JP6130765B2 - Capacitive pressure sensor - Google Patents
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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(隔膜)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。 The present invention relates to a capacitance type pressure sensor that detects a change in a diaphragm (diaphragm) that is deflected by the pressure of a fluid to be measured as a change in capacitance.
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薄膜形成プロセス中の真空状態の圧力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、この真空状態の圧力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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a capacitance type pressure sensor that detects a change in a diaphragm that is bent under the pressure of a fluid to be measured as a change in capacitance has been widely known. For example, a capacitive pressure sensor is used to measure a vacuum pressure during a thin film formation process in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, and a capacitive pressure sensor for measuring the vacuum pressure is used. This is called a diaphragm gauge.
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と、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センサチップと、センサチップを内部に収容したハウジングの本体を覆うセンサケースとを有している。 This diaphragm vacuum gauge is a sensor that detects a change in the capacitance of a housing that has an introduction portion of a fluid to be measured and that is deflected by the pressure of the fluid to be measured guided through the introduction portion of the housing as a change in capacitance. It has a chip and a sensor case that covers the main body of the housing that houses the sensor chip.
この隔膜真空計は、基本的に、そのダイアフラムにプロセス対象の薄膜と同じ物質やその副生成物等が堆積する。以下、この堆積する物質を汚染物質と呼ぶ。この汚染物質がダイアフラムに堆積すると、それらによる応力によりダイアフラムの撓みが生じて、センサの出力信号にシフト(零点ドリフト)を生じる。また、堆積した汚染物質により見かけ上ダイアフラムが厚くなるので、ダイアフラムが撓みにくくなり、圧力印加に伴う出力信号の変化幅(スパン)も本来の出力信号の変化幅よりも小さくなってしまう。 In this diaphragm vacuum gauge, basically, the same material as the thin film to be processed and its by-products are deposited on the diaphragm. Hereinafter, this deposited substance is called a contaminant. When this pollutant accumulates on the diaphragm, the stress caused by them causes the diaphragm to bend, resulting in a shift (zero drift) in the output signal of the sensor. Further, since the diaphragm is apparently thick due to the accumulated contaminants, the diaphragm is difficult to bend, and the change width (span) of the output signal due to the pressure application is also smaller than the change width of the original output signal.
そこで、隔膜真空計には、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、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が設けられている。また、ヒータによって加熱することにより、センサケース内の温度を汚染物質が析出することのない高温度に保つようにしている(例えば、特許文献1参照)。なお、特許文献1ではセンサケース内にヒータを設けているが、例えば特許文献2に示されているように、センサケースの外周壁にヒータを巻き付けるように構成することが考えられる。
Therefore, in the diaphragm vacuum gauge, there is a baffle between the introduction portion and the diaphragm that prevents the deposition of contaminants contained in the measured fluid on the diaphragm by making the plate surface perpendicular to the direction of passage of the measured fluid. Is provided. Further, by heating with a heater, the temperature in the sensor case is kept at a high temperature at which no contaminants are deposited (see, for example, Patent Document 1). In
しかしながら、例えば、シースタイプのヒータ(シースヒータ)をセンサケースの外周壁にコイル状に巻き付けるように構成した場合、シースヒータ自身が発熱により熱膨張を生じ、シースヒータの接触面積が不十分になる。 However, for example, when a sheath type heater (sheath heater) is configured to be wound around the outer peripheral wall of the sensor case in a coil shape, the sheath heater itself generates thermal expansion due to heat generation, and the contact area of the sheath heater becomes insufficient.
シースヒータの接触面積が不十分になると、センサケースへの伝熱量に大きな変化が生じ、センサケース内の温度が汚染物質が析出することのない温度の下限値(下限温度(例えば、300℃))を下回ってしまい、ダイアフラムに汚染物質が堆積してしまう虞が生じる。なお、シースヒータは、金属パイプの中央にスパイラル発熱体を熱伝導の良い高絶縁粉末で充填した電気ヒータである。 When the contact area of the sheath heater becomes insufficient, a large change occurs in the amount of heat transferred to the sensor case, and the temperature in the sensor case is the lower limit value (the lower limit temperature (for example, 300 ° C.)) at which no contaminant is deposited. There is a risk that contaminants will accumulate on the diaphragm. The sheath heater is an electric heater in which a spiral heating element is filled in the center of a metal pipe with a highly insulating powder having good heat conduction.
