JPH02203231A - 絶対圧力変換器及びその製造方法 - Google Patents
絶対圧力変換器及びその製造方法Info
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- JPH02203231A JPH02203231A JP9509689A JP9509689A JPH02203231A JP H02203231 A JPH02203231 A JP H02203231A JP 9509689 A JP9509689 A JP 9509689A JP 9509689 A JP9509689 A JP 9509689A JP H02203231 A JPH02203231 A JP H02203231A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
- G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
-
- G—PHYSICS
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- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0007—Fluidic connecting means
- G01L19/0038—Fluidic connecting means being part of the housing
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は絶対圧力変換器及びその製造方法に関する。
半導体物質のプレートまたはダイアフラムを用い、該プ
レート上に歪み感知素子を拡散した圧力検出器または変
換器は、米国特許第４０２３５６２号や第４２９５１１
５号に示さ、れているようによく知られている。また、
真空チェンバに接する半導体物質のプレートまたはダイ
アフラムを用いた圧力検出器または変換器も上記特許及
び米国特許第４２８７５０１号及び第４７０３６５８号
に示されるように公知である。しかしながら、これらの
先行技術に教示されているように、公知の絶対圧力変換
器の製造方法及び構造は本質的に複雑であり、そのため
製造コストが高くなってしまう。
レート上に歪み感知素子を拡散した圧力検出器または変
換器は、米国特許第４０２３５６２号や第４２９５１１
５号に示さ、れているようによく知られている。また、
真空チェンバに接する半導体物質のプレートまたはダイ
アフラムを用いた圧力検出器または変換器も上記特許及
び米国特許第４２８７５０１号及び第４７０３６５８号
に示されるように公知である。しかしながら、これらの
先行技術に教示されているように、公知の絶対圧力変換
器の製造方法及び構造は本質的に複雑であり、そのため
製造コストが高くなってしまう。
したがって、簡素な構造で製造コストを非常に低減でき
る簡素化された製造方法による絶対圧力変換器が望まれ
ている。
る簡素化された製造方法による絶対圧力変換器が望まれ
ている。
本発明の目的は絶対圧力変換器の改良された製造方法を
提供することである。
提供することである。
本発明の他の目的は改良された絶対圧力変換器を提供す
ることである。
ることである。
本発明の更に他の目的は改良された圧力変換器を用いた
改良された圧力発信器を提供することである。
改良された圧力発信器を提供することである。
上述及びその他の目的を達成するために、本発明によれ
ば、絶対圧力変換器を製造する方法が提供される。この
方法は、中空のチューブの一端に歪み感知プレートを取
り付け液密構造を形成し、前記チューブ内に緩めのプラ
グを挿入して前記プレートに接する部屋を形成し、前記
チューブの内側を真空にし、前記プラグと前記チューブ
のプラグの近傍を同時に加熱してチューブの加熱された
部分を前記プラグと溶融させ密閉状態を形成して前記部
屋を真空に保つステップからなる。
ば、絶対圧力変換器を製造する方法が提供される。この
方法は、中空のチューブの一端に歪み感知プレートを取
り付け液密構造を形成し、前記チューブ内に緩めのプラ
グを挿入して前記プレートに接する部屋を形成し、前記
チューブの内側を真空にし、前記プラグと前記チューブ
のプラグの近傍を同時に加熱してチューブの加熱された
部分を前記プラグと溶融させ密閉状態を形成して前記部
屋を真空に保つステップからなる。
上述の方法で製造された圧力変換器は圧力発信器に用い
られ、密封液で満たされた発信器内部に配置される歪み
