(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式の隔膜圧力変換器（２３）を備えた圧力測定セル構造であって、該隔膜圧力変換器は金属酸化物、ＳｉＯ２、またはＳｉＣの材料のうちの少なくとも１つを含むハウジング本体（１）およびこれからわずかな間隔をおいて配置されて縁部領域で封止をするように配置された隔膜（５）を含んでおり、それによりこれらの間に基準圧力空間（８）が構成されており、前記隔膜（５）は測定されるべき気体状の媒体を有するプロセス空間（１２，３４）に暴露されており、前記ハウジング本体（１）は少なくとも中央領域に光学的な透明な窓（３）を有しており、その表面は前記基準圧力空間（８）に向かう側で部分反射をするように構成されるとともに、このほうを向く前記隔膜（５）の表面は少なくとも中央領域で光学的に反射をするように構成されており、前記基準圧力空間（８）の外部には前記窓（３）と向かい合いながら間隔をおいて光学経路（９）を形成するように光ファイバ（２２）を備える信号記録ユニット（３２）が前記隔膜（５）の表面に光を入力結合および出力結合するために設けられており、それによって前記隔膜（５）の撓みを信号評価ユニット（２４）で検出するための測定区間が形成されており、それによりファブリ・ペロ干渉計構造が構成されている、そのような圧力測定セル構造において、前記プロセス空間（１２，３４）は室壁（３０）により大気（１０）に対して遮蔽をするように取り囲まれており、前記プロセス空間（１２，３４）は分離手段（２５，３１）によって少なくとも各部分領域に区切られており、それにより前記分離手段（２５，３１）とこれから間隔をおく前記室壁（３０）との間には人工気象空間（１１，３３）が構成されており、前記信号記録ユニット（３２）は光学的に貫通するように前記室壁（３０）に配置されており、前記分離手段（２５，３１）は少なくとも前記光学経路（９）の領域で光学的に透明な手段（２５ａ）を有しており、それにより前記隔膜圧力変換器（２３）と前記信号記録ユニット（３２）との間で光学的な結合が成立していることを特徴とする圧力測定セル構造。
【請求項２】
前記隔膜（５）は、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、および金属酸化物の少なくともいずれか１つの材料から形成されている、請求項１に記載の測定セル構造。
【請求項３】
前記金属酸化物は酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求項２に記載の測定セル構造。
【請求項４】
前記ハウジング本体（１）は少なくとも部分的に酸化アルミニウムでできており、当該部分は光学的に透過性の窓（３）を構成するために中央領域に位置していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項５】
前記窓（３）はサファイアの形態の酸化アルミニウムからなる別個の挿入部品として構成されており、真空を密閉するように前記ハウジング部分１の中央領域でシール材と結合されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項６】
前記隔膜（５）は少なくとも部分反射性の領域のためのコーティングを有していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項７】
少なくとも部分的に反射性の前記ハウジング部分（１）または前記窓（３）の内側に位置する表面は部分透明のコーティングを備えていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項８】
光学的に有効な表面はできる限り平行に構成されており、前記窓の両方の表面の角度誤差αと、隔膜表面の角度誤差βと、隔膜表面の部分反射性の領域の角度誤差γとの合計｜α＋β＋γ｜は０．０５ｒａｄの合計値を超えていないことを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項９】
前記基準圧力空間（８）を包囲する前記ハウジング部分（１）の内側表面およびこれと向かい合う前記隔膜（５）の表面は２μｍから５０μｍであることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１０】
前記隔膜（５）は１０μｍから１０００μｍの範囲内の厚みを有していることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１１】
前記隔膜（５）の面の起伏は１０μｍを超えないことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１２】
前記光学窓の領域における前記隔膜圧力変換器（２３）の前記ハウジング本体（１）の表面と前記信号記録ユニット（３２）との間隔は０．１ｍｍから５０センチメートルの範囲内であることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１３】
前記ハウジング本体（１）と前記信号記録ユニット（３２）は互いにアライメントされて配置されており、それにより前記光学経路（９）は光線によって最大±１００ｍｒａｄの誤差で前記ハウジング本体の前記窓（３）の表面に９０°の角度で当たるようになっていることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１４】
前記分離手段は分離壁（２５，３１）として構成されていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１５】
前記分離壁（２５，３１）は少なくとも部分的に開口部を有していることを特徴とする、請求項１４に記載の測定セル構造。
【請求項１６】
前記隔膜圧力変換器（２３）それ自体が少なくとも部分的に前記分離手段（２５，３１）を形成していることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１７】
前記分離手段（２５，３１）とこれにより形成される前記人工気象空間（１１，３３）は前記プロセス空間（１２，３４）を取り囲んでいることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１８】
少なくとも２つの前記プロセス空間（１２，３４，３４’）が設けられており、これらのプロセス空間のうちの少なくとも１つの中に少なくとも１つの前記隔膜圧力変換器（２３）が設けられており、各々の前記測定セル（２３）について互いにアライメントされた付属の前記信号記録ユニット（３２，３２’）が前記室壁（３０）に付属しており、該信号記録ユニットはそれぞれ前記光学経路（９，９’）を介して相互に作用接続されていることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項１９】
