TW202024575A - 壓力感測器 - Google Patents

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Abstract

壓力感測器(1)係具備筒狀構件(5)及壓力感測器部(6)，筒狀構件(5)是相對於形成有流體通路(3)之主體(4)以與流體通路(3)連通的狀態氣密地安裝，壓力感測器部(6)是連接於筒狀構件(5)且用於檢測在主體(4)的流體通路(3)內流動之流體的壓力，筒狀構件(5)是由鎳鉬鉻合金材或不鏽鋼材所形成，壓力感測器部(6)係具備感測器主體(8)及壓力檢測元件(2)，感測器主體(8)，是具有讓流體流入之受壓室(7)及與流入受壓室(7)的流體接觸之隔膜(8a)，且其一端是藉由隔膜(8a)封閉，壓力檢測元件(2)，是將隔膜(8a)的位移以壓力的形式輸出，感測器主體(8)是由鈷鎳合金材所形成，且其開口側端部是與筒狀構件(5)的一端部氣密地連接。

Description

壓力感測器
本發明是關於使用壓力檢測元件(應變計、感壓元件)之隔膜式的壓力感測器，該壓力感測器主要設置於半導體製造設備或化學工廠等之氣體等的流體供給線路、結合於該流體供給線路之壓力式流量控制裝置、濃度測定裝置等，該壓力檢測元件是用於檢測流過流體供給線路之氣體等的流體之壓力。
以往，為了檢測流過半導體製造設備等的流體供給線路之流體的壓力，是使用各種形式的壓力感測器。
例如，作為前述壓力感測器已知有：在隔膜安裝應變計並檢測流體的壓力之壓力感測器、將與隔膜鄰接的空間做成真空室之絕對壓型的壓力感測器、在與隔膜鄰接的空間封入矽油等的壓力傳遞用介質之壓力感測器、隔膜或主體是由耐蝕性優異的不鏽鋼材所形成之壓力感測器等(參照專利文獻1~3)。
像半導體製造設備的氣體供給線路那樣，讓氯化氫及溴化氫等的鹵素系氣體、氟氣體及氟化氫等的氟系氣體般之腐蝕性氣體流過的情況，所使用的壓力感測器之與腐蝕性氣體接觸的隔膜(感壓部)等，是由耐蝕性優異的沃斯田鐵系不鏽鋼所形成。
然而，在作為感壓部之隔膜是由沃斯田鐵系不鏽鋼所形成的壓力感測器中，前述隔膜雖耐蝕性優異，但抗拉強度、保證應力低。因，若將壓力感測器長時間、長期間使用，或將作為感壓部之隔膜的應變增大而使感度提高，會造成隔膜的保證應力降低。
因此，在前述壓力感測器中，若使用沃斯田鐵系不鏽鋼製的隔膜作為感壓部並進行長時間、長期間使用，因保證應力的降低會使應變等變大而引發零點偏移等的問題，而產生無法高精度地測定壓力之問題。但，如果使用沃斯田鐵系不鏽鋼作為壓力感測器之不接觸腐蝕性氣體的主體之材料的話，前述問題就不會產生。
又為了解決上述問題，只要由耐蝕性及保證應力優異的材料來形成隔膜(感壓部)即可。
例如，在日本特開2005-148002號公報(專利文獻4)、日本特開2018-048859號公報(專利文獻5)記載著，隔膜(感壓部)是由耐蝕性及保證應力優異的金屬材所形成之壓力感測器。
亦即，以往的壓力感測器30，如圖5所示般係具備：形成有與流體接觸的隔膜31a之感壓部31、設置於隔膜31a之應變計32、及支承感壓部31之外周緣部且在其與感壓部31的隔膜31a之間形成基準壓力室33之支承部34，形成有隔膜31a之感壓部31是由耐蝕性及保證應力優異的鈷鎳合金材(SPRON(註冊商標))所形成。
前述壓力感測器30，因為形成有隔膜31a之感壓部31是由耐蝕性及保證應力優異的鈷鎳合金材所形成，縱使長時間、長期間使用也難以產生應變等，而能高精度地測定壓力。
然而，形成前述壓力感測器30的感壓部31之鈷鎳合金材，因為受到壓力會變形，而適於作為隔膜31a使用，但不是適用於進行密封等的構造之材料。這是因為，鈷鎳合金材的硬度比沃斯田鐵系不鏽鋼高非常多，若對於形成有流體通路之主體等進行鎖緊固定，容易產生鬆動等，而使密封性降低。
