CN109073439B - 用于液体物质的容器的传感器装置 - Google Patents

Abstract

一种用于液体物质的容器的传感器装置包括具有封闭结构(21)的外壳部分(12)的主体(10a)，主体(10a)具有内表面和外表面。外壳部分(12)预先布置用于在容器上的组装，其方式是使得主体(10a)的外表面的至少一个部分面向容器的内部，以便与液体物质相接触，并且主体(10a)的内表面与容器的内部隔离。关联到主体(10a)的是用于检测物质的液位的第一布置(15b)。关联到装置(10)的主体(10a)的是用于检测物质的至少一个特性的第二布置(41)，该第二布置(41)包括给定光学辐射(例如可见光或红外光中的辐射)的至少一个发射器(42)和至少一个接收器(44a，44b)。装置(10)的主体(10a)的至少一个第一部分由设计用于给定光学辐射的传播的材料来制成，至少一个发射器(42)和至少一个接收器(44a，44b)在所述第一部分光学耦合到主体(10a)的内表面。装置(10)的主体(10a)的上述第一部分成形为促成给定光学辐射具体通过折射和/或反射从至少一个发射器(42)到至少一个接收器(44a，44b)的传播，其方式是使得给定光学辐射至少部分经过装置(10)的主体(10a)的所述第一部分具体以一定角度和/或以作为液体物质的特性的函数可变的强度朝向至少一个接收器(44a，44b)传播。

Description

用于液体物质的容器的传感器装置

技术领域

本发明涉及与与设计成含有液体物质的通用容器相组合地使用的传感器装置，并且具体参照为对应容器内的液体物质的液位的测量预先布置的装置来开发。

本发明在车辆领域或者一般在装配有特别是与设计成含有物质(例如内燃机的废气处理系统的操作所需的燃料或者液体溶液)的贮存箱相组合的内燃机或吸热式发动机的系统领域中得到优选应用。

背景技术

为了便于检查通用容器中含有的物质，常见的是使用传感器的特性(例如液位、温度、质量等)。典型示例通过含有液体物质的贮存箱来表示，这属于一些类型的车辆的废气发射系统，设计用于降低氧化氮(NO_x)到大气中的释放。用于这个用途的特别普遍系统基于称作SCR(选择性催化还原)的过程，其经由还原液体物质到排气管线中的注入来实现气体的氧化氮的还原。这些处理系统假定还原剂被确定剂量并且注入废气流中，以便将氧化氮(NO_x)转换为氮(N₂)和水(H₂O)。还原物质通常由水和尿素的溶液来组成。

这些系统的适当操作假定对应控制单元识别贮存箱内的还原物质的存在，具体来说是测量其液位以及对加注的可能需要的告警。对管理这些系统是有用的信息考虑还原物质的其他特性(例如与其组成或温度相联系的特性)。

例如，WO 2010/151327描述一种用于还原物质的贮存箱，其上安装液位传感器，其配置用于在谐振电路中生成射频信号，并且用于在物质中传播所产生电磁辐射，以及用于检测上述电路的阻抗和谐振的变化，其中这类变化被认为表示物质的导电率和介电性质的变化(其与物质量、即其液位)成比例)。液位传感器可配备有电容和/或电阻探头，以用于检测物质的质量。在贮存箱的侧壁上，可能可安装光电类型的另一传感器，其设计成检测物质的其他特性。这个另一光学传感器当物质在贮存箱中具有充分液位时被物质浸没。发射器将光束定向到棱镜，其组成传感器的尖部，并且配置用于将辐射折射到液体中，反射光由接收器所检测。反射光被认为与物质的折射率成正比，这使得有可能确定所含有的物质是水还是尿素溶液，并且确定溶液的浓度。

这种类型的溶液一般是复杂的，并且需要在贮存箱上安置多个传感器，其然后必须与传感器外部的控制单元进行接口，其中具有生产的后续复杂化以及对多个连接和布线的需要。

发明内容

本发明的目标是基本上按照简单、经济、有利和可靠方式来克服上述缺点。

上述和其他目标(其将在下文更显而易见)按照本发明通过一种具有要求保护的本发明中指定的特性的传感器装置来实现。要求保护的本发明形成本文关于本发明所提供的技术理论的整体部分。

集成在按照本发明的传感器装置中的是各种类型的多个检测布置，至少包括用于物质的一个或多个特性的检测的液位感测布置和光学布置，以及可能还包括温度感测布置，其中这些布置在操作上关联到同一个壳体或组合件主体。因此，按照本发明的装置使得有可能实现优于已知解决方案的重要有益效果，其中必须对所检查物质的容器关联多个不同传感器装置，特别是在优选地使用光学类型的至少一个传感器的情况下。此外，按照这种方式，装置的各种检测布置还可共同具有对应控制和连接电路(例如液位感测布置和光学感测布置的控制电路)的至少部分，因而促进并且还加速这些布置与对应控制系统(例如车辆上的控制单元)进行接口。为此，装置甚至可以只包括单个连接器，以用于在外部携带信号。温度感测布置(当存在时)使得有可能(若需要的话)补偿经由液位感测布置进行的检测以及经由光学布置进行的检测。

由于本发明，传感器装置能够具有极紧凑结构，其中总体尺寸具有与已知类型的液位感测传感器装置相同的数量级。这意味着，在需要时，能够安置按照本发明的传感器装置来代替传统液位传感器，从而针对液位传感器来提供与光学传感器能够进行的检测相联系的附加功能。为此，例如，控制系统(装置要与其连接，例如车辆上的控制单元)的程序或软件的简单更新可以是充分的。

按照例如实施例2所述的优选实施例，光学布置的光学辐射的接收器和发射器集成在光学模块(其作为与装置的主体不同的组件来配置)中。这样，光学模块能够易于预先组装，以及随后安装在装置的主体中并且按照简单、快速和可自动化方式电连接。

按照例如实施例3所述的优先实施例，装置的主体成形为限定定位地点，其保证上述发射器和接收器的正确操作位置的保持，以有利于组装的简易性和准确性以及检测的准确性。这在集成发射器和接收器的上述模块的使用的情况下是特别有利的。

按照例如实施例4所述的优先实施例，作为包括光学辐射的至少一个发射器和一个接收器的光学模块的光学模块能够优选地经由单个固定构件或快速耦合元件(具体来说利用上述定位地点的一个或多个元件)简单快速地固定到位。极为有利地，按照例如实施例5所述的优先实施例，这些元件可以是还用于光学辐射的传播的光学元件(具体来说采取光学棱镜的形式)。

按照例如实施例6、18和19所述以及已经提到的优先实施例，感测布置能够共享电路元件(例如电路支承)以及支承上安装或者与其连接的电气和/或电子组件(例如微控制器或者连接器的端子或者再次为公共连接器)。

按照例如实施例7所述的优先实施例的装置的液位感测布置配备有极紧凑感测部件，以有利于总体尺寸的减小。因此，同样紧凑的还有壳体，其设计成含有感测部件(其朝向所检查物质的容器的内部凸出)。

按照例如实施例8所述的优先实施例的屏蔽部件阻止任何不需要光学辐射可能不利地影响经由光学布置进行的检测的准确性和质量。例如，屏蔽元件可用于阻止发射器所发射的光学辐射的部分可能直接到达接收器但没有促成感兴趣特性的检测而不利地影响上述检测。有利地，这个屏蔽元件可属于光学模块，以进一步有利于组装的紧凑性和简易性，这个元件还能够(若需要的话)用于便于模块本身的定位。同样，光学屏蔽可用于消除或最小化环境光可能在光学感测过程中引起的不利影响。这个特性在装置的主体或者其至少壳体部分至少部分由透明材料或者环境光可穿透的材料所制成时是特别有利的。

在按照例如实施例10所述的优先实施例的传感器装置中，传感器装置的主体或壳体包括：第一主体，配备有底座或通孔开口；以及第二主体，位于与所述底座或通孔开口对应的位置，其中第一主体和第二主体的至少一个包括由设计用于装置的操作光学辐射的传播的材料所制成的一部分。有利地，按照这种方式，传感器装置的主体或壳体可由多个部分组成，用为此使用从功能观点来看是最便利的不同材料，如以下所述。例如，在例如实施例11所述的各个实施例中，包括发射器、接收器和主体的一部分(感测光学辐射经过其传播)的光学组合件可作为与装置的主体的另一个部分不同的部分来配置，特意地配备有通孔以用于上述光学组合件的安置。这样，光学组合件能够易于预先安装，可能被测试，并且然后按照密封方式关联到对应开口以供主体上设置的安置。在这种类型的实施例中，可选地如实施例12所述的定位元件的存在是有利的，以便保证发射器和接收器甚至在属于先前所述类型的光学组合件时的正确定位。

按照例如实施例13所述的优先实施例的传感器装置实现比较简单光导结构的使用，以便在任何情况下基于内反射的原理来得到感测光学辐射的有效可靠传播。此外，这种解决方案使发射器和接收器的定位不太关键，其可简单地面向光导的两端。

按照例如实施例14所述的优先实施例的传感器装置而是具有一种光学感测布置，其操作基于光学折射，特别是在光学辐射从固体到流体的通过中，这实现具有良好分辨率的测量。

在例如实施例16和/或20所述的完全自主发明的实施例中，传感器装置装配有辅助光学布置，针对检测塑料材料(感测光学辐射经过其传播)的特性的可能变化，这些变化例如归因于老化和温度变化。这样，在需要时，有可能对例如经由主要光学布置进行的检测进行对应补偿，以有利于装置长期的可靠性和准确性。按照优先实施例，辅助光学布置的发射器和接收器能够集成在与集成主要发射器和接收器的布置相同的光学模块中，或者由属于液位感测布置的电路支承所携带，以有利于组装的简洁性。

