(57)【要約】  本発明は、タンク（４８）の液体（５４）のレベル（５２）のための静電容量センサ（２）に関するものであり、タンク内に設置されることが意図される縦長で実質的に平坦な支持体（４）を含み、この支持体（４）は、近位部（８）、中央部（１０）及び遠位部（１２）と、支持体（４）と支持体（４）の外部とを電気的に接続するために近位部（８）に配置された接続手段（６）、インターデジタル状で、支持体（４）の少なくとも中央部（１０）に設置されるアームを含む、測定対（１４）と、インターデジタル状で、支持体（４）の遠位部（１２）に設置されるアームを含む、照合対（１６）とを備える。支持体（４）は少なくとも３層を含み、照合対（１６）は、支持体の内部層（２４）中に設置され且つ前記接続手段（６）と連結された少なくとも１つの接続線（２６）に連結される。  本発明はまた、そのようなセンサ（２）を含むタンク（４８）に関する。【選択図】図１
2008524618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・タンク（４８）内に配置されることが意図され、
近位部（８）、中央部（１０）及び遠位部（１２）と、
支持体（４）と支持体（４）の外部を電気的に接続するために前記近位部（８）に設置された接続手段（６）と
を含む、縦長で実質的に平坦な支持体（４）と、
・測定対（１４）として知られ、インターデジタル状で、前記支持体（４）の少なくとも中央部（１０）に設置されるアームを含む、第１電極対と、
・照合対（１６）として知られ、インターデジタル状で前記支持体（４）の末端部（１２）に配置されるアームを含む、第２電極対と
を備える、タンク（４８）内の液体（５４）のレベル（５２）のための静電容量センサ（２）であって、
・前記支持体（４）が少なくとも３層を含み、
・前記照合対（１６）が、前記支持体（４）の内部層（２４）中に設置され且つ前記接続手段に連結された少なくとも１つの接続線（２６）に連結されること
を特徴とするセンサ（２）。
【請求項２】
前記支持体（４）の少なくとも３層が、
・前記測定対（１４）及び照合対（１６）がその上に配置される第１絶縁層（２０）と、
・第２絶縁層（２２）と、
・前記第１絶縁層（２０）と前記第２絶縁層（２２）との間に位置する前記内部層（２４）と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のセンサ（２）。
【請求項３】
前記支持体（４）の少なくとも３層が、
・前記内部層（２４）の両側に設置される第４絶縁層（５６）及び第５絶縁層（５８）と、
・アースされることが意図され、前記第４絶縁層と前記第１絶縁層（２０）との間、及び前記第５絶縁層と前記第２絶縁層（２２）との間にそれぞれ設置される第６導電層（６０）及び第７導電層（６２）と
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のセンサ（２）。
【請求項４】
前記測定対（１４）のアームが前記支持体（４）の長手方向に配向することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のセンサ（２）。
【請求項５】
前記照合対（１６）の隣接アームが、前記測定対（１４）の隣接アームが互いに離間すする距離より小さい距離で互いに離間することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のセンサ（２）。
【請求項６】
追加の照合対（１６）を前記近位部（８）に備えることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のセンサ（２）。
【請求項７】
前記遠位部（１２）が前記中央部（１０）より幅が広いことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のセンサ（２）。
【請求項８】
・前記測定対（１４）が少なくとも前記中央部（１０）と前記遠位部（１２）に配置され、
・前記照合対（１６）が前記測定対（１４）の両側に配置されることを特徴とする請求項７に記載のセンサ（２）。
【請求項９】
