(57)【要約】  本発明は、充填状態たとえば液体充填状態を測定するための装置に関する。この装置には、容量型の測定センサ（１）と、該測定センサ（１）からの測定信号を評価するためのユニットとが設けられており、前記ユニットは該測定センサ（１）に接続されている。本発明の課題は、低コストで製造可能であり、かつ可能な限り精確な測定を実現する、充填状態を測定するための装置を提供することである。前記課題は、測定センサ（１）が指形の電極（２０，３０）を備えた少なくとも２つのベース部（２，３）を有し、前記電極（２０，３０）は、前記ベース部（２，３）から突起しており、相互にずれて配置されており、前記ベース部（２，３）は、少なくとも１つの固定エレメント（４）によって相互に位置固定されており、前記固定エレメント（４）は、前記電極（２０，３０）のオーバーラップ領域の外側に存在するように構成することによって解決される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填状態たとえば液体充填状態を測定するための装置であって、
容量型の測定センサ（１）と、該測定センサ（１）からの測定信号を評価するためのユニットとが設けられており、
前記ユニットは、該測定センサ（１）に接続されている形式のものにおいて、
該測定センサ（１）は、指形の電極（２０，３０）を備えた少なくとも２つのベース部（２，３）を有し、
前記電極（２０，３０）は、前記２つのベース部（２，３）から突起しており、相互にずれて配置されており、
前記ベース部（２，３）は、少なくとも１つの固定エレメント（４）によって相互に位置固定されており、
前記固定エレメント（４）は、前記電極（２０，３０）のオーバーラップ領域の外側に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
該測定センサ（１）は、メアンダ形のインターデジタル構造を有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記電極（２０，３０）は、実質的に平面に配置されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記電極（２０，３０）は、前記ベース部（２，３）から細くなっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記固定エレメント（４）は、プラスチック射出成形による取り付けまたは包囲によって形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記固定エレメント（４）は、フレームとして、たとえば閉鎖的なフレームとして形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記ベース部（２，３）は前記電極（２０，３０）とともに、打ち抜き格子体から、たとえば金属から形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記電極（２０，３０）に、保護コーティングが設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による充填状態を測定するための装置に関する。本装置はとりわけ、液体用の充填状態センサとして使用するのに適している。
【０００２】
従来技術から、異なる物理的作用を利用する種々の充填状態センサが公知である。可能な構成は、可変の誘電体を有する容量型の測定センサである。この測定センサでは、充填状態レベルが変化すると、コンデンサ内部の誘電体である被測定媒体の割合が変化し、それによって容量変化が引き起こされる。この容量変化に基づいて、充填状態が推定される。適切な同軸構造を有するシリンダ形コンデンサとして構成する他に、プリント基板または打ち抜き部材をベースとして、プレート形コンデンサまたは扁平に構成されたコンデンサ（インターデジタル構造）を構成することも可能である。
【０００３】
本発明の課題は、低コストで製造可能であり、かつ可能な限り精確な測定を可能にする充填状態を測定するための装置を提供することである。
【０００４】
本発明によれば前記課題は、請求項１の特徴を有する装置によって解決される。有利な構成および発展形態は、従属請求項に記載されている。
【０００５】
測定センサを２つのベース部から構成し、該２つのベース部からそれぞれ指形の電極を突起させ、この電極を相互にずれて配置することにより、個々の容量と電極対の数とを乗算することによって該装置の全容量を実現することができ、媒体内に浸漬された電極対と全容量との関係が近似的に比例的になる。ベース部は、ここでは固定エレメントとして相互に配属されている。一方では、電極対は相互に一定に配属されており、他方では電極間に、妨害となる最小の割合の別の材料が配置されている。こうすることによって、可能な限り精確な測定が実現される。さらに、電極対のオーバーラップ領域では開放的な構造になっているので、充填状態が変動した場合、媒体は迅速に流出ないしは外部へ案内される。したがって、充填状態が変化したことに対して迅速に応答することができる。
【０００６】
発展形態では、該測定センサはメアンダ形のインターデジタル構造を有する。このことによって、充填状態が変化した場合、全容量を簡単に計算することができる。インターデジタル構造とは、指形の電極間に空間が存在し、この空間内に、別のベース部の相応の指形の電極が押入ないしは挿入されていることを意味する。両ベース部の電極間には必ず空きスペースが存在し、ここに被測定媒体が充填される。電極間の空きスペースを往復に経過させることによって、メアンダ形の経路が形成され、充填状態の変化または変動時に被測定媒体の流出が簡単になる。
【０００７】
可能な限りコンパクトな構成を実現するため、ベース部の電極は実質的に平面に配置されている。こうすることにより、該測定センサは平面的な構造を有する。
【０００８】
被測定媒体の経過特性を改善するため、電極はベース部から細くなるように構成されている。こうすることによってさらに、電極の機械的な安定性が改善される。
【０００９】