因此，在前述壓力感測器30中，若將由鈷鎳合金材所形成之感壓部31側對於形成有流體通路之主體等進行鎖緊固定，容易產生鬆動等，而產生密封性降低的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本實開平05-069647號公報 [專利文獻2] 日本特開平10-082707號公報 [專利文獻3] 日本特開2007-033075號公報 [專利文獻4] 日本特開2005-148002號公報 [專利文獻5] 日本特開2018-048859號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明是有鑑於這樣的問題點而開發完成的，其目的在於，具有隔膜之感測器主體是由耐蝕性、保證應力及彈性優異的金屬材所形成，且用於將前述感測器主體安裝在形成有流體通路的主體之筒狀構件是由耐蝕性優異且適用於密封構造之金屬材所形成，藉此提供能高精度地測定壓力且密封性優異的壓力感測器。 [解決問題之技術手段]
為了達成上述目的，本發明的實施形態之壓力感測器，係具備筒狀構件及壓力感測器部，前述筒狀構件，相對於形成有流體通路之主體是以與前述流體通路連通的狀態氣密地安裝，前述壓力感測器部，是連接於前述筒狀構件且用於檢測在前述主體之前述流體通路內流動之流體的壓力，其特徵在於，前述筒狀構件，是由鎳鉬鉻合金材或不鏽鋼材所形成，前述壓力感測器部係具備感測器主體及壓力檢測元件，前述感測器主體，係具有讓前述流體流入之受壓室及與流入前述受壓室之前述流體接觸的隔膜，且其一端是藉由前述隔膜封閉，前述壓力檢測元件，是將前述隔膜的位移以壓力的形式輸出，前述感測器主體，是由鈷鎳合金材所形成，且其開口側端部是氣密地連接於前述筒狀構件的一端部。
在某一實施形態中，前述筒狀構件和前述感測器主體是藉由進行熔接而氣密地連接。
在某一實施形態中，將前述筒狀構件形成為比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑，在前述筒狀構件的一端部設置熔接用凸緣部，且在前述筒狀構件的另一端部設置安裝用凸緣部，在前述壓力感測器部之感測器主體的開口側端部之端面，將比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑且其內徑與前述筒狀構件的內徑相同之連接用筒部呈突出地形成，在前述連接用筒部的開口側端部，設置與前述筒狀構件的熔接用凸緣部抵接之熔接用凸緣部，將前述筒狀構件的熔接用凸緣部和形成於前述感測器主體的前述連接用筒部的熔接用凸緣部藉由進行熔接而氣密地連接緊固。
在某一實施形態中，前述筒狀構件和前述感測器主體是藉由進行凸緣連接而氣密地連接。
在某一實施形態中，將前述筒狀構件形成為比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑，在前述筒狀構件的一端部設置連接用凸緣部，且在前述筒狀構件的另一端部設置安裝用凸緣部，在前述壓力感測器部之感測器主體的開口側端部之端面，將比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑且其內徑與前述筒狀構件的內徑相同之連接用筒部呈突出地形成，在前述連接用筒部的開口側端部，設置與前述筒狀構件的連接用凸緣部抵接之連接用凸緣部，在前述筒狀構件的連接用凸緣部和形成於前述感測器主體的連接用筒部的連接用凸緣部之間挾入墊片，將前述筒狀構件的連接用凸緣部和前述連接用筒部的連接用凸緣部利用螺栓及螺帽鎖緊而氣密地連接固定。
