WO2017144101A1 - Kapazitive vakuummesszelle mit multielektrode - Google Patents

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WO2017144101A1 PCT/EP2016/053976 EP2016053976W WO2017144101A1 WO 2017144101 A1 WO2017144101 A1 WO 2017144101A1 EP 2016053976 W EP2016053976 W EP 2016053976W WO 2017144101 A1 WO2017144101 A1 WO 2017144101A1
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electrodes
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measuring cell
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Carsten Strietzel
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Inficon AG
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G01L1/144—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors with associated circuitry
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    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0075—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a ceramic diaphragm, e.g. alumina, fused quartz, glass

Definitions

  • the invention relates to a capacitive vacuum measuring cell according to the preamble of patent claim 1 and to a method for capacitive pressure measurement according to the preamble of claim 13.
  • Capacitive Sensors Design and Applications, by Larry K. Baxter (Wiley-IEEE Press, August 1996, ISBN 978-0-7803-5351-0) describes the principles and selection methods exhaustively
  • the measured capacity is compared with a fixed standard capacity.
  • This is the reference element for such a measurement, it can be performed as a fixed capacitor or integrated into the sensor.
  • Object of the present invention is to avoid the disadvantages of the prior art and to provide a measuring cell, with a more precise and
  • a vacuum measuring cell which is a more precise and / or
  • Housing body with one of them spaced, in the edge region sealingly arranged membrane, creating a
  • the present invention is suitable both for a vacuum cell with ceramic membrane and / or housing and for a vacuum cell with metallic membrane and / or housing or for example cells with ceramic housing and metallic membrane, or vice versa with metallic housing and ceramic membrane.
  • Peripheral region of the membrane for example, understood between 0 mm and about 2 to 7 mm from the outer edge of a usually circular membrane, but at least the sealing surfaces with includes.
  • Housing body of the membrane each comprise at least one electrically conductive layer. Be under it
  • the membrane but alternatively also the first housing body, or the housing as a whole or partially, for example by means of inserts or as a whole is or are electrically conductive.
  • An example of the material of a particularly suitable electrically conductive layer is gold, which is particularly suitable because of its high conductivity and chemical resistance.
  • membrane itself or a housing body selected from conductive material, so this may, for example, be stainless steel, if necessary additionally with a better conductive material, for example. As above can be coated. Grateful is also the use of aluminum or transparent, conductive oxides
  • a second housing body is sealingly provided opposite the membrane in the edge region and forms with this a measuring vacuum space in which connection means open for connection to a process space.
  • This can, for example, a
  • Vacuum chamber with the medium to be measured such as residual, inert, reactive gas or a mixture thereof, which forms the process gas.
  • the first housing body and the second housing body are with the intermediate
  • the electrically conductive layer on the housing surface and / or the membrane surface comprises at least while two mutually electrically insulated housing electrodes (Gi, G 2, ... G n) or membrane electrode (Mi, M 2, ... M n) are arranged so that they at least an opposite electrode (G, Gi, ... G n; M, Mi, ... M n) at least two measuring capacitors (Ci, C 2, ... C n) form, so that the deflection of the membrane can be detected capacitively separately at a plurality of locations, the electrodes being able to be operatively connected to a signal processing unit.
  • the measuring capacitances are separately measurable, ie the measurement and evaluation can at the same time by the signal processing unit, ie in parallel, for example.
  • the measuring sequence can be controlled, for example, by the clock generator of the signal processing unit in accordance with the required temporal signal resolution.
  • the electrodes are planar and can, depending on requirements, in different geometries, for example.
  • the electrically conductive element In order to follow the deformation of the membrane particularly well and to achieve greater distinctiveness of the measured values, the electrically conductive
  • a first electrode (Gi, Mi) formed in the middle of the housing surface or / and the membrane surface can have at least three or more, for example, symmetrically arranged thereon
  • Electrodes Surrounded by electrodes (G2, G3, ... G n ; M2, M3, ... M n ).
  • the other electrodes can also be arranged asymmetrically or arbitrarily, in which case with a
  • a part of the further electrodes can be arranged on at least one circumference to the first electrode (Gi, Mi) can be arranged.
  • At least four membrane electrodes (Mi, M 2 ,... M n ) or / and at least four housing electrodes (Gi, G 2 ,... G n ) can be arranged symmetrically in at least four different circular cutouts, for example in at least four different circular ring pieces be arranged at least one circular ring, the diaphragm circle.
  • At least one of the opposite surfaces of the individual measuring capacitances, by the measurement of which a vector associated with the respective pressure can be formed, is small in relation to the dimensions known from conventional measuring cells, then the surface (AG, AM) of the housing electrodes (Gl, G2 , ... Gn) or / and the
  • Membrane electrodes each less than 5000 mm 2 , in particular less than 200 mm 2 .
  • the area but for manufacturing reasons, or purpose
  • the electrical layer M thereby comprises only one membrane electrode, which in this case can be equated with that of the electrical layer M, since any supply lines are not significant here.
  • the membrane as a whole can also form a membrane electrode M if the membrane is a metallic membrane.
  • a plurality of housing electrodes are capacitively associated with an opposing, larger, ie, membrane electrode comprising at least the surfaces of the housing electrodes (Gi, G2,... G n ) in perpendicular projection to the surfaces.
  • the measuring capacitances (C 1... C n ) can in each case have a very small capacitance of, for example, C n ⁇ 1 nF, in particular C n £ 50... 60 pF, or even in the case of an arrangement provided with multiple electrodes on both sides C n ⁇ 30 pF.
  • the measuring cell may comprise a fixed standard capacitance Cs which, for example, is designed as a fixed capacitor or integrated in the sensor.
  • the housing electrodes (Gi, G 2 , ... G n ) can with the
  • the membrane electrodes (Mi, M2, ... M n ) with the signal processing unit and a single housing electrode G which can be equated in this case with the electrically conductive layer G or the housing electrodes (Gi, G 2 , ... G n ) with the supply.
