JP2022118829A - pressure sensor - Google Patents
pressure sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022118829A JP2022118829A JP2021015594A JP2021015594A JP2022118829A JP 2022118829 A JP2022118829 A JP 2022118829A JP 2021015594 A JP2021015594 A JP 2021015594A JP 2021015594 A JP2021015594 A JP 2021015594A JP 2022118829 A JP2022118829 A JP 2022118829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base body
- pressure
- sensor
- groove
- receiving chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、センサ用取付座にボルト止めされるベースボディと、ベースボディに接着されたセンサチップとを備えた圧力センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor comprising a base body bolted to a sensor mounting seat and a sensor chip adhered to the base body.
従来、被測定流体の流量を計測するにあたっては、例えば特許文献1に記載されているように、被測定流体の圧力を圧力センサによって検出して行うことがある。この圧力を検出する圧力センサとしては、例えば図6に示すように構成されたものがある。図6に示す圧力センサ1は、センサ用取付座2に複数の取付用ボルト3によって締結されたベースボディ4と、ベースボディ4の外端部に接着されたセンサチップ5とを備えている。
Conventionally, when measuring the flow rate of a fluid to be measured, the pressure of the fluid to be measured is sometimes detected by a pressure sensor, as described in
センサ用取付座2は、被測定流体6の圧力が導かれる一次側導圧口2aと二次側導圧口2bとを有している。
ベースボディ4は、一次側導圧口2aと対向する一次圧バリアダイアフラム7が壁の一部となる一次側受圧室8と、二次側導圧口2bと対向する二次圧バリアダイアフラム9が壁の一部となる二次側受圧室10と、一次側受圧室8からセンサチップ5まで延びる一次側導圧路11と、二次側受圧室10からセンサチップ5まで延びる二次側導圧路12などを有している。一次側受圧室8と、二次側受圧室10と、一次側導圧路11と、二次側導圧路12は、圧力伝達用の液体13で満たされている。
The
The
ベースボディ4は、センサ用取付座2との間にメタルOリング14,15が挟まれた状態で複数の取付用ボルト3によってセンサ用取付座2に締結されている。メタルOリング14,15は、高温高圧など過酷な条件であっても高度なシール性を発揮し、超高真空においてもシール性を保持する。また、溶接等の接続手段と比較すると、取付け、取外しが容易であるため、圧力センサ1のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。
The
図6に示す従来の圧力センサ1においては、メタルOリング14,15がセンサ用取付座2とベースボディ4とに挟まれて塑性変形するように取付用ボルト3が締め込まれる。このように取付用ボルト3でベースボディ4をセンサ用取付座2に締結すると、メタルOリング14,15の周囲に大きな応力が発生し、ベースボディ4が変形する。ベースボディ4の変形は、センサチップ5が接着されている接着部16にも及ぶ。センサチップ5が高感度なものである場合、接着部16の歪みの影響を受けるから、取付用ボルト3による締め付け力に応じてセンサ出力が高圧側あるいは低圧側にシフトしてしまう。以下においては、このようなセンサ出力のシフトを単に「ボルティングシフト」という。
In the
ボルティングシフトの低減には、ベースボディ4の厚みを厚くすることが有効である。しかし、ベースボディ4を厚く形成すると、圧力センサ1が大型化してしまい、周辺機器と干渉するおそれがある。
近年の半導体市場向け差圧式マスフローコントローラにおいては、高精度化および小型化のニーズが高まっており、そのコンポーネントの一つである圧力センサに対しても更なる高精度化および小型化が要請されている。
Increasing the thickness of the
In recent years, there has been a growing need for higher precision and smaller size in differential pressure mass flow controllers for the semiconductor market. there is
本発明の目的は、ベースボディが大型化することなくボルティングシフトを低減できる圧力センサを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pressure sensor capable of reducing the bolting shift without increasing the size of the base body.