在某一實施形態中，將前述筒狀構件形成為比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑，在前述筒狀構件的一端部設置連接用凸緣部，且在前述筒狀構件的另一端部設置安裝用凸緣部，在前述壓力感測器部之感測器主體的開口側端部之端面，將比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑且其內徑與前述筒狀構件的內徑相同之連接用筒部呈突出地形成，在前述連接用筒部的開口側端部，設置與前述筒狀構件的連接用凸緣部抵接之連接用凸緣部，在前述筒狀構件的連接用凸緣部和形成於前述感測器主體的連接用筒部之連接用凸緣部之間挾入墊片，將前述筒狀構件的連接用凸緣部和前述連接用筒部的連接用凸緣部藉由夾緊具從外部夾緊而氣密地連接固定。 [發明之效果]
本發明的實施形態之壓力感測器，因為壓力感測器部之具有隔膜的感測器主體是由耐蝕性、保證應力及彈性優異的鈷鎳合金材所形成，縱使長時間、長期間使用，在感測器主體也不容易產生應變等，能高精度地測定壓力。
此外，本發明的實施形態之壓力感測器，因為安裝於形成有流體通路之主體的筒狀構件是由耐蝕性優異且硬度比感測器主體的硬度更低之鎳鉬鉻合金材或不鏽鋼材所形成，縱使將筒狀構件往主體側鎖緊固定，仍不容易產生鬆動等，而不致使密封性降低。
再者，本發明的實施形態之壓力感測器，是在具有隔膜之感測器主體的開口側端部之端面將連接用筒部呈突出地形成，在該連接用筒部的開口側端部將用於氣密安裝於形成有流體通路的主體之筒狀構件氣密地連接，而使筒狀構件的開口側端部和感測器主體的隔膜之距離變長，縱使將設置於筒狀構件的開口側端部之安裝用凸緣部藉由帽狀螺帽鎖緊固定於形成有流體通路的主體而氣密地安裝，施加於筒狀構件的安裝用凸緣部之應力是藉由筒狀構件及連接用筒部吸收而不致傳遞到隔膜，可避免對隔膜造成應力的影響，可防止在壓力感測器相對於主體之安裝前和安裝後之輸出特性變動。結果，老化(運轉試驗)變得不需要。
再者，本發明的實施形態之壓力感測器，因為安裝於形成有流體通路之主體的筒狀構件形成為比壓力感測器部的最大外徑更小徑，在主體之用於安裝壓力感測器的空間較小即可，可謀求主體的小型化及流體通路的內容積減少。
再者，本發明的實施形態之壓力感測器，是在筒狀構件及感測器主體的連接用筒部分別設置熔接用凸緣部，將兩熔接用凸緣部藉由進行熔接而緊固，因此可將熔接部的厚度增厚而防止熔接裂痕，並能將熔接部的熔深加深而將氣密性提高。
以下，針對本發明的實施形態，參照圖式詳細地說明。
圖1~圖3係顯示本發明的一實施形態之壓力感測器1，該壓力感測器1，主要設置在結合於半導體製造設備的氣體之流體供給線路之壓力式流量控制裝置、濃度測定裝置等，用於檢測流過流體供給線路之氣體的壓力，其是使用壓力檢測元件2(應變計、感壓元件)之絕對壓型的隔膜式的壓力感測器。
前述壓力感測器1係具備筒狀構件5及壓力感測器部6。筒狀構件5，是相對於形成有流體通路3之主體4以與流體通路3連通的狀態氣密地安裝；壓力感測器部6，是氣密地連接於筒狀構件5，用於檢測在主體4之流體通路3內流動的流體之壓力。
前述筒狀構件5，如圖1及圖3所示般，是由耐蝕性優異且適用於密封構造之金屬材形成為比壓力感測器部6的最大外徑更小徑之圓筒狀，在筒狀構件5的一端部一體地設置熔接用凸緣部5a，熔接用凸緣部5a是藉由進行熔接(電子束熔接、雷射熔接等)而連接緊固於壓力感測器部6，又在筒狀構件5的另一端部一體地設置安裝用凸緣部5b，安裝用凸緣部5b是用於安裝於主體4。
在本實施形態中，筒狀構件5是由耐蝕性等優異的鎳鉬鉻合金材的一種之Hastelloy C-22(Hastelloy為註冊商標)、或耐蝕性等優異的沃斯田鐵系不鏽鋼的一種之SUS316L所形成。此外，在筒狀構件5的內周面被實施電解研磨處理。
又Hastelloy C-22的硬度(Hv)≦260，SUS316L的硬度(Hv)≦200。
