专利名称：用于真空测量计的遮蔽装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的一种用于真空测量计的 遮蔽装置。
背景技术：
全真空测量计被用于测量在真空室中的总压力。真空测量计被应用 于监控不同的真空过程。在这种情况下，典型的真空过程是表面处理过
程，例如涂装方法和腐蚀方法。这样的方法例如工作在^人l(T5mbar到 100mbar的压力范围。通常这样的压力范围要利用所谓的Pirani (皮拉 尼)真空测量计或者所谓的膜片式真空测量计测量。在这种情况下存在 这样的问题，即过程气体，不过也包括残余气体成分，可能在过程中污 染真空传感器。结果可能是在这种情况下产生不准确或者错误的测量或 者说压力显示。真空测量计在这种情况下显示出相应于其所经历的过程 时间的漂移特性，这种漂移特性被不能通过清洁真空测量计或者其周围 环境而消除或者重新复原。膜片测量计对于可能的污染特别敏感。在这 样的膜片测量计中，薄的膜片根据存在的待测量压力发生偏移。该膜片 的偏移被测量并用作要测量的真空压力的量度。对于电容式膜片测量 计，膜片的偏移通过膜片和实体之间的电容的变化测量。对于光学的膜 片测量计，该偏移利用光学的方法获取，例如利用干涉的方法。为了能 够以高的敏感性测量这样的压力范围，膜片在这种情况下必须构造得非 常薄，例如在从50到760jim的范围内。这些薄的膜片的例如通过气体 和/或微粒的污染可能在膜片上导致拉应力和/或压应力，它们附加地影 响膜片的变形，并且结果导致对例如要测量的绝对值的错误测量或者导 致不希望地在时间上的漂移特性。在这种情况下，此外降低了测量计的 分辨率以及由此降低了精度，并且另 一方面不能保证测量结果的可重复 性。为了减小这样的污染，到现在为止使用了扁平的遮蔽件，在专业领 域也称为挡板，如它在图1中示出的电容式膜片式真空测量计的例子中 一样。真空测量计15由扁平的圆形的第一壳体部分1和扁平的圆形的 第二壳体部分4组成，其中在这两个壳体部分之间通过密封件3，例如焊剂，密封地连接膜片2,这样在膜片和两个壳体部分之间分别构
成一个空腔9、 10。其中一个空腔构成参考真空室10，它通过连接部13 与收气室12连通。在收气室13中布置有吸气剂11，它用于可靠地保证 参考真空。在参考真空室IO对面，在膜片2的另一侧构成测量真空室9, 它通过排出开口 16与其中布置有遮蔽件7的遮蔽壳体6连通，其中遮 蔽壳体例如通过连接套管5与真空测量计15相应地连接。在遮蔽壳体6 上布置有带有连接开口 22的连接法兰8,它可以与要测量的真空处理室 连接。在这种情况下连接开口 22这样布置，即相对真空测量计的排出 开口 16,遮蔽件7不能允许直接透^L:就此遮蔽件7应该发挥它的保护 作用，由此不希望的气体或者说微粒凝结在遮蔽件表面上，这样它们不 再达到真空测量计中。在专业文献中该遮蔽件经常也称为等离子体屏蔽 体。对于包含反应气体的过程，这种反应气体应该优选凝结在遮蔽件上。 借此应该减小传感器漂移并由此增加测量计的寿命。尽管这个扁平的遮 蔽件改善了测量计的寿命，但是不能阻止仍有一定的微粒部分绕过遮蔽 件，例如通过扩散过程被输送达到测量膜片并在那里影响测量。
发明内容
本发明的任务在于，消除现有技术的缺点。本发明的任务特别在于， 特别对膜片测量计实现一种用于真空测量计的遮蔽装置，它有力地减小 真空测量计的污染，以由此在保证真空测量的高的测量精度和可重复性 的情况下明显提高测量计的寿命。此外该遮蔽装置可经济地生产并可以 简单地清洁。
对于此类用于真空测量计的遮蔽装置，该任务在根据权利要求1所 述特征来解决。从属的权利要求涉及本发明的有利的其它设计方案。
根据本发明的用于真空测量计的遮蔽装置，是这样的用于真空测量 计的遮蔽装置，它具有包围着遮蔽件的遮蔽壳体，其中遮蔽壳体具有用 于与真空测量计连接的排出开口以及用于与待测量的对象腔室连接的
