(57)【要約】【課題】測定センサーを提供すること。【解決手段】測定センサーは、合成宝石用原石材料またはセラミック材料から製造され、第１の端部および第２の端部が設けられる細長いシェル部分（１）であって、第１の端部は、測定すべきプロセス媒体（２）中に配置されることを意図されている、細長いシェル部分（１）と、細長いシェル部分の内部で、このシェル部分の第１の端部に配置されるセンサー部分（３）と、測定電子機器（４）と、合成宝石用原石材料またはセラミック材料よりも柔らかい材料から製造され、測定電子機器（４）を取り囲むように配置される格納用構造体（５）とを備える。細長いシェル部分（１）の第２の端部は、格納用構造体（５）に対して支持されるように配置される。細長いシェル部分（１）は、接続ピース（６）を用いて格納用構造体（５）に固定される。接続ピース（６）は、細長いシェル部分（１）の製造材料の硬さ特性と格納用構造体（５）の製造材料の硬さ特性との間の硬さ特性を有する材料から製造される。【選択図】図１
2013195423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成宝石用原石材料またはセラミック材料から製造され、第１の端部および第２の端部が設けられる細長いシェル部分（１）であって、前記第１の端部は、測定すべきプロセス媒体（２）中に配置されることを意図されている、細長いシェル部分（１）と、前記細長いシェル部分の内部で、前記シェル部分の前記第１の端部に配置されるセンサー部分（３）と、測定電子機器（４）と、前記合成宝石用原石材料または前記セラミック材料よりも柔らかい材料から製造され、前記測定電子機器（４）を取り囲むように配置される格納用構造体（５）とを備え、前記細長いシェル部分（１）の前記第２の端部は、前記格納用構造体（５）に対して支持されるように配置される、測定センサーにおいて、前記細長いシェル部分（１）は、前記細長いシェル部分（１）の製造材料の硬さ特性と前記格納用構造体（５）の製造材料の硬さ特性との間の硬さ特性を有する材料から製造される接続ピース（６）を用いて前記格納用構造体（５）に固定されることを特徴とする、測定センサー。
【請求項２】
前記接続ピース（６）と前記細長いシェル部分（１）との間の接触表面積は、前記接続ピース（６）と前記格納用構造体（５）との間の接触表面積よりも小さいように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の測定センサー。
【請求項３】
前記細長いシェル部分（１）と前記接続ピース（６）との間の接触面および、それに応じて、前記接続ピース（６）と前記格納用構造体（５）との間の接触面は、複数の支持面（７、８）を用いて形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の測定センサー。
【請求項４】
前記支持面（７、８）は、平面、円筒面および／または球面であることを特徴とする、請求項３に記載の測定センサー。
【請求項５】
前記接続ピース（６）は、金属または複合材料から製造されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の測定センサー。
【請求項６】
前記格納用構造体（５）は、プラスチック材料から製造されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の測定センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、測定センサーに関し、この測定センサーは、合成宝石用原石材料またはセラミック材料から製造され、第１の端部および第２の端部が設けられる細長いシェル部分であって、第１の端部は、測定すべきプロセス媒体中に配置されることを意図されている、細長いシェル部分と、細長いシェル部分の内部で、このシェル部分の第１の端部に配置されるセンサー部分と、測定電子機器と、合成宝石用原石材料またはセラミック材料よりも柔らかい材料から製造され、測定電子機器を取り囲むように配置される格納用構造体とを備え、細長いシェル部分の第２の端部は、格納用構造体に対して支持されるように配置される。
【背景技術】
【０００２】
[0002]様々な測定事象が、ほとんどすべてのプロセス産業にかかわっている。しかしながら、ある産業部門では、測定事象は、技術的に極めて難しい状況である。例えば液体測定で使用される測定デバイスのために特別な要件が設定されるプロセス産業部門の例は、半導体産業である。半導体産業では、プロセスで使用されるほとんどすべての液体は、腐食性の強い酸または塩基である。その例は、ＫＯＨ、過酸化水素、およびフッ化水素（ＨＦ）を含む。