前述壓力感測器部6，如圖1及圖2所示般係具備：筒狀的感測器主體8、壓力檢測元件2、底環(base ring)9、密封環(hermetic ring)11、封閉用圓盤13及蓋體14。感測器主體8，係具有讓流體流入之受壓室7、及與流入該受壓室7的流體接觸而因應流體的壓力進行位移之隔膜8a，且其一端是藉由該隔膜8a封閉；壓力檢測元件2，是設置在隔膜8a的外側面，用於將隔膜8a的位移以壓力的形式輸出；底環9是氣密地嵌合固定於感測器主體8的外周面；密封環11，其一端面氣密地連接於底環9之一端面，其是包圍隔膜8a的外側面周圍且讓複數根導線10氣密地插穿；封閉用圓盤13，是氣密地連接於密封環11之另一端面，用於在其與隔膜8a之間形成真空室12；蓋體14，是將插穿於密封環11之複數根導線10保持成直角狀態。
具體而言，前述筒狀的感測器主體8，如圖1及圖2所示般係具備圓筒部8b、隔膜8a及連接用筒部8c。圓筒部8b，是由耐蝕性、保證應力及彈性優異的金屬材形成為一端封閉的筒狀，其外徑形成為比筒狀構件5的最大外徑(安裝用凸緣部5b的外徑)更大徑，其內徑形成為與筒狀構件5相同，而成為比筒狀構件5的壁厚更厚；隔膜8a，是一體地設置在圓筒部8b的一端，且將圓筒部8b之一端側開口封閉；連接用筒部8c，是一體地設置在圓筒部8b之開口側端部的端面，且氣密地連接於筒狀構件5。
此外，感測器主體8的連接用筒部8c，是以往外突出的狀態形成於圓筒部8b之開口側端部的端面，其外徑形成為比筒狀的感測器主體8之最大外徑(圓筒部8b的外徑)更小徑且其內徑形成為與筒狀構件5的內徑相同。
再者，在感測器主體8之連接用筒部8c的開口側端部，一體地設置用於與筒狀構件5的熔接用凸緣部5a抵接之熔接用凸緣部8d，可將筒狀構件5之熔接用凸緣部5a和筒狀的感測器主體8之熔接用凸緣部8d藉由進行電子束熔接、雷射熔接等的熔接而氣密地連接緊固。
而且，由感測器主體8的隔膜8a、圓筒部8b及連接用筒部8c所包圍的空間，是成為讓氣體等的流體流入之受壓室7。
在本實施形態中，筒狀的感測器主體8，是由耐蝕性、保證應力及彈性優異的鈷鎳合金材的一種之SPRON510(SPRON為註冊商標)所形成。SPRON510的硬度(Hv)為500±30。
前述壓力檢測元件2是由金屬應變計所構成，金屬應變計係具備：將金屬細線或金屬箔的電阻線用絕緣物覆蓋而形成為薄膜狀之應變計部。該金屬應變計，可為應變計部和檢測電阻變化的橋接電路部為不同個體者，亦可為讓應變計部和橋接電路部合體者。
前述底環9，如圖1及圖2所示般，是由耐蝕性優異的金屬材形成為與筒狀的感測器主體8之圓筒部8b大致相同長度，且形成為與圓筒部8b的外周面緊密地嵌合之環狀，在底環9的一端部(靠近隔膜8a的端部)，形成有剖面形狀呈階梯形狀之環狀段部。藉由將該底環9嵌合於筒狀的感測器主體8之圓筒部8b的外周面，並將圓筒部8b的一端部外周緣和底環9的一端部內周緣進行熔接(電子束熔接、雷射熔接等)，藉此將該底環9氣密地嵌合緊固於感測器主體8的外周面。
在本實施形態中，底環9是由耐蝕性等優異的鎳鉬鉻合金材的一種之Hastelloy C-22(Hastelloy為註冊商標)所形成。底環9，因為不要求像隔膜8a那樣的變形，可取代Hastelloy C-22(Hastelloy為註冊商標)而使用不鏽鋼(例如SUS316L等)。
前述密封環11，如圖1及圖2所示般，是由耐蝕性優異的金屬材形成為其外徑與底環9的外徑相同之環狀，在密封環11的一端部(與底環9相對向之端部)形成有剖面形狀呈階梯形狀的環狀段部，該環狀段部是用於與在底環9的一端部所形成之環狀段部嵌合。該密封環11，是讓其環狀段部與底環9的環狀段部對接嵌合，將密封環11和底環9的對接部之外周緣進行熔接(電子束熔接、雷射熔接等)，藉此將該密封環11氣密地連接緊固於底環9的一端面。