  • the measuring cell can be assigned to the respective measuring capacities (Ci, C2, ... C n )
  • Converters in particular CDC converters include (CDC stands here for “capacitively to digital converter”), which can be operatively connected to the signal processing unit The converters can also be part of the
  • a signal processing unit can be integrated into the measuring cell, comprising an arithmetic unit with at least one memory and an output unit for outputting the calculated pressure value.
  • the converters and, if required, an input unit, for example, for detecting external parameters such as ambient temperature and ambient pressure and / or a standard capacitance Cs may be incorporated in the signal processing unit.
  • an input unit for example, for detecting external parameters such as ambient temperature and ambient pressure and / or a standard capacitance Cs may be incorporated in the signal processing unit.
  • Signal processing unit reference values can be stored to compare a measured actual value with it.
  • an algorithm in particular a best-fit algorithm for comparing the reference values with the measured actual values, can also be stored in the memory. This algorithm can also be supplied in a known manner from the outside, for example. Via an external controller of the system control or be provided permanently wired in the microprocessor of the calculator.
  • the invention is also realized in a method for capacitive pressure measurement.
  • a vacuum measuring cell with a first housing body with one of them spaced, sealing in the edge region
  • the vacuum measuring cell comprises a second housing body which is likewise sealingly provided in the spatial area with respect to the membrane, in order to form with it a measuring vacuum space in which connecting means open for connection to the medium to be measured.
  • Housing body with the intermediate membrane is thus sealingly connected, so on the one hand reference and
  • the seal is given to the outside. This can be done in a known manner by elastic seals and / or in particular for the high vacuum measurement by glass solders.
  • the method at least two, but more preferably at least three, in particular four or more
  • Housing electrode or housing electrodes G, Gi, G 2 , ... G N
  • membrane electrode or membrane electrodes M, Mi, M2, ... M N
  • G, Gi, G 2 , ... G N Housing electrode or housing electrodes
  • M, Mi, M2, ... M N membrane electrode or membrane electrodes
  • a calibration of the measuring cell is a reference vector (C R i, C R2 , ... C R T) for comparison with later measurements in the
  • Output values of the converters are already available in digitized form.
  • measured values for example in the case of a signal processing unit connected to the measuring cell or integrated into the measuring cell, can be forwarded to the unit's arithmetic unit and compared by means of an algorithm with the control values stored in the memory in order to calculate the output value from it, for example via an output unit is forwarded.
  • FIG. 1 measuring cell of the prior art
  • Fig. 2 shows the operation of a vacuum measuring cell
  • Fig. 3 shows an embodiment of an inventive
  • Fig. 4 is a numerical representation of a single
  • Fig. 6 is a circuit diagram of an inventive
  • the first housing is made of an insulating material, for example a ceramic plate made of aluminum oxide, which is sealingly connected at a small distance to the ceramic membrane with the latter in the edge area and thereby forms a reference vacuum space 9.
  • the distance between the two surfaces is usually at
  • Membrane side formed a measuring vacuum space 10, which is connectable via a connecting piece 5 through an opening in the housing 4 with a process space.
  • the seal 3 on both sides of the membrane 2 can, for example. From glass solder
  • the first housing 1 for example, about 5 mm thick
  • the second housing 4 for example, about 3 to 6 mm
  • the second housing 4 can be provided in the interior region, as shown in FIG. 1, with a recess approximately 0.5 mm deep, in order to enlarge the measuring vacuum space 10. Since in the present case both the
  • Housing 1 and the diaphragm 2 are made of an insulating ceramic, referenzvakuum07 is the housing 1 with a conductive layer which forms the housing electrode G and the membrane accordingly
  • a metallic membrane can be used, which can form the membrane electrode as a whole due to their electrically conductive properties. If, instead of a ceramic material, a metal is also used for the first housing body 1, the housing electrode G and the electrically conductive bushings 6 must be made insulated relative to the housing 1.
  • Fig. 2 is a membrane in
  • FIGS. 1 and 2 Analogous to the vacuum cells shown in FIGS. 1 and 2, a vacuum measuring cell according to the invention is shown in FIG.
  • Circuitry can be designed according to the examples of the prior art.
  • three housing electrodes are provided here, which are arranged opposite a single membrane electrode.
  • characteristic capacitance values (C j i, Cj2, Cj3) can be assigned to each specific pressure value p j for this measuring cell.
  • a multi-electrode arrangement as shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the corresponding electrodes are, as shown, symmetrically, for example, arranged around a central housing electrode Gi.
  • a vector containing n capacitance measurements corresponding to the number n of electrodes, n capacitance measurements can be created for a number m of measured pressure values pj and the sum m of the respectively obtained values
  • Vectors as a vector field as shown in Fig. 4 are shown. Depending on the desired accuracy of the measurement resolution, any desired number of reference measurement points defined by a respective n-dimensional vector can be detected and written for
  • Fig. 6 shows the circuit diagram of an inventive, here from a membrane electrode and six housing electrodes, or vice versa, i. from a housing electrode and six membrane electrodes, constructed pressure sensor 12 which is connected to a signal processing unit 13.
  • the signal processing unit 13 may also be provided externally, for example in a vacuum system control, it is readily and advantageously possible to integrate the signal processing unit into the measuring cell because of the progressing miniaturization, even if the vacuum measurement cells are to be constructed small Basically connected to the right sensor and any possible confusion caused by incorrectly placed cables are excluded.
  • the signal processing unit comprises a supply 14 as a signal generator for the sensor and here also voltage source for the
  • the central component is the arithmetic unit 15, which includes or has access to a memory 17 with the reference values stored there
  • Memory has. Furthermore, an algorithm is stored there or at another memory location, alternatively also hardwired or predetermined by the structure of the semiconductor, with the aid of which the arithmetic unit 15 sends the signals sent via the converters 16 to the arithmetic unit, for example digitized capacitance values or vectors with the reference vectors stored in the memory 17. This can be done for example with a best-fit method.
  • the values for ambient temperature Tamb or ambient pressure P at b as well as the values supplied here by way of example, can be supplied via separate inputs
  • Measurement of a standard capacity Cs not shown here can be used to correct and further improve the accuracy of the measured values.