附图说明

通过以下参照完全作为非限制性示例所提供的示意附图的描述，本发明的其他目的、特性和优点将变得显而易见，附图包括：

-图1是包括按照本发明的可能实施例的传感器装置的通用容器的截面透视图；

-图2是按照本发明的可能实施例的传感器装置的局部截面透视图；

-图3-4是按照本发明的可能实施例的传感器装置的电路的不同角度的透视图；

-图5-6是按照本发明的可能实施例的传感器装置的不同角度的分解图；

-图7-9是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学模块的不同角度的透视图；

-图10以不同透视图示出能够用于按照本发明的可能实施例的传感器装置中的光学辐射的发射器和对应组件；

-图11是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学模块的可能电气图；

-图12-14是能够用于图7-9所示类型的光学模块的生产的半成品的透视图；

-图15-16是能够用于图7-9所示类型的光学模块的生产的模具的透视图；

-图17是按照本发明的可能实施例的传感器装置的电路的局部透视图，其中具有图-9所示类型的关联光学模块；

-图18是针对表示按照本发明的可能实施例的传感器装置的组装步骤的透视图；

-图19和图20是按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的截面透视图和透视图；

-图21是按照本发明的可能实施例的传感器装置的局部垂直截面图；

-图22-26是针对例示按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学传感器的操作的局部垂直截面图；

-图27是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学传感器的简化框图；

-图28-29是按照本发明的可能实施例的传感器装置的不同角度的分解图；

-图30-33是针对表示按照本发明的可能实施例的传感器装置的一些组装步骤的透视图；

-图34是按照本发明的可能实施例的传感器装置的分解图；

-图35-36是能够用于按照本发明的可能实施例的传感器装置中的保护元件的不同角度的透视图；

-图37-38是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学模块的不同角度的透视图；

-图39-43是针对表示按照本发明的可能实施例的传感器装置的一些组装步骤的透视图；

-图44和图45是能够用于按照本发明的可能实施例的传感器装置中的弹性元件和对应阻挡元件的透视图；

-图46-48是针对表示通过图45所示类型的阻挡元件对图44所示类型的弹性元件的一些固定步骤的局部透视图；

-图49-50是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学模块的不同角度的透视图；

-图51是能够用于按照本发明的可能实施例的传感器装置中的弹性元件的透视图；

-图52是针对表示按照本发明的可能实施例的传感器装置的组装步骤的局部透视图；

-图53-57是针对表示图51所示类型的弹性元件的一些固定步骤的局部透视图；

-图58-59是按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的不同角度的透视图；

-图60是示出按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的透视图；

-图61是按照本发明的可能实施例的传感器装置的分解图；

-图62-63是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学模块的不同角度的透视图；

-图64是能够用于按照本发明的可能实施例的传感器装置中的保护元件的透视图；

-图65-69是针对表示按照本发明的可能实施例的传感器装置的一些固定步骤的透视图；

-图70是按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的截面透视图；

-图71是按照本发明的可能实施例的传感器装置的局部垂直截面图；

-图72-73是按照本发明的可能实施例的传感器装置的不同角度的局部分解图；

-图74-75是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学组合件的不同角度的透视图；

-图76是图74-75所示类型的光学组合件的分解图；

-图77是按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的局部截面中的透视图；

-图78是示出按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的透视图；

-图79是按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的局部和示意截面图；

-图80是图79的更大比例的细节；

-图81是按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的局部分解图；

-图82是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学模块的分解图；

-图83是按照本发明的可能实施例的传感器装置的一部分的局部分解图；

-图84-85是针对表示按照本发明的可能实施例的传感器装置的一些组装步骤的透视图；

-图86是按照本发明的可能实施例的传感器装置的局部垂直截面图；

-图87-88是针对例示按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学传感器的操作的局部垂直截面图；

-图89-90是按照本发明的可能实施例的传感器装置的不同角度的局部分解图；

-图91是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学模块的分解图；

-图92-93是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学模块的不同角度的透视图；

-图94-95是针对表示按照本发明的可能实施例的传感器装置的一些组装步骤的透视图；

-图96-97是按照本发明的可能实施例的传感器装置的截面的两个不同平行轴的局部垂直截面图；

-图98是能够用于按照本发明的可能实施例的传感器装置中的光学模块的电气图；

-图99是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学传感器的简化框图；

-图100-101是按照本发明的可能实施例的传感器装置的不同角度的局部分解图；

-图102-103是按照本发明的可能实施例的传感器装置的光学元件的不同角度的透视图；

-图104是按照本发明的可能实施例的传感器装置(其中具有对应光学模块)的电路的局部分解透视图；

-图105-108是针对表示按照本发明的可能实施例的传感器装置的一些组装步骤的透视图；

-图109是按照本发明的可能实施例的传感器装置的局部垂直截面图；

-图110是图109的传感器装置的液位截面图；

-图111是按照与图109垂直的截面的平面、图109-110的传感器装置的局部垂直截面图；

-图112是能够用于生产按照本发明的实施例的光学模块、采取柔性印刷电路板形式的电连接元件的示意透视图；

-图113和图114是集成图112所示类型的元件的支承和电连接结构的不同角度的示意透视图；

-图115和图116是能够用于按照本发明的可能实施例的传感器装置中、在两种不同条件下的光学模块的不同角度的示意透视图；

-图117和图118是能够用于按照本发明的可能实施例的传感器装置中的光学模块的支承和电连接结构的局部分解示意图；以及

-图119是包括图117-118的结构的光学模块的示意透视图。

具体实施方式

本描述的框架中提到“实施例”或“一个实施例”意在指示相对该实施例所述的特定配置、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，可存在于本描述的不同方面的诸如“在实施例中”、“在一个实施例中”、“在各个实施例中”等的词语不一定表示同一个实施例。此外，本描述的框架中定义的构象、结构或特性可在一个或多个实施例(其可与所示实施例有所不同)中按照任何适当方式相组合。本文所使用的参考标号和空间参考(例如“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”等)只是为了便利起见，并且因而不是限定保护领域和实施例的范围。例如应当理解，为了更大清晰度，在各个附图中，形成本发明主题的装置按照相对正常操作倒转的条件来表示。要指出，在本描述和要求保护的本发明中，形容词“外”或“外部”—在提到本文所述装置的主体的(界面)壁的至少部分的表面时—意在表示设计成面向通用容器或导管的内部(即，与被检测液体物质相接触)的表面，而形容词“内”或“内部”意在表示上述壁的相对表面(即，设计成位于贮存箱或导管的外部并且在任何情况下没有与物质相接触的表面)。同样指出，在本描述和要求保护的本发明中，“光学辐射”表示包括100 nm(纳米)与1 mm(毫米)之间的范围中的辐射(包括紫外辐射(100至400 nm)、可见辐射(380-780 nm)和红外辐射(780 nm至1 mm))的电磁谱。此外，理解为包括在本发明的范围中的是“相干”或激光类型的光学辐射源以及“非相干”类型的光学辐射源。此外，在没有另加说明或者不是从所述上下文显而易见的情况下，术语“材料”例如在提到已经描述的元件的主体时要被理解为指示单一材料(例如金属或塑料材料)或者多种金属的组成(例如金属合金或者合成材料或者材料的混合物等)。

图1中，整体上通过1所表示的是通用容器，例如贮存箱，具体来说是机动车辆的贮存箱。在本描述的后面部分，假定这个容器1(下面为了简洁起见还定义为“贮存箱”)设计成含有液体添加剂或还原剂，并且形成内燃机的废气处理系统的组成部分(整体上通过块2所表示)。在各个实施例中，处理系统2具有SCR类型，如本描述的介绍部分所述，其用于减弱例如机动车辆(特别是具有柴油机)中的氧化氮发射。因此，上述还原剂优选地是液体溶液，具体来说是蒸馏水的溶液中的尿素，例如以名称AdBlue™在商业上已知的溶液。容器1在任何情况下可通过液压系统的导管来替代，和/或用于其他目的和/或用于与汽车领域不同的领域中，并且可设计成含有能够在光学上检测的另外某种类型的不同液体或流体物质(下面所提供的有时提到液体物质或还原剂的定义因此可参照不同液体或流体物质来理解)。贮存箱1的主体1a可由任何材料来制成，优选地为对液体物质或溶液有化学抗性并且优选地电绝缘的材料，例如按照已知技术的适当塑料材料(例如高密度聚乙烯)。可能存在关联到贮存箱1的完全已知类型的加热器，其用于例如在结冰的情况下加热贮存箱本身和/或其内容。电加热器在附图中通过EH所表示的块示意表示。有利地，在各个实施例中，这种加热器EH关联到或者集成在按照本发明的传感器装置中。

在所示的示意示例中，贮存箱具有上部部分3(例如其上部壁)，其上是用于加注液体溶液的开口3a。贮存箱1的下部部分4、例如其下部壁则具有出口开口5，经由其，溶液例如经由泵出来或者被吸入，以用于向系统2供应液体。再次在下部部分4，贮存箱具有通过6所表示的第二开口，其中按照本发明的各个可能实施例的传感器装置的主体按照密封方式来固定。在优选应用中，实际上，形成本发明主题的传感器装置设计成安置在容器或导管的下部部分，使得其主体的外表面至少部分与液体物质相接触，甚至在这处于最小液位时。

在各个实施例中，按照本发明的传感器装置的主体本身限定贮存箱1的出口开口的至少部分，其中贮存箱因此可以只配备有一个开口6而不是开口5和6。

整体上通过10所表示的传感器装置包括液位感测布置(下文中为了简洁起见又定义为“液位传感器”)，其包括液位感测部件11。感测部件11设计成面向贮存箱1的内部，和/或至少部分在其中延伸。装置10则包括外壳和/或组装部件或部分12，其配置用于密封地耦合到开口6。部件12具有封闭或底部结构，包括至少一个壁(以下通过21所表示)，其与贮存箱1中含有的液体溶液相接触，液位传感器的感测部件11优选地从这个壁凸出。如将会看到，按照本发明，传感器装置10包括(具体是光学类型的)至少一个另一感测布置，以用于检测贮存箱1中含有的液体物质或溶液的一个或多个特性：为此，传感器装置10包括第二感测部件—以下又定义为“光学定位地点”—其在各个实施例中又可配置为朝向贮存箱1的内部凸出。

传感器装置10优选地安装成使得至少部分按照液位感测轴(通过X所表示，其优选地基本上垂直，但是在需要时能够相对垂直倾斜)延伸。优选地，上述第二感测部件或上述光学地点设计为定位在比较接近贮存箱1的下部壁4的高度；即，它在安装于贮存箱时位于靠近壁4的装置10的近端区域。

感测部件11的远端区域也可与贮存箱的上部壁相接触或者离其少许距离，并且可能可固定在上述上部壁内部。优先地，液位感测部件11的近端区域在贮存箱1内比较靠近下部壁4的高度延伸，以便能够检测贮存箱中甚至极低液位的存在。