此外，複數根導線10的前端部是透過低熔點玻璃材15氣密地插穿於密封環11，各導線10的前端部是連接於作為壓力檢測元件2之金屬應變計。
在本實施形態中，密封環11是由耐蝕性等優異的沃斯田鐵系不鏽鋼的一種之SUS316L所形成。
封閉用圓盤13，如圖1及圖2所示般，是由耐蝕性優異的金屬材形成為外徑與密封環11的外徑相同之圓盤狀，在封閉用圓盤13的內側面外周緣部，形成有供密封環11的另一端部嵌合之環狀的缺口部。封閉用圓盤13，將其環狀的缺口部嵌合於密封環11的另一端部，並將密封環11的另一端面外周緣和封閉用圓盤13的內側面外周緣進行熔接(電子束熔接、雷射熔接等)，藉此將封閉用圓盤13氣密地連接緊固於密封環11的另一端部端面。如此，在封閉用圓盤13和隔膜8a之間形成空間，該空間成為真空室12。
在本實施形態中，封閉用圓盤13是由耐蝕性等優異的沃斯田鐵系不鏽鋼的一種之SUS316L所形成。
前述蓋體14，如圖1及圖2所示般，是由合成樹脂材形成為剖面形狀呈L字形的環狀，且嵌合於封閉用圓盤13的外周緣部及密封環11的另一端部外周面，其形成有：將插穿於密封環11之複數根導線10保持為直角狀態之複數個貫通孔14a。又將複數根導線10保持的狀態，並不限定於直角狀態，亦可為因應所欲保持的狀態之形狀，又如果沒有必要保持導線10的話，將蓋體14省略亦可。
如此般構成的壓力感測器1，是以其筒狀構件5與流體通路3連通的狀態，藉由墊片16、墊圈(washer) 17及帽狀螺帽18氣密地安裝固定於形成有流體通路3之主體4。
前述主體4，是形成有壓力式流量控制裝置或濃度測定裝置的流體通路3之主體4，或是形成有介設於流體供給線路的流體通路3之主體4，是由耐蝕性、耐久性等優異的金屬材(例如沃斯田鐵系不鏽鋼)形成為適宜的形狀。在形成於該等的主體4之流體通路3，讓氣體等的流體(例如半導體製造裝置的程序氣體)流過。
此外，在主體4，如圖1所示般，形成有用於安裝壓力感測器1的筒狀構件5之圓形的插接孔19，在該插接孔19的內周面形成有陰螺紋4a，陰螺紋4a是供帽狀螺帽18可裝卸自如地螺接。
再者，在主體4之插接孔19的底面中央部，如圖1所示般，形成有用於將流體通路3和插接孔19連通狀地連接之連通孔20。
前述墊片16，如圖1所示般，是由沃斯田鐵系不鏽鋼形成為其大小可***主體4的插接孔19之環狀，其剖面形狀形成為矩形狀。該墊片16的一端面是與主體4之插接孔19的底面抵接，又墊片16的另一端面，是與形成於筒狀構件5之安裝用凸緣部4b的外側端面抵接。又墊片16的剖面形狀並不限定於矩形狀，亦可為圓形、多角形。
前述墊圈17，如圖1所示般，是形成為環狀的板狀構件，且與形成於筒狀構件5之安裝用凸緣部4b的內側面抵接。該墊圈17是使用二片，在重疊時的接觸面成為可滑動。又墊圈17是採用合成樹脂製的板狀構件、或不鏽鋼製等的金屬板。當墊圈17為金屬板的情況，可直接讓金屬表面彼此滑動，或在滑動面進行塗布等而使滑動變容易。
前述帽狀螺帽18，如圖1所示般，是由沃斯田鐵系不鏽鋼形成為其大小可嵌合於筒狀構件5的外側之筒狀，在其外周面形成有陽螺紋18a，陽螺紋18a是可裝卸自如地螺接在形成於主體4之插接孔19的內周面之陰螺紋4a。
此外，在帽狀螺帽18的下端部內周緣部，形成有供筒狀構件5之安裝用凸緣部5b及墊圈17嵌入之環狀的嵌合凹部18b，帽狀螺帽18之上端部外周面(未形成陽螺紋18a的部分)的形狀，為了能用扳手等的工具讓帽狀螺帽18旋轉而形成為多角形。