连接开口，并且遮蔽件布置在两个开口之间，其中，所述遮蔽壳体是管 件，并且遮蔽件构造成具有螺旋形螺紋的螺旋遮蔽件，其中其螺紋轮廓 侧面在外直径中贴靠在遮蔽壳体的内壁上，从而阻挡了螺紋轮廓侧面的 外直径和内壁之间的气体通流，并且这种气体通流基本上被强制进入到 螺旋形的螺距中；并且排出开口处在管件的一侧，而连接开口处在位于对面的另一侧，并且螺旋遮蔽件这样构造，使得在轴向的视线方向上， 遮蔽装置在两个开口之间是光学密封的。
螺旋遮蔽件或蜗形遮蔽件在管件中布置在传感器和到真空处理室 的法兰之间。该遮蔽件可以附加于现存已知的，如前面所述的遮蔽件使 用。该螺旋遮蔽件此外可以具有多个路径，以附加地增大屏蔽作用。通 过遮蔽件的螺旋形的结构将可靠地避免从连接开口到真空测量计的直 接透视，由此微粒和/或颗粒能够在它们达到遮蔽件的端部之前被强制多 次与表面相互作用。如果遮蔽件这样设计则是有利的，即它可以被简单 地取下用于清洁或者能够更换。为此可以有利地在遮蔽件自身上和/或也 可以在管形的壳体上设置固定元件，例如弹性的元件，以能够将遮蔽件 保持在位置。如果遮蔽件和/或壳体由一种过程相容的材料制成是有利 的，以保证足够大的寿命并且避免由于可能的分解造成的附加污染。反 应的过程，特别是反应的等离子体过程通常含有侵蚀性的气体并且具有 相应的反作用，关于使用的构件的材料也一样。在这里暴露的构件，如 遮蔽件和/或壳体，可能为此也要利用合适的有抗性的材料涂装。
本发明现在借助附图示意且示例地说明。图中示出
图2示意地并且在横截面中示出了具有根据本发明所述遮蔽装置的 膜片式真空测量计；
图3a在侧视图中示出了根据本发明的带有固定元件的遮蔽件；
图3b在三维图中示出了根据图3a的遮蔽件；
图4a - 4d在侧视图和三维图中示出了具有不同构造的螺旋遮蔽件， 具有螺旋表面和螺距的不同路径结构；
图5在放大图中示出了固定装置的例子。
具体实施例方式
图2中在横截面中示出了一种根据本发明的真空测量计装置，它具 有膜片式真空测量计15和布置在其上的有独创性的遮蔽装置25,遮蔽 装置25具有螺旋遮蔽件20，该螺旋遮蔽件20设计成螺旋形的遮蔽件或 者说蜗形的遮蔽件。真空测量计15由扁平的圆形的第一壳体部分1和 扁平的圆形的笫二壳体部分4组成，其中在上述壳体部分之间在外围密封地布置有膜片2。膜片2相对第一壳体部分1稍微相距地布置，使得 它们之间构成参考真空室，该参考真空室通过连接管路13包括用于保 持参考真空的收气室12。在膜片的对面那侧，在膜片2和第二壳体部分 4之间构成测量真空室9，它优选在中心通过第二壳体部分4经过开口 和连接套管5与遮蔽装置25连通，该遮蔽装置又具有连接开口 22,它 可以与要测量的真空室连通连接。在这种情况下螺旋遮蔽件20布置在 管件14的内部，这样螺旋遮蔽件20的螺紋21如此贴靠在管件14的内 壁上，即在螺紋21的这个梳筛区域中产生微粒通流的至少一个障碍， 但是在优选要测量的压力区域内优选尽可能地密封。
膜片测量计在这种情况下基本上有利地由陶瓷材料制成。至少第一 壳体部分l、笫二壳体部分4以及膜片2在这种情况下由陶瓷材料制成。 这些零件优选利用前面所述的玻璃焊剂3相应的接合。氧化铝作为零件 1、 2、 4的陶瓷材料的应用是特别有利的。氧化铝也可以例如由蓝宝石 的变体组成。零件之一也可以只部分地，例如在对光学的膜片测量计必 需的窗口处，或者也可以组合地使用由不同的氧化铝变体制成的零件。 陶瓷测量计的一种优选的构造，如它在前面所述的一样，在EP 1 070 239 Bl公开，并且它构成本发明的集成的组成部分。
螺旋遮蔽件20的螺紋21这样设计，即产生螺旋形的路径24,它相 比螺紋材料的横截面可以产生自由路径24的尽可能大的横截面，以实 现足够高的通导值。螺旋遮蔽件20的螺紋21因此优选设计成扁平螺线 (flachgangig)的螺紋，它由此产生板形的螺旋线。为了使路径24的横 截面相对实体材料保持尽可能大，可以将芯部23设计成具有尽可能小 的直径，或者完全省略它。不过如果芯部具有在例如从2到6mm的范 围内的一定的直径是有利的，以赋予螺旋形的螺旋遮蔽件20相应的稳 定性，并且特别也可以利用端部作为支架， 一方面用于将遮蔽件在管件 内固定在位置中，并且另一方面在另一側构造一种把手，该把手简化了 在它为了清洁的目的要更换时将遮蔽件从管件中的简单的拉出。