前記内部層（２４）が、前記支持体（４）を形成する材料の誘電率の変動を少なくとも一部は補償できるように追加の静電容量を形成することを意図して、第１誘電体（３２）によって前記接続線（２６）から分離された少なくとも１つのアース線（２８）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のセンサ（２）。
【請求項１０】
・前記測定対（１４）のアームが保護層（３６）で覆われており、
・前記内部層（２４）が、前記保護層（３６）を形成する材料の誘電率の変動を少なくとも一部は補償できるように追加の静電容量を形成することを意図して、前記接続線（２６）と平行で、且つ前記保護層（３６）に用いられるものと同種の第２絶縁体（３４）によって分離された追加線（３０）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のセンサ（２）。
【請求項１１】
前記請求項のいずれか１項に記載のセンサ（２）を含むタンク（４８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの液体レベルのための静電容量センサに関するものであり、この静電容量センサは、タンク内に配置されることが意図される縦長で実質的に平坦な支持体を含み、この支持体は、近位部、中央部及び遠位部と、支持体と支持体の外部とを電気的に接続するために近位部に設置された接続手段と、測定対として知られ、インターデジタル状で支持体の少なくとも中央部に設置されるアームを含む第１電極対と、照合対として知られ、インターデジタル状で支持体の遠位部に設置されるアームを含む第２電極対とを含む。
さらに、本発明は、そのようなセンサを含むタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような静電容量センサは、従来技術ですでに公知である。
例えば、米国特許第４  ２９６  ６３０号は、測定コンデンサを形成する測定電極及び補償コンデンサを形成する補償電極をストリップライン上で用いることにより容器内の液体のレベルを測定する装置を説明しており、この装置では、評価回路により、測定結果に対する媒体の可変の誘電率の影響が補償されることができる。従来技術のこの装置では、測定電極及び補償電極は、補償電極が媒体のための少なくとも１つの吸水路の近くに配置され、測定電極が媒体内に設置されるように、長方形の共有ライン上に配置される。
【０００３】
液体の誘電率が前もって分からないとき、或いは例えば温度又は組成の変動によって誘電率が可変であるときには、実際において、測定電極の存在だけでは、液体レベルを直接導出できる信号を供給し得る静電容量センサを製造するのに十分ではない。独立ではあるが、誘電率の関数である液体レベルの測定値を常に得られるように、照合電極又は補償電極として知られる追加の電極を、好ましくは、液体を入れたタンクの底に配置する必要がある。
【０００４】
従来技術で周知のこのタイプの補償型静電容量センサは、ストリップライン・タイプの平坦で縦長の支持体の表面に配置されるため、電極端子の電界は主として液体によって影響を受け、レベルを測定するべき液体の誘電特性の変化をリアルタイムで補償するのに効果的であり、その一方で比較的安価である。このタイプのセンサはまた、測定を混乱させる可能性のある板又は電極及びスペーサの複雑な配置を必要とする平坦で平行な電極板又は同軸円筒電極を有する静電容量センサと比べて、単純な製造のため相対的に頑丈であり、一般的に一体型である。
加えて、このタイプのセンサは、例えば従来技術のある種のフロート・センサとは異なり、可動部分を必要としない。後者のセンサは、磨耗しやすく衝撃に影響を受けやすい可動部分があるため、あまり頑丈ではない。
【０００５】
しかしながら、このような利点にもかかわらず、従来技術の静電容量センサは、特に、照合電極によって供給される信号が従来技術では液体のレベルに大きく影響されるため、特定の用途では十分な精度を提供できない。この望ましくない影響は、従来技術のセンサの形状によるものであり、照合電極用の供給線は長い場合が多く、測定電極に沿って平行に配置されるため、追加の静電容量を形成する。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の１つの目的は、同じ製造費用で、より高い測定精度を与える静電容量センサを提供することである。さらに、本発明の追加の目的は、さらに小型のセンサを提供することである。