应当注意，不是直接安装在贮存箱1的开口6，按照本发明的装置10而是可组成或者关联到或集成在另一主体或组件(其按照密封方式安装在贮存箱本身的不同开口)中。

图2中，孤立地表示按照一个实施例的装置10。装置10具有装置主体10a，其限定外壳和/或组装部分12(其优选地配备有封闭盖板13)。

优选地，主体10a是空心的，以用于包含液位感测组件(具体来说是电容类型的液位传感器的组件)的至少部分以及用于检测贮存箱1中含有的物质的一个或多个特性的布置的组件(具体来说是适合于检测上述物质的质量(下面为了简洁起见，因此也将仅参照物质的质量的检测)的光学类型、优选地是光电子类型的传感器)的至少部分。如将会看到，在优选实施例中，具有光学类型的关联感测布置的装置的壳体主体的部分—在这里通过外壳部分12所表示—设计成普遍在液体物质所在的容器或导管的外部延伸，除了主体部分的壁的至少一部分之外。换言之，优先的，上述光学感测布置则没有包含在设计成完全或普遍定位在用于含有液体物质的体积内或者设计成完全或普遍浸入液体物质的主体中。

具体来说，装置的主体10a在感测部件11的区域限定具有一般延长形状的空心壳体14；在所示示例中，壳体14具有一般棱柱形状，具体来说是基本上平行六面体的。在各个实施例中，壳体14可经由电路支承上的电绝缘塑料材料的直接二次模塑来得到，下面进行描述。更一般来说，传感器10可展现至少一个绝缘层，以用于其电极(下面进行描述)与贮存箱1的内部的电绝缘。

在优选实施例中，外壳部件12和壳体14通过电绝缘塑料材料的单个主体10a来限定。另一方面，并非从本发明所排除的是例如经由相互耦合部件或者经由焊接或二次模塑按照密封方式被固定的不同部分中的10a的实施例。在各个实施例中，壳体14提供外壳部分12的封闭或底部结构的凸出部分，其至少部分被浸入贮存箱1所含有的物质或溶液中。

在各个实施例中，与液体溶液相接触的主体10a或者其部分的至少一个部件由可模塑热塑材料(例如聚丙烯(PP)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚砜(PSU))来制成。另一方面，由本发明人进行的实际测试使得有可能查明，特别适合—又考虑以下所述液位和质量的检测的特定形态—的材料是环烯烃共聚物(COC)。

这种类型的材料—其还用于医疗领域中—为本文所考虑的应用提供特别有利的特性，其中要强调的是低密度、极低吸水率、对水蒸汽的优良阻隔性质、高刚度、强度和硬度、对极端温度和热冲击的高抗性、对侵蚀剂(例如酸和碱)的优良抗性、电绝缘的优良性质、使用热塑材料的处理的普通方法(例如注塑、挤压、吹塑和注吹模塑)的易管理性。

再次在图2中，可注意外壳部件12如何限定空腔(整体上通过H所表示)，其连同盖板13一起界定电气和电子感测组件的至少部分的外壳。在优选实施例中，在给定其上安装和连接的是电气和/或电子组件的情况下，这些组件的至少部分安装在电绝缘衬底15上，该电绝缘衬底15提供电路支承或PCB(印刷电路板)(下文中又定义为“电路”)。电路支承15优选地由适合于印刷电路的生产的材料来制成，例如FR4或类似合成材料(例如玻璃纤维，或者再次为陶瓷材料或者基于聚合物的材料)，优选地是为了便于电路支承15的生产的可模塑材料。

又参照图3和图4，电路支承15中标识的是设计成接纳于外壳部件12中的第一部分15a以及设计成接纳于壳体14中的第二部分15b。

关联到电路支承15的部分15a的普遍是装置10的感测和/或控制电子组件，其优选地均连接到液位传感器和质量传感器。上述组件优先地包括用于液位感测信号的处理和加工的组件以及用于质量感测信号的处理和加工的组件。

此外优选地，关联到部分15a的是用于装置10的外部电连接的对应端子，优选地为一般平坦形状的，例如在图5和图6中可见，其中它们通过16来表示。端子16与盖板13的连接器主体13a形成用于(例如到车辆上的系统2的控制单元的)装置10的外部电连接的接口或连接器。

关联到电路支承15的部分15b的是用于液位感测的组件的至少部分。在各个实施例中，这些组件包括一系列电极，其中一部分通过J来表示，其沿感测轴横向的方向基本上从感测部件11的近端延伸到远端(即，电路支承15的部分15b)。

在所示示例中提供的是单个电路支承15，其中定义的是部分15a和15b，但是在可能的变体实施例中，可提供通过适当电互连部件和可能的机械互连部件连接在一起的多个电路支承，例如部分15a的电路支承和部分15b的电路支承，其中具有用于将一个部分的导电通路连接到另一部分的导电通路的电导体或连接器，或者再次为携带只用于质量的(或者物质的另外某个特性量的)检测的组件的部分的电路支承，其连接到携带用于液位检测的组件的至少部分的电路支承。

再次参照图3和图4，在各个实施例中，电路支承15(优选地具有一般延长和平坦形状)在其主面之一—本文中按常规定义为“背面”—上关联了控制电路布置(整体上通过17所表示)，优先地包括电子控制器MP(例如微处理器或微控制器)。

控制器MP优选地包括至少一个处理和/或控制逻辑单元、存储器电路以及输入和输出，其中输入具有模拟/数字类型。布置17或控制器MP则包括用于调节和/或处理信号以供检测液体溶液的液位和质量的元件。应当注意，为了后续附图的清楚起见，关联到电路支承15或布置17的组件(除了其连接元件16和53之外)仅在图3-4中表示。

电路布置17的组件连接到设置在部分15a中的导电通路(未示出)。设置在电路支承的部分15b的背面的则是用于电极J的电连接(其而是位于部分15b的正面)的一系列导电通路18。为此，优选地提供金属化孔18a，以用于设置在电路支承15的不同表面上的通路与电极或电路组件之间的连接。

在各个实施例中，按照本发明的装置包括至少一个温度传感器，以用于检测液体溶液的温度和环境温度中的至少一个，例如贮存箱内的空气的温度或者主体10a内的温度。优先地，至少一个温度传感器设置在电路支承15上。例如NTC类型的温度传感器可安装在电路支承15的部分15b的远端区域和近端区域的至少一个。在所示的示例中，安装在部分15b(具体在其背面)上的是在部分15b的相对端区域中的两个温度传感器19a和19b，其经由对应导电通路来连接到电路布置17。假定如图1所示的贮存箱1中的装置10的安置，温度传感器19a可用于检测液体的温度，而传感器19b—其在安装条件下位于更靠近贮存箱的上部壁—可用于检测存在于贮存箱的内部体积中的液体上方的温度，例如空气的温度。在例如这里所例示的实施例等的各个实施例中，在给定上述温度传感器没有与待检测流体(液体物质或空气)相接触的情况下，由设置在装置中的至少一个温度传感器进行的测量是间接测量。实际上将会理解，在各个实施例中，至少一个温度传感器包含在装置的主体10a内(以及具体在壳体14内)，并且因此没有与贮存箱1中存在的液体物质或空气直接接触。为此，在各个实施例中，装置10的控制电路布置17—按照完全已知的方式—预先布置，以用于对温度传感器进行的测量进行适当补偿，这至少考虑温度传感器与所测量流体之间设置的壁的存在(例如，在电路布置17的存储器中，可含有基于实验分析的对应校正参数)。

用于检测温度的传感器可能可设置在电路支承的部分15a内(即，外壳部分12内)，以用于检测存在于空腔H中的温度，例如以便补偿光电子组件和/或控制电路的电子组件的变化或热漂移，具体来说以便改进装置的精度。在各个实施例中，一个或多个温度传感器设置在部分15b的中间位置。至少一个温度传感器(例如上述温度传感器的一个或多个)设置在装置10中，以用于补偿经由液位传感器和/或经由质量传感器进行的测量的值。

按照各个实施例，经由至少一个温度传感器(例如该传感器)进行的温度的检测使补偿能够对液位传感器进行的测量和光学传感器进行的测量进行。按照发明方面，在同一个传感器装置中或者在装置的主体中，提供不同类型的至少三个传感器，例如用于检测物质的液位的传感器、用于检测物质的特性的光学传感器以及用于检测物质和/或环境的温度的传感器，其优选地连接到同一个电路布置(例如布置17或控制器MP)，具体来说以便处理和/或共同组合这些传感器所检测的信号或值的至少部分，例如设计成补偿所检测值的至少部分和/或执行物质的液位的值和/或质量的温度补偿的处理。

在各个实施例中，全部传感器(具体来说是液位、质量和温度传感器)优选地经由装置的主体的至少一个壁与液体物质绝缘。

在所示非限制性示例中，电极J按照阵列来布置，其沿电路支承的部分15b的长度的方向、即沿感测轴X延伸，相互隔开设置。电极J由导电材料(例如金属材料或金属合金)来制成，并且关联到电路支承15的部分15b的正面。电极J优选地相互是共面的，并且例如可采取在电路支承15上蚀刻或施加板或薄板的形式或者通过例如采用屏蔽印刷技术等在电路板15上沉积的导电层(例如通路18)来组成。如已所述，在一个实施例中，电路支承15具有通孔—其中一部分通过18a所表示，其含有导电材料，以用于设置在部分15b的正面的电极J与存在于电路支承15的同一部分的背面或者可能位于多层类型的支承15的中间层的导电通路18之间的电连接。

在优选实施例中，经由电极J所执行的液位感测基于电容的值的测量。在各个实施例中，至少两个电极J基本上执行电容器的极板的功能，同时贮存箱中含有的液体溶液基本上执行电容器本身的电介质的功能。在其他实施例中，每个单独电极J只提供一种“虚拟电容器”的一个极板，其另一极板通过存在于贮存箱中的所测量的介质来得到，并且其中壳体14的插入壁—或者替代它的另一绝缘层—组成上述虚拟电容器的极板之间的电介质。因此，在各个实施例中，电极J连同对应控制电子器件一起形成电容传感器，其能够甚至在没有与液体溶液直接接触的情况下检测液体溶液是否存在。优先地，为此，每个电极J电连接—单独或者与至少一个另一电极J并联地—到属于电路布置17的控制器MP的多个输入的相应输入。在这些实现中，控制器MP预先布置用于在至少两个阈值之间区分关联到每个电极J或电极J集合的电容的值，并且因此标识贮存箱中的至少一个液体-空气过渡，其指示液体溶液的液位。在优选实施例中，用于这个用途的控制器MP进行存在于输入(电极J或电极J集合与其连接)上的电容的值的依次取样，以便标识上述过渡。

