(57)【要約】  隔膜が第１の２つのフィルム間に取り付けられる２つの有孔硬質フィルムを使用した圧力検出用装置。装置は、圧力データが所望される領域に対するポートまたは開口部を通して正または負の圧力を検出する。装置は、容量性圧力およびその圧力の変化を伝える。可撓性隔膜は第１および第２のフィルムと離間され、それにより可撓性隔膜は、圧力が開口部で上昇すると第１のフィルムに向かって、圧力が開口部で低下すると第２のフィルムに向かって撓曲し、それにより隔膜と第１および第２のフィルムの少なくとも１つとの間の静電容量を変化させるように構成される。スペーサが、全３要素の場所を定めるために使用される。
2008509422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力検出用装置であって、
密閉チャンバ画定部品と、
２つの面を有し、前記密閉チャンバ画定部品の前記チャンバと連通して一方の面に取り付けられ、導電性表面を有する第１の有孔フィルムと、
前記第１のフィルムの前記他方の面に取り付けられた絶縁体と、２つの面を有し、前記絶縁体と連通して一方の面に取り付けられ、導電性表面を有する第２の有孔フィルムと、
前記第２のフィルムの前記他方の面に取り付けられ、検出する対象の雰囲気と連通するための開口部を備えたセンサチャンバ画定部品とを備え、
前記第１および第２のフィルムの一方はその表面に開口部を含んで流体が前記開口部を流動することを可能にし、前記第１および第２のフィルムの前記他方は固体であり、前記センサチャンバ内の圧力の変化に応じて前記可撓性隔膜の前記１つから、または前記１つに向かって移動し、
前記圧力検出用装置がさらに、
前記第１および前記第２のフィルムを接触させ、前記開口部を介して導入される前記センサチャンバ内の前記圧力の関数として前記フィルム間の静電容量を測定して、それにより前記可撓性フィルムの一方が前記フィルムの前記他方に関して移動するように構成された電気的接続部を備えた圧力検出用装置において、
前記第１および第２のフィルム間に取り付けられた無孔可撓性隔膜を有し、前記第１および前記第２のフィルムの双方は有孔であって、前記無孔隔膜は前記第１および第２のフィルムから離間され、圧力が前記開口部で上昇すると前記第１のフィルムに向かって撓曲し、圧力が前記開口部で低下すると前記第２のフィルムに向かって撓曲し、それにより、前記無孔隔膜と前記第１および第２のフィルムの少なくとも一方との間の静電容量を変化するように構成された、圧力検出用装置。
【請求項２】
前記無孔隔膜が前記絶縁体と連通して一方の面に取り付けられ、他方の面では前記無孔隔膜と前記第２のフィルムとの間に配置された第２の絶縁体に取り付けられ、前記第２のフィルムは前記第２の絶縁体および前記センサチャンバ画定部品とに取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記無孔隔膜はその表面に導電部分を有するプラスチックフィルムである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プラスチックフィルムはその表面に金属被膜部分を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記プラスチックフィルムはその表面の一部に誘電体フィルムを有する、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
密閉チャンバ画定部品と、
２つの面を有し、前記密閉チャンバ画定部品の前記チャンバと連通して一方の面に取り付けられ、導電性表面を有する第１の有孔フィルムと、
前記第１のフィルムの前記他方の面に取り付けられる第１の絶縁体と、
２つの面を有し、前記第１の絶縁体と連通して一方の面に取り付けられ、導電性表面を有する無孔可撓性隔膜と、
前記無孔隔膜の一方の面に取り付けられる第２の絶縁体と、
２つの面を有し、前記第２の絶縁体の他方の面に取り付けられる第２の有孔フィルムと、
前記第２のフィルムの前記他方の面に取り付けられ、検出する対象の雰囲気と連通するための開口部を備えた、センサチャンバ画定部品と、
前記第１および前記第２のフィルムならびに前記無孔隔膜を接触させ、前記開口部を介して導入される前記センサチャンバ内の前記圧力の関数として前記隔膜と少なくとも１つのフィルムとの間の静電容量を測定して、それにより前記一方の無孔隔膜が前記フィルムの一方に関して移動するように構成された電気的接続部と、を有する圧力検出用装置。