【０００７】
この目的のため、本発明のセンサは、支持体が少なくとも３層を含み、照合対が、支持体の内部層中に設置され且つ接続手段に連結された少なくとも１つの接続線に連結されることで特徴付けられる。
【０００８】
本発明のセンサは、照合対によって得られる信号に対する、照合電極から接続手段に続く接続線の望ましくない影響の問題を独自の方法で解決する。なぜなら、従来技術のセンサがこの望ましくない影響を克服するために何も対処していないか、或いは、例えばフランス国特許出願２  ６４７  ８９８号の装置のような保護リングを使用するか、又は、例えば、国際特許出願ＷＯ９９／１０７１４号のような接地ストリップ（確かにレベル測定の精度は高めるが、バックグラウンド電界の影響を十分に抑制せず、また一方で些細でない測定誤差を生じさせる）を使用するか、さもなければ適切な電子的補償システムと組み合わされた複雑な線の配置又は構造を用いるからである。
【０００９】
本発明によるセンサは、縦長で実質的に平坦な多層の支持体を使用するので、電極アームが位置する表面上ではなく支持体の内部層に設置された接続線を含む。この方法では、接続線は、直接液体と隣接せず、液体レベルの変動が測定されるタンクの部分から十分隔離され、照合対の端子で測定される静電容量は、もちろん照合対が完全に浸かっているときには、液体の誘電率によって決まり、そのレベルとは実質的に無関係である。
言い換えると、液体の誘電率の静電容量測定を可能にする照合対の作動線と、照合対の供給及び信号の送信を可能にする接続線との間に空間的隔離を作り、これは、後者の線が、前者の線が設置されている表面に設置されないという意味である。
多層の支持体内で接続線自体が絶縁されるため、液体の誘電率の測定の精度は同じ費用に対してより良好となり、液体レベルの測定も同じ製造費に対してさらに精度が高くなる。
【００１０】
さらにまた追加の利点として、米国特許第４  ２９６  ６３０号で開示されているような従来技術のセンサにおいては接続線によって占有される表面は、本発明によれば、特定の方法でセンサの支持体の上で解放され、特に、支持体のサイズを縮小して費用を縮小するために、又は測定対のインターデジタル・アームの数を増やして測定の精度を高めるために用いられることができる。
【００１１】
本発明によるセンサの支持体の近位部、中央部及び遠位部は、第１の実施形態では、それぞれタンクの上部、中央部及び底部に設置されるように意図されており、或いは第２の実施形態では、それぞれタンクの底部、中央部及び上部に設置されるように意図されていることは注目すべきである。それゆえ、第１の実施形態では照合対は支持体の底部に配置されるのに対し、第２の実施形態では照合対は支持体の上部に配置される。後者の実施形態では、照合対は液体の誘電率を測定するために用いられるのではなく、安全性の理由のために、例えば、液体の上方のガス又は空気の誘電率を測定するため、或いは所定の液体レベルを超えたときに警告信号を出すために用いられる。
本発明によるこれらの２つの実施形態のセンサによると、接続手段を照合対に連結する接続線は、支持体の中央部の内部層を通過する。
【００１２】
本発明の他の目的は、支持体を形成する材料の誘電特性の変動に対して極めて高感度でもなく、感度が低くもない測定ができることを意図した、前述のレベルセンサを提供することである。
この目的のために、本発明による特定の一実施形態では、センサの内部層は、支持体を形成する材料の誘電率の変動を少なくとも一部は補償できるように追加の静電容量を形成することを意図して、第１誘電体によって接続線から分離された少なくとも１つのアース線を含む。
【００１３】
作動中、支持体を形成する材料の誘電率は、温度により変化し、又は変化する可能性がある。測定対の端子で形成される電界のいくらかが支持体を通過するので、この変動は測定対で得られる静電容量測定値を著しく損なう恐れがある。それゆえ、このような変動を補償できるように、測定対の端子で静電容量が特に温度によってどのように変化するのかを知る必要がある。
【００１４】