因此，优先地，液位感测通过没有移动部件(例如浮体)(具体来说是为了可靠性的原因)的测量布置来得到；为此，在各个实施例中，按照以本发明人的名义提交的国际专利申请号PCT/IB2015/054020、PCT/IB2015/057036和PCT/IB2015/057043的任一个中所述的技术来得到液位测量布置，通过引用将其这方面的理论结合到本文中。

另一方面，装置10的液位感测布置可按照本领域已知的其他技术来得到，但是优先地包括没有移动部件(例如浮体)(其可证明是麻烦的并且干扰经由上述另一传感器进行的测量)的液位感测部件，其用于检测贮存箱1中含有的物质的一个或多个特性。

优先地，所使用的液位感测部件从组装部件12朝向贮存箱的内部凸出，其中组装部件具有设计成与贮存箱中含有的液体溶液直接接触的界面壁。装置10的特定液位感测部件还可直接暴露于液体，它包括例如基本上相互平行的两个或更多纵向延伸的电极(其与液体直接接触)，或者再次包括梳齿电极(其也与液体相接触)。

如在图5和图6中可看到，在各个实施例中，外壳和/或组装部件12包括周边壁20和底部结构或壁21，其限定设计用于包含装置10的电气和/或电子组件的空腔H。优选地，周边壁20—在这里具有基本上圆柱形状—具有用于将主体10a固定到位的凸缘20a。在组装条件下，即，在安装装置10的情况下，底部结构或壁21的—以及具体来说是其外侧的—至少一个部分与贮存箱中含有的液体溶液相接触：由于这个原因，壁在下面又将定义为“界面壁”。如具体在图5中可注意到，在底部壁21限定开口22，其将空腔H连接到壳体14的内空腔。通过这个开口22，电路支承15能够至少部分插入壳体14中，其中具有与液体溶液绝缘的所设想对应电极J或其他感测部件。

从图5-6可理解，在优先实施例中，就它包括或限定一般空心连接器壳体13a以用于包含电端子16以及可能包含电路支承15和/或光学传感器的至少部分来说，盖板13还如何执行电连接的功能。在该示例中，连接器壳体13a沿盖板13或液位传感器的轴向凸出，但是其他取向当然是可能的，例如相对液位传感器的感测轴X垂直或成角度。盖板13设计用于固定在主体10a上(具体在其外壳和/或组装部件12上)，以便优选地按照密封方式来封闭空腔H。

在各个实施例中，盖板13为此限定凸缘13b，以用于例如经由胶合或焊接(具体来说，由塑料材料所制成的凸缘13b和20a的周边的至少部分的激光或振动焊接或再熔合)或者经由上述凸缘之间的另外某种机械固定(例如可能采用密封部件(例如弹性垫圈)的插入的螺纹或卡口耦合)将部件12固定到凸缘20a。优选地，在主体10a和13的至少一个中设置用于将装置10固定到贮存箱的部件，例如周边孔，例如凸缘20a中的孔20b以及凸缘13b的一个或多个径向形成物13c中的孔13d(参见例如图5)。

在组装条件下，即，在安装装置10的情况下，端子16设计成在盖板13的连接器壳体13a内部凸出。为此，盖板13具有用于这些端子的对应通道，在图6中通过13c所表示；备选地，端子16可采用盖板13的塑料材料来二次模塑。但是再次从图6可注意，在各个实施例中，在盖板13(其还限定对应空腔)内，如何为电路支承15(具体为其部分15a)定义定位形成物13d。

按照本发明，如已所述，传感器装置10至少包括用于检测液位和光学布置的布置以用于检测所检查物质的质量(或(一个或多个)其他特性—以及可能包括用于检测温度的布置，其中这些感测布置优选地包括装置10的共同部件。这些共同部件可具有基本机械类型，例如单个主体(例如通过10a所表示的部件)或者耦合在一起(例如焊接或胶合或啮合在一起)的多个主体或者再次为至少部分相互纳入或插入的多个主体。作为补充和/或替代，共同部件可具有电气和/或电子类型，并且包括例如电路板(例如通过15所表示的电路板)、连接器(例如连接器13a、16)以及一个或多个控制电路组件(例如控制器MP)。

优选地，按照本发明的传感器装置以及具体来说其控制电子器件预先布置用于通过电连接器和/或二个(或三个)感测布置共同的电端子来传送表示物质的液位的第一信息以及表示物质的至少一个特性的第二信息(以及表示温度的可能第三信息)。在各个实施例中，第一信息和第二信息(以及可能还有第三信息)经由同一个信号、优选地为含有多个数据或值(例如数字格式或者按照预定义协议所编码的数据或值)的同一个串行信号来传送。为此，装置的控制电子器件优选地预先布置用于传送数据，优选地按照上述串行格式，极优选地通过串行接口和/或协议，例如SENT(单边半字传输)协议或CAN(控制器区域网络)协议。

在优选实施例中，按照本发明的质量感测布置包括光学辐射的至少一个发射器和光学辐射的至少一个接收器，以及传感器装置10的一部分、即其主体10a配置成使得促成光学辐射从发射器到接收器的传播。下面为了简洁起见，将假定上述光学辐射处于可见光中，但是可能存在为了便于本发明的实现的光学辐射的不同频率：因此下面将参照可见光的射线或光束。因此，为了简洁起见，下面用于检测质量或(一个或多个)其他特性的传感器还将定义为“光学传感器”。

为此，在各个实施例中，在底部界定外壳部件12的空腔H的壁21至少部分由设计用于至少通过折射和/或反射来传播光的材料来制成，并且在上述部件在操作上关联发射器和接收器。这种材料优选地是例如从环烯烃共聚物(COC)或聚砜(PSU)或聚丙烯(PP)或者高密度聚乙烯(HDPE)中选取的透明材料。

在各个实施例中，壁21的至少一个部分成形为限定用于定位上述发射器和接收器的光学地点。

在各个优选实施例中，发射器和接收器形成同一个光学模块的部分，其安装在上述光学定位地点。参照图5，上述地点整体上通过30来表示，而上述模块整体上通过图2中的40来表示。如下面将显而易见，在各个实施例中，光学定位地点包括设计用于光束的传播的壁21或者其一部分的特定构象。在优选实施例中，光学地点30提供属于光学传感器的装置10的先前所述的第二部分，其在各个实施例中设计成至少部分朝向贮存箱1的内部凸出。

在图7-9中可见的是按照本发明的可能实施例所得到的光学模块。模块40具有支承和电连接结构41(又参见图5和图6)，其部分由电绝缘材料并且部分由导电材料来制成。模块的结构41预先布置用于安装光发射器42(就它被对应空间过滤器43所覆盖来说，在图8中仅部分可见，但是在图5-6中可见)和至少一个光接收器44。在本发明的优选实施例中，发射器是非扩散朗伯光源(例如适当LED(发光二极管))。按照本发明的优选实施例，光接收器44包括两个不同接收器(通过44a和44b所表示)，例如适合于检测发射器42所生成的光发射的光电检测器或光电二极管。

在各个实施例中，发射器42和接收器44具有分别用于发射和接收的其相应活动部件，其一般彼此相向，但是相互成角度来布置，优选地按照使得其相应轴相交的方式。参照例如图22，发射器42和接收器44按照42_x、44_x(其之间形成小于90°的角α)的相应位置平面来布置。分别经过接收器和发射器的轴42_y、44_y的两个平面(由此表示与图22的单张的轴垂直的两个平面)而是在其之间形成大于90°的角。一般来说，接收器和发射器的轴42_y、44_y则相对装置10和/或液位感测部件11的主轴(其在这里假定为对应于液位感测轴X(参见图1和图3-4))倾斜。

角α基于用于界面壁(即，主体10a的壁，在这里为壁21，具体在与定位地点30基本上对应的位置)的塑料材料、要预计采用的光学辐射的类型(即，发射器42的类型)以及测量的流体的类型预先定义。

优选地，通过使用某些塑料材料，角α和/或发射器所发射的光线相对界面表面的入射角(即，临界角)包括在50°与70°之间。例如，对于用作塑料材料COC的水溶液中的尿素的质量的测量，考虑具有等于或接近630 nm的波长的光发射，角α优选地必须包括在52°与54°之间、具体为53°。备选地，在相同应用中并且用作界面壁PSU的塑料材料，角α优选地必须包括在63°与65°之间、具体为64°。但是，按照相似配置，可对界面壁的其他材料(例如PP或HDPE)预先定义适当角α。备选地，可设想例如具有等于或接近850 nm或860 nm的波长的红外类型的光发射源，设想适当角α，还考虑界面壁的材料(例如COC塑料材料或PSU或PP或者HDPE)。发射器和接收器(或者其单独光电检测器)必须以其轴42_y和44_y垂直于光学表面来定位，使得光线R1将以等于临界角的角度(相对垂直或者相对与轴X平行的轴或者与表面21₁垂直的轴)来照射表面21₁：参照先前示例，对COC和尿素溶液，上述角度优选地将包括在62°与66°之间、具体为64°，以及对PSU和尿素溶液，该角度优选地将包括在56°与60°之间、具体为58°。

在各个其他实施例中，另一方面，发射器和接收器可按照另外某种方式来布置，例如以其相应轴42_y、44_y一般平行(例如在图81-88、图89-99、图100-111的实施例中)。

在优选实施例中，结构41包括由绝缘材料所制成的多个主体，其通过至少部分弹性可变形的导电元件来连接在一起。优先地，结构41包括电连接端子，其也是至少部分弹性可变形的。

在图7-9所例示的情况下，结构41包括基本上执行居中和固定功能的中心位置的主体45以及两个横向支承主体46和47，这些主体优选地由塑料或热塑材料或者可模塑树脂来制成。

如具体在图7中可看到，在中心主体45的两个相对外周侧，凸出机械和电连接元件48和49，其优选地由弹性柔性或可变形金属导体所组成，与其关联的分别是支承主体46和47。在与主体45的另一个外周侧对应的位置，而是凸出电连接端子50，其也优选地通过弹性柔性金属导体来组成。端子50用于模块40到装置的控制电子器件(具体到电路支承15的部分15a)的电连接，而导体48和49用于发射器42和接收器44(即，其检测器44a和44b)的电连接。如将会看到，导体48、49和端子50预先布置成使得使对应机械和/或电连接是弹性或可变形的，以便保证装置的部件之间的准确相对定位以及补偿可能的尺寸和/或定位容差，以防止通过组装和/或通过操作期间的振动所引起的损坏。