これに対し、ボルト・ナット等の締結部材により、シースヒータに締付力を加えることが考えられるが、締付力が過剰であると、シースヒータの加熱制御時に、シースヒータの温度が過大となった場合(例えば、350℃以上となった場合)、シースヒータの熱膨張に伴う変形が締付力で抑えられ、ヒータ自身を傷め、ヒータ寿命を短くしてしまう虞が生じる。 On the other hand, it is conceivable to apply a tightening force to the sheath heater using a fastening member such as a bolt or nut. However, if the tightening force is excessive, the sheath heater temperature becomes excessive during the sheath heater heating control. (For example, when it becomes 350 degreeC or more) The deformation | transformation accompanying the thermal expansion of a sheath heater is suppressed with a clamping force, The heater itself may be damaged and a possibility that a heater lifetime may be shortened arises.
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、ヒータの熱膨張による接触面積の減少を抑えるとともに、ヒータの温度が過大になった場合の熱膨張に伴う変形を吸収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。 The present invention has been made to solve such a problem. The object of the present invention is to suppress a decrease in contact area due to the thermal expansion of the heater and to perform thermal expansion when the temperature of the heater becomes excessive. It is an object of the present invention to provide a capacitance type pressure sensor that can absorb deformation accompanying the above.
このような目的を達成するために本発明は、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、センサチップを内部に収容したハウジングの本体を覆うセンサケースと、センサケースの外周壁に巻き付けられたヒータとを備えた静電容量型圧力センサにおいて、センサケースに固定され、ヒータの外表面の一方側を当該一方側の外表面にその内周面を接触させて覆う第1の金属ブロックと、センサケースを挟んで第1の金属ブロックと対向し、ヒータの外表面の他方側を当該他方側の外表面にその内周面を接触させて覆う第2の金属ブロックと、第1の金属ブロックと第2の金属ブロックとを締結する締結部材とを備え、締結部材は、ボルトとナットと形状記憶合金からなる皿バネ座金との組み合わせあるいは、ボルトとナットとバイメタルからなるワッシャとの組み合わせとされ、ヒータの所定の温度以上の領域での熱膨張に伴う変形に対してのみ可撓性を有することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention relates to a change in the capacitance of a housing having an introduction portion for a fluid to be measured and a diaphragm that is bent by receiving the pressure of the fluid to be measured guided through the introduction portion. In a capacitive pressure sensor comprising: a sensor chip that detects the sensor chip; a sensor case that covers the body of the housing that houses the sensor chip; and a heater that is wound around the outer peripheral wall of the sensor case. A first metal block that covers one side of the outer surface of the heater with the outer surface of the one side being in contact with the inner peripheral surface thereof, and is opposed to the first metal block with the sensor case interposed therebetween, and the outer surface of the heater A second metal block that covers the other side of the first metal block and an outer surface of the other side in contact with the inner peripheral surface thereof, and a fastening member that fastens the first metal block and the second metal block. , The fastening member is a combination of a disc spring washer consisting of bolt and nut and the shape memory alloy or are a combination of a washer made of bolt and nut and bimetal, due to thermal expansion at a predetermined temperature or higher of the area of the heater It is characterized by having flexibility only against deformation.