管件14的一侧构成遮蔽装置25的排出开口 16,并且与真空测量计 15的测量真空室9连通地连接。管件14的另一侧构成用于待测量的真 空室的连接开口 22,并且可以有利地直接具有连接法兰8或者设计成连 接法兰8。在这种情况下连接法兰8可以优选设计成所谓的小法兰构件， 如它在真空技术中的测量中通常应用的那样，以能够以简单的方式产生不同的管接头。在这种情况下应用在真空技术中已知的CF、 KF和VCR 类型的法兰是特别有利的。
沿着轴向的纵向方向从连接开口 22朝着遮蔽装置25的排出开口 16 的方向观察，应该没有直接透视，即光学地密封。螺旋遮蔽件20在此 应该至少具有1.5个螺紋21。不过如果螺旋遮蔽件20设计成多线程的 螺杆并且具有多个螺紋21,例如3至10个螺紋是有利的。如果管件14 和/或遮蔽件20由抗氧化的材料制成在很多情况下是足够的。对于特别 困难的测量情况，在应用了非常活性的且侵蚀性的过程气体的地方，如 果遮蔽件20和/或管件14由可以尽可能好地抵抗侵蚀性的过程条件并且 还不会由于分解而生产污物的材料制成，则对于根据本发明的遮蔽装置 25是特别有利的。为了降低成本并且更简单地实现特殊的材料性能，也 可以在管件14和/或遮蔽件20的暴露的表面上涂装相应的保护材料。在 一定的情况下，如果该材料与真空测量计15的膜片2的材料类型取得 一致也是有利的。
根据本发明的螺旋遮蔽件20允许以多种方式对真空测量计15的膜 片2实现保护性能的优化。在图4中示出了螺旋遮蔽件20的不同的设 计方案。在图4a中示出了一种单线程的螺旋遮蔽件20 ,它具有相对小 的升程，穿通面积与材料横截面的比例为3.3。图4b示出了一种双线程 螺旋遮蔽件20的例子，其中两个螺紋交织地布置并且具有略大的升程 并且穿通面积与材料横截面的比例为6.6。另外一种双线程的螺紋结构 在图4c中示出，它具有如根据图4b的两倍这样大的升程，并且穿通面 积与材料横截面的比例为19.8。 一种三线程螺旋遮蔽件20的例子在图 4d中示出，它具有中等的升程并且穿通面积与材料横截面的比例为9.9。 按照过程条件可以这样利用螺旋遮蔽件20的螺紋线程数的数量、螺紋 的数量、升程和直径来优化对真空测量计15的膜片2的保护功能，使 得除了保护功能外还能实现好的测量性能。
在图3a中以侧视图并且在图3b中以三维图放大示出了一种扁平螺 线的螺旋遮蔽件20。除了这里示出的扁平螺线的螺紋形状，其它的螺紋 横截面的形状也是可以的，例如梯形、三角形或者末端带尖的弧形形状 的螺紋21。不过扁平螺线的螺杆20提供这样的优点，即路径24的横截 面可以尽可能大地实现，以能够产生穿通面积24与保留的材料横截面 的有利的比例。此外该设计方案可以在螺紋21的梳筛区域中获得合适的精度，由此螺旋遮蔽件20可以精确地生产为可更换的零件。
如果在遮蔽装置25的排出开口 16的区域中，即在真空测量计15 的接口处布置附加的遮蔽件30是附加有利的，该遮蔽件设计成扁平遮 板30,它优选具有孔洞32,它由此构成筛网遮板30。在图3中示出了 一种优选的实施方式，其中筛网遮板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围设置固定接 片23,该固定接片弹性地在管件14上为螺旋遮蔽件20承担固定和定位 功能，并且优选嵌入到管件14的凹陷部中，例如槽中，用于可靠地固 定。
为了实现好的光学密封性以及保护作用，遮蔽件的长度1应该大于 它的直径2r。在这种情况下优选螺旋遮蔽件20的尺寸为外径2r在从 10mm至40mm的范围内，并且长度1从20mm至120mm。
在图5中在俯一见图中详细示出了筛网遮板30。设有孔洞32的圆形 遮蔽件30在外围上设有例如3个固定接片33，它们弯曲约90。，然后它 们可以嵌入管件14中。筛网遮板的直径应该这样选择，即如螺旋遮蔽 件20 —样，在外围区域内要基本上挡住和阻止微粒的通过。
权利要求