  • Reference value vectors (C R n, CRI 2 , ... C R i n ), (C R2 i, C R2 2, ... C R2n ), ... (CRtni, C RM 2, ... C R mn ), with the measured at a measured pressure capacitance measured value (Ci, C 2 , ... C n ), for example.
  • capacitance vector which makes it possible individual, for example, caused by manufacturing tolerances differences in the geometry of different measuring cells, in particular with respect Geometry and preload of the membrane to be considered and balanced individually. This not only allows more precise and reliable measurements, but it can also be used for desired, eg.
  • the present invention provides the Possibility to optimally design vacuum measuring cells for very different pressures.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Vakuummesszelle mit einem ersten Gehäusekörper (1) mit einer davon beabstandeten im Randbereich (3) dichtend angeordneten Membran (2), derart dass dazwischen ein Referenzvakuumraum (9) ausgebildet ist, wobei gegenüberliegende Oberflächen (7, 8) des ersten Gehäusekörpers und der Membran (2) zumindest eine Elektrode (G, G1, G2,... Gn; M1, M2,... Mn) umfassen. Ein zweiter Gehäusekörper (4) ist gegenüber der Membrane (2) im Randbereich dichtend vorgesehen und bildet mit dieser einen Messvakuumraum (10), in welchem Anschlussmittel (5) zur Verbindung mit einem Prozessraum vorhanden sind. Dabei umfasst die Elektroden (G, G1, G2,... Gn; M1, M2,... Mn) auf der Gehäuseoberfläche (7) oder/und der Membranoberfläche (8) zumindest zwei, voneinander elektrisch isolierte Gehäuseelektroden (G1, G2,... Gn) oder/und Membranelektroden (M1, M2,... Mn), die so angeordnet sind, dass sie mit zumindest einer gegenüberliegenden Elektrode (G, M) zumindest zwei Messkapazitäten (C1, C2,... Cn) bilden, wodurch die Auslenkung der Membran an mehreren Stellen kapazitiv erfassbar ist. Gehäuseelektrode (G) oder die Gehäuseelektroden (G1, G2,... Gn) oder/und die Membranelektrode (M) oder die Membranelektroden (M1, M2,... Mn) sind dabei mit einer Signalverarbeitungseinheit wirkverbindbar.

Description

Kapazitive Vakuummesszelle mit Multielektrode
Die Erfindung bezieht sich auf eine kapazitive Vakuum- messzelle gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur kapazitiven Druckmessung gemäss Oberbegriff von Anspruch 13.
Die kapazitive Auslese von Sensoren ist eine häufige angewendete Methode, um Weglängen, respektive Abstände zu messen. „Capacitive Sensors": Design and Applications,, von Larry K. Baxter (Wiley-IEEE Press August 1996, ISBN 978-0- 7803-5351-0) werden die Prinzipien und Ausleseverfahren erschöpfend beschrieben. Kennzeichnend ist für die
bekannten Konfigurationen, dass die zu messende Kapazität mit einer feststehenden Standardkapazität verglichen wird. Diese ist das Referenzelement für eine solche Messung, sie kann als Fixkondensator ausgeführt werden oder aber in den Sensor integriert sein.
Die Anwendung von kapazitiven Messungen bzw. Messzellen zur Druckmessung ist beispielsweise aus US 323 21 14 sowie der US 482 36 03 bekannt. Eine speziell für die Messung niedriger Drücke optimierte Vakuummesszelle ist aus der EP 1 070 239 Bl bekannt, die den grundsätzlichen Aufbau einer keramischen CDG (Capacitive Diaphragm Gauges) beschreibt.
Sollen niedrige Drücke von ca. 0,1 mbar bis 10~6 mbar gemessen werden, sind herkömmliche Membran- Herstellungsverfahren aufgrund der dabei auftretenden Verspannungen in den Materialien dafür nicht geeignet. Dem gegenüber verschafft die in der EP 1 070 239 Bl
beschriebene Vakuummesszelle zwar durch den dort
beschriebenen Aufbau und das beschriebene Herstellungs- verfahren eine deutliche Verbesserung, jedoch gelingt es auch mit diesem Herstellungsverfahren nicht, die Membran allseitig vollständig gleichmässig einzuspannen. Eine möglichst gleichmässige Einspannung der Membran sowie das vollkommene Ausschalten von intrinsischen Spannungszu- ständen ist aber für Messverfahren und Messzellen
Voraussetzung für eine möglichst genaue Messung, da sich dafür die Membran unter dem Einfluss des Druckes idealerweise vollständig rotationssymmetrisch verformen sollte. So ist es bekannt, dass insbesondere in der Nähe des sogenannten 0-Punktes - d.h. in dem Zustand der Membran, wo auf die Membran kein Druck wirkt - die Abweichung der Membran von der idealen Auslenkungsgleichung am grössten ist, da die Membran sich hier einem entspannten Zustand nähert. Somit wird das Messergebnis verfälscht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Messzelle zur Verfügung zu stellen, mit der eine präzisere und
zuverlässigere Messung möglich ist.
Eine Vakuummesszelle, die eine präzisere und/oder
zuverlässigere Messung von niedrigen Drücken ermöglicht, wird in Anspruch 1 offenbart und umfasst einen ersten
Gehäusekörper mit einer davon beabstandeten, im Randbereich dichtend angeordneten Membran, wodurch ein
dazwischenliegender Referenzvakuumraum ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung ist sowohl für eine Vakuummesszelle mit keramischer Membran und/oder Gehäuse als auch für eine Vakuummesszelle mit metallischer Membran und/oder Gehäuse oder beispielsweise für Zellen mit keramischem Gehäuse und metallischer Membran, oder umgekehrt mit metallischem Gehäuse und keramischer Membran geeignet.