【請求項７】
前記無孔隔膜はその表面に導電部分を有するプラスチックフィルムである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記プラスチックフィルムはその表面に金属被膜部分を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記プラスチックフィルムはその表面の一部に誘電体フィルムを有する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
密閉チャンバを画定するための密閉チャンバ画定部品手段と、
雰囲気を前記密閉チャンバ手段に通す第１の有孔フィルム手段であって、２つの面を有し、前記密閉チャンバ画定部品の前記チャンバ手段と連通して一方の面に取り付けられ、導電性表面を有する第１の有孔フィルム手段と、
前記第１のフィルム手段を離間し、前記第１のフィルムの前記他方の面に取り付けられる第１の絶縁体手段と、
圧力の変化を受けて撓曲する無孔可撓性隔膜手段であって、２つの面を有し、前記第１の絶縁体手段と連通して一方の面に取り付けられ、導電性表面を有する無孔可撓性隔膜手段と、
前記無孔隔膜を離間し、前記無孔隔膜手段の一方の面に取り付けられる第２の絶縁体手段と、
雰囲気を前記無孔隔膜手段に通す第２の有孔フィルム手段であって、２つの面を有し、前記第２の絶縁体手段の他方の面に取り付けられる第２の有孔フィルム手段と、
前記第２の可撓性隔膜手段の前記他方の面に取り付けられ、検出する対象の雰囲気と連通するためのポート手段を備えたセンサチャンバ画定部品と、
前記第１および前記第２のフィルム手段ならびに前記無孔隔膜手段を接触させ、前記開口部を介して導入される前記センサチャンバ内の前記圧力の関数として静電容量を測定して、それにより前記１つの無孔隔膜が前記フィルムの１つに関して移動するように構成された電気的接続部と、を有する圧力検出用装置。
【請求項１１】
前記無孔隔膜はその表面に導電部分を有するプラスチックフィルムである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プラスチックフィルムはその表面に金属被膜部分を有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記プラスチックフィルムはその表面の一部に誘電体フィルムを有する、請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して圧力センサ技術に関し、より詳細には、正または負の圧力の変化に対するガス系および液体系の圧力検出用の圧力センサの使い捨てまたは大量使用用途のための低コストの圧力センサに関する。これは、２００３年１２月３０日に出願された先行出願第１０／７４８８１７号の一部継続出願であり、同出願は本明細書に援用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明は、さらされる雰囲気に応じて正および負の圧力の双方を測定できる低コストで、効果的なメソ圧力センサの改良を提供する。センサは密閉チャンバ画定部品を含み、多くの商業的供給源から容易に調達できる安価で、射出成形されたプラスチックおよびプラスチックフィルムで形成されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
導電性表面を有する第１の有孔硬質フィルムが、密閉チャンバ画定部品のチャンバと連通して一方の面に取り付けられ、他方の面では第１の絶縁体に取り付けられる。導電性表面を有する無孔可撓性隔膜が第１の絶縁体と連通して取り付けられる。第２の有孔硬質フィルムから分離するために、第２の絶縁体が無孔隔膜に取り付けられる。最後には、検出する雰囲気と連通するための開口部を形成するために、センサチャンバ画定部品が第２の可撓性隔膜の他方の面に取り付けられる。
【０００４】
第１および第２のフィルムならびに無孔可撓性隔膜を接触させる適切な電気的接続部を使用して、開口部を介して導入されるセンサチャンバ内の圧力の関数として隔膜間の静電容量を測定して、それにより無孔隔膜が有孔可撓性隔膜の１つに関して移動するようにする。
【０００５】
本発明をより完全に理解するために、ここに図面について述べる。