少なくとも２つの前記プロセス空間（１２，３４，３４’）が互いに入れ子式に前記分離手段（２５，３１，３１’）を介して分離されてこれらすべてを取り囲む人工気象空間
（３３）の内部に配置されていることを特徴とする、請求項１８に記載の測定セル構造。
【請求項２０】
少なくとも前記人工気象空間（１１，３３）はポンプ（３５）と接続されていることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項２１】
少なくとも１つの人工気象空間（１１，３３）および／または前記プロセス空間（１２，３４，３４’）はプロセスガス源（３６）と接続されていることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項２２】
少なくとも１つの前記信号記録ユニット（３２）は光を集束する手段を有していることを特徴とする、請求項１から２１のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項２３】
真空プロセス構造であることを特徴とする、請求項１から２２のいずれか１項に記載の測定セル構造。
【請求項２４】
請求項１から２２のいずれか１項に記載の圧力測定セル構造もしくはその部品を製造する方法において、次の各ステップを含んでおり、すなわち、
−金属酸化物、ＳｉＯ２、またはＳｉＣの材料のうち少なくとも１つを含むハウジング本体（１）およびこれからわずかな間隔をおいて配置されて縁部領域で封止をするように配置された隔膜（５）を含み、それによりこれらの間に基準圧力空間（８）が形成されるようになっている光学式の隔膜圧力変換器（２３）を製作し、前記隔膜（５）は測定されるべき気体状の媒体を含むプロセス空間（１２，３４）に暴露され、前記ハウジング本体（１）には少なくとも中央領域に光学的に透明な窓（３）が設けられ、その表面は前記基準圧力空間（８）のほうを向く側で部分反射をするように構成され、そのほうを向く前記隔膜（５）の表面は少なくとも中央領域で光学的に反射をするように構成され、
−前記隔膜（５）の表面へ光を入力結合および出力結合するための光ファイバ（２２）を備える信号記録ユニット（３２）を前記基準圧力空間（８）の外部で前記窓（３）と向かい合いながら間隔をおくように配置し、それによってこれらの間に光学経路（９）が形成され、それによって前記隔膜（５）の撓みを信号評価ユニット（２４）で検出するための測定区間が形成され、それによってファブリ・ペロ干渉計構造が構成され、
−前記プロセス空間（１２，３４）を室壁（３０）で取り囲んで大気（１０）に対してこれを遮蔽するようにし、
−分離手段（２５，３１）によって前記プロセス空間（１２，３４）を少なくとも各部分領域に区切り、それによって前記分離手段（２５，３１）とこれから間隔をおく前記室壁（３０）との間に人工気象空間（１１，３３）が形成されるようにし、
−前記室壁を通して光を光学的に通過させるための信号記録ユニット（３２）を前記室壁（３０）に配置し、前記分離手段（２５，３１）には少なくとも前記光学経路（９）の領域で光学的に透明な手段（２５ａ）が配置され、それにより前記隔膜圧力変換器（２３）と前記信号記録ユニット（３２）との間で光学的な結合が成立するようにする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の構成要件に基づく光学式の隔膜圧力測定セルを備えた圧力測定セル構造に関し、および、請求項２４の構成要件に基づく圧力測定セル構造を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄い隔膜が圧力で付勢され、その圧力依存的な撓曲が測定されることによって、圧力ないし圧力差を測定することが知られている。このような隔膜の撓曲を測定する公知の適切な１つの手法の要諦は、可変の電気キャパシタンスとして隔膜構造が構成されることにあり、この場合、圧力変化と相関関係にあるキャパシタンス変化が、測定電子装置を介して公知の仕方で評価される。相応に寸法決めをすれば、このような種類の隔膜圧力測定セルは大気圧を上回るたとえば最大１０００ｂａｒの高い圧力について具体化することができ、大気圧を下回る低い圧力についても、すなわち真空の用途についても具体化することができる。このような種類の測定セルにより、構成が適切であれば低い圧力でも、たとえばｍｂａｒ単位あるいはこれより大幅に低い真空圧力でも、非常に高い解像度を実現することができる。
【０００３】
特に気体のような測定されるべき媒体に対して耐食性の高い高解像度の圧力測定用途のために、特に、特にＡｌ２Ｏ３などの金属酸化物のような耐食性材料で全面的に構成された真空用途のために、現在、商業的に非常に成功を収めて利用されている隔膜圧力測定セルが提供されている。このような種類の公知の構造は米国特許第６，５９１，６８７号明細書に開示されており、この文献をその総体において以下に説明する本発明の不可欠の構成要素とする。同文献に記載された容量式の真空測定セル（ＣＤＧ）は、たとえば特にＡｌ２Ｏ３のようなセラミックで全面的に製造されている。それにより、非常に高い耐食性と耐用寿命の長い再現性が実現される。Ａｌ２Ｏ３が異物添加なしで溶接されるのでない場合、密閉されなければならない領域またはブッシングが設けられる領域でのみ、Ａｌ２Ｏ３とは異なる材料がわずかな量で設けられる。セルは第１のプレート状のハウジング本体で構成されており、その上に隔膜が縁部領域で密閉をするように配置され、それにより、隔膜が基準真空空間を取り囲む。基準真空空間と反対を向いている側には、第２のハウジング本体が同じく縁部領域で密閉をして遮断するように間隔をおいて配置されており、それにより、そこに測定真空空間が形成される。この測定真空空間は、測定されるべき媒体の引込配管のための接続部を備えている。第１のハウジング本体の表面と、基準真空空間を形成する隔膜の表面とは、たとえば金などで導電性コーティングされており、キャパシタンス測定セルの電極を形成する。さらにこれらの電極は、たとえば第１のハウジング本体または縁部区域の封止領域から外に導出されている。実質的に平行に配置されたそれぞれの電極面は、２μｍから５０μｍの範囲内の間隔を有している。両方のハウジングに対する縁部領域での隔膜の封止は、好ましくは溶接によって行われ、たとえばレーザ溶接によって行われる。あるいは同じくかなり良好に耐食性であるガラスはんだも、非常に好適かつ適用が簡単である。封止をする結合のさらに別の可能性の要諦は、たとえばＡｌ２Ｏ３とは異なる材料を全面的に回避することが重要な場合には、グリーン体の段階でそれぞれのハウジング部分を拡散式に結合することにある。