感知素子は電気的に接続され外部からの圧力をプレート
に伝え、真空部屋と外部圧力との圧力差を表す出力信号
を歪み感知素子から発生する。
られ、密封液で満たされた発信器内部に配置される歪み
感知素子は電気的に接続され外部からの圧力をプレート
に伝え、真空部屋と外部圧力との圧力差を表す出力信号
を歪み感知素子から発生する。
第１図は歪み感知素子、例えばピエゾ抵抗を拡散された
半導体プレート即ちダイアフラム２を用いた絶対圧力変
換器１を示す。プレート２は電気的に絶縁された例えば
バイレックス（Ｐｙｒｅｘ ）製のチューブ４の開口端
を覆うように従来の手段によって取りつけられる。プレ
ート２は、例えばチタン・タングステン合金を用い金１
被覆過程によって最初にチューブ４の端部を金属被覆し
、次にサーマルエレクトロンボンディング（Ｔボンディ
ング）によってプレート２を金属被覆した表面に接着す
る。プレート２はチューブ４の外径より広く、前述の取
付けによってチューブ４に対して第１の密閉状態を形成
する。チューブ４の穴の中にプラグ６が配置され、プレ
ート２に隣接したチェンバ８をチューブ４内に形成する
。チューブ４のプラグ６が取り付けられた位置の近傍に
、後述する変換器１の組み立ての結果として、絞り壁Ｉ
Ｏが形成される。チューブ４の絞られた部分１０はプラ
グ６に接着または溶融され、これによって第２の密閉状
態が構成されると共にプレート２に接するチェンバ８が
形成される。チェンバ８はプレート２に基準圧力を与え
るための真空室として設けられる。したがって、第１図
に示される変換器１は、真空チェンバ８の基準圧力とプ
レート２の他方側に外部から加えられる圧力との圧力差
によって起こる応答を与える。
半導体プレート即ちダイアフラム２を用いた絶対圧力変
換器１を示す。プレート２は電気的に絶縁された例えば
バイレックス（Ｐｙｒｅｘ ）製のチューブ４の開口端
を覆うように従来の手段によって取りつけられる。プレ
ート２は、例えばチタン・タングステン合金を用い金１
被覆過程によって最初にチューブ４の端部を金属被覆し
、次にサーマルエレクトロンボンディング（Ｔボンディ
ング）によってプレート２を金属被覆した表面に接着す
る。プレート２はチューブ４の外径より広く、前述の取
付けによってチューブ４に対して第１の密閉状態を形成
する。チューブ４の穴の中にプラグ６が配置され、プレ
ート２に隣接したチェンバ８をチューブ４内に形成する
。チューブ４のプラグ６が取り付けられた位置の近傍に
、後述する変換器１の組み立ての結果として、絞り壁Ｉ
Ｏが形成される。チューブ４の絞られた部分１０はプラ
グ６に接着または溶融され、これによって第２の密閉状
態が構成されると共にプレート２に接するチェンバ８が
形成される。チェンバ８はプレート２に基準圧力を与え
るための真空室として設けられる。したがって、第１図
に示される変換器１は、真空チェンバ８の基準圧力とプ
レート２の他方側に外部から加えられる圧力との圧力差
によって起こる応答を与える。
第２図は第１図に示された変換器１を支持するためのマ
ウント、即ちヘッダを示す。第１図と共通な部分には同
一番号が付けられている。第２図のヘッダは、変換器１
を収容するための内部同軸チェンバ、即ちウェル１４を
有する金属製外郭１２を備えている。プレート２と反対
側のチューブ４の開口端はロールピン１６によってチェ
ンバ１４内に保持されている。ロールピン１６はウェル
１４の底部に据えられチューブ４とカウンタボア１８と
の間に延びている。ウェル１４の両側に１対の貫通孔２
０及び２２がシェル１２を貫通して設けられている。貫
通孔２０及び２２には金属性の導電ピン２４及び２６が
夫々配されている。導電ピン２４及び２６は貫通孔２０
及び２２に挿入されたグラスシール２８及び３０によっ
てこれらの貫通孔の内壁に対して密閉状態となっている
。
ウント、即ちヘッダを示す。第１図と共通な部分には同
一番号が付けられている。第２図のヘッダは、変換器１
を収容するための内部同軸チェンバ、即ちウェル１４を
有する金属製外郭１２を備えている。プレート２と反対
側のチューブ４の開口端はロールピン１６によってチェ
ンバ１４内に保持されている。ロールピン１６はウェル
１４の底部に据えられチューブ４とカウンタボア１８と
の間に延びている。ウェル１４の両側に１対の貫通孔２
０及び２２がシェル１２を貫通して設けられている。貫
通孔２０及び２２には金属性の導電ピン２４及び２６が
夫々配されている。導電ピン２４及び２６は貫通孔２０
及び２２に挿入されたグラスシール２８及び３０によっ
てこれらの貫通孔の内壁に対して密閉状態となっている