これらの図面では、同様の参照文字が複数の図面を通して同一のまたは対応する構成要素および装置を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の圧力センサは、同一発明者によってなされ、同一権利者により所有され、２００３年１２月３０日に出願された先行出願第１０／７４８８１７号に開示の構成要素を有し、同出願は本明細書に援用される。
【０００７】
図１を参照すると圧力センサ１０の全体が示されており、この圧力センサ１０は、閉鎖チャンバ１３を画定する上部チャンバ形成要素１１と、開放チャンバ１７を画定し、ポート１９を有し、下部チャンバ形成要素１５とを備える。チャンバ画定要素１１および１７は、プラスチックまたは別の非導電性物質で形成されてよく、成形または加工されてもよい。要素１１および１７は、いずれの金属被膜も別のパターニングも有していない。上部または第１の有孔フィルム２１が閉鎖チャンバ形成要素１１に取り付けられ、この有孔フィルム２１はその別の面に第１の絶縁体またはスペーサ２３を有する。フィルム２１は、金属被膜または誘電体フィルムを有するプラスチックフィルムであってよい。フィルム２１は有孔であり、動作中は硬質状態を保つことができる。
【０００８】
下部のまたは第２の有孔フィルム２７が、下部チャンバ形成要素１５とスペーサ２５の別の面とに取り付けられる。フィルム２７は、金属被膜を有するまたは誘電体フィルムで形成されたプラスチックフィルムでよく、密閉された空洞部または閉鎖チャンバ１３と連通している。好ましくは、スペーサ２５はやはりプラスチックで形成され、金属被膜を含まない。
【０００９】
可撓性で、無孔である中央の隔膜２９が、スペーサ２３および２５の間に取り付けられる。無孔隔膜２９は、チャンバ１７内の圧力が上昇または低下するかに応じて、フィルム２１または２７と協働して容量ブリッジ差動部を形成する。無孔隔膜は、チャンバ１７内の上昇圧力と共にフィルム２１に向かって移動し、チャンバ１７内の圧力が低下するとフィルム２７に向かって移動する。
【００１０】
図２は図１の部品の分解図であり、平面図として示している。上部チャンバ形成要素１１は、空洞部１３と、電気的接触のため開口している孔３１とを含む。フィルム２１は電気的接触のための孔３１を含み、孔または穿孔３３を有し、接触点３５を含む。スペーサ２３も電気的接触のための孔３１を有する。フィルム２７もまた孔３３を備えた有孔であり、接触のための接触点３５を有する。最後には、下部チャンバ画定要素１５はポート１９を介する圧力経路が設けられ、空洞部１７を含む。
【００１１】
フィルム２１および２７の孔３３は、これらのフィルムの中心から等間隔であるように図２には示されている。これは、孔３３の存在を例示するだけのために示されている。孔３３は、例えばフィルム２１および２７の外周近く、または孔の一部もしくは全部が他の孔に関して異なった方向付けとなるパターンなど、フィルム２１および２７のいずれの場所にも配置されることができる。フィルム２１の孔の配置はフィルム２７と同一である必要はない。孔の数はわずか１つでもよく、所望するだけ多くてもよい。任意のパターンを用いてもよい。孔の働きは圧力の変化を装置に伝えることを可能にし、それにより隔膜２９がフィルム２１もしくは２７または双方の容量関係を変化させることを可能にすることである。
【００１２】
理解できるように、図１および図２の装置は、無孔隔膜２９の隔膜が２つの有孔フィルムのいずれに向かっても偏向することを可能にし、この隔膜を追加することによって、装置が従来の設計に比べてはるかに広い用途を有することを可能にする。検出する対象の雰囲気は、大気、ガスポンプ、化学および電解の反応などのガス、または反応器、試験器具、ポンプなどの液体を含む任意の流体であってよい。
【００１３】
本発明の詳細な実施形態を示し、述べてきたが、これらは単に例示に過ぎず、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、本明細書に述べられた実施形態に当業者によって変更および修正がなされてもよい。このような均等の変更および修正はこの発明の範囲内に含まれることを意図しており、添付の特許請求項により規定する場合を除き、本発明を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】正および負の圧力センサとしての本発明の断面側面図である。
【図２】図１に示した実施形態の分解平面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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