CN112771359A - 压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压力传感器,其具备:以与流体通路(3)连通的状态而气密地安装于形成流体通路(3)的主体(4)上的筒状部件(5);以及与筒状部件(5)连接并且对在主体(4)的流体通路(3)内流动的流体的压力进行检测的压力传感器部(6),筒状部件(5)由镍钼铬合金材料或不锈钢材料所形成,压力传感器部(6)具备:具有流体流入的受压室(7)以及与流入受压室(7)的流体接触的隔膜(8a),并且一端被隔膜(8a)闭塞的传感器主体(8);以及将隔膜(8a)的位移作为压力而输出的压力检测元件(2),传感器主体(8)由钴镍合金材料所形成,开口侧端部与筒状部件(5)的一端部气密地连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用主要设置于半导体制造设备、化学工厂等的气体等的流体供给管线、组装到该流体供给管线的压力式流量控制装置、浓度测定装置等,并且对在流体供给管线中流动的气体等的流体的压力进行检测的压力检测元件(应变计、压敏元件)的隔膜式的压力传感器。
背景技术
以往,在半导体制造设备等的流体供给管线中流动的流体的压力检测中使用了各种形式的压力传感器。
例如,作为上述压力传感器已知有:在隔膜中安装应变计并检测流体的压力的压力传感器、将与隔膜邻接的空间作为真空室的绝对压型的压力传感器、在与隔膜邻接的空间中封入硅油等的压力传递用介质的压力传感器、由耐腐蚀性优异的不锈钢材料形成隔膜、主体的压力传感器等(参照专利文献1~3)。
然而,如半导体制造设备的气体供给管线那样,在让如氯化氢、溴化氢等的卤素气体、氟气体、氟化氢等的氯系气体这样的腐蚀性气体流动的情况下,使用由耐腐蚀性优异的奥氏体系不锈钢来形成与腐蚀性气体接触的隔膜(压敏部)等的压力传感器。
但是,在由奥氏体系不锈钢形成作为压敏部的隔膜的压力传感器中,虽然上述隔膜耐腐蚀性优异,但抗拉强度、耐力低。因此,如果长时间/长期使用压力传感器,或使作为压敏部的隔膜的应变变大而提高敏感度,则会让隔膜的耐力劣化。
因此,在上述压力传感器中,如果将奥氏体系不锈钢制的隔膜作为压敏部并长时间/长期使用,则由于耐力的劣化使应变等变大而引发零点偏移等的问题,从而产生无法高精度地测定压力的问题。但是,使用奥氏体系不锈钢作为压力传感器的不与腐蚀性气体接触的主体的材料的部分不会产生上述问题。
此外,为了解决上述问题,只要由耐腐蚀性以及耐力优异的材料来形成隔膜(压敏部)即可。
例如,在日本特开2005-148002号公报(专利文献4)、日本特开2018-048859号公报(专利文献5)中记载有由耐腐蚀性以及耐力优异的金属材料来形成隔膜(压敏部)的压力传感器。
即,如图5所示,以往的压力传感器30具备:形成有与流体接触的隔膜31a的压敏部31;设置于隔膜31a的应变计32;以及支撑压敏部31的外周缘部、并且在其与压敏部31的隔膜31a之间形成基准压力室33的支撑部34,形成有隔膜31a的压敏部31由耐腐蚀性以及耐力优异的钴镍合金材料(SPRON(注册商标))所形成。
因为形成有隔膜31a的压敏部31由耐腐蚀性以及耐力优异的钴镍合金材料所形成,所以即使长时间/长期使用上述压力传感器30也很难产生应变等,能够高精度地测定压力。
然而,形成上述压力传感器30的压敏部31的钴镍合金材料由于压力会产生变形,因此适合作为隔膜31a来使用,但并不是适用于进行密封等的构造的材料。这是因为钴镍合金材料的硬度比奥氏体系不锈钢高出很多,如果对形成流体通路的主体等进行锁紧固定,则容易产生松动等,从而使密封性受损。