本発明において、締結部材は、ヒータの所定の温度以上の領域での熱膨張に伴う変形に対してのみ可撓性を有する。すなわち、本発明において、所定の温度を例えば350℃とした場合、締結部材は、350℃以上の領域でのヒータの熱膨張に伴う変形に対してのみ可撓性を有し、350℃未満の領域でのヒータの熱膨張に伴う変形に対しては可撓性を有さない。これにより、350℃未満の領域では、締結部材の締付力によってヒータの熱膨張による接触面積の減少が抑えられる一方、350℃以上の領域では、締結部材の可撓性によってヒータの熱膨張に伴う変形が吸収される。 In this invention, a fastening member has flexibility only with respect to the deformation | transformation accompanying thermal expansion in the area | region more than predetermined temperature of a heater. That is, in the present invention, when the predetermined temperature is, for example, 350 ° C., the fastening member has flexibility only with respect to the deformation accompanying the thermal expansion of the heater in the region of 350 ° C. or higher, and is less than 350 ° C. It does not have flexibility with respect to the deformation accompanying the thermal expansion of the heater in the region. Thereby, in the region below 350 ° C., the decrease in contact area due to the thermal expansion of the heater is suppressed by the fastening force of the fastening member, while in the region above 350 ° C., the thermal expansion of the heater is caused by the flexibility of the fastening member. Accompanying deformation is absorbed.
本発明によれば、ヒータの外表面の一方側を当該一方側の外表面にその内周面を接触させて第1の金属ブロックで覆い、ヒータの外表面の他方側を当該他方側の外表面にその内周面を接触させて第2の金属ブロックで覆い、第1の金属ブロックと第2の金属ブロックとを所定の温度以上の領域でのヒータの熱膨張に伴う変形に対してのみ可撓性を有する締結部材で締結するようにしたので、所定の温度未満の領域では、締結部材の締結力によってヒータの熱膨張による接触面積の減少が抑えられ、所定の温度以上の領域では、締結部材の可撓性によってヒータの熱膨張に伴う変形が吸収されるようになり、ヒータの加熱制御時に、ヒータの温度が過大になった場合、ヒータ自身を傷めないようにして、ヒータ寿命が短くなる虞をなくすことが可能になる。 According to the present invention, one side of the outer surface of the heater is covered with the first metal block with the inner peripheral surface thereof in contact with the outer surface of the one side, and the other side of the outer surface of the heater is covered with the outer side of the other side. The inner peripheral surface is brought into contact with the surface and covered with the second metal block, and only the first metal block and the second metal block are deformed due to the thermal expansion of the heater in a region of a predetermined temperature or higher. Since fastening is performed with a flexible fastening member, in a region below a predetermined temperature, a reduction in contact area due to thermal expansion of the heater is suppressed by a fastening force of the fastening member, and in a region above a predetermined temperature, Due to the flexibility of the fastening member, the deformation due to the thermal expansion of the heater is absorbed, and if the heater temperature becomes excessive during the heating control of the heater, the heater life will be reduced so as not to damage the heater itself. To eliminate the risk of shortening It becomes ability.
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図1はこの発明に係る静電容量型圧力センサの一実施の形態の要部を示す縦断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of an embodiment of a capacitive pressure sensor according to the present invention.
