KR20150096779A - 실시간 건강 모니터링 및 보상 기능을 가진 압력 센서 - Google Patents

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KR20150096779A
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레이 구
폴 디. 루카스
스티븐 에프. 바트
필립 더블유. 설리번
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엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드
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Abstract

압력 센서는 기체 또는 액체 압력을 측정할 수도 있다. 챔버는 기체 또는 액체를 수용하는 입구를 가질 수도 있다. 가요성 격판은 기체 또는 액체가 입구를 통과하여 흐른 이후에 이것에 노출되는 표면을 가지는 챔버 내에 위치할 수도 있다. 압력 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되는 가요성 격판에서의 변화를 감지할 수도 있다. 압력-무감 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되지 않은 가요성 격판에서의 변화를 감지할 수도 있다. 압력-무감 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되는 가요성 격판에서의 변화에 무감할 수도 있다.

Description

실시간 건강 모니터링 및 보상 기능을 가진 압력 센서{PRESSURE SENSOR WITH REAL TIME HEALTH MONITORING AND COMPENSATION}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 발명의 명칭이 "Pressure Sensor with Real Time Health Monitoring and Compensation"이고 2013 년 11 월 5 일 출원된 미국 특허 출원 번호 제 14/072,188 호, 및 발명의 명칭이 "Pressure Sensor with Integrated Health Monitoring"이고 온 2013 년 2 월 28 일 출원된 미국 가특허출원 번호 제 61/770,817 호, 및 발명의 명칭이 "Pressure Sensor with Integrated Monitoring"이고 2013 년 4 월 30 일 출원된 미국 가특허출원 번호 제 61/817,724 호에 기초하고 이에 대해 우선권을 주장한다. 이러한 출원들 각각의 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 통합된다.
본 출원은 압력 센서로서, 가요성 격판을 측정된 압력을 가지는 기체 또는 액체에 노출시키는 압력 센서를 포함하는 압력 센서에 관련된다.
가요성 격판을 이용하는 압력 센서는 매우 다양한 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 가요성 격판의 일측은 측정될 압력을 가지는 기체 또는 액체에 노출될 수도 있다. 타측은 기체 또는 액체로부터 격리되지만 실링된 챔버에 노출될 수도 있다. 측정될 압력에서의 변화는 가요성 격판의 대응하는 굴곡부에서의 변화를 초래할 수도 있다. 이러한 변화의 측정이 압력 변화의 표시로서의 기능을 할 수 있다.
몇몇 압력 센서는 가요성 격판을 손상시킬 수 있는 환경에서 사용된다. 예를 들어, 몇몇 압력 센서는 화학적 기상 증착(CVD) 시스템에서 사용된다. 이러한 시스템은 가요성 격판 상의 침전물의 지속적인 누적 및/또는 원자 도핑에 기인한 가요성 격판에서의 변화를 초래할 수 있다. 가요성 격판으로의 이러한 손상이 이루어진 압력 측정의 정확도에 불리하게 영향을 미칠 수 있다.
이러한 문제를 다루기 위한 하나의 접근법은 주기적으로 가요성 격판을 교체하는 것일 수도 있다. 그러나, 이것은 너무 이르거나 부적절하게 지연된 교체 및 교체 프로세스 도중에 시스템을 사용할 수 없는 결과를 초래할 수 있다.
다른 접근법은 가요성 격판에 주기적 교정 테스트를 수행하는 것일 수도 있다. 그러나, 시스템은 역시 오프라인이 되어야 하고 그러므로 일시적으로 사용되지 않고 제거될 수도 있다.
압력 센서는 기체 또는 액체 압력을 측정할 수도 있다. 챔버는 기체 또는 액체를 수용하는 입구를 가질 수도 있다. 가요성 격판은 기체 또는 액체가 입구를 통과하여 흐른 이후에 이것에 노출되는 표면을 가지는 챔버 내에 위치할 수도 있다. 압력 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되는 가요성 격판에서의 변화를 감지할 수도 있다. 압력-무감 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되지 않은 가요성 격판에서의 변화를 감지할 수도 있다. 압력-무감 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되는 가요성 격판에서의 변화에 무감할 수도 있다.
압력-무감 센서 시스템은 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는, 상기 가요성 격판 상의 또는 내의 압력-무감 위치에 있는 로컬 센서를 포함할 수도 있다.
압력-무감 센서 시스템은 가요성 격판 상의 또는 내의 상이한 압력-무감 위치에 있는 다중 로컬 센서를 포함할 수도 있다. 다중 로컬 센서의 출력으로부터, 외삽 처리 시스템은 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는, 상기 가요성 격판 상의 또는 내의 압력-무감 위치에서의 변화들을 외삽할 수도 있다.
가요성 격판은 각각 변화를 경험하지만 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는 압력-무감 위치들의 라인을 가질 수도 있다. 다중 로컬 센서 중 적어도 두 개는 이러한 라인의 반대면에 또는 동일한 면에 위치될 수도 있다.
외삽 처리 시스템은 상기 압력-무감 위치에서의 응력을 다음 수학식:
에 따라서 계산하고,
Figure pct00001
σ 1 ' 및 σ 2 ' 는 물질적으로(materially) 상이한 압력 P1 및 P2 각각에 노출되는 동안 상기 다중 로컬 센서 중 하나로부터의 출력이며;
σ 1 '' 및 σ 2 '' 는 동일한 물질적으로 상이한 압력 P1 및 P2 각각에 노출되는 동안 상기 다중 로컬 센서 중 다른 것으로부터의 출력이고;
σ initial 은 상기 압력 P1 및 P2 로의 노출 이전에 상기 가요성 격판에 인가되었고 압력 P1 및 P2 로의 노출 동안에 상기 가요성 격판 상에 남아있는 임의의 응력이다.
다중 로컬 센서의 상이한 압력-감응 위치는 가요성 격판의 표면에 대하여 실질적 평면 대칭성을 가질 수도 있다.
가요성 격판은 원형일 수도 있고, 압력-무감 위치는 가요성 격판의 반경의 .63 플러스 또는 마이너스 .2 의 범위 내의 반경을 가지는 실질적 동심원 상에 있을 수도 있다.
압력-무감 센서 시스템은 기체 또는 액체에 노출되거나 노출되지 않은 가요성 격판의 표면 상에 로컬 센서를 포함할 수도 있다. 압력-무감 센서 시스템은 대신에 가요성 격판 내에 내장된 로컬 센서일 수도 있다.
압력-무감 센서 시스템은 가요성 격판 상에 또는 내에 로컬 센서를 포함하지 않을 수도 있다. 가요성 격판은 제 1 가요성 격판일 수도 있고; 압력-무감 센서 시스템은 제 1 가요성 격판으로부터 분리된 제 2 가요성 격판을 포함할 수도 있으며; 제 2 가요성 격판은 기체 또는 액체가 입구를 통과하여 흐른 이후 이것에 노출되는 표면을 가질 수도 있다.
제 2 가요성 격판의 사이즈, 형상, 및 재료 조성은 제 1 가요성 격판과 실질적으로 동일할 수도 있다. 제 2 가요성 격판의 사이즈, 형상, 및 재료 조성은 제 1 가요성 격판과는 실질적으로 상이할 수도 있다.
기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는 제 2 가요성 격판에서의 변화는 제 1 가요성 격판과 연계하여 위에서 논의된 방법들 중 임의의 것에서 측정될 수도 있다.
제 2 가요성 격판은 기체 또는 액체가 입구를 통과하여 흐른 이후에 이것에 모두 노출되는 두 개의 표면을 가질 수도 있다.
압력 센서 시스템은 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하여 변화하는 커패시턴스를 가지는 가변 커패시터를 포함할 수도 있고, 가요성 격판은 전기전도성 재료로 제작되고 상기 가변 커패시터의 일부일 수도 있다.
압력-무감 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하여 변화하는 저항을 가지는 스트레인 게이지를 포함할 수도 있다.
압력 센서는 압력 센서 시스템에 의하여 이루어진 측정을 압력-무감 센서 시스템에 의하여 감지된, 가요성 격판으로의 변화에 기초하여 보상하는 보상 시스템을 포함할 수도 있다.
