專利名稱：電容式真空度測量元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的電容式真空度測量元件。
眾所周知，壓力或壓差是這樣測量的，即一塊薄的膜片受壓力作用并測出其撓度。測量這種膜片的撓度的一個已知的和適用的方法是，膜片結(jié)構(gòu)做成可變電容并通過電子測量方法按已知的方式估算與壓力變化相應(yīng)的電容變化。電容是這樣構(gòu)成的，即薄的易彎曲的膜片表面以很小的距離相對于另一個表面布置并將兩個對置的表面涂敷一層導(dǎo)電層或用導(dǎo)電材料制成。膜片受壓力作用時，由于產(chǎn)生撓度而使兩個電極之間的距離改變，從而可算出該裝置的電容變化。這種傳感器大批量由硅制成。此時大面積的基體和膜片一般都完全用硅材料制成。也有帶組合材料成分例如硅和玻璃襯底的結(jié)構(gòu)，從而可制造廉價的傳感器。在真空運用時，這類壓力傳感器通常只用于大約10-1毫巴至幾毫巴范圍內(nèi)的較高的壓力范圍。在大約10-1毫巴以下的較低壓力時，用硅材料不再可能實現(xiàn)高的分辨率。這是由于硅在表面上受環(huán)境反應(yīng)，因而敏感的傳感器特性受到干擾。甚至在正常大氣中含有水蒸汽也會導(dǎo)致表面的相應(yīng)反應(yīng)。當(dāng)傳感器用在化學(xué)侵蝕的氣氛中時，這個問題更加尖銳。所以，人們曾試圖通過表面對腐蝕性外界影響的鈍化來保護這類硅傳感器。如德國專利DE 41 36 987所述，人們也曾試圖在表面涂敷保護層，以提高對化學(xué)侵蝕的環(huán)境的耐久性和耐蝕性。這些措施花費很大并只對機械變形的元件例如膜片產(chǎn)生效果，特別是對例如在真空鏤蝕法時使用的特別腐蝕的介質(zhì)如氟、溴酸及其化合物。
所以，人們曾試圖完全用耐腐蝕的材料例如Al2O3來制造真空用的壓力測量元件。這種已知的測量元件如

圖1所示。這個測量元件由一塊陶瓷板20組成，該板的表面以很小的距離布置了一個膜片22，該膜片對陶瓷板20的邊緣區(qū)用一個熔化密封20密封連接。陶瓷板20與膜片22一起這樣構(gòu)成一個基準(zhǔn)真空室25，在制造時該基準(zhǔn)真空室通過一個泵接口抽真空并用密封28進行密封。位于基準(zhǔn)真空室25中的陶瓷板20和膜片22的對置的表面涂有導(dǎo)電層并用絕緣連接線向外引出，以便用一個電子評估單元(圖中未示出)評估電容信號。為了耐腐蝕，板20和膜片22都用陶瓷材料例如Al2O3制成，這個測量元件也布置在一個真空密封的外殼23中，該外殼帶有一根測量元件連接頭24，該連接頭與被測介質(zhì)連接。待構(gòu)成的真空度測量室26通過測量元件連接頭24用一個彈性體密封件27對膜片22進行密封連接，所以被測的壓力只作用到膜片表面22。為了保證密封，整個測量元件都通過陶瓷板20和膜片22對著彈性體密封件27擠壓。這種測量元件至今只用于0.1毫巴至100毫巴范圍內(nèi)的較高的壓力。此外，這種結(jié)構(gòu)容易造成材料的拉緊，這會明顯損害低壓力范圍例如＜1毫巴時的測量結(jié)果的可重復(fù)性和分辨率。至今所用的陶瓷膜片22具有279微米-2540微米范圍的厚度。這種結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)大的測量范圍尤其是從0.1毫巴-10-6毫巴的低壓范圍。此外，例如美國專利US 5 553 502所述，這種結(jié)構(gòu)造價太高。