【０００４】
このような測定セルの構造は、ハウジングのいかなる歪みも回避する、実質的に対称の構造を可能にする。このことは特に、高い測定感度を実現するとともに、低い測定圧力を高い精度と再現性で実現するために重要である。さらにはそれにより、測定セルが１００ｍｂａｒよりも低い真空圧力、特に１０ｍｂａｒよりも低い真空圧力を、容量式の完全セラミック測定セルで確実に検出するべき場合には必須である、セラミックからなる非常に薄い隔膜を使用することが可能となる。そのためには１０μｍから１０００μｍの隔膜厚みが必要であり、非常に良好な解像度を実現するためには、３０μｍから１２０μｍの隔膜厚みが好ましい。
【０００５】
このように構成された隔膜圧力測定セルを読取るためのさらに別の取組みは、たとえば相応に米国特許第７，３０５，８８８Ｂ２号明細書（Ｗａｌｃｈｌｉ他）に記載されているように、隔膜の撓みを測定するために容量式の原理に代えて光学式の読取り技術を採用することであり、同文献をその総体として以下に説明する本発明の不可欠の構成要素とする。光学式の隔膜測定セルのコンセプト（ＯＤＧ、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉａｐｈｒａｇｍ  Ｇａｕｇｅ）は、ＣＤＧコンセプトのいくつかの欠点を取り除くものである。この場合、圧力に依存する隔膜の撓みはセンサで光学システムを用いて測定され、測定された信号は光ファイバによって光学式の信号前処理ユニットへと送られ、続いて信号前処理ユニットが光学信号を電気信号に変換する。このような光学信号は、主として電磁的な外乱、振動、周囲温度の変化といった周囲の外乱による減衰や狂いを生じることなく、長い距離（何キロメートルにも及ぶ）にわたって送ることができる。
【０００６】
このような種類の真空測定セルは、それぞれＡｌ２Ｏ３またはサファイアからなる、セラミック第１のハウジング本体と隔膜とを有している。隔膜は基準真空室を形成するために、第１のシール材によって第１のハウジング本体と結合される外側縁部を備えるように平坦となっている。接続管が真空測定セルを、測定されるべき媒体と接続する。少なくとも第１のハウジング本体の中央領域には、隔膜のほうを向く内側の面に第１の部分反射性表面を備える透明な光学窓が構成されており、隔膜の少なくとも中央区域は、第１の反射性の表面と向かい合うように位置決めされた第２の反射性の光学表面を有している。基準真空空間の外部には、窓と向かい合うようにこれから間隔をおいて光ファイバが配置されており、これは光を隔膜表面へと導入し、ないしはこれから導出するためである。弾性的な隔膜の両方の異なる側の間の圧力差は隔膜の撓曲を引き起こし、それによって光学的なキャビティの長さが相応に変化する。光はサファイアハウジングを通って、ないしは窓を通って、半反射性の隔膜表面へと集束され、そこから両方の鏡の間での複数回の反射を通じて干渉現象を経過した後に、適用可能な複数の方法のうちの１つを採用したうえで集められて分析され（たとえばフィゾー干渉計（ＦＩＳＯ  Ｉｎｃ．）、白色光偏光干渉計（ＯＰＳＥＮＳ  Ｉｎｃ．）、マイケルソン干渉計、分光計、．．．）、光学的なキャビティの長さおよびこれに伴う隔膜の圧力差が判定される。このように測定セル構造は、ファブリ・ペロ干渉計認識構造または分析構造の一部である。隔膜の厚みはその自由直径および希望される最大の撓曲とともに、適用されるべき圧力範囲を定義する。隔膜直径はたとえば１１ｍｍであってよく、その厚みは３００μｍであってよい。隔膜直径の好ましい範囲は５．０ｍｍから８０ｍｍであり、好ましくは５．０ｍｍから４０ｍｍであり、隔膜厚みは、特に真空用途については１０μｍから１０ｍｍの範囲内、好ましくは１０μｍから１．０ｍｍの範囲内であり、高圧用途については好ましくは６００μｍから９ｍｍの範囲内である。
【０００７】
上に説明した好ましいセンサセルは、たとえば球形レンズを用いた外部からの光学式の読取りを可能にするために、単結晶のサファイア窓または単結晶のサファイア本体をサファイア隔膜とともに有している。これに続いて信号を現場から読取りユニットへ伝送するために、光ファイバを利用することができる。センサセルで純粋なサファイアを使用することの１つの欠点はその価格であり、加工された単結晶サファイアは非常に高価である。第２に、サファイアとセラミックとＡｌ２Ｏ３との組み合わせは熱膨張率（ＣＴＥ）のわずかな不一致につながり、このことは、たとえば温度ドリフト挙動の際の問題につながる可能性がある。こうした現象を低減するには正確な結晶配向が必要であり、すなわち高い費用と時間コストのかかるプロセスが必要である。第３に、セラミック本体と結合された結晶窓が使用される場合、光学的なキャビティの平行性のための機械的な許容差要求が高くなる。
【０００８】
これまでの従来技術に基づく具体化形態では、光を隔膜で集束させるために、たとえば球形レンズのような外部の光学系装置が利用されている。使用する材料の熱膨張率の相違があるために、隔膜における測定点が変位する可能性や、光線が回折する可能性がある。したがってこのシステムは不安定な挙動を示す。これに加えて多数のコンポーネントが必要であり、そのためにこの種のセンサセルの製造は高い費用がかかる。
【０００９】
光学式の隔膜圧力測定セルのさらに別の構成が米国特許出願第１２／１６３，３０３号に記載されており、その場合、隔膜へ光を入力結合および出力結合するための光ファイバが、圧力測定セルのハウジング本体に組み込まれている。ここでは光学式の隔膜圧力測定セルすなわちセンサ（ＯＤＧセンサ）は主としてセラミック材料で製作されており、光ファイバはハウジング本体と直接結合されている。ファイバとセラミックとの結合、セラミック・セラミック結合、および適当なファブリ・ペロ・キャビティの構成は、特別な接着密閉プロセスを通じて行われる。こうして得られる測定セルでは、圧力を表す隔膜の動きは、白色光干渉計ないしショートコヒーレンス干渉計（ＷＬＩ）によって判定される。
【００１０】