又在本實施形態中，壓力感測器部6的最大外徑(蓋體14的外徑)設定成20mm，壓力感測器部6的高度設定成11.7mm，壓力感測器部6之蓋體14除外的高度設定成9.7mm，感測器主體8之圓筒部8b的外徑設定成13mm，感測器主體8的內徑設定成8mm，感測器主體8之熔接用凸緣部8d的外徑設定成10mm，底環9、密封環11及封閉用圓盤13的外徑設定成15.7mm，筒狀構件5之熔接用凸緣部5a的外徑設定成10mm，筒狀構件5之安裝用凸緣部5b的外徑設定成12.8mm，筒狀構件5之內徑設定成8mm，筒狀構件5之安裝用凸緣部5b的高度設定成1.5mm。又在此所記載的尺寸只不過是一個實施形態，可按照各種狀況而將上述的各尺寸改變。
接著說明，將上述壓力感測器1安裝在形成有流體通路3之主體4的情況。
首先，將墊片16***形成於主體4之插接孔19，將墊片16以其中心與連通孔20一致的方式載置於插接孔19的底面。
接下來，將由筒狀構件5、二片墊圈17及帽狀螺帽18所組合成者***主體4的插接孔19，將帽狀螺帽18之陽螺紋18a螺接在形成於插接孔19的內周面之陰螺紋4a，將帽狀螺帽18往主體4側鎖緊，利用帽狀螺帽18將墊片16、筒狀構件5的安裝用凸緣部4b及墊圈17往插接孔19的底面側按壓。
如此，利用筒狀構件5的安裝用凸緣部5b將墊片16按壓，使墊片16的一端面和插接孔19的底面之間、及墊片16的另一端面和安裝用凸緣部5b的外側面之間分別形成密封部，使筒狀構件5成為氣密地安裝於插接孔19。
又在上述實施形態中，是將由筒狀構件5、二片墊圈17及帽狀螺帽18所組合成者***主體4的插接孔19，但在其他實施形態中，是在主體4的插接孔19中將筒狀構件5、二片墊圈17及帽狀螺帽18依序***亦可。
而且，在主體4將筒狀構件5氣密地安裝後，在筒狀構件5之熔接用凸緣部5a讓設置於壓力感測器部6的熔接用凸緣部8d對接，將筒狀構件5的熔接用凸緣部5a和設置於壓力感測器部6之熔接用凸緣部8d藉由進行熔接(電子束熔接、雷射熔接等)而氣密地連接緊固。
如此般，將壓力感測器1安裝於形成有流體通路3之主體4。
在前述壓力感測器1，因為壓力感測器部6之具有隔膜8a的感測器主體8是由耐蝕性、保證應力及彈性優異的鈷鎳合金材所形成，縱使長時間、長期間使用也不容易在感測器主體8產生應變等，而能高精度地測定壓力。
此外，在前述壓力感測器1，因為要安裝於形成有流體通路3之主體4的筒狀構件5是由耐蝕性優異且硬度比感測器主體8的硬度低之鎳鉬鉻合金材或不鏽鋼材所形成，縱使將筒狀構件5往主體4側進行鎖緊固定，也不容易產生鬆動等，而不致造成密封性降低。
再者，在前述壓力感測器1，是利用主體4和筒狀構件5的安裝用凸緣部5b將***插接孔19內之墊片16挾持，在此狀態下藉由螺接於主體4的插接孔19之帽狀螺帽18將筒狀構件5的安裝用凸緣部2b往主體4側按壓，藉由主體4和帽狀螺帽18將筒狀構件5的安裝用凸緣部5b予以鎖緊固定，因此縱使將筒狀構件5的安裝用凸緣部5b予以鎖緊固定，施加於筒狀構件5的安裝用凸緣部5b之應力會藉由筒狀構件5及連接用筒部8c吸收而不致傳遞到隔膜8a，可避免對隔膜8a造成應力的影響，可防止在壓力感測器1相對於主體4安裝前和安裝後的輸出特性變動。
圖4係顯示本發明的其他實施形態之壓力感測器1，該壓力感測器1，是取代熔接所進行的連接而採用凸緣連接，是將筒狀構件5和筒狀的感測器主體8藉由進行凸緣連接而氣密地連接。
亦即，前述壓力感測器1，是將筒狀構件5形成為比壓力感測器部6的最大外徑(蓋體14的外徑)更小徑，在筒狀構件5的一端部設置連接用凸緣部5a’，且在筒狀構件5的另一端部設置安裝用凸緣部5b，又在壓力感測器部6之筒狀的感測器主體8之開口側端部的端面，將比壓力感測器部6之最大外徑更小徑且其內徑與筒狀構件5的內徑相同之連接用筒部8c呈突出地形成，在連接用筒部8c之開口側端部，設置與筒狀構件5的連接用凸緣部5a’抵接之連接用凸緣部8d’，在筒狀構件5的連接用凸緣部5a’和形成於筒狀的感測器主體8之連接用筒部8c的連接用凸緣部8d’之間挾入金屬板製之環狀的墊片21，將筒狀構件5的連接用凸緣部5a’和連接用筒部8c的連接用凸緣部8d’利用螺栓22及螺帽23鎖緊而予以氣密地連接固定。在此，連接用凸緣部5a’, 8d’彼此的固定是利用螺栓22及螺帽23來進行，使用夾緊具(clamp，圖示省略)將二個連接用凸緣部5a’, 8d’從外部進行挾持固定亦可。例如，前述夾緊具可使用對開狀的外罩形(housing type)之夾緊具。