因此,在上述压力传感器30中,如果将由钴镍合金材料所形成的压敏部31侧锁紧固定到形成流体通路的主体等,则容易产生松动等,而产生密封性受损的问题。
现有的技术文献
专利文献
专利文献1:日本实开平05-069647号公报
专利文献2:日本特开平10-082707号公报
专利文献3:日本特开2007-033075号公报
专利文献4:日本特开2005-148002号公报
专利文献5:日本特开2018-048859号公报
发明内容
本发明是有鉴于这样的问题点而完成的,其目的在于,提供一种压力传感器,上述压力传感器的具有隔膜的传感器主体由耐腐蚀性、耐力以及弹性优异的金属材料所形成,并且用于将上述传感器主体安装于形成流体通路的主体的筒状部件由耐腐蚀性优异且适合于密封构造的金属材料所形成,由此能够高精度地测定压力,并且密封性也很优异。
为了达成上述目的,基于本发明的实施方式的压力传感器具备:筒状部件,上述筒状部件以与流体通路连通的状态而气密地安装于形成上述流体通路的主体上;以及压力传感器部,上述压力传感器部与上述筒状部件连接并且对在上述主体的上述流体通路内流动的流体的压力进行检测,上述筒状部件由镍钼铬合金材料或不锈钢材料所形成,上述压力传感器部具备:传感器主体,上述传感器主体具有上述流体流入的受压室以及与流入上述受压室的上述流体接触的隔膜,并且上述传感器主体一端被上述隔膜闭塞;以及压力检测元件,上述压力检测元件将上述隔膜的位移作为压力而输出,上述传感器主体由钴镍合金材料所形成,开口侧端部与上述筒状部件的一端部气密地连接。
在一实施方式中,上述筒状部件与上述传感器主体通过熔接而气密地连接。
在一实施方式中,将上述筒状部件形成为比上述压力传感器部的最大外径更小的直径,在上述筒状部件的一端部设置熔接用凸缘部,并且在上述筒状部件的另一端部设置安装用凸缘部,另外,在上述压力传感器部的传感器主体的开口侧端部的端面上,突出形成比上述压力传感器部的最大外径更小的直径并且内径与上述筒状部件的内径相同的连接用筒部,在上述连接用筒部的开口侧端部设置与上述筒状部件的熔接用凸缘部抵接的熔接用凸缘部,将上述筒状部件的熔接用凸缘部与形成于上述传感器主体的上述连接用筒部的熔接用凸缘部通过熔接而气密地连接固着。
在一实施方式中,上述筒状部件与上述传感器主体通过凸缘连接而气密状地连接。
在一实施方式中,将上述筒状部件形成为比上述压力传感器部的最大外径更小的直径,在上述筒状部件的一端部设置连接用凸缘部,并且在上述筒状部件的另一端部设置安装用凸缘部,另外,在上述压力传感器部的传感器主体的开口侧端部的端面上,突出形成比上述压力传感器部的最大外径更小的直径并且内径与上述筒状部件的内径相同的连接用筒部,在上述连接用筒部的开口侧端部设置与上述筒状部件的连接用凸缘部抵接的连接用凸缘部,在上述筒状部件的连接用凸缘部与形成于上述传感器主体的连接用筒部的连接用凸缘部之间挟入垫片,将上述筒状部件的连接用凸缘部与上述连接用筒部的连接用凸缘部由螺栓以及螺帽(螺母)进行锁紧而气密状地连接固定。
在一实施方式中,将上述筒状部件形成为比上述压力传感器部的最大外径更小的直径,在上述筒状部件的一端部设置连接用凸缘部,并且在上述筒状部件的另一端部设置安装用凸缘部,另外,在上述压力传感器部的传感器主体的开口侧端部的端面上,突出形成比上述压力传感器部的最大外径更小的直径并且内径与上述筒状部件的内径相同的连接用筒部,在上述连接用筒部的开口侧端部设置与上述筒状部件的连接用凸缘部抵接的连接用凸缘部,在上述筒状部件的连接用凸缘部与形成于上述传感器主体的连接用筒部的连接用凸缘部之间挟入垫片,通过夹紧具从外部夹紧而将上述筒状部件的连接用凸缘部与上述连接用筒部的连接用凸缘部气密地连接固定。