このような種類の圧力測定セルは、第１のハウジング本体と、このハウジング本体の近傍に配置された隔膜とを有しており、これらは両方ともセラミックでできている。隔膜は、基準圧力室を形成するために、第１のハウジング本体と結合された外側縁部を有している。セラミック材料で製作される第２のハウジング本体が隔膜と向かい合うとともに、隔膜の外側縁部と結合されており、第２のハウジング本体は隔膜とともに圧力測定室を形成する。第２のハウジング本体は、圧力測定セルを測定されるべき媒体と接続するための接続管を有している。第１のハウジング本体、第２のハウジング本体、および隔膜は、隔膜の外側縁部のところで封止をするように相互に結合されており、第１のハウジング本体の中央領域には穴が形成されており、この穴は第１のハウジング本体を通って少なくとも隔膜の中央領域まで達しており、この穴に向かい合うように隔膜の表面が第１の光学反射性の面として構成されている。光ファイバが穴の中に配置されて封止をするように固定されており、それによって光を隔膜の表面に案内する。ファイバの端部は少なくとも第１のハウジング本体の表面まで達しており、第２の光学反射性の面として構成されており、この面が各表面を結合して、ファイバ端部と反射面との間に光学キャビティが成立するようになっており、このキャビティが隔膜の変形の程度を判定するための測定区域を形成し、ファブリ・ペロ干渉計の一部となる。
【００１１】
このような公知の隔膜圧力測定セルでは、この測定セルは読取りユニットとともにコンパクトなユニットすなわち隔膜圧力測定セル構造を形成する。
【００１２】
容量式の測定セル（ＣＤＧ）では、第１のハウジング本体のすぐ背後で電気信号がピックアップされ、そこで最短の経路で電子式に前処理される。この経路は短くなければならないが、それは処理されるべき信号レベルが低いので、要求される高い信号解像度で外部の外乱の影響を十分に小さく抑えるためである。測定セルのこの側は、評価電子装置とともに大気の側にある。隔膜が向かい合うように位置決めされる測定側では、測定セルを測定されるべき媒体と接続する接続管が配置されている。この測定セル構造は全体として、プロセス空間壁にある接続管を介してプロセス空間と通信をするように接続された構造単位を形成する。
【００１３】
光学式の隔膜圧力測定セル（ＯＤＧ）では、第１のハウジング本体のすぐ背後で光学信号がピックアップされてから、光ファイバで信号評価装置へと転送される。ここでは光ファイバと信号評価装置との間で比較的長い距離が可能である。ただし、光ファイバの結合は測定セルのすぐ背後で厳密に行われ、この出力結合構造は測定セル構造全体の固定的な構成要素であり、上に説明した容量式の施工形態に類似している。この測定セル構造は全体として、容量式の構造の場合と同じく、プロセス室壁にある接続管を介してプロセス空間と通信をするように接続された構造単位を形成する。
【００１４】
以前から公知となっているその他の真空圧力測定セル、たとえばピラニ、ペニング、ベイアード・アルパート、逆マグネトロン、質量分析計のように隔膜構造に依拠しないものも、上に説明したとおりコンパクトな構造単位として構成されている。このような種類の構造単位全体も同じくしばしばフランジを備える接続管を介して、プロセス室壁に配置される。
【００１５】
特にプラズマプロセスのような真空プロセスでは、関与する気体ないし混合気の部分的に異なる圧力がプロセス室の内部で発生する。プロセス上、たとえばこのような種類の圧力差は同じ室内で別様に、あるいは勾配として、特別なプロセス管理のために所望の程度で生成される。特にプラズマプロセスでは、このことがしばしば該当する。そこでは異なるプラズマ密度分布が室内で生じており、あるいは的確に生成されるからである。このように複雑なプロセス環境における主要な事象は、たとえばプロセス空間の内部で局所的に１つの特別な領域または複数の領域でのみ行われる。これまで通常行われている、圧力測定セルがフランジ接合された室壁の領域での圧力測定は、前述したケースで主要なプロセス工程が行われる室内の場所での直接的な圧力の判定を可能にするものではない。そうしたケースでは、このような通常の圧力測定は間接的あるいは積分的であり、このことは不正確なプロセス管理につながり、または、特に精度要求が非常に高い場合など特定のケースではプロセス管理がまったく不可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は、これまでの従来技術に基づく光学式の干渉計型隔膜圧力測定セルを備える圧力測定セル構造の上に述べた欠点を解消することにある。
【００１７】
この課題は本発明によると、請求項１の構成要件に基づく構造によって解決され、ならびに請求項２４に記載の圧力測定セル構造を製造する方法によって解決される。従属請求項は、その他の好ましい実施形態を定義している。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に基づく圧力測定セル構造は光学式の隔膜圧力測定セルを含んでおり、該隔膜圧力測定セルは、金属酸化物からなるハウジング本体およびこれからわずかな間隔をおいて配置されて縁部領域で封止をするように配置された隔膜を含んでおり、それによりこれらの間に基準圧力空間が構成されており、この隔膜は測定されるべき気体状の媒体を有するプロセス空間に暴露されており、ハウジング本体は少なくとも中央領域に光学的な透明な窓を有しており、その表面は基準圧力空間に向かう側で部分反射をするように構成されるとともに、このほうを向く隔膜の表面は少なくとも中央領域で光学的に反射をするように構成されており、基準圧力空間の外部には前記窓と向かい合いながら間隔をおいて光学経路を形成するように光ファイバを備える信号記録ユニットが隔膜の表面に光を入力結合および出力結合するために設けられており、それによって隔膜の撓みを信号評価ユニットで検出するための測定区間が形成されており、それによりファブリ・ペロ干渉計構造が構成されている。このときプロセス空間は室壁により大気に対して遮蔽をするように取り囲まれており、プロセス空間は分離手段によって少なくとも各部分領域に区切られており、それにより分離手段とこれから間隔をおく室壁との間には人工気象空間が構成されており、信号記録ユニットは光学的に貫通するように室壁に配置されており、分離手段は少なくとも光学経路の領域で光学的に透明な手段を有しており、それにより隔膜圧力測定セルと信号記録ユニットとの間で光学的な結合が成立している。
【００１９】
