(57)【要約】ハウジングの内部のチェンバは、ハウジングの周囲と、ガス交換パスによって通じている。そのガス交換パスには、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料が置かれている。そのチェンバは、例えば、電子回路を収容するのに用いられ、または、相対圧センサーの参照圧力チェンバとして用いられる。参照圧力に対する計測圧力をとらえる、本発明の相対圧チェンバは、参照圧力にさらされうる表面と参照圧力チェンバ２２の開口との間に広がる参照圧力パス２３と、その参照圧力パスに配置され、疎水性の、または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備えるフィルタ要素３０とを備える。そのフィルタ要素は、Ｎ2およびＯ2に対する浸透性のための圧力補償を可能にすると共に、他方では、水分子を選択的にブロックする。そのナノ多孔性材料は、好ましくは、無機物質、特に、Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，または、ＳｉＯ2を備える。そのナノ多孔性材料は、好ましくは、疎水性を有し、および／または、疎水性レイヤ、好ましくはシランの疎水性レイヤを染み込ませることで、疎水性を最適化している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照圧力に対する計測圧力をとらえる相対圧センサーにおいて、
ベースボディーと、参照圧力チェンバを形成すべく、圧力を通さないように縁領域に沿って前記ベースボディーに接続された計測ダイアフラムとを有するセンサー要素を備え、
前記計測ダイアフラムは、前記参照圧力チェンバから離れる方を向き、かつ、前記計測圧力にさらされうる第１のダイアフラム面と、前記参照圧力チェンバの方を向きうる第２のダイアフラム面とを有し、
前記第２のダイアフラム面が前記参照圧力にさらされうるように、前記参照圧力にされされうる面と前記参照圧力チェンバの開口との間に広がる参照圧力パスと、
前記参照圧力パスに配置されたフィルタ要素とを備え、
前記フィルタ要素は、疎水性の、または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備えることを特徴とする相対圧センサー。
【請求項２】
前記ナノ多孔性材料は、サポート材上にレイヤとして配置されるか、または、多孔性のサポート材の基質内に配置されることを特徴とする請求項１記載の相対圧センサー。
【請求項３】
前記ナノ多孔性材料は、Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，Ｂ2Ｏ3，ＣｅＯ2，ムライト，ゼオライト，ケイ酸塩（アルミノケイ酸塩，ケイ酸アルミニウムベリリウム，アパタイト，ケイ酸塩鉱物），リン酸塩，ＳｉＣまたはＳｉ3Ｎ4，炭素，バイコール・ガラス（Vycor Glass）のいずれかの物質、または、これら物質の混合物であることを特徴とする請求項１記載の相対圧センサー。
【請求項４】
ナノ多孔性材料が、ormocer、または、無機ポリマー、特に、シリコーン樹脂、ポリカーボシラン、または、ポリカーボシラザンを備えることを特徴とする請求項１または２記載の相対圧センサー。
【請求項５】
ナノ多孔性材料における平均の孔の直径が、４ｎｍより小さい、好ましくは、２．５ｎｍより小さい、より好ましくは、０．４から２ｎｍの間である、更により好ましくは、０．５から１．５ｎｍの間である、特に好ましくは、０．７から１ｎｍの間であることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の相対圧センサー。
【請求項６】
前記ナノ多孔性材料には、疎水性のレイヤが敷かれていることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の相対圧センサー。
【請求項７】
前記疎水性のレイヤは、少なくとも１つの有機シランを含むことを特徴とする請求項６記載の相対圧センサー。
【請求項８】