本発明による特定の実施形態によるセンサは、例えば、支持体の内部層に配置された少なくとも１つのアース線を有する。測定対の電極の１つとこのアース線との間に形成される静電容量を測定することにより、支持体を形成する材料の誘電率の変動を経時的に検出することが可能である。それゆえ、測定対の端子で形成される静電容量を補償し、最終的に液体レベルのさらに正確な測定を得るために、これらの誘電率及び相当する構造静電容量の変動を考慮に入れることが可能である。
【００１５】
本発明の他の目的は、測定対のアームが酸化に対して実質的に保護されていて、且つ、隣接する２つの電極アームの間に入り込み、測定対の電極を短絡させ、正確な静電容量及びレベルの測定を行うことを明らかにもっと困難に、さらには不可能にすることさえできる、液体の不純物から生じる可能性のある導電性粒子又は導電性粒子凝集体に左右されない、前述のセンサを提供することである。
【００１６】
この目的のため、本発明の特定の一実施形態によれば、センサは、測定対のアームが、例えば、１つ又はそれ以上のポリマー樹脂又はラッカータイプの成分から成り、好ましくは液体に関しては不活性な保護層で覆われており、内部層は、この保護層を形成する材料の誘電率の変動を少なくとも一部は補償するための追加の静電容量を形成することを意図して、接続線に平行で、且つ保護層に用いられるものと同種の第２の誘電体によって分離される追加の線を含む。
【００１７】
この方法において、接続線と追加の線との間の静電容量を計算することができ、温度の関数としての変動を代表するこの静電容量の経時的な変動と保護層を形成する材料の誘電率の経時的な変動が正しく考慮され、測量対の端子で形成される静電容量の測定値を補償し、液体レベルのさらに正確な測定値を得ることができる。この考慮及びこの補償が可能であるのは、この実現の背後にある論理が、本発明によるセンサで暗黙的に又は明示的に解決することができる方程式のシステムに１つの方程式及び追加の未知数、すなわち保護層を形成する材料の誘電率を加えることに帰着するからである。
【００１８】
本発明はさらに、そのようなセンサを含むタンク、例えば、極めて高い精度とコストの制約を要求される分野である、自動車用の燃料タンクに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のこのような態様及び他の態様が、添付の図面を参照することにより、本発明の特定の実施形態の詳細説明において明らかにされる。
図面は原寸に比例して描かれていない。図中、類似の構成要素は類似の参照符号により示されている。
【００２０】
図１は、本発明によるセンサ２の特定の一実施形態を示す概略図であり、センサ２の支持体４上の電極の存在が図示されている。２対の電極が支持体上に描かれており、この２対は１つの電極を共有している。３つの電極はそれぞれ、インターデジタル又は交互配置の櫛形を一緒に形成する平行なアーム部から構成される。測定対１４は、支持体４の近位部８及び中央部１０に設置され、照合対１６は、遠位部１２に設置される。
照合対１６の２つの電極のうちの１つ、さらに具体的には測定対１４と共有されない電極は、支持体４の内部層２４中に設置された図示されていない接続線２６によって接続手段６に連結される。この接続線２６又は供給線は、絶縁層２０を貫通する接続により照合対１６に連結される。
作動中、照合対１６は、測定対１４の下に置かれ、タンク４８の液体５４の中に完全に浸かるように意図されている。測定は、この照合対１６が完全に浸かっているときのみ有効であると考えられる。
【００２１】
図１に示されている特定の実施形態では、照合対１６の高さが測定対１４の高さよりかなり低い。このことによってかなりの作業高さにわたって液体５４のレベル５２を測定することができる。
さらに、図１に示されている特定の実施形態では、測定対１４のアームは、支持体４の長手方向に配向している。この配置は、特に、少なくとも支持体４がタンク４８中に垂直に配置されている場合、すなわち、近位部８がタンク４８の上部に、遠位部１２がタンク４８の底部に配置されている場合、タンク４８の液体５４のレベル５２の変化に応じて、測定対１４の端子で静電容量の連続的変化を提供できるという利点がある。支持体４の幅方向に向けられたアームを有する測定対１４では、測定対１４の端子での静電容量と液体５４のレベル５２との関係は有意に線形性が低下することになり、より正確にはジャークを有することになる。