Unter Randbereich wird hier im Allgemeinen ein
Umfangsbereich der Membran, bspw. zwischen 0 mm und ca. 2 bis 7 mm vom äusseren Rand einer üblicherweise kreisförmigen Membran verstanden, der aber zumindest die Dicht- flächen mit umfasst . Die in geringem Abstand, bspw. von 2 bis 50 μτη, gegenüberliegenden Oberflächen des ersten
Gehäusekörpers der Membran umfassen jeweils zumindest eine elektrisch leitende Schicht. Darunter werden
erfindungsgemäss auch Ausführungsformen verstanden, bei denen insbesondere die Membran, alternativ jedoch auch der erste Gehäusekörper, bzw. das Gehäuse als Ganzes oder teilweise, bspw. durch Einsätze oder als Ganzes elektrisch leitend ist bzw. sind. Ein Beispiel für das Material einer besonders gut geeigneten elektrisch leitenden Schicht ist Gold, das sich auf Grund seiner hohen Leitfähigkeit und chemischen Widerstandsfähigkeit besonders eignet. Als
Alternative mit noch höherer chemischer Widerstandfähigkeit kann bspw. Platin verwendet werden. Wird die Membran selbst oder ein Gehäusekörper aus leitendem Material gewählt, so kann dies bspw. auch rostfreier Stahl sein, der bei Bedarf noch zusätzlich mit einem besser leitenden Material, bspw. wie oben beschichtet werden kann. Dankbar ist aber auch die Verwendung von Aluminium oder transparente, leitende Oxide
(TCO oder „Transparent Conductive Oxyd") .
Ein zweiter Gehäusekörper ist gegenüber der Membran im Randbereich dichtend vorgesehen und bildet mit dieser einen Messvakuumraum, in welchem Anschlussmittel zur Verbindung mit einem Prozessraum münden. Dieser kann bspw. eine
Vakuumkammer mit dem zu messenden Medium wie bspw. Rest-, Inert-, Reaktivgas oder eine Mischung daraus sein, die das Prozessgas bildet. Der erste Gehäusekörper und der zweite Gehäusekörper sind dabei mit der dazwischenliegenden
Membran im Randbereich auch gegen eine Umgebung der
Messzelle dichtend und, soweit im Rahmen bspw. bekannter Produktionsprozesse möglich, symmetrisch verbunden. Die elektrisch leitende Schicht auf der Gehäuseoberfläche oder/und der Membranoberfläche umfasst dabei zumindest zwei voneinander elektrisch isolierte Gehäuseelektroden (Gi, G2,...Gn) , bzw. Membranelektroden (Mi, M2,...Mn) , die so angeordnet sind, dass sie mit zumindest einer gegenüberliegenden Elektrode (G, Gi, ... Gn; M, Mi, ... Mn) zumindest zwei Messkapazitäten (Ci, C2,...Cn) bilden, damit die Auslenkung der Membran an mehreren Stellen separat kapazitiv erfassbar ist, wobei die Elektroden mit einer Signalverarbeitungs- einheit wirkverbindbar sind. Die Messkapazitäten sind dabei getrennt messbare, d.h. die Messung und Auswertung kann dabei durch die Signalverarbeitungseinheit gleichzeitig, d.h. parallel bspw. zur Erfassung sehr rascher Druckschwankungen, oder alternativ sequentiell, insbesondere periodisch sequentiell erfolgen. Die Messfolge kann dabei, bspw. durch den Taktgeber der Signalverarbeitungs - einheit entsprechend der benötigten zeitlichen Signal- auflösung gesteuert werden.
Die Elektroden sind dabei flächig ausgebildet und können, je nach Bedarf, in unterschiedlichen Geometrien bspw.
kreisförmig, rechteckförmig, ringförmig oder sektorförmig ausgeführt werden. Um die Verformung der Membran besonders gut zu verfolgen und grössere Unterscheidungskraft der Messwerte zu erreichen, kann die elektrisch leitende
Schicht zumindest drei, vier oder mehr voneinander
elektrisch isolierte Gehäuseelektroden (Gi, G2,...Gn) oder/und voneinander elektrisch isolierte Membranelektroden (Mi, M2,...Mn) umfassen, wobei zumindest drei, vier oder mehr insbesondere getrennt messbare Messkapazitäten (Ci, C2,...Cn) ausgebildet sind. Dabei kann eine erste in der Mitte der Gehäuseoberfläche oder/und der Membranoberfläche gebildete Elektrode (Gi, Mi) von zumindest drei oder mehr dazu beispielsweise symmetrisch angeordneten, weiteren
Elektroden (G2, G3,...Gn; M2, M3,...Mn) umgeben sein. Alternativ können die weiteren Elektroden auch asymmetrisch oder willkürlich angeordnet werden, wobei dann mit einem
grösseren Rechenaufwand eine Kompensation erreicht werden kann .
Ein Teil der weiteren Elektroden (G2, G3,...Gn; M2, M3,...Mn) kann auf zumindest einem Umkreis zur ersten Elektrode (Gi, Mi) angeordnet sein. Dabei können zumindest vier Membranelektroden (Mi, M2, ... Mn) oder/und zumindest vier Gehäuse - elektroden (Gi, G2, ... Gn) symmetrisch in zumindest vier unterschiedlichen Kreisausschnitten, bspw. in zumindest vier unterschiedlichen Kreisringstücken zumindest eines Kreisrings, des Membrankreises angeordnet sein.
Zumindest eine der gegenüberliegenden Flächen der einzelnen Messkapazitäten, durch deren Messung ein dem jeweiligen Druck zugeordneter Vektor gebildet werden kann, ist dabei klein im Verhältnis zu den von herkömmlichen Messzellen bekannten Abmessungen, so kann die Fläche (AG, AM) der Gehäuseelektroden (Gl, G2 , ... Gn) oder/und der
Membranelektroden (Ml, M2 , ... Mn) jeweils kleiner 5000 mm2, insbesondere kleiner 200 mm2. Dabei sollte die Fläche aber aus fertigungstechnischen Gründen, bzw. Zwecks
Reproduzierbarkeit der Einzelmessungen mindestens 0.1 mm2 betragen. In einer Ausführungsform umfasst die elektrische Schicht M dabei nur eine Membranelektrode, die in diesem Fall mit der der elektrischen Schicht M gleichgesetzt werden kann, da eventuelle Zuleitungen hier nicht ins Gewicht fallen.