。
導電ピン２４及び２６はシェル１２を介して電気的接続
を与える。プレート２に隣接した導電ピン２４及び２６
の端部に導線３２及び３４が接続され、プレート２に拡
散された歪み感知素子と電気的に接続される。
を与える。プレート２に隣接した導電ピン２４及び２６
の端部に導線３２及び３４が接続され、プレート２に拡
散された歪み感知素子と電気的に接続される。
第３図は第２図に示したヘッダ及び変換器アセンブリを
用いた圧力発信器を示す。ここでも第１図及び第２図と
共通の構成要素を指示するのに同一番号を用いる。第３
図の圧力発信器は１対の同軸ハウジング４０及び４２を
備えており、これらのハウジング４０，４２は適当な手
段（図示せず）によって合体されている。第１のハウジ
ング４０には空洞４４が設けられ、この中にヘッダ１２
が収容される。ヘッダ１２の外周面は空洞４４の内壁に
密閉状態となるように、例えば接着や溶接等のような適
当な手段で取り付けられている。
用いた圧力発信器を示す。ここでも第１図及び第２図と
共通の構成要素を指示するのに同一番号を用いる。第３
図の圧力発信器は１対の同軸ハウジング４０及び４２を
備えており、これらのハウジング４０，４２は適当な手
段（図示せず）によって合体されている。第１のハウジ
ング４０には空洞４４が設けられ、この中にヘッダ１２
が収容される。ヘッダ１２の外周面は空洞４４の内壁に
密閉状態となるように、例えば接着や溶接等のような適
当な手段で取り付けられている。
ヘッダ１２は、プレート２の外面が空洞４４の残りの内
部空間に接するよう１に配置される。ハウジング４０内
部に空洞４４の底部からハウジング４０の表面に位置す
る凹部４８の表面まで達する流体通路、即ちダクト４６
が形成されている。
部空間に接するよう１に配置される。ハウジング４０内
部に空洞４４の底部からハウジング４０の表面に位置す
る凹部４８の表面まで達する流体通路、即ちダクト４６
が形成されている。
第２のハウジング４２にはねじ穴５０が設けられ、ここ
に流体導入管（図示せず）の接続部がねじ込まれる。ね
じ穴５０と第２ハウジング４２の表面にある凹状面との
間に内部流体通路５２が形成されている。第１及び第２
凹状面４８及び５４は同軸状に対面した状態で配置され
、可撓性ダイアフラム５６によって分離されている。ダ
イアフラム５６と第１凹状面４８とによって第１の流体
空間５８が形成され、一方ダイアフラム５６と第２凹状
面５４とによって第２の流体空間６０が形成される。
に流体導入管（図示せず）の接続部がねじ込まれる。ね
じ穴５０と第２ハウジング４２の表面にある凹状面との
間に内部流体通路５２が形成されている。第１及び第２
凹状面４８及び５４は同軸状に対面した状態で配置され
、可撓性ダイアフラム５６によって分離されている。ダ
イアフラム５６と第１凹状面４８とによって第１の流体
空間５８が形成され、一方ダイアフラム５６と第２凹状
面５４とによって第２の流体空間６０が形成される。
可撓性ダイアフラム５６の外周縁とハウジング４０．４
２との間は０−リング６２のような適当な手段で密閉さ
れている。第１のハウジング４０内に第１の封入液が満
たされ、ダイアフラム５６の一方側から第１の空間５８
とダクト４６を通過して空洞４４及びプレート２の外表
面にまで至る流体経路が形成される。感知される圧力を
第３図に示す発信器に供給する外部流体は、ねじ穴５０
、流体通路５２、第２の流体空間６０及びダイアフラム
５６の他方側によって形成される流体空間を満たすのに
用いられる。このようにして、外部流体を介して供給さ
れた外部圧力はバリアダイアフラム５６に作用し、同一
圧力を第１のハウジング４０内に満たされた封入液を介
してプレート２に伝送し、プレート２に拡散された歪み
感知素子から出力信号が発生される。プレート２からの
信号は、導線３２．３４、ピン２４．２６、外部電気的
接続部６０．６２を介して送出される。
２との間は０−リング６２のような適当な手段で密閉さ
れている。第１のハウジング４０内に第１の封入液が満
たされ、ダイアフラム５６の一方側から第１の空間５８
とダクト４６を通過して空洞４４及びプレート２の外表
面にまで至る流体経路が形成される。感知される圧力を
第３図に示す発信器に供給する外部流体は、ねじ穴５０
、流体通路５２、第２の流体空間６０及びダイアフラム
５６の他方側によって形成される流体空間を満たすのに
用いられる。このようにして、外部流体を介して供給さ
れた外部圧力はバリアダイアフラム５６に作用し、同一
圧力を第１のハウジング４０内に満たされた封入液を介
