静电容型压力传感器制造技术

一种静电容型压力传感器，防止隔膜因由传感器主体的热膨胀率以及固定用构件的热膨胀率产生的热应力而发生变形。静电容型压力传感器包括固定着固定电极(21)的传感器主体(2)、与传感器主体(2)之间形成密闭空间的隔膜构造体(3)、以及以将隔膜构造体(3)的受压部予以包围的方式被接合且将流体引导至受压部的固定用构件(4)。隔膜构造体(3)包括平板状的隔膜主体(31)、设置在隔膜主体(31)的周缘部两侧的热膨胀率已知的第一环状构件(32)以及第二环状构件(33)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种静电容型压力传感器(electrostatic capacitance typepressure sensor)，该静电容型压力传感器对因压力而发生位移的隔膜(diaphragm) 与固定电极之间的静电容的变化进行检测，从而对压力进行测定。
技术介绍
对于此种静电容型压力传感器而言，例如，如专利文献1或图3所示，隔膜借由焊接而接合于传感器主体的一端所形成的凹部的开口周缘部，该传感器主体借由密封玻璃 (glass)来固定着固定电极。另外，虽未图示于专利文献1，但如图3所示，凸缘部借由焊接而接合于隔膜的受压面侧的周缘部，该隔膜的受压面侧的周缘部焊接于传感器主体，所述凸缘部安装于形成被测定流路的流路形成构件，且将流体引导至受压面。对于以所述方式构成的静电容型压力传感器而言，流体经由设置于凸缘部的导入口而流入至隔膜侧，借此，隔膜会因所述流体的压力而发生位移。然而，以所述方式构成的静电容型压力传感器存在如下的问题，即，当将隔膜焊接于传感器主体时，因传感器主体的热膨胀率以及隔膜的热膨胀率不同，膨胀量会有所不同， 在焊接之后，因隔膜以及传感器主体之间产生的热应力而发生变形。此处，可考虑将两者的热膨胀率纳入考虑来进行焊接，隔膜由单一材料构成且热膨胀率已知，但由于传感器主体为固定电极以及密封玻璃等的集合体，因此，无法统一地确定热膨胀率。如此，在焊接时，极难以将所述构件的热膨胀率纳入考虑来进行焊接。另外，与将凸缘部焊接于传感器主体上所焊接的隔膜的情况同样地，存在如下的问题，即，由于两者的热膨胀率的差异，因隔膜以及凸缘部之间产生的热应力而发生变形。 此处，可考虑将两者的热膨胀率纳入考虑来进行焊接，但焊接于传感器主体的隔膜的热膨胀率与其单体的热膨胀率不同，在焊接时，极难以将所述构件的热膨胀率纳入考虑来进行焊接。在上述内容中虽然记载是将隔膜焊接于传感器主体之后，将凸缘部焊接于所述隔膜的情形，但当将隔膜焊接于凸缘部之后，将传感器主体焊接于所述隔膜时，也存在同样的问题。现有技术文献专利文献专利文献1日本专利早期公开的特开2009-300336号公报
技术实现思路
因此，本专利技术是为了解决所述问题点而构成的，本专利技术的目的之一在于提供一种静电容型压力传感器，可防止隔膜因由传感器主体的热膨胀率以及固定用构件的热膨胀率产生的热应力而发生变形。即，本专利技术的静电容型压力传感器对因压力而发生位移的隔膜与固定电极之间的静电容的变化进行检测，从而对压力进行测定。静电容型压力传感器包括传感器主体，以使所述固定电极露出至一端侧的方式而固定着所述固定电极；隔膜构造体，以与所述传感器主体之间形成密闭空间的方式而接合于所述传感器主体的一端侧；以及固定用构件，以将所述隔膜构造体的受压部予以包围的方式而接合于所述隔膜构造体，安装于形成被测定流路的流路形成构件，将流体引导至所述受压部，所述隔膜构造体包括形成所述隔膜的平板状的隔膜主体；热膨胀率已知的第一环状构件，接合于所述隔膜主体中的电极侧周缘部， 且连接于所述传感器主体的一端侧；以及热膨胀率已知的第二环状构件，接合于所述隔膜主体中的受压侧周缘部，且连接于所述固定用构件。若为如上所述的静电容型压力传感器，则由于将形成隔膜的隔膜主体经由热膨胀率已知的第一环状构件而接合于传感器主体，因此，可减小因传感器主体的热膨胀率而使隔膜产生的热应力。另外，由于将隔膜主体经由热膨胀率已知的第二环状构件而接合于固定用构件，因此，可减小因固定用构件的热膨胀率而使隔膜产生的热应力。因此，可防止隔膜因由传感器主体以及固定用构件的热膨胀率产生的热应力而发生变形。而且，由于将隔膜主体接合于热膨胀率已知的第一环状构件以及第二环状构件，因此，可将所期望的张力施加于隔膜。而且，随着隔膜的薄型化，难以直接将隔膜主体焊接于传感器主体以及固定用构件，但例如在将第一环状构件以及第二环状构件接合于隔膜而制造隔膜构造体之后，将该隔膜构造体接合于传感器主体以及固定用构件，借此，可使传感器的组装变得容易。