内部にチェンバ（４１）が形成されたハウジング（４０）を備える装置において、ガス交換パスによって前記チェンバが前記ハウジング（４０）の周囲と流体で通じる、少なくとも１つの開口（４２，４３）と、前記ガス交換パスに配置された少なくとも１つのフィルタ要素（４４，４５）とを備え、前記フィルタ要素は、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備えることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記チェンバ（４１）は、入り口の開口（４２）と出口の開口（４３）とを備え、前記フィルタ要素（４４，４５）は、両方のガス交換パスにそれぞれ配置され、前記フィルタ要素（４４，４５）は、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記入り口開口（４４）と前記出口開口（４５）とを通るエアーフローを生じさせる送風機を更に備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、例えば、湿気に反応する電子回路を持つハウジングや、湿気に反応するセンサーを持つ測定装置のような、湿気に反応する部分を持つハウジングまたは装置に関する。このグループの装置は、特に、相対圧センサーを備える。
【背景技術】
【０００２】
相対圧センサーは、現在の広がっている、大気中のまたは周囲の圧力に対する、媒体、例えば、液体、ガスまたは蒸気、の圧力を測定するのに用いることができる。この大気中の、または、周囲の圧力は、それゆえ、参照圧力として用いることができる。この意味で、参照される空気の湿気が問題となることが示される。湿気は、参照圧力ラインを介してそのセンサー内に広がり、かつ、露点より下の温度で、凝結することができるからである。それゆえ、湿気がセンサー内に広がることを回避するために、多大なる努力がなされてきた。
【０００３】
例として、日本国特願平０７−１１０３６４号では、参照圧力チェンバを形成すべく、ベースボディーと、圧力を通さないように縁領域に沿って上記ベースボディーに固定されたダイアフラムと、を有する静電容量式の相対圧センサーが開示されている。参照エアーは、参照圧力ラインと穴とを通って、参照圧力チェンバ内に注入される。参照圧力ライン内には、参照エアーを乾燥させるための吸水部がある。
【０００４】
この解決は、吸水部内の湿気の含有量が高められる限りは、不満足なものである。吸水部が飽和すると、または、温度が上昇し、境界の水分の一部が、再び脱着（ desorb ）可能になると、湿気がそのセンサー内に広まる。
【０００５】
公開番号９７４８２５Ａ２を生み出す欧州特許願では、別のアプローチがフォローされている。相対圧センサーの構造は、一般には、上述した通りだが、吸水部の代わりに、疎水フィルタ要素が用いられている。この要素は、センサー内の温度が、決してそれより低下することがないような、そして、好ましくは、そのセンサーの内部の温度よりかなり冷たい温度に保たれている。このようにして、湿気は、そのフィルタ要素の外で、そのフィルタ温度が、より暖かい外界の露点より低下した場合に、凝結する。それゆえ、センサーの内部に侵入するエアーは、そのフィルタ温度における、関連する大気中の湿度１００％に対応する水分の含有量しか持たない。しかしながら、そのセンサー内の温度は、決してフィルタの温度より下がることなく、実際には、フィルタの温度より上にあるので、露点に至ることはなく、センサーの内部で、湿気が凝結する可能性はない。
【０００６】
そのフィルタ要素の要求される冷却化は、例えば、食品業界において用いられるセンサーにおいて、そのフィルタ要素を、冷却プロセス媒体とセンサーのハウジングを介して、熱的に接触させることにより達成される。記述されている装置は、吸水部での飽和の問題が発生しない限りは有利である。
【０００７】
他方では、そのフィルタ要素の温度を制御する必要性は、ある適用には受け入れることができない、かなりの設計上の制約を強いる。
さらに、ユーザは、圧力計測器の動作およびメンテナンスに関する制約に支配されている。例として、そのフィルタ要素が、清掃作業の途中で、センサーの内部の通常の動作温度の上の温度にまで加熱されるならば、湿度の高いエアーが、そのセンサー内に浸入することが可能になり、この湿気は、通常の動作温度で凝結しうる。