してプレート２に伝送し、プレート２に拡散された歪み
感知素子から出力信号が発生される。プレート２からの
信号は、導線３２．３４、ピン２４．２６、外部電気的
接続部６０．６２を介して送出される。
第４図は第１図に示した変換器を製造するための装置を
図示したものである。この装置において、プレート２が
取り付けられたチューブ４にプラグ６を緩く挿入した後
、例えば真空ポンプのような真空源７０に接続される。
図示したものである。この装置において、プレート２が
取り付けられたチューブ４にプラグ６を緩く挿入した後
、例えば真空ポンプのような真空源７０に接続される。
１対のチューブホルダ７２及び７４がチューブ４を保持
すると共に吸熱器として働きプレート２を完全な状態で
保護する。
すると共に吸熱器として働きプレート２を完全な状態で
保護する。
チューブ４の開口端は中空のプランジャ７６の一端にＯ
−リング７８によって密着されている。プランジャ７６
の他端はパイプ８０によって真空源７０に接続されてい
る。プランジャ７６の端部上に中空のカーボンロッド８
２が０−リング７８に隣接して配置されてチューブ４内
に延び、プラグ６を支持している。ガスジェット８４を
用いてプラグ６とプラグ６の近傍のチューブ４を加熱し
てチューブ４に絞り壁１０を形成し、プラグ６を保持し
チューブ４をプラグ６に溶融させる。冷却後、変換器１
を構成するチェーブアセンブリはクランプ７２及び７４
から取り外され、上述のように利用される。
−リング７８によって密着されている。プランジャ７６
の他端はパイプ８０によって真空源７０に接続されてい
る。プランジャ７６の端部上に中空のカーボンロッド８
２が０−リング７８に隣接して配置されてチューブ４内
に延び、プラグ６を支持している。ガスジェット８４を
用いてプラグ６とプラグ６の近傍のチューブ４を加熱し
てチューブ４に絞り壁１０を形成し、プラグ６を保持し
チューブ４をプラグ６に溶融させる。冷却後、変換器１
を構成するチェーブアセンブリはクランプ７２及び７４
から取り外され、上述のように利用される。
以上のように、本発明によって、改良された絶対圧力変
換器及びその製造方法が提供される。
換器及びその製造方法が提供される。
第１図は本発明の方法を用いて完成された絶対圧力変換
器の断面図、第２図は第１図に示された変換器の支持構
成を示した断面図、第３図は第２図に示した変換器及び
変換器支持体を用いた圧力変換器の断面図、第４図は第
１図に示した変換器を製造するのに用いられる装置を表
す図である。 １、、、、変換器、２．、、、プレート、４．。。 、チューブ、６．、、、プラグ、８．、、、チェンバ、
１０．、、、絞り壁。 出願人 ハネウェル・インコーボレーテッド代理人 弁
理士 松 下 義 治 酬Ｎ １゜ ２゜ ４゜ 手続補正書 （方式） 事件の表示 平成１年４月１４日出願の 平成１年特許願第９５０９６号 発明の名称 絶対圧力変換器及びその製造方法 補正をする者 事件との関係 特許出願人
器の断面図、第２図は第１図に示された変換器の支持構
成を示した断面図、第３図は第２図に示した変換器及び
変換器支持体を用いた圧力変換器の断面図、第４図は第
１図に示した変換器を製造するのに用いられる装置を表
す図である。 １、、、、変換器、２．、、、プレート、４．。。 、チューブ、６．、、、プラグ、８．、、、チェンバ、
１０．、、、絞り壁。 出願人 ハネウェル・インコーボレーテッド代理人 弁
理士 松 下 義 治 酬Ｎ １゜ ２゜ ４゜ 手続補正書 （方式） 事件の表示 平成１年４月１４日出願の 平成１年特許願第９５０９６号 発明の名称 絶対圧力変換器及びその製造方法 補正をする者 事件との関係 特許出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶対圧力変換器を製造する方法において、中空のチ
ューブの一端に歪み感知プレートを取り付け液密構造を
形成し、 前記チューブ内に緩めのプラグを挿入して前記プレート
に接する部屋を形成し、 前記チューブの内側を真空にし、 前記プラグと前記チューブのプラグの近傍を同時に加熱
してチューブの加熱された部分を前記プラグと溶融させ
密閉状態を形成して前記部屋を真空に保つステップから
なる製造方法。 ２、中空のチューブと、 歪み感知素子を支持し前記チューブの外径より広い幅を
有し、第１の密封状態を形成するように前記チューブの
一端に跨がって取り付けられたプレートと、 前記チューブの内壁に外周が取り付けられ、前記チュー
ブの孔に第２の密封状態を形成し、前記プレートとの間