さらに、２対のアームを垂直配置することで、これらを同じ支持体４の上で同時に一緒に製造することができるので、均一な製造が可能になる。そのため、電極及びその間の誘電体の特徴及び形状に実質的な類似性が見られる。この均質性が確度の向上に寄与する。
【００２２】
図２は、図１で説明された特定の実施形態と類似するが、支持体４上に配置された電子評価回路１８をさらに含む、本発明によるセンサ２の別の特定の実施形態を示す概略図である。電子評価回路１８の目的は特に、測定対１４の端子で得られた静電容量値と照合対１６の端子で得られた容量値を組み合わせることにより、液体５４の誘電率における変動の電子的補償を作り出すことである。
タンク４８の外部に電子回路１８を配置することは、図１に表される本発明によるセンサ２の特定の一実施形態を構成する。しかし、電極対１４、１６の端子で得られる信号の質は、図２に示されるように、この回路１８が支持体４自体の上にある方が良好である。実際、電極対１４、１６が（電源においてアナログである）信号処理装置に近いほど、信号が乱されることは少なくなり、測定がより正確になる。
電子的処理が評価回路１８で実行されると、本発明の特定の様式に従って、アナログ信号が、その品質が伝送に対して著しく鋭敏ではないデジタル信号に変換される。他の特定の実施形態によれば、アナログ信号は、この信号の特性を思慮深く選択することによって、特に振幅において鋭敏さが有利に低い他のアナログ信号に変換される。
【００２３】
図３は、図１で説明された特定の実施形態と類似するが、照合対１６の隣接アームが互いに離間する距離が、測定対１４の隣接アームが互いに離間する距離より短い、本発明によるセンサ２の別の特定の実施形態を示す概略図である。この配置は、センサ２の照合対１６が配置されている部分の外部寸法を増加させることなく、照合対１６の端子での容量を増加させるという利点を有する。したがって、照合対１６の端子で得られる静電容量に対して寄生容量の相対的な値がより低くなり、その結果、測定の確度がさらに高くなる。
【００２４】
図４で示されるように、本発明の特定の一実施形態によれば、照合対１６のアームは支持体４を横切って配置される。
【００２５】
図５は、本発明によるセンサ２の特定の一実施形態のための支持体４の横断面図である。断面は、中央部１０で支持体４を横切っており、すなわち、表面に示される電極のアームは測定対１４のアームである。図示された支持体４は、測定対１４と照合対１６（後者は支持体４のこの部分では見えない）が上に配置される第１絶縁層２０、第２絶縁層２２、及び第１絶縁層２０と第２絶縁層２２の間に位置する内部層２４を含む、３層を含む。
電極対のアームは、例えば高さ７０ミクロン、幅２００ミクロンとすることができ、エッジ効果より大きな「平面コンデンサ」効果を得ることができるが、エッジ効果も役割を果たす。
接続線２６は、支持体４の内部層２４内に設置され、この方法で液体５４から物理的に絶縁される。
【００２６】
絶縁層２０及び２２は、非導電性基材からできている。内部層２４も、少なくとも導電性接続線２６の周辺は誘電材料からできている。そのため、絶縁接続線２６は、液体５４のレベル５２に顕著に依存する追加の静電容量を発生させない。接続線２６は、追加の寄生容量をわずかに発生させるかもしれないが、これは、照合対１６の端子における静電容量と比べると無視できる。それでもなお、液体を通過する電界の影響が無視できるように、接続線２６と支持体４の側縁部を隔てる距離が十分大きくすることが重要である。例えば、接続線２６は、支持体４の２つの側縁部から等距離、又はほぼ等距離に配置することができる。
さらなる例として、測定値に対する顕著な電界のバックグラウンド効果を避けるためには、測定対１４の端子及び照合対１６の端子の両方に印加された５ボルトの電圧に対して、４００マイクロメートルの距離で十分であることが観測される。
【００２７】
図６は、本発明によるセンサ２の別の特定の実施形態のための支持体４の横断面図を示す。ここでは、寄生容量の相対的減少によって、測定される静電容量を増加させ、それによりセンサ２の感度を高めるように、２対の電極は支持体４の両側で２つに分離されている。本発明によるセンサ２の特定の一実施形態によると、分離された各電極対は、接続手段６又は電子評価回路１８に到達する前に再接続される。