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點。特別是，本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡單的成本低的真空度測量元件，這個測量元件可測量10-6毫巴～1000毫巴范圍的壓力，特別是可測量測量值精度高于1％尤其是高于0.3％的10-6毫巴-1000毫巴范圍的壓力。測量范圍可通過本發(fā)明的多個元件或膜片結(jié)構(gòu)覆蓋或劃分。此外，測量元件對侵蝕介質(zhì)具有耐蝕性，而且結(jié)構(gòu)緊湊和造價低。
這種真空度測量元件的上述目的是按權(quán)利要求1和19所述的特征來實現(xiàn)的。其它各項從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的其它有利的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的電容式真空度測量元件完全用一種陶瓷尤其是例如用Al2O3制成，因此可達到很高的耐蝕性和長時間的可重復(fù)性。只有那些必須密封或設(shè)有引線的部位才用少量不是Al2O3的材料，只要沒有添加雜質(zhì)的Al2O3不是焊接的。該元件由一個第一板狀的殼體組成，在該殼體上方布置了一個在邊緣區(qū)密封的膜片，所以該膜片內(nèi)封一個基準(zhǔn)真空室。在面離該基準(zhǔn)真空室的一側(cè)以一定距離布置了第二個同樣在邊緣區(qū)密封的殼體，所以在該處構(gòu)成一個真空度測量室。該真空度測量室配有一個被測量介質(zhì)的輸入連接管。構(gòu)成基準(zhǔn)真空室的第一殼體和膜片的表面涂有例如用金涂敷的導(dǎo)電層并形成電容測量元件的電極。該電極例如通過第一殼體或通過邊緣區(qū)的密封部位引出。大致平行布置的電極面具有2微米至50微米的距離，在邊緣區(qū)膜片對兩個殼體的密封最好用焊接例如用激光焊接。但用同樣耐蝕的玻璃焊料也是很合適和簡單的。密封連接的另一種可能性例如在基體狀態(tài)實現(xiàn)殼體部分的擴散連接，這樣就可完全避免Al2O3雜質(zhì)材料。
本發(fā)明測量元件的結(jié)構(gòu)基本上實現(xiàn)了對稱，這種對稱結(jié)構(gòu)避免了殼體的拉緊。這對達到高的測量靈敏度以及實現(xiàn)高精度和可重復(fù)性的低的測量壓力是特別重要的。由于這種對稱結(jié)構(gòu)，可用陶瓷制成的很薄的膜片，如果該測量元件用來測量低于100毫巴尤其是低于10毫巴的低真空壓力時必須采用電容式的全陶瓷測量元件才能進行可靠測量。為此，膜片厚度為10微米至250微米是必要的，其中為了達到很好的分辨率，最好膜片厚度為10微米至120微米。典型的膜片厚度范圍例如為·在1000乇時，膜片厚度為760微米±10微米，·在100乇時，膜片厚度為345微米±10微米，·在10乇時，膜片厚度為150微米±10微米，·在1乇時，膜片厚度為100微米±10微米，·在0.1乇時，膜片厚度為60微米±10微米，·在0.01乇時，膜片厚度為40微米±10微米。
這樣薄的膜片制作特別困難并需在燒結(jié)過程后至少進行再一次的整平過程。此外，膜片具有足夠的氦氣氣密性是特別重要的，要達到這個目的，膜片材料的粒度不容許太大并須保持＜20微米的范圍。粒度最好＜10微米，特別是＜5微米。在任何情況下，在整個厚度的膜片橫斷面中應(yīng)至少看到兩個顆粒，在上下分布5個以上的顆粒時，膜片則是特別氣密的。