【０００８】
同様の理由によって、上述のフィルタ要素、または、吸水部は、冷却または圧力の調整を目的として、周囲とのガス交換を要求する、湿気に反応する部分を持つ他の装置にも、適していない。これは、周囲の温度の変化と、関連する相対的な湿度の変化とが期待されるような場合に、特に、当てはまる。このような湿気に反応する部分は、例えば、電子回路であってもよい。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、それゆえ、上述の問題を解決しうるフィルタ要素を有する装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、その目的は、独立の請求項１記載の相対圧センサーおよび独立の請求項８記載の装置によって達成できる。本発明のさらなる利点および側面は、従属クレーム、明細書、および、図面において示されている。
【００１０】
その装置は、内部にチェンバを形成するハウジングを備え、そのハウジングは、チェンバがガス交換パスによってハウジングの周囲と流体的に通じる際に通る少なくとも１つの開口部と、上記ガス交換パスに配置されたフィルタ要素とを備え、そのフィルタ要素は、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料（nanoporous material）を備える。
【００１１】
特に、好ましい実施形態においては、そのチェンバは、それぞれのガス交換パスによってチェンバの周囲と流体的に通じる際に通る、インレット開口部とアウトレット開口部とを備える。双方のガス交換パスには、それぞれ、フィルタ要素が設けられており、そのフィルタ要素は、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備える。
【００１２】
その装置は、電子回路のハウジングに特に適している。選択的には、エアーの流れが、従来の通気孔によりチェンバを介してガイドされ、したがって、効率的な熱交換を可能としてもよい。
【００１３】
参照圧力に対する計測圧力をとらえる本発明の相対圧センサーは、
ベースボディーと、参照圧力チェンバを形成すべく、圧力を通さないように縁領域に沿って前記ベースボディーに結合された計測ダイアフラムとを有するセンサー要素を備え、
その計測ダイアフラムは、参照圧力チェンバから離れる方を向き、計測される圧力にさらされうる第１のダイアフラム面と、参照圧力チェンバの方を向いた第２のダイアフラム面とを有し、
結果として前記第２のダイアフラム面が参照圧力にさらされうるように、参照圧力にさらされうる面と参照圧力チェンバ内の開口部との間に延びる参照圧力パスと、
その参照圧力パス内に配置されたフィルタ要素と、を備え、
前記フィルタ要素は、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備える。
【００１４】
そのナノ多孔性材料は、好ましくは、多孔性のサポート材上にレイヤとして配置され、または、多孔性のサポート材の基質内に埋め込まれる。サポート材は、特に、要求された物理的な安定性を確保するのに用いられる。
【００１５】
そのナノ多孔性材料は、好ましくは、無機材料、特に、セラミック材料、Ａｌ2Ｏ3またはＴｉＯ2がより好ましい。また、ＺｒＯ2，ＳｉＯ2，アルミノケイ酸塩，ケイ酸アルミニウムベリリウム，アパタイト，ケイ酸塩鉱物（きん青石），ムライト，ゼオライト，ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，炭素，バイコール・ガラス（Vycor Glass），及びそれらの混合物も、原則として適している。
【００１６】
この意味で、“ナノ多孔性”という用語は、次のような小孔のサイズ分布を意味している。すなわち、小孔の頻度に基づく小孔サイズ分布の最大値が、小孔の直径が４ｎｍより小さいところにある、好ましくは、２．５ｎｍより小さいところにある、より好ましくは、０．４から２ｎｍの間にある、さらにより好ましくは、０．５から１．５ｎｍの間にある、特に好ましくは、０．７から１ｎｍの間にある、そのような小孔サイズ分布を意味している。特に好ましい例としての実施形態においては、その分布の最大値は、ほぼ０．９ｎｍである。