Andererseits kann auch die Membran als Ganze die eine Mem- branelektrode M bilden, wenn die Membran eine metallische Membran ist. Durch eine solche Anordnung weist lediglich die der Membran in geringem Abstand gegenüberliegende
Oberfläche des ersten Gehäusekörper eine Mehrzahl von
Elektroden auf, was fertigungstechnisch leichter zu
verwirklichen ist, als auf der für Vakuummessungen sehr dünnen Membran zusätzliche Elektroden vorzusehen, die eventuell ihrerseits noch das Auslenkungsverhalten der Membran verändern könnten. In einem solchen Fall sind mehrere Gehäuseelektroden einer gegenüberliegenden, grösseren, d.h. einer in senkrechter Projektion zu den Oberflächen zumindest die Flächen der Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) umfassenden, Membranelektrode kapazitiv zugeordnet. Die Messkapazitäten (Ci...Cn) können dabei, bzw. auch bei einer beidseitig mit Mehrfachelektroden vorge- sehenen Anordnung jeweils eine sehr kleine Kapazität von beispielsweise Cn < 1 nF, insbesondere Cn£ 50...60 pF, insbesondere Cn < 30 pF aufweisen. Zusätzlich kann die Messzelle eine feststehende Standardkapazität Cs umfassen, welche bspw. als Fixkondensator ausgeführt oder aber in den Sensor integriert ist.
Die Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) können mit der
Signalverarbeitungseinheit 16 und die Membranelektrode M oder die Membranelektroden (Mi, M2 ... Mn) mit einer
Versorgung verbunden sein oder alternativ, umgekehrt die Membranelektroden (Mi, M2, ... Mn) mit der Signalverarbeitungseinheit und eine einzelne Gehäuseelektrode G, die in diesem Fall mit der elektrisch leitenden Schicht G gleichgesetzt werden kann oder die Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) mit der Versorgung. Die Messzelle kann dabei den jeweiligen Messkapazitäten (Ci, C2,... Cn) zugeordnete
Konverter, insbesondere CDC-Konverter umfassen (CDC steht hier für „capacitiy to digital Converter"), die mit der Signalverarbeitungseinheit wirkverbindbar sind. Alternativ können die Konverter auch Bestandteil der
Signalverarbeitungseinheit sein.
Um die Vakuumzelle möglichst kompakt zu gestalten und ohne weitere Massnahmen gebrauchsfertig einbauen zu können, kann eine Signalverarbeitungseinheit in die Messzelle integriert werden, die ein Rechenwerk mit zumindest einem Speicher und einer Ausgabeeinheit zum Ausgeben des berechneten Druckwerts umfassen. Dabei können auch die Konverter sowie, bei Bedarf eine Eingabeeinheit, bspw. zum Erfassen externer Parameter wie Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck und/oder eine Standardkapazität Cs in der Signalverarbeitungseinheit eingebaut sein. Im Speicher der
Signalverarbeitungseinheit können Referenzwerte abgelegt werden, um einen gemessenen Ist-Wert damit zu vergleichen. Des Weiteren kann im Speicher auch ein Algorithmus, dabei insbesondere ein Best-Fit-Algorithmus zum Vergleich der Referenzwerte mit den gemessenen Ist-Werten abgelegt sein. Dieser Algorithmus kann auch in bekannter Weise von aussen, bspw. über einen externen Kontroller der Anlagensteuerung zugeführt werden oder aber fix verdrahtet im Mikroprozessor des Rechenwerk vorgesehen sein.
Die Erfindung wird auch in einem Verfahren zur kapazitiven Druckmessung verwirklicht. Für das Verfahren wird analog eine Vakuummesszelle mit einem ersten Gehäusekörper mit einer davon beabstandeten, im Randbereich dichtend
angeordneten Membran verwendet, wobei zwischen Membran und erstem Gehäusekörper ein Referenzvakuumraum ausgebildet wird und die in geringem Abstand gegenüberliegenden Oberflächen des ersten Gehäusekörpers und der Membran mit einer elektrisch leitenden Schicht beschichtet oder selbst ganz oder teilweise elektrisch leitend sind. Zusätzlich umfasst die Vakuummesszelle einen zweiten Gehäusekörper, der ebenfalls gegenüber der Membran im Raumbereich dichtend vorgesehen ist, um mit dieser einen Messvakuumraum zu bilden, in welchem Anschlussmittel zur Verbindung mit dem zu messenden Medium münden. Erster und zweiter
Gehäusekörper mit der dazwischenliegenden Membran ist somit dichtend verbunden, sodass einerseits Referenz- und
Messvakuumraum voneinander getrennt und andererseits die Dichtung nach aussen gegeben ist. Dies kann in bekannter Weise durch elastische Dichtungen und/aber insbesondere für die Hochvakuummessung durch Glaslote erfolgen. Für das Verfahren werden zumindest an zwei, besser jedoch an zumindest drei, insbesondere an vier oder mehr
Messkapazitäten ( Ci , C2,...CN) , die jeweils zwischen
Gehäuseelektrode bzw. Gehäuseelektroden (G, Gi , G2,...GN) und Membranelektrode bzw. Membranelektroden (M, Mi , M2,...MN) gebildet sind, parallel also gleichzeitig oder alternativ in zeitlicher Abfolge sequentiell Kapazitätsmessungen vorgenommen. Auf dies Art und Weise ist es individuell möglich, intrinsische Vorspannungen und/oder Fertigungstoleranzen bei der Einspannsymmetrie der jeweiligen Membran zu kompensieren, da dadurch für jeden Druck, bspw. im
Rahmen einer Eichung der Messzelle ein Referenzvektor ( CRi , CR2,... CRÜ) zum Vergleich mit späteren Messungen in der
Praxis erzeugt werden kann. Besonders einfach lässt sich dies mit Messkapazitäten verwirklichen, bei denen zwischen mehreren Gehäuseelektroden ( Gi , G2,...GN) und einer grossen, die Flächen der einzelnen Gehäuseelektroden umfassenden, Membranelektrode (M) gemessen wird. Die Umwandlung der Kapazitätsmessungen erfolgt mittels Konvertern, wobei sich CDC-Konverter besonders eignen, da in diesem Fall die
Ausgangswerte der Konverter bereits in digitalisierter Form vorliegen. Zur Auswertung können Messwerte, bspw. bei einer an die Messzelle angeschlossenen oder in die Messzelle integrierten Signalverarbeitungseinheit, an das Rechenwerkt der Einheit weitergeleitet und mittels eines Algorithmus mit den im Speicher abgelegten Regerenzwerten verglichen werden, um daraus den Ausgabewert zu berechnen, der bspw. über eine Ausgabeeinheit weitergeleitet wird. Für den
Vergleich kann dabei ein Best-Fit-Algorithmus verwendet werden .
