特許 6684839 位置検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6684839

(24)【登録日】2020年4月1日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】位置検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/30 20060101AFI20200413BHJP

   F04D 19/04 20060101ALI20200413BHJP

   F16C 32/04 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   G01B7/30 M

   F04D19/04 H

   F04D19/04 A

   F16C32/04 A

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-17846(P2018-17846)

(22)【出願日】2018年2月5日

(65)【公開番号】特開2018-151378(P2018-151378A)

(43)【公開日】2018年9月27日

【審査請求日】2018年2月5日

(31)【優先権主張番号】17155321.7

(32)【優先日】2017年2月9日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】391043675

【氏名又は名称】プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(72)【発明者】

【氏名】ディルク・ホプフ

(72)【発明者】

【氏名】ジノウ・ワン

【審査官】 仲野 一秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１６１１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１５３８９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２４０９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２２５９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２５１５０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ７／００−７／３４

Ｆ０４Ｄ １９／０４

Ｆ１６Ｃ ３２／００−３２／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも部分的に磁気的に支承されたローター（２２）、又は真空ポンプ、若しくはターボ分子真空ポンプの少なくとも部分的に磁気的に支承されたローターの位置の検出の為の装置（１０）であって、ローター（２２）の磁石支承部（１８３）の領域に設けられた非接触式のセンサー装置（１２）と、これに付設される制御及び／又は評価ユニット（１４）を有し、その際、各計測軸（Ｓｉ）に沿ったローター移動の検出の為のセンサー装置（１２）が、少なくとも二つのセンサーコイル（１６，１８）を有する各一つのセンサーコイルユニットを有し、両方のセンサーコイル（１６，１８）における各計測軸（Ｓｉ）に沿った各ローター移動の際に、逆方向のインダクタンス変化が生じるか、又はインダクタンスが、両方のセンサーコイル（１６，１８）の一方においてのみ変化し、そして他方のセンサーコイルにおいては、少なくとも基本的に変化しないままであるよう、前記センサーコイルが、制御及び／又は評価ユニット（１４）を介して、其々、周期的かつ電気的な励起信号（Ｕｅｘｔ）により付勢可能であり、かつ互いに相対的に、及び磁石支承部（１８３）に対して相対的に配置されており、軸方向の各ローター移動の際に、インダクタンスが、両方のセンサーコイル（１６，１８）のうちの一方のみにおいて変化し、そしてリファレンスとして使用される他方のセンサーコイル内では変化しないままである絶対的なコイル配置の形成の為、各センサーコイルユニットが、異なる直径の互いに同心円のセンサーコイル（１６，１８）により形成されていることを特徴とする装置。

【請求項2】

各計測軸（Ｓｉ）に付設された両方のセンサーコイル（１６，１８）内で誘導される電流（ｉ１，ｉ２）から生じる差動電流（ｉｄｉｆｆ）からの誘導されたセンサー電圧（Ｕｓｅｎ）の形成の為の手段（２０）が設けられており、その際、誘導されるセンサー電圧（Ｕｓｅｎ）が関連するセンサー軸（Ｓｉ）に沿った各ローター移動の検出の為の制御及び／又は評価ユニット（１４）を介して走査可能であり、励起信号（Ｕｅｘｔ）の周期ごとに其々少なくとも二回走査可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項3】

制御及び／又は評価ユニット（１４）が、差動電圧の形成の為、励起信号（Ｕｅｘｔ）の周期ごとに、誘導されるセンサー電圧（Ｕｓｅｎ）の反対方向の最高点値において得られる二つの走査値の差を発生可能であり、そして差動電圧の振幅に基づいて、関連する計測軸（Ｓｉ）に沿ったローター移動の値が、及び／又は差動電圧の符号に基づいて、関連する計測軸（Ｓｉ）に沿ったローター移動の方向が決定可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

周期的、電気的な励起信号（Ｕｅｘｔ）が、少なくとも基本的にサイン形状、若しくはコサイン形状の信号により形成されており、又は、サイン形状、若しくはコサイン形状と異なる形状を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

センサー電圧（Ｕｓｅｎ）形成の為の手段が、入口側で両方のセンサーコイル（１６，１８）と接続されており、そして出口側で、出口コイル（２４）を有する変圧器（２０）を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

変圧器と、各計測軸（Ｓｉ）に付設された両方のセンサーコイル（１６，１８）の間に、制御及び／又は評価ユニット（１４）を介して制御可能なスイッチ（２８）が設けられており、これを介して、変圧器（２０）が、変圧器（２０）の現在の各増幅ファクターの決定の為、検出運転の間、センサーコイル（１６，１８）から、抵抗装置（３４）へと繰り返し切り替え可能であることを特徴とする請求項５に記載の装置。

【請求項7】

制御及び／又は評価ユニット（１４）が、変圧器（２０）の決定された現在の各増幅ファクターを、リファレンス値と比較することに基づいて、変圧器（２０）の増幅ファクターの現在の各バリエーションを決定可能であることを特徴とする請求項６に記載の装置。

【請求項8】

誘導されるセンサー電圧（Ｕｓｅｎ）への影響を補償するために、制御及び／又は評価ユニット（１４）が、変圧器（２０）の増幅ファクターの決定された現在の各バリエーションに基づいて、検出運転の間、開始電圧として発生される誘導されるセンサー電圧（Ｕｓｅｎ）を補正可能であることを特徴とする請求項７に記載の装置。

【請求項9】

センサー装置（１２）、各センサーコイルユニット（１６，１８）、及び／又は制御及び／又は評価ユニット（１４）がプリント基板（２６）上に設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項10】

複数の計測軸（Ｓｉ）に沿った、少なくとも部分的に磁気的に支承されたローター（２２）の位置の非接触式の検出の為、センサー装置（１２）が、其々少なくとも二つのセンサーコイル（１６，１８）を有する、相応して複数のセンサーコイルユニットを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。

【請求項11】

両方のセンサーコイル（１６，１８）内において、各半径方向のローター移動の際に反対方向のインダクタンス変化が生じるディファレンシャル式のコイル配置の形成の為、各センサーコイルユニットが、隣接する磁石支承部（１８３）の互いに向かい合った側に配置された二つのセンサーコイル（１６，１８）を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。

【請求項12】

真空ポンプ、又はターボ分子ポンプであって、ステーター、及びローター軸（１８）を中心としてステーターに対して相対的に回転可能に支承されたローターを有し、そしてローターの位置の検出の為の請求項１から１１の少なくとも一項に記載の装置（１０）を有する真空ポンプ。

【請求項13】

少なくとも部分的に磁気的に支承されたローター（２２）の位置の検出、又は真空ポンプ、若しくはターボ分子真空ポンプの少なくとも部分的に支承されたローターの位置の検出の為の方法であって、各計測軸（Ｓｉ）に沿ったローター移動の検出のため、ローター（２２）の磁石支承部（１８３）の領域に設けられた非接触式のセンサー装置（１２）の各センサーコイルユニットの少なくとも二つのセンサーコイル（１６，１８）が、其々、周期的、電気的な励起信号（Ｕｅｘｔ）を付勢され、そして、これら少なくとも二つのセンサーコイル（１６，１８）が、各計測軸（Ｓｉ）に沿った各ローター移動の際に、両方のセンサーコイル（１６，１８）内で反対方向のインダクタンス変化が生じるか、又はインダクタンスが、両方のセンサーコイル（１６，１８）の一方内のみにおいて変化し、そして他方のセンサーコイル内では少なくとも基本的に変化しないままであるよう、互いに相対的に配置され、かつ磁石支承部（１８３）に相対的に配置されており、軸方向の各ローター移動の際に、インダクタンスが、両方のセンサーコイル（１６，１８）のうちの一方のみにおいて変化し、そしてリファレンスとして使用される他方のセンサーコイル内では変化しないままである絶対的なコイル配置の形成の為、各センサーコイルユニットが、異なる直径の互いに同心円のセンサーコイル（１６，１８）により形成されていることを特徴とする方法。