【００１７】
ゾル・ゲル過程を用いた好ましい製造過程は、一定のフィルタ動作を確実にする、十分に狭い小孔サイズ分布を達成するのに用いることができる。小孔の直径の最大値は、好ましくは、１０ｎｍより大きくなく、より好ましくは、５ｎｍより大きくなく、さらにより好ましくは、２ｎｍより大きくない。
【００１８】
マイクロ多孔性（microporous）、および、メソ多孔性（mesoporous）、という用語は、フィルタ技術において、ナノメートルの範囲の小孔サイズを有するレイヤを記述するのに、慣習的に用いられている。この技術によれば、メソ多孔性レイヤとして知られているものは、２ｎｍから５０ｎｍの間の小孔の直径を持つ。一方で、マイクロ多孔性レイヤとして知られているものは、２ｎｍより小さい小孔の直径を持つ。これらの定義状況から、本発明で用いられるナノ多孔性材料は、マイクロ多孔性の範囲、または、メソ多孔性の範囲の下端、に分類されることになる。以下の本文では、“ナノ多孔性”という用語は、引き続き、本発明で用いられる材料と関連付けて用いられる。
【００１９】
そのナノ多孔性材料のレイヤの厚みは、個々の場合において、小孔のサイズ分布と疎水性とに依存する、望まれるフィルタ動作に適合してもよい。そのフィルタ動作を、危うくするような欠陥がその材料にないように、そのレイヤは十分に厚くなければならない。
【００２０】
他方では、ナノ多孔性レイヤは、そこを通過するガス、例えば、Ｎ2またはＯ2、のフロー抵抗を最小化するために、可能な限り薄いことが、適切であるとされている。そして、そのフィルタ要素の表面は、要求されるフィルタ動作のためにある、単位面積当たりのフロー抵抗において、圧力パルスの結果として、そのフィルタ要素を介して、十分に速い圧力の補償が可能なように設計されることとなる。
【００２１】
ナノ多孔性レイヤを有するフィルタ要素の場合のガス状の媒体における典型的な伝導率は、ほぼ、２０から８００ｍｍ3／（ｃｍ2ｓ  ｂａｒ）、であり、好ましくは、２０から２００ｍｍ3／（ｃｍ2ｓ  ｂａｒ）である。
【００２２】
そのナノ多孔性材料のレイヤの厚みは、好ましくは少なくとも２０ｎｍはあり、より好ましくは少なくとも４０ｎｍはあり、特に好ましくは少なくとも８０ｎｍはある。そのナノ多孔性材料のレイヤの厚みは、好ましくは４μｍを越えることはなく、より好ましくは２μｍを越えることはなく、さらにより好ましくは１μｍを越えることはなく、特に好ましくは０．５μｍを越えることはない。
【００２３】
特に、かなりの温度変化を伴う場合への適用においては、そのナノ多孔性レイヤのサポート材は、そのフィルタ材への物理的な圧力を最小化するために、好ましくは、そのフィルタ材と同様の熱的な膨張の振る舞いを持つ。しかしながら、そのナノ多孔性材料のレイヤの厚みが減少するに従い、この要求の重要性は減る。
【００２４】
化学的に、および／または、形態的に異なる、２、３、または、より多くのレイヤを有するレイヤシステムも、本発明を実現するのに適している。この意味で、少なくとも１つのナノ多孔性材料のレイヤを有し、小孔のレイヤが段状に次から次へと続くようなレイヤシステムが好適とされている。
【００２５】
フィルタ要素の好適なグループにおいては、それら要素は、小孔の平均サイズが０．７から１．２ｎｍ、好ましくは、ほぼ０．９ｎｍであり、そのナノ多孔性レイヤの平均的な厚みが３０から１００ｎｍの間、好ましくは、４０から７０ｎｍの間、特に好ましくは、４５から５５ｎｍの間にある、ＴｉＯ2のナノ多孔性レイヤのレイヤ構造をもつ。その記述されるナノ多孔性のレイヤは、小孔の平均サイズが３から１０ｎｍの間、好ましくは４から７ｎｍの間、特に好ましくは５から６ｎｍの間であり、平均的な厚みが、３００−１０００ｎｍ、好ましくは４００−８００ｎｍ、特に好ましくは４５０−５５０ｎｍである、好ましくはＴｉＯ2のセラミックの中間のレイヤに適用される。その中間のレイヤは、さらに、増大した小孔サイズと増大した厚みとを有する、一連のサポートレイヤに適用される。これらサポートレイヤは、好ましくは、Ａｌ2Ｏ3を含む。サポートレイヤは、最大の小孔を持ち、その最上部には、より微細な小孔を有するサポートレイヤが形成されており、好ましくは、小孔の平均サイズが数μｍ、（より）好ましくは、２から１０μｍの間、特に好ましくは２．５から５μｍの間にあり、そして、その厚みが、数百μｍからほぼ２ｍｍまで（の間）にある。
