大きさおよび形状と実質的に同じ大きさおよび形状を有する、第二の電極と、
第一の表面および第二の表面を有するダイアフラムであって、該第一の表面は、該隆起外周部分上で位置決めされ、かつ、該隆起外周部分の厚さだけ、該本体構造体の前表面から間隔を空けており、該ダイアフラムの第一の表面は、張力下で、該隆起外周部分に固定されており、該ダイアフラムの第二の表面は、完全に平滑であり、かつ、妨害されていない露出表面である、ダイアフラムと
を備える、キャパシタンスダイアフラム圧力計。 - 前記第一の電極と前記第二の電極との各々が、第一の部分と第二の部分とを備え、
該第一の部分が、前記隆起外周部分の熱膨張係数と類似する第一の熱膨張係数を有するように選択された材料を含有し、
該第二の部分が、該第一の熱膨張係数より低い第二の熱膨張係数を有するように選択された材料を含有する、請求項5に記載のキャパシタンスダイアフラム圧力計。
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