在各个实施例中，在中心主体45的上部面所限定的是用于居中和/或阻挡的第一形成物51，其优选地具有配备有横切的基本上圆柱形状(未示出)。如将会看到，这个上部形成物51配置用于促成阻挡和/或定位元件的居中和/或阻挡，在图5和图6中通过60所表示，下面进行描述。优先地，此外，形成物51是空心的，以便促成模块40相对对应定位地点30的居中。在优选实施例中，主体45被两个通孔开口51a穿过，其基本上在形成物51的两个直径相对部分(具体在上述横切的相应端部)切开。

在各个实施例中，在中心主体45的底部面限定第二形成物52，其也设计成提供模块40相对地点30的居中或定位的功能，以便保证发射器42和接收器44相对设置在地点30的光学表面的正确定位。为此，如将会看到，贡献通过导体48和49的弹性或者至少部分弹性变形性来提供。在优选实施例中，主体45的形成物52或部分还执行光学屏蔽的功能，如下面进行描述。

形成物52包括至少一个凸出壁52a，其沿与导体48和49的至少部分(例如其上二次模塑主体45的部分)一般垂直的方向延伸。

优选地，在壁52a的两个纵向端，设置壁52a横向的两个其他凸出壁52b：因此在这些实施例中，形成物52在平面图中基本上具有H形剖面，包括凸出壁。在壁52b的端部，可能可设置其他小壁或加固肋条，如所示。

如具体从图8和图9可注意，两个通孔开口51a在主体45的底部面在壁52a的两侧切开。

两个横向主体46和47在其对应上部面各自具有沟槽46a、47a，其设计用于为上述阻挡和/或定位元件60(其优先地为弹性元件)的两个相对支臂提供底座。沟槽或底座46a、47a的形状是使得阻止上述支臂的移动，并且保证模块40和/或两个横向主体46和47相对对应对比部件(例如形成地点30的部分或者属于壁21的形成物)的充分压力。

优选地，关联到模块40或者主体46和47的至少一个的是至少一个定位和/或防旋转元件：为此，在各个实施例中，主体46和47各自在其下部外周边缘具有例如形状像齿的至少一个下部附加物或凸起46b和47b，其设计成与地点30或壁21的适当定位底座耦合；备选地，上述定位和/或防旋转元件可采取底座的形式，其设计成与地点30或壁21的适当凸起或定位齿耦合。

设置在主体46和47的下部面的是相应导体48和49的端部，以用于发射器42以及组成接收器44的两个光电检测器44a和44b的连接。上述电子组件到导体48和49的电连接可使用电子电路领域中采用的标准技术(例如焊接/回流)进行。

导体48和49具有中间部分，其在这里以钝角弯曲，其方式是使得主体本身并且因此一方面的发射器和另一方面的接收器处于相互之间并且相对主体45成角度的位置。另外，端子50具有中间部分，其在这里以基本上U形(或者备选地S形或Z形)弯头弯曲，以实现如先前所述的弹性组装。

在各个实施例中，关联到发射器42的是光学过滤器或空间过滤器43，具体来说以便选择或聚集光束。这种过滤器的示例在图10中通过不同视图连同发射器42一起示出。空间过滤器43基本上是由光学辐射或光不可穿透的塑料材料所制成的组件，其具体模塑、优选地直接安装在发射器42上；备选地，空间过滤器43可安装或固定到主体46。

过滤器43优选地配置为盖罩，其配备有其壁(其与发射器本身的光源42a相对)中的开口43a。这个开口(其在图10中基本上采取圆孔的形式)过滤和选择或聚集发射器本身所发射的光束。过滤器43的主体优选地采用干涉配合来安装或者啮合在电子组件(其提供发射器42)上。为此，优先地，设置在过滤器43的主体的至少两个相对壁的内侧上的是居中和/或固定内部肋条或浮雕43b。代替孔，过滤器可配备有开口，其具有设计用于此用途的不同形状，例如狭槽(如图38所示)或者椭圆或基本上正方形形状，孔可能具有可变截面的形状。

通过图11中的示例所表示的是用于到对应接口电路(在这里通过液位传感器的电路所表示，具体来说是设置在电路支承15的部分15a(参见图4)中的电路布置17)的连接的模块40的可能电气图。如可注意，端子50优选地使得有可能具有作为输入和输出信号的发射器42的电源电平Vcc、接地GND以及两个光电检测器44a和44b的两个电压信号A和B。这些信号A和B到达电路布置17，优选地供控制器MP(又如图27示意表示)的数值处理。

在优选实施例中，模块的主体45、46和47是在导体48、49和端子50上二次模塑的元件。为此，在各个实施例中，从基本上平坦金属条带所得到的是图12中可见的第一半成品SM1。上述条带例如可由铜或黄铜或者另外某种导电金属来制成，优选地至少部分涂敷有金属材料，其设计成促进发射器组件42和接收器组件44和/或电路支承15的焊接(例如金或锡)。

半成品SM1(其能够例如经由从上述条带的冲裁来得到)在单件中限定导体48、49和端子50的平面形状，其通过附属部件(其中一部分通过49’和50’所表示)接合在一起。在半成品SM1上模塑的是主体45-47，由此得到第二半成品(在图13中通过SM2所表示)。从第二半成品SM2，上述附属部件则例如经由冲裁来消除，以便限定导体48、49和端子，其再次具有平面配置，如在图14中清楚可见。随后，优先地，导体和端子的中间部分如上所述弯曲，以采取图7-9中可见的配置。图15和图16例示模具，其能够用于半成品的形成，其两个部分HM1和HM2包括相应压印HM1₁和HM2₁，其设计用于定位图12的原始半成品SM1以及限定主体45-47的剖面(其在上述半成品上二次模塑)。

在其他实施例中，光学模块的多个主体(例如主体45-47)可以是至少部分在柔性印刷电路板或PCB(其包括或集成导体(例如导体48、49)和端子(例如端子50)的至少部分)上二次模塑的元件。备选地，模块的一个或多个主体(例如主体45-47)可以是单独模塑的元件，其具体由聚合材料来制成，并且随后例如经由胶合来关联到导体(例如导体48、49)和端子(例如端子50)，或者关联到柔性印刷电路板或PCB(其至少部分包括上述导体和端子)。为此，光学模块的多个主体(例如主体45-47)还可通过相应柔性或铰接主体部分来接合在一起，或者可作为单个主体(其包括通过小厚度的主体部分所接合的上述主体)来得到。在其他实施例中，光学模块的主体可以是包括绝缘聚合物的模塑的元件，而对应导体和/或端子可以是由导电材料(其包括聚合物)所制成的模塑的元件，其优选地相互重叠共模塑或二次模塑。

按照发明方面，光学模块的多个主体(例如主体45-47)是定位和/或固定模塑的元件，其能够在模块的组装期间至少部分改变其相对位置。具体来说，在各个实施例中，这些主体(例如主体45-47)能够改变相应相对角度，还通过对应导体(例如导体48、49)和/或端子(例如端子50)的柔性来允许这个变化。

如已所解释，在各个实施例中，光学模块40在电信号通信中连接到传感器装置10的电子器件，具体连接到电路支承15的电路布置17。在各个实施例中，为此，电路支承15优选地在其部分15a中具有适当连接元件，以供模块40的端子50的电连接。这些连接元件例如可采取来自金属化孔、焊料焊盘、配备有孔和小引脚的连接器之中的一个或多个的形式，其上例如焊接或电连接端子50的自由端，如在图17中示意表示，其中上述孔通过53所表示(又参见图4-5)。在该示例中，孔53(或者替代它们的不同连接部件)处于部分15a的一般中心位置；但是这不必被认为是必要的。如从图17可理解，端子50的弯曲部分是弹性柔性或可变形的，由此实现弹簧功能的性能，其实现模块40与电路支承15之间的相对位置的自主自适应。

图18中表示的是电路支承15的部分插入的条件，其中具有装置10的主体10a内的关联光学模块40。这个图中可见的是模块40的定位地点30的可能实施例。

地点30包括至少一个凸出元件或形成物31，其优先地沿垂直方向从外壳部分10a的壁21的内侧升高，其设计成基本上执行光学棱镜的功能。形成物31基本上由壁—在这里与电路支承15的插入开口22一般平行—来组成，其由与壁21相同的材料(具体来说是透明材料或者光学模块40所使用的光或光学辐射可穿透的材料，并且其优选地通过中间切口或空腔32来分为两个竖立部分33和34)来制成。竖立部分33和34基本上是相互镜像的，并且各自在横向位置或者在中间空腔32外部的位置来限定倾斜面或表面33a和34a。在所例示情况下，竖立部分各自具有近似三角形状(具体来说是直角三角形的形状)，其斜边形成上述相对倾斜表面。

从两个竖立部分33和34升高(在其上部端接近时)的是定位附加物35，其一般相互平行，优选地具有与模块40的中心主体45的通孔开口51a(参见图7-9)基本上互补的截面。优先地，在形成物31的正面和背面(或者在非倾斜侧)提供凸起36，其优选地在设想中间空腔32时包围中间空腔32(图中可见的只是形成物31的正面凸起；后面凸起可具有相似形状)。优选地，凸起36和/或竖立部分33、34具体在附加物35升高的区域中限定光学模块40的对比和/或定位表面或底座31a(图18)。

优先地，即使这不是绝对必要的，但是地点30包括底部壁21中限定的两个凹口或底座30a，其各自在竖立部分33、34，在对应倾斜表面33a、34a旁。极优选地，在上述凹口30a的至少一个所限定的是用于模块40的对应横向主体46、47的下部端、具体用于对应下部凸起46b、47b(参见图8和图9)的定位和/或居中和/或对比和/或啮合元件37。

在组装期间，具有关联光学模块40的电路支承15插入主体10a中，其中部分15b穿透对应壳体14中的开口22，而直到部分15a位于空腔H中。在这个插入过程中，竖立部分33、34(图18)的上部附加物35穿入模块40的中心主体45的通孔开口51a(图7-9)，以及上述中心主体45的下部形成物52的壁52a(图8-9)穿入中间空腔32，其将光学形成物31的竖立部分33和34相互分离(图18)。这个形成物52的壁52b在形成物31(图18)的正面和背面的凸起36上滑动，因而促成居中。