この静電容量型圧力センサ(隔膜真空計)1は、ハウジング10と、ハウジング10内に収容された台座プレート20と、同じくハウジング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、ハウジング10に直接取付けられハウジング10内外を導通接続する電極リード部40とを備えている。
This capacitive pressure sensor (diaphragm vacuum gauge) 1 includes a
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、ハウジング10に対して隔間しており、支持ダイアフラム50のみを介してハウジング10に支持されている。
The
ハウジング10は、ロアハウジング11、アッパハウジング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。
The
ロアウジング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。
The
アッパハウジング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を介してハウジング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。
The
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。
Further, the
一方、支持ダイアフラム50はハウジング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)が上述したロアハウジング11とアッパハウジング12の縁部に挟まれて溶接等により接合されている。
On the other hand, the
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、支持ダイアフラム50の中央部には、第1の台座プレート21と第2の台座プレート22との間にスリット状の空間(キャビティ)20Aを作る大径の孔50aが形成されている。
The thickness of the
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はハウジング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、第2の台座プレート22はハウジング10の内面から離間させた状態で支持ダイアフラム50の下面に接合されている。
The
また、第1の台座プレート21には、スリット状の空間(キャビティ)20Aに連通する被測定流体の導入孔21aがその中央部に形成されており、第2の台座プレート22には、スリット状の空間(キャビティ)20Aに連通するとともにセンサチップ30のセンサダイアフラム32への導出孔22aが複数(この例では、4つ)形成されている。
The
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。
Each
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。
A sensor chip 30 having a rectangular shape in a top view made of sapphire, which is a single crystal of aluminum oxide, is bonded to the
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32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。
The sensor chip 30 has a size of 1 cm square or less in a top view, a
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。
The
また、センサチップ30の容量室30Aには、センサ台座33の内面に金又は白金等の導体でできた固定電極(図示せず)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の内面(裏面)上に金又は白金等の導体でできた可動電極(図示せず)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、容量室30A内の固定電極や可動電極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。
Further, in the capacity chamber 30A of the sensor chip 30, a fixed electrode (not shown) made of a conductor such as gold or platinum is formed on the inner surface of the
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の一端はハウジング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1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。
On the other hand, the
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。
Even if the
この隔膜真空計1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。
In this
また、この隔膜真空計1において、ハウジング10は、その被測定流体の導入部(導圧管)10Aを外部(下方)に引き出すようにして、円筒状のセンサケース80の内部に設けられている。センサケース80の上部は、このセンサケース80の一部をなす蓋80aで塞がれており、すなわちセンサチップ30を内部に収容したハウジング10の本体がセンサケース80によって覆われており、このセンサケース80の蓋80aに設けられた導出孔(図示せず)を通して、電極リードピン41に接続された配線が外部の信号処理部に導かれている。
Further, in the
また、この隔膜真空計1において、センサケース80の外周壁には、シースヒータ90がコイル状に巻き付けられている。また、シースヒータ90に対しては、このシースヒータ90の外表面の一方側(図1において背面側)を覆うように、このシースヒータ90の一方側の外表面にその内周面を接触させて、半円筒状の第1の金属ブロック100が設けられている。この第1の金属ブロック100は、その両側に鍔部100a,100aを有し、その下端面がボルト201,201によってセンサケース80の底面に固定されている。鍔部100a,100aには貫通孔100bが各3箇所設けられている。
In the