對測量元件可達到的精度的另一個重要的標(biāo)準(zhǔn)是膜片表面的平面度。在任何情況下，整個表面的不平度不應(yīng)大于電極距離的30％，最好不大于15％。這就是說，整個表面的不平度不應(yīng)大于10微米，最好不大于5微米。這里的不平度定義為最低點到最高點之差。為了達到相應(yīng)好的長時間穩(wěn)定性，膜片所用氧化鋁的純度至少為94％，最好超過99％。
為了不影響位于邊緣區(qū)的膜片密封的質(zhì)量，導(dǎo)電層最好通過布置在第一殼體上的套管引出，且不直接通過膜片密封或膜片焊接。
為了長期保證測量元件的精確功能，基準(zhǔn)真空室必須具有高質(zhì)量的長期穩(wěn)定的真空度。為此，在用泵抽氣后必須設(shè)置吸氣劑，該吸氣劑最好以小的體積設(shè)置在第一外殼上并與標(biāo)準(zhǔn)真空室連通。該吸氣劑的作用是，使基準(zhǔn)真空壓力低于被測壓力，最好至少低10倍。為了避免測量元件內(nèi)部的污染，吸氣劑應(yīng)選用非蒸發(fā)型的。
按本發(fā)明制造的測量元件體積很小而且造價低廉。這種測量元件的直徑為5-80毫米的范圍，最好為5-40毫米。這種測量元件的厚度最好為2-25毫米的范圍。
為了制造具有上述特性的功能完好的測量元件，遵循有關(guān)的制造方法是十分重要的。特別是制造薄的陶瓷膜片需要采取特殊的措施。膜片以及測量元件的整個結(jié)構(gòu)都必須達到一點也沒有內(nèi)應(yīng)力。
用Al2O3制成的合適的膜片象在陶瓷工業(yè)中通常那樣是這樣制造的首先按一定的配方混合泥土，然后將這種膏狀物料薄而均勻地涂敷到一種帶狀載體材料上例如一種塑料膜上。待干燥后檢查這種膜的缺陷例如氣泡或孔。這時這種尚未燒結(jié)并為柔性的物料叫做基體材料。然后從這種帶狀的基體材料剪出要求的膜片形狀，這時的基體材料仍粘附在載體膜上。切割例如用刀最好用激光進行。基體的切割或劃痕必須小心進行，與將來的陶瓷膜片的表面比較，在切割邊緣上不得產(chǎn)生任何翹曲或突起，以免膜片產(chǎn)生皺紋。如果用刀切割，則可例如用一個壓緊小輪在膜片側(cè)同時隨切割過程一起運動，以防止基體向上的太嚴(yán)重的堆積。然后從載體膜上小心地把最好切成圓形的膜片分開，即例如通過一邊拉出膜片。緊接著這些膜片在一個爐子中進行燒結(jié)。燒結(jié)時，這些膜片最好放在一塊堅硬的燒過的平的Al2O3板上并例如上下相隔一定距離堆放和一般在1630℃進行燒結(jié)。大約在400分鐘過程中將溫度升到1630℃，即每分鐘大約上升4℃，然后在這個溫度保溫幾分鐘例如6分鐘，隨即在大約210分鐘的過程中以每分鐘3℃的較慢的第一階段的降溫速度下降到1000℃并在大約170分鐘的過程中以每分鐘6℃的第二階段的降溫速度重新冷卻到環(huán)境溫度。這時的陶瓷膜片與基體相比，具有硬的和純的陶瓷組織，其中基體材料的添加劑已被蒸發(fā)掉。燒結(jié)后的膜片很不平整，在大約40毫米直徑時具有幾毫米的翹曲。
在這種狀態(tài)下，由于嚴(yán)重翹曲和材料中的內(nèi)應(yīng)力，這些膜片還不能使用。這種膜片必須至少進行一次整平處理。整平處理是這樣進行的膜片在爐中進行另一次加熱。這時將膜片小心放在整體的和很平的燒結(jié)硬化的Al2O3板(也叫“死的”Al2O3，亦即粗粒的Al2O3)之間，這種板在膜片直徑為40毫米時最好具有幾十克至幾百克例如大約60克的重量或相應(yīng)地加重。在大約390分鐘的過程中以每分鐘4℃將溫度升到大約1570℃。