【００２６】
互いに分離して作用するレイヤ群は、好ましくは、例えば「Labot et al., International Journal of High Technology Ceramics 3(1987), pages 143-151」に記述されるように、ゾル・ゲル過程を用いて提供される。
ゾル・ゲル過程においては、加水分解の手段と凝結条件とによって、小孔のサイズは、非常に正確にコントロールすることができる。さらに、上記Labot et al.において説明されるように、発熱温度は、望まれる小孔サイズに適合させられる。
【００２７】
適切なダイアフラム材は、「Hermsdorfer Institut fur Technische Keramik」または「Inocermic GmbH」からも入手できる。その他の適切な材料は、「KEMIHOFA」（登録商標）の下に取引される。
【００２８】
フィルタ材の疎水性は、適切なコーティングによって改善することができる。この目的のために、そのダイアフラムに、好ましくは、溶液中に疎水性物質を含む有機溶媒を染み込ませる。その疎水性物質の濃度はさほど厳格ではないが、０．５−２０重量％の濃度、好ましくは、０．５−１０重量％の濃度、特に好ましくは０．５−５重量％の濃度は、疎水性を持たせるのに適していることが分かった。
【００２９】
原則としては、ワックス、脂肪族および芳香族の炭水化物、シリコーン、シリコーン樹脂のような、あらゆる望まれる疎水性物質が、適している。とりわけ、Ｒが疎水基を示し、Ｘが疎水化可能なグループを示し、そして、１≦ｙ≦３である、式Ｒy−Ｓｉ−Ｘ4-yにて示されるシラン（silanes）が特に、好ましい。メチルシラン（Methyl silanes）、フェニルシラン（phenyl silanes）、オクトデシルトリクロロシラン（octadecyltrichlorosilane）、ジ・ドデシル・ジフルオルシラン（di-(dodecyl)-difluorosilanes）、および、その他のフッ素を含むシランは、特に、好ましい。Ｒy−Ｚｒ−Ｘ4-y，Ｒy−Ｔｉ−Ｘ4-yも適している。
【００３０】
キャリア媒体と疎水化用薬剤とが貫通できる孔幅をもつ開放された多孔性によって、染み込みが促進される。完全には凝固していないレイヤや、染み込み段階中に膨張する構造もまた適している。
【００３１】
疎水用のコーティングについてのさらなる詳細については、例えば、英国特許願ＧＢ２０１４８６８Ａに公表されている。
さらに、疎水性材料は、そのレイヤを疎水化するために、蒸着によりナノ多孔性レイヤ上に堆積させることもできる。溶剤によりコーティング作用が弱まる場合に、蒸着は、特に適している。
【００３２】
フィルタ材に疎水溶液を引き続き染み込ませる代わりに、疎水性物質をスターティング（starting）材料と混合することも可能である。そのような物質の例は、ormocers（有機改質セラミックス（organic modified ceramics）の短縮形）のような、有機／無機の混合材料である。この目的における適切なスターティング材料の例は、テトラエチルオルトシラン（tetraethylorthosilane）、および、メチルトリエキトシシラン（methyltriethoxysilane）である。
【００３３】
熱分解された炭素に基づく、または、コロイド性の有機物質に基づく、ナノ多孔性レイヤでは、疎水性の粒子は、既にもともと十分に疎水性を有するので、どのような付加的な疎水化も要求しない。
【００３４】