この目的を達成するために本発明に係る圧力センサは、被測定流体の圧力が伝達される導圧口を有するセンサ用取付座にシール部材を介して重ねられて取付用ボルトによって締結されたベースボディと、前記ベースボディにおける前記センサ用取付座とは反対側の外端部に接着されたセンサチップと、前記ベースボディの前記センサ用取付座と対向する内端部に設けられ、前記被測定流体の圧力を受けるバリアダイアフラムが壁の一部となるように形成されて前記被測定流体とは仕切られた受圧室と、前記ベースボディの内部に前記受圧室から前記センサチップまで延びるように形成され、圧力伝達用の液体で満たされた導圧路とを備え、前記ベースボディの前記外端部には、前記取付用ボルトから締結力を受ける座面が形成されているとともに、前記座面と、前記センサチップが接着された接着部との境界を構成する溝が形成されているものである。 In order to achieve this object, the pressure sensor according to the present invention includes a base which is superimposed on a sensor mounting seat having a pressure guide port through which the pressure of a fluid to be measured is transmitted, via a sealing member, and fastened with a mounting bolt. a body; a sensor chip adhered to an outer end of the base body opposite to the sensor mounting seat; a pressure receiving chamber separated from the fluid to be measured by forming a barrier diaphragm that receives the pressure of the fluid as a part of the wall; and a pressure receiving chamber formed inside the base body to extend from the pressure receiving chamber to the sensor chip. and a pressure guide passage filled with a liquid for transmitting pressure, and a bearing surface that receives fastening force from the mounting bolt is formed on the outer end of the base body, and the bearing surface and a groove forming a boundary with the bonding portion to which the sensor chip is bonded.
本発明は、前記圧力センサにおいて、前記取付用ボルトは、前記ベースボディの一側部および他側部に、これらの両側部が並ぶ方向とは直交する方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられ、前記溝は、前記ベースボディの前記一側部に設けられた複数の前記取付用ボルトに沿って延びる第1の溝と、前記ベースボディの前記他側部に設けられた複数の前記取付用ボルトに沿って延びる第2の溝とによって構成されていてもよい。 In the pressure sensor according to the present invention, the mounting bolts are arranged on one side and the other side of the base body at predetermined intervals in a direction perpendicular to the direction in which the two side portions are arranged. a first groove extending along the plurality of mounting bolts provided on the one side of the base body, and a first groove provided on the other side of the base body. and second grooves extending along the plurality of mounting bolts.
本発明は、前記圧力センサにおいて、前記溝は、前記ベースボディの一端面から他端面に延びるように形成されていてもよい。 In the pressure sensor according to the present invention, the groove may be formed so as to extend from one end face to the other end face of the base body.
本発明によれば、ベースボディの溝は、ベースボディの表面を伝わる力の伝達経路を遮断する。このため、ベースボディのセンサチップが接着された接着部に取付用ボルト側から力が伝わり難くなるから、接着部が歪み難くなってボルティングシフトが低減される。このように接着部の歪みを抑えるにあたっては、ベースボディの厚みを厚く形成する必要はない。
したがって、ベースボディが大型化することなくボルティングシフトを低減可能な圧力センサを提供することができる。
According to the invention, the groove in the base body interrupts the transmission path of the force transmitted on the surface of the base body. For this reason, it becomes difficult for force to be transmitted from the mounting bolt side to the bonding portion of the base body to which the sensor chip is bonded, so that the bonding portion is less likely to be distorted and the bolting shift is reduced. In order to suppress the distortion of the bonding portion in this way, it is not necessary to increase the thickness of the base body.
Therefore, it is possible to provide a pressure sensor capable of reducing the bolting shift without increasing the size of the base body.
以下、本発明に係る圧力センサの一実施の形態を図1~図5を参照して詳細に説明する。この実施の形態においては、被測定流体の流量を測定するために用いられる圧力センサに本発明を適用する場合の一例を示す。 An embodiment of a pressure sensor according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. This embodiment shows an example of applying the present invention to a pressure sensor used to measure the flow rate of a fluid to be measured.
