專利名稱：電容式液位傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于箱體液位的電容式傳感器，包4舌縱長并 基本上扁平的支撐物，用于設置在箱體中，支撐物包括近側部分、 中心部分以及遠側部分；連^姿裝置，位于近側部分，用來電連4妻支撐物和支撐物的外部；第一對電極，稱作測量電極對，其包括交指 型的并且設置在支撐物(至少在其中心部分)上的臂；以及第二對 電極，稱作參比電才及對，其包括交指型的并且i殳置在支撐物遠側部 分上的臂。此外，本發明還涉及包括這樣的傳感器的箱體。
技術背景上述電容式傳感器在現有技術中已經是已知的。例如，美國專利US 4296630描述了一種裝置，該裝置通過利 用在帶狀線上形成測量電容器的測量電才及和形成補償電容器的補 償電才及來測量容器中的液位，由于這些，介質的可變介電常凝:對測 量結果的影響由于求值電路可以得到補償。在現有技術的這種裝置 中，將測量電極和補償電極布置在長方形共用線上，以使補償電極 位于至少一個用于介質的抽吸通道附近并使測量電極位于介質中。事實上，當液體的介電常凄t并不是事前已知時或者當它可變時 (由于例如其溫度或其組成的變化)，^5L測量電極的單獨存在不足
以形成可以提供可直接推知液位的信號的電容式傳感器，。必須將 附加電極(稱作參比電才及或補償電才及)優選i殳置在容納液體的箱體 的底部，以便能夠連續測量液位，其中液位是獨立的但其是介電常 凄t的函凄史。這種類型的補償電容式傳感器(在現有技術中是已知的，并且 其電極設置在帶狀線型的扁平縱長的支撐物的表面上，使得在電極 末端處的電場主要受液體的影響)可有效并實時補償液體(其水平 位置必須加以測量)的介電性能的變化，同時是相對1更宜的。這種 類型的傳感器由于其簡單的生產過程還具有相對的堅固性，其通常 是整體的，這是和具有扁平平行的極板或具有同軸圓柱形電極的電 容式傳感器相比，這些傳感器需要極板或電極和隔離物的復雜布置，而這可能會干^L測量。此外，不同于例如來自現有技術的某些漂浮傳感器(浮子傳感 器)，這種類型的傳感器并不需要任何活動部件。前一種傳感器經 常是較不堅固的，這是由于存在活動部件，易發生磨損和碰撞。盡管它們有優點，但現有技術的電容式傳感器對于某些應用場 合并不能提供足夠的精度，尤其是因為在本領域中由參比電極提供 的信號受到液體的水平位置的顯著影響。這種不希望的影響起因于 現有才支術的傳感器的構造，其中參比電極電源線經常較長并沿著測 量電招J沒置，因而形成附加電容。發明內容本發明的一個目的是4是供一種電容式傳感器，該電容式傳感器 以同樣的制造成本提供更好的測量精度。此外，本發明的另外的目 的是提供更加緊湊的傳感器。
為了這一目的，根據本發明的傳感器的特征在于支撐物包括 至少三層；以及參比電招J寸連4妻于至少一個連4妻線上，該連4妄線4立 于支撐物的內層中并且連接于連接裝置。根據本發明的傳感器以獨創的方式解決了從參比電極延伸到 連接裝置的連接線對由參比電極對獲得的信號的不希望的影響的 問題。這是因為現有技術的傳感器并沒有克服這種不希望的影響， 或它們4吏用{呆護環，如來自法國專利申i青FR2 647 898的裝置，或 使用接地片，如在來自國際申請WO 99/10714的傳感器中(其當然 改善了液位測量的精度，但并不足以抑制本底電場的影響并且還產 生并非不顯著的測量誤差)，要么與適當的電子補償系統結合的復 雜的布線或結構。根據本發明的傳感器包括連接線，該連接線并不是位于電極臂 所位于的表面上，而是在支撐物的內層中，這是由于4吏用了縱長、 基本上扁平的且多層的支撐物。這樣，連接線并不直接緊鄰液體并 且足以與箱體的要測量液位的變化的部分分開，而在參比電極對的 末端處測得的電容取決于液體的介電常數，并且基本上與其水平位 置無關(當然是在當參比電極對被完全浸沒時)。換言之，在連4妄線并未^皮》丈置在運算線(運4亍線，operational line)所位于的表面的意義上，在參比電極對的運算線(其使得能 夠進行液體的介電常數的電容測量)和連接線(其使得能夠進行參 比電極對的供電和信號的傳輸)之間形成空間分離。由于在多層支撐物內連接線本身的絕緣，對于固定成本來說， 液體介電常數的測量精度會更好，并且對于固定制造成本來說，液 4立的測量也更4青確。