それによってこの圧力測定セル構造は、従来までは普通であったように、構成部品コンポーネントのようなコンパクトな測定セルユニットを形成するのではなくなる。本発明によると測定セル構造は、光学式の隔膜圧力変換器と、これから間隔をおいて付属する光学式の信号記録ユニットとに分割され、これらを意図される適当な個所でプロセス空間の内部または表面に位置決めすることができる。隔膜圧力変換器はプロセス空間の内部で、関心の対象となる測定されるべき重要なプロセス条件が発生するところに直接位置決めすることができる。それに対して信号記録ユニットはプロセス空間の壁部に配置され、隔膜圧力変換器と光学的に結合されており、信号評価ユニットによる以後の処理のために信号をプロセス空間から大気側へ導出する。この構造はファブリ・ペロ干渉計測定装置を形成する。隔膜圧力変換器と信号記録ユニットの間には、少なくとも部分領域で分離手段が設けられており、それによって室壁と分離手段との間には別の空間が形成され、これはプロセス空間を切り離するための人工気象空間である。分離手段はスクリーン状の平面的な部材であってよく、あるいは閉じた壁部であってもよく、光経路の領域には窓がこれを貫通して設けられている。この窓は、構造の必要性や寸法決めに応じて、単純な開口部でできているか、または透明な材料でできていてよい。この人工気象空間は部分領域だけをカバーすることができ、または、さらに別の室を取り囲むように、プロセス空間全体をカバーすることができる。人工気象空間の中では、効果的な切り離しのために、プロセス空間とは異なる気象が生じているのが好ましい。たとえばそこでは、たとえば追加の排気によって、別の気体および／または圧力が生じている。このことは、たとえば生起される圧力段や部分的な排気を通じて、部分領域でも行うことができる。
【００２０】
このようにして隔膜圧力変換器は、信号記録ユニットから間隔をおいて遠隔作動させることができ、電気の供給や電子的な信号処理のように隔膜圧力変換器へ追加的に媒体を供給しなくてよく、このことは、しばしば困難なプロセス状況においては重要であり、ないしはもはや実現可能ではない。このような種類のプロセスは、たとえばしばしば非常に攻撃的で腐食性の気体で進行することもある。高温が発生することもある。相応の障害を引き起こしかねない強力な電場や電磁場が存在している場合もある。こうした条件の激しい変動も、問題を引き起こす可能性がある。隔膜圧力変換器の信号の光学式の読取りは、このような厳しい条件によって悪影響をうけることがなく、隔膜圧力変換器を所望の重要なプロセス中心部の近傍へと案内することができる。それにより、および追加の人工気象空間により、非常に正確で高解像度の圧力測定を、プロセスのクリティカルな領域でも実現することができる。
【００２１】
次に、模式的な図面を参照しながら一例として本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】ハウジング本体の挿入物としての光学的に透明な窓を備える隔膜圧力変換器を示す断面図である。
【図１ｂ】光線のための窓も同時に形成する、光学的に透明な材料からなるハウジング本体を備える隔膜圧力変換器を示す断面図である。
【図１ｃ】ハウジング本体と隔膜が光学的に透明な材料で形成された隔膜圧力変換器を示す断面図である。
【図１ｄ】干渉の原理を図解するために隔膜圧力変換器内での光反射を模式的に示す図である。
【図２ａ】分離された人工気象空間を形成するためのスクリーン状の分離手段を備える、本発明による圧力測定セル構造を示す断面図である。
【図２ｂ】分離手段としての壁部と、人工気象空間を形成するために組み込まれた窓とを備える、本発明による圧力測定セル構造を示す断面図である。
【図３】設備室と、その中に配置されてプロセス空間を分離する別の室とを有し、両方の室の間に分離をする人工気象空間が構成された好ましい真空プロセス設備の好ましい例を示す断面図であり、本発明に基づいて光学式の隔膜圧力変換器はプロセス空間の室壁でプロセスに対して暴露されるように配置されており、隔膜圧力変換器は設備室に配置された信号記録ユニットと光学的に通信をするように接続されている。
【図４】プロセス空間を取り囲む互いに入れ子状になった複数の室と、外側に位置する人工気象空間と、プロセス空間に付属する隔膜圧力変換器およびこれに付属する設備室に配置された信号記録ユニットとを有する、図３の図面に類似する設備構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明による圧力測定セル構造は光学式の隔膜圧力変換器２３を有しており、この隔膜圧力変換器はその隔膜がプロセス地点に配置されており、それによって関心の対象であるプロセス領域に直接的に暴露され、さらには信号記録ユニット３２と光学的に通信をするように接続されており、この信号記録ユニットは大気を遮蔽する設備室壁３０に配置されており、その様子は図１から図４に模式的かつ一例として示されている。
【００２４】
このような種類の圧力測定セル構造は、具体的には光学式の隔膜圧力変換器２３を含んでおり、隔膜圧力変換器は、金属酸化物、ＳｉＯ２、またはＳｉＣのうちの少なくとも１つの材料を含むハウジング本体１と、これからわずかな間隔をおいて配置され、縁部領域で封止をするように配置された隔膜５とを有しており、それによりこれらの間に基準圧力空間８が構成されるようになっており、この隔膜５は測定されるべき気体状の媒体を含むプロセス空間１２，３４に暴露されており、ハウジング本体１は少なくとも中央領域に光学的に透明な窓３を有しており、その表面は基準圧力空間８に向かう側で部分反射性のミラー４として構成されており、このほうを向く隔膜５の表面は少なくとも中央領域で光学的に反射をするように構成されており、基準圧力空間８の外部にはこの窓３と向かい合って間隔をおきながら光学経路９を形成するように、隔膜５の表面に光を入力結合および出力結合するために光ファイバ２２を備える信号記録ユニット３２が設けられており、それによって隔膜５の撓みを信号評価ユニット２４で検出するための測定区間が構成されており、それによりファブリ・ペロ干渉計構造が構成される。このときプロセス空間１２，３４は室壁３０により大気１０に対して遮蔽をするように取り囲まれており、プロセス空間１２，３４は分離手段２５，３１によって少なくとも各部分領域に区切られており、それにより分離手段２５，３１とこれから間隔をおく室壁３０との間には人工気象空間１１，３３が構成されており、信号記録ユニット３２は光学的に貫通するように室壁３０に配置されており、分離手段２５，３１は少なくとも光学経路９の領域に光学的に透明な手段２５ａを有しており、それにより隔膜圧力変換器２３と信号記録ユニット３２との間では光学的な圧力信号を伝送するために光学的な結合が成立している。
【００２５】
光学式の隔膜圧力変換器２３を備えたこのような種類の圧力測定セル構造は、高圧のガス媒体を測定するために、および特に真空用として特別に好適である。
【００２６】
隔膜圧力変換器２３の好ましい構造の例がさまざまな態様で断面図として模式的かつ詳細に図１ａから図１ｃに示されている。ハウジング本体１は円形でプレート状であるのが好ましい。このプレートはその縁部に沿って隔膜５と封止をするように結合されており、隔膜はハウジング本体１から間隔をおいて位置決めされており、それによりこれらの間に好ましくは真空室である基準圧力空間８が形成されている。これら両方の面の間の間隔は、通常、隔膜縁部とハウジング本体縁部との間に配置されるシール材料２によって組立中に直接調整される。このようにして、完全に平坦なハウジングプレート１を使用することができ、隔膜は外部から印加される圧力に依存して撓むことができ、ないしは動くことができる。