发明效果
对于本发明的实施方式所涉及的压力传感器,压力传感器部的具有隔膜的传感器主体由耐腐蚀性、耐力以及弹性优异的钴镍合金材料所形成,因此即使长时间/长期使用,在传感器主体也很难产生应变等,能够高精度地测定压力。
另外,对于本发明的实施方式所涉及的压力传感器,安装于形成流体通路的主体的筒状部件由耐腐蚀性优异并且硬度比传感器主体的硬度更低的镍钼铬合金材料或不锈钢材料所形成,因此即使将筒状部件向主体侧锁紧固定,也很难产生松动等,密封性不会受损。
进一步地,本发明的实施方式所涉及的压力传感器在具有隔膜的传感器主体的开口侧端部的端面突出形成连接用筒部,并且被气密状地安装于形成流体通路的主体的筒状部件与该连接用筒部的开口侧端部气密状地连接,使得筒状部件的开口侧端部与传感器主体的隔膜之间的距离变长,因此即使通过阀盖螺母将设置于筒状部件的开口侧端部的安装用凸缘部锁紧固定于形成流体通路的主体而气密地安装,施加于筒状部件的安装用凸缘部的应力由筒状部件以及连接用筒部所吸收而并不传递到隔膜,从而能够避免对隔膜造成应力的影响,压力传感器在向主体的安装前和安装后的输出特性的变动消失。结果是,变得不需要时效处理(aging)(运转试验)。
进一步地,对于本发明的实施方式所涉及的压力传感器,安装于形成流体通路的主体的筒状部件形成为比压力传感器部的最大外径更小的直径,因此在主体上安装压力传感器用的空间较小即可,从而实现了主体的小型化以及流体通路的内容积减少。
进一步地,本发明的实施方式所涉及的压力传感器在筒状部件以及传感器主体的连接用筒部分别设置熔接用凸缘部,使得两个熔接用凸缘部通过熔接而固着,因此能够将熔接部的壁厚变厚并且能够防止熔接开口,并且能够让熔接部的熔入深度加深,从而提高气密性。
附图说明
图1是将本发明的一个实施方式所涉及的压力传感器安装于形成流体通路的主体的状态的纵剖面图。
图2是压力传感器的压力传感器部的纵剖面图。
图3是压力传感器的筒状部件的纵剖面图。
图4是将本发明的其他实施方式所涉及的压力传感器安装于形成流体通路的主体的状态的纵剖面图。
图5是表示以往的压力传感器的一个例子的纵剖面图。
符号说明
1 压力传感器
2 压力检测元件
3 流体通路
4 主体
5 筒状部件
5a 熔接用凸缘部
5a’ 连接用凸缘部
5b 安装用凸缘部
6 压力传感器部
7 受压室
8 传感器主体
8a 隔膜
8b 圆筒部
8c 连接用筒部
8d 熔接用凸缘部
8d’ 连接用凸缘部
16 垫片
22 螺栓
23 螺帽(螺母)
W 熔接
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
图1~图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的压力传感器1,该压力传感器1主要设置于组装入半导体制造设备的气体的流体供给管线的压力式流量控制装置、浓度测定装置等,对在流体供给管线中流动的气体的压力进行检测,并且是使用压力检测元件2(应变计、压敏元件)的绝对压型的隔膜式的压力传感器。
上述压力传感器1具备:筒状部件5,上述筒状部件5以与流体通路3连通的状态被气密地安装于形成流体通路3的主体4;以及压力传感器部6,上述压力传感器部6与该筒状部件5气密地连接并且对主体4的流体通路3内流动的流体的压力进行检测。