在這個溫度保溫幾分鐘例如25分鐘后，在大約115分鐘過程中以每分鐘大約5℃將溫度重新緩慢下降直至達到1000℃，然后在大約166分鐘的過程中以每分鐘大約6℃繼續(xù)降溫直至達到環(huán)境溫度。經(jīng)過這個整平處理后，膜片只有幾十分之一毫米的很小的翹曲。在進行這道整平工序時，重要的是，溫度要比第一次燒結(jié)加熱工序時低一些，最好比燒結(jié)溫度低到最多100℃。為了達到測量元件質(zhì)量要求所需的良好結(jié)果，這種整平加熱工序至少必須進行兩次。從經(jīng)濟上考慮，這種整平加熱工序可這樣進行，使之不要多于兩次整平處理，即在整平加熱工序之間將膜片小心從板上取下并重新放到稍微錯開的位置。甚至把它翻轉(zhuǎn)過來放。將多塊平板堆成一堆，中間放膜片是特別經(jīng)濟的。這時的膜片可具有10微米-250微米最好＜120微米范圍的可選擇的厚度。用這種方法可使膜片的平面度在整個面上達到低于10微米，最好甚至低于5微米。膜片材料的粒徑平均小于20微米最好小于10微米，其中粒徑甚至可達到小于5微米。這樣，也可毫不困難地達到整個厚度至少有兩個顆粒的要求，甚至至少有5個顆粒。這就是說達到了測量元件要求所需的氦氣氣密的膜片。這樣的膜片現(xiàn)在可供測量元件制造使用。
用Al2O3制成的膜片以及第一殼體的平的表面現(xiàn)在涂敷一層導(dǎo)電層，以構(gòu)成電極。為此，例如可用一種含金屬的例如一種含金的涂料，這種涂料例如可刷上、噴上或最好印上。另一種方法是用真空噴涂最好是濺射產(chǎn)生導(dǎo)電層。為了精確地和確定地產(chǎn)生導(dǎo)電涂層，最好例如將金涂層首先涂得相當(dāng)厚例如1微米，然后在內(nèi)部范圍重新減薄直至用一種蝕刻法例如最好用一種離子蝕刻或濺射蝕刻達到幾納米例如5納米的厚度。用這種方式產(chǎn)生較厚的邊緣區(qū)，該邊緣區(qū)例如在焊接時通過擴散損耗補償。一種實用的簡單可行的和優(yōu)選的方法是首先在整個面上涂敷幾納米的薄層，然后在邊緣上用絲網(wǎng)印刷法產(chǎn)生較厚的一層金(即用組合方法產(chǎn)生不同的層厚)。經(jīng)過這樣處理后的膜片和外殼隨即在幾個100℃最好650℃的溫度范圍進行退火。
設(shè)置在測量側(cè)的第二陶瓷外殼由一塊平的陶瓷板組成，該陶瓷板在膜片側(cè)具有一個大面積的凹入部，以便形成一個足夠大的真空度測量室。連接管通過焊接、粘接或釬焊最好用玻璃焊料這樣連接在這個陶瓷外殼上，使連接口與將來的真空度測量室連通。
膜片在進行密封的球形區(qū)兩端配有玻璃膏，最好用絲網(wǎng)印刷法。干燥后帶玻璃膏的膜片在幾個100℃最好在大約670℃在爐中焙燒。然后將玻璃表面兩側(cè)磨光并最好確定將來的電極距離。
為了構(gòu)成屏蔽，電極側(cè)的上陶瓷外殼可用上述的涂敷過程在外側(cè)附加涂敷一層導(dǎo)電層。此外，這里在外殼上也設(shè)置了連接部位，在下一道工序中，最好用銀對電極連接線用的電穿通孔進行金屬化。
在試驗階段中，帶電極和引線的第一外殼與放上的膜片一起進行氣密性試驗并檢查電極距離。然后將下部外殼放上并對整個結(jié)構(gòu)加重量，以便同樣進行功能試驗和距離檢查。然后在安裝范圍內(nèi)，同樣附加地安裝吸氣劑并在加上大約200克重量的情況下在幾個100℃最好在大約630℃的情況下焙燒玻璃密封，隨即檢查是否保持需要的距離。同樣可通過繼續(xù)加重量或卸重量和另一次焙燒過程來修正膜片距離。密封過程必須十分小心進行，而且如前所述，測量元件不應(yīng)產(chǎn)生應(yīng)力。另一種解決辦法是，不用玻璃焊料或別的密封材料而可直接進行焊接最好進行激光焊接。