【００２７】
ハウジング本体は金属酸化物、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、またはガラス、あるいはこれらの混合物を含んでおり、ないしはそのような材料で構成されている。ハウジング本体は金属酸化物、特に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）でできているのが好ましい。純度の高いサファイアである結晶形態のＡｌ２Ｏ３が特別に適している。したがって、ハウジング本体１はセラミックプレートとして構成されていてよい。
【００２８】
隔膜５は、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、または好ましくは金属酸化物材料のうちの１つの材料、もしくはこれらの混合物を含んでおり、またはそのような材料で構成されている。金属酸化物が好ましくは純度の高いサファイアである結晶形態の酸化アルミニウムであると好ましい。
【００２９】
これと同様に第２のプレート状のハウジング本体を、隔膜５の向かい合う側でこれから間隔をおいて縁部領域に固定して配置することができ、それによって測定圧力室が構成される（図面には図示せず）。この測定圧力室は、プロセスの測定されるべき媒体と連通する開口部を有している。このような構成により、必要な場合には、たとえばプラズマプロセスからの電荷担体射出のような望ましくない外乱要因を遮断することができる。そのために隔膜側では、このような第２のハウジングプレートに代えて別の、あるいは追加の方策を意図することもでき、たとえばスクリーン状の構造物、フード、接続管、カバー、バッフルなどを意図することができる。
【００３０】
シール材２は、場合により隔膜の両方の側で、上記の説明に準じて隔膜５に対するハウジング本体１の間隔を定義する。このシール材２は、たとえば好ましくは簡単に取扱可能でありたとえばスクリーン印刷により塗布することができるガラスはんだである。このようなガラスペーストの溶融温度または焼結温度は６３０℃から８００℃の範囲内であるのが好ましい。３８ｍｍ（好ましい範囲は５−８０ｍｍ、特別に好ましくは５−４０ｍｍ）の外径と、３０（好ましい範囲は４−７５）ｍｍの自由な隔膜内径とを有する好ましい隔膜圧力変換器では、隔膜５とハウジング本体１との間隔は２μｍから２００μｍの範囲内であり、好ましくは２μｍから５０μｍであり、１２μｍから３５μｍの範囲が特別に好ましい。この好ましい例では、ハウジング本体１は２ｍｍから１０ｍｍの厚みを有している。場合により第２のハウジング本体も、たとえばこれと同じ厚みの範囲内にある。
【００３１】
隔膜５は、１０μｍから１０００μｍの範囲内、好ましくは３０μｍから８００μｍの範囲内の厚みを有している。隔膜５の面の起伏は１０μｍを超えないのが好ましく、５μｍを超えないのが好ましい。
【００３２】
ハウジング本体１は少なくとも中央領域に光学的に透明な窓３を有しており、その表面は基準圧力空間８のほうを向く側で部分反射性の第１のミラー４として構成されており、このほうを向く隔膜５の表面は、少なくとも中央領域で向かい合うように隔膜５の表面に、第２の光学的に反射をする面６を形成しており、これは好ましくは少なくとも隔膜５の中央領域で行われる。これらのミラー面４，６は、ミラー層４，６を形成する反射性フィルムのコーティングとして構成されていてよい。コーティングに代えて、好ましくは隔膜面で第２のミラー６をガラスはんだ点で形成することもでき、このガラスはんだ点はたとえば７００℃から８００℃の範囲内の高温で焼き付けられて、所望の高い品質のミラーを形成する反射性の面としてのガラス被覆面を生成する。このようにガラス点によってミラーを形成するコンセプトが特別に好ましい理由は、ミラーを簡単に製作することができ、このように構成されたミラー面で必要な高い反射品質を劣化させることなく、高温に耐えられるからである。部分反射をするように構成された第１のミラー４は、使用されるハウジング本体１の材料によってはいかなるコーティングもなしに製作することもでき、これは当該材料がミラー４および窓３の領域で、たとえば研磨および／またはラッピングのような適当な加工によって、適当な光学的な表面品質を可能にする場合である。この場合、ガラス、石英（ＳｉＯ２）、しかしながら特にサファイアのような材料が特別に好適である。
【００３３】
少なくとも部分反射性の領域の隔膜５はたとえばコーティングを有しており、好ましくは、できる限り良好に反射をするコーティングを有している。少なくとも部分的に透明なハウジング部分１または窓３の内側に位置する表面は、たとえば部分透過性のコーティングを備えており、好ましくは半透明のコーティングを備えている。
【００３４】
互いに向かい合う光学的に有効な各面を有する基準圧力空間８すなわちキャビティの構成は、干渉原理に基づいて信号を読み取って良好な信号値を実現するために、特定の品質要求を満たさなくてはならない。光学的に有効な表面は、できる限り平行に構成されているべきである。窓３の両方の表面の角度誤差αと、隔膜表面の角度誤差βと、隔膜表面の部分反射性の領域の角度誤差γとの合計｜α＋β＋γ｜は、０．０５ｒａｄの合計値を超えるべきでない。
【００３５】
ハウジング本体１は少なくとも部分的に、好ましくはサファイアの形態で酸化アルミニウムから構成することができ、この部分は光学的に透過性の窓３を形成するために中央領域に位置するのが好ましい。光学的に透明な窓３は、ハウジング本体１の内部の透明な挿入体として配置することもでき、これはたとえばハウジング本体１の材料がそれ自体では十分に透明ではない場合であり、その様子は図１ａに図示されている。このケースでは窓３は、好ましくはガラス、石英、サファイアのような適当な透明な材料でできている。別個の挿入部品としての窓３は、真空を密閉するようにハウジング部分１の中央領域でシール材と結合される。
【００３６】
ハウジング本体１そのものが光学的に透明な適当な材料でできているとき、ハウジング本体は、光学経路９ａを介して供給される、入力結合されるべき光線９のための窓３も同時に形成し、その場合には別個の窓部品３は必要なく、その様子は図１ｂに示されている。
【００３７】
隔膜５とハウジング本体１はいずれも前述した材料群の光学的に透明な材料、または透明でない材料でできていてよい。図１ｃには、隔膜５とハウジング本体１がいずれも光学的に透明な材料でできている、たとえば好ましくはサファイアでできている、隔膜圧力変換器２３の好ましい構成が一例として示されている。