如图1以及图3所示,上述筒状部件5由耐腐蚀性优异并且适用于密封构造的金属材料形成为比压力传感器部6的最大外径更小的直径的圆筒状,在筒状部件5的一端部一体地设置有通过熔接(电子束熔接、激光熔接等)而连接固着于压力传感器部6的熔接用凸缘部5a,另外,在筒状部件5的另一端部一体地设置有被安装于主体4的安装用凸缘部5b。
在本实施方式中,筒状部件5由耐腐蚀性等优异的作为镍钼铬合金材料之一的Hastelloy C-22(Hastelloy为注册商标,哈氏合金)或耐腐蚀性等优异的作为奥氏体系不锈钢之一的SUS316L所形成。另外,筒状部件5的内周面被实施电解研磨处理。
此外,Hastelloy C-22的硬度(Hv)为≦260,SUS316L的硬度(Hv)为≦200。
如图1以及图2所示,上述压力传感器部6具备:筒状的传感器主体8,上述传感器主体8具有流体流入的受压室7以及与流入该受压室7的流体接触并根据流体的压力进行位移的隔膜8a,并且上述传感器主体8的一端由该隔膜8a而被闭塞;压力检测元件2,上述压力检测元件2设置在隔膜8a的外侧面,将隔膜8a的位移作为压力而输出;底环9,上述底环9气密地嵌合固定于传感器主体8的外周面;密封环11,上述密封环11的一端面与底环9的一端面气密地连接,包围隔膜8a的外侧面周围,并且被多根导线10气密地插通;闭塞用圆盘13,上述闭塞用圆盘13与密封环11的另一端面气密地连接,在其与隔膜8a之间形成真空室12;以及盖体14,上述盖体14将插通于密封环11的多根导线10保持成直角状态。
具体而言,如图1以及图2所示,上述筒状的传感器主体8具备:比筒状部件5的壁厚更厚的圆筒部8b,上述圆筒部8b由耐腐蚀性、耐力以及弹性优异的金属材料形成为一端闭塞的筒状,并且外径形成为比筒状部件5的最大外径(安装用凸缘部5b的外径)更大的直径,而内径形成为与筒状部件5相同;隔膜8a,上述隔膜8a一体地设置在圆筒部8b的一端,闭塞圆筒部8b的一端侧开口;以及连接用筒部8c,上述连接用筒部8c一体地设置在圆筒部8b的开口侧端部的端面,与筒状部件5气密地连接。
另外,传感器主体8的连接用筒部8c以向外方突出的状态形成于圆筒部8b的开口侧端部的端面,外径形成为比筒状的传感器主体8的最大外径(圆筒部8b的外径)更小的直径并且内径形成为与筒状部件5的内径相同。
进一步地,在传感器主体8的连接用筒部8c的开口侧端部一体地设置有与筒状部件5的熔接用凸缘部5a抵接的熔接用凸缘部8d,通过电子束熔接、激光熔接等的熔接使得筒状部件5的熔接用凸缘部5a与筒状的传感器主体8的熔接用凸缘部8d气密地连接固着。
而且,由传感器主体8的隔膜8a、圆筒部8b以及连接用筒部8c所包围的空间成为气体等的流体流入的受压室7。
在本实施方式中,筒状的传感器主体8由作为耐腐蚀性、耐力以及弹性优异的钴镍合金材料之一的SPRON510(SPRON为注册商标)所形成。该SPRON510的硬度(Hv)为500±30。
上述压力检测元件2由具备将金属细线或金属箔的电阻线用绝缘物覆盖而形成膜状的应变计部的金属应变计所构成。该金属应变计可以是将应变计部与检测电阻变化的桥接电路部形成为分体,也可以是应变计部与桥接电路部的组合。
如图1以及图2所示,上述底环9由耐腐蚀性优异的金属材料形成为与筒状的传感器主体8的圆筒部8b大致相同长度并且形成为与圆筒部8b的外周面密接地嵌合的环状,在底环9的一端部(靠近隔膜8a的端部)形成有剖面形状呈阶梯形状的环状台阶部。将该底环9嵌合于筒状的传感器主体8的圆筒部8b的外周面,将圆筒部8b的一端部外周缘与底环9的一端部内周缘熔接(电子束熔接、激光熔接等),由此将该底环9气密地嵌合固着于传感器主体8的外周面。