【００２８】
図７及び図８は本発明によるセンサ２の特定の２つ実施形態のための支持体４の横断面図を示し、それぞれ内部層２４内の接続線２６の片側又は接続線２６の両側に、１つ又は２つのアース線２８が存在する。前述の説明のように、この配置により、支持体４を形成している材料の誘電率における変動の補償を作り出すことが可能となる。例えば、第１誘電体３２は、電気絶縁層２０又は絶縁層２２を形成する材料と同じタイプとすることができる。
【００２９】
図９は、測定対１４のアームが上に設置されている絶縁層２０を形成する誘電体の影響をどのように測定することが可能かを説明するために簡略化された等価回路を示している。
静電容量３８は、測定対１４の２つの電極によって形成された静電容量を表わす。端子４２は、測定対１４の第１電極の端子に対応し、この端子４２は、例えば、ＣＯＭとして知られる共通端子４２であり、測定対１４及び照合対１６に共通である。端子４４は、測定対１４の第２電極の端子に対応し、この端子４４は、例えば、ＣＭＥＳとして知られる測定端子であり、測定対１４に特有である。端子４２と４４との間の静電容量測定により、主要対である測定対１４又は照合対１６のいずれかの端子での静電容量を計算することが可能となる。
２つの端子４６は、アース線２８に対応する。端子４２及び４４、すなわち測定対１４の２つの電極を短絡させることによって、絶縁層２０を形成する材料の誘電率に主として依存する構造静電容量として知られる静電容量４０を測定することが可能である。この静電容量の知見が、主たる静電容量の測定値に対する誘電率の変動の影響を補償するために考慮される。
【００３０】
図１０は、本発明によるセンサ２の特定の一実施形態のための支持体４の横断面図を示し、保護層１４がその静電容量効果を補償するシステムと共に存在する。追加の線３０が、接続線２６と平行して内部層２４内に存在する。この２つの線２６及び３０は、保護層３６を形成する材料と同じタイプの第２絶縁体３４で分離されている。
したがって、接続線２６及び追加線３０の端子での静電容量測定によって、この静電容量の変動、又は保護層３６を形成する材料の誘電率の経時的な変動を測定することが可能でとなる。その後、この測定値は、液体５４のレベル５２の計算の際の補償に伝達される。
【００３１】
図１１は、本発明によるセンサ２の他の特定の実施形態を示す概略図であり、遠位部１２が中央部１０より幅が広くなっている。この実施形態では、照合対が広がる幅はより大きいものとなっている。このセンサのデザインによれば、照合対１６のために確保される表面積をより大きくすることができるので、より高い感度を有することができ、或いは、より低いレベル５２の液体５４の中に入れておいたままにできるように、一定の表面積を保ちながらこの表面の高さを低くすることができる。
【００３２】
図１２は、本発明によるセンサ２の他の特定の実施形態を示す概略図であり、測定対１４は少なくとも中央部１０と遠位部１２に設置され、照合対１６は測定対１４の両側に設置される。この特定の実施形態のセンサ２は、レベル５２の値が極めて低い場合でも、タンク４８の高さ全体にわたる測定を可能とするという利点がある。とはいえ、この場合、液体５４のレベル５２が照合対１６を完全に覆っていないときには、レベル５２の値は補償されないか又は正確に補償されないことには注意すべきである。しかし、極めて低いレベルではそれほど正確でない測定でも満足できることが多いため、低い値のレベル５２に対する補償の欠如は、多くのタイプの用途においてあまり弊害がない。
【００３３】
図１３は、本発明によるセンサ２の他の特定の実施形態を示す概略図であり、支持体４は追加の照合対１６を近位部８に備える。動作中は、追加の照合対１６は常に液体５４の外部、特に上方にあり、これに対し、第１照合対１６は常に浸かっている。この特定の実施形態には２つの利点がある。
第１の利点は、センサ２が、接続手段６を図１４に示されるようにタンク４８の上部、又は図１５に示されるように底部にして測定に用いられることであり、センサ２の取り付けは後者の場合センサ２の下方（図１５に示される）、及び／又は上方（図示せず）である。センサ２をタンク４８の下方に導入することは、例えば図１５の配置に対応する選択によって可能となる。