電極およびベース部を相互に固定する非常に低コストの手段は、固定エレメントをプラスチック射出成形による取り付けまたは包囲によって製造することである。このような手段は、多くの個数の測定センサを十分な精度で製造できる確実かつ有利な手法である。ベース部の位置精度ひいては電極の位置精度を高くするために、固定エレメントはフレームとして、とりわけ閉鎖的なフレームとして形成される。このフレームもまた、プラスチック射出成形によって形成される。射出成形材料は電極のオーバーラップ領域には設けられないので、すなわち電極間には設けられないので、射出成形材料は誘電体として機能することはなく、全容量ひいては測定精度に影響は及ぼされない。
【００１０】
該測定センサを可能な限り低コストで製造するため、ベース部および電極は打ち抜き格子体から、有利には一体型で形成される。この打ち抜き格子体は、有利には周辺の媒体において頑強な金属から製造される。このような材料選定に対して択一的に、電極と、場合によってはベース部とを保護コーティングによって被覆する。こうすることによって電極は、攻撃性の媒体から保護される。
【００１１】
以下で本発明を、実施例に基づいて説明する。唯一の図面は、
・測定装置の概略図
である。
【００１２】
図１には、測定センサ１が概略的に示されている。この測定センサ１は２つのベース部２，３から構成されており、これらのベース部１，２からそれぞれ、電極２０，３０が一方向に突起している。ここに図示された実施例では、電極２０，３０は平面に配置されており、電極２０，３０の択一的な構成または空間的配置も実施することができる。両ベース部２，３の電極２０，３０は相互に対向して相互にずれて配置されているので、電極２０，３０間にはメアンダ形の空きスペースが形成されている。このメアンダ形の空きスペースには、たとえば液体等の、ここには図示されていない媒体が侵入できる。この媒体が侵入すると測定センサ１の全容量が、該媒体の異なる誘電体定数に基づいて空気に対して変化する。したがって、充填状態に応じて各電極対間の容量が変化し、ここに図示されていない電子ユニットが、この信号を評価して表示装置へ伝送するか、または測定された値に基づいてシステムを相応に制御する。
【００１３】
電極２０，３０のオーバーラップ領域の外側、すなわち、電極２０，３０が相互に重ならない領域では、包囲するフレーム４がベース部２，３に射出成形されている。このことによって、電極２０，３０を確実かつ低コストで位置固定することができる。指形の電極２０，３０は、片側でそれぞれベース部２，３に支承されており、電気的容量に関するフレーム４を基礎とする電極２０，３０間のプラスチックの割合は、無視できる程度に小さい。このことはとりわけ、測定精度が向上されるという利点を有する。というのも、通常のプラスチックの相対的な誘電率は温度に強く依存するので、電極間に設けられたプラスチック材料において部分容量が大きく非線形に変化することによって、温度による非線形の大きな変化が、充填状態の精確な評価を不可能にするからだ。
【００１４】
本発明の平面的な構造において、オーバーラップ領域にて独立している電極２０，３０が実現され、プラスチックの容量の割合が無視できる程度になり、それと同時に電極２０，３０間に空きスペースがメアンダ形に形成される。それゆえ、液体ないしは媒体の流出が格段に改善される。ここに図示された実施例では、電極２０，３０は各ベース部２，３から細くなっている（Ｗ１＞Ｗ２）。このことによって、電極２０，３０の機械的な安定性および流出特性がさらに改善される。
【００１５】
測定センサ１の構造は、打ち抜き格子体上に形成される。この打ち抜き格子体は、閉鎖的または開放的なプラスチックフレーム４と相互に固定するため、射出成形される。フレーム４ひいては総ての測定容量を被測定媒体中に浸漬すると、相対的な誘電率を測定するためのセンサも実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本測定装置の概略図である。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年7月30日(2004.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填状態たとえば液体充填状態を測定するための装置であって、
容量型の測定センサ（１）と、該測定センサ（１）からの測定信号を評価するためのユニットとが設けられており、
前記ユニットは、該測定センサ（１）に接続されており、
該測定センサ（１）は、指形の電極（２０，３０）を備えた少なくとも２つのベース部（２，３）を有し、
前記電極（２０，３０）は、前記２つのベース部（２，３）から突起しており、相互にずれて配置されており、
前記ベース部（２，３）は、少なくとも１つの固定エレメント（４）によって相互に位置固定されており、
前記固定エレメント（４）は、前記電極（２０，３０）のオーバーラップ領域の外側に設けられている形式のものにおいて、
前記電極（２０，３０）は、前記ベース部（２，３）から細くなっていることを特徴とする装置。
【請求項２】
該測定センサ（１）は、メアンダ形のインターデジタル構造を有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記電極（２０，３０）は、実質的に平面に配置されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記固定エレメント（４）は、プラスチック射出成形による取り付けまたは包囲によって形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記固定エレメント（４）は、フレームとして、たとえば閉鎖的なフレームとして形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記ベース部（２，３）は前記電極（２０，３０）とともに、打ち抜き格子体から、たとえば金属から形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記電極（２０，３０）に、保護コーティングが設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【国際調査報告】
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