上記した原則に基づいて設計されたフィルタ要素は、周囲の空気と参照圧力チェンバとの間の圧力の補償（打ち消し）を弱めることなく、露点より上の温度においてさえも、空気中の水分が、そのフィルタ要素によって保たれることを保証する。このようにして、その参照圧力チェンバ内の空気中の水分の含有量は、そのセンサー環境の露点より低い温度においてさえも、参照圧力チェンバ内の相対的な大気の湿度が、長い期間に渡って１００％より低くとどまるように低く設定される。よって、水分の凝結が回避できる。
【００３５】
そのフィルタ要素は、参照圧力パス中の任意の望まれる場所に配置することが可能ではあるが、フィルタ要素にとっては、参照圧力にさらされうる表面付近に配置されるか、または、この表面に統合されるかするのが好ましい。
【００３６】
相対圧センサーは、通常、センサー要素が配置されたハウジングを備える。そして、この場合、その参照圧力にさらされる表面は、好ましくは、ハウジングの表面である。
計測シグナルを生成する電子回路は、通常、相対圧センサーのハウジングのセクションに配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明を、添付の図面を参照しつつ、説明する。
本発明の相対圧センサーはハウジング１０を備え、その内部に、好ましくは円柱状の構造であるセンサー要素２０が配置されている。
【００３８】
そのセンサー要素はベースボディー２６を備え、これは圧力を通さないように計測ダイアフラム２１に接続され、その計測ダイアフラムとの間には参照圧力チェンバ２２が形成される。第１のダイアフラム面は、ベースボディー２６から離れる方を向いており、結合部１１を通ってハウジング内のキャビティ（空洞）１２に導かれる計測圧力にさらされうる。その空洞は、計測ダイアフラム２１によって範囲が定まっており、好ましくは、その空洞を密閉するために、輪状のシール１３がハウジングの閉鎖面と計測ダイアフラム２１との間で軸方向に締められる。
【００３９】
計測ダイアフラム２１の圧力に依存する変形は、適切な手段、例えば、容量的、抵抗的、または誘導的に検出されて、計測信号に変換され、ハウジングからライン２７を介して取り出される。これらの計測原理を実行する方法の詳細は、当業者にとっては一般的な知識であるので、ここでは、説明を要しない。
【００４０】
ベースボディー２６の方を向いている、計測ダイアフラム２１の第２のダイアフラム面は、参照圧力ライン２３を介して参照圧力チェンバ２２内に導かれる参照圧力にさらされうる。
【００４１】
参照圧力ライン２３は、好ましくは、ハウジング１０から外に向かって径方向に案内され、周囲の大気に通じる開口部２５を有するフィルタチェンバ２４内に開放されている。フィルタチェンバ２４の断面領域の全体を占有する、ダイアフラム様のフィルタ要素３０は、フィルタチェンバ２４内に配置されている。その縁領域では、フィルタ要素は、フィルタチェンバに、ガスを通さないようにして接続されていて、全てのガスは、ダイアフラム様のフィルタ要素の表面を通って運ばれる。
【００４２】
そのフィルタチェンバは、好ましくは、そのフィルタ要素を物理的なダメージから保護するために、ガス入り口付きのカバーを有していてもよい。フィルタ要素のその他の配列も考えられるが、原則として、そのフィルタ要素が物理的な負荷から保護されることが望ましい。同様に、そのフィルタ要素は、本発明の相対圧センサーが、そのような物質（強力な反応物）の近くで用いられる場合には、強力な（その）反応物から保護されるべきである。
【００４３】
そのフィルタ要素は、疎水性の有機シランの染み込んだ、ナノ多孔性材料を有している。
この場合の実施例における、そのフィルタ要素は、以下の表１に示されるレイヤ構造をもつ。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
平均の孔サイズが０．９ｎｍである、フィルタ要素の孔サイズの分布は、図２に示される。非常に狭い孔サイズ分布のために、そのフィルタ要素全体に対し、均一なフィルタ動作が期待される。
【００４６】