図1に示す圧力センサ21は、差圧式マスフローコントローラ22の層流素子23に取付けられている。差圧式マスフローコントローラ22は、流体通路24を形成する通路形成部材25と、流体の流量を調整するバルブ26と、流体が層流となって流れる層流素子23とを備えている。層流素子23には、層流素子内の上流側の流体の圧力と、下流側の流体の圧力とを検出するために、本発明に係る圧力センサ21が取付けられている。
A
圧力センサ21は、図2に示すように、層流素子23のセンサ用取付座31に取付けられている。センサ用取付座31には、層流素子23内の上流側に連通された一次側導圧口32と、層流素子23内の下流側に連通された二次側導圧口33が開口している。一次側導圧口32には、層流素子23内の上流側を流れる被測定流体34の圧力が伝達される。二次側導圧口33には、層流素子23内の下流側を流れる被測定流体34の圧力が伝達される。
The
センサ用取付座31と圧力センサ21との間には、2個のメタルOリング35,36とスペーサ37とが設けられている。メタルOリング35,36は、円環状の金属材料からなるパイプによって構成されており、一次側導圧口32と二次側導圧口33とに対してそれぞれ同心円状に位置するように配置されている。この実施の形態においては、メタルOリング35,36が本発明でいう「シール部材」に相当する。スペーサ37は、メタルOリング35,36の外側に形成される隙間を塞ぐように設けられている。
Two metal O-
圧力センサ21は、センサ用取付座31にメタルOリング35,36を介して重ねられたベースボディ41と、ベースボディ41におけるセンサ用取付座31とは反対側の外端部41aに接着されたセンサチップ42とを備えている。
ベースボディ41は、図3に示すように、平面視において長方形となるように形成され、複数の取付用ボルト43によってセンサ用取付座31に締結されている。取付用ボルト43は、ベースボディ41の短手方向の一側部41bおよび他側部41cに、これらの両側部41b,41cが並ぶ方向とは直交する方向(ベースボディ41の長手方向であって図3においては左右方向)に所定の間隔をおいて並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられている。
The
As shown in FIG. 3 , the
ベースボディ41の外端部41aであって、取付用ボルト43と対応する部分の表面は、取付用ボルト43の頭部43aが接する座面44となるように平坦に形成されている。
取付用ボルト43は、頭部43aが座面44をセンサ用取付座31に向けて押圧する状態で締め付けられている。座面44は、取付用ボルト43が締め込まれることにより、取付用ボルト43から締結力を受ける。図3においては、図2の破断位置をII-II線によって示している。
The surface of the portion of the
The
ベースボディ41のセンサ用取付座31と対向する内端部41dであって、一次側導圧口32と対応する位置には、バリアダイアフラム45が壁の一部となる一次側受圧室46が形成されている。また、ベースボディ41のセンサ用取付座31と対向する内端部41dであって、二次側導圧口33と対応する位置には、バリアダイアフラム47が壁の一部となる二次側受圧室48が形成されている。
At the
バリアダイアフラム45,47は、金属材料によって円板状に形成され、センサ用取付座31に向けて露出する状態でベースボディ41の内端部41dに外周部が液密となるように固着されている。このため、バリアダイアフラム45,47は、被測定流体34の圧力を受けるようになるとともに、一次側受圧室46内および二次側受圧室48内を被測定流体34に対して仕切る。
The barrier diaphragms 45 and 47 are made of a metal material and are disc-shaped. there is Therefore, the
一次側受圧室46は、ベースボディ41の内部に形成された一次側導圧路51に接続されている。二次側受圧室48は、ベースボディ41の内部に形成された二次側導圧路52に接続されている。これらの一次側導圧路51と二次側導圧路52は、それぞれベースボディ41を内端部41dから外端部41aまで貫通するように形成されており、圧力伝達用の液体53で満たされている。この液体53は、一次側受圧室46と二次側受圧室48にも充填されている。
The primary
一次側導圧路51は、一次側受圧室46とセンサチップ42の一次側の圧力検出部(図示せず)とを連通している。二次側導圧路52は、二次側受圧室48とセンサチップ42の二次側の圧力検出部(図示せず)とを連通している。このため、層流素子23内の被測定流体34の圧力は、バリアダイアフラム45,47を介して一次側受圧室46内および二次側受圧室48内に伝達され、圧力伝達用の液体53を介して一次側受圧室46および二次側受圧室48から一次側導圧路51および二次側導圧路52を経てセンサチップ42に伝達される。
The primary side pressure guide
ベースボディ41の外端部41aには、センサチップ42と図示していない外部の検出回路とを電気的に接続するために中継基板54とコネクタ55とが設けられている。
また、ベースボディ41の外端部41aには、図3に示すように、ベースボディ41の長手方向に延びる溝61が形成されている。この溝61は、上述した座面44と、センサチップ42が接着された接着部56との境界を構成している。この実施の形態による溝61は、ベースボディ41の一側部41bに設けられた複数の取付用ボルト43に沿って延びる第1の溝61aと、ベースボディ41の他側部41cに設けられた複数の取付用ボルト43に沿って延びる第2の溝61bとによって構成されている。
An
A
これらの第1および第2の溝61a,61bは、図4に示すように、ベースボディ41の長手方向の一端面41eから他端面41fまで延びている。溝61を形成するにあたっては、下記の条件を満たしていることが必要である。この条件とは、図3に示す平面視において、センサチップ42の頂点から引き延ばした頭部43aの接線Lが溝61を横断することである。このため、溝61は、図5に示すように形成することができる。
図5に示す溝61は、ベースボディ41の一端面41eの近傍から他端面41fの近傍まで延びており、一端面41eと他端面41fには開口していない。