압력 센서는 압력 센서 시스템의 예측된 잔여 수명을 표시하는 정보를 상기 압력-무감 센서 시스템에 의하여 감지된 상기 가요성 격판에 대한 변화에 기초하여 제공하는 수명 측정 시스템을 더 포함할 수도 있다.
수명 측정 시스템은 압력 센서 시스템의 예측된 잔여 수명이 임계치 이상일 경우에 경고를 발행하는 경고 시스템을 포함할 수도 있다.
이러한 그리고 다른 컴포넌트, 단계, 피쳐, 오브젝트, 이점, 및 장점이 이제 후속하는 예시적인 실시예의 상세한 설명, 첨부 도면, 및 청구항의 검토로부터 명백해 질 것이다.
도면은 예시적인 실시예들에 대한 것이다. 그들은 모든 실시예를 예시하는 것은 아니다. 다른 실시예가 추가적으로 또는 대신에 사용될 수도 있다. 공간을 절약하거나 더 효과적인 예시를 위하여 피상적이거나 불필요한 것일 수도 있는 세부사항은 생략될 수도 있다. 몇몇 실시예들은 추가적 컴포넌트 또는 단계와 함께 및/또는 예시된 컴포넌트 또는 단계들 모두를 가지지 않고서 실시될 수도 있다. 상이한 도면에 동일한 숫자가 나타난다면, 이것은 동일하거나 유사한 컴포넌트 또는 단계를 지칭한다.
도 1a는 가요성 격판을 사용하는 선행 기술 압력 센서의 단면도를 도시한다. 도 1b 는 침전물들이 종래 기술 압력 센서의 사용 도중에 기체 또는 액체에 노출되었던 가요성 격판의 표면에 퇴적된 바 있는 이후에 도 1a 에서 예시된 가요성 격판의 부분의 확대된 단면도를 도시한다.
도 2a 는 자신에게 인가된 압력을 가지지만 임의의 침전물 침착이 없는 가요성 격판의 기체 또는 액체-노출 측면 및 건조 측면 상의 응력의 그래프이다. 도 2b 는 자신에 인가된 다양한 레벨의 압력을 가지지만 역시 임의의 침전물 침착이 없는 동일한 가요성 격판의 일측면 상의 응력의 그래프이다.
도 3a 는 자신에게 인가된 압력이 없지만 실질적인 침전물 침착이 있는 경우의 동일한 가요성 격판의 기체 또는 액체-노출 측면 및 건조 측면 상의 응력의 그래프이다. 도 3b 는 자신에게 압력이 인가될 경우의, 실질적인 침전물 침착이 있는 동일한 가요성 격판의 기체 또는 액체-노출 측면 및 건조 측면 상의 응력의 그래프이다.
도 4a 및 도 4b 는 두 개의 타입의 상이하고 불균일한 침전물 침착 패턴의 예들을 도시한다.
도 5 는 두 개의 타입의 불균일한 침전물 침착에 노출된 바 있는 다양한 레벨의 압력 하에서의, 격판의 기체-노출 측면 내의 다양한 위치에서의 응력을 도시한다.
도 6 은 가요성 격판 및 가요성 격판의 표면 상의 압력-무감 위치에 있는 스트레인 게이지(예를 들어, 압전저항식(압전저항식) 또는 압전식)를 포함하는 압력-무감 센서 시스템을 이용하는 압력 센서의 일 예의 단면도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7d 는 가요성 격판(603) 상의 압력-무감 위치에 있는 스트레인 게이지, 및 발생된 바 있는 침전물 침착에 대한 다양한 위치 및 구성을 예시한다.
도 8a 는 가요성 격판 상의 압력-무감 위치에서의 스트레인 게이지의 일 예를 도시한다. 스트레인 게이지는 4 개의 감지 요소를 포함할 수도 있다. 도 8b 는 도 8a 에 예시된 다중 압전저항 요소들 사이에서 이루어지는 전기적 접속의 일 예를 도시한다.
도 9a 는 가요성 격판 및 압력-무감 위치의 라인의 반대면 상에 있는 압력-감응 위치에서의 격판의 표면 상에 스트레인 게이지를 포함하는 압력-무감 센서 시스템을 이용하는 압력 센서의 일 예의 단면도를 도시한다. 도 9b 및 도 9c 는 스트레인 게이지의 상이한 압력-감응 위치들 그리고 어떻게 이들이 가요성 격판의 표면에 대하여 실질적 평면 대칭성을 가질 수도 있는지를 예시한다.
도 10 은 두 개의 상이한 압력에서의 도 9 에 도시되는 두 개의 스트레인 게이지로부터의 출력의 예들 및 어떻게 이러한 정보가 스트레인 게이지가 압력-무감 위치에 포지셔닝되었다면 이것의 출력을 결정하기 위하여 사용될 수도 있는지를 예시하는 그래프이다.
도 11 은 가요성 격판을 이용하는 압력 센서 및 압력-무감 위치의 라인의 외부에 있는 압력-감응 위치에서의 격판의 표면 상에 스트레인 게이지를 포함하는 압력-무감 센서 시스템의 일 예의 단면도를 도시한다.
도 12 는 가요성 격판을 이용하는 압력 센서 및 압력-무감 위치의 라인에 의하여 구획되는 표면의 내부 상의 압력-감응 위치에서의 격판의 표면 상에 스트레인 게이지를 포함하는 압력-무감 센서 시스템의 일 예의 단면도를 도시한다.
도 13 은 측정될 압력을 가지는 기체 또는 액체에 노출되는 표면 및 동일한 기체 또는 액체에 노출되며 따라서 실질적으로 동일한 침전물 침착 및 원자 도핑을 경험하는 별개의 프루브를 가지는 가요성 격판을 이용하는 압력 센서의 일 예의 단면도를 도시한다.
도 14 는 압력 센서의 일부인 격판의 상태에 대한 변화를 보상하는 압력 센서의 일 예의 블록도이다.
도 15 는 압력 센서의 예측된 잔여 수명을 표시하는 정보 및/또는 압력 센서의 예상된 잔여 수명이 임계치 이상일 경우 경고를 제공하는 압력 센서의 일 예의 블록도이다.
예시적인 실시예들이 이제 설명된다. 다른 실시예가 추가적으로 또는 대신에 사용될 수도 있다. 공간을 절약하거나 더 효과적인 표현을 위하여 피상적이거나 불필요한 것일 수도 있는 세부사항은 생략될 수도 있다. 몇몇 실시예들은 추가적 컴포넌트 또는 단계와 함께 및/또는 설명된 컴포넌트 또는 단계들 모두를 가지지 않고서 실시될 수도 있다.
도 1a 는 가요성 격판(103)을 사용하는 선행 기술 압력 센서(101)의 단면도를 도시한다. 종래 기술의 압력 센서(101)는 측정될 압력에서 기체 또는 액체를 수용하는 입구(107)를 가지는 챔버(105)를 포함한다.
가요성 격판(103)은 기체 또는 액체가 입구(107)를 통과하여 흐른 뒤에 이것에 노출되는 표면(109)을 가진다. 가요성 격판(103)은 기체 또는 액체에 노출되지 않고 제 2 챔버(113)의 벽을 형성하는 다른 표면(111)을 가진다. 또한 제 2 챔버(113) 내에는 전기적 접속(117)을 가지는 절연된 환형 기준 전극(115) 및 전기적 접속(121)을 가지는 절연된 원형 감지 전극(119)이 있다.
가요성 격판(103)은 실리콘, 사파이어, 세라믹, 스테인레스 강철, 및/또는 니켈 합금과 같은 임의의 재료로 제조될 수도 있다. 재료는 격판(103)을 휘어지도록 할 수도 있는데, 하지만 측정될 압력을 가지는 기체 또는 액체 중 임의의 것에 대해서는 투과가 가능하지 않을 수도 있다. 가요성 격판(103)은 원형, 타원형, 사각형, 또는 삼각과 같은 임의의 형상일 수도 있다. 가요성 격판(103)은 전도성 표면을 가질 수도 있다.