フィルタ要素が、本発明の相対圧センサーのスタートアップ性能を減じるかを調べるために、４００mbarの公称圧力範囲の相対圧センサーが、６barの過負荷の圧力にさらされる。その圧力を可能な限り速く開放した後の段階的な応答は、フィルタ要素と共に、または、フィルタ要素を除いて、個々の場合において計測される。この実施形態においては、相対圧センサーは、圧力が加えられなければ、ほぼ２０ｍｍ3の内部容積を有する。過負荷の圧力が加えられた場合に、その内部容積は、ほぼ７ｍｍ3となり、標準圧力におけるほぼ１３ｍｍ3のガス体積が、圧力の開放後の平衡状態に達するのに、そのフィルタ要素を通過したことになる。代表的な計測結果は図３に示される。図では、上図の上のカーブが、フィルタ付きについての段階的な応答を示し、上図の下のカーブが、フィルタなしについての段階的な応答を示している。下図は、その２つのカーブを重ね合わせたものである。２つのカーブは実質的に同一である。このことから、そのフィルタ要素の段階的な応答は、実際上、減じられていないことが理解される。
【００４７】
フィルタ要素付き、および、無しの、スタートアップ時間は、２１０ｍｓである。このスタートアップ時間の後の出力信号は、±０．２５％のエラー帯域にある。ほぼ１０秒の計測時間に渡り、いかなる遅延効果も検出できなかった。
【００４８】
結果として、圧力変動への応答としての、相対圧センサーの計測の正確さとスタートアップ時間は、そのフィルタ要素によって、いかなる点でも減じられてはいない。
本発明の相対圧センサーの製造中には、参照圧力チェンバ２４が完全に乾燥していることが保証されなければならない。参照圧力チェンバに含まれる湿気は、フィルタ機能のために、逃がすことができないからである。
【００４９】
本発明の相対圧センサーのセンサー要素は、特に、容量的な、抵抗的な、または、誘導的なセンサー要素であってもよい。しかし、本発明は、選択された計測原理に関係なく、いかなるセンサー要素に対しても実行されることが可能である。
【００５０】
原則として、相対圧センサーに対しては、どのような望ましい配置も可能である。例えば、計測ダイアフラムの第１のダイアフラム面が、計測される媒体と直接に接触してもよいし、または、分離用のダイアフラムをもつ分離体を提供することもできる。この場合、その分離用のダイアフラムは、計測される媒体と接触し、かつ、その計測ダイアフラムに現れる圧力は、その計測ダイアフラムの第１のダイアフラム面に水圧により（hydraulically）伝達される。この目的のために要求される計測は、当業者にはよく知られており、ここでは、詳細な説明を要さない。
【００５１】
最後に、図４は、その内部にチェンバ４１が形成された、電子回路４０用のハウジングを示す。そのチェンバは、第１の開口部４２と第２の開口部４３とを備え、それらを介して、チェンバは、ハウジングの周囲と通じる。フィルタ要素４４、４５は、第１の開口部４２と第２の開口部４３とに、それぞれ、置かれる。それらフィルタ要素は、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性の膜を備える。それらフィルタ要素の詳細については、本発明の相対圧センサーのフィルタ要素についての上の記述が参照される。その中に記述されたそれらフィルタ要素は、いかなる制約も受けることなく、本発明の電子回路用のハウジングに適している。
【００５２】
チェンバ４１を通過するガスを増加するために、選択的に、送風機が設けられてもよい。これは、（不図示の）電子回路で消費される熱が、熱の対流によって移動することができないならば、必要になる。
【００５３】
ハウジングの所定容積、または要求される冷却速度に対する、フィルタ要素の寸法についての更なる見地については、当業者にとっては、いかなる、さらに進んだ詳細な議論を行うこともなく、容易に導くことができるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明の相対圧センサーの長手方向の断面を示す。
【図２】図２は、好ましいフィルタ要素における、ナノ多孔性材料の孔の直径の頻度分布を示す。
【図３】図３は、フィルタなしの相対圧センサーにおける段階的な応答と比較した、本発明のフィルタ付きの相対圧センサーにおける、圧力パルスへの段階的な応答を示すと共に、その２つの段階的な応答曲線を重ね合わせて示す。
【図４】図４は、本発明の電子回路用のハウジングを示す。