【請求項14】

各計測軸（Ｓｉ）に付設されたセンサーコイル（１６，１８）の両方内で誘導される電流（ｉ１，ｉ２）から生じる差動電流（ｉｄｉｆｆ）から、誘導されるセンサー電圧（Ｕｓｅｎ）が形成され、その際、誘導されるセンサー電圧（Ｕｓｅｎ）が、関連するセンサー軸（Ｓｉ）に沿った各ローター移動の検出の為、走査される、励起信号（Ｕｅｘｔ）の周期ごとに其々、少なくとも二回走査されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

励起信号（Ｕｅｘｔ）の周期ごとに、差動電圧の形成の為、誘導されるセンサー電圧（Ｕｓｅｎ）の反対方向の最高点において得られる走査値の間の差が生じ、そして差動電圧の振幅に基づいて、関連する計測軸（Ｓｉ）に沿ったローター移動の値が決定され、及び／又は差動電圧の符号に基づいて、関連する計測軸（Ｓｉ）に沿ったローター移動の方向が決定されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも部分的に磁気的に支承されたローター、特に真空ポンプ、ターボ分子ポンプの少なくとも部分的に磁気的に支承されたローターの位置の検出の為の装置及び方法に関する。本発明は更に、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、そのような位置検出装置を有するものに関する。

【背景技術】

【0002】

例えばターボ分子ポンプのような真空ポンプは、様々な技術領域で使用され、各プロセスに必要な真空を達成する。ターボ分子ポンプは、ローター軸方向において互いに連続する複数のステーターディスクを有するステーターと、ローター軸を中心としてステーターに対して回転可能に支承されたローターを有する。ローターは、ローターシャフトと、ローターシャフトに設けられ、軸方向に連続し、そしてステーターディスクの間に配置される複数のローターディスクを有する。その際、ステーターディスクとローターディスクは、それぞれポンプ効果を発する構造を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】欧州特許出願公開第３０６４７９１Ａ１号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第０２３７１７１Ａ２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、冒頭に記載した形式の装置及び方法であって、少なくとも部分的に磁気的に支承された構想に回転するローター、特に真空ポンプの少なくとも部分的に磁気的に支承されたローターのようなものの可能な限り正確で、迅速かつ信頼性の高い非接触式の位置検出を可能とするものを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、発明に従い、請求項１に記載の特徴を有する装置、請求項１３に記載の特徴を有する方法、及び請求項１２に記載の特徴を有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプによって解決される。発明に係る装置の好ましい実施形、及び発明に係る方法の好ましい態様は、下位の請求項、明細書、及び図面から生じる。

【0006】

発明に係る装置は、ローターの磁石支承部の領域に配置された非接触式のセンサー装置と、これに付設された制御及び／又は評価ユニットを有する。その際、センサー装置は、各計測軸に沿ったローター移動の検出の為、少なくとも二つのセンサーコイルを有する各一つのセンサーコイルユニットを有する。センサーコイルは、制御及び／又は評価ユニットを介して、其々、周期的、電気的な励起信号を付勢可能である。更に、各計測軸に沿った各ローター移動の際に、両方のセンサーコイル内において、逆方向のインダクタンス変化が生じるか、又はインダクタンスが両方のセンサーコイルの一方のみにおいて変化し、そして他方のセンサーコイルにおいては少なくとも基本的に変化しないままであるよう、センサーコイルは、互いに相対的に、及び磁石支承部に対して相対的に配置されている。

【0007】

センサーコイルとして、特に空芯コイル（独語：Ｌｕｆｔｓｐｕｌｅｎ）が設けられていることが可能である。センサー装置は、特に、半径方向のローター移動、及び／又は、軸方向のローター移動の検出の為に設けられていることが可能である。その際、センサー装置は、少なくとも部分的に磁気的に支承されたローターの半径方向の位置の検出のため、特に複数の計測軸、例えば、互いに垂直な、ローター軸に対して垂直な平面内に位置する二つのｘ軸及びｙ軸のようなものに沿ったローターのずれの計測のため、そのような各計測軸に付設された複数のセンサーコイルユニット（それぞれ少なくとも二つのセンサーコイルを有する）を有することが可能である。

【0008】

ローターの軸方向の位置の検出のため、センサー装置は、特に、少なくとも二つのセンサーコイルを有するセンサーコイルユニットを有することが可能である。センサーコイルは、ローター軸に対して平行なｚ軸に沿ったローターのずれの計測のために設けられている。

【0009】

周期的、電気的な励起信号（例えば周期的な励起電圧であることが可能である）により、隣接する磁石支承部の各磁場にさらされるセンサーコイル内では、電流が誘導される。その値は、センサーコイルのインダクタンスに依存する。更に、各センサーコイルユニットの少なくとも一つのセンサーコイルのインダクタンスが、各計測軸の方向で計測したセンサーコイルの磁石支承部に対する間隔に依存しているので、コイル内に誘導される電流を介して、関連する計測軸に沿ったローターの各ずれが計測可能である。

【0010】

その際、各センサーコイルは、好ましくは静的に配置されている（設けられている）。

【0011】

発明に係る形成に基づいて、例えば真空ポンプ、好ましくはターボ分子ポンプの、高速で回転する、少なくとも部分的に磁気的に支承されたローターの位置は、正確、迅速、かつ高信頼性の方法で非接触式に検出されることが可能である。

【0012】

両方のセンサーコイルのディファレンシャル式の配置において、各ローター移動の際に、両方のセンサーコイル内に反対方向のインダクタンス変化が生じる間、インダクタンスが両方のセンサーコイルの一方のみにおいて変化する絶対的コイル配置において、一つのセンサーコイルのみが計測コイルとして使用され、他方で、インダクタンスが変化しないままである他のセンサーコイルは、参照コイルとして使用される。

【0013】

ディファレンシャル式のコイル配置においては、両方のセンサーコイルのインダクタンスは、其々、各計測軸の方向で測定した、各センサーコイルと隣接する磁石支承部の間の間隔に依存する。これと反対に、絶対的なセンサー配置においては、計測コイルとして使用されるセンサーコイルのインダクタンスのみが、各計測軸の方向で測定される、計測コイルと磁石支承部の間の間隔に依存する。

【0014】

好ましくは、作動電流から誘導されるセンサー電圧を形成する為の手段が設けられている。作動電流は、各計測軸に付設される両方のセンサーコイル内に誘導される電流から生じる。その際、誘導されるセンサー電圧は、制御及び／又は評価ユニットを介して、関連するセンサー軸に沿った各ローター移動の検出のため、特に励起信号の周期ごとに少なくとも其々二回走査されている。各走査の為に、制御及び／又は評価ユニットは、特にアナログ／デジタル変換器を有することが可能である。

【0015】

誘導されるセンサー電圧は、制御及び／又は評価ユニットを介して、励起信号の周期ごとに、例えば少なくとも其々二回、各最高点において、及び／又は各零交差点において走査される。