입구(107)에서의 기체 또는 액체의 압력에서의 변화는 가요성 격판(103)의 굴곡부(flexure)에서의 변화를 초래할 수도 있다. 기준 전극(115), 감지 전극(119), 및 가요성 격판(103)은 협력하여 그의 커패시턴스가 격판(103)의 굴곡부에서의 변화에 응답하여 변화하는 커패시터를 형성할 수도 있다. 커패시턴스에서의 이러한 변화는 119 및 103 사이에서의 또는 115 및 103 사이에서의 커패시턴스에서의 변화를 측정함으로써 측정될 수 있다. 추가적으로, 이러한 측정들 보두는 차분적으로 사용되어 측정 정확도를 개선할 수 있다.
이에 추가적으로 또는 대신에 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 기인한 격판(103)의 굴곡부에서의 변화를 검출하기 위하여 다른 수단이 채용될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 스트레인 게이지(예를 들어, 압전저항식 또는 압전식)가 입구(107)에서의 기체 또는 액체의 압력에서의 변화로부터 초래되는 격판(103)의 굴곡부에서의 변화에 민감한 하나 이상의 위치에서 격판(103) 상에 또는 내에 탑재될 수도 있다. 광학 및/또는 초음파 기법과 같은, 격판(103)의 굴곡부에서의 변화를 검출하고 측정하기 위하여 다른 기법들이 추가적으로 또는 대신에 채용될 수도 있다. 또 다른 접근법은 115 및 103 또는 119 및 103 을 정전기력으로써 구동하고 이러한 구동 노력 도중에 격판의 스티프니스를 측정하는 것일 수도 있다. 하나의 방법은 하나의 전극 쌍을 가변 주파수 정현(AC) 전압으로써 구동하고 다른 전극 쌍의 커패시턴스 출력을 측정하는 것일 수도 있다. 이것은 격판의 공진 주파수의 측정을 허용할 수도 있다. 공진 주파수에서의 변화는 격판 스티프니스에서의 변화의 검출을 허용할 수도 있다.
도 1b는 침전물(123)들이 종래 기술 압력 센서(101)의 사용 도중에 기체 또는 액체에 노출되었던 가요성 격판(103)의 표면(109)에 퇴적된 바 있는 이후에 도 1a 에서 예시된 가요성 격판(103)의 부분의 확대된 단면도를 도시한다. 비록 침전물(123)이 균일한 것으로 도시되지만, 이것은 사실상 균일하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 침전물(123)은 중심 근방과 대조되게 둘레 근처가 더 두꺼울 수도 있고 그 대의 경우도 마찬가지이다. 가요성 격판(103)은 위에서 설명된 바와 같이 또한 또는 대신에 원자 도핑에 의하여 손상될 수도 있다.
침전물(123)의 침착 및/또는 원자 도핑에 의하여 초래되는 변화는 격판(103)이 휘어지게 할 수도 있고 및/또는 격판(103)의 굴곡부 민감도를 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 따라서 변경할 수도 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 가요성 격판으로의 이러한 손상은 압력 센서(101)에 의하여 이루어지는 압력 측정의 정확도에 불리하게 영향을 미칠 수 있다.
가요성 격판(103) 상에 압력-무감 위치가 존재할 수도 있다. 이러한 위치는 침전물이 가요성 격판(103) 상에 침착됨에 따라 그리고/또는 가요성 격판(103)이 원자 도핑에 의하여 변경됨에 따라 응력 및/또는 변위에서의 변화를 경험할 수도 있다. 그러나, 이러한 위치는 입구(107)에서의 기체 또는 액체의 압력이 변화할 때에만 응력 및/또는 변위에서의 변화를 경험하지 않을 수도 있다.
도 2a 는 자신에게 인가된 압력을 가지지만 임의의 침전물 침착이 없는 가요성 격판의 기체 또는 액체-노출 측면(201) 및 건조 측면(203) 상의 응력의 그래프이다. 도면에 도시된 바와 같이, 격판 상의 압력-무감 위치(205 및 207)는 가요성 격판 내에 응력을, 거기에 압력이 인가됨에도 불구하고 나타내지 않는다.
도 2b 는 자신에 인가된 다양한 레벨의 압력을 가지지만 역시 임의의 침전물 침착이 없는 동일한 가요성 격판의 일측면 상의 응력의 그래프이다. 궤적 209 는 10 토르의 인가된 압력을 나타내고, 211 은 5 토르를 나타내며, 213 은 2.5 토르를 나타내고, 215 는 1 토르를 나타내며, 217 은 0 토르를 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이, 격판 상의 압력-무감 위치(205 및 207)는 가요성 격판 내에 응력을, 거기에 이러한 다양한 압력이 인가됨에도 불구하고 계속하여 나타내지 않는다.
도 3a 는 자신에게 인가된 압력이 없지만 실질적인 침전물 침착이 있는 경우의 동일한 가요성 격판의 기체 또는 액체-노출 측면(201) 및 건조 측면(203)상의 응력의 그래프이다. 도면에 도시된 바와 같이, 격판 상의 위치들 모두는 거의 동일한 레벨의 응력을 나타낸다.
도 3b 는 자신에게 압력이 인가될 경우의, 실질적인 침전물 침착이 있는 동일한 가요성 격판의 기체 또는 액체-노출 측면(201) 및 건조 측면(203) 상의 응력의 그래프이다. 도면에 도시된 바와 같이, 격판 상의 압력-무감 위치(205 및 207)는 침전물 침착에 의하여 부과되는 응력을 반영하는 응력을 나타낸다. 하지만 도 2a 에 역시 도시되는 바와 같이, 이러한 동일한 압력-무감 위치는 압력이 격판에 인가되는 경우에도 응력을 나타내지 않는다.
압력-무감 위치는 위치들의 라인을 구성할 수도 있다. 이러한 압력-무감 위치들의 라인은 원형 격판의 경우에, 예를 들어 원형 격판과 실질적으로 동심이며 원형 격판의 반경의 약 0.63 플러스 또는 마이너스 .2 의 반경을 가지는 원을 구성할 수도 있다. 격판의 다른 구성들에 대하여, 압력-무감 위치는 격판의 둘레의 컨투어를 따르지만 이로부터 내향적으로 이격되는 라인을 이와 유사하게 경계결정할 수도 있다.
침전물 침착은 격판의 표면에 걸쳐 균일하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 이것은 격판의 외부 에지를 향해서 더 두꺼워지는 반면에 중심을 향해서는 더 얇아질 수도 있고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 압력 감응 위치의 궤적은 임의의 침착된 침전물 비-균일성 또는 원자 도핑 비-균일성의 경우에 존재할 수도 있다.
도 4a 및 도 4b 는 상이하고 불균일한 침전물 침착 패턴의 예들을 도시한다. 도 4a 에서, 침전물 침착의 영역은 압력-무감 위치의 라인(401)을 커버한다. 도 4b 에서, 침전물 침착의 영역은 압력-무감 위치의 라인(401)을 커버하지 않는다. 음영 부분이 침전물 침착을 예시한다.
도 5 는 불균일한 침전물 침착에 노출된 바 있는 다양한 레벨의 압력 하에서의, 격판의 기체-노출 측면 내의 다양한 위치에서의 응력을 도시한다. 도 4a 에 도시되는 불균일한 침전물 침착에 대하여, 궤적(501, 502, 및 503)은 각각 1 토르, 5 토르 및 10 토르를 예시한다. 도 4b 에 도시되는 불균일한 침전물 침착에 대하여, 궤적(504, 505, 및 506)은 각각 1 토르, 5 토르 및 10 토르를 예시한다. 그러나, 역시, 격판 상에는, 인가된 압력에서의 상당한 변화에도 불구하고 실질적으로 응력에서의 변화를 나타내지 않는 압력-무감 위치가 존재할 수도 있다.
그러므로 이러한 압력-무감 위치들 중 하나 이상에서 발생하는 변화의 양을 측정하는 것은 침전물 침착 및/또는 원자 도핑에 의하여 초래되는 격판(103)으로의 손상의 양을 표시할 수도 있다. 이러한 압력-감응 위치에서의 변화를 측정하기 위한 기법들의 예가 이제 설명된다. 다른 것들이 추가적으로 또는 대신에 사용될 수도 있다.
