[发明专利]压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及高灵敏度、高带宽的低压传感器，尤其涉及这些装置在例如用于平板印刷装置中的气压计中的应用。

背景技术

常规的低压气压计利用质量流量传感器，其具有相对长的响应时间或者一般在几十赫兹范围内的低的带宽。相对低的带宽不适用于在较高的速度下操作，例如平板印刷扫描应用。

因此，需要一种高灵敏度的具有比目前可得到的较高的带宽的低压气压计。

发明内容

本发明涉及高灵敏度的具有比目前可得到的较高的带宽的低压气压计。

根据本发明的压力传感器包括具有基本上刚性的外部部分和可以位移的内部部分的隔膜，所述内部部分响应所述隔膜的第一和第二侧之间的压力差而位移。所述压力计还包括位于隔膜附近的并适用于检测隔膜内部部分的位移的传感器。所述压力计还包括监视器和控制系统，其和所述传感器耦连(有线或无线)，并适用于由隔膜的位移确定压力差。

本发明提供多种可选的检测结构，其中包括但不限于，光学检测结构和电容检测结构。

对于低压应用，例如用于平板印刷应用中的纳米接近传感器(proximity sensor)，传感器的工作压力范围大约为0.1-0.5英寸水柱压力。压力计压力传感器的分辨率优选地大约为～0.001Pa，这大约为～4×10^-5英寸水柱压力。这将使得压力计能够分辨几纳米。注意1英寸水柱压力＝254帕斯卡。

这种隔膜和传感器具有相对高的带宽，因而可以在相对高的速度应用中被实施。例如，本发明可以在平板印刷接近(lithographyproximity)检测设备和平板印刷构形映象(lithography topographicalmapping)设备中被实施。

本发明的附加的特征和优点将在下面的说明中提出。而其它的一些特征和优点，对于本领域技术人员，根据这里给出的说明便可以看出，或者通过实施本发明便可以得知。通过在说明书和权利要求书以及附图中具体指出的结构，可以实现和获得本发明的优点。

应当理解，前面的综述和下面的详细说明是示例性的和解释性的，用于提供要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

下面参照附图说明本发明，其中相同的标号表示相同的或相似的元件。此外，标号的最左边的数字用于识别首次引入相关元件的附图。

图1是压力传感器100的侧平面图，包括隔膜102和传感器104；

图2A是隔膜102的前平面图；

图2B是隔膜102的基本上刚性的外部部分202的侧平面图；

图2C是隔膜102的侧平面图，包括基本上刚性的外部部分202，内部部分204和接近传感器表面206，被扩大地表示为好像处于不同的压力条件下；

图3是压力传感器100的侧向透视图，其中传感器104和监视器以及控制系统106利用白光干涉计来实现；

图4是压力传感器100的侧平面图，其中传感器104以及监视器和控制系统106利用光掠射角传感器(optical grazing angle sensor)实现；

图5是压力传感器100的侧平面图，其中传感器104包括电容传感器502，接近表面206包括接地平板504；

图6是空气系统600的侧平面图，包括第一引线602和第二引线604以及位于其间的桥中的压力传感器100；

图7是例如在用于平板印刷中的接近传感器700中实施的压力传感器100的侧平面图；以及

图8是在接近传感器800中实施的压力传感器100的侧平面图。

具体实施方式

I.引言

本发明涉及一种具有比目前可得到的较高的带宽的低压气压计。本发明可以不受限制地用于例如平板印刷接近检测设备和平板印刷构形映象设备中。

II.高带宽、低压差检测

图1是压力传感器100的侧平面图，包括扰曲板或隔膜102，位于隔膜102附近的隔膜位移传感器104(下文称“传感器”)，以及和传感器104电气耦连(有线或无线)的监视器和控制系统106。传感器104接近隔膜，但是不必在物理上和隔膜接触。

隔膜102和传感器104位于主体108内，在第一区域110和第二区域112之间。压力传感器100确定在第一区域110和第二区域112之间的压力差。