【0016】

発明に係る装置の好ましい実施形に従い、制御及び／又は評価ユニットを介して、励起信号の周期ごとに、差動電圧の形成の為、特にセンサー電圧の反対方向の最高点値において得られる二つの走査値の間の差が発生可能である。その際、差動電圧の振幅に基づいて、関連する計測軸に沿ったローター移動の値、及び／又は、差動電圧の符号に基づいて、関連する計測軸に沿ったローター移動の方向が決定されることが可能である。

【0017】

このようにして、誘導されるセンサー電圧から、特に、その値、及び／又は位相から、各ローター移動の為の必要な情報が導かれることが可能である。

【0018】

周期的、電気的な励起信号は、例えば、少なくとも基本的にサイン形状、又はコサイン形状ｎ信号による形成されていることが可能である。しかしまた、基本的に、周期的、電気的な励起信号は、サイン形状、又はコサイン形状と異なる形状を有することも可能である。特に、それによって隣接する磁石支承部の磁場にさらされるセンサーコイルにおいて、信頼できる程度に計測可能な電流が誘導されるよう、それが周期的であるのみならず、各周期内で十分可変でもあるということのみが保証されるべきであろう。

【0019】

特に、誘導されるセンサー電圧の形成の為の手段が、変圧器を有すると有利である。この変圧器は、各センサーコイルユニットの少なくとも二つのセンサーコイルと入口側で得接続されており、そして出口側で、出口コイルを設けられている。出口コイルには、誘導されたセンサー電圧が印加可能である（独語：ａｂｇｒｅｉｆｂａｒ）。

【0020】

変圧器は、両方のセンサーコイル内に誘導される電流から誘導されるセンサー電圧を形成するのに使用されるのみならず、これは、センサー信号の電気的な増幅の為にも使用されることが可能である。

【0021】

発明に係る装置の目的にかなった別の実施形に従い、変圧器と、各計測軸に付設された少なくとも二つのセンサーコイルとの間に、制御及び／又は評価ユニットを介して駆動可能な、特にアナログ式のスイッチが設けられている。これを介して、変圧器は、変圧器の現在の各増幅ファクターの決定の為の検出運転の間、両方のセンサーコイルにより繰り返して、特に二つの固定された抵抗を有する抵抗装置（この抵抗装置は好ましくは一定のインピーダンスを有する）へと切替え可能である。

【0022】

その際、制御及び／又は評価ユニットは、好ましくは、変圧器の現在の各増幅ファクターを、特に保存されているリファレンス値と比較することによって、変圧器の増幅ファクターの現在の各バリエーションを決定可能である。

【0023】

好ましくは、制御及び／又は評価ユニットを介して、変圧器の増幅ファクターの決定された現在の各バリエーションに基づいて、検出運転の間に開始電圧として発生される誘導されたセンサー電圧が補正可能である。特に、変圧器の温度による誘導されたセンサー電圧への影響を補償するためである。同時に、これによって例えばシステムのトレランスも補償されることが可能である。

【0024】

抵抗装置の固定された抵抗として、特に精密抵抗が設けられていることが可能である。

【0025】

センサー装置、特に、各センサーコイルユニット、及び／又は制御及び／又は評価ユニットは、目的に適って、プリント基板上に設けられている。これは、これによって例えば予め組み立てられたユニットとして提供されることが可能である。

【0026】

複数の計測軸に沿った、少なくとも部分的に磁気的に支承されたローターの位置の、非接触式の検出の為に、センサー装置は、相応して複数のセンサーコイルユニットを有することが可能である。これらセンサーコイルユニットは、其々少なくとも二つのセンサーコイルを有している。

【0027】

好ましくは、各センサーコイルユニットは、ディファレンシャル式のコイル配置（この配置においては、半径方向の各移動の際に両方のセンサーコイル内に逆のインダクタンス変化が生じる）の形成の為に、隣接する磁石支承部の互いに向かい合った側に配置された二つのセンサーコイルを有する。これと反対に、各センサーコイルユニットは、絶対的なコイル配置（この配置においては軸方向の各ローター移動の際にインダクタンスが、両方のセンサーコイルの一方のみにおいて変化し、そしてリファレンスとして使用される他方のセンサーコイルは変化しないままである）の形成の為、異なる直径を有し、互いに同心円の複数のセンサーコイルにより形成されていることが可能である。

【0028】

例えば、複数の計測軸に沿ったローター移動の検出のための拡張された絶対的なコイル配置も考え得る。この配置においては、異なる計測軸に付設された複数のコイルユニットが、其々、計測コイルとして使用される一つのセンサーコイルを有し、そして異なるコイルユニットのための共通の一つの参照コイルが設けられている。

【0029】

センサーコイルは、特に、プラスチックの空芯コイルとして形成されていることが可能である。

【0030】

発明に係る装置によって、高速回転し、少なくとも部分的に磁気的に支承された真空ポンプのローター位置は、正確、迅速、かつ信頼性を有する方法で非接触式に検出されることが可能である。

【0031】

各計測軸に沿ったローター位置の計測のため、例えば二つの空芯コイルが設けられていることが可能である。これらは、ディファレンシャル式の配置として、又は絶対的な配置として設けられていることが可能である。ディファレンシャル式の配置においては、両方のセンサーコイルは互いに向かい合っている。これらは、特に静的に設けられていることが可能であり、そしてローターほ半径方向のずれの計測のため、特に、隣接する磁石支承部に対して平行に、又はローター軸に対して平行に向けられていることが可能である。各ローター移動は、同時に、一方のセンサーコイル内でのインダクタンス上昇と、他方のセンサーコイル内でのインダクタンス降下を引き起こす。絶対的な各コイル配置においては、コイル（そのインダクタンスが変化しないままのコイル）は、参照コイルとしてのみ使用される。計測コイルとして使用される他方のセンサーコイルのインダクタンスは、各計測軸の方向で計測した間隔（センサーコイルと、隣接する磁石支承部又はローターの間の間隔）に依存する。そのような絶対的なコイル配置においても、センサーコイルは特にここでもまた、静的に設けられていることが可能である。絶対的なコイル配置を有するローターの軸方向のずれの計測の為、各センサーコイルユニットの両方のセンサーコイルは、例えば、異なる直径を有し得、そして特に、隣接する磁石支承部に対して同軸方向に、又はローター軸に対して同軸方向に向けられていることが可能である。

【0032】

両方のバリエーションにおいて、各センサーコイルユニットの両方のセンサーコイル内に誘導される電流から、差動電流が生じる。その振幅及び位相はローターの位置に応じる。差動電流は、変圧器を介してセンサー電圧に変換されることが可能である。これは、例えば、少なくとも周期ごとに、例えば最高点において、又は零交差点において、例えばアナログ／デジタル変換器によって走査されることが可能である。制御及び／又は評価ユニットの相応するソフトウェア、又はポログラムングによって、両方の電圧から、差動電圧が形成されることが可能である。これは、ローターの物理的な位置の直接の写像（独語：Ａｂｂｉｌｄｕｎｇ）を表す。

【0033】

システムのトレランスと熱ドリフトを補償するため、特にアナログ式のスイッチを介して、センサーコイルの代わりに精密抵抗からなる独立した分岐が繰り返し、増幅回路、又は変圧器へと切り替えられる。この切り替えは、短時間で増幅・補正値を探出するために行われる。計測値評価は、周期的に行われることができる。その際、振動するアナログスイッチによって、補正の為の計測値とローターの実際の位置値が交互に検出されることが可能である。計測順序及びセンサー励起電圧の相応する選択によって、補正値検出と計測値検出の理想的かつ迅速な相互作用が可能となる。その際、計測サイクル中の励起信号は、位相においても振幅においても、何度もシステマチックに変化されることができる。可能な限り最高の計測安全性を獲得するためである。