도 6 은 가요성 격판(603) 및 가요성 격판(603)의 표면(607) 상의 압력-무감 위치에 있는 스트레인 게이지(605)(예를 들어, 압전저항식(piezoresistive) 또는 압전식)를 포함하는 압력-무감 센서 시스템을 이용하는 압력 센서(601)의 일 예의 단면도를 도시한다. 스트레인 게이지(605)를 제외하고, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.601)의 컴포넌트들 모두는 위에서 설명된 바 있는 변형들을 모두 포함하면서 위에서 설명된 바와 같이, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.101)의 대응하는 컴포넌트들과 동일할 수도 있다.
압력-무감 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되지 않은 가요성 격판(603)에서의 변화를 감지할 수도 있다. 압력-무감 센서 시스템은 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되는 가요성 격판(603)에서의 변화에도 역시 무감할 수도 있다. 스트레인 게이지(605)가 위치되는 압력-무감 위치는, 침전물 침착 및/또는 원자 도핑에 의하여 초래되는 변화와 같은 변화를 경험하지만 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되는 변화를 경험하지 않는 위치일 수도 있다. 이러한 위치들의 예가 도 2a, 도 2b, 및 도 3b 에 도시된다.
스트레인 게이지(605)는 압력-무감 위치에서의 가요성 격판(603) 상에 또는 내에 있을 수도 있다. 가요성 격판(603) 상에 있을 경우, 스트레인 게이지(605)는 가요성 격판(603)의 어느 측면에도 예컨대 아교(glue)로써 부착될 수도 있다. 가요성 격판(603) 내에 있는 경우, 스트레인 게이지(605)는 가요성 격판(603)을 압력-무감 위치에서 스트레인 게이지로써 도핑함으로써 생성될 수도 있다. 가요성 격판(603)은 반도체 재료일 수도 있다.
도 7a 내지 도 7d 는 가요성 격판(603) 상의 압력-무감 위치에서의 스트레인 게이지(605)의 다양한 위치 및 구성, 및 발생된 바 있는 침전물 침착(701)을 예시한다. 도 7a 는 기체 또는 액체-노출 측면(703) 상의 스트레인 게이지(605)를 예시하고; 도 7b 는 건조 측면(705) 상의 스트레인 게이지(605)를 예시하며; 도 7c 는 건조 측면(705) 상의 스트레인 게이지(605) 및 기체 또는 액체-노출 측면(703) 상의 추가적 스트레인 게이지(605A)를 예시하고; 도 7d 는 가요성 격판(603) 내에 내장된 스트레인 게이지(605)를 예시한다. 또한 가요성 격판(603) 상의 또는 내의 다중 압력-무감 위치에 다중 스트레인 게이지가 존재할 수도 있다. 다중 스트레인 게이지가 사용되는 경우, 그들의 출력의 평균이 사용될 수도 있다.
도 8a 는 가요성 격판(803) 상의 압력-무감 위치에서의 스트레인 게이지(801)의 일 예를 도시한다. 스트레인 게이지(801)는 정사각형으로 배열된 압전저항 소자(805, 807, 809, 및 811)의 한 브릿지일 수도 있다. 압전저항 소자(805 및 809)는 일 방향에서의 압박(strain)을 검출하도록 지향될 수도 있는 반면에 압전저항 소자(807 및 811)는 다른, 직교 방향에서의 압박을 검출하도록 지향될 수도 있다. 각각의 압전저항 소자는 자신의 저항을 자신에 인가된 압박의 함수로서 변경할 수도 있다.
도 8b 는 도 8a 에 예시된 다중 압전저항 요소들 사이에서 이루어지는 전기적 접속의 일 예를 도시한다. 전압이 접속(813 및 815) 양단에 인가될 수도 있는 반면에 차분 출력이 접속(817 및 819) 양단에 전달될 수도 있다.
실제로, 격판 상의 압력-무감 위치를 정확하게 식별하는 것은 어려울 수도 있으며 이러한 위치가 오차 변이에 기인하여 생산 도중에 변동하는 경우에는 더욱 그러하다. 대신에, 다중 로컬 스트레인 게이지가 가요성 격판 상의 또는 내의 압력-감응 위치 상에 배치될 수도 있다. 외삽 처리 시스템은 다중 로컬 센서로부터의 출력을 수신하고 이러한 출력들로부터 변화를 경험하지만 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는, 가요성 격판 상의 또는 내의 압력-무감 위치에서의 변화를 외삽한다.
도 9a 는 가요성 격판(903) 및 압력-무감 위치, 예컨대 압력-무감 위치(911)의 라인의 반대면 상에 있는 압력-감응 위치에서의 격판(903)의 표면(909) 상에 스트레인 게이지(905, 907)를 포함하는 압력-무감 센서 시스템을 이용하는 압력 센서(901)의 일 예의 단면도를 도시한다. 도 9b 및 도 9c 는 스트레인 게이지(905 및 907)의 상이한 압력-감응 위치들 그리고 어떻게 이들이 가요성 격판(903)의 표면(909)에 대하여 실질적 평면 대칭성을 가질 수도 있는지를 예시한다.
도 9 도 역시 외삽 처리 시스템(913)을 도시한다. 스트레인 게이지(905 및 907)의 출력들로부터, 외삽 처리 시스템(913)은 변화를 경험하지만 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는, 가요성 격판 상의 압력-무감 위치에서의, 예컨대 압력-무감 위치(911)에서의 응력에서의 변화를 외삽할 수도 있다. 외삽 처리 시스템(913)은 임의의 접근법을 사용하여 이를 수행하도록 구성될 수도 있다.
도 10 은 두 개의 상이한 압력(P1 및 P2)에서의 도 9 에 도시되는 두 개의 스트레인 게이지(905 및 907)로부터의 출력의 예들 및 어떻게 이러한 정보가 스트레인 게이지가 압력-무감 위치에 포지셔닝되었다면 이것의 출력을 결정하기 위하여 사용될 수도 있는지를 예시하는 그래프이다. 구체적으로 설명하면, 도 10 은 위치 x'에서의 그리고 압력 P1 에서의 스트레인 게이지(905)의 응력 출력을 σ1'로서 예시하고 압력 P2 에서는 σ2'라고 예시하고, 위치 x''에서의 그리고 압력 P1에서의 스트레인 게이지(907)의 출력을 σ1''라고 그리고 압력 P2 에서는 σ2''라고 예시한다.
예를 들어, 외삽 처리 시스템(913)은 도 10 에 도시된 바와 같이 스트레인 게이지(905 및 907)의 위치 사이에 있는 가요성 격판 상의 위치에서의 응력 판독치의 선형 변동을 가지도록 구성될 수도 있다. 외삽 처리 시스템(913)은 도 10 에서 역시 예시된 바와 같이, 압력 P1 에서의 두 개의 스트레인 게이지의 출력 값들 사이의 그리고 압력 P2 에서의 두 개의 스트레인 게이지의 출력 값들 사이의 라인의 교점을 결정함으로써 압력-무감 위치(911)에서의 응력을 결정하도록 구성될 수도 있다. 수학적으로, 외삽 처리 시스템(913)은 다음 수학식에 따라서 압력-무감 위치(911)에서의 응력을 계산하도록 구성될 수도 있는데:
Figure pct00002
여기에서 σ initial 은 압력 P1 및 P2 로의 노출 이전에 가요성 격판에 인가되었던 임의의 응력이다.
위에서 설명된 것을 제외하고는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.901)의 다양한 컴포넌트는 위에서 설명된 바 있는 모든 변형들을 포함하면서 위에서 설명된 바와 같이, 도 1 및 도 6 에 각각 예시된 압력 센서(101 및 601)의 대응하는 컴포넌트와 동일할 수도 있다.
사용되는 다중 압력 센서는 압력-무감 위치의 라인의 반대면에 있어야 할 필요가 없다. 예를 들어, 이들은 이러한 라인에 의하여 경계결정되는 표면 내부 또는 위부 모두에 존재할 수도 있다.
도 11 은 가요성 격판 및 압력-무감 위치, 예컨대 압력-무감 위치(1111)의 라인에 의하여 구획되는 표면의 외부 상의 압력-감응 위치에서의 격판(1103)의 표면(1109) 상에 스트레인 게이지(1105 및 1107)를 포함하는 압력-무감 센서 시스템을 이용하는 압력 센서(1101)의 일 예의 단면도를 도시한다. 스트레인 게이지(1105 및 1107)의 상이한 압력-감응 위치는 가요성 격판(1103)의 표면(1109)에 대하여 실질적 평면 대칭성을 가질 수도 있다.