【０００３】
[0003]半導体産業のプロセスの特徴のため、金属は、プロセスと接触する部品での禁止材料である。これは、ただでさえ非常に少量の金属イオンがプロセスの最終製品、すなわち超小型回路を汚染することになるからである。その結果、プロセス測定デバイスおよびアクチュエータのための構造材料として、半導体産業は、プラスチックおよび鉱物を使用する。使用される材料の例は、フッ素プラスチック（ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、ＥＣＴＦＥ）ならびにスピネル、ＹＡＧ、ＧＧＧ、およびサファイアなどの合成宝石用原石を含む。
【０００４】
[0004]作業がしやすく、軽量で、手頃な価格であることから、フッ素プラスチックが、半導体産業で配管系部品のために最も広く使用される構造材料である。しかしながら、プラスチックの物理的特性は限定され、そのことが、光学的作業または熱伝導を必要とする作業に関連して、合成宝石用原石または鉱物を使用することが必要な理由である。
【０００５】
[0005]合成宝石用原石の光学的特性および摩耗特性は、優れており、例えば熱伝導率は、金属材料のそれと同じ程度である。セラミック材料もまた、同様の特性を有し、したがってこれらの材料もまた、いくつかの実施形態で使用可能である。
【０００６】
[0006]上記に基づくと、前述の材料は、半導体産業での構造材料として、要求が多い作業で使用するのに非常に適している。
[0007]従来技術に関する問題は、前述の材料、例えば合成宝石用原石から製造される部品、およびプラスチック材料から製造される部品を互いに固定することである。例えば半導体産業で使用される測定センサーでは、プロセス媒体と接触する部分はしばしば、合成宝石用原石材料から製造され、一方その機構の残りは、プラスチックでできている。
【０００７】
[0008]上記の状況では、あらゆる点で最適となる接続方法を見いだすことには、問題がある。従来のねじ式接続は、合成宝石用原石の硬さのために可能なことが極めてまれである。圧入式接続は、この場合もやはり、プラスチックの不十分な機械的特性のために可能でない。
【０００８】
[0009]上記の状況を参照すると、例えば合成宝石用原石から製造される窓または測定センサーは、流れおよび圧力などの、プロセスによって引き起こされる力、ならびにねじれ、引っ張り、および圧縮などの、デバイスを使用することによって引き起こされる力を受けることに留意することが重要である。合成宝石用原石は明らかに、プラスチックおよび金属よりも作業するのが困難であり、高価であり、したがって、合成宝石用原石から製造される部品の機械的形状は通常、できるだけ単純である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0010]本発明の目的は、従来技術の不利点が取り除かれることを可能にする測定センサーを提供することである。これは、本発明による測定センサーによって達成される。本発明による測定センサーは、細長いシェル部分が、細長いシェル部分の製造材料の硬さ特性と格納用構造体の製造材料の硬さ特性との間の硬さ特性を有する材料から製造される接続ピースを用いて格納用構造体に固定されることを特徴とする。
【００１０】
[0011]本発明の利点は、その単純さおよび多用途性であり、本発明を安価に作動させ、使用できるようにする。本発明の多用途性は、本発明が異なる構成に有利に適用されることを可能にする。
【００１１】
[0012]下記では、本発明は、添付の図面で述べられる例となる実施形態を用いてより詳細に述べられることになり、図面の唯一の図は、本発明による測定センサーの概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0013]図は、本発明による測定センサーの実施形態を概略的に示す。参照番号１は、合成宝石用原石材料から作られる細長いシェル部分を示す。細長いシェル部分の第１の端部は、測定すべきプロセス媒体２中に配置される。測定すべきプロセス媒体は、例えばプロセス配管またはプロセスサイロ中にあってもよく、その壁には、取付け具（ｆｉｔｔｉｎｇ）が設けられ、その取付け具によって、測定センサーは、細長いシェル部分の第１の端部がプロセス媒体と接触するように配置される。プロセス媒体２は、例えばプロセス液体であってもよい。