These first and
The
接着部56と取付用ボルト43との間に形成されている溝61は、ベースボディ41の外端部41aの表面を伝わる力の伝達経路を遮断する。すなわち、メタルOリング35,36が塑性変形する程度に取付用ボルト43を締め込むと、ベースボディ41の外端部41aの中央側が取付用ボルト43の頭部43aによって外縁側へ引っ張られるようになる。この実施の形態による圧力センサ21においては、外端部41aに溝61が設けられていることにより、接着部56に取付用ボルト43側から力が伝わり難くなる。しかも、溝61は、接着部56から取付用ボルト43側に離して形成できるから、接着部56の面積(耐圧強度)を大きくとることが可能で、接着部56への応力発生を抑制することが可能になる。
このため、接着部56が歪み難くなり、ボルティングシフトが低減される。このように接着部56の歪みを抑えるにあたっては、ベースボディ41の厚みを厚く形成する必要はない。
したがって、この実施の形態によれば、ベースボディ41が大型化することなくボルティングシフトを低減可能な圧力センサを提供することができる。
A
Therefore, the
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a pressure sensor capable of reducing the bolting shift without increasing the size of the
この実施の形態による取付用ボルト43は、ベースボディ41の一側部41bおよび他側部41cに、これらの両側部が並ぶ方向とは直交する方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられている。溝61は、ベースボディ41の一側部41bに設けられた複数の取付用ボルト43に沿って延びる第1の溝61aと、ベースボディ41の他側部41cに設けられた複数の取付用ボルト43に沿って延びる第2の溝61bとによって構成されている。
このため、複数の取付用ボルト43を使用するにもかかわらず、接着部56の歪むことを第1および第2の溝61a,61bによって確実に防ぐことができる。
The mounting
Therefore, even though a plurality of mounting
図3および図4に示すように、溝61をベースボディ41の一端面41eから他端面41fに延びるように形成することにより、溝61を機械加工によって簡単に形成することが可能になる。このため、外端部41aに溝61を有するベースボディ41を容易に製造することができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, by forming the
21…圧力センサ、31…センサ用取付座、32…一次側導圧口、33…二次側導圧口、34…被測定流体、35,36…メタルOリング(シール部材)、41…ベースボディ、41a…外端部、41b…一側部、41c…他側部、41d…内端部、41e…一端面、41f…他端面、42…センサチップ、43…取付用ボルト、44…座面、45,47…バリアダイアフラム、46…一次側受圧室、48…二次側受圧室、51…一次側導圧路、52…二次側導圧路、53…液体、56…接着部、61…溝、61a…第1の溝、61b…第2の溝。
21
Claims (3)
前記ベースボディにおける前記センサ用取付座とは反対側の外端部に接着されたセンサチップと、
前記ベースボディの前記センサ用取付座と対向する内端部に設けられ、前記被測定流体の圧力を受けるバリアダイアフラムが壁の一部となるように形成されて前記被測定流体とは仕切られた受圧室と、
前記ベースボディの内部に前記受圧室から前記センサチップまで延びるように形成され、圧力伝達用の液体で満たされた導圧路とを備え、
前記ベースボディの前記外端部には、前記取付用ボルトから締結力を受ける座面が形成されているとともに、前記座面と、前記センサチップが接着された接着部との境界を構成する溝が形成されていることを特徴とする圧力センサ。 a base body overlaid on a sensor mounting seat having a pressure guide port through which the pressure of the fluid to be measured is transmitted via a sealing member and fastened with a mounting bolt;
a sensor chip adhered to an outer end of the base body opposite to the sensor mounting seat;
A barrier diaphragm, which is provided at an inner end portion of the base body facing the sensor mounting seat and receives the pressure of the fluid to be measured, is formed so as to form a part of the wall and is separated from the fluid to be measured. a pressure receiving chamber;
a pressure guide path formed inside the base body to extend from the pressure receiving chamber to the sensor chip and filled with a liquid for pressure transmission;
The outer end portion of the base body is formed with a seat surface that receives a fastening force from the mounting bolt, and a groove forming a boundary between the seat surface and an adhesive portion to which the sensor chip is adhered. A pressure sensor characterized in that is formed.