に部屋を形成するプラグとからなる圧力変換器。 ３、前記プラグ及び前記チューブはガラスでできており
、前記プラグ及び前記チューブは溶融されて前記第２の
密封状態を形成する、特許請求の範囲第２項記載の圧力
変換器。 ４、中空のチューブと、歪み感知素子を支持し前記チュ
ーブの外径より広い幅を有するプレートとを有する変換
器と、 前記チューブの一端に跨がって前記プレートを取り付け
第１の密封状態を形成する手段と、前記チューブの内壁
に外周が取り付けられ、前記チューブの孔に第２の密封
状態を形成し、前記プレートとの間に部屋を形成するプ
ラグと、密封液で満たされ、測定される圧力を前記部屋
から前記プレートの他方側へ伝える手段とからなる圧力
発信器。 ５、前記密封液で満たされた手段は、前記プレートの他
方側を前記密封液に接するように前記変換器を内包する
ハウジングと、前記ハウジングへの注入口と、前記注入
口を前記ハウジング内の密封液から分離するバリアダイ
アフラムとを含む、特許請求の範囲第４項記載の圧力発
信器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18176988A | 1988-04-15 | 1988-04-15 | |
| US181769 | 1988-04-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02203231A true JPH02203231A (ja) | 1990-08-13 |
| JP2645588B2 JP2645588B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=22665717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9509689A Expired - Lifetime JP2645588B2 (ja) | 1988-04-15 | 1989-04-14 | 絶対圧力変換器及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0337380B1 (ja) |
| JP (1) | JP2645588B2 (ja) |
| CA (1) | CA1320847C (ja) |
| DE (1) | DE68908934T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116380330B (zh) * | 2023-05-31 | 2023-10-24 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种用于高温的无液体压阻式碳化硅压力传感器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5242517B2 (ja) * | 1972-10-11 | 1977-10-25 | ||
| US4106349A (en) * | 1977-11-03 | 1978-08-15 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Transducer structures for high pressure application |
| JPS5543819A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-27 | Hitachi Ltd | Pressure detecting equipment |
-
1989
- 1989-04-11 DE DE1989608934 patent/DE68908934T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-11 EP EP89106383A patent/EP0337380B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-14 JP JP9509689A patent/JP2645588B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-14 CA CA000596746A patent/CA1320847C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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