위에서 직전에 설명된 것을 제외하고는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.1101)의 다양한 컴포넌트는 위에서 설명된 바 있는 모든 변형들을 포함하면서 위에서 설명된 바와 같이, 도 1, 도 6 및 도 9 에 각각 예시된 압력 센서(101, 601 및 901)의 대응하는 컴포넌트와 동일할 수도 있다.
도 12 는 가요성 격판(1203) 및 압력-무감 위치, 예컨대 압력-무감 위치(1211)의 라인에 의하여 구획되는 표면의 내부 상의 압력-감응 위치에서의 격판(1203)의 표면(1209) 상에 스트레인 게이지(1205 및 1207)를 포함하는 압력-무감 센서 시스템을 이용하는 압력 센서(1201)의 일 예의 단면도를 도시한다. 스트레인 게이지(1205 및 1207)의 상이한 압력-감응 위치는 가요성 격판(1203)의 표면(1209)에 대하여 실질적 평면 대칭성을 가질 수도 있다.
위에서 직전에 설명된 것을 제외하고는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.1201)의 다양한 컴포넌트는 위에서 설명된 바 있는 모든 변형들을 포함하면서 위에서 설명된 바와 같이, 도 1, 도 6 및 도 9 에 각각 예시된 압력 센서(101, 601 및 901)의 대응하는 컴포넌트와 동일할 수도 있다.
압력-무감 센서 시스템은 가요성 격판 상에 또는 내에 임의의 로컬 센서를 포함하지 않을 수도 있다. 그 대신에, 압력-무감 센서는 침전물이 압력 센서의 격판 및/또는 원자 도핑 상에 침착되게 초래하는 동일한 환경에 노출되는 완전히 별개의 프루브를 포함할 수도 있다. 따라서, 침착된 침전물 및/또는 원자 도핑에 의하여 초래되는 이러한 별개의 프루브로의 손상은 가요성 격판에 초래되는 손상을 표시할 수도 있다. 이러한 별개의 장치의 예들이 이제 설명되고 예시된다. 다른 접근법들이 추가적으로 또는 대신에 사용될 수도 있다.
도 13 은 측정될 압력을 가지는 기체 또는 액체에 노출되는 표면(1305) 및 동일한 기체 또는 액체에 노출되며 따라서 실질적으로 동일한 침전물 침착 및 원자 도핑을 경험하는 별개의 프루브(1307)를 가지는 가요성 격판(1303)을 이용하는 압력 센서(1301)의 일 예의 단면도를 도시한다.
가요성 격판(1309)은 가요성 격판(1303)과 동일한 사이즈, 형상, 및 재료 조성을 가질 수도 있고, 또는 상이한 사이즈(도 13 에 도시된 바와 같이), 형상, 또는 재료 조성을 가질 수도 있다. 가요성 격판(1309)은 실질적으로 가요성 격판(1303)과 동일한 침전물 침착 및 원자 도핑을 경험하는 위치에, 또는 침전물 침착 및 원자 도핑을 경험하지만 가요성 격판(1303)과 같은 양은 아닌 위치에 배치될 수도 있다.
별개의 프루브(1307)는 기체 또는 액체에 노출되는 양 표면을 가지며 따라서 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하여 휘어지지 않는 가요성 격판(1309)을 포함할 수도 있다. 센서 시스템(1311)은 침전물 침착 및/또는 원자 도핑에 의하여 초래되는 변화를 포함하는, 가요성 격판(1309)에서의 변화를 감지할 수도 있다. 더 높은 전도도(더 많이 노출됨)를 가지는 표면은 표면(1309)의 더 낮은 전도도(더 적게 노출되거나 더 작은 개구)보다 더 높은 정도의 침전물을 가질 수도 있다. 그래서, 비록 1309 의 양 표면들이 모두 기체에 노출될 수도 있지만, 입구 튜브로의 더 큰 전도도를 가지는 표면이 검출될 수도 있는 더 많은 침전물을 수용할 수도 있다. 센서 시스템(1311)은 가요성 격판(1303)에서의 변화를 감지하기 위하여 사용되는 동일한 타입의 센서 시스템, 예컨대 도 1a 에 도시되는 전극(115 및 119)일 수도 있고, 또는 임의의 상이한 타입의 시스템, 예컨대 위에서 논의된 스트레인 게이지 접근법일 수도 있다.
가요성 격판(1309)의 일측만이 기체 또는 액체에 노출되는 경우에, 침전물 침착 및/또는 원자 도핑에서의 변화가 위에서 논의된 바 있는 방법들 중 임의의 방식으로 가요성 격판(1309) 상의 하나 이상의 비-압력 감응 위치에서 검출될 수도 있다.
가요성 격판(1309)이 가요성 격판(1303)과 물질적으로 상이한 경우, 또는 가요성 격판(1303 및 1309)의 기체 또는 액체로의 노출의 정도 사이의 차분이 있는 경우에, 이러한 차분을 보상하기 위하여 압력-무감 센서 시스템에 의하여 보상이 제공될 수도 있다.
조절판(baffles)이 격판 모두와 연계하여 사용됨으로써 이들이 동등한 수준의 침전물 침착 및/또는 원자 도핑을 경험하도록 보장할 수도 있다. 이러한 조절판들의 예는 2013 년 4 월 30 일 출원되고 발명의 명칭이 "Integrated Baffle for a MEMS pressure sensor"인 미국 가특허출원 제 61/817,713 호에서 설명되는데, 이 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
위에서 직전에 설명된 것을 제외하고는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.1301)의 다양한 컴포넌트는 위에서 설명된 바 있는 모든 변형들을 포함하면서 위에서 설명된 바와 같이, 도 1, 도 6, 도 9, 도 11 및 도 12 에 각각 예시된 압력 센서(101, 601, 901, 1101, 및 1201)의 대응하는 컴포넌트와 동일할 수도 있다.
도 14 는 압력 센서의 일부인 격판의 상태에 대한 변화를 보상하는 압력 센서(1401)의 일 예의 블록도이다. 압력 센서(1401)는 격판, 압력-무감 센서 시스템(1405), 및 보상 시스템(1407)을 포함하는 압력 센서 시스템(1403)을 포함할 수도 있다. 압력 센서 시스템(1403) 및 압력-무감 센서 시스템(1405)은 위에서 논의된 임의의 타입일 수도 있다. 보상 시스템(1407)은 압력 센서 시스템(1403)에 의하여 제공되는 압력 판독치를 압력-무감 센서 시스템(1405)에 의하여 제공되는 손상 판독치에 기초하여 조절할 수도 있다. 보상 시스템(1407)은 격판으로의 상이한 수준의 손상 및 압력 감응 센서 시스템(1403)의 판독치의 대응하는 오류 간의 실험적으로 및/또는 수학적으로 결정된 관련성에 기초하여 이것을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이러한 결정된 관련성은 보상 시스템(1407)에 의하여 적용되는 그리고/또는 압력 센서 시스템(1403)에 의하여 이루어진 측정들의 필요한 조절을 압력-무감 센서 시스템(1405)에 의하여 보고되는 손상의 양에 기초하여 매핑하는 매핑 테이블로 적용되는 보상 알고리즘으로 변환될 수도 있다. 보상 시스템(1407)은 이러한 보상을 압력 센서(1401)가 사용되고 있는 때에 실시간으로 제공할 수도 있다.
도 15 는 압력 센서의 예측된 잔여 수명을 표시하는 정보 및/또는 압력 센서의 예상된 잔여 수명이 임계치 이상일 경우 경고를 제공하는 압력 센서(1501)의 일 예의 블록도이다. 압력 센서(1501)는 침전물 침착 및/또는 원자 도핑에 의하여 손상되는 격판을 가지는 압력 센서 시스템(1503), 압력-무감 센서 시스템(1503), 수명 관리된 측정 시스템(1507), 및 경고 시스템(1509)을 포함할 수도 있다.
압력 센서 시스템(1503) 및 압력-무감 센서 시스템(1505)은 위에서 논의된 임의의 타입일 수도 있다.