図3にこの隔膜真空計1の側面図を示す。シースヒータ90に対しては、このシースヒータ90の外表面の他方側(図1において前面側)を覆うように、このシースヒータ90の他方側の外表面にその内周面を接触させて、半円筒状の第2の金属ブロック101が設けられている。すなわち、センサケース80を挟んで第1の金属ブロック100と対向させて、半円筒状の第2の金属ブロック101を設けている。第2の金属ブロック101も第1の金属ブロック100と同様に、その両側に鍔部101a,101aを有している。鍔部101a,101aにも貫通孔101bが各3箇所設けられている。
FIG. 3 shows a side view of the
図4に第2の金属ブロック101を取り付ける前の隔膜真空計1の正面図を示す。第2の金属ブロック101を取り付ける前の状態では、図4に示されるように、シースヒータ90の外表面の他方側(前面側)は露出している。この状態から、第1の金属ブロック100の鍔部100a,100aと第2の金属ブロック101の鍔部101a,101aとを合わせるようにして、シースヒータ90の外表面の他方側(前面側)に第2の金属ブロック101を被せるようにして配置する。
The front view of the
そして、第1の金属ブロック100の鍔部100a,100aと第2の金属ブロック101の鍔部101a,101aとを合わせた状態で、ボルト301とナット302と皿バネ座金303とを締結部材として、第1の金属ブロック100と第2の金属ブロック101とを締結する。
Then, with the
すなわち、第1の金属ブロック100の鍔部100a,100aの各3箇所の貫通孔100bと第2の金属ブロック101の鍔部101a,101aの各3箇所の貫通孔101bとを合わせ、この合わせた合計6箇所の貫通孔100bと101bに、皿バネ座金303を通したボルト301を挿入し、このボルト301の先端にナット302を締め付けることによって、第1の金属ブロック100と第2の金属ブロック101とを締結する。図5に第2の金属ブロック101を取り付けた後の隔膜真空計1の正面図を示す。
That is, the three through
この第1の金属ブロック100と第2の金属ブロック101とを締結する締結部材において、すなわちボルト301とナット302と皿バネ座金303との組み合わせにおいて、皿バネ座金303は、シースヒータ90の所定の温度以上の領域での熱膨張に伴う変形に対してのみ可撓性を有する。
In the fastening member that fastens the
本実施の形態では、皿バネ座金303を形状記憶合金製の皿バネ座金とし、350℃以上の領域でのシースヒータ90の熱膨張に伴う変形に対してのみ可撓性を有し、350℃未満の領域でのシースヒータ90の熱膨張に伴う変形に対しては可撓性を有さないものとしている。
In this embodiment, the
なお、第1の金属ブロック100をセンサケース80に固定しているボルト201の間にも、皿バネ座金303と同様の形状記憶合金製の皿バネ座金202を設けている。
A
一方、この隔膜真空計1には、汚染物質が析出することのない温度の下限値(下限温度)を300℃と想定し、センサケース80内の温度が300℃を下回らないように、シースヒータ90を加熱制御する加熱制御回路400が設けられている。加熱制御回路400は、センサケース80内の温度の計測値(計測温度)Tpvと、予め定められた下限温度Tsp(Tsp=300℃)とを入力とし、計測温度Tpvが下限温度Tspを下回らないように、シースヒータ90への電流を制御する。
On the other hand, the
なお、この例では、センサチップ30に温度センサ(図示せず)が設けられており、この温度センサが検出するセンサ部の温度がセンサケース80内の計測温度Tpvとして、電極リード部40を通して加熱制御回路400に送られてくるものとされている。
In this example, the sensor chip 30 is provided with a temperature sensor (not shown), and the temperature of the sensor portion detected by the temperature sensor is heated through the
この隔膜真空計1では、加熱制御回路400によって、センサケース80内の温度が300℃を下回らないように制御される。この制御に際して、センサケース80内の温度は、300℃以上の領域で上下動する。センサケース80内の温度とシースヒータ90の温度がほゞ同じであるものとすれば、シースヒータ90の温度も300℃以上の領域で上下動する。
In this
この場合、第1の金属ブロック100と第2の金属ブロック101とを締結する締結部材において、すなわちボルト301とナット302と皿バネ座金303との組み合わせにおいて、皿バネ座金303は、350℃未満の領域でのシースヒータ90の熱膨張に伴う変形に対しては可撓性を有さない。
In this case, in the fastening member that fastens the
これにより、350℃未満の領域では、締結部材の締付力によって、シースヒータ90がセンサケース80に押し付けられ、シースヒータ90の熱膨張による接触面積の減少が抑えられる、このため、センサケース80への伝熱量に大きな変化が生じず、センサケース80内の温度の低下による汚染物質の析出の虞がなくなる。
As a result, in the region below 350 ° C., the
一方、皿バネ座金303は、350℃以上の領域でのシースヒータ90の熱膨張に伴う変形に対しては可撓性を有する。すなわち、皿バネ座金303は、その形状記憶効果により、図6(a)の側面図に示すような可撓性を有さない(厚みが維持された)状態から、図6(b)の断面図および矢印で示すような可撓性を有する(厚みが減少し得る)状態に変化する。
On the other hand, the
これにより、シースヒータ90の加熱制御時に、シースヒータ90の温度が350℃以上となった場合には、締結部材の可撓性によって、シースヒータ90の熱膨張に伴う変形が吸収されるようになる。このため、ヒータ自身を傷めることがなく、ヒータ寿命が短くなることが避けられる。
As a result, when the temperature of the
なお、本実施の形態では、汚染物質が析出することのない温度の下限値(下限温度)を300℃と想定したが、この下限温度は汚染物質によって異なるものであり、汚染物質によっては低くなることもあるし、逆に高くなることもある。下限温度が多少異なっていても、1種類の皿バネ座金303の形状記憶効果で対応することが可能であるが、汚染物質に合わせて皿バネ座金303の可撓性を有するようになる温度を変えるようにしてもよい。