又前述壓力感測器1，除了筒狀構件5和筒狀的感測器主體8之連接構造是取代熔接構造而採用凸緣構造以外，是構成為與圖1所示的壓力感測器1相同的構造，對於與圖1所示的壓力感測器1相同的構件、部位是賦予同一參照符號而省略其詳細的說明。
前述壓力感測器1也是，可發揮與圖1所示的壓力感測器1同樣的作用效果。
又在上述實施形態中，是在壓力感測器部6形成真空室12，且壓力檢測元件2是使用應變計，但在其他實施形態中，可取代壓力感測器部6之真空室12而形成填充了壓力傳遞介質之壓力室，且在壓力室配設感壓元件(壓力檢測元件2)。在前述感壓元件，是使用以往公知之具備壓力偵知隔膜的擴散型半導體壓力轉換器。
又在上述實施形態中，底環9和密封環11和封閉用圓盤13全都形成為不同個體，但在其他實施形態中，將底環9和密封環11、或密封環11和封閉用圓盤13、或是底環9和密封環11和封閉用圓盤13形成為一體亦可。又底環9、密封環11及封閉用圓盤13的材質也是，並不限定於上述實施形態，只要是耐蝕性優異的金屬材即可。
又在上述實施形態中，筒狀構件5是由耐蝕性優異且適用於密封構造之Hastelloy C-22(Hastelloy為註冊商標)或SUS316L所形成，但筒狀構件5的材質並不限定於上述實施形態，只要是耐蝕性優異且適用於密封構造的材質，不論是任何材質皆可。
又在上述實施形態中，具有隔膜8a的感測器主體8是由耐蝕性、保證應力及彈性優異的SPRON510 (SPRON為註冊商標)所形成，但感測器主體8的材質並不限定於上述實施形態，只要是耐蝕性、保證應力及彈性優異的材質，不論是任何材質皆可。
又在上述實施形態中，是在感測器主體8之圓筒部8b將隔膜8a形成為一體，但在其他實施形態中，可將感測器主體8之圓筒部8b和隔膜8a形成為不同個體，且將隔膜8a的外周緣部藉由進行熔接而氣密地連接緊固於圓筒部8b。 [產業利用性]
本發明的壓力感測器1，主要是利用於半導體製造設備之氣體供給線路，但其利用對象並不限定於前述半導體製造裝置，在化學工廠、藥品產業、食品產業等的各種裝置之流體供給線路等也能利用。
1:壓力感測器 2:壓力檢測元件 3:流體通路 4:主體 4a:陰螺紋 5:筒狀構件 5a:熔接用凸緣部 5a’:連接用凸緣部 5b:安裝用凸緣部 6:壓力感測器部 7:受壓室 8:感測器主體 8a:隔膜 8b:圓筒部 8c:連接用筒部 8d:熔接用凸緣部 8d’:連接用凸緣部 9:底環 10:導線 11:密封環 12:真空室 13:封閉用圓盤 14:蓋體 14a:貫通孔 15:低熔點玻璃材 16:墊片 17:墊圈 18:帽狀螺帽 18a:陽螺紋 18b:嵌合凹部 19:插接孔 20:連通孔 22:螺栓 23:螺帽 W:熔接
圖1係將本發明的一實施形態之壓力感測器安裝於形成有流體通路的主體之狀態的縱剖面圖。 圖2係壓力感測器的壓力感測器部之縱剖面圖。 圖3係壓力感測器的筒狀構件之縱剖面圖。 圖4係將本發明的其他實施形態之壓力感測器安裝於形成有流體通路的主體之狀態的縱剖面圖。 圖5係顯示以往的壓力感測器的一例之縱剖面圖。
1:壓力感測器
2:壓力檢測元件
3:流體通路
4:主體
4a:陰螺紋
5:筒狀構件
5a:熔接用凸緣部
5b:安裝用凸緣部
6:壓力感測器部
7:受壓室
8:感測器主體
8a:隔膜
8b:圓筒部
8c:連接用筒部
8d:熔接用凸緣部
9:底環
10:導線
11:密封環
12:真空室
13:封閉用圓盤