前記取付用ボルトは、前記ベースボディの一側部および他側部に、これらの両側部が並ぶ方向とは直交する方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられ、
前記溝は、
前記ベースボディの前記一側部に設けられた複数の前記取付用ボルトに沿って延びる第1の溝と、
前記ベースボディの前記他側部に設けられた複数の前記取付用ボルトに沿って延びる第2の溝とによって構成されていることを特徴とする圧力センサ。 The pressure sensor of claim 1, wherein
The mounting bolts are provided on one side and the other side of the base body at a plurality of positions arranged at predetermined intervals in a direction perpendicular to the direction in which the two side portions are arranged,
The groove is
a first groove extending along the plurality of mounting bolts provided on the one side of the base body;
and a second groove extending along the plurality of mounting bolts provided on the other side of the base body.
前記溝は、前記ベースボディの一端面から他端面に延びるように形成されていることを特徴とする圧力センサ。 The pressure sensor according to claim 1 or claim 2,
A pressure sensor, wherein the groove is formed so as to extend from one end face to the other end face of the base body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021015594A JP2022118829A (en) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021015594A JP2022118829A (en) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | pressure sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022118829A true JP2022118829A (en) | 2022-08-16 |
Family
ID=82845165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021015594A Pending JP2022118829A (en) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | pressure sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022118829A (en) |
-
2021
- 2021-02-03 JP JP2021015594A patent/JP2022118829A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3845615B2 (en) | Flow sensor | |
US4672728A (en) | Pressure signal instrumentation having removable flanges and mounting method therefor | |
KR101732047B1 (en) | Structure for attaching pressure detector | |
JP2010523972A5 (en) | ||
JP6417473B2 (en) | Process isolation diaphragm assembly for metal process seals | |
WO2016013172A1 (en) | Pressure-type flow rate control device | |
WO2014017305A1 (en) | Leak detection device, and fluid controller having same | |
WO2018173433A1 (en) | Differential pressure sensor chip, differential pressure transmitter, and differential pressure sensor chip manufacturing method | |
KR20170092459A (en) | Pressure detection device | |
JP2022118829A (en) | pressure sensor | |
JP2022034154A (en) | Pressure sensor | |
CN104515643A (en) | Isolator system for a pressure transmitter | |
JP2022034156A (en) | Pressure sensor | |
JP2009047670A (en) | Pressure sensor | |
JP5235360B2 (en) | Position confirmation device | |
CN1580724B (en) | Pressure transmitter | |
JP2022034155A (en) | Pressure sensor | |
JP3314538B2 (en) | Differential pressure transmitter | |
JP2009192288A (en) | Differential pressure/pressure transmitter and method for manufacturing the same | |
US20240044733A1 (en) | Coplanar differential pressure transducer | |
JP2002318167A (en) | Protective structure for pressure receiving diaphragm in pressure sensor and its sealing member | |
JPS6147370B2 (en) | ||
JPS6333148Y2 (en) | ||
JP4291049B2 (en) | Differential pressure / pressure transmitter | |
JP2015172542A (en) | Pressure transmission device |