【0034】

ローターの半径方向の移動の検出の為に、例えば二つのディファレンシャル式のセンサーコイルユニットが設けられていることが可能である。これらを介して、ローター軸に対して垂直な面内で、互いに垂直な二つの計測軸に沿った各ローター移動が計測されることが可能である。ディファレンシャル式のセンサーコイルユニットにおいては、センサーコイルのインダクタンスは、其々、計測軸に沿ったローター位置に依存している。ローターの軸方向の移動の検出の為に、例えば、絶対的なセンサーコイルユニットが設けられていることが可能である。これを介して、ローター軸に平行な軸に沿った各ローター移動が計測されることが可能である。この場合、計測コイルのインダクタンスのみが、計測軸に沿ったローター位置に依存し、他方で、参照コイルのインダクタンスは、ローターの位置に依存せず同じままである。その際、例えばセンサーコイルユニットが設けられていることが可能である。そのセンサーコイルは、プリント基板コイルとして形成されていることが可能である。両方の場合において、センサーコイルは、特に空芯コイル、例えばプラスチック空芯コイルとして形成されていることが可能である。

【0035】

計測生信号の従来の電気的な増幅器と反対に、発明に従い、変圧器を介して電磁的な増幅が行われることが可能である。これによって、高い増幅（程度）のみならず、極めて低いノイズレベルも達成される。変圧器の磁気的コアの温度による増幅ファクターの影響は、特にアナログ式のスイッチによりスイッチを入れることが可能である抵抗装置を介して補償されることが可能である。このため、スイッチは制御及び／又は評価ユニットの制御信号に基づいて、測定運転の間、各計測軸に付設される、変化するインピーダンスの両方のコイルと、例えば、二つの固定的な抵抗を有する、一定のインピーダンスの抵抗装置の間を切り替えられることが可能である。

【0036】

測定システムのスイッチを入れる際に、開始電圧は一定のインピーダンスのもとリファレンスとして保存されることが可能である。測定運転の間、周期的に、一定のインピーダンスへと切り替えられることが可能である。一定のインピーダンスにおける現在の開始電圧と、保存されたリファレンスから、増幅ファクターの現在のバリエーションが決定されることが可能である。これによってセンサー運転からの開始電圧が、測定結果が変圧器の温度に依存しないように補正されることが可能である。

【0037】

発明に係る真空ポンプ、特にターボ分子ポンプは、ステーター、ローターに対して回転軸を中心として回転可能に支承されたローター、及び発明に係るローター位置検出装置を有する。ローターの支承は、一又は複数の領域で磁石支承部によって行われることが可能である。特に、磁石支承部による支承部箇所と、ローラー支承部による別の支承部箇所が形成される、いわゆるハイブリッド支承が行われることが可能である。しかしまた、ローターの純粋な磁石支承も行われ得る。

【0038】

特に発明に従い、ローターは、図１から５のターボ分子真空ポンプの為に他の箇所に説明されているように支承されていることが可能である。

【0039】

本発明に係る、少なくとも部分的に磁気的に支承されたローターの位置の検出、特に真空ポンプ、好ましくはターボ分子真空ポンプの少なくとも部分的に磁気的に支承されたローターの位置の検出の為の方法は、各計測軸に沿ったローター移動の検出の為、ローターの磁石支承部の領域に設けられる非接触式のセンサー装置の各センサーコイルユニットの少なくとも二つのセンサーコイルが、其々、周期的、電気的な励起信号によって付勢され、そして互いに相対的に、及び磁石支承部に対して相対的に、各計測軸に沿ったローター移動の際に、両方のセンサーコイル内において、反対方向のインダクタンス変化が生ずるか、又はインダクタンスが、両方のセンサーコイルの一方内のみにおいて変化し、そして他方のセンサーコイル内においては少なくとも基本的に変化しないままである点において際立っている。

【0040】

好ましくは、各計測軸に付設された両方のセンサーコイル内で誘導される電流から生ずる作動電流から、誘導されるセンサー電圧が形成される。誘導されるセンサー電圧は、関連するセンサー軸に沿った各ローター移動の検出のため、特に励起信号の周期ごとに、其々、少なくとも二度走査される。

【0041】

発明に係る方法の目的に適った実践的な態様に従い、励起信号の周期ごとに、差動電圧の形成の為、特に誘導されるセンサー電圧の反対方向の最高点において得られる二つの走査値の間の差が発生させられ、そして差動電圧の振幅に基づいて、関連する計測軸に沿ったローター移動の値、及び／又は差動電圧の符号に基づいて、関連する計測軸に沿ったローター移動の方向が決定される。

【0042】

本発明を、以下に実施例に基づき、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】ターボ分子ポンプの斜視図

【図2】図１のターボ分子ポンプの下面の図

【図3】図２に示された切断線Ａ−Ａに沿うターボ分子ポンプの断面図

【図4】図２に示された切断線Ｂ−Ｂに沿うターボ分子ポンプの断面図

【図5】図２に示された切断線Ｃ−Ｃに沿うターボ分子ポンプの断面図

【図6】発明に係る位置検出装置の、ディファレンシャル式のコイル配置を有する例示的なセンサーコイルユニットの簡略図

【図7】発明に係る位置検出装置の例示的な実施形の簡略図。位置検出装置は各一つのディファレンシャル式のコイル配置を有する二つのセンサーコイルユニット（半径方向のローター移動の非接触の検出の為のもの）を有する。

【図8】発明に係る位置検出装置の、絶対的なコイル配置を有する例示的なセンサーコイルユニットの簡略図

【図9】発明に係る位置検出装置の例示的な実施形の簡略図。位置検出装置は、絶対的なコイル配置を有するセンサーコイルユニット（軸方向のローター移動の非接触の検出のためのもの）を有し、その際、センサーコイルは、同心円の導体板コイルとして形成されている。

【図10】複数の計測軸に沿ったローター移動の検出の為の、例示的に拡張された絶対的なコイル配置の簡略図。その際、異なる計測軸に付設されたコイルユニットが、其々、計測コイルとして使用されるセンサーコイルを有し、そして異なるコイルユニットの為に共通の一つの参照コイルが設けられている。

【図11】幾何学的な中央から正の方向にローター一がずれた際の、電気的な励起信号、センサーコイル内に誘導される電流、作動電流、及び誘導されるセンサー電圧の例示的な信号形状の図。

【図12】幾何学的な中央からローター位置が負の方向にずれた際の、電気的な励起信号、センサーコイル内に誘導される電流、作動電流、及び誘導されるセンサー電圧の例示的な信号形状の図

【図13】発明に係る位置検出装置の例示的な温度補償サーキットの簡略図

【図14】発明に係る位置検出装置の、例示的で、完全な計測サイクル（複数の補償サイクル及び検出サイクルを有する計測サイクル）の簡略図

【発明を実施するための形態】

【0044】

本発明が意図されていることが可能である図１に示されたターボ分子ポンプ１１１は、インレットフランジ１１３によって取り囲まれるポンプインレット１１５を有する。ポンプインレットには、公知の方法で図示されないレシーバーが接続されることが可能である。レシーバーからのガスは、ポンプインレット１１５を介してレシーバーから吸引され、そしてポンプを通してポンプアウトレット１１７へと搬送されることが可能である。これには、予真空ポンプ（例えばロータリーベーンポンプのようなもの）が接続されていることが可能である。