14:蓋體
14a:貫通孔
15:低熔點玻璃材
16:墊片
17:墊圈
18:帽狀螺帽
18a:陽螺紋
18b:嵌合凹部
19:插接孔
20:連通孔
W:熔接

Claims (6)

  1. 一種壓力感測器，係具備筒狀構件及壓力感測器部，前述筒狀構件，相對於形成有流體通路之主體是以與前述流體通路連通的狀態氣密地安裝，前述壓力感測器部，是連接於前述筒狀構件且用於檢測在前述主體之前述流體通路內流動之流體的壓力，其特徵在於， 前述筒狀構件，是由鎳鉬鉻合金材或不鏽鋼材所形成， 前述壓力感測器部係具備感測器主體及壓力檢測元件，前述感測器主體，係具有讓前述流體流入之受壓室及與流入前述受壓室之前述流體接觸的隔膜，且其一端是藉由前述隔膜封閉，前述壓力檢測元件，是將前述隔膜的位移以壓力的形式輸出， 前述感測器主體，是由鈷鎳合金材所形成，且其開口側端部是氣密地連接於前述筒狀構件的一端部。
  2. 如請求項1所述之壓力感測器，其中， 前述筒狀構件和前述感測器主體是藉由進行熔接而氣密地連接。
  3. 如請求項2所述之壓力感測器，其中， 將前述筒狀構件形成為比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑，在前述筒狀構件的一端部設置熔接用凸緣部，且在前述筒狀構件的另一端部設置安裝用凸緣部， 在前述壓力感測器部之感測器主體的開口側端部之端面，將比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑且其內徑與前述筒狀構件的內徑相同之連接用筒部呈突出地形成，在前述連接用筒部的開口側端部，設置與前述筒狀構件的熔接用凸緣部抵接之熔接用凸緣部， 將前述筒狀構件的熔接用凸緣部和形成於前述感測器主體的前述連接用筒部的熔接用凸緣部藉由進行熔接而氣密地連接緊固。
  4. 如請求項1所述之壓力感測器，其中， 前述筒狀構件和前述感測器主體，是藉由進行凸緣連接而氣密地連接。
  5. 如請求項4所述之壓力感測器，其中， 將前述筒狀構件形成為比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑，在前述筒狀構件的一端部設置連接用凸緣部，且在前述筒狀構件的另一端部設置安裝用凸緣部， 在前述壓力感測器部之感測器主體的開口側端部之端面，將比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑且其內徑與前述筒狀構件的內徑相同之連接用筒部呈突出地形成，在前述連接用筒部的開口側端部，設置與前述筒狀構件的連接用凸緣部抵接之連接用凸緣部， 在前述筒狀構件的連接用凸緣部和形成於前述感測器主體的連接用筒部的連接用凸緣部之間挾入墊片，將前述筒狀構件的連接用凸緣部和前述連接用筒部的連接用凸緣部利用螺栓及螺帽鎖緊而氣密地連接固定。
  6. 如請求項4所述之壓力感測器，其中， 將前述筒狀構件形成為比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑，在前述筒狀構件的一端部設置連接用凸緣部，且在前述筒狀構件的另一端部設置安裝用凸緣部， 在前述壓力感測器部之感測器主體的開口側端部之端面，將比前述壓力感測器部的最大外徑更小徑且其內徑與前述筒狀構件的內徑相同之連接用筒部呈突出地形成，在前述連接用筒部的開口側端部，設置與前述筒狀構件的連接用凸緣部抵接之連接用凸緣部， 在前述筒狀構件的連接用凸緣部和形成於前述感測器主體的連接用筒部之連接用凸緣部之間挾入墊片，將前述筒狀構件的連接用凸緣部和前述連接用筒部的連接用凸緣部藉由夾緊具從外部夾緊而氣密地連接固定。
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