模块40与形成物31之间沿垂直方向的接触或邻接在上部部分发生，其中模块40的中心主体45的下部表面开始靠在竖立部分33、34的上部表面(即，附加物35沿高度从其中凸出的表面(这些表面可在图18中理解，其中两个通过31a所表示))上。优先地，设置在下部部分的是用于沿径向的邻接的至少一个表面，目的还在于光学模块40相对地点30的定位或防转：这个对比表面优选地经由模块40的横向主体46和47的下部凸起46b和47b(图8和图9)来得到，其啮合在凹口30a(图18)所限定的元件或底座37中，其中可能提供元件46b、47b与元件37之间的互啮合部件。这样，模块40不能够转动，并且能够保持在预期位置。

就它实现部件的生产中以及电路支承15上的模块本身的组装中涉及的可能尺寸容差的补偿来说，模块40的导体48、49和端子50的柔性在这个步骤中是特别有利的，其在包括由塑料材料所制成的多个模塑的部件的装置中较高，由此防止组装期间的任何故障和/或实现光学模块40的准确定位。

部分组装条件在图19中是可见的，由此可注意，在所述位置，一方面的主体46并且因此发射器42以及另一方面的主体47并且因此光电检测器44a、44b设置成分别面向两个竖立部分33和34的倾斜表面33a和34a并且与其一般平行。随后并且如在图20中可看到，在光学模块40的中心主体45的上部面所限定的形成物51上装配的是上述弹性阻挡和/或定位元件60，下面为了简洁起见又定义为“弹簧”，其优选地由金属材料所制成。弹簧60具有中心部分61，其配备有带翼片的孔(即，通过弹性径向翼片所限定的开口)，以便采用干涉实现其在形成物51本身上的固定。优选的是孔的翼片还确定大小成实现采用干涉配合还与附加物35(其在与形成物51(参见图20)对应的位置中凸出)的外表面的固定。

从弹簧60的中心部分61分叉的是一般弯曲相对弹性支臂62，其设计成对模块40的横向主体46和47施加力。用于此用途的支臂62的端部62a优选地成形为分别接纳于模块40的横向主体46和47的沟槽46a和47a(图7)中。优选地，上述端部62a是弯曲的，还以便能够在组装期间在沟槽46a和47a中滑动。如可理解，按照这种方式，光学模块40相对形成物31(和/或地点30和/或倾斜表面33a、34a和/或壁21和/或主体10a)固定到位，如在图20和图21中可看到。

由弹簧60的支臂62所施加的力能够弯曲模块49的导体48、49(图7-9)，从而保证主体46和47靠在主体10a上。为此，导体48、49的配置以及弹簧60的配置预先定义成保证导体的上述弯曲和/或上述定位。参照图21，由弹簧60所施加的力在发射器42的所述侧保证空间过滤器43与倾斜表面33a所表示的光学表面之间的对比度和定位。在接收器44a-44b的所述侧上，弹簧60的力保证模块40的主体的下部凸起47b与壁21中限定的对应对比表面37之间的对比度。

所述的两个对比元件的提供连同弹簧60的使用保证从组件的组装和生产所获得的可能容差的恢复，其方式是使得得到光学组件42和44a、44b的准确定位。这些组件的位置—其如下面所述与本申请所设想的临界角相联系—影响用于检测液体溶液的质量的传感器的校准，并且因而必须是有限和准确的，以免生成测量误差。弹簧60还保证任何空隙和变形(其可因材料的热循环和/或老化而在装置10的使用寿命期间生成)的恢复。显然，导体48、49和端子50的柔性还促成容差和空隙的恢复。

在优选实施例中，提供形成物31的中间空腔32，以便防护接收器44(即，光电检测器44a、44b)免受发射器42的直接照射(即，不存在对固体/液体界面表面的任何入射，如以下所述)。因此，这个空腔32在被设想时可以不是只具有光学模块40的居中功能，而是还由于模块40(再次参见图8-9)的下部形成物52的壁52a的插入而可使上述壁作为针对寄生发射的屏蔽进行操作，如从图21可清楚地理解。可能地，中间空腔32的壁或者形成物31的一些壁可至少部分涂敷有光学辐射不可穿透的材料或涂料，或者成形为使得偏转发射器42的光线，其方式是使得这些光线没有直接到达接收器44。

优选地，直接发射的屏蔽通过使用空间过滤器43进一步改进。通过空腔32和/或通过过滤器43所表示的这类屏蔽元件的至少一个的使用可实现更低质量和更低费用发射器42的使用(就它们不是设计或选择用于窄角内的发射来说)。这种发射器42实际上可具有按照分布式方式沿全部方向(0-180°)进行发射的类型，以及除了空间过滤器43之外，通过壁52a所表示的中间屏蔽还阻止测量中没有涉及的光线(即，与固体/液体界面表面所反射和折射的光线不同的光线)可能改变经由光电检测器44a、44b进行的测量。

按照本发明的装置10中集成的质量光学传感器的操作基于与光学辐射的折射/反射相联系并且具体与全反射的临界角相联系的光学定律。更具体来说，操作原理基于液体物质的折射率与其组成或浓度的相关性：测量因此基于待分析液体与固体材料之间的折射率的跳跃，其中限定光学形成物31以及主体10a的底部壁21的对应部分(即，被光学模块的光学定位地点30所占用的部分)，从而利用两个介质之间的界面内的全内反射的原理。

如果

-n₁是上述固体材料的折射率(例如，对于25℃下的COC，在650 nm的波长n₁=1.5413)，

-n₂是液体溶液的折射率，其展示按照浓度包括在两个极限之间的变化的范围(例如，对于尿素，可考虑与20%和40%之间的浓度对应的1.3626和1.3949之间的变化的范围)，

-θ₁是入射角(固体中的光的传播)，以及

-θ₂是折射束的偏转角(液体中的光的传播)，

则液体介质中的传播角将取决于在界面处的光束(其在固体介质中传播)的入射角，如斯涅尔定律所表达：

作为光的偏振p(平行)和偏振s(垂直)的入射角的函数的两种材料之间的界面处的反射系数而是通过斯涅耳定律来表达：

反射光线的强度通过两种状态R_s和R_p的组成来组成。通过对每个入射角并且对感兴趣范围之内的液体溶液的折射率的每个值计算等式2和3，有可能知道作为光束的入射角的函数的反射率的(百分比)值。等式2和3生成100%的反射率的值的入射角称作“全内反射的临界角”。

由于存在固体/液体界面处的入射角的限制条件(其中折射角与界面本身相切)，所以n₁必须大于n₂，如在本文所考虑的应用的感兴趣状况中，其中考虑从固体到液体的传播。对于具有大于临界角的倾斜度的入射，光束在界面全反射。

可发现，界面处的折射的临界角通过关系来表达：

其表示反射率的值—随着通过应用等式2和3所计算的入射角θ₁改变—达到100%的条件。

对感兴趣的n₂的全部值计算等式4，其中n₂是液体溶液的折射率(其取决于其浓度)，有可能将待测量浓度的值与固体/液体界面处的反射光束的位置相联系。

具体来说，下列关系适用：

如果Conc 1 > Conc 2，则下列关系适用：

基于这里已记起的内容，因此有可能通过应用等式5的关系将全反射的临界角(其随着浓度改变而改变)的存在用于测量浓度本身。

为此，有可能使用具有发散输出的光源—即发射器42—以便以临界角附近的全部感兴趣角并且以大于或小于临界角的入射来照亮界面表面。这样，将存在两个区域：通过全反射光线(其从具有大于临界角的入射角的光线所获得)所照射的区域以及通过部分反射光线(其从具有小于临界角的入射角的光线所获得)以更低强度所照亮的区域。因此，可在输出得到照亮的区域，其中通过全内反射高度照亮的区域与较少照亮的区域(部分反射)之间的分离作为液体浓度的函数是可变的。

因此，使用定位在两个区域中的两个光电检测器44a和44b，通过其输出信号的变化，有可能评估临界角的变化并且因此评估液体物质或溶液的组成或浓度—以及在最终分析中的质量—的变化。

光学表面33a和34a的倾斜优选地按照下列方式来计算：使得光学信号沿尽可能与光的进入和离开的表面垂直的方向穿过它们，以便分别使空气/固体和固体/空气界面处的反射为最小。

发射器42优选地是具有窄发射束的光源，以便按照作为临界角的函数所标识的方向来集中感兴趣区域(临界角附近)中的测量(但是如先前所述，过滤器和/或屏蔽的优先使用还实现具有更宽发射束的光源的使用)。这样，因光电检测器44a和44b的直接照射引起的任何干扰也为最小。在各个实施例中，优选的是使用非扩散朗伯源，即，在没有近场中的孔或变更的空间中具有均匀光发射的源。为了利用源的最大强度的实际恒定区域并且限制临界角附近的区域中的发射，优选地还引入空间过滤器43。

光线的通路能够如图22和图23所例示来示意表示。

在上述附图中，出现源的发射范围之内含有的两个光线R1和R2，其以两个不同角度入射到固体与流体之间的分离表面(即，空腔H的底部壁的外侧—在这里通过21₁所表示)；光线R1和R2的角度分别小于和大于临界角。在给定射线R1具有低于临界角的入射角的情况下，它将在光线R1₁中折射并且在光线R1₂中反射。根据守恒定律，光线R1的强度将分布在光线R1₁与R1₂之间。光线R1₂将由第一光电检测器44a(下面为了简洁起见又定义为“上部光电检测器”)来检测。光线R₂而是以大于临界角的角度入射，并且因此将在光线R2₁中全反射。除非在耗散的情况下，否则光线R2₁将具有与光线R2相同的强度。全反射光线将由第二接收器44b(下面为了简洁起见又定义为“下部光电检测器”)来检测。

用于图22和图23出现的示意表示的光线形成照亮区域的组成部分，其改变作为临界角的(即，液体溶液的折射率的)、即液体溶液的浓度的变化的函数的配置。在图24、图25和图26中为了更清楚而例示的是与流体的三个不同浓度相联系的三个工作条件。