此外并且作為另外的優點，對于4艮據本發明的傳感器的支撐物來說，由在現有^支術的傳感器中的連接線(如在美國專利US4 296 630中所4皮露的傳感器)占據的表面以一定的方式#1釋方文并可以尤 其用來降低支撐物的大小并因而降低其成本，或用來增加測量電極 對的交指型臂(叉指型臂，interdigital arm )的數目并因而用來提高測量精度。應當注意到，才艮據本發明的傳感器的支撐物的近側部分、中心 部分以及遠側部分，根據第一具體實施方式
，可以分別被用來置于 箱體的頂部、中部以及底部，或根據第二具體實施方式
，分別被用 來置于箱體的底部、中部以及頂部。才艮據第一具體實施方式
，參比 電極對是纟皮設置在支撐物的底部，而才艮據第二具體實施方式
，另一 方面參比電極對^皮設置在支撐物的頂部。在才艮據后 一種具體實施方 式的傳感器中，參比電招J于并不用來測量液體的介電常凄t,而是例 如用來測量在液體上方的氣體或空氣的介電常fc或用來在超過給 定液位時產生警告信號(出于安全原因)。按照才艮據本發明的傳感器的上述兩種具體實施方式
，將連接裝 置連接于參比電極對的連接線會穿過支撐物(在其中心部分)的內 層。本發明的另一個目的是4是供一種如上所述的液位傳感器，其用 來進行對于形成支撐物的 一種材料或多種材料的介電性能變化不 是非常壽文感或不壽文感的測量。為此目的，才艮據本發明的一種特定的具體實施方式
，傳感器的 內層包括至少一才艮地線(^皮第一介電體與連^妄線分開)，用來形成 附加電容，以便至少部分地對形成支撐物的材料的介電常數的變化進行補償。
在運算期間，用于形成支撐物的 一種材料或多種材料的介電常 數會發生變化或能夠隨溫度而變化。這種變化可以顯著地劣化在測 量電極對的末端處獲得的電容測量，因為在此電極對的末端處形成 的一些電場會穿過支撐物。因而需要知道，才艮據在測量電極對的末 端處電容尤其隨溫度而變化的方式，以1更補償這些變化。根據本發明的特定具體實施方式
的傳感器具有至少一根地線， 其例如設置在支撐物的內層。通過測量在測量電極對的電極中的一 個與該地線之間形成的電容，可以4企測用于形成支撐物的材料的介 電常lt隨時間的變〗匕。因而可以考慮介電常婆t的這些變化以及相應 的結構電容的變化，以^更對在測量電4及對的末端處形成的電容所進 行的測量力。以補償并最后獲得液位的更加精確的測量。本發明的另一個目的是提供如上所述的傳感器，該傳感器的測 量電極對的臂基本上受到保護以免發生氧化并且與可能的導電顆 粒或導電顆粒的聚集物無相依性，這些導電顆粒或導電顆粒的聚集 物來自液體雜質，能夠介入兩個相鄰電極握臂之間，使測量電極對 的電核J豆^各，并JM吏;晴確電容的產生和液^f立測量無4是更加困7,或甚 至不可能。為了這一目的，才艮據本發明的一種特定具體實施方式
，在傳感 器中測量電極對的臂被保護層覆蓋，該保護層例如由聚合物樹脂或 漆類的一種或多種成分組成，優選相對于液體為惰性的，并且其中 惰性層包括附加線，該附加線平行于連4妄線并且通過第二介電體 (其具有與用于保護層的類型類似的類型)與連接線分開，用來形成附加電容以-使至少部分地補償用于形成保護層的材4+的介電常數變化。以這種方式，可以計算連4妄線和附加線之間的電容，并且可以 適當考慮該電容隨時間的變化(其代表作為溫度函數的變化)以及
用于形成4呆護層的材沖牛的介電常ft隨時間的變化，以補償在測量電 極對的末端處形成的電容的測量，以及用來獲得液位的更加精確的 測量。考慮到這一點和這種補償是可能的，因為在這種實現后面的 推論歸結成將方程和額外未知量(形成保護層的材料的介電常數)解或顯式解。本發明還涉及包括這樣的傳感器的箱體，例如用于機動車的燃 料箱，這是經受非常苛求的精度和成本制約的應用領域。