수명 측정 시스템(1507)은 압력 센서 시스템(1503) 내에서 사용되는 격판의 잔여 수명을 압력-무감 센서 시스템(1505)에 의하여 제공되는 손상 판독치에 기초하여 결정할 수도 있다. 수명 측정 시스템(1507)은 격판의 수명의 끝을 격판으로의 손상이 임계 수준에 도달했다는 것이 압력-무감 센서 시스템(1503)에 의하여 보고되는 때와 동일시할 수도 있다. 격판으로의 실제 손상이 이러한 임계와 비교될 수도 있고 퍼센트 차분이 수명 측정 시스템(1507)에 의하여 격판의 잔여 수명으로서 보고될 수도 있다. 손상에서의 변화 및 대응하는 수명에서의 보고된 변화 사이의 선형 또는 비선형 관련성이 사용될 수도 있다. 이러한 선형 또는 비선형 관련성은 실험적으로 및/또는 수학적으로 확정되고 알고리즘 및/또는 매핑 테이블로써 구현될 수도 있다. 수명 측정 시스템(1507)은 이러한 보상을 압력 센서(1501)가 사용되고 있는 때에 실시간으로 제공할 수도 있다.
경고 시스템(1509)은 수명 측정 시스템(1507)으로부터의 센서 시스템(1501)의 잔여 수명에 대한 정보를 임계와 비교하고 예측된 잔여 수명이 임계와 같거나 이를 넘는 경우 경고를 발행한다. 경고 시스템(1509)은 이러한 경고를 압력 센서(1501)가 사용되고 있는 때에 적절할 경우 제공할 수도 있다.
달리 표시되지 않는 한, 본 명세서에서 논의된 바 있는 외삽 처리 시스템, 보상 시스템, 수명 측정 시스템, 및 경고 시스템은 그 컴포넌트에 대하여 본 명세서에서 설명된 바 있는 기능들을 수행하도록 구성되는 컴퓨터 시스템으로써 구현된다. 각각의 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 프로세서, 유형의(tangible) 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAMs), 판독-전용 메모리(ROMs), 및/또는 프로그래밍가능한 판독 전용 메모리(PROMS)), 유형의(tangible) 스토리지 디바이스(예를 들어, 하드 디스크 드라이브, CD/DVD 드라이브, 및/또는 플래시 메모리), 시스템 버스, 비디오 처리 컴포넌트, 네트워크 통신 컴포넌트, 입력/출력 포트, 및/또는 사용자 인터페이스 디바이스(예를 들어, 키보드, 포인팅 디바이스, 디스플레이, 마이크로폰, 음악 재생 시스템, 및/또는 터치 스크린)를 포함한다.
각각의 컴퓨터 시스템은 자신의 개별적인 센서 시스템에 통합될 수도 있고, 데스크탑 컴퓨터 또는 휴대용 컴퓨터와 같이 이로부터 분리될 수도 있다.
각각의 컴퓨터 시스템은 소프트웨어(예를 들어, 하나 이상의 운영 체제, 디바이스 드라이버, 애플리케이션 프로그램, 및/또는 통신 프로그램)를 포함할 수도 있다. 소프트웨어가 포함되면 소프트웨어는 프로그래밍 명령을 포함하고 연관된 데이터 및 라이브러리를 포함할 수도 있다. 포함될 경우, 프로그래밍 명령은 본 명세서에서 인용되는 바와 같은 컴퓨터 시스템의 기능들 중 하나 이상을 구현하는 하나 이상의 알고리즘을 구현하도록 구성된다. 각각의 컴퓨터 시스템에 의하여 수행되는 각각의 기능의 설명은 또한 그 기능을 수행하는 알고리즘(들)의 설명을 역시 구성한다.
소프트웨어는 하나 이상의 비 일시적, 유형의(tangible) 스토리지 디바이스, 예컨대 하나 이상의 하드 디스크 드라이브, CD, DVD, 및/또는 플래시 메모리 상에 또는 내에 저장될 수도 있다. 소프트웨어는 소스 코드 및/또는 오브젝트 코드 포맷일 수도 있다. 연관된 데이터는 임의의 타입의 휘발성 및/또는 비-휘발성 메모리 내에 저장될 수도 있다. 소프트웨어는 비 일시적 메모리 내로 로딩되고 하나 이상의 프로세서에 의하여 실행될 수도 있다.
논의된 컴포넌트, 단계, 피쳐, 오브젝트, 이점 및 장점은 단지 예시일 뿐이다. 이들 중 어느 것도 또한 이들에 관련된 어떤 논의도 어떠한 방법으로도 보호 범위를 제한하려고 의도되지 않는다. 다수의 다른 실시예도 역시 고찰된다. 이것은 더 적은, 추가적인, 및/또는 상이한 컴포넌트, 단계, 피쳐, 오브젝트, 이점 및 장점을 가지는 실시예를 포함한다. 또한 이것은 컴포넌트 및/또는 단계가 상이하게 구현 및/또는 순서결정되는 실시예를 포함한다.
그렇지 않다고 진술되지 않는 한, 후속하는 청구항 내에 있는 것을 포함하여 본 명세서에서 진술되는 모든 측정치, 값, 등급(ratings), 포지션, 크기, 사이즈, 및 다른 사양은 정확한 것이 아니고 근사치이다. 이들은 그들이 관련되며 당업계에서 통상적인 기능과 일관적인 타당한 범위를 가지도록 의도된다.
본 개시물에서 인용된 바 있는 모든 문헌, 특허, 특허 출원, 및 다른 공개 문서는 여기에서 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
청구항에서 사용될 경우 어구 "~하기 위한 수단"은 설명된 바와 같은 대응하는 구조 및 물질 및 그들의 균등물을 포함하는 것으로 의도되고 해석되어야 한다. 이와 유사하게, 청구항에서 사용될 경우 어구 "~하기 위한 단계"는 설명된 바와 같은 대응하는 동작 및 그들의 균등물을 포함하는 것으로 의도되고 해석되어야 한다. 청구항에 이러한 어구가 없다는 것은 대응하는 구조, 물질, 또는 동작으로 또는 그들의 균등물로 제한될 것으로 의도되지 않으며 그렇게 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 의미한다.
보호 범위는 오직 이제 후속하는 청구항에 의해서만 한정된다. 그 범위는, 특정한 의미가 설명된 바 있는 경우를 제외하고는, 본 명세서 및 후속하는 심사 이력에 비추어 해석될 때의 청구항에서 사용된 언어의 의미와 일관되는 정도로 넓게 그리고 모든 구조적 및 기능성 균등물을 망라하는 것으로 의도되며 해석되어야 한다.
"제 1" 및 "제 2" 및 기타 등등과 같은 관련성 용어들은 하나의 엔티티 또는 액션을 다른 것으로부터 구별하기 위하여 사용되었을 뿐이며, 반드시 임의의 실제 관련성 또는 이들 사이의 순서를 요구하거나 암시하는 것이 아니다. 용어 "포함한다", "포함함" 및 임의의 다른 변동예들이 명세서 또는 청구 범위 내의 요소들의 목록과 연계하여 사용되면, 이들은 그러한 목록이 배타적이지 않으며 다른 요소들이 포함될 수도 있다는 것을 표시하도록 의도된다. 이와 유사하게, "하나(a)" 또는 "한(an)" 뒤에 나오는 요소는 추가적 한정이 없으면 동일한 타입의 추가적 요소들의 존재를 배제하지 않는다.
청구항들 중 어느 것도 특허법 섹션 101, 102, 또는 103 의 요건을 만족하지 못하는 기술 요지를 포함하도록 의도되지 않으며, 이들은 그러한 방식으로 해석되어서는 안 된다. 이러한 기술 요지의 임의의 비의도된 포함은 본 명세서에서 권리배제된다. 본 문단에서 방금 언급된 것을 제외하고는, 청구항에 인용되는 지와 무관하게, 언급되거나 예시된 바 있는 어느 것도 임의의 컴포넌트, 단계, 피쳐, 오브젝트, 이점, 장점, 또는 균등물을 공중의 재산으로 바치는 것을 야기하는 것으로 의도되거나 해석되어서는 안 된다.