在具有第一组成或浓度Conc 1的液体物质或溶液存在的情况下，得到图24所表示的方案：假定光束R的光线以等于临界角的角度照射界面的表面，得到作为入射光线的全反射的光线R₁、R₂和R₃，而得到作为入射光线的部分反射的光线R₄和R₅。因此，下部接收器44b将完全通过全反射光线来照亮，而上部接收器44a将接收部分反射光线所产生的更低强度或辐射。

图25示意表示液体物质或溶液的第二浓度等于Conc 2的条件，其中Conc 2小于Conc 1。由发射器42所产生的照亮光束R的光线在临界角减小的同时始终呈现相同入射角。推断除了光线R₁、R₂和R₃之外，还将通过全反射来得到光线R₄，而R₅将继续通过部分反射来得到。在这个条件下，上部接收器44a上的辐射的强度将增加，而下部接收器44b上的辐射的强度将保持不变。

最后，图26示意表示液体物质或溶液的第三浓度具有值Conc 3(其大于Conc 1)的条件。又在这种情况下，由发射器所产生的照亮光束R的光线在临界角增加的同时始终呈现相同入射角。因此推断，光线R₁和R₂将始终通过全反射来得到，而光线R₃将通过部分反射来得到(与光线R₄和R₅相似)。在这个条件下，上部接收器44a上的辐射的强度将降低，而下部接收器44b上的辐射的强度将保持不变。通过进一步增加流体的浓度，全反射光线的百分比将减少，以及下部接收器44b上的信号也将改变。在这个条件下，上部接收器44a上的辐射的强度将降低，而下部接收器44b上的辐射的强度将保持不变。通过进一步增加流体的浓度，全反射光线的百分比将减少，以及下部接收器44b上的信号也将改变。

因此，如可理解，光电检测器44a和44b定位成使得各自接收反射光束的一部分，光电检测器之一接收高强度的辐射(其是以大于临界角的角度入射的光)，以及另一个接收低强度的辐射(其是辐射剖面“尾部”的光)。

基于以上所述，如果A和B是来自光电检测器44a和44b的输出处的电压信号，则易于理解，它们含有取决于源42所发射的光学功率P的项。A和B实际上是通过光电流(即光所照射的光电检测器的电流)的值与跨阻抗增益相乘所生成的电压信号。光电流与源42所发射的光学功率P乘以光电检测器44a或44b的响应(响应性)成比例，即：

A = ka * P • response * transimpedance

B = kb * P • response * transimpedance

其中，ka和kb是考虑入射到光电检测器44a或44b的光量的系数，其将是折射率的函数，并且将作为临界角的函数是可变的。

为了消除与P的相关性并且因而得到仅取决于照亮的区域的质心的位置的信号而不管峰值强度值，引入归一化信号是充分的。这个信号可例如经由适当校准(其基于预定义数据来执行)与被检测液体物质或溶液的浓度的变化相互关连，其因此与照亮功率P无关。便利的是消除与光学功率的强度的相关性，使得测量将不受与源42的发射的变化(例如热变化或者因随时间推移的降级引起的变化)相联系的任何扰动所影响。

由光电检测器44a和44b所产生的两个信号A和B优先地通过模拟调节网络来处理，以便使它们适合电子控制器MP，其能够生成信号S(其经由适当校准与液体溶液的浓度直接相互关连)。

图27提供质量光学传感器的操作框图的示例。在这个图中，通过Vcc所表示的是发射器42的低电压源，而块OG表示定位地点30所提供的光学几何结构(形成物31和对应壁部分21)。如可注意，来自光电检测器44a、44b的输出处的电压信号A和B通过调节电路CC来处理，以及调节信号A1和B1到达控制器MP的对应输入，其生成表示溶液的浓度的值的信号S。组件CC和MP优选地位于电路支承15上，其中控制器MP管理液位的检测和液体物质或溶液的质量的检测。组件CC和MP还可集成在单个微控制器组件中。

在各个实施例中，按照本发明的装置10的光学模块与对应接口和/或控制电路(例如设置在电路支承15和/或电路布置17上的接口和/或控制电路)之间的连接能够经由布线(即，电线)而不是端子、优选地经由外部绝缘导线来得到。这种类型的实施例例如在图28-33中示出，其中与先前附图相同的参考标号用来表示与以上所述元件技术上等效的元件。

电线的使用使电路支承15能够保持为与光学模块分离，以便能够单独安装它们，以用于在两个部件的组装之后进行它们之间的有线连接。有利地并且如具体从图30可表明，在这种类型的实施例中，用于电路支承15的部分15b的插入的开口22与先前所示实施例相比可处于壁21的更中心位置，其中光学形成物31与开口22直接相邻。考虑具有圆形周边壁20的空腔H的优先情况，为了便于经由圆形类型的垫圈(O形环)的更好密封是有用的，在给定高度的相同分辨率的情况下，空腔H中的开口22的更中心布置提供开口22的更大径向宽度，并且因此提供电路支承15的部分15b的更大宽度，这对得到电极J的更大表面和/或更高电容并且因此得到液位传感器的更高灵敏度是重要的。

优先地并且如具体在图31-33中可表明，连接孔53设置在电路支承15的部分15a的横向位置中，对其例如可焊接上述电线—其中一部分在图33中通过50₁所表示。孔53也可通过金属化焊盘或小引脚来替代。电路支承15的部分15a的尺寸(具体为其高度)可比先前所示情况要小。

鉴于电连接导线的使用，光学模块40的主体45相对先前所示略微修改。具体来说，先前通过50所表示的端子更短并且普遍嵌入组成主体45的塑料材料中(参见图37和图38关于另一实施例供简单参考)。优先地，这些端子具有相应端区域中的通孔(或焊盘)，以及模块40的中心主体45模塑成使得留下上述孔(或焊盘)是可访问的，如在图31和32中可看到，其中通过50₂所表示的是主体45的通道的一部分，其实现对嵌入端子的上述孔的访问，以便实现电线的连接(对于这种实施例，又参见例如图38和图50)。

在这种实施例中，优先的是首先使电路板15经过壁21的开口22来插入，并且然后光学模块40按照与先前所述基本上相似的方式经由弹簧60来定位和固定在形成物31上。下一个步骤是连接电路支承15与模块40之间的电线50₁。另一方面，导线50₁还在安装于形成物31之前连接在光学模块40上。关于液体溶液的质量的检测的装置的操作原理与先前所述相似。

要求使用电连接导线的解决方案的优点提供用于测量浓度的光学模块40与电路支承15之间的耦合的更大灵活性(另一方面，代替上述电线，可提供其他电连接或端子，例如采取从冲裁金属条带或者压印或机器加工金属所得到端子的形式，这种电端子可能可设想二次模塑主体，与光学模块40的主体45-47不同)。

在模块40能够与电路支承15分开安装的情况下，所述版本在装置10中是特别有利的，其中在电路支承15上(或者至少在其部分15a上)二次模塑的是主体10a(或者至少壳体14)，或者其中两个部分共模塑，这些生产措施可能用于改进操作以及最重要的是改进装置在对流体的渗透的抗性方面的可靠性。例如，在这种情况下，电路支承15放置在模具中，然后在其上二次模塑的是主体10a或壳体14，以及最终模块40被组装并且然后连接到电路支承15。

在各个实施例中，设置在传感器装置的主体的空腔内的是优选地深色或者预定义频率的光学辐射或光不可穿透的光学屏蔽，其执行免受环境光的屏蔽的功能。

图34-48示出这个意义上的变体实施例。又在这些附图中，与先前附图相同的参考标号用来表示与以上所述元件技术上等效的元件，具体来说是关于形成物31和开口22之间的相对位置以及光学模块40到电路支承15(即，其布置17)的电连接的类型。与先前实施例相比，参照图34-48所述的实施例基本上通过空腔H内的屏蔽或主体(其针对限制环境光的扩散)的存在以及通过光学模块40的位置中的不同固定模式来区分。

最初参照图34，主体10a和电路支承15可具有与参照图2-27所述基本上相似的构造，如同样的形成物31(其可处于更靠近开口22的位置，并且其上部附加物35具有外部凹口)的基本结构。

光学模块40与图28-33基本上相似，其中可能具有一些修改，其取决于位置中的固定模式：例如，在各个实施例中，模块40可经由不同弹性元件或弹簧601以及制动或保持环80(具体是弹性保持环或簧环(Seeger))来固定到位。

上述光学屏蔽(整体上通过图34中的70所表示)在图35-36中详细表示。屏蔽70具有主体71，其优选地由预定义波长的光学辐射不可穿透的材料(例如黑暗材料或者在任何情况下能够限制或阻止环境光通过的材料)来制成。主体71具有：底部壁72，其设计成搁置在主体10a的壁21上；以及周边壁73，优选地但不一定具有与主体10a(图34)的周边壁20对应的剖面。在该示例中，这个剖面为圆形，其中具有比壁20略小的直径，或者可能使得实现以少许干涉的插入。

底部壁72中限定的是开口72a，其周边剖面是使得围绕至少与对应于定位地点30以及主体10a的底部壁21的开口22其中之一对应的区域。在开口72a内按照悬壁方式凸出的是基本上框状结构74，其设计成装配在光学形成物31上。为此，该结构限定两个上部开口74a，其中可部分穿透光学形成物31的竖立部分33和34，这些开口通过中间壁74b(其能够接纳于形成物31的中间空腔32中)相互分离(参见图39以供参考上述竖立部分和中间空腔)。

屏蔽70的框状结构74还具有横向通道74c，其设计成面向形成物31的倾斜光学表面33a和34a的至少部分。

光学模块40而是在图37和图38中示出。如可表明，其基本结构与图28-33中出现的模块相似。在各个实施例中，模块40的中心主体45限定开口45a，以用于定位弹簧60₁的制动元件，其具体限定在上部形成物51与其中限定用于与电路15进行接口的电线(下面通过50₁所表示)的连接的通道50₂的区域之间。再次优先地，在开口45a的至少一侧，中心主体45的上部面具有凸起45b，其执行保持环80(图34)的制动的功能。

为了便于组装，屏蔽70插入主体10a的空腔H中，其底部壁72面向底部壁21(如在图39中)，其方式是使得光学形成物31的上部附加物35穿入屏蔽本身的框状结构74的通道74a中，以及屏蔽的中间壁74b穿入形成物31本身的中间空腔32中。紧随屏蔽70的定位之后，如在图40中可看到，开口22保持为外露(经由屏蔽72a的开口)，如同样的主体10a的底部壁21的凹口或底座30a以及光学地点30可能的其他部分；此外，横向开口74c设置成面向光学形成物31的倾斜光学表面33a和34a。