【0045】

インレットフランジ１１３は、図１の真空ポンプの向きにおいて、真空ポンプ１１１のハウジングの上側の端部を形成する。ハウジング１１９は、下部分１２１を有する。これには、側方にエレクトロニクスハウジング１２３が設けられている。エレクトロニクスハウジング１２３内には、電気的、及び／又は電子的な真空ポンプ１１１のコンポーネントが入れられている。これは例えば、真空ポンプ内に配置された電動モーター１２５の駆動の為のものである。エレクトロニクスハウジング１２３は、アクセサリの為の複数の接続部１２７を設けられている。その上、データインターフェース１２９、例えばＲＳ４８５スタンダードに従うものと、電流供給接続部１３１がエレクトロニクスハウジング１２３に設けられている。

【0046】

ターボ分子ポンプ１１１のハウジング１１９には、フラットインレット１３３、特にフラットバルブの形式のものが設けられている。下部分１２１の領域には、更に、シールガス接続部１３５が設けられている。これは、洗浄ガス接続部とも称される。これを介して、ポンプによってモーター室１３７内に搬送されるガスに対する電動モーター１２５の保護の為の洗浄ガスが、運ばれることが可能である。モーター室１３７内には、真空ポンプ１１１内の電動モーター１２５が入れられている。下部分１２１内には、更に、二つの冷却媒体接続部１３９が設けられている。その際、冷却媒体の為の冷却媒体接続部の一方はインレットとして、そして冷却媒体接続部の他方は、アウトレットとして設けられている。これは、冷却目的で真空ポンプ内に導かれることができる。

【0047】

真空ポンプの下側の面１４１は、起立面として使用されるので、真空ポンプ１１は下側面１４１状に起立して運転されることが可能である。しかしまた、真空ポンプ１１１は、インレットフランジ１１３を介してレシーバーに固定されることも可能である。これによっていわば懸吊・懸架されて運転されることができる。その上、真空ポンプ１１１は、図１に示されているのとことなるように向けられているとき、これが運転されることが可能であるよう形成されていることも可能である。下側面１４１が、下に向かってでなく、当該側の方に向けて、又は上に向けられて配置されることも可能である真空ポンプの実施形も実現可能である。

【0048】

図２に表されている下側面１４１には、いくつかのスクリュー１４３が設けられている。これによって、ここでは更に特定されない真空ポンプの部材が互いに固定されている。例えば、支承部カバー１４５が下側面１４１に固定されている。

【0049】

下側面１４１には、更に複数の固定孔１４７が設けられている。これを介して、ポンプ１１１が、例えば当接面に固定されることが可能である。

【0050】

図２から５には、冷却媒体配管１４８が表されている。この中で、冷却媒体接続部１３９を介して導入及び導出される冷却媒体が循環されることが可能である。

【0051】

図３から５の断面図に示すように、真空ポンプは、複数のポンプ段を有する。ポンプインレット１１５におよぶプロセスガスをポンプアウトレット１１７に搬送するためのものである。

【0052】

ハウジング１１９内には、ローター１４９が設けられている。これは、回転軸１５１を中心として回転可能なローターシャフト１５３を有している。

【0053】

ターボ分子ポンプ１１１は、ポンプ効果を奏するよう互いにシリアルに接続された複数のターボ分子ポンプ段を有する。これは、ローターシャフト１５３に固定された半径方向の複数のローターディスク１５５と、ローターディスク１５５の間に配置され、ハウジング１１９内に固定されて複数のステーターディスク１５７を有する。その際、ローターディスク１５５、および隣接するステーターディスク１５７は、各一のポンプ段を形成する。ステーターディスク１５７は、スペーサーリング１５９によって所望の軸方向間隔に互いに保持されている。

【0054】

真空ポンプは、その上、軸方向において互いに入れ子式に配置され、そしてポンプ効果を奏するよう互いにシリアルに接続されたホルベックポンプ段を有している。ホルベックポンプ段のローターは、ローターシャフト１５３に設けられたローターハブ１６１と、ローターハブ１６１に固定され、そしてこれによって担持されるシリンダー側面形状の二つのホルベックロータースリーブ１６３，１６６を有する。これらは、回転軸１５１に対して同軸に向けられており、そして半径方向で互いに入れ子式に接続されている。更に、二つのシリンダー側面形状のホルベックステータースリーブ１６７，１６９が設けられている。これらは、どうように回転軸１５１に対して同軸に向けられており、半径歩行でみて互いに入れ子式に接続されている。

【0055】

ホルベックポンプ段のポンプ効果を発する表面は、ホルベックロータースリーブ１６３，１６５とホルベックステータースリーブ１６７，１６９の側面によって、つまり半径方向内側面及び／又は外側面形成されている。外側のホルベックステータースリーブ１６７の半径方向内側面は、外側のホルベックロータースリーブ１６３の半径方向外側面と、半径方向のホルベック間隙１７１を形成しつつ向かい合っており、そしてこれともに、ターボ分子ポンプ段に続く第一のホルベックポンプ段を形成する。外側のホルベックロータースリーブ１６３の半径方向内側面は、内側のホルベックステータースリーブ１６９の半径方向外側面と、半径方向のホルベック間隙１７３を形成しつつ向かい合っており、そしてこれとともに、第二のホルベックポンプ段を形成する。内側のホルベックスタータースリーブ１６９の半径方向内側面は、内側のホルベックロータースリーブ１６５の半径方向外側面と半径方向のホルベック間隙１７５を形成しつつ向かい合っており、そしてこれと共に、第三のホルベックポンプ段を形成する。

【0056】

ホルベックロータースリーブ１６３の下側の端部には、半径方向に推移するチャネルが設けられていることが可能である。これを介して、半径方向外側に位置するホルベック間隙１７１が中央のホルベック間隙１７３と接続されている。更に、内側のホルベックステータースリーブ１６９の上側の端部には、半径方向に推移するチャネルが設けられていることが可能である。これを介して、中央のホルベック間隙１７３が半径方向内側のホルベック間隙１７５と接続されている。これによって、互いに入れ子式に接続されたホルベックポンプ段が、互いにシリアルに接続される。半径方向内側に位置するホルベックロータースリーブ１６５の下側の端部は、更に、アウトレット１１７への接続チャネル１７９を設けられていることが可能である。

【0057】

ホルベックステータースリーブ１６３，１６５の上述したポンプ効果を発する表面は、其々、回転軸１５１の周りを軸方向にらせん形状に推移する複数のホルベック溝を有する。他方で、ホルベックロータースリーブ１６３，１６５の向かい合った側面は滑らかに形成されており、そしてガスを真空ポンプ１１１の運転の為、ホルベック溝内へと促進する。

【0058】

ローターシャフト１５３の回転可能な支承の為に、ローラー支承部１８１がポンプアウトレット１１７の領域に設けられ、そして永久磁石支承部１８３がポンプインレット１１５の領域内に設けられている。

【0059】

ローラー支承部１８１の領域内には、ローターシャフト１５３に円すい形のスプラッシュナット１８５が設けられている。これは、ローラー支承部１８１の方に向かって増加する外直径を有している。スプラッシュナット１８５は、少なくとも一つのスキマー（作動媒体貯蔵部のスキマー）と滑り接触している。作動媒体貯蔵部は、互いに積層された吸収性の複数のディスク１８７を有する。これは、ローラー支承部１８１の為の作動媒体、例えば潤滑剤を染み込ませられている。

【0060】

真空ポンプ１１の運転中、作動媒体を毛細管効果によって作動媒体貯蔵部からスキマーを介して、回転するスプラッシュナット１８５へと伝達する。そして遠心力によってスプラッシュナット１８５に沿って大きくなる外直径１８５（スプラッシュナット９２の外直径）の方へと、ローラー支承部１８１に向かって搬送される。そこで例えば潤滑機能を発揮する。ローラー支承部１８１と作動媒体貯蔵部は、槽形状のインサート１８９と支承部カバー１４５によって真空ポンプ内にはめ込まれている。