依據本發明的特定具體實施方式
的詳細描述并參照附圖，本發明的這些方面和其它方面將變得顯而易見，其中圖1示出了根據本發明的傳感器的特定具體實施方式
的示意圖；圖2至圖4示出了根據本發明的傳感器的其它特定具體實施方 式的示意圖；圖5示出了用于#4居本發明的傳感器的一種特定具體實施方式
的支撐物的中心部分的橫截面圖；圖6示出了用于根據本發明的傳感器的一種特定具體實施方式
的支撐物的中心部分的4黃截面圖，其中電才及位于支撐物的兩側；施方式的支撐物的中心部分的橫截面圖9示出了用于說明根據本發明的傳感器的一種特定具體實施方式
的運算的等效電子電路；圖10示出了用于才艮據本發明的傳感器的一種特定具體實施方 式的支撐物的中心部分的橫截面圖，其中尤其包括保護層以及用于 補償這種電容效應的系統；圖11至圖13示出了#4居本發明的傳感器的三種其它特定具體 實施方式的示意圖；圖14和圖15示出了才艮據本發明的箱體的兩種特定具體實施方 式的示意性剖視圖；圖16和圖17示出了根據本發明的傳感器的兩種特定具體實施 方式的示意性側面圖；以及圖18示出了根據本發明的傳感器的另一種特定具體實施方式
的示意性剖—見圖。這些附圖并不是按比例繪制的。 一般來說，在附圖中用類似的 標號表示類似的組件。
具體實施方式
圖1示出了根據本發明的傳感器2的一種特定具體實施方式
的 示意圖，其示出了在傳感器2的支撐物4上存在電才及。兩對電極顯 示在支撐物上，上述兩電極對具有一個共用電極。三個電極每個均 由平行臂組成， 一起形成交指梳狀或交錯梳狀(交織梳狀)。測量 電才及對14方欠置在支撐物4的近側部分8和中心部分10,而參比電 極對16放置在遠側部分12。
參比電相J寸16的兩個電才及中的一個，更準確地^兌不與測量電極對14共用的電極，通過連接線26 (未示出)連接于連接裝置6, 并且位于支撐物4的內層24。這種連接線26,或電源線，借助于 穿過絕》彖層20的連"f姿而連4妻于參比電才及只于16。參比電才及對16用來在運4亍期間位于測量電才及對14的下面并且 被完全浸沒在箱體48的液體54中。僅當參比電極對16被完全浸 沒時，才i人為測量是有效的。在圖1所示的特定具體實施方式
中，參比電極對16的高度顯 著地低于測量電極對14的高度。這使得可以在有意義的工作高度 上測量'液體54的水平^f立置52。仍然在圖1所示的特定具體實施方式
中，測量電才及對14的臂 被定向在支撐物4的長度方向。這種布置具有以下優點至少尤其 是當支撐物4垂直設置在箱體48中時，也就是說當近側部分8設 置在箱體48的頂部以及遠側部分12設置在箱體48的底部時，響 應于箱體48中液體54的水平位置52的變化，可提供在測量電極 對14的末端處(或端子處)電容的連續變化。具有定向在支撐物4 的寬度方向的臂的測量電極對14產生在電極對14的末端處的電容 與液體54的水平位置52之間的關系曲線是顯著地近乎非線性的， 更確切i也i兌具有3夭度(力卩速度，jerk)。此外，兩電極對的臂的垂直布置使得能夠獲得制造的一致性， 因為可以同時并且在相同的支撐物4上將它們制造在一起。因而在 它們之間7見察到電才及和介電體在特性和幾何形狀方面基本相似。這 種 一致性有助于改善精度。圖2示出了根據本發明的傳感器2的另一種特定具體實施方式
的示意圖，其類似于圖1所示的特定具體實施方式
，但另外包括設
置在支撐物4上的電子求^直電^各(電子；平估電3各，electronic evaluation circuit) 18。電子求值電3各18的目的主要是，通過將在 測量電極對14的末端處獲得的電容值和在參比電極對16的末端獲 得的電容值進行結合，對液體54的介電常數變化提供電子補償。將電子電路18設置在箱體48的外部構成根據本發明的傳感器 2的特定具體實施方式