In this embodiment, it is assumed that the lower limit value (lower limit temperature) of the temperature at which the pollutant does not precipitate is 300 ° C., but this lower limit temperature varies depending on the pollutant, and becomes lower depending on the pollutant. Sometimes it gets higher. Even if the lower limit temperature is slightly different, it is possible to cope with the shape memory effect of one type of
また、上述した実施の形態では、締結部材をボルト301とナット302と皿バネ座金303との組み合わせとしたが、締結部材はボルト301とナット302と皿バネ座金303との組み合わせに限られるものではない。例えば、形状記憶合金製の皿バネ座金303の代わりに、バイメタル式のワッシャなどを用いるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the fastening member is a combination of the
〔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…隔膜真空計(静電容量型圧力センサ)、10…ハウジング、10A…導入部、11…ロアハウジング、12…アッパハウジング、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…センサプレート、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、70…バッフル、80…センサケース、90…シースヒータ、100…第1の金属ブロック、101…第2の金属ブロック、100a,101a…鍔部、100b,101b…貫通孔、201…ボルト、202…皿バネ座金、301…ボルト、302…ナット、302…皿バネ座金。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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、
前記センサチップを内部に収容した前記ハウジングの本体を覆うセンサケースと、
前記センサケースの外周壁に巻き付けられたヒータとを備えた静電容量型圧力センサにおいて、
前記センサケースに固定され、前記ヒータの外表面の一方側を当該一方側の外表面にその内周面を接触させて覆う第1の金属ブロックと、
前記センサケースを挟んで前記第1の金属ブロックと対向し、前記ヒータの外表面の他方側を当該他方側の外表面にその内周面を接触させて覆う第2の金属ブロックと、
前記第1の金属ブロックと前記第2の金属ブロックとを締結する締結部材とを備え、
前記締結部材は、
ボルトとナットと形状記憶合金からなる皿バネ座金との組み合わせあるいは、ボルトとナットとバイメタルからなるワッシャとの組み合わせとされ、
前記ヒータの所定の温度以上の領域での熱膨張に伴う変形に対してのみ可撓性を有する
ことを特徴とする静電容量型圧力センサ。 A housing having an introduction section for a fluid to be measured;
A sensor chip that detects a change in the diaphragm that is deflected by receiving the pressure of the fluid to be measured guided through the introduction unit, as a change in capacitance;
A sensor case that covers the body of the housing that houses the sensor chip;
In a capacitive pressure sensor comprising a heater wound around the outer peripheral wall of the sensor case,
A first metal block fixed to the sensor case and covering one side of the outer surface of the heater with the outer surface of the one side being in contact with the inner peripheral surface;
A second metal block facing the first metal block across the sensor case and covering the other side of the outer surface of the heater with the outer surface of the other side in contact with the inner peripheral surface;
A fastening member for fastening the first metal block and the second metal block;
The fastening member is
It is a combination of a disc spring washer made of a bolt, nut and shape memory alloy or a washer made of a bolt, nut and bimetal,
A capacitance type pressure sensor characterized by having flexibility only with respect to deformation accompanying thermal expansion in a region of a predetermined temperature or higher of the heater.
前記センサケース内の温度が予め定められた下限温度を下回らないように前記ヒータを加熱制御する加熱制御手段
を備えることを特徴とする静電容量型圧力センサ。 The capacitive pressure sensor according to claim 1,
A capacitance-type pressure sensor, comprising: a heating control unit configured to control the heating of the heater so that the temperature in the sensor case does not fall below a predetermined lower limit temperature.
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