【0061】

永久磁石支承部１８３は、ローター側の支承半部１９１とステーター側の支承半部１９３を有する。これらは、其々、リング積層部を有する。リング積層部は、軸方向に連続して積層された永久磁石の複数のリング１９５，１９７から成っている。リングマグネット１９５，１９７は、互いに半径方向の支承間隙１９９を形成しつつ互いに向かい合っている。その際、ローター側のリングマグネット１９５は半径方向外側に配置され、そしてステーター側のリングマグネット１９７は半径方向内側に配置されている。支承間隙１９９内に存在する磁場は、磁気的な反発力をリングマグネット１９５，１９７の間に引き起こす。これは、ローターシャフト１５３の半径方向の支承を実現する。ローター側のリングマグネット１９５は、ローターシャフト１５３の担持部分２０１によって担持されている。これはリングマグネット１９５を半径方向外側で取り囲んでいる。ステーター側のリングマグネット１９７は、ステーター側の担持部分により担持されている。これは、リングマグネット１９７を通って延在し、そしてハウジング１１９の半径方向の支柱に懸架されている。回転軸１５１に平行に、ローター側のリングマグネット１９５が担持部分２０３と連結あされたカバー要素２０７によって固定されている。ステーター側のリングマグネット１９７は、回転軸１５１に平行に、一方の方向で担持部分２０３と接続される固定リングによって、及び担持部分２０３と接続される固定リング２１１によって固定されている。固定リング２１１とリングマグネット１９７の間には、更にさらばね２１３が設けられていることが可能である。

【0062】

磁石支承部の内部には、緊急用又は安全用支承部２１５が設けられている。これは、真空ポンプの通常の運転では非接触で空転し、そしてローター１４９がステーターに対して半径方向に過剰に偏向した際に初めて係合するに至り、ローター１４９のための半径方向のストッパーを形成する。ローター側の構造がステーター側の構造と衝突するのを防止するためである。安全用支承部２１５は、潤滑されていないローラー支承部として形成されており、そしてローター、及び／又はステーターと半径方向の間隙を形成する。この間隙は、安全用支承部２１５が通常運転中は、係合外であることを実現する。安全用支承部２１５が係合する半径方向の偏向は、十分大きくとられているので、安全用支承部２１５は真空ポンプの通常の運転では係合せず、そして同時に十分小さいので、ローター側の構造がステーター側の構造と衝突することがあらゆる状況で防止される。

【0063】

真空ポンプ１１１は、ローター１４９の回転駆動の為の電動モーター１２５を有する。電動モーター１２５のアンカーは、ローター１４９によって形成されている。そのローターシャフト１５３は、モーターステーター２１７を通って延在している。モーターステーター２１７を通って延在するローターシャフト１５３の部分には、永久磁石装置が半径方向外側に配置されているか、又は埋め込まれて配置されていることが可能である。モーターステーター２１７とモーターステーター２１７を通って延在するローター１４９の部分の間には、中間空間２１９が設けられている。この中間九九間は、半径方向のモーター間隙を有する。これを介してモーターステーター２１７と永久磁石が駆動トルク伝達のため磁気的に影響することが可能である。

【0064】

モーターステーター２１７は、ハウジング内、電動モーター１２５の為に設けられるモーター室１３７内に固定されている。シールガス接続部１３５を介して、シールガス（洗浄ガスとも称され、そして例えば空気又は窒素であることが可能である）がモーター室１３７内へと至る。シールガスを介して、電動モーター１２５がプロセスガス（例えば腐食性に作用するプロセスガスの部分）から保護されることが可能である。モーター室１３は、ポンプアウトレット１１７を介して真空引きされることも可能である。つまりモーター室１３７内は、少なくとも近似的に、ポンプアウトレット１１７に接続される予真空ポンプによって引き起こされる真空圧となっている。

【0065】

ローターハブ１６１とモーター室１３７の間を画成する壁部２２１は、更に一つのいわゆる、それ自体公知であるラビリンスシール２２３を設けられていることが可能である。特に、半径方向外側に位置するホルベックポンプ段に対するモーター室２１７のより良好なシールを達成するためである。

【0066】

図６から１４は、発明に係る装置１０の様々な例示的な実施形を示す。装置１０は、少なくとも部分的に磁気的に支承されたローター２２、特に少なくとも部分的に磁気的に支承された真空ポンプのローターの位置の検出の為の装置である。その際、位置検出装置１０は、図１から５と関連した記載したように、例えば真空ポンプのローターの位置の検出の為に使用されることが可能である。

【0067】

位置検出装置１０は、ローターの磁石支承部の領域、特に図１から５の真空ポンプの永久磁石支承部１８３の領域に設けられた非接触式のセンサー装置１２と、これに付設される制御ユニット及び／又は評価ユニット１４を有する。図１から５に表されている真空ポンプの位置検出装置１０の使用の際に、位置検出装置１０の制御ユニット及び／又は評価ユニット１４は、真空ポンプの制御ユニット内に統合されて、又はこれと分離されて設けられていることが可能である。

【0068】

センサー装置１２は、各計測軸Ｓｉに沿ったローター移動の検出の為、各一つのセンサーコイルユニットを有する。センサーコイルユニットは、空芯コイルとして形成された二つのセンサーコイル１６，１８から成っている。センサーコイルは、制御ユニット及び／又は評価ユニとｔ１４によって其々周期的電気的な励起信号Ｕｅｘｔを付勢可能であり、そして、各計測軸Ｓｉに沿った各ローター移動の際に両方のセンサーコイル１６，１８内に、逆方向のインダクタンス変化が生じるか、又はインダクタンスが、両方のセンサーコイル１６，１８の一方のみにおいて変化し、そして他方のセンサーコイルにおいては少なくとも基本的に変化しないままである（図８から１０参照）よう、互いに、及び隣接する磁石支承部１８３に対して配置されている。

【0069】

位置検出装置１０は、其々、差動電流ｉｄｉｆｆからの誘導されたセンサー電圧Ｕｓｅｎの形成の為の手段２０を有する。差動電流は、各計測軸Ｓｉに付設された両方のセンサーコイル１６，１８内に誘導される電流ｉ１，ｉ２から生ずる（特に図６、８、１０及び１３参照）。そのように形成、誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎは、関連するセンサー軸Ｓｉに沿った各ローター移動の検出の為の制御及び／又は評価ユニット１４を介して、励起信号Ｕｅｘｔの周期ごとに其々少なくとも二回、走査されることが可能である。

【0070】

その際、誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎは、制御及び／又は評価ユニット１４を介して励起信号Ｕｅｘｔの周期ごとに、それずれ少なくとも二回、特に、各最高点（独語：Ｓｃｈｅｉｔｅｌ）において、及び／又は、各零交差点（独語：Ｎｕｌｌｄｕｒｃｈｇａｎｇ）において走査されることが可能である。

【0071】

制御及び／又は評価ユニット１４は、其々、差動電圧の形成のため励起信号Ｕｅｘｔの周期ごとに、誘導されたセンサー電圧Ｕｓｅｎの例えば反対の最高点値において得られる二つの走査値の間の差が発生可能であり、そして、差動電圧の振幅に基づいて、関連する計測軸Ｓｉに沿ったローター移動の値が決定可能であり、及び／又は、差動電圧の符号に基づいて、関連する計測軸Ｓｉに沿ったローター移動の方向が決定可能である（特に図１１及び１２参照）よう形成されていることが可能である。