，其表示在圖1中。然而，如圖2所示，當 該電路18在支撐物4本身上時，在電極對14、 16的末端處獲得的 信號質量會更好。事實上，電極對14、 16越靠近信號處理裝置(對 信號源的才莫擬(analogue at the source )),則信號的劣化越小并且測 量越4青確。一旦在求值電3各18中進4亍電子處理，4艮據本發明的特定方式， 模擬信號便被轉換成其質量對于傳送敏感性顯著較小的數字信號。 根據另一種特定具體實施方式
，通過明智選擇信號的特性，尤其是 其振幅，模擬信號被轉換成另 一種其敏感性可以有利地更低的模擬 信號。圖3示出了根據本發明的傳感器2的另一種特定具體實施方式
的示意圖，其類似于圖1所示的特定具體實施方式
，^旦其中參比電 極對16的相鄰臂被比將測量電極對14的相鄰臂彼此分開的距離短 的距離彼此分開。這種布置具有下述優點增加在參比電極對16 的末端處的電容量，而沒有增加在傳感器2中"i殳置參比電4及對16 的部分的外部尺寸。因此，相對于在參比電極對16的末端處獲得 的電容，寄生電容的相對值更低，這導致更好的測量精度。根據本發明的一種特定具體實施方式
，參比電極對16的臂被 設置成橫跨支撐物4,如圖4所示。 圖5示出了用于根據本發明的傳感器2的一種特定具體實施方式
的支撐物4的橫截面圖。橫截面是穿過支撐物4的中心部分10 所獲得的，也就是說，在表面上示出的電極的臂是測量電極對14 的臂。所示出的支撐物4包括三層第一絕緣層20,設置在其上的 是測量電極對14和參比電極對16 (在支撐物4的此部分看不到后 者)；第二絕纟彖層22;以及內層24，位于第一絕纟彖層20和第二絕 纟彖層22之間。電極對的臂可以例如是高70微米x寬200微米，其使得可以獲 得"平面電容器(plane capacitor)"效應，該效應大于邊緣效應， 然而其也起作用。連接線26位于支撐物4的內層24中，并以這種方式物理上與 液體54絕纟彖。絕緣層20和22由非導電物質制成。內層24至少在導電連接 線26的周圍也由介電材料制成。這樣，絕緣的連接線26并不產生 顯著取決于液體54的水平位置52的附加電容。連接線26可以產 生少量的附加寄生電容，^旦與在參比電才及對16的末端處的電容相 比，這是可以忽略的。然而重要的是，^!尋連4妾線26和支撐物4的 側邊分開的距離要足夠大，以致穿過液體的電場的影響是可以忽略 的。連4妾線26可以例如"i殳置在離支撐物4的兩個側邊相等、或大 約相等的距離處。作為另外的實施例，對于施加于測量電才及對14的末端以及施 加于參比電極對16的末端的5伏電壓來說，觀察到400孩i米的距 離足以避免電場對測量的顯著的本底效應(影響)。圖6示出了用于根據本發明的傳感器2的另 一種特定具體實施 方式的支撐物4的橫截面圖。其中，兩對電極被分成在支撐物4的
兩側上的兩部分，以便通過寄生電容的相對減小來提高測得的電容并因而提高傳感器2的靈敏度。根據本發明的傳感器2的一種特定具體實施方式
，在到達連^妄裝置6或電子求Y直電^各18以前，重新 連4妄各自分開的電才及對。圖7和圖8示出了用于根據本發明的傳感器2的兩種特定具體 實施方式的支撐物4的橫截面圖，其中一根或兩根地線28存在于 內層24中，分別在連4妄線26的一側、或在連4妄線26的兩側。如 上所述，這種布置4吏得可以對用于形成支撐物4的一種材術+或多種 材料的介電常數的變化進行補償。第一介電體32可以例如具有與 用來形成電絕緣層20或絕緣層22的材料相同的類型。圖9示出了簡化的等效電路以便說明如何可以測量用來形成絕 緣層20的介電體的影響，其中在絕纟彖層20上i殳置有測量電才及對14 的臂。電容38表示由測量電極對14的兩個電極形成的電容。端子42 對應于測量電極對14的第一電極的末端，此端子42例如是稱作 C(9M的共用端子42，為測量電才及對14和參比電4及對16所共用。 端子44對應于測量電才及對14的第二電才及的末端，此端子44例如 是稱作C7kffi51的測量端子，為測量電極對14所專用。端子42和44 之間的電容的測量使得可以計算在主電極對(測量電極對14或參 比電核J于16)末端的電容。兩個端子46對應于地線28。通過4吏端子42和44也就是i兌測 量電4及對14的兩個電才及短3各，可以測量稱作結構電容(structure capacitance)的電容40，其主要耳又決于用來形成絕纟彖層20的一種 材料或多種材料的介電常數。可以考慮對這種電容的認識以補償介 電變化對主電容的測量的影響。