此时，可借由将第一环状构件以及第二环状构件接合于隔膜主体来使隔膜构造体的强度增加，从而可一面抑制隔膜主体的变形，一面进行接合。由于第一环状构件以及第二环状构件的热膨胀率已知，因此，为了可积极地利用与隔膜主体的热膨胀率之间的差异来对静电容型压力传感器的测定范围(range)或测定精度进行调整，较为理想的是根据所述第一环状构件的热膨胀率、所述第二环状构件的热膨胀率以及所述隔膜主体的热膨胀率来对所述隔膜的张力进行调整。即，使传感器的测定范围可根据所述第一环状构件的热膨胀率、所述第二环状构件的热膨胀率以及所述隔膜主体的热膨胀率而发生改变。例如，使第一环状构件的热膨胀率以及第二环状构件的热膨胀率小于隔膜主体的热膨胀率，借此，组装时的隔膜的张力变大，从而可使传感器的测定范围增大。另一方面，使第一环状构件的热膨胀率以及第二环状构件的热膨胀率大于隔膜主体的热膨胀率，借此， 组装时的隔膜的张力变小，从而可使传感器的测定范围变小(或使精度提高)。若所述第一环状构件的热膨胀率与所述第二环状构件的热膨胀率大致相同，则无论传感器主体的热膨胀率或固定用构件的热膨胀率如何，均可尽可能地使隔膜主体产生的变形减小。专利技术的效果根据以所述方式构成的本专利技术，可防止隔膜因由传感器主体的热膨胀率以及固定用构件的热膨胀率产生的热应力而发生变形。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的静电容型压力传感器的概略结构图。图2是主要表示所述实施方式的隔膜构造体的剖面图。图3是现有的静电容型压力传感器的概略结构图。符号的说明2 传感器主体3:隔膜构造体4:固定用构件5、200 流路形成构件21:固定电极22 主体外壳23 密封构件/玻璃材料31 隔膜主体31a:电极侧周缘部31b:受压侧周缘部32 第一环状构件33 第二环状构件41:凸缘部42:圆筒部100 静电容型压力传感器221:电极固定孔301 隔膜301a:受压面/受压部411 连通路径L 被测定流路具体实施例方式以下，参照附图来对本专利技术的静电容型压力传感器的一个实施方式进行说明。本实施方式的静电容型压力传感器100是相当于绝对压测量型的全压真空计 (total pressure vacuum gauge)的静电容型隔膜真空计，该静电容型压力传感器100对因压力而发生位移的隔膜与固定电极21之间的静电容的位移量进行检测，将该位移量换算成压力，从而测定出压力。再者，换算成压力的静电容与隔膜和固定电极21之间的距离成反比例。具体而言，如图1所示，所述静电容型压力传感器100包括传感器主体2、接合于传感器主体2的隔膜构造体3、以及接合于隔膜构造体3的固定用构件4。传感器主体2是以使固定电极21露出至一端侧即下端部的方式而固定着该固定电极21，该传感器主体2包括固定电极21 ；主体外壳(body)22，插入且固定有所述固定电极21 ；以及密封玻璃等的密封构件23，设置成介于固定电极21以及主体外壳22之间，气密地对固定电极21以及主体外壳22进行密封，且将固定电极21固定于主体外壳22。再者， 主体外壳22是由具有耐腐蚀性的不锈钢形成。固定电极21是由包含金、钼或钛等的不易受腐蚀的金属的导体形成。本实施方式的固定电极21为了插入至形成于主体外壳22的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种静电容型压力传感器，对因压力而发生位移的隔膜与固定电极之间的静电容的变化进行检测，从而对压力进行测定，该静电容型压力传感器包括：传感器主体，以使所述固定电极露出至一端侧的方式而固定着所述固定电极；隔膜构造体，以与所述传感器主体之间形成密闭空间的方式而接合于所述传感器主体的一端侧；以及固定用构件，以将所述隔膜构造体的受压部予以包围的方式而接合于所述隔膜构造体，安装于形成被测定流路的流路形成构件，将流体引导至所述受压部，所述隔膜构造体包括：形成所述隔膜的平板状的隔膜主体；热膨胀率已知的第一环状构件，接合于所述隔膜主体中的电极侧周缘部，且连接于所述传感器主体的一端侧；以及热膨胀率已知的第二环状构件，接合于所述隔膜主体中的受压侧周缘部，且连接于所述固定用构件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：桑原朗，畑板刚久，岸田创太郎，
申请(专利权)人：株式会社堀场STEC，
类型：发明
国别省市：JP