[发明专利]绝压和差压传感器

说明书

公开的实施例包括绝压和差压传感器组合(200)，所述绝压和差压传感器组合(200)包括至少第一腔(210)和第二腔(210)，至少第一压力端口和第二压力端口，使所述第一腔接触应用于所述第一压力端口的所述第一流体压力的第一隔离膜，使所述第二腔接触应用于所述第二压力端口的所述第二流体压力的第二隔离膜，接触所述第一腔和所述第二腔的其中一个中的绝压的至少一个绝压传感元件，以及接触所述第一腔和所述第二腔两者之间的差压的至少一个差压传感元件。

背景技术

1.技术领域

本发明总体涉及用于控制流体的质量流率的方法和系统，并且尤其涉及用于气体和其他可压缩流体的质量流量控制器和质量流量计的操作。

2.相关技术的讨论

许多工业生产过程需要各种过程流体的精确控制。例如，在半导体工业中，使用它们的质量流量计和控制器被用来精确测量和控制引入处理室的过程流体的量。在这类设备中，可以通过多种技术包括热技术、超声渡越时间(ultrasonic time-of-flight)技术、科里奥利技术以及基于压力的技术来测量质量流率。

基于压力的质量流量计使用限定的流量限制来产生响应于待测量的流量的压降，并且使用温度测量、由此产生的压降以及(对于可压缩流体)绝压，结合流体特性和流量限制两者的知识来计算质量流率。

术语“流体”在此用来描述在任意一状态下能够流动的任何类型的物质。术语“气体”在此用来描述其密度基本上取决于绝压的任何流体，比如理想或非理想气体、气化物和超临界流体。术语“液体”在此用来描述其密度不是基本上取决于绝压的任何流体。

发明内容

公开的实施例包括绝压和差压传感器组合，其包括至少第一腔和第二腔，至少第一压力端口和第二压力端口，使所述第一腔与应用于所述第一压力端口的第一流体压力接触的第一隔离膜，使所述第二腔与应用于所述第二压力端口的第二流体压力接触的第二隔离膜，与所述第一腔和所述第二腔的其中一个中的绝压接触的至少一个绝压传感元件，以及与所述第一腔和所述第二腔两者之间的差压接触的至少一个差压传感元件。

在一个实施例中，所述第一和第二压力端口为完全围绕所述第一和第二隔离膜的密封件或密封表面。许多其他类型的压力端口同样可能和适用，包括用于隔离膜的包含合适的密封件或密封表面的刚性盖，以及刚性或柔性管。

在一个实施例中，所述第一和第二隔离膜为柔性波纹金属膜片。许多其他类型的隔离膜同样可能和适用，例如柔性金属波纹管和弹性膜片或波纹管。

在一个这样的实施例中，所述端口由完全围绕隔离膜的密封表面构成，并且隔离膜为具有精确指定的轮廓的柔性波纹金属膜片，所述精确指定的轮廓由传感器主体安装表面略微隆起。

在一个实施例中，所述第一和第二腔用基于硅树脂的油填充。

在一个实施例中，所述绝压和差压传感元件由使用硅应变仪的微电机硅元件构成。许多其他类型的压力传感元件同样适用，例如用金属膜应变仪或电容压力计的被适当支持的膜片。

在一些实施例中，所述绝压和差压传感器组合也可以包括温度传感器。所述绝压和差压传感器组合可以配置成使用所述温度传感器以补偿任何计量器温度系数，和/或使用所述传感器组合的装置可以配置成使用由所述温度传感器记录的温度作为其流量正在被测量的流体的温度的代表。

在一些实施例中，所述绝压和差压传感器组合也包括安装到传感器主体的电路板。所述电路板可以具有存储器部件，所述存储器部件配置成存储数据，例如但不限于用于所述绝压和差压传感器组合的校准数据。所述电路板可以包括一个或多个加速计以允许对测量压力上的重力或加速效应的自动校正。所述电路板也可以包括仪表放大器或其他放大器，其配置成放大绝压传感元件和差压传感元件以及其他部件的输出信号。