圖10示出了用于根據本發明的傳感器2的一種特定具體實施方式
的支撐物4的橫截面圖，并且其中保護層14提供一種用來對 后者的電容效應進4亍補償的系統。附加線30存在于內層24中，并 平行于連接線26。這兩根線26、 30被第二介電體34分開，其中第 二介電體34具有與形成保護層36的材料相同的類型。因此，在連接線26和附加線30的端子處的電容測量使得可以 測量這種電容的變化、以及形成保護層36的一種材料或多種材料 的介電常數隨時間的變化。于是，在計算液體54的水平位置52期 間，這種測量可以^皮轉^f匕成補償。圖11示出了根據本發明的傳感器2的另一種特定具體實施方 式的示意圖，其中遠側部分12比中心部分10寬。在此特定具體實 施方式中，參比電極對延伸的寬度更大。根據傳感器的設計，為參 比電相J寸16 ^f呆留的表面面積可以更大，因此具有更好的靈壽文度， 或此表面的高度可以更小同時具有恒定的表面面積，以i更保持在具 有更低水平位置52的液體54中。圖12示出了根據本發明的傳感器2的另一種特定具體實施方 式的示意圖，其中測量電極對14被至少置于中心部分10和遠側部 分12;而參比電極對16被置于測量電極對14的兩側。才艮據這種特 定具體實施方式
的傳感器2具有下述優點 -使得能夠測量箱體48 的整個高度，甚至對于水平位置52非常低的值。然而，應當注意 到，在這種情況下，當液體54的水平位置52并沒有完全覆蓋參比 電才及對16時，水平^f立置52的值不會得到補償或正確補償。然而， 在許多類型的應用中，沒有對水平位置52的低值進行補償并不是 非常有害的，其中，對于非常低的水平位置，通常可以滿足精度較 小的測量。
圖13示出了根據本發明的傳感器2的另一種特定具體實施方式
的示意圖，其中支撐物4包括在近側部分8中的附加參比電極對 16。在運行期間，附加參比電極對16總是在液體54的外面，尤其 在此液體的上方，而第一參比電極對16則^皮一直浸沒。這種特定具體實施方式
具有兩個4尤點。第一個優點是，借助于在箱體48頂部(如圖14所示)、或底 部(如圖15所示)的連接裝置6，傳感器2可以用于測量，傳感器 2的附件(attachment)在后一種情況下是在傳感器2的下面(圖15 所示)或/和在傳感器2之上(未示出)。通過選擇對應于例如圖15 的布置，可以在箱體48的下面引入傳感器2。第二個優點是，在容納燃沖牛的箱體48由例如車輛運輸的情況 下，通過使得可以4企測車輛的傾翻，并因而通過1"吏得可以啟動容納 燃料54的箱體48的閥門的閉合動作(其在例如LPG燃料的情況下 是至關重要的)，則可以增加安全性。才艮據一種具體實施方式
，在 運行期間以及當在附加參比電極對16上^r測到不尋常的電容值時， 則發出信號，用來啟動用于密封LPG系統的電磁閥，這因而使得可 以切斷LPG到發動才幾的任4可流動。圖14和圖15示出了才艮據本發明的箱體48的兩種特定具體實 施方式的示意性剖視圖，其中連接裝置6分別設置在箱體48的頂 部和底部。才艮據一種特定具體實施方式
，圖15中所示的傳感器2 具有兩個參比電相J 寸16， 一個在遠側部分12而另一個在近側部分 8。為了簡化，圖14和圖15中所示的箱體48是示意性繪出的， 而沒有繪出供給管和/或排出管或抽吸管。本領域普通技術人員將明 了 ，為了使根據本發明的箱體48正確起作用這些管是必要的。 圖16示出了沖艮據本發明的傳感器2的一種特定具體實施方式
的示意性側面圖，其中支撐物4具有彎曲部50，以Y更參比電才及對 16水平設置在箱體48的底部。使用足夠薄的支撐物4使得可以彎 曲此支撐物以〗更獲得L形。這種特定具體實施方式
