專利名稱：用于真空測量計(jì)的遮蔽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的一種用于真空測量計(jì)的 遮蔽裝置。
背景技術(shù)：
全真空測量計(jì)被用于測量在真空室中的總壓力。真空測量計(jì)被應(yīng)用 于監(jiān)控不同的真空過程。在這種情況下，典型的真空過程是表面處理過
程，例如涂裝方法和腐蝕方法。這樣的方法例如工作在^人l(T5mbar到 100mbar的壓力范圍。通常這樣的壓力范圍要利用所謂的Pirani (皮拉 尼)真空測量計(jì)或者所謂的膜片式真空測量計(jì)測量。在這種情況下存在 這樣的問題，即過程氣體，不過也包括殘余氣體成分，可能在過程中污 染真空傳感器。結(jié)果可能是在這種情況下產(chǎn)生不準(zhǔn)確或者錯(cuò)誤的測量或 者說壓力顯示。真空測量計(jì)在這種情況下顯示出相應(yīng)于其所經(jīng)歷的過程 時(shí)間的漂移特性，這種漂移特性被不能通過清潔真空測量計(jì)或者其周圍 環(huán)境而消除或者重新復(fù)原。膜片測量計(jì)對(duì)于可能的污染特別敏感。在這 樣的膜片測量計(jì)中，薄的膜片根據(jù)存在的待測量壓力發(fā)生偏移。該膜片 的偏移被測量并用作要測量的真空壓力的量度。對(duì)于電容式膜片測量 計(jì)，膜片的偏移通過膜片和實(shí)體之間的電容的變化測量。對(duì)于光學(xué)的膜 片測量計(jì)，該偏移利用光學(xué)的方法獲取，例如利用干涉的方法。為了能 夠以高的敏感性測量這樣的壓力范圍，膜片在這種情況下必須構(gòu)造得非 常薄，例如在從50到760jim的范圍內(nèi)。這些薄的膜片的例如通過氣體 和/或微粒的污染可能在膜片上導(dǎo)致拉應(yīng)力和/或壓應(yīng)力，它們附加地影 響膜片的變形，并且結(jié)果導(dǎo)致對(duì)例如要測量的絕對(duì)值的錯(cuò)誤測量或者導(dǎo) 致不希望地在時(shí)間上的漂移特性。在這種情況下，此外降低了測量計(jì)的 分辨率以及由此降低了精度，并且另 一方面不能保證測量結(jié)果的可重復(fù) 性。為了減小這樣的污染，到現(xiàn)在為止使用了扁平的遮蔽件，在專業(yè)領(lǐng) 域也稱為擋板，如它在圖1中示出的電容式膜片式真空測量計(jì)的例子中 一樣。真空測量計(jì)15由扁平的圓形的第一殼體部分1和扁平的圓形的 第二殼體部分4組成，其中在這兩個(gè)殼體部分之間通過密封件3，例如焊劑，密封地連接膜片2,這樣在膜片和兩個(gè)殼體部分之間分別構(gòu)
成一個(gè)空腔9、 10。其中一個(gè)空腔構(gòu)成參考真空室10，它通過連接部13 與收氣室12連通。在收氣室13中布置有吸氣劑11，它用于可靠地保證 參考真空。在參考真空室IO對(duì)面，在膜片2的另一側(cè)構(gòu)成測量真空室9, 它通過排出開口 16與其中布置有遮蔽件7的遮蔽殼體6連通，其中遮 蔽殼體例如通過連接套管5與真空測量計(jì)15相應(yīng)地連接。在遮蔽殼體6 上布置有帶有連接開口 22的連接法蘭8,它可以與要測量的真空處理室 連接。在這種情況下連接開口 22這樣布置，即相對(duì)真空測量計(jì)的排出 開口 16,遮蔽件7不能允許直接透^L:就此遮蔽件7應(yīng)該發(fā)揮它的保護(hù) 作用，由此不希望的氣體或者說微粒凝結(jié)在遮蔽件表面上，這樣它們不 再達(dá)到真空測量計(jì)中。在專業(yè)文獻(xiàn)中該遮蔽件經(jīng)常也稱為等離子體屏蔽 體。對(duì)于包含反應(yīng)氣體的過程，這種反應(yīng)氣體應(yīng)該優(yōu)選凝結(jié)在遮蔽件上。 借此應(yīng)該減小傳感器漂移并由此增加測量計(jì)的壽命。盡管這個(gè)扁平的遮 蔽件改善了測量計(jì)的壽命，但是不能阻止仍有一定的微粒部分繞過遮蔽 件，例如通過擴(kuò)散過程被輸送達(dá)到測量膜片并在那里影響測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的任務(wù)特別在于， 特別對(duì)膜片測量計(jì)實(shí)現(xiàn)一種用于真空測量計(jì)的遮蔽裝置，它有力地減小 真空測量計(jì)的污染，以由此在保證真空測量的高的測量精度和可重復(fù)性 的情況下明顯提高測量計(jì)的壽命。此外該遮蔽裝置可經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)并可以 簡單地清潔。