下面結(jié)合原理示意圖和舉例的方式來說明本發(fā)明。
附圖表示圖2本發(fā)明電容式真空度測量元件的示意橫斷面；圖3圖2測量元件的部分放大圖；圖4吸氣劑布置的橫斷面詳圖；圖5吸氣劑布置的另一方案的橫斷面。
圖2以橫斷面表示用Al2O3制成的本發(fā)明電容式真空度測量元件的大致完全相對于膜片對稱布置的結(jié)構(gòu)。第一外殼1由Al2O3制成的陶瓷板組成，該外殼相對于陶瓷膜片2以2微米-50微米的距離在邊緣區(qū)密封連接并圍成一個基準(zhǔn)真空室25。兩個面之間的距離一般在安裝位于膜片邊緣和外殼邊緣之間的密封材料3時直接進行調(diào)節(jié)。因此，可用整個平的外殼板1以相同的方式方法在第二外殼4中在對置的膜片側(cè)構(gòu)成一個真空度測量室26，被測介質(zhì)可通過外殼4的一個孔經(jīng)連接管5到達該室。
圖3表示一個測量元件邊緣區(qū)放大的一段橫斷面。膜片2兩側(cè)的密封3界定兩個外殼1和4的上述距離。該密封例如最好為玻璃焊料，這種玻璃焊料處理比較簡單，例如可用絲網(wǎng)印刷法進行。在一個具有38毫米外直徑和30毫米膜片內(nèi)直徑的典型的測量元件中，距離3大致為2-50微米最好12-35微米。此時，例如第一外殼1為5毫米厚，第二外殼4為3毫米厚。第二外殼4在內(nèi)部最好具有一個大約0.5毫米的凹槽，以擴大真空度測量室26，如圖1所示。膜片2和外殼1在基準(zhǔn)真空室側(cè)分別涂有一層導(dǎo)電層7，這兩層相互保持電絕緣。層7例如可刷上、印上、噴上或用真空方法進行噴涂。該層7最好用真空方法例如用蒸鍍或濺射產(chǎn)生。特別適合的涂層材料是金，例如用金蒸鍍1微米的層厚，然后用濺射蝕刻減薄到幾納米例如5納米。這樣，該涂層在厚度上得到了確定并可調(diào)到足夠薄而不產(chǎn)生應(yīng)力。層7的電連接最好用真空密封的導(dǎo)電套管6最好通過外殼1來進行，然后從外殼1與電子估算單元連接。
為了在室25中保持長期穩(wěn)定的基準(zhǔn)真空度，設(shè)置了吸氣劑10，如圖4所示。該吸氣劑最好是一種不蒸發(fā)的吸氣劑，以免基準(zhǔn)真空室25產(chǎn)生蒸發(fā)粒子。在外殼1上設(shè)置了一個用來安裝吸氣劑10的小室13，該小室通過一根連接管14或排氣管與基準(zhǔn)真空室25連通。吸氣劑小室13也可裝在外殼1上，但最好埋入外殼1中。在基準(zhǔn)真空室25抽氣時，吸氣劑小室13經(jīng)抽氣管14與抽氣裝置連接，即通過蓋8與吸氣劑10相隔一定距離并打開一個孔來實現(xiàn)這種連接。用金屬或用陶瓷制成的蓋8在排氣過程中被加熱，所以該吸氣劑被激活并同時除去氣體。在吸氣劑激活后，在排氣過程中，蓋8用密封材料9在蓋8和外殼1之間密封壓緊在外殼1上。密封材料9例如可以是可擴散的一種粘接劑、一種焊料或最好是一種玻璃焊料。把吸氣劑壓到蓋8的止動彈簧11的作用是，使該吸氣劑與蓋8保持良好的熱接觸。
圖5表示吸氣劑的另一種布置方案，為了使吸氣劑10與蓋8保持更好的熱接觸，這里在吸氣劑10和蓋8之間設(shè)置了一種接觸材料12，最好是一種焊料。為了通過蓋8可從外部使吸氣劑10進行熱激活，這里需要良好的熱傳導(dǎo)。如果吸氣劑10的激活溫度與焊料9的焊接溫度大致相同，則這種吸氣劑布置方案可激活吸氣劑并隨即在一道工序中進行蓋8的焊接。
權(quán)利要求