【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月4日(2003.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照圧力に対する計測圧力をとらえる相対圧センサーにおいて、
ベースボディーと、参照圧力チェンバを形成すべく、圧力を通さないように縁領域に沿って前記ベースボディーに接続された計測ダイアフラムとを有するセンサー要素を備え、
前記計測ダイアフラムは、前記参照圧力チェンバから離れる方を向き、かつ、前記計測圧力にさらされうる第１のダイアフラム面と、前記参照圧力チェンバの方を向きうる第２のダイアフラム面とを有し、
前記第２のダイアフラム面が前記参照圧力にさらされうるように、前記参照圧力にされされる面と前記参照圧力チェンバの開口との間に広がる参照圧力パスと、
前記参照圧力パスに配置されたフィルタ要素とを備え、
前記フィルタ要素は、平均の孔の直径が４ｎｍより小さい、疎水性の、または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備えることを特徴とする相対圧センサー。
【請求項２】
前記ナノ多孔性材料は、サポート材上にレイヤとして配置されるか、または、多孔性のサポート材の基質内に配置されることを特徴とする請求項１記載の相対圧センサー。
【請求項３】
前記ナノ多孔性材料は、Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，Ｂ2Ｏ3，ＣｅＯ2，ムライト，ゼオライト，ケイ酸塩（アルミノケイ酸塩，ケイ酸アルミニウムベリリウム，アパタイト，ケイ酸塩鉱物），リン酸塩，ＳｉＣまたはＳｉ3Ｎ4，炭素，バイコール・ガラス（Vycor Glass）のいずれかの物質、または、これら物質の混合物であることを特徴とする請求項１記載の相対圧センサー。
【請求項４】
ナノ多孔性材料が、ormocer、または、無機ポリマー、特に、シリコン樹脂、ポリカーボシラン、または、ポリカーボシラザンを備えることを特徴とする請求項１または２記載の相対圧センサー。
【請求項５】
ナノ多孔性材料における平均の孔の直径が、２．５ｎｍより小さい、より好ましくは、０．４から２ｎｍの間である、更により好ましくは、０．５から１．５ｎｍの間である、特に好ましくは、０．７から１ｎｍの間であることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の相対圧センサー。
【請求項６】
前記ナノ多孔性材料には、疎水性のレイヤが敷かれていることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の相対圧センサー。
【請求項７】
前記疎水性のレイヤは、少なくとも１つの有機シランを含むことを特徴とする請求項６記載の相対圧センサー。
【請求項８】
内部にチェンバが形成されたハウジングを備える装置において、前記チェンバがガス交換パスによって前記ハウジングの周囲と流体で通じる、少なくとも１つの開口と、前記ガス交換パスに配置された少なくとも１つのフィルタ要素とを備え、前記フィルタ要素は、平均の孔の直径が４ｎｍより小さい、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備えることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記チェンバは、入り口の開口と出口の開口とを備え、前記フィルタ要素は、両方のガス交換パスにそれぞれ配置され、前記フィルタ要素は、疎水性の、および／または、疎水性を持たされた、ナノ多孔性材料を備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記入り口開口と前記出口開口とを通るエアーフローを生じさせる送風機を更に備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
【国際調査報告】
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