在本实施方式中,底环9由作为耐腐蚀性等优异的镍钼铬合金材料之一的Hastelloy C-22(Hastelloy为注册商标)所形成。此外,底环9并不要求如隔膜8a那样的变形,因此也可以使用不锈钢(例如,SUS316L等)来代替Hastelloy C-22(Hastelloy为注册商标)。
如图1以及图2所示,上述密封环11由耐腐蚀性优异的金属材料形成为外径与底环9的外径相同的环状,在密封环11的一端部(与底环9相向的端部)形成有与在底环9的一端部所形成的环状台阶部嵌合的剖面形状呈阶梯形状的环状台阶部。该密封环11使其环状台阶部与底环9的环状台阶部对接嵌合,将密封环11和底环9的对接部的外周缘熔接(电子束熔接、激光熔接等),由此将该密封环11气密地连接固着于底环9的一端面。
另外,多根导线10的前端部经由低熔点玻璃材料15气密地插通密封环11,各导线10的前端部与作为压力检测元件2的金属应变计连接。
在本实施方式中,密封环11由作为耐腐蚀性等优异的奥氏体系不锈钢之一的SUS316L所形成。
如图1以及图2所示,闭塞用圆盘13由耐腐蚀性优异的金属材料形成为外径与密封环11的外径相同的圆盘状,在闭塞用圆盘13的内侧面外周缘部形成有供密封环11的另一端部所嵌合的环状的缺口部。闭塞用圆盘13将该环状的缺口部嵌合于密封环11的另一端部,将密封环11的另一端面外周缘与闭塞用圆盘13的内侧面外周缘熔接(电子束熔接、激光熔接等),由此将闭塞用圆盘13气密地连接固着于密封环11的另一端部端面。由此,在闭塞用圆盘13与隔膜8a之间形成空间,该空间形成为真空室12。
在本实施方式中,闭塞用圆盘13由作为耐腐蚀性等优异的奥氏体系不锈钢之一的SUS316L所形成。
如图1以及图2所示,上述盖体14由合成树脂材料形成为剖面形状呈L字型的环状,嵌合于闭塞用圆盘13的外周缘部以及密封环11的另一端部外周面,并且形成有:将插通于密封环11的多根导线10保持为直角状态的多个通孔14a。此外,保持多根导线10的状态并不限定于直角状态,也可以是与想要保持的状态匹配的形状,另外,如果没有必要保持导线10的话,也可以省略盖体14。
如这样地构成的压力传感器1在其筒状部件5与流体通路3连通的状态下,通过垫片16、垫圈17以及阀盖螺母18气密状安装固定于形成流体通路3的主体4。
上述主体4由压力式流量控制装置、浓度测定装置的形成流体通路3的主体4,或者形成介设于流体供给管线的流体通路3的主体4所构成,由耐腐蚀性、耐久性等优异的金属材料(例如奥氏体系不锈钢)形成为适宜的形状。使得气体等的流体(例如,半导体制造装置的工艺气体)在形成于这些的主体4的流体通路3中流动。
此外,如图1所示,在主体4形成有用于安装压力传感器1的筒状部件5的圆形的插装孔19,在该插装孔19的内周面形成有阀盖螺母18装卸自如地螺接的内螺纹4a。
进一步地,如图1所示,在主体4的插装孔19的底面中央部形成有将流体通路3与插装孔19连接成连通状的连通孔20。
如图1所示,上述垫片16由奥氏体系不锈钢形成为***主体4的插装孔19的大小的环状,剖面形状形成为矩形状。该垫片16的一端面与主体4的插装孔19的底面抵接,另外,垫片16的另一端面与形成于筒状部件5的安装用凸缘部4b的外侧端面抵接。此外,垫片16的剖面形状并不限定于矩形状,也可以为圆形、多边形。
如图1所示,上述垫圈17形成为环状的板状部件,与形成于筒状部件5的安装用凸缘部4b的内侧面抵接。该垫圈17使用了两片,成为在重叠时的接触面能够滑动。另外,垫圈17采用合成树脂制的板状部件、不锈钢制等的金属板。在垫圈17为金属板的情况下,可以直接让金属表面彼此滑动,也可以在滑动面进行涂布等而使滑动变容易。