1．帶有一個用Al2O3制成的第一殼體(1)和一個用Al2O3制成的、以一定距離在邊緣區(qū)密封布置的膜片(2)的電容式真空度測量元件這樣在其間構(gòu)成一個基準(zhǔn)真空室(25)，其中膜片(2)和殼體(1)的相隔很小距離對置的表面涂有導(dǎo)電層(7)，且構(gòu)成測量電容，其特征為，用Al2O3制成的第二殼體(4)對膜片(2)在邊緣區(qū)密封并與該膜片形成一個真空度測量室(26)，連接管(5)通入該真空度測量室與被測介質(zhì)連通。
2．按權(quán)利要求1的測量元件，其特征為，內(nèi)封一個基準(zhǔn)真空室(25)，且構(gòu)成測量電容的電極(7)相隔2微米至50微米，最好12至35微米。
3．按權(quán)利要求1或2的測量元件，其特征為，第一殼體(1)和第二殼體(4)與位于其間的膜片(2)在邊緣區(qū)對稱地而且基本上無應(yīng)力地密封連接。
4．按權(quán)利要求3的測量元件，其特征為，連接方式采用焊接、擴散連接或最好釬焊連接，例如特別是用玻璃焊料連接。
5．按權(quán)利要求1至4的測量元件，其特征為，膜片(2)具有10微米至250微米最好10微米至120微米范圍的厚度。
6．按權(quán)利要求5的測量元件，其特征為，膜片材料的平均粒度≤20微米，最好≤10微米，特別是≤5微米。
7．按權(quán)利要求5或6的測量元件，其特征為，膜片(2)的橫斷面內(nèi)整個厚度至少存在2個顆粒，最好至少5個顆粒。
8．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件，其特征為，膜片(2)的表面不平度不大于電極距離的30％，最好不大于15％。
9．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件，其特征為，膜片(2)的表面不平度不大于10微米，最好不大于5微米。
10．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件，其特征為，膜片(2)的Al2O3的純度至少為94％，最好至少為99％。
11．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件，其特征為，導(dǎo)電層(7)的電連接線通過第一殼體(1)上的引線(6)密封地向外引出。
12．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件，其特征為，在第一外殼(1)上或第一外殼(1)內(nèi)設(shè)置了一個用來安裝吸氣劑(10)的小室(13)，該小室具有一根通到基準(zhǔn)真空室(25)的連接管(14)，其中小室(13)用一個蓋(8)密封關(guān)閉。
13．按權(quán)利要求12的測量元件，其特征為，該吸氣劑是“非蒸發(fā)型”的。
14．按權(quán)利要求12或13的測量元件，其特征為，小室(13)內(nèi)的吸氣劑(10)用一個彈簧(11)對著蓋(8)壓緊。
15．按權(quán)利要求14的測量元件，其特征為，在吸氣劑(10)和蓋(8)之間設(shè)置有接通材料(12)，最好是一種焊料。
16．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件，其特征為，基準(zhǔn)真空室(25)內(nèi)的壓力低于最低的被測壓力，最好至少低10倍。
17．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件，其特征為，該測量元件的直徑為5-80毫米的范圍，最好為5-40毫米的范圍。