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und einzelnen Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei ist anzumerken, dass alle, wenn auch nur im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsbeispielen oder der Beschreibung einzelner Figuren genannte Merkmale grundsätzlich mit anderen Merkmalen oder Ausführungsbeispielen der Erfindung kombinierbar sind, sofern sich nicht aus dem allgemeinen Wissen des Fachmanns unmittelbar eine Widersinnigkeit oder Unvereinbarkeit der Kombination solcher Merkmale ergibt. Dies gilt auch für alle im allgemeinen Teil der
Beschreibung erwähnten Merkmale und Ausführungsformen, womit eine Kombination solcher Merkmale offenbart ist.
Die Figuren zeigen dabei Fig. 1 Messzelle des Standes der Technik;
Fig. 2 die Funktionsweise einer Vakuummesszelle ; Fig. 3 eine Ausführung einer erfindungsgemässen
Vakuummessze11e ;
Fig. 4 eine numerische Darstellung eines aus einzelnen
Messwerten gebildeten Vektorfeldes;
Fig. 5a und 5b
erfindungsgemässe Elektrodenanordnungen; und
Fig. 6 ein Schaltschema einer erfindungsgemässen
Vakuummesszelle.
Die in Fig. 1 dargestellte Messzelle des Standes der
Technik ist im Querschnitt dargestellt und hat, zumindest die benachbarten Flächen 8, 9 betreffend, einen im
Wesentlichen, rotationssymmetrischen Aufbau. Das erste Gehäuse ist im vorliegenden Fall aus einem isolierenden Material bspw. einer keramischen Platte aus Aluminiumoxid, welche in einem geringen Abstand gegenüber der keramischen Membran mit dieser im Randbereich dichtend verbunden ist und dadurch einen Referenzvakuumraum 9 bildet. Der Abstand zwischen den beiden Flächen wird in der Regel beim
Montieren über das Dichtungsmaterial 11, welches zwischen dem Membranrand 3 und dem Gehäuserand liegt, eingestellt. Auf diese Weise kann eine weitgehend plane Gehäuseplatte 1 verwendet werden. Auf die gleiche Art und Weise ist in einem zweiten Gehäuse 4 auf der gegenüberliegenden
Membranseite ein Messvakuumraum 10 ausgebildet, welcher über einen Anschlussstutzen 5 durch eine Öffnung im Gehäuse 4 mit einem Prozessraum verbindbar ist. Die Dichtung 3 beidseitige der Membran 2 kann bspw. aus Glaslot
ausgebildet sein, welches einfach händelbar ist und bspw. durch Siebdruck aufgebracht werden kann. In einer typischen Messzelle mit einem Aussendurchmesser vom 38 mm und einem freien Membran- Innendurchmesser von 30 mm beträgt der
Abstand do zwischen den kapazitiv wirksamen Flächen etwa 2 μιη bis 50 μιη, vorzugweise 12 μτη bis 35 μτη. Hierbei ist bspw. das erste Gehäuse 1 beispielsweise ca. 5 mm dick, das zweite Gehäuse 4 beispielsweise ca. 3 bis 6 mm,
vorzugsweise 5 mm, dick. Das zweite Gehäuse 4 kann dabei im Innenbereich, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einer ca. 0,5 mm tiefen Ausnehmung versehen sein, um den Messvakuumraum 10 zu vergrössern. Da im vorliegenden Fall sowohl das
Gehäuse 1 als auch die Membran 2 aus einer isolierenden Keramik bestehen, ist referenzvakuumseitig das Gehäuse 1 mit einer leitenden Schicht, die die Gehäuseelektrode G bildet und die Membran entsprechend
referenzvakuumraumseitig mit einer elektrisch leitenden Schicht, die die Membranelektrode M bildet, beschichtet. Die beiden Schichten stehen miteinander elektrisch nicht in Verbindung. Sie können bspw. aufgemalt, aufgedruckt, aufgesprayt oder mit einem für die präzise Herstellung von dünnen Schichten besonders geeigneten Vakuumverfahren, bspw. Bedampfen oder Sputtern, aufgebracht werden. Des Weiteren sind für jede Elektrode vakuumdichte, elektrisch leitende Durchführungen 6 zum Anschluss an entsprechende Messmittel oder Messwertwandlern, wie bspw. CDG-Konverter vorgesehen. Zusätzlich können, um ein langzeitstabiles Referenzvakuum im Raum 9 aufrechterhalten zu können auch hier nicht dargestellte Getter vorgesehen sein. Bezüglich der vorteilhaften Ausführung und eventuellen Ausdünnung der Elektrodenschichten bzw. der Gestaltung von Gettern sei auf die Absätze [0028] bis einschliesslich [0030] der EP 1 070 239 Bl verwiesen, die hiermit zu einem integralen
Bestandteil der vorliegenden Beschreibung erklärt werden.
Für Druckmessungen an bspw. bezüglich ihrer korrosiven Eigenschaften weniger kritischen Medien kann, wie bekannt, auch eine metallische Membran verwendet werden, welche aufgrund ihrer elektrisch leitenden Eigenschaften als Ganze die Membranelektrode bilden kann. Wird anstelle eines keramischen Materials auch für den ersten Gehäusekörper 1 ein Metall verwendet, muss die Gehäuseelektrode G sowie die elektrisch leitendenden Durchführungen 6 gegenüber dem Gehäuse 1 isoliert ausgeführt sein.