요약서는 독자가 기술적 개시 내용의 속성을 신속하게 알아낼 수 있게 하기 위하여 제공된다. 요약서는 이것이 청구항들의 범위 또는 의미를 해석 또는 제한하기 위하여 사용되지 않을 것이라는 이해를 가지고 제출된다. 추가적으로, 전술된 상세한 설명의 다양한 특징들은 다양한 실시형태들에서 상호 그룹화되어 본 개시물을 능률화한다. 본 개시물의 이러한 방법은 청구된 실시예들이 각각의 청구항에서 명백하게 진술된 것보다 더 많은 특징을 요구하도록 요구하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 후속하는 청구항들이 반영하는 것과 같이, 진보적인 기술 요지는 하나의 앞선 개시된 실시예의 모든 피쳐보다 더 적은 것에 있을 수도 있다. 따라서, 후속 청구항들은 여기에서 상세한 설명에 통합되며, 각각의 청구항은 그 스스로 개별적으로 청구되는 기술 요지를 이룬다.

Claims (31)

  1. 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서로서,
    기체 또는 액체를 수신하는 입구를 가지는 챔버;
    상기 기체 또는 액체가 상기 입구를 통과하여 흐른 이후에 이것에 노출되는 표면을 가지는, 상기 챔버 내의 가요성 격판;
    상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되는 상기 가요성 격판에서의 변화를 감지하는 압력 센서 시스템; 및
    상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되지 않는 상기 가요성 격판에서의 변화를 감지하고 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되는 상기 가요성 격판에서의 변화에 무감한 압력-무감 센서 시스템을 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는, 상기 가요성 격판 상의 또는 내의 압력-무감 위치에 있는 로컬 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은,
    상기 가요성 격판 상의 또는 내의 상이한 압력-감응 위치에 있는 다중 로컬 센서; 및
    다중 로컬 센서의 출력들로부터 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는 상기 가요성 격판 상의 또는 내의 압력-무감 위치에서의 변화들을 외삽하는 외삽 처리 시스템을 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가요성 격판은 각각 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는 압력-무감 위치들의 라인을 가지고,
    상기 다중 로컬 센서 중 적어도 두 개는 상기 라인의 반대면에 위치되는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 가요성 격판은 각각 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는 압력-무감 위치들의 라인을 가지고,
    상기 다중 로컬 센서 중 적어도 두 개는 상기 라인의 동일면에 위치되는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 외삽 처리 시스템은 상기 압력-무감 위치에서의 응력을 다음 수학식:
    Figure pct00003

    에 따라서 계산하고,
    여기에서 σ 1 ' 및 σ 2 ' 는 물질적으로(materially) 상이한 압력 P1 및 P2 각각에 노출되는 동안 상기 다중 로컬 센서 중 하나로부터의 출력이며;
    σ 1 '' 및 σ 2 '' 는 동일한 물질적으로 상이한 압력 P1 및 P2 각각에 노출되는 동안 상기 다중 로컬 센서 중 다른 것으로부터의 출력이고;
    σ initial 은 상기 압력 P1 및 P2 로의 노출 이전에 상기 가요성 격판에 인가되었고 압력 P1 및 P2 로의 노출 동안에 상기 가요성 격판 상에 남아있는 임의의 응력인, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 다중 로컬 센서의 상이한 압력-감응 위치는 상기 가요성 격판의 표면에 대하여 실질적 평면 대칭성을 가지는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 가요성 격판은 원형이고, 상기 압력-무감 위치는 가요성 격판의 반경의 .63 플러스 또는 마이너스 .2 의 범위 내의 반경을 가지는 실질적 동심원 상에 있는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 기체 또는 액체에 노출된 상기 가요성 격판의 표면 상에 로컬 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 기체 또는 액체에 노출되지 않는 상기 가요성 격판의 표면 상에 로컬 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 가요성 격판 내에 내장된 로컬 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 가요성 격판 상의 또는 내에 로컬 센서를 포함하지 않는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가요성 격판은 제 1 가요성 격판이고;
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 제 1 가요성 격판으로부터 분리된 제 2 가요성 격판을 포함하며;
    상기 제 2 가요성 격판은 상기 기체 또는 액체가 상기 입구를 통과하여 흐른 이후 이것에 노출되는 표면을 가지는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 가요성 격판의 사이즈, 형상, 및 재료 조성은 상기 제 1 가요성 격판과 실질적으로 동일한, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 가요성 격판의 사이즈, 형상, 및 재료 조성은 상기 제 1 가요성 격판으로부터 실질적으로 상이한, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는, 상기 제 2 가요성 격판 상의 또는 내의 압력-무감 위치에 있는 로컬 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은,
    상기 제 2 가요성 격판 상의 또는 내의 상이한 압력-감응 위치에 있는 다중 로컬 센서; 및
    다중 로컬 센서의 출력들로부터 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는 상기 제 2 가요성 격판 상의 또는 내의 압력-무감 위치에서의 변화들을 외삽하는 외삽 처리 시스템을 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 가요성 격판은 각각 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는 압력-무감 위치들의 라인을 가지고,
    상기 다중 로컬 센서 중 적어도 두 개는 상기 라인의 반대면에 위치되는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 가요성 격판은 각각 변화를 경험하지만 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하지 않는 압력-무감 위치들의 라인을 가지고,
    상기 다중 로컬 센서 중 적어도 두 개는 상기 라인의 동일면에 위치되는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 외삽 처리 시스템은 상기 압력-무감 위치에서의 응력을 다음 수학식:
    에 따라서 계산하고,
    Figure pct00004

    여기에서 σ 1 ' 및 σ 2 ' 는 물질적으로 상이한 압력 P1 및 P2 각각에 노출되는 동안 상기 다중 로컬 센서 중 하나로부터의 출력이며;
    σ 1 '' 및 σ 2 '' 는 동일한 물질적으로 상이한 압력 P1 및 P2 각각에 노출되는 동안 상기 다중 로컬 센서 중 다른 것으로부터의 출력이고;
    σ initial 은 상기 압력 P1 및 P2 로의 노출 이전에 상기 가요성 격판에 인가되었고 압력 P1 및 P2 로의 노출 동안에 상기 가요성 격판 상에 남아있는 임의의 응력인, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 다중 로컬 센서의 상이한 압력-감응 위치는 상기 제 2 가요성 격판의 표면에 대하여 실질적 평면 대칭성을 가지는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 기체 또는 액체에 노출된 상기 제 2 가요성 격판의 표면 상에 로컬 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 기체 또는 액체에 노출되지 않는 상기 제 2 가요성 격판의 표면 상에 로컬 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  24. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 제 2 가요성 격판 내에 내장된 로컬 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  25. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 가요성 격판은 상기 기체 또는 액체가 상기 입구를 통과하여 흐른 이후에 이것에 모두 노출되는 두 개의 표면을 가지는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서 시스템은 상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 응답하여 변화하는 커패시턴스를 가지는 가변 커패시터를 포함하고;
    상기 가요성 격판은 전기전도성 재료로 이루어지며 상기 가변 커패시터의 일부인, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 가요성 격판에서의 변화에 응답하여 변화하는 저항을 가지는 스트레인 게이지를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력-무감 센서 시스템은 상기 가요성 격판에서의 변화에 응답하여 변화하는 전압을 가지는 압전 센서를 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 또는 액체의 압력에서의 변화에 의하여 초래되지 않은 상기 가요성 격판에서의 변화에 기인하여 상기 압력 센서 시스템에 의하여 이루어진 측정에서의 에러를 상기 압력-무감 센서 시스템에 의하여 감지된 상기 가요성 격판에 대한 변화에 기초하여 보상하는 보상 시스템을 더 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서 시스템의 예측된 잔여 수명을 표시하는 정보를 상기 압력-무감 센서 시스템에 의하여 감지된 상기 가요성 격판에 대한 변화에 기초하여 제공하는 수명 측정 시스템을 더 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 수명 측정 시스템은 상기 압력 센서 시스템의 예측된 잔여 수명이 임계치 이상일 경우에 경고를 발행하는 경고 시스템을 포함하는, 기체 또는 액체 압력을 측정하는 압력 센서.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8997548B2 (en) 2013-01-29 2015-04-07 Reno Technologies, Inc. Apparatus and method for automatic detection of diaphragm coating or surface contamination for capacitance diaphragm gauges
DE102014118616A1 (de) * 2014-12-15 2016-06-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmessaufnehmer
JP6612682B2 (ja) * 2016-06-03 2019-11-27 パラマウントベッド株式会社 圧力検出装置および生体情報計測システム
JP6686824B2 (ja) * 2016-09-28 2020-04-22 株式会社デンソー ペダル装置
JP6981885B2 (ja) * 2018-01-23 2021-12-17 アズビル株式会社 静電容量型圧力センサの異常検知方法および装置
CN109752134A (zh) * 2018-04-04 2019-05-14 北京字节跳动网络技术有限公司 一种气体压力的检测方法及装置