18．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件，其特征為，為了構(gòu)成屏蔽，外殼(1，4)的至少一個表面具有一層導(dǎo)電的涂層。
19．按權(quán)利要求1-18任一項所述的測量元件的A12O3膜片的制造方法，其特征為，該方法包括下列步驟·用一種Al2O3泥膏成型膜片；·然后進行第一道加熱工序，即在一個爐子中燒結(jié)該膜片并隨即冷卻；·緊接著在第二道加熱工序中，膜片再次加熱并整平，隨即冷卻。
20．按權(quán)利要求19的方法，其特征為，進行第三道加熱工序來實現(xiàn)整平。
21．按權(quán)利要求20的方法，其特征為，與隨后的一次或幾次整平加熱工序的溫度比較，第一道加熱工序的燒結(jié)溫度較高，最好不高于100℃。
22．按權(quán)利要求19-21任一項的方法，其特征為，在一次或多次整平加熱工序的過程中，在平板之間的膜片(2)通過加壓，特別是例如通過加重量進行整平。
23．按權(quán)利要求22的方法，其特征為，在兩道整平加熱工序之間，將膜片(2)從板上取下并重新放入錯開的位置。
24．按權(quán)利要求1-18的測量元件或其中一些部分的制作方法包括下列步驟一制造第一塊Al2O3外殼板(1)，包括一個導(dǎo)電表面(7)、一個連接板(1)表面的管孔(14)和兩個電真空密封的引線(6)，其中一根引線(6)與導(dǎo)電表面(7)電連接；一制造第二塊Al2O3外殼板(4)，包括一連接板(4)表面的管孔，其中一根連接管(5)真空密封連接在板(4)上并與該管連通；一按權(quán)利要求19-23任一項的方法制造Al2O3膜片(2)并隨即在一個膜片表面涂敷一層導(dǎo)電層(7)；一安裝板(1、4)，包括膜片(2)相隔一定距離放在板(1、4)之間并在其邊緣區(qū)與板(1、4)四周真空密封連接，第一塊板(1)的導(dǎo)電層(7)和膜片(2)的導(dǎo)電層相互對置并構(gòu)成測量電容即它們界定一個基準(zhǔn)真空室(25)，其中在膜片(2)上的導(dǎo)電層(7)與第一塊板(1)的另一個引線(6)導(dǎo)電連接，第二塊板(4)的面離連接管(5)的表面(7)與膜片(2)界定一個真空度測量室(26)；-在與管道(14)連通的吸氣劑(10)激活的情況下，通過管道(14)抽出基準(zhǔn)真空室(25)的氣體，在達到額定真空度后，管道(14)與吸氣劑(10)用蓋(8)真空密封。
25．按前述權(quán)利要求19-24任一項的方法，其特征為，膜片用Al2O3泥膏澆注或壓制而成，最好從一個涂敷在載體薄膜上的帶狀A(yù)l2O3基體切割下來，并隨即從該薄膜取下。
26．按前述權(quán)利要求任一項的測量元件用在壓力小于1000毫巴最好小于1毫巴的場合，分辨率高于1％，最好高于0.3％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大致完全由陶瓷構(gòu)成的電容式真空度測量元件,所以它具有高的耐蝕性。為了高精度測出很低的壓力,采用厚度<250微米的很薄的陶瓷膜片,該陶瓷膜片無應(yīng)力地和對稱地布置在一個陶瓷外殼中。
文檔編號G01L7/08GK1283267SQ98812616
公開日2001年2月7日 申請日期1998年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月23日
發(fā)明者P·比約克曼, R·奧爾森 申請人:尤納克西斯巴爾策斯有限公司