對(duì)于此類用于真空測量計(jì)的遮蔽裝置，該任務(wù)在根據(jù)權(quán)利要求1所 述特征來解決。從屬的權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利的其它設(shè)計(jì)方案。
根據(jù)本發(fā)明的用于真空測量計(jì)的遮蔽裝置，是這樣的用于真空測量 計(jì)的遮蔽裝置，它具有包圍著遮蔽件的遮蔽殼體，其中遮蔽殼體具有用 于與真空測量計(jì)連接的排出開口以及用于與待測量的對(duì)象腔室連接的
連接開口，并且遮蔽件布置在兩個(gè)開口之間，其中，所述遮蔽殼體是管 件，并且遮蔽件構(gòu)造成具有螺旋形螺紋的螺旋遮蔽件，其中其螺紋輪廓 側(cè)面在外直徑中貼靠在遮蔽殼體的內(nèi)壁上，從而阻擋了螺紋輪廓側(cè)面的 外直徑和內(nèi)壁之間的氣體通流，并且這種氣體通流基本上被強(qiáng)制進(jìn)入到 螺旋形的螺距中；并且排出開口處在管件的一側(cè)，而連接開口處在位于對(duì)面的另一側(cè)，并且螺旋遮蔽件這樣構(gòu)造，使得在軸向的視線方向上， 遮蔽裝置在兩個(gè)開口之間是光學(xué)密封的。
螺旋遮蔽件或蝸形遮蔽件在管件中布置在傳感器和到真空處理室 的法蘭之間。該遮蔽件可以附加于現(xiàn)存已知的，如前面所述的遮蔽件使 用。該螺旋遮蔽件此外可以具有多個(gè)路徑，以附加地增大屏蔽作用。通 過遮蔽件的螺旋形的結(jié)構(gòu)將可靠地避免從連接開口到真空測量計(jì)的直 接透視，由此微粒和/或顆粒能夠在它們達(dá)到遮蔽件的端部之前被強(qiáng)制多 次與表面相互作用。如果遮蔽件這樣設(shè)計(jì)則是有利的，即它可以被簡單 地取下用于清潔或者能夠更換。為此可以有利地在遮蔽件自身上和/或也 可以在管形的殼體上設(shè)置固定元件，例如彈性的元件，以能夠?qū)⒄诒渭?保持在位置。如果遮蔽件和/或殼體由一種過程相容的材料制成是有利 的，以保證足夠大的壽命并且避免由于可能的分解造成的附加污染。反 應(yīng)的過程，特別是反應(yīng)的等離子體過程通常含有侵蝕性的氣體并且具有 相應(yīng)的反作用，關(guān)于使用的構(gòu)件的材料也一樣。在這里暴露的構(gòu)件，如 遮蔽件和/或殼體，可能為此也要利用合適的有抗性的材料涂裝。


本發(fā)明現(xiàn)在借助附圖示意且示例地說明。圖中示出
圖2示意地并且在橫截面中示出了具有根據(jù)本發(fā)明所述遮蔽裝置的 膜片式真空測量計(jì)；
圖3a在側(cè)視圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有固定元件的遮蔽件；
圖3b在三維圖中示出了根據(jù)圖3a的遮蔽件；
圖4a - 4d在側(cè)視圖和三維圖中示出了具有不同構(gòu)造的螺旋遮蔽件， 具有螺旋表面和螺距的不同路徑結(jié)構(gòu)；
圖5在放大圖中示出了固定裝置的例子。
具體實(shí)施例方式
圖2中在橫截面中示出了一種根據(jù)本發(fā)明的真空測量計(jì)裝置，它具 有膜片式真空測量計(jì)15和布置在其上的有獨(dú)創(chuàng)性的遮蔽裝置25,遮蔽 裝置25具有螺旋遮蔽件20，該螺旋遮蔽件20設(shè)計(jì)成螺旋形的遮蔽件或 者說蝸形的遮蔽件。真空測量計(jì)15由扁平的圓形的第一殼體部分1和 扁平的圓形的笫二殼體部分4組成，其中在上述殼體部分之間在外圍密封地布置有膜片2。膜片2相對(duì)第一殼體部分1稍微相距地布置，使得 它們之間構(gòu)成參考真空室，該參考真空室通過連接管路13包括用于保 持參考真空的收氣室12。在膜片的對(duì)面那側(cè)，在膜片2和第二殼體部分 4之間構(gòu)成測量真空室9，它優(yōu)選在中心通過第二殼體部分4經(jīng)過開口 和連接套管5與遮蔽裝置25連通，該遮蔽裝置又具有連接開口 22,它 可以與要測量的真空室連通連接。在這種情況下螺旋遮蔽件20布置在 管件14的內(nèi)部，這樣螺旋遮蔽件20的螺紋21如此貼靠在管件14的內(nèi) 壁上，即在螺紋21的這個(gè)梳篩區(qū)域中產(chǎn)生微粒通流的至少一個(gè)障礙， 但是在優(yōu)選要測量的壓力區(qū)域內(nèi)優(yōu)選盡可能地密封。