【００３８】
基準圧力空間８は、測定されるべき圧力に依存して、相応に適当な基準圧力を与えられる。真空測定構造の場合にはそこで真空が意図され、１ｂａｒを超える高圧の場合には相応に適合化された高い基準圧力を意図することができる。したがって、基準圧力空間８の圧力はハウジング本体１の引込配管を通じて相応に定義されて調整され、次いで、この引込配管がカバー７で再び閉じられる。
【００３９】
特に隔膜圧力変換器２３を含むコンセプトが真空測定構造として適用される場合、ハウジング本体１の内部または表面に、測定セルの長い利用期間にわたって一定の良好な真空品質を確保するために、基準真空空間８と連通するゲッター室を追加的に設けるのが好ましい（図面には図示せず）。
【００４０】
光学式の隔膜圧力変換器２３はファブリ・ペロ測定構造の一部を形成し、本発明によると、希望されるプロセスの測定個所に広い自由度で位置決めすることができる。
【００４１】
基準圧力空間８の外部から、光９が光学経路９ａを介して窓３を通って隔膜表面に入るように、ないしこれから離れるように誘導され、その様子は図１ｄに模式的に図示されている。弾性的な隔膜５の両方の異なる側の間の圧力差は、隔膜５の撓みを引き起こし、それによって光学的なキャビティ８（キャビティ）内部の光学的な経路長が相応に変化する。光９は、半反射性の表面４を備えるサファイアハウジング１ないし窓３を通って隔膜表面のミラー面６に集束され、そこから両方のミラー４，６の間で複数回の反射Ｒと透過Ｔを通じて干渉現象を経過した後に、利用可能な複数の方法のうちの１つを適用して集められて分析される（たとえばフィゾー干渉計（ＦＩＳＯ  Ｉｎｃ．）、白色光偏光干渉計（ＯＰＳＥＮＳ  Ｉｎｃ．）、マイケルソン干渉計、分光計、．．．）、光学的なキャビティの長さおよびこれに伴う隔膜の圧力差が判定される。このように測定セル構造は、ファブリ・ペロ干渉計認識構造または分析構造の一部である。光９は設備室壁３０のところでそこに配置された信号記録ユニット３２を介して、大気側からプロセス領域へと光経路９ａを通じて隔膜変換器２３に向かって誘導され、およびこれと逆向きに誘導される。信号記録ユニット３２から光信号は光ファイバ２２を介して、設備室３０の外部でファブリ・ペロ信号前処理ユニット２４へと案内され、そこで前述した圧力測定信号が判定されて利用可能にされ、その様子は図２から図４に示されている。
【００４２】
このように、隔膜の厚みはその自由直径および希望される最大の撓曲とともに、適用されるべき圧力範囲を定義する。
【００４３】
図２ａには、本発明により設備室３０に対してプロセス空間１２，３４を相応に分離２５したうえでプロセス設備で意図されるような、信号記録ユニット３２と隔膜圧力変換器２３とを備える圧力測定セル構造が一例として示されている。室壁３０を備える設備室３０の中では、通常、プロセスが実施され、好ましくは真空プロセスが実施される。設備室３０は、プロセス大気１２と標準大気に準ずる周囲大気１０（周囲環境）との間の全般的な分離部を形成する。これら２つの領域は別々の人工気象空間と呼ぶこともできる。プロセス空間１２では、たとえば圧力、気体の種類、プロセス、電荷担体などの異なる気象ないし異なる条件が生じているからである。
【００４４】
すでに述べたとおり本発明は、定義された希望の個所で、特にプロセス空間３４の内部で、当該個所にすぐ近接する隔膜圧力変換器２３の位置決めによって、圧力を的確に測定することを可能にする。そのために当該個所と設備室壁３０の間には、分離手段２５、プロセスコンフィギュレーションそのものの構成、または特別に配置された分離手段２５のいずれかによって形成される、自然な分離領域２５がある。それによって分離手段２５と設備室壁３０の間には、分離ないし切り離しをするように作用する別個の人工気象空間１１，３３が構成される。それにより、測定個所が他の影響から的確に切り離される。分離手段２５は、たとえば真空技術で周知かつ通常行われているような圧力段（圧力勾配）を単に形成する方策や、たとえば電荷担体および／または機械的手段を用いるプロセスのための電場および／または磁場を形成する方策であってよい。図２ａには、機械的にスクリーン状に構成された分離手段２５が示されている。隔膜圧力変換器がプロセス空間の内部に沈み込むように位置決めされて使用されるときには、隔膜圧力変換器２３と信号記録ユニット３２との間を通信をするように接続するために、光線９を通過させるための分離窓２５ａが分離手段２５に設けられる。図２ａに示す分離手段２５としてのスクリーン構造のケースでは、分離窓２５ａは単にスクリーンの穴２５ａである。図２ｂでは分離手段２５は壁部２５，３１として示されており、このケースでは光経路領域９ａで光線９を通過させるために、光学的な分離窓２５ａが光通過のために場合により壁部と封止をするように結合されて設けられる。壁部は必要に応じてプロセス構造の構成要素の一部であってよく、および／または別個のコンポーネントとして構成されていてよく、どのような形状でも有することができる。しかしながら特に、相応に成形された薄板部品またはそれ自体として室の別の壁部であるのが好適である。
【００４５】
隔膜圧力変換器２３は、図２ａおよび図２ｂの例では、プロセス大気へ沈み込むように図示されている。あるいは隔膜圧力変換器がそれ自体としてこのような分離手段２５の一部であってもよく、封止をするように少なくとも部分的にこれに組み込まれていてもよく、その様子はたとえば図３と図４に示されている。このケースでは、付属の分離手段２５に追加の分離窓２５ａが必要ない。分離手段２５，３１は部分的な広がりで形成されていてよく、または内部空間、特にプロセス空間１２，３４を全面的に取り囲むこともできる。分離壁２５，３１は少なくとも部分的に開口部を有することもできるが、開口部を有しておらず気体を密閉するほうが好ましい。
【００４６】
両方の図２ａおよび図２ｂに示すとおり、信号記録ユニット３２は、大気１０との境界を形成する設備室壁３０で封止をするように配置されている。さらに信号記録ユニットは大気側１０で、光ファイバ２２である光ガイドを介して信号評価ユニット２４と接続されている。信号評価ユニット３２は、たとえばフランジ２０を備える取付部品として設備室壁３０で位置決めし、そこで封止をするように取り付けることができる。たとえば光ファイバ２２ないし光ガイド構造を正確に固定してアライメントする保持装置２１も、これに設けられている。
【００４７】
少なくとも１つの信号記録ユニット３２−３２’’は、光線９を定義されたとおり正確に付属の隔膜圧力変換器２３へ、特にその窓３および隔膜５へ向けて集束させることができるようにするために、光を集束させる手段を含んでいると好ましい。そのために球形レンズまたはその他のレンズもしくはレンズシステムを設けることができ、これらは光ファイバ２２の端部のところで、隔膜圧力変換器２３の方向で光経路９ａに配置される。