【００１３】
[0014]図での参照番号３は、シェル部分１の内部で、このシェル部分の第１の端部に配置されるセンサー部分を示す。センサー部分３は、例えば温度を測定するためのセンサー部分であってもよい。
【００１４】
[0015]図での参照番号４は、測定電子機器を示す。センサー部分３および測定電子機器４は、導体によって相互接続される。導体は、図で示されない。参照番号５は、合成宝石用原石材料よりも柔らかい材料から製造され、測定電子機器および図の例では細長いシェル部分１の一部も同様に取り囲むように配置される格納用構造体を示す。細長いシェル部分１の第２の端部は、格納用構造体５に対して支持されるように配置される。
【００１５】
[0016]上で示される構造およびその動作は、当業者にとってまったく従来技術を表し、したがって、それらは、本明細書でより詳細に説明されない。
[0017]本発明の基本的概念によると、細長いシェル部分１は、接続ピース６を用いて格納用構造体５に固定される。接続ピース６は、その機械的特性が細長いシェル部分１の製造材料と格納用構造体５の製造材料との間である材料から製造される。格納用構造体５は、１つの均一なピースから形成されても、またはいくつかのピースから形成される構造物であってもよい。接続ピースはまた、均一な部分または一緒に結合されるいくつかの部分から形成されるピースであってもよい。
【００１６】
[0018]本発明の概念は、例えば合成宝石用原石から製造される極めて硬くて、もろい細長いシェル部分１が、例えば接続ピース６を用いて、プラスチック材料から製造される格納用構造体５に接続されるということである。接続ピース６は、その機械的特性、例えば硬度が、硬い宝石用原石と柔らかいプラスチックとの間である材料から製造される。接続ピース６は、例えば複合材料または金属材料から製造されてもよい。
【００１７】
[0019]接続ピース６と細長いシェル部分１との間の接触表面積は、接続ピース６と格納用構造体５との間の接触表面積よりも小さいように配置される。いくつかの場合には、接続ピース６の形状は、複雑であってもよい。接続ピースは、より柔らかい材料、例えばプラスチック材料の機械的接触表面積を増加させるために使用され、その場合、表面は、より小さい力を受け、接続をより信頼できるものにする。接続ピース６は、部品の接続圧力の変成器と考えられてもよく、すなわち合成宝石用原石と接続ピース６との間の表面圧力は、接続ピース６とプラスチック材料との間よりも高い。
【００１８】
[0020]細長いシェル部分１と接続ピース６との間の接触面および、それに応じて、接続ピース６と格納用構造体５との間の接触面は、複数の支持面７、８を用いて形成される。この概念はそれ故に、接続ピース６が、十分な数の適切に形作られた支持面７によって合成宝石用原石に固定されるようになり、したがって、宝石用原石に向けられるＸＹＺ方向での力およびねじれ運動を除去するということである。接続ピース６とプラスチック材料との間の接続は、同じ原理でロックされ、すなわち十分な数の支持面８は、ねじれおよびＸＹＺ運動をロックするように配置される。支持面７、８は、異なる適切な表面であってもよい。適切な表面の例は、平面、円筒面および／または球面を含む。
【００１９】
[0021]測定デバイスでは、プロセスと環境との間の熱伝達は、正確な測定および測定電子機器の冷却のために最小限にすべきである。前述の理由のために、接続ピースの断面積および質量もまた、最小限にすべきである。しかしながら、同時に、十分な構造強度が、保たれるべきである。
【００２０】
[0022]本発明は、図で示される例となる実施形態を用いて上で述べられた。しかしながら、本発明は、図の例に決して限定されず、本発明は、特許請求の範囲の範囲内で自由に変更されてもよい。それ故に、本発明の異なる詳細の例えば形状および寸法は、例えば、必要に応じて自由に変更されてもよい。合成宝石用原石材料の代わりに、セラミック材料も上で述べられるように使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による測定センサーの概略側断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  細長いシェル部分
２  プロセス媒体
３  センサー部分
４  測定電子機器
５  格納用構造体
６  接続ピース
７  支持面
８  支持面
【図１】
2013195423.tif 000003
【外国語明細書】
2013195423000001.pdf