膜片測量計(jì)在這種情況下基本上有利地由陶瓷材料制成。至少第一 殼體部分l、笫二殼體部分4以及膜片2在這種情況下由陶瓷材料制成。 這些零件優(yōu)選利用前面所述的玻璃焊劑3相應(yīng)的接合。氧化鋁作為零件 1、 2、 4的陶瓷材料的應(yīng)用是特別有利的。氧化鋁也可以例如由藍(lán)寶石 的變體組成。零件之一也可以只部分地，例如在對(duì)光學(xué)的膜片測量計(jì)必 需的窗口處，或者也可以組合地使用由不同的氧化鋁變體制成的零件。 陶瓷測量計(jì)的一種優(yōu)選的構(gòu)造，如它在前面所述的一樣，在EP 1 070 239 Bl公開，并且它構(gòu)成本發(fā)明的集成的組成部分。
螺旋遮蔽件20的螺紋21這樣設(shè)計(jì)，即產(chǎn)生螺旋形的路徑24,它相 比螺紋材料的橫截面可以產(chǎn)生自由路徑24的盡可能大的橫截面，以實(shí) 現(xiàn)足夠高的通導(dǎo)值。螺旋遮蔽件20的螺紋21因此優(yōu)選設(shè)計(jì)成扁平螺線 (flachgangig)的螺紋，它由此產(chǎn)生板形的螺旋線。為了使路徑24的橫 截面相對(duì)實(shí)體材料保持盡可能大，可以將芯部23設(shè)計(jì)成具有盡可能小 的直徑，或者完全省略它。不過如果芯部具有在例如從2到6mm的范 圍內(nèi)的一定的直徑是有利的，以賦予螺旋形的螺旋遮蔽件20相應(yīng)的穩(wěn) 定性，并且特別也可以利用端部作為支架， 一方面用于將遮蔽件在管件 內(nèi)固定在位置中，并且另一方面在另一側(cè)構(gòu)造一種把手，該把手簡化了 在它為了清潔的目的要更換時(shí)將遮蔽件從管件中的簡單的拉出。
管件14的一側(cè)構(gòu)成遮蔽裝置25的排出開口 16,并且與真空測量計(jì) 15的測量真空室9連通地連接。管件14的另一側(cè)構(gòu)成用于待測量的真 空室的連接開口 22,并且可以有利地直接具有連接法蘭8或者設(shè)計(jì)成連 接法蘭8。在這種情況下連接法蘭8可以優(yōu)選設(shè)計(jì)成所謂的小法蘭構(gòu)件， 如它在真空技術(shù)中的測量中通常應(yīng)用的那樣，以能夠以簡單的方式產(chǎn)生不同的管接頭。在這種情況下應(yīng)用在真空技術(shù)中已知的CF、 KF和VCR 類型的法蘭是特別有利的。
沿著軸向的縱向方向從連接開口 22朝著遮蔽裝置25的排出開口 16 的方向觀察，應(yīng)該沒有直接透視，即光學(xué)地密封。螺旋遮蔽件20在此 應(yīng)該至少具有1.5個(gè)螺紋21。不過如果螺旋遮蔽件20設(shè)計(jì)成多線程的 螺桿并且具有多個(gè)螺紋21,例如3至10個(gè)螺紋是有利的。如果管件14 和/或遮蔽件20由抗氧化的材料制成在很多情況下是足夠的。對(duì)于特別 困難的測量情況，在應(yīng)用了非?；钚缘那仪治g性的過程氣體的地方，如 果遮蔽件20和/或管件14由可以盡可能好地抵抗侵蝕性的過程條件并且 還不會(huì)由于分解而生產(chǎn)污物的材料制成，則對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的遮蔽裝置 25是特別有利的。為了降低成本并且更簡單地實(shí)現(xiàn)特殊的材料性能，也 可以在管件14和/或遮蔽件20的暴露的表面上涂裝相應(yīng)的保護(hù)材料。在 一定的情況下，如果該材料與真空測量計(jì)15的膜片2的材料類型取得 一致也是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的螺旋遮蔽件20允許以多種方式對(duì)真空測量計(jì)15的膜 片2實(shí)現(xiàn)保護(hù)性能的優(yōu)化。