1. 用于真空测量计(15)的遮蔽装置，带有包围着遮蔽件(7)的 遮蔽壳体(6),其中遮蔽壳体(6)具有用于与真空测量计(15)连接 的排出开口 ( 16)以及用于与待测量的对象腔室连接的连接开口 (22)， 并且遮蔽件(7)布置在两个开口 (16, 22)之间，其特征在于，所述 遮蔽壳体(6, 14)是管件(14),并且遮蔽件(7, 20)构造成具有螺 旋形螺紋(21)的螺旋遮蔽件，其中其螺紋轮廓侧面在外直径中贴靠在 遮蔽壳体(14)的内壁上，从而阻挡了螺紋轮廓側面的外直径和内壁之 间的气体通流，并且这种气体通流基本上被强制进入到螺旋形的螺距 中；并且排出开口 ( 16)处在管件(14)的一侧，而连接开口 (22)处 在位于对面的另一側，并且螺旋遮蔽件(20)这样构造，使得在轴向的 视线方向上，遮蔽装置(25)在两个开口 (16, 22)之间是光学密封的。
2. 根据权利要求1所述的遮蔽装置，其特征在于，所述螺旋遮蔽件 (20 )具有至少1.5个螺紋(21 )。
3. 根据权利要求2所述的遮蔽装置，其特征在于，所述螺旋遮蔽件 (20)设计成多线程的螺杆(20)。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的遮蔽装置，其特征在于，所述 螺旋遮蔽件(20)设计成扁平螺线的螺杆(20)。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的遮蔽装置，其特征在于，所述 螺旋遮蔽件(20)具有棒形的芯部(23),围绕着该芯部布置有螺旋形 的螺紋。
6. 根据前迷权利要求中任一项所述的遮蔽装置，其特征在于，所迷 螺旋遮蔽件(20)的长度(1)大于它的外直径(2r)。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的遮蔽装置，其特征在于，所述 管件(14)在连接开口 (22)处具有连接法兰(8),并且优选与管件(14) 一体形成。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的遮蔽装置，其特征在于，在所 述排出开口 (16)的区域内布置有圆形的扁平遮板(30),优选设计成 筛网遮板(30)。
9. 根据权利要求8所述的遮蔽装置，其特征在于，所述扁平遮板 (30)固定在螺旋遮蔽件(20)上。
10. 根据权利要求9所述的遮蔽装置，其特征在于，所述扁平遮板在它的外围具有固定接片(33),用于固定在管件(14)的内壁上。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的遮蔽装置，其特征在于，所 述螺旋遮蔽件(20)设计成能够在管件(14)中插入和拔出的。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的遮蔽装置，其特征在于，所 述遮蔽装置(14, 20, 25 )通过排出开口 ( 16)与真空测量计(15), 特别是与膜片测量计，优选与电容式膜片测量计或者与光学式膜片测量 计连通地连接。
全文摘要
一种用于真空测量计(15)的遮蔽装置，具有包围着遮蔽件(20)的管状的遮蔽壳体(14)，其中遮蔽壳体(6)具有用于与真空测量计(15)连接的排出开口(16)以及用于与待测量的对象腔室连接的连接开口(16，22)，并且遮蔽件(20)构造成具有螺旋形螺纹(21)的螺旋遮蔽件，其中其螺纹轮廓侧面在外直径中贴靠在遮蔽壳体(14)的内壁上，从而阻挡了螺纹轮廓侧面的外直径和内壁之间的气体通流，并且这种气体通流基本上被强制进入到螺旋形的螺距中；并且排出开口(16)处在管件(14)的一侧，而连接开口(22)处在位于对面的另一侧，并且螺旋遮蔽件(20)这样构造，使得在轴向的视线方向上，遮蔽装置(25)在两个开口(16，22)之间是光学密封的。
文档编号G01L7/08GK101313204SQ200680043868
公开日2008年11月26日 申请日期2006年11月13日 优先权日2005年11月25日
发明者H·汉塞尔曼, M·武斯特, P·比约克曼, S·杜里斯, U·瓦尔克利 申请人:英飞康有限责任公司