Die prinzipielle Funktionsweise einer solchen Vakuummesszelle ist in Fig. 2 dargestellt, die eine Membran in
Ruhelage 2 und eine mit Druck beaufschlagte Membran 2 ' zeigt. Die Membran 2, 2' mit der Dicke t wird dabei in den Referenzvakuumraum 9 mit der Tiefe do um den Betrag w(p) in Abhängigkeit des Drucks und des Einspannradius 2*R der Membran 2, 2 ' ausgelenkt. Entsprechend erfolgt eine
Auslenkung in entgegengesetzter Richtung bei Anlegen eines Vakuums über die Anschlussmittel 5. Analog zu den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vakuummess- zellen wird in Fig. 3 eine erfindungsgemässe Vakuummesszelle dargestellt, die bezüglich der Materialwahl und
Geometrie, mit Ausnahme der Elektrodengeometrie und
Beschaltung, entsprechend den Beispielen des Standes der Technik gestaltet sein kann. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Messzelle sind bei der erfindungsgemässen Ausführung hier drei Gehäuseelektroden vorgesehen, die einer einzelnen Membranelektrode gegenüberliegend angeordnet sind. Dadurch können jedem spezifischen Druckwert pj für diese Messzelle charakteristische Kapazitätswerte ( Cj i , Cj2, Cj3) zugeordnet werden. Erfindungsgemäss kann auf jeder der gegenüberliegenden Oberflächen 7, 8 des Gehäuses 1 bzw. der Membran 2, insbesondere jedoch, aus den oben erwähnten Gründen, auf der Gehäuseoberfläche 7 eine, wie in den Fig. 5A und 5B dargestellte, Multielektrodenanordnung ausgebildet sein. Die entsprechenden Elektroden sind dabei, wie dargestellt, symmetrisch bspw. um eine zentrale Gehäuseelektrode Gi angeordnet. Dadurch kann bspw. für eine Anzahl m gemessener Druckwerte pj jeweils ein, entsprechend der Anzahl n der Elektroden, n Kapazitätsmessungen enthaltender Vektor erstellt werden und die Summe m der jeweils erhaltenen
Vektoren als Vektorfeld wie in Fig. 4 dargestellt werden. Je nach gewünschter Genauigkeit der Messauflösung können dabei beliebig viele, durch einen jeweils n-dimensionalen Vektor festgelegte Referenzmesspunkte erfasst und für
Vergleichszwecke gespeichert werden. Dies kann auch asymmetrisch erfolgen, bspw. in der Art, dass in einem
Zieldruckbereich feinere Druckschritte Δρ gemessen und als Referenzvektoren abgelegt werden als in einem weniger relevanten Druckbereich.
Fig. 6 zeigt das Schaltschema eines erfindungsgemässen, hier aus einer Membranelektrode und aus sechs Gehäuseelektroden, bzw. umgekehrt, d.h. aus einer Gehäuseelektrode und aus sechs Membranelektroden, aufgebauten Drucksensor 12, der mit einer Signalverarbeitungseinheit 13 verbunden ist. Wenngleich die Signalverarbeitungseinheit 13 auch extern, bspw. in einer Vakuumanlagensteuerung vorgesehen sein kann, ist es, aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung, heute auch bei klein zu bauenden Vakuummesszellen ohne weiteres möglich und vorteilhaft, die Signalverarbeitungseinheit in die Messzelle zu integrieren, da damit die sensorbezogenen Daten grundsätzlich mit dem richtigen Sensor verbunden und eventuelle Verwechslungen durch falsch gelegte Kabel ausgeschlossen sind. Die Signalverarbeitungs- einheit umfasst dabei eine Versorgung 14 als Signalgeber für den Sensor und hier auch Spannungsquelle für die
Einheit, die batteriebetrieben oder/und ans Stromnetz angeschlossen sein kann. Zentraler Bestandteil ist das Rechenwerk 15, das einen Speicher 17 mit den dort abge- legten Referenzwerten umfasst oder Zugriff auf diesen
Speicher hat. Des Weiteren ist dort oder an einem anderen Speicherplatz, alternativ auch fest verdrahtet oder durch die Struktur des Halbleiters vorgegeben, ein Algorithmus hinterlegt, mit dessen Hilfe das Rechenwerk 15 die über die Konverter 16 an das Rechenwerk gesendeten bspw. bereits digitalisierten Kapazitätswerte bzw. Vektoren mit den im Speicher 17 abgelegten Referenzvektoren vergleicht. Dies kann beispielsweise mit einem Best-Fit Verfahren erfolgen. Zusätzlich können bei Bedarf die hier lediglich beispiel- haft über separate Eingänge gelieferten Werte für Umgebungstemperatur Tamb bzw. Umgebungsdruck Pamb sowie die
Messung einer hier nicht dargestellten Standardkapazität Cs zur Korrektur und weiteren Verbesserung der Genauigkeit der Messwerte verwendet werden.
Mit einer nach oben beschriebener Bauweise ausgelegten und einem, wie oben im Detail ausgeführten Verfahren zum
Betreiben einer Messzelle kann der Messdruck durch
Vergleich von individuell für unterschiedliche Drücke gemessenen Referenzwerten der Kapazitäten, bspw. als
Referenzwertvektoren (CRn, CRI2,... CRin) , (CR2i, CR22,... CR2n) , ... (CRtni, CRM2,... CRmn) , mit den bei einem Messdruck gemessenen Kapazitätsmesswert (Ci, C2,... Cn) , bspw. als Kapazitätsvektor, ermittelt werden, wodurch es gelingt individuelle, bspw. durch Fertigungstoleranzen bedingte Unterschiede in der Geometrie unterschiedlicher Messzellen, insbesondere bezüglich der Geometrie und Vorspannung der Membran, individuell zu berücksichtigen und auszugleichen. Dadurch sind nicht nur präzisere und verlässlichere Messungen möglich, sondern es können auch für gewünschte, bspw.
besonders verfahrensrelevanten Messbereiche durch
Hinterlegen einer grösseren Anzahl von Referenzwerten eine besonders feine Auflösung Δρ des zu messenden Drucks erreicht werden. Damit bietet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, Vakuummesszellen für ganz unterschiedliche Drücke optimal auszulegen.