在圖4中示出了螺旋遮蔽件20的不同的設(shè) 計(jì)方案。在圖4a中示出了一種單線程的螺旋遮蔽件20 ,它具有相對(duì)小 的升程，穿通面積與材料橫截面的比例為3.3。圖4b示出了一種雙線程 螺旋遮蔽件20的例子，其中兩個(gè)螺紋交織地布置并且具有略大的升程 并且穿通面積與材料橫截面的比例為6.6。另外一種雙線程的螺紋結(jié)構(gòu) 在圖4c中示出，它具有如根據(jù)圖4b的兩倍這樣大的升程，并且穿通面 積與材料橫截面的比例為19.8。 一種三線程螺旋遮蔽件20的例子在圖 4d中示出，它具有中等的升程并且穿通面積與材料橫截面的比例為9.9。 按照過程條件可以這樣利用螺旋遮蔽件20的螺紋線程數(shù)的數(shù)量、螺紋 的數(shù)量、升程和直徑來優(yōu)化對(duì)真空測量計(jì)15的膜片2的保護(hù)功能，使 得除了保護(hù)功能外還能實(shí)現(xiàn)好的測量性能。
在圖3a中以側(cè)視圖并且在圖3b中以三維圖放大示出了一種扁平螺 線的螺旋遮蔽件20。除了這里示出的扁平螺線的螺紋形狀，其它的螺紋 橫截面的形狀也是可以的，例如梯形、三角形或者末端帶尖的弧形形狀 的螺紋21。不過扁平螺線的螺桿20提供這樣的優(yōu)點(diǎn)，即路徑24的橫截 面可以盡可能大地實(shí)現(xiàn)，以能夠產(chǎn)生穿通面積24與保留的材料橫截面 的有利的比例。此外該設(shè)計(jì)方案可以在螺紋21的梳篩區(qū)域中獲得合適的精度，由此螺旋遮蔽件20可以精確地生產(chǎn)為可更換的零件。
如果在遮蔽裝置25的排出開口 16的區(qū)域中，即在真空測量計(jì)15 的接口處布置附加的遮蔽件30是附加有利的，該遮蔽件設(shè)計(jì)成扁平遮 板30,它優(yōu)選具有孔洞32,它由此構(gòu)成篩網(wǎng)遮板30。在圖3中示出了 一種優(yōu)選的實(shí)施方式，其中篩網(wǎng)遮板30在中心31中固定在螺旋遮蔽件 20的棒形芯部23的端部。遮蔽件30可以附加地在它的外圍設(shè)置固定接 片23,該固定接片彈性地在管件14上為螺旋遮蔽件20承擔(dān)固定和定位 功能，并且優(yōu)選嵌入到管件14的凹陷部中，例如槽中，用于可靠地固 定。
為了實(shí)現(xiàn)好的光學(xué)密封性以及保護(hù)作用，遮蔽件的長度1應(yīng)該大于 它的直徑2r。在這種情況下優(yōu)選螺旋遮蔽件20的尺寸為外徑2r在從 10mm至40mm的范圍內(nèi)，并且長度1從20mm至120mm。
在圖5中在俯一見圖中詳細(xì)示出了篩網(wǎng)遮板30。設(shè)有孔洞32的圓形 遮蔽件30在外圍上設(shè)有例如3個(gè)固定接片33，它們彎曲約90。，然后它 們可以嵌入管件14中。篩網(wǎng)遮板的直徑應(yīng)該這樣選擇，即如螺旋遮蔽 件20 —樣，在外圍區(qū)域內(nèi)要基本上擋住和阻止微粒的通過。
權(quán)利要求
1. 用于真空測量計(jì)(15)的遮蔽裝置，帶有包圍著遮蔽件(7)的 遮蔽殼體(6),其中遮蔽殼體(6)具有用于與真空測量計(jì)(15)連接 的排出開口 ( 16)以及用于與待測量的對(duì)象腔室連接的連接開口 (22)， 并且遮蔽件(7)布置在兩個(gè)開口 (16, 22)之間，其特征在于，所述 遮蔽殼體(6, 14)是管件(14),并且遮蔽件(7, 20)構(gòu)造成具有螺 旋形螺紋(21)的螺旋遮蔽件，其中其螺紋輪廓側(cè)面在外直徑中貼靠在 遮蔽殼體(14)的內(nèi)壁上，從而阻擋了螺紋輪廓側(cè)面的外直徑和內(nèi)壁之 間的氣體通流，并且這種氣體通流基本上被強(qiáng)制進(jìn)入到螺旋形的螺距 中；并且排出開口 ( 16)處在管件(14)的一側(cè)，而連接開口 (22)處 在位于對(duì)面的另一側(cè)，并且螺旋遮蔽件(20)這樣構(gòu)造，使得在軸向的 視線方向上，遮蔽裝置(25)在兩個(gè)開口 (16, 