【0072】

図１１及び１２から見て取れるように、周期的、電気的な励起信号Ｕｅｘｔは、例えば、少なくとも基本的にサイン形状、またはコサイン形状の信号、例えば相応する励起電圧によって形成されていることが可能である。しかし基本的に、周期的、電気的な励起信号Ｕｅｘｔは、サイン形状、又はコサイン形状と異なる形状を有することも可能である。各最高点においての代わりに、走査は、例えば、周期的、電気的な励起信号Ｕｅｘｔの各零交差点において行われることも可能である。

【0073】

特に図６から８，１０及び１２に見て取れるように、作動電流ｉｄｉｆｆ（誘導電流ｉ１，ｉ２から生ずる）から誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎの形成の為の手段は、変圧器２０を有し得る。変圧器は、入口側で両方のセンサーコイル１６，１８と接続されており、そして出口側で出口コイル２４を有する。その際、両方のセンサーコイル１６，１８は、入口側で差動電流ｉｄｉｆｆ（両図１１及び１２も参照のこと）が誘導電流ｉ１，ｉ２から生じるよう変圧器２０に接続されている。更に、変圧器２０は、電気的な増幅器としても、差動電流ｉｄｆｆを誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎへ変換する変換器としても使用される。

【0074】

センサー装置１２、及び／又は制御及び／又は評価ユニット１４は、プリント基板２６上に設けられていることが可能である（図７及び図１０参照）。

【0075】

複数の計測軸Ｓｉに沿った少なくとも部分的に磁気的に支承されたローター２２の位置の非接触式の検出の為、センサー装置１２は、相応して複数のセンサーコイルユニットを有する。センサーコイルユニットは其々、特に空芯コイルとして形成された二つのセンサーコイル１６，１８から成っている（図６から９参照）。

【0076】

図６は、計測軸Ｓｉに付設された例示的なセンサーコイルユニットを示す。センサーコイルユニットはディファレンシャル式のコイル配置を有している。この配置においては、両方のコイル１６，１８（其々、周期的、電気的な励起信号Ｕｅｘｔを付勢される）は、互いに相対的に、そして隣接する磁石支承部、又はローター２２に対して、計測軸Ｓｉの方向の各ローター移動の際に、逆のインダクタンス変化が生じるよう配置されている。

【0077】

ローター２２の半径方向の移動の検出のため、図７に従い、例えば、両方の計測軸ｘおよびｙの何れもに、各一つのそのようなディファレンシャル式の、二つのセンサーコイル１６ｘ、１８ｘ又は１６ｙ，１８ｙから成るコイル配置が付設されていることが可能である。各センサーコイルユニットの両方のセンサーコイル１６，１８のインダクタンスは、よって、其々、計測軸Ｓｉの方向で測定した、磁石支承部又はローター２２からのその間隔に応ずるものである。

【0078】

図８は、計測軸Ｓｉに付設された例示的なセンサーコイルユニットを示す。これは絶対的なコイル配置を有している。この配置において、其々周期的、電気的な励起信号Ｕｅｘｔを付勢される両方のセンサーコイル１６，１８は、互いに、そして隣接する磁石支承部又はローター２２に対して、インダクタンスが、両方のセンサーコイル１６，１８の一方のみにおいて変化し、そして他方のセンサーコイルにおいては変化しないままであるように配置されている。

【0079】

ローター２２の軸方向の移動の検出の為、図９に従い例示的に計測軸ｚ（ローター軸に相当する）に、二つのセンサーコイル１６ｚ，１８ｚからなるそのような絶対的なコイル配置が付設されていることが可能である。この図９に表される実施例においては、この絶対的なセンサーコイル配置は、例えば二つのセンサーコイル１６ｚ，１８ｚを有する。センサーコイルは、プリント基板２６上に設けられ、互いに対しても、計測軸ｚ又はローター軸に対しても同心円であり、異なる直径を有している。その際、センサーコイル１６ｚは、計測コイルとして、そしてセンサーコイル１８ｚは、参照コイルとして使用される。計測コイル１６ｚのインダクタンスは、この場合、磁石支承部、又はローターの計測軸ｚの方向で計測した間隔、又はローター軸の方向で計測した間隔に依存する。参照コイル１８ｚのインダクタンスは一定のままである。

【0080】

図６および７または８および９に表された両方の実施例では、各作動電流ｉｄｉｆｆが、各計測軸Ｓｉに付設される両方のセンサーコイル１６，１８内で誘導される電流ｉ１，ｉ２から生ずる（図１１及び図１２参照）。その際、関連するセンサー軸Ｓｉに沿った、各ローター移動の検出の為の変圧器２０の出口に発生する誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎは、図１１及び１２に表されるように、例えば励起信号Ｕｅｘｔの周期ごとに、少なくとも二度走査されることが可能である。その際、周期的、電気的な励起信号Ｕｅｘｔは、この場合、例えばサイン形状の、又はコサイン形状の電圧によって形成されている。冒頭に既に述べたように、しかしまた、サイン形状、又はコサイン形状と異なる、周期的・電気的な励起信号の形状も考え得る。

【0081】

図１１および１２に表されているように、誘導されたセンサー電流Ｕｓｅｎは、制御及び／又は評価ユニット１４を介して励起信号Ｕｅｘｔの周期ごとに、例えば少なくとも二度、各最高点において走査されることが可能である。しかし例えば、各零交差点においての走査もまた考え得る。

【0082】

更に、この場合、制御及び／又は評価ユニット１４を介して、励起信号Ｕｅｘｔの周期ごとに、差動電圧ＵＡｎ ＵＢｎの形成のため、例えば、誘導されるセンサー電圧の逆向きの二つの最高点において得られる走査値ＵＡｎとＵＢｎの間の差が発生させられる。差動電圧の振幅に基づいて、関連する計測軸Ｓｉに沿ったローター移動の値が決定されることが可能である。関連する計測軸Ｓｉに沿ったローター移動の方向は、代替として、又は基本的に、符号、又は差動電圧に基づいて決定されることが可能である。

【0083】

図１１は、電気的な励起信号Ｕｅｘｔ、センサーコイル１６，１８内で誘導される電流ｉ１，ｉ２、作動電流ｉｄｆｆ、及び誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎの例示的な信号形状を示す。幾何学的な中心からローター位置が正の方向にずれている際のものである。

【0084】

図１２も、ここでもまた、電気的な励起信号、Ｕｅｘｔ，センサーコイル１６，１８内に誘導される電流ｉ１，ｉ２、作動電流ｉｄｉｆｆ、及び走査される誘導されたセンサー電圧Ｕｓｅｎの信号形状を示す。その際、しかしこの場合、幾何学的な中心からローター位置が負の方向へのずれが存在している。

【0085】

誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎは、表された実施例においては、電気的な励起信号Ｕｅｘｔと同様の信号形状を有する。その際、しかし、誘導されたセンサー電圧Ｕｓｅｎの振幅は、各計測軸Ｓｉに沿ったローターの位置ずれに比例している。異なるずれ方向によって、誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎは、電気的な励起信号に対して、又は励起電圧Ｕｅｘｔに対して同位相又は逆位相である。誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎを、最高点ＵＡｎ，ＵＢｎにおいて二度走査することによって、計測出口Ｕｐｏｓｎ＝ＵＡｎ ＵＢｎが生じる。これは、磁石支承部、またはローターの物理的位置を表す。