使得可以測量液 體54的水平位置52實際上至箱體48的底部并具有非常高的精度。 支撐物4可以，例如，被制造成小于400微米的厚度。如圖17所示的T形構造也是可能的。其中的電極設置在支撐 物4的兩側，并且支撐物4有利地包括多個絕緣層，以便容易地產 生具有兩個彎曲部50的T形分叉。圖16和圖17所示的特定具體實施方式
的另一個優點是，在箱 體48容納燃料的情況下，可以檢測燃料中存在例如水，以便警告 駕駛員并且不會損壞發動機。圖18示出了根據本發明的傳感器2的一種特定的可替換具體 實施方式的示意性剖視圖。支撐物4具有7個連續層第一絕緣層 20,其上設置有電才及的臂；由接地平面(接地平4反，earth plane) 組成的第六導電層60;第四絕緣層56;內層，其尤其包括連接線 26和附加線30;第五絕纟彖層58;第七導電層62，其也由4妾地平面 組成；以及第二絕緣層22,其上設置有電極的其它臂。對于這種特定具體實施方式
》見察到以下凄t據: Cre/0 = 4.017 pF Crey;o%= 6.266 pF Cre/腦=6.290 pF C《o% _ C一 = 2.249 pFCVe/柳％ - CVe/ fl%= 0.024 pFC聰o = 83.89 pF = C瞎，牧 C證，柳％ = 133,43 pF/朋％ - Cwej0 = 49.5 pF
其中C^yo是當箱體48完全為空時參比電才及對16的電容，Cref,o%是當參比電極對16被浸沒但水平位置52等于0時參比電極對16 的電容，Cref, 10()%是當箱體48裝滿時參比電才及對16的電容，Co 是當測量電極對14未被浸沒時測量電極對14的電容以及C 是當箱體48裝滿時測量電極對14的電容。沖艮據本發明的這種類型 的傳感器給出非常滿意的結果，并且表明相對于液體54的水平位 置52,參比電極對16的電容基本上是獨立的。導電層60和62可 以例如是銅層，構成4妾地平面。本領域的普通4支術人員將明了 ，在本發明范圍內的傳感器2可 以是探測器、檢測器、測量儀器、要么是使得可以進行檢測的裝置， 考慮到物理現象，以信號的形式(例如電信號)，表示它或形成這 才羊的系纟充的一^卩分。此外，本領域的普通技術人員將明了，雖然傳感器2稱作電容 式傳感器，^旦可能的電感和/或電阻歲丈應也可以起作用，尤其是在高 取才羊頻率下。此外，本領域的普通技術人員將明了，傳感器2是高度或上升 度意義上的水平位置52的傳感器2，所以箱體48的底部可以是或 可以不是平坦的，并且它可以是用于測量箱體48的注入容積、的4義器。此外，本領域的普通技術人員.將明了，液體54可以是燃料(例 如，汽油、柴油、LPG或LNG)，或任何其它液體，要么是性能(流 動性能)類似于'液體54的并立狀固體，如來自顆灃立倉(灃良倉，grain silo)、或砂箱的顆粒。類似地，箱體48可以是例如用于機動車輛、 用于飛才幾、用于船或池或容器的箱體。
此外，本領域的普通才支術人員將明了，纟從長和基本上扁平的支 撐物4可以是導電層、印刷(例如多層)電路、或更一般地說電絕緣襯底。支撐物4可以具有一個或多個彎曲部，只要支撐物4的表面是局部平坦的。才艮據一種具體實施方式
，電才及通過光刻法形成在支撐物4上。此外，本領域的普通技術人員將明了，連接裝置構成電能的供 給并且尤其是用于傳輸信號的電壓的供給。交指型、優選平行的臂是交錯梳狀或交指梳狀，以便增加檢測 面積和靈敏度，或換言之具有平行齒。電極的保護層36可以由漆組成。通過其明智選擇，可以改變 液體相對于支撐物4表面的潤濕角以及優化液體54沿此支撐物的 流動。也可以使用用于轉化電極的表面部分的任何適宜的方式，如 表面處理，例如，通過受控氧化。本發明并不限于在附圖中具體說明的內容以及以上具體描述 的內容。在權利要求中的附圖標號并不限制保護范圍。
權利要求