22)之間是光學(xué)密封的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蔽裝置，其特征在于，所述螺旋遮蔽件 (20 )具有至少1.5個(gè)螺紋(21 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的遮蔽裝置，其特征在于，所述螺旋遮蔽件 (20)設(shè)計(jì)成多線程的螺桿(20)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的遮蔽裝置，其特征在于，所述 螺旋遮蔽件(20)設(shè)計(jì)成扁平螺線的螺桿(20)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的遮蔽裝置，其特征在于，所述 螺旋遮蔽件(20)具有棒形的芯部(23),圍繞著該芯部布置有螺旋形 的螺紋。
6. 根據(jù)前迷權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的遮蔽裝置，其特征在于，所迷 螺旋遮蔽件(20)的長度(1)大于它的外直徑(2r)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的遮蔽裝置，其特征在于，所述 管件(14)在連接開口 (22)處具有連接法蘭(8),并且優(yōu)選與管件(14) 一體形成。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的遮蔽裝置，其特征在于，在所 述排出開口 (16)的區(qū)域內(nèi)布置有圓形的扁平遮板(30),優(yōu)選設(shè)計(jì)成 篩網(wǎng)遮板(30)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的遮蔽裝置，其特征在于，所述扁平遮板 (30)固定在螺旋遮蔽件(20)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的遮蔽裝置，其特征在于，所述扁平遮板在它的外圍具有固定接片(33),用于固定在管件(14)的內(nèi)壁上。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的遮蔽裝置，其特征在于，所 述螺旋遮蔽件(20)設(shè)計(jì)成能夠在管件(14)中插入和拔出的。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的遮蔽裝置，其特征在于，所 述遮蔽裝置(14, 20, 25 )通過排出開口 ( 16)與真空測量計(jì)(15), 特別是與膜片測量計(jì)，優(yōu)選與電容式膜片測量計(jì)或者與光學(xué)式膜片測量 計(jì)連通地連接。
全文摘要
一種用于真空測量計(jì)(15)的遮蔽裝置，具有包圍著遮蔽件(20)的管狀的遮蔽殼體(14)，其中遮蔽殼體(6)具有用于與真空測量計(jì)(15)連接的排出開口(16)以及用于與待測量的對(duì)象腔室連接的連接開口(16，22)，并且遮蔽件(20)構(gòu)造成具有螺旋形螺紋(21)的螺旋遮蔽件，其中其螺紋輪廓側(cè)面在外直徑中貼靠在遮蔽殼體(14)的內(nèi)壁上，從而阻擋了螺紋輪廓側(cè)面的外直徑和內(nèi)壁之間的氣體通流，并且這種氣體通流基本上被強(qiáng)制進(jìn)入到螺旋形的螺距中；并且排出開口(16)處在管件(14)的一側(cè)，而連接開口(22)處在位于對(duì)面的另一側(cè)，并且螺旋遮蔽件(20)這樣構(gòu)造，使得在軸向的視線方向上，遮蔽裝置(25)在兩個(gè)開口(16，22)之間是光學(xué)密封的。
文檔編號(hào)G01L7/08GK101313204SQ200680043868
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2006年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者H·漢塞爾曼, M·武斯特, P·比約克曼, S·杜里斯, U·瓦爾克利 申請(qǐng)人:英飛康有限責(zé)任公司