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4322980A (en) 1979-11-08 1982-04-06 Hitachi, Ltd. Semiconductor pressure sensor having plural pressure sensitive diaphragms and method
US4466289A (en) 1982-03-17 1984-08-21 Lam Calvin K Capacitance manometer with digital output
FR2535458B1 (fr) * 1982-10-29 1985-06-14 Flopetrol Etu Fabrications Capteur de pression et de temperature
CN1024842C (zh) * 1989-08-25 1994-06-01 株式会社长野计器制作所 应变检测元件及使用它的压力变换器
DE4000326C2 (de) 1990-01-08 1995-12-14 Mannesmann Ag Drucksensor
JPH0582805A (ja) * 1991-09-19 1993-04-02 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力検出装置の圧力検出用チツプ
US5291788A (en) 1991-09-24 1994-03-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor pressure sensor
JP3081352B2 (ja) * 1992-03-31 2000-08-28 中部電力株式会社 圧力センサ
JP2783059B2 (ja) * 1992-04-23 1998-08-06 株式会社日立製作所 プロセス状態検出装置、及び半導体センサおよびその状態表示装置
US5377524A (en) 1992-06-22 1995-01-03 The Regents Of The University Of Michigan Self-testing capacitive pressure transducer and method
JP3178564B2 (ja) 1993-02-23 2001-06-18 横河電機株式会社 差圧測定装置
US5343755A (en) * 1993-05-05 1994-09-06 Rosemount Inc. Strain gage sensor with integral temperature signal
US5663506A (en) 1995-08-21 1997-09-02 Moore Products Co. Capacitive temperature and pressure transducer
US5614678A (en) 1996-02-05 1997-03-25 Kulite Semiconductor Products, Inc. High pressure piezoresistive transducer
US6308577B1 (en) * 1996-09-30 2001-10-30 Motorola, Inc. Circuit and method of compensating for membrane stress in a sensor
US5942692A (en) 1997-04-10 1999-08-24 Mks Instruments, Inc. Capacitive pressure sensing method and apparatus avoiding interelectrode capacitance by driving with in-phase excitation signals
JP2000121473A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Fuji Electric Co Ltd 静電容量式絶対圧検出器
US6326682B1 (en) 1998-12-21 2001-12-04 Kulite Semiconductor Products Hermetically sealed transducer and methods for producing the same
US6119710A (en) 1999-05-26 2000-09-19 Cyber Instrument Technologies Llc Method for wide range gas flow system with real time flow measurement and correction
US6701274B1 (en) 1999-08-27 2004-03-02 Rosemount Inc. Prediction of error magnitude in a pressure transmitter
US7862513B2 (en) 2002-05-14 2011-01-04 Pacesetter, Inc. Apparatus for minimally invasive calibration of implanted pressure transducers
US6910381B2 (en) 2002-05-31 2005-06-28 Mykrolis Corporation System and method of operation of an embedded system for a digital capacitance diaphragm gauge
DE10231727A1 (de) * 2002-07-13 2004-01-22 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Drucksensorvorrichtung und entsprechende Messanordnung
US6732590B1 (en) 2002-11-20 2004-05-11 Infineon Technologies Ag Pressure sensor and process for producing the pressure sensor
JP3915715B2 (ja) 2003-03-07 2007-05-16 株式会社デンソー 半導体圧力センサ
US6837112B2 (en) 2003-03-22 2005-01-04 Stec Inc. Capacitance manometer having a relatively thick flush diaphragm under tension to provide low hysteresis
EP1634052A4 (en) 2003-06-06 2008-04-30 Univ Illinois DETECTION CHIP AND APPARATUS FOR TOUCH DETECTION AND / OR FLOW
JP4452526B2 (ja) 2004-03-03 2010-04-21 長野計器株式会社 歪検出素子及び圧力センサ
DE102004026145A1 (de) 2004-05-28 2006-05-11 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Halbleiterstruktur mit einem spannungsempfindlichen Element und Verfahren zum Messen einer elastischen Spannung in einer Halbleiterstruktur
US7234357B2 (en) 2004-10-18 2007-06-26 Silverbrook Research Pty Ltd Wafer bonded pressure sensor
US20070013014A1 (en) * 2005-05-03 2007-01-18 Shuwen Guo High temperature resistant solid state pressure sensor
WO2007010574A1 (en) * 2005-07-22 2007-01-25 Stmicroelectronics S.R.L. Integrated pressure sensor with a high full-scale value
US20070150819A1 (en) 2005-12-09 2007-06-28 Mks Instruments, Inc. Graphical User Interface
DE102006011545B4 (de) 2006-03-14 2016-03-17 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Kombi-Bauelement und entsprechendes Herstellungsverfahren
JP4788920B2 (ja) 2006-03-20 2011-10-05 日立金属株式会社 質量流量制御装置、その検定方法及び半導体製造装置
DE102006024671A1 (de) 2006-05-26 2007-11-29 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
JP2008008688A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Yamatake Corp 容量式圧力センサ
DE102006043499A1 (de) * 2006-09-12 2008-03-27 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Flüssigkeitsverlusten in mit Druck übertragenden Flüssigkeiten gefüllten Druckmessaufnehmern
US7706995B2 (en) * 2007-04-16 2010-04-27 Mks Instr Inc Capacitance manometers and methods relating to auto-drift correction
CN101281071B (zh) * 2008-05-29 2010-07-21 北京航空航天大学 一种双谐振梁式微机械压力传感器
US8796746B2 (en) * 2008-07-08 2014-08-05 MCube Inc. Method and structure of monolithically integrated pressure sensor using IC foundry-compatible processes
CN101526411A (zh) * 2009-01-19 2009-09-09 中国电子科技集团公司第四十八研究所 带自补偿网络的薄膜压力传感器芯体
JP5336242B2 (ja) 2009-03-30 2013-11-06 アズビル株式会社 静電容量型圧力センサ
US8387464B2 (en) 2009-11-30 2013-03-05 Freescale Semiconductor, Inc. Laterally integrated MEMS sensor device with multi-stimulus sensing
US8393222B2 (en) * 2010-02-27 2013-03-12 Codman Neuro Sciences Sárl Apparatus and method for minimizing drift of a piezo-resistive pressure sensor due to progressive release of mechanical stress over time
US8316718B2 (en) 2010-08-23 2012-11-27 Freescale Semiconductor, Inc. MEMS pressure sensor device and method of fabricating same
US8216882B2 (en) 2010-08-23 2012-07-10 Freescale Semiconductor, Inc. Method of producing a microelectromechanical (MEMS) sensor device
EP2520917A1 (en) * 2011-05-04 2012-11-07 Nxp B.V. MEMS Capacitive Pressure Sensor, Operating Method and Manufacturing Method
US8511171B2 (en) * 2011-05-23 2013-08-20 General Electric Company Device for measuring environmental forces and method of fabricating the same
CN202255734U (zh) * 2011-08-17 2012-05-30 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种压力敏感芯体
KR101588725B1 (ko) * 2011-10-11 2016-01-26 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 압력 센서
JP6002016B2 (ja) 2012-11-30 2016-10-05 アズビル株式会社 静電容量型圧力センサ
US20140298884A1 (en) * 2013-04-04 2014-10-09 Mks Instruments, Inc. Self-calibrating pressure sensor system with pressure sensor and reference sensor that share common sealed chamber
JP6231812B2 (ja) 2013-08-09 2017-11-15 アズビル株式会社 静電容量型圧力センサ

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