如图1所示,上述阀盖螺母18由奥氏体系不锈钢形成为外嵌于筒状部件5的大小的筒状,在其外周面形成有装卸自如地螺接在形成于主体4的插装孔19的内周面的内螺纹4a的外螺纹18a。
另外,在阀盖螺母18的下端部内周缘部形成有筒状部件5的安装用凸缘部5b以及供垫圈17所嵌入的环状的嵌合凹部18b,并且为了能够用扳手等的工具而使阀盖螺母18旋转,阀盖螺母18的上端部外周面(未形成外螺纹18a的部分)的形状形成为多边形。
此外,在本实施方式中,分别设定如下:压力传感器部6的最大外径(盖体14的外径)设定成20mm,压力传感器部6的高度设定成11.7mm,压力传感器部6的除去盖体14的高度设定成9.7mm,传感器主体8的圆筒部8b的外径设定成13mm,传感器主体8的内径设定成8mm,传感器主体8的熔接用凸缘部8d的外径设定成10mm,底环9、密封环11以及闭塞用圆盘13的外径设定成15.7mm,筒状部件5的熔接用凸缘部5a的外径设定成10mm,筒状部件5的安装用凸缘部5b的外径设定成12.8mm,筒状部件5的内径设定成8mm,筒状部件5的安装用凸缘部5b的高度设定成1.5mm。此外,此处记载的尺寸只不过是一个实施方式,能够根据各种状况而改变上述的各个尺寸。
接着,对将上述的压力传感器1安装在形成流体通路3的主体4的情况进行说明。
首先,将垫片16***形成于主体4的插装孔19,将垫片16以其中心与连通孔20一致的方式放置于插装孔19的底面。
接着,将筒状部件5、两片垫圈17以及阀盖螺母18的组合***主体4的插装孔19,将阀盖螺母18的外螺纹18a螺接在形成于插装孔19的内周面的内螺纹4a,将阀盖螺母18向主体4侧锁紧,通过阀盖螺母18将垫片16、筒状部件5的安装用凸缘部4b以及垫圈17向插装孔19的底面侧按压。
如此,通过筒状部件5的安装用凸缘部5b来按压垫片16,使垫片16的一端面与插装孔19的底面之间以及垫片16的另一端面与安装用凸缘部5b的外侧面之间分别形成密封部,从而筒状部件5被气密地安装于插装孔19。
此外,在上述实施方式中,虽然将筒状部件5、两片垫圈17以及阀盖螺母18的组合***主体4的插装孔19,但在其他实施方式中,也可以将筒状部件5、两片垫圈17以及阀盖螺母18依次***主体4的插装孔19。
而且,如果将筒状部件5气密地安装于主体4,则将设置于压力传感器部6的熔接用凸缘部8d与筒状部件5的熔接用凸缘部5a对接,通过熔接(电子束熔接、激光熔接等)将筒状部件5的熔接用凸缘部5a与设置于压力传感器部6的熔接用凸缘部8d气密地连接固着。
这样,压力传感器1被安装于形成流体通路3的主体4。
上述压力传感器1的压力传感器部6的具有隔膜8a的传感器主体8由耐腐蚀性、耐力以及弹性优异的钴镍合金材料所形成,因此即使长时间/长期使用,在传感器主体8也很难产生应变等,能够高精度地测定压力。
另外,上述压力传感器1的安装于形成流体通路3的主体4的筒状部件5由耐腐蚀性优异且硬度比传感器主体8的硬度更低的镍钼铬合金材料或不锈钢材料所形成,因此即使将筒状部件5向主体4侧锁紧固定,也很难产生松动等,密封性不会降低。
进一步地,在上述压力传感器1通过主体4和筒状部件5的安装用凸缘部5b挟持***插装孔19内的垫片16,在此状态下通过螺接于主体4的插装孔19的阀盖螺母18将筒状部件5的安装用凸缘部2b向主体4侧按压,使得通过主体4和阀盖螺母18锁紧固定筒状部件5的安装用凸缘部5b,因此即使锁紧固定筒状部件5的安装用凸缘部5b,施加于筒状部件5的安装用凸缘部5b的应力由筒状部件5以及连接用筒部8c所吸收而不传递到隔膜8a,从而能够避免对隔膜8a造成应力的影响,压力传感器1向主体4的安装前和安装后的输出特性变动消失。