Claims

Patentansprüche
1. Kapazitive Vakuummesszelle mit einem ersten
Gehäusekörper (1) mit einer davon beabstandeten im
Randbereich (3) dichtend angeordneten Membrane (2) , derart dass dazwischen ein Referenzvakuumraum (9) ausgebildet ist, wobei gegenüberliegende Oberflächen (7, 8) des ersten
Gehäusekörpers und der Membran (2) zumindest eine Elektrode (G, Gi, G2, ... Gn; Mi, M2, ... Mn) umfassen, wobei ein zweiter
Gehäusekörper (4) gegenüber der Membrane (2) im Randbereich dichtend vorgesehen ist und mit dieser einen Messvakuumraum (10) bildet, in welchem Anschlussmittel (5) zur Verbindung mit einem Prozessraum vorhanden sind, dadurch
gekennzeichnet, dass die Elektroden (G, Gi, G2, ... Gn; Mi, M2, ... Mn) auf der Gehäuseoberfläche (7) oder/und der
Membranoberfläche (8) zumindest zwei, voneinander
elektrisch isolierte Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) oder/und Membranelektroden (Mi, M2, ... Mn) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie mit zumindest einer gegenüberliegenden Elektrode (G, Gi, G2, ... Gn; Mi, M2, ... Mn) zumindest zwei Messkapazitäten (Ci, C2,... Cn) bilden, damit eine
Auslenkung der Membran an mehreren Stellen kapazitiv erfassbar ist, wobei die Gehäuseelektrode (G) oder die Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) und die Membranelektrode (M) oder die Membranelektroden (Mi, M2, ... Mn) mit einer Signalverarbeitungseinheit wirkverbindbar sind.
2. Messzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (G, Gi, G2, ... Gn; Mi, M2, ... Mn) zumindest drei, oder mehr voneinander elektrisch isolierte Gehäuseelektroden ( Gi , G2, ... Gn) oder/und voneinander elektrisch isolierte Membranelektroden ( Mi , M2, ... Mn) umfassen und zumindest drei oder mehr Messkapazitäten ( Ci , C2,... Cn ) ausgebildet sind.
3 . Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste in der Mitte der Gehäuseoberfläche ( 7 ) oder/und der Membranoberfläche ( 8 ) gebildete Elektrode ( Gi , Mi ) von zumindest vier, dazu symmetrisch angeordneten weiteren Elektroden (G2, G3, ... Gn; M2, M3, ... Mn) umgeben ist.
4 . Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vier
Membranelektroden ( Mi , M2, ... Mn) und/oder vier
Gehäuseelektroden ( Gi , G2, ... Gn) symmetrisch in zumindest vier unterschiedlichen Kreisausschnitten angeordnet sind.
5 . Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (AG, AM) der
Gehäuseelektroden (Gl, G2 , ... Gn) oder/und Membranelektroden (Ml, M2, ... Mn) jeweils kleiner 5000 mm2, dabei insbesondere kleiner 20 0 mm2, dabei aber mindestens 0 . 1 mm2 ist.
6 . Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran ( 2 ) nur eine
Membranelektrode (M) umfasst oder die Membranelektrode ist.
7. Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkapazitäten (Ci ... Cn) jeweils eine Kapazität von Cn ^ 100 pF, vorzugsweise Cn ^ 50...60 pF, vorzugsweise Cn < 30 pF aufweisen.
8. Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) mit der Signalverarbeitungseinheit (16) und die
Membranelektrode (M) oder die Membranelektroden (Mi, M2, ... Mn) mit einer Versorgung (14) verbunden sind, oder
umgekehrt die Membranelektroden (Mi, M2, ... Mn) mit der Signalverarbeitungseinheit (16) und die Gehäuseelektrode (G) oder die Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) mit einer Versorgung ( 14 ) .
9. Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle den jeweiligen Messkapazitäten (Ci, C2,... Cn) zugeordnete Konverter umfasst, die mit der Signalverarbeitungseinheit wirkverbindbar sind.
10. Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle mit einer integrierten Signalverarbeitungseinheit (13) , die ein
Rechenwerk (13), zumindest einen Speicher (15) und eine Ausgabeeinheit umfasst, wirkverbunden ist.
11. Messzelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (15) Referenzwerte zum Vergleich eines gemessenen Ist-Werts mit den Referenzwerten abgelegt sind.
12. Verfahren zur kapazitiven Druckmessung mit einer
Vakuummesszelle mit einem ersten Gehäusekörper (1) mit einer davon beabstandeten, im Randbereich (3) dichtend angeordneten Membran (2), derart dass dazwischen ein
Referenzvakuumraum (9) ausgebildet wird, wobei gegenüberliegende Oberflächen des ersten Gehäusekörpers (1) und der Membrane (3) mit einer elektrisch leitenden Schicht beschichtet sind, die als Elektrode (G, Gi, G2, ... Gn; M, Mi, M2, ... Mn) ausgebildet ist, und ein zweiter Gehäusekörper (4) gegenüber der Membrane (2) im Randbereich dichtend vorgesehen ist um mit dieser einen Messvakuumraum (10) mit Anschlussmittel (5) zur Verbindung mit einem Prozessraum zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest zwei, insbesondere aber an zumindest drei Messkapazitäten (Ci, C2,... Cn) , die jeweils zwischen Gehäuseelektrode (G) oder Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) und Membranelektrode (M) oder Membranelektroden (Mi, M2, M3 ... Mn) gebildet sind, Kapazitätsmessungen so vorgenommen werden, dass die
Messergebnisse der einzelnen Messkapazitäten (Ci, C2,... Cn) für jeden gemessenen Druck pm einzeln auslesbar sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Kapazitätsmessungen zwischen zumindest drei Gehäuseelektroden (Gi, G2, ... Gn) und einer Membranelektrode (M) vorgenommen werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte an ein Rechenwerk (15) mit zumindest einem Speicher weitergeleitet und mittels eines Algorithmus mit im Speicher abgelegten Referenzwerten verglichen werden um daraus den Ausgabewert zu berechnen und bereitzustellen.
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