【0086】

図１０は、例示的な、拡張された絶対的コイル配置（又はコイル装置、独語：Ｓｐｕｌｅｎａｎｏｒｄｎｕｎｇ）を示す。複数の計測軸Ｓｉに沿ったローター移動の検出の為のものである。その際、異なる計測軸Ｓｉに付設されるコイルユニットは、計測コイルとして使用される各一つのセンサーコイル１６ｉを有し、そして異なるコイルユニットに対して共通の一つの参照コイル１８が設けられている。異なるコイルユニットから、付設された変圧器２０を介して、上述した方法で相応する誘導された電圧Ｕｓｅｎが生ずる。

【0087】

図１３は発明に係る位置検出装置１０の例示的な温度補償サーキットを示す。これに従い、変圧器２０と各計測軸Ｓｉに付設された両方のセンサーコイル１６，１８の間に、制御及び／又は評価ユニット１４を介して制御可能な、特にアナログ式のサーキット２８が設けられていることが可能である。このサーキット２８を介して、変圧器２０は、変圧器２０の現在の各増幅ファクターを決定するための検出運転の間、両方のセンサーコイル１６，１８によって、繰り返し、特に二つの固定した抵抗３０，３２を有する抵抗装置３４（一定のインピーダンスの抵抗装置３４）へと切り替えられることが可能である。

【0088】

制御及び／又は評価ユニット１４を介して、特に保存されているリファレンス値との変圧器２０の決定される現在の各増幅ファクターの比較に基づいて、変圧器２０の増幅ファクターの現在の各バリエーションが決定されることが可能である。決定されたバリエーションに基づいて、制御及び／又は評価ユニット１４を介して、引き続いて、検出運転の間に開始電圧として発生させられた誘導されたセンサー電圧Ｕｓｅｎは補正されることが可能である。特に変圧器２０の温度とシステムのトレランスによって生じる影響を、誘導されるセンサー電圧Ｕｓｅｎにおいて補償するためである。抵抗装置３４の固定された抵抗３０，３２として、特に精密抵抗として設けられていることが可能である。

【0089】

温度補償サーキットがこの場合、例えばディファレンシャル式のコイル配置を有するセンサーコイルユニットと関連して設けられている一方で、相応する温度補償サーキットは、絶対的なコイル配置を有するセンサーコイルユニットと関連しても設けられていることも可能である。特に、位置検出装置１０は、少なくとも基本的にここでもまた、上述したように形成されていることが可能である。よって、この場合、計測生信号の従来の電気的な増幅においてと違って、発明に従い、電磁的な増幅が変圧器２０を介して行われる。これによって高い増幅及び極めて低いノイズレベルが生じる。

【0090】

図１３に表されたトレランスの補償とシステムの温度影響の補償に使用される温度補償サーキットにおいては、スイッチ２８が制御及び／又は評価ユニット１４の相応する制御信号を介して、計測の間に、変化するインピーダンスを有する両方のセンサーコイル１６，１８と、一定のインピーダンスを有する抵抗装置３４の両方の固定された抵抗３０，３２の間を切り替えられることが可能である。

【0091】

計測システムのスイッチを入れる際に、一定のインピーダンスにおける開始電圧がリファレンスとして保存されることが可能である。計測運転の間、周期的に、一定のインピーダンスに切り替えられることが可能である。一定のインピーダンスにおける現在の開始電圧と、保存されたリファレンスから、増幅ファクターの現在のバリエーションが決定されることが可能である。これによって、センサー運転からの開始電圧は、後調整される、又は補正されることが可能であるので、変圧器の温度に依存しない計測結果が得られる。

【0092】

図１４は、例示的な複数の補償サイクルと検出サイクルを有する完全な計測サイクルを示す。その際、温度補償の為の補償サイクルの間、一定のインピーダンスが生じ、これと反対に検出サイクルの間は、変化するインピーダンスとなる。図１４から見て取れるように、計測システムのスイッチを入れる際、まず抵抗装置３４が接続されることが可能である。各計測サイクルの間、一定のインピーダンスの補償サイクルと可変のインピーダンスの検出サイクルが交互に提唱されることが可能である。図１１及び１２に表される例示的な信号形状が、図１４にも表されている。垂直方向の矢印によって各走査点がマーキングされている。

【0093】

様々な実施形と関連して挙げられたセンサーコイルは、其々、静的に、各磁石支承部の領域に配置されていることが可能である。図６及び７に表された形式のディファレンシャル式の各コイル配置において、各計測軸Ｓｉに付設された両方のセンサーコイル１６，１８は、特に、其々、隣接する磁石支承部の軸に対して平行、又はローター軸に対して平行に向けられていることが可能である。これと反対に、図８および９に表された形式の絶対的な各コイル配置において、計測軸ｚに付設された両方のセンサーコイル１６，１８は、特に、隣接する磁石支承部に対して同軸に、又はローター軸に対して同軸に配置されていることが可能であり、そして異なる直径を有することが可能である。

【0094】

発明に係る各位置検出装置１０は、例えば図１から５と関連して説明された形式の真空ポンプに、及び特に、その永久磁石支承部に付設されていることが可能である。

【符号の説明】

【0095】

１０ 位置検出装置
１２ センサー装置
１４ 制御及び／又は評価ユニット
１６ センサーコイル
１８ センサーコイル
２０ 誘導されたセンサー電圧の発生の為の手段、変圧器
２２ ローター
２４ 出口コイル
２６ プリント基板
２８ スイッチ
３０ 抵抗
３２ 抵抗
３４ 抵抗装置
１１１ ターボ分子ポンプ
１１３ インレットフランジ
１１５ ポンプインレット
１１７ ポンプアウトレット
１１９ ハウジング
１２１ 下部分
１２３ エレクトロニクスハウジング
１２５ 電動モーター
１２７ アクセサリ接続部
１２９ データインターフェース
１３１ 電源供給接続部
１３３ フラットインレット又はフローインレット（独語：Ｆｌｕｔｅｉｎｌａｓｓ）
１３５ シールガス接続部
１３７ モーター室
１３９ 冷却媒体接続部
１４１ 下側面
１４３ ねじ
１４５ 支承部カバー
１４７ 固定孔
１４８ 冷却媒体配管
１４９ ローター
１５１ 回転軸
１５３ ローターシャフト
１５５ ローターディスク
１５７ ステーターディスク
１５９ スペーサーリング
１６１ ローターハブ
１６３ ホルベックロータースリーブ
１６５ ホルベックロータースリーブ
１６７ ホルベックステータースリーブ
１６９ ホルベックステータースリーブ
１７１ ホルベック間隙
１７３ ホルベック間隙
１７５ ホルベック間隙
１７９ 接続チャネル
１８１ ローラー支承部
１８３ 永久磁石支承部
１８５ スプラッシュナット
１８７ ディスク
１８９ インサート
１９１ 支承半部
１９３ 支承半部
１９５ リングマグネット
１９７ リングマグネット
１９９ 支承間隙
２０１ 担持部分
２０３ 担持部分
２０５ 半径方向の支柱
２０７ カバー要素
２０９ 支持リング
２１１ 固定リング
２１３ さらばね
２１５ 緊急用又は安全用支承部
２１７ モーターステーター
２１９ 中間空間
２２１ 壁部
２２３ ラビリンスシール

Ｓｉ 計測軸
Ｕｅｘｔ 周期的かつ電気的な励起信号、励起電圧
Ｕｓｅｎ 誘導されるセンサー電圧
ｉ１ 誘導される電流
ｉ２ 誘導される電流
ｉｄｉｆｆ 差動電流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】