图4表示本发明的其他实施方式所涉及的压力传感器1,该压力传感器1采用凸缘连接来代替基于熔接的连接,通过凸缘连接将筒状部件5与筒状的传感器主体8气密地连接。
即,上述压力传感器1,将筒状部件5形成为比压力传感器部6的最大外径(盖体14的外径)更小的直径,在筒状部件5的一端部设置连接用凸缘部5a’,并且在筒状部件5的另一端部设置安装用凸缘部5b,另外,在压力传感器部6的筒状的传感器主体8的开口侧端部的端面突出形成比压力传感器部6的最大外径更小的直径并且内径与筒状部件5的内径相同的连接用筒部8c,在连接用筒部8c的开口侧端部设置与筒状部件5的连接用凸缘部5a’抵接的连接用凸缘部8d’,在筒状部件5的连接用凸缘部5a’与形成于筒状的传感器主体8的连接用筒部8c的连接用凸缘部8d’之间挟入金属板制的环状的垫片21,通过螺栓22以及螺帽23锁紧而气密地连接固定筒状部件5的连接用凸缘部5a’和连接用筒部8c的连接用凸缘部8d’。在此,连接用凸缘部5a’、8d’彼此的固定是通过螺栓22以及螺帽23而进行的,但也可以使用夹紧具(图示省略)而从外部将两个连接用凸缘部5a’、8d’进行挟持固定。例如,上述夹紧具也可以使用两个开口状的壳体形的夹紧具。
即,上述压力传感器1除了筒状部件5与筒状的传感器主体8的连接构造是采用凸缘构造来代替熔接构造以外,构成为与图1所示的压力传感器1相同的构造,对于与图1所示的压力传感器1相同的部件/部位附加相同的参照符号,并省略其详细的说明。
上述压力传感器1也发挥与图1所示的压力传感器1同样的作用效果。
此外,在上述实施方式中,在压力传感器部6形成真空室12,并且压力检测元件2使用应变计,但在其他实施方式中,也可以是形成填充了压力传递介质的压力室来代替压力传感器部6的真空室12,并且在压力室配设压敏元件(压力检测元件2)。在上述压敏元件中使用以往公知的具备压力检测隔膜的扩散型半导体压力转换器。
另外,在上述实施方式中,底环9和密封环11和闭塞用圆盘13全部形成为分体,但在其他实施方式中,也可以将底环9和密封环11或者密封环11和闭塞用圆盘13、或底环9和密封环11和闭塞用圆盘13形成为一体。另外,底环9、密封环11以及闭塞用圆盘13的材质也并不限定于上述实施方式,只要是耐腐蚀性优异的金属材料即可。
进一步地,在上述实施方式中,筒状部件5由耐腐蚀性优异且适用于密封构造的Hastelloy C-22(Hastelloy为注册商标)或SUS316L所形成,但筒状部件5的材质并不限定于上述的实施方式所涉及的材质,只要是耐腐蚀性优异并且适用于密封构造的材质即可,也可以是任何材质。
进一步地,在上述实施方式中,具有隔膜8a的传感器主体8由耐腐蚀性、耐力以及弹性优异的SPRON510(SPRON为注册商标)所形成,但传感器主体8的材质并不限定于上述实施方式所涉及的材质,只要是耐腐蚀性、耐力以及弹性优异的材质即可,也可以是任何材质。
进一步地,在上述实施方式中,将隔膜8a一体地形成于传感器主体8的圆筒部8b中,但在其他实施方式中,也可以将传感器主体8的圆筒部8b和隔膜8a形成为分体,使得隔膜8a的外周缘部通过熔接而气密地连接固着于圆筒部8b。
产业上的可利用性
本发明所涉及的压力传感器1主要是利用在半导体制造设备的气体供给管线中,但其利用对象并不限定于上述半导体制造装置,在化学工厂、药品产业、食品产业等的各种装置的流体供给管线等中也能够加以利用。