第２の利点は、燃料を入れたタンク４８が例えば車両で輸送される場合に、車両の横転の検出を可能とし、それにより燃料５４を入れたタンク４８のバルブの閉鎖を始動可能とすることによって、安全性を高める可能性であり、これは、例えばＬＰＧ燃料の場合には重要である。一実施形態によると、動作中に異常な静電容量値が追加の照合対１６で検出された場合、ＬＰＧシステムを封鎖する電磁弁を作動させるために信号が出され、これによりエンジンへのＬＰＧの流入を遮断することが可能となる。
【００３４】
図１４及び図１５は、本発明によるタンク４８の特定の２つの実施形態を示す概略的な断面図であり、接続手段６は、それぞれ、タンク４８の上部及び底部に配置される。図１５に示されるセンサ２は、特定の一実施形態によると、一方は遠位部１２、他方は近位部８にある、２つの照合対１６を有する。
図１４及び図１５に示されているタンク４８は、簡略化のため、供給管及び／又は排出管又は吸引管なしに概略的に描かれている。本発明によるタンク４８を適切に機能させるにはこのような管が必要であることは、当業者には明らかである。
【００３５】
図１６は、本発明によるセンサ２の特定の一実施形態を示す概略的な側面図であり、照合対１６がタンク４８の底部で水平に配置されるように、支持体４は屈曲部５０を有する。十分に薄い支持体４を使用することにより、この支持体を曲げてＬ形を得ることができる。この特定の実施形態では、液体５４のレベル５２を事実上タンク４８の底部まで、極めて高い確度で測定することができる。一例として、支持体４は、４００マイクロメートル未満の厚さで製造することができる。
【００３６】
図１７で示されているようなＴ形配置も可能である。この中の電極は支持体４の両側に配置され、２つの屈曲部５０を備えたＴ形部分を簡単に作れるように、支持体４は複数の絶縁層を含むことが有利である。
図１６及び図１７で示されている実施形態の他の利点は、タンク４８に燃料が入っている場合、運転手に警告しエンジンに被害をあたえないようにするために、燃料中の例えば水の存在を検出することができる可能性である。
【００３７】
図１８は、本発明によるセンサ２の特定の代替的な一実施形態を示す概略的な断面図である。支持体４は、連続する７層を有し、それらは、電極のアームが配置される第１絶縁層２０、アース板から構成される第６導電層６０、第４絶縁層５６、特に接続線２６と追加線３０とを含む内部層、第５絶縁層５８、これもまたアース板から構成される第７導電層６２、電極のアームが配置される第２絶縁層２２である。
【００３８】
この実施形態に対しては以下のデータが用いられ、
Ｃref0＝４．０１７ｐＦ
Ｃref,0%＝６．２６６ｐＦ
Ｃref,100%＝６．２９０ｐＦ
Ｃref,0%−Ｃref0＝２．２４９ｐＦ
Ｃref,100%−Ｃref,0%＝０．０２４ｐＦ
Ｃmes0＝８３．８９ｐＦ＝Ｃmes,0%
Ｃmes,100%＝１３３．４３ｐＦ
Ｃmes,100%−Ｃmes0＝４９．５ｐＦ
ここで、Ｃref0は、タンク４８が完全に空のときの照合対１６の静電容量、Ｃref,0%は、照合対１６は浸かっているが、レベル５２が０に等しいときの照合対１６の静電容量、Ｃref,100%は、タンク４８が満杯のときの照合対１６の静電容量、Ｃmes0は、測量対１４が浸かっていないときの測量対１４の静電容量、Ｃmes,100%は、タンク４８が満杯のときの測量対１４の静電容量である。本発明によるこのタイプのセンサは、非常に満足すべき結果を出し、照合対１６の静電容量が液体５４のレベル５２に対して実質的に独立していることを実証する。導電層６０及び６２は例えば銅層とすることができ、アース面を構成する。
【００３９】
本発明の範囲内のセンサ２は、物理現象を信号、例えば電気信号の形で表すための、プローブ、検出器、計測器、又はそれ以外の検出を可能にする装置とすることができ、或いはそのようなシステムの一部を形成することができることが当業者には明らかであろう。
さらに、センサ２は、静電容量センサと呼ばれているが、特に高いサンプリング周波数では、起こり得る誘導効果及び／又は抵抗効果も影響を及ぼすことがあることは当業者には明らかであろう。