【００４８】
光学窓３の領域における隔膜圧力変換器２３のハウジング本体１の表面と、信号記録ユニット３２との間の間隔は、０．１ｍｍから５０センチメートルの範囲内であってよく、好ましくは１．０ｍｍから１００．０ｍｍの範囲内である。
【００４９】
留意すべきは、ハウジング本体１と信号記録ユニット３２とが相応に正確に、かつ互いに傾かないようにアライメントして配置されることであり、それにより光学経路９ａが光線９により最大±１００ｍｒａｄの誤差で、ハウジング本体の窓３の表面に９０°の角度で当たるようにする。
【００５０】
図３にプロセス設備が一例として示されており、このプロセス設備は、プロセス室３１を完全に取り囲み、それによって両方の室の間にプロセスとは別個の人工気象空間３３，１１を形成する設備室３０を有している。本例では、この人工気象空間３３，１１は真空ポンプ３５で排気され、たとえばプラズマプロセスのために、バルブ３７を介してプロセスガスがプロセスガス源３６からプロセス室３１のプロセス空間３４へ導入される。また、たとえば室壁３１またはその他の位置で、プロセスが加熱構造３８で加熱されるように作動させることもできる。本例では、隔膜圧力変換器２３はプロセス室の壁部３１に組み込まれて配置されている。あるいは、隔膜圧力変換器をプロセス室３１の中へさらに沈み込むように位置決めすることもでき、その場合には上に述べたように、プロセス室壁３１には光経路９ａの領域で分離窓２５ａが設けられ、この分離窓が、隔膜圧力変換器２３と、外側の室壁３０に配置された信号記録ユニットとの光学的な結合を可能にする。中間室すなわち人工気象空間の中に適当な隔膜圧力変換器２３を設け、そこでさらに別個のプロセスを作動させて管理することも可能である。
【００５１】
図４には、互いに入れ子状になった複数のプロセス室３１−３１’’を完全に取り囲む設備室３０を有するプロセス設備が一例として示されている。図示した例では、相互に配置された３つのプロセス室３１−３１’’とそのプロセス空間３４−３４’’が示されており、異なる人工気象空間３３，３４を構成するための分離手段２５ともなっている。あるいはこれらのプロセス室は相並んで、もしくはこれらの混合型の配置で、設備室３０の内部に配置することもできる。各々の室壁には隔膜圧力変換器２３−２３’’が配置されている。あるいは、すでに上で述べたように、これらを選択的にプロセス空間３４−３４’’の内部に配置することもできる。隔膜圧力変換器２３−２３’’は光学経路９−９’’を介して、外部に位置する設備室３０の付属の壁部に配置された信号評価ユニット３２−３２’’と通信をするように接続されている。壁部が光学経路と交わるところには、光の通過を可能にするために、相応の分離窓２５ａが設けられていなくてはならない。第１のプロセス室外套３１と設備室３０の外壁との間には、やはり人工気象空間３３が形成される。入れ子式の複数のプロセス空間３４−３４’’を備える本例の構造では、これらが各々の壁部３１−３１’’そのものによって異なる人工気象空間を形成する。各々の室内で、分離手段２５，３１により分離されるべき異なる条件が成立するからである。これらの室は必要に応じてそれぞれ別様に作動させることができる。
【００５２】
好ましい構造では、少なくとも２つのプロセス空間１２，３４，３４’が設けられ、これらのプロセス空間のうち少なくとも１つに少なくとも１つの隔膜圧力変換器２３が設けられ、各々の測定セル２３について、相互にアライメントされた付属の信号記録ユニット３２，３２’が室壁３０に付属しており、これらの信号記録ユニットは、それぞれ光学経路９，９’を介して相互に作用接続される。
【００５３】
少なくとも２つのプロセス空間１２，３４，３４’が互いに入れ子式になっており、分離手段２５，３１，３１’を介して分離されながら、これらすべてを取り囲む人工気象空間３３の内部に配置されるのがさらに好ましく、分離手段２５，３１，３１’は、プロセス空間を取り囲んで互いに分離する壁部として構成されるのが好ましい。
【００５４】
少なくとも１つの人工気象空間１１，３３は、ポンプ３５と、好ましくは真空ポンプ３５と接続されているのがさらに好ましい。
【００５５】
人工気象空間１１，３３および／またはプロセス空間１２，３４，３４’のうち少なくとも１つはプロセスガス源３６と接続されているのがさらに好ましい。
【００５６】
前述した種類の圧力測定セル構造の製造は次の各ステップを含んでいる：
−金属酸化物、ＳｉＯ２、またはＳｉＣの材料のうち少なくとも１つを含むハウジング本体１およびこれからわずかな間隔をおいて配置されて縁部領域で封止をするように配置された隔膜５を含み、それによりこれらの間に基準圧力空間８が形成されるようになっている光学式の隔膜圧力変換器２３を製作し、この隔膜５は測定されるべき気体状の媒体を含むプロセス空間１２，３４に暴露され、ハウジング本体１には少なくとも中央領域に光学的に透明な窓３が設けられ、その表面は基準圧力空間８のほうを向く側で部分反射をするように構成され、そのほうを向く隔膜５の表面は少なくとも中央領域で光学的に反射をするように構成され、
−隔膜５の表面へ光を入力結合および出力結合するための光ファイバ２２を備える信号記録ユニット３２を基準圧力空間８の外部で窓３と向かい合いながら間隔をおくように配置し、それによってこれらの間に光学経路９が形成され、それによって隔膜５の撓みを信号評価ユニット２４で検出するための測定区間が形成され、それによってファブリ・ペロ干渉計構造が構成され、
−プロセス空間１２，３４を室壁３０で取り囲んで大気１０に対してこれを遮蔽するようにし、
−分離手段２５，３１によってプロセス空間１２，３４を少なくとも各部分領域に区切り、それによって分離手段２５，３１とこれから間隔をおく室壁３０との間に人工気象空間１１，３３が形成されるようにし、
−室壁を通して光を光学的に通過させるための信号記録ユニット３２を室壁３０に配置し、分離手段（２５，３１）には少なくとも光学経路（９）の領域で光学的に透明な手段（２５ａ）が配置され、それにより隔膜圧力変換器２３と信号記録ユニット３２との間で光学的な結合が成立するようにする。
【００５７】
上記の圧力測定セル構造、およびそのような圧力測定セル構造を製造する方法は、真空プロセス構造として利用するのに特別に適している。
【図１ａ】
0005629317.tif 000002
【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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