Claims (6)
1.一种压力传感器,其特征在于,
具备:筒状部件,所述筒状部件以与流体通路连通的状态而气密地安装于形成所述流体通路的主体上;以及压力传感器部,所述压力传感器部与所述筒状部件连接并且对在所述主体的所述流体通路内流动的流体的压力进行检测,
所述筒状部件由镍钼铬合金材料或不锈钢材料形成,
所述压力传感器部具备:传感器主体,所述传感器主体具有所述流体流入的受压室以及与流入所述受压室的所述流体接触的隔膜,并且一端被所述隔膜闭塞;以及压力检测元件,所述压力检测元件将所述隔膜的位移作为压力而输出,
所述传感器主体由钴镍合金材料所形成,开口侧端部与所述筒状部件的一端部气密地连接。
2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
所述筒状部件与所述传感器主体通过熔接而气密地连接。
3.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,
将所述筒状部件形成为比所述压力传感器部的最大外径更小的直径,在所述筒状部件的一端部设置熔接用凸缘部,并且在所述筒状部件的另一端部设置安装用凸缘部,
在所述压力传感器部的传感器主体的开口侧端部的端面上,突出形成比所述压力传感器部的最大外径更小的直径并且内径与所述筒状部件的内径相同的连接用筒部,在所述连接用筒部的开口侧端部设置与所述筒状部件的熔接用凸缘部抵接的熔接用凸缘部,
通过熔接将所述筒状部件的熔接用凸缘部与形成于所述传感器主体的所述连接用筒部的熔接用凸缘部气密地连接固着。
4.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,
所述筒状部件与所述传感器主体通过凸缘连接而气密地连接。
5.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,
将所述筒状部件形成为比所述压力传感器部的最大外径更小的直径,在所述筒状部件的一端部设置连接用凸缘部,并且在所述筒状部件的另一端部设置安装用凸缘部,
在所述压力传感器部的传感器主体的开口侧端部的端面上,突出形成比所述压力传感器部的最大外径更小的直径并且内径与所述筒状部件的内径相同的连接用筒部,在所述连接用筒部的开口侧端部设置与所述筒状部件的连接用凸缘部抵接的连接用凸缘部,
在所述筒状部件的连接用凸缘部与形成于所述传感器主体的连接用筒部的连接用凸缘部之间挟入垫片,将所述筒状部件的连接用凸缘部与所述连接用筒部的连接用凸缘部利用螺栓以及螺帽进行锁紧而气密地连接固定。
6.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,
将所述筒状部件形成为比所述压力传感器部的最大外径更小的直径,在所述筒状部件的一端部设置连接用凸缘部,并且在所述筒状部件的另一端部设置安装用凸缘部
在所述压力传感器部的传感器主体的开口侧端部的端面突出形成:比所述压力传感器部的最大外径更小的直径并且内径与所述筒状部件的内径相同的连接用筒部,在所述连接用筒部的开口侧端部设置与所述筒状部件的连接用凸缘部抵接的连接用凸缘部,
在所述筒状部件的连接用凸缘部与形成于所述传感器主体的连接用筒部的连接用凸缘部之间挟入垫片,将所述筒状部件的连接用凸缘部与所述连接用筒部的连接用凸缘部通过夹紧具从外部夹紧而气密地连接固定。
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