さらに、センサ２は、高さ、又は上昇の度合いの意味におけるレベル５２のセンサ２であること、タンク４８の底は平坦であっても平坦でなくてもよいこと、センサ２をタンク４８の充てん容積を測定する装置とすることができることは、当業者には明らかであろう。
【００４０】
さらに、液体５４は、燃料（例えば、ガソリン、ディーゼル、ＬＰＧ又はＬＮＧ）、又は他の液体、或いは穀物貯蔵用サイロ又は砂タンクからの粒子といった、液体５４と似た特性（流動特性）を有する粒状の固体とすることができることも当業者には明らかであろう。同様に、タンク４８は、例えば、自動車用、飛行機用、船舶用のタンク、或いは水盤又は容器とすることができる。
【００４１】
さらに、縦長で実質的に平坦な支持体４は、導電層、例えば多層のプリント回路、又はより一般的には電気絶縁性の基板とすることができることは、当業者には明らかであろう。支持体４の表面が局所的に平坦である限りは、支持体４は、１つ又はそれ以上の屈曲部を有することができる。一実施形態によれば、電極は、フォトリソグラフィによって支持体４上に描かれる。
さらに、接続手段は、電気エネルギー、特に信号の送信のための電圧の供給部を構成することを当業者は認識するであろう。
インターデジタル状の、好ましくは平行のアームは、検出領域及び感度を増大させるように、交互配置又はインターデジタル状の櫛形であり、言い換えると平行な歯を有する。
電極の保護層３６は、ラッカーで構成されることができる。思慮深い選択により、支持体４の表面に対するぬれ角を修正し、この支持体に沿った液体５４の流れを最適化することが可能である。電極の表面部分を変換するための任意の適切な手段、例えば、制御された酸化による表面処理を用いることもできる。
【００４２】
本発明は、図面で特に示されているもの及び特に上記で説明されたものによって限定されるものではない。特許請求の範囲における参照符号は、保護の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるセンサの特定の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明によるセンサの他の特定の実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明によるセンサの他の特定の実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明によるセンサの他の特定の実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明によるセンサの特定の一実施形態のための支持体の中心部を示す横断面図である。
【図６】電極が支持体の両側にある、本発明によるセンサの特定の一実施形態のための支持体の中心部を示す横断面図である。
【図７】本発明によるセンサの特定の実施形態のための支持体の中心部を示す横断面図である。
【図８】本発明によるセンサの特定の実施形態のための支持体の中心部を示す横断面図である。
【図９】本発明によるセンサの特定の一実施形態の動作を説明するための等価電子回路を示す図である。
【図１０】保護層を特に含み、この静電容量効果を補償するシステムを有する、本発明によるセンサの特定の一実施形態のための支持体の中心部を示す横断面図である。
【図１１】本発明によるセンサの他の特定の実施形態を示す概略図である。
【図１２】本発明によるセンサの他の特定の実施形態を示す概略図である。
【図１３】本発明によるセンサの他の特定の実施形態を示す概略図である。
【図１４】本発明によるタンクの特定の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図１５】本発明によるタンクの特定の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図１６】本発明によるセンサの特定の実施形態を示す概略的な側面図である。
【図１７】本発明によるセンサの特定の実施形態を示す概略的な側面図である。
【図１８】本発明によるセンサの他の特定の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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