1.用于箱體(48)中液體(54)的水平位置(52)的電容式傳感器(2)，包括·縱長和基本上扁平的支撐物(4)，用來置于所述箱體(48)中，所述支撐物(4)包括-近側部分(8)、中心部分(10)以及遠側部分(12)；以及-連接裝置(6)，位于所述近側部分(8)，用來電連接所述支撐物(4)和所述支撐物(4)的外部；·第一對電極，稱作測量電極對(14)，包括交指型的并且設置在所述支撐物(4)的至少其中心部分(10)上的臂；以及·第二對電極，稱作參比電極對(16)，包括交指型的并且設置在所述支撐物(4)的遠側部分(12)上的臂；其特征在于·所述支撐物(4)包括至少三層；以及·所述參比電極對(16)連接于位于所述支撐物(4)的內層(24)中并且連接于所述連接裝置(6)的至少一個連接線(26)上。
2. 根據權利要求1所述的傳感器(2),其中，所述支撐物(4) 的所述至少三層包括 第一絕緣層(20)，其上i殳置有所述測量電才及對(14) 和參比電極對(16); 第二絕纟彖層(22);以及 所述內層(24)，位于所述第一絕》彖層(20)和所述第 二絕緣層(22)之間。
3. 根據權利要求2所述的傳感器(2)，其中，所述支撐物(4)的至少三層另外包:fe: 第四絕^彖層(56)和第五絕》彖層(58),位于所述內層 (24)的兩順'」；以及 第六導電層(60)和第七導電層(62),用來^t妄地并且 分別位于所述第四絕緣層與所述第一絕緣層(20 )之間以及所 述第五絕緣層與所述第二絕緣層(22)之間。
4. 才艮據前述4壬一4又利要求所述的傳感器(2),其中，所述測量電 極對(14)的所述臂沿著所述支撐物(4)的長度方向被定向。
5. 根據前述任一權利要求所述的傳感器(2),其中，所述參比電 極對(16)的相鄰臂被比將所述測量電極對(14)的相鄰臂彼 此分開的距離短的距離彼此分開。
6. 4艮據前述任一一又利要求所述的傳感器(2 )，包括在所述近側部 分(8)中的附加參比電極對(16)。
7. 根據前述任一權利要求所述的傳感器(2)，其中，所述遠側部 分(12)比所述中心部分(10)寬。
8. 根據權利要求7所述的傳感器(2 )，其中 所述測量電核^f (14) -皮至少置于所述中心部分(10) 和遠側部分(12 );以及 所述參比電才及對(16)謬皮置于所述測量電才及對(14)的 兩側。
9. 根據前述任一權利要求所述的傳感器(2 )，其中，所述內層(24 ) 包括至少一才艮地線(28),并通過第一介電體(32)與所述連 接線(26)分開，用來形成附加電容，以便至少部分地對形成 所述支撐物(4)的材料的介電常數的變化進行補償。
10. 根據前述任一權利要求所述的傳感器(2), 其中所述測量電極對(14)的所述臂覆蓋有保護層(36);以及 其中所述內層(24)包括附加線(30),所述附加線(30) 平行于所述連接線(26 )并且通過與用于所述保護層(36 )的 類型相類似的第二介電體(34)與所述連接線(26)分開，用 來形成附加電容，以便至少部分地對形成所述保護層(36)的 所述材料的介電常數的變化進行補償。
11. 包括根據前述任一權利要求所述的傳感器(2)的箱體(48)。
全文摘要
本發明涉及一種用來檢測箱體(48)中液體(54)的水平位置(52)的電容式傳感器(2)，包括扁平縱長的支撐物(4)，其包括近側部分(8)、中心部分(10)以及遠側部分(12)；連接裝置(6)，位于近側部分(8)，用來電連接支撐物(4)和支撐物(4)的外部；測量電極對(14)，包括交指型的并且設置在支撐物(4)(至少在其中心部分(10))上的臂；以及參比電極對(16)，包括交指型的并且設置在支撐物(4)遠側部分(12)上的臂。支撐物(4)包括至少三層；而參比電極對(16)連接于位于支撐物(4)內層(24)并且連接于連接裝置(6)的至少一根連接線(26)上。本發明還涉及一種包括這樣的傳感器(2)的箱體(48)。
文檔編號G01F23/22GK101120236SQ200580047053
公開日2008年2月6日 申請日期2005年12月20日 優先權日2004年12月22日
發明者洛倫佐·巴萊西, 米歇爾·基亞菲 申請人:因勒紀汽車系統研究公司