电路15则经过开口22插入，以及模块40装配在形成物31上，如先前所述并且如在图41中可看到。固定可使用与先前所述相同的类型并且通过60所表示的弹簧来执行。备选地，定位在模块40的上部形成物51上的是弹簧60₁，其具有与先前通过60所表示的形状略有不同，但是具有基本上相似的结构和功能，以及上述弹簧则经由环80来阻挡到位，如在图42中可看到。随后，模块40经由电线50₁来连接到电路支承15，如先前所述并且如在图43中可看到。

如已所述，塑料组件70执行针对环境光(其可从装置10和/或光学模块40外部的任何光发射所获得)的屏蔽的功能。在给定质量光学传感器的操作原理基于光学辐射的检测的情况下，具有“杂散”环境光(其照射液体溶液和/或光电检测器44a、44b)的可能性可干扰测量。这个条件可例如对按照本发明的装置在透明或者透光贮存箱上的应用发生，或者如果装置10的整个主体10a由光发射可穿透的材料来制成：环境光因此能够经过贮存箱的壁和/或主体10a的部分来照亮流体和/或光电检测器44a、44b，并且因而干扰测量。安装在主体10a内的塑料屏蔽70实现例如免受环境光的屏蔽，由此消除因环境光引起的扰动的任何风险。

图44表示弹簧60₁的可能实施例。又在这种情况下，弹簧的结构包括中心部分61，从其中的分叉是两个相对支臂62，其端部成形用于设置在模块40的横向主体46、47(参见图37-38)的外面的对应底座46a、47a中的啮合。优选地，这些端部62a是弯曲的，还使得它们能够在组装期间在沟槽46a和47a中滑动。

在这种情况下，优先地，中心部分61具有孔或开口，其剖面基本上对应于平面图中通过模块40的上部形成物51并且通过光学形成物31的上部附加物35所限定的外剖面(应当注意，在这个实施例中，模块40的主体45的通道51a—图37-38—和上述附加物35按照使得附加物横向在适当程度上凸出超出形成物51的外剖面的方式来配置：参见图41供参考)。此外，在弹簧60₁的中心部分61的一侧(在这里为前侧)上凸出的是制动元件61b，在这里采取朝下弯曲的翼片的形式，例如齿。

图45中表示的是保持环80的可能实施例。在优选实施例中，环80基本上是簧环(Seeger)，即，具有一般平坦配置的环—优选地由金属、极优选地由弹性钢所制成，其圆周不是完整的，以及在其两个端区域，限定孔以供插入其施加和去除的适当工具(例如簧环(Seeger钳))。在所示情况下，按照完全发明的特性，环80的至少内部剖面基本上再现弹簧60₁的开口61a的剖面的部分，和/或与平面图中的上部形成物51以及上部附加物35的上述外剖面的部分互补，因此呈现具有两个相对凸起或凹口80a的基本上圆形剖面。在一端，在对应孔之外，环80限定棘爪凸起或底座80b。优选地，此外，环的另一端(其配备有孔)限定外对比表面80c。凸起或底座80b和对比表面80c的至少一个限定环80的防旋转部件。

再次应当注意，具体从图40，在本发明的各个实施例中，形成物31的上部附加物35如何存在于其上部端区域和其外侧横向凹口，通过35a所表示(又参见图79仅供参考)。

如已经指出，弹簧60₁执行与先前所述相同的功能，但是在给定它被环80所阻挡的情况下，它不是经由光学模块40的形成物51上的干涉配合来安装。图46-48强调弹簧60₁和对应保持环80的组装的可能序列。

在光学形成物31上装配模块40(优选地以屏蔽70的结构74设置在其之间)之后，弹簧60₁在模块上装配，使得形成物51以及附加物35的凸出部分插入其中心开口61a(参见图44)，如在图46中。此外，通过这个插入，弹簧的元件61b在光学模块40的中心主体45的开口45a中啮合，由此具有防止弹簧60₁的旋转的功能。

然后，装配在形成物51和附加物35上的是处于其角位置(其实现插入)的环80，如在图47中。实际上，在环80的这个角位置，其两个凸起或凹口80a(图45)处于与附加物35对应的位置；即，环80的内部剖面对应于通过形成物51并且通过附加物35所限定的外剖面的部分。随后，例如通过利用环80的两个孔并且使用一对正常簧环钳，使环本身按照如下方式转动：使得簧环钳啮合附加物35的横向凹口35a(参见图40)，并且直到其棘爪凸起80b和对比表面80c遇到凸起45b(其在模块40的主体45的上部面上限定)。这个最终阻挡状况在图48中强调。

参照图44-48所述的钳制系统实现弹簧的总体尺寸的减小，并且避免采用机械干涉配合对其的固定(其可引起制成形成物31和/或51的塑料材料的故障或损坏的可能问题)。弹簧的这种类型的固定与通过70所表示的类型的光学屏蔽的存在无关，并且还能够用于本文所述的其他实施例(其设想基本上通过40所表示的类型的光学模块和/或其他装置的使用)中。如已所述，另一方面，大体上并不排除在图34-48的装置中也使用参照先前附图2-33所述类型的弹性固定元件。此外，所述类型的屏蔽(其也具有与所例示的形状不同的形状，但是具有相同用途)可用于本文所述的全部实施例中。

在本发明的各个实施例中，光学模块的固定元件配置用于通过其角移动相对光学形成物来固定到位。参照图49-60来描述这种类型的可能实施例。又在这些附图中，与先前附图相同的参考标号用来表示与所述元件技术上等效的元件。

如在图49-50中可看到，在各个实施例中，提供模块40的横向主体46₁和47₁，其在至少一个横向区域具有引入线表面46c、47c，例如倾斜表面或弯曲表面，其朝向主体本身的上部面延伸。优先地，引入线表面46c被限定在主体46₁中与限定在主体47₁中的引入线表面47c相对的位置。此外，光学模块40按照与参照先前实施例所述基本上相似的方式来得到，其中中心主体45在上部限定形成物51以及在底部采用通孔开口51a来限定形成物52。又在这种情况下，端子50优选地在很大程度上嵌入主体45的塑料材料，并且在相应端区域具有与主体45的通道50₂对齐的焊料焊盘或孔。

在优选实施例中，限定在主体45的至少一个边缘—在这里为前边缘—的是定位凹口45a₁，其功能在下面将显而易见。另外，具体关于附加物35的上部端区域中的横向凹口35a的存在，地点30或光学形成物31(图58-59)与参照图32-44所述的相似。

又在这种类型的实施例中，模块40装配在形成物31上，其中具有与先前所述形态相似的形态，但是固定经由具有不同配置的弹性阻挡和/或定位元件来得到，其可能的实施例在图51中可见，其中上述弹簧元件在整体上通过60₂所表示。

又在这种情况下，弹性元件60₂具有中心部分61，其配备有通孔61a和两个弹性柔性相对支臂62。优先地，这些支臂62的远端62a被弯曲或者在任何情况下成形，以便促进它们在主体46₁和47₁上具体沿角或旋转方向的滑动，如下面进行描述。部分61成形为使得在孔61a内的相对位置、优选地在与支臂62的位置对应的位置来限定两个柔性翼片61c。翼片61c(在这里具有基本拱形配置)各自按照孔61a的剖面的部分，这个剖面还在直径相对位置(其各自基本上处于每个翼片61c的自由端)提供一对加宽部分。优先地，此外，从中心部分61的分叉是附加物61e，其一般在支臂62的横向或者与支臂62垂直。弹性元件60₂(与先前所述相似)优先地由金属制成，开始于冲裁和变形条带。

如在图52和图53中可看到，元件或环60₂装配在模块40的形成物51上以及附加物35的凸出部分(其在形成物的侧面凸出)。这通过加宽部分61d(其在这个步骤中是与上述附加物对应的位置)的存在被允许。随后，弹簧按照如下方式来转动(如在图53-57中观看，沿逆时针方向)：使得首先是弹簧的孔的边缘—图54—以及然后是翼片61c的边缘—图55—穿入附加物35的凹口35a中(又参见图58-59)。在角移动的某个点，弹簧的支臂60的自由端开始干扰引入线表面46c和47c，如在图55中可看到。如已所述，支臂62的端部62a优选地弯曲或成形为促进滑动和/或防止任何粘附：在该示例中，这些端部基本上弯曲以形成C。

弹簧60₂的角移动的进行则通过倾斜或弯曲引入线表面46c、47c(其在这个步骤中用作斜道)的存在而被允许，其中弹簧的端部62a能够在主体46₁和47₁的上部面上一直滑动，如在图56中可看到。这样，支臂60的弹性弯曲发生(即，其预加载)，这将主体46₁和47₁并且因此将模块40作为整体推进到对应形成物31上：光学过滤器43—并且因此主体46₁—被弹性压靠倾斜表面33a，而主体47₁的下部附加物47b被弹性压靠对应对比37(参见58)。

当弹簧60₂的两个支臂62的端部62a处于主体46₁和47₁的上部面的基本上中心位置，即，弹簧60₂处于附加物35的凹口35a中的正确位置，翼片61c的端子端区域在任何情况下被啮合，以及在正面从弹簧60₂分叉的附加物61e与凹口45a₁对齐，如在图56中可看到。弹簧则可通过在将附加物61e啮合在凹口45a₁的意义上引起附加物61e的塑性变形，如在图57中可看到。随后，电路支承15能够插入对应开口22(图52)，如在图58-59中可看到。然后，光学模块40能够经由电线50₁电连接到电路支承15，如在图60中，其中具有已经描述的形态。

当然，参照图49-59所述的固定系统还能够用于本文中对按照本发明的装置所述的其他实施例中。

在至此所述的实施例中，光学模块40的光学辐射的发射器42和接收器44a-45a设置在与对应支承主体46或46₁和47或47₁的下部面的位置。但是，在各个实施例中，相对配置是可能的，即，其中具有在上述支承主体的外面的发射器和接收器。这种类型的可能实施例参照图61-71来描述，其中与先前附图相同的参考标号用来表示与以上所述元件技术上等效的元件。

在这种类型的各个实施例中，所使用的发射器和接收器电子组件具有通常称作“反欧翼”的相应封装。这种可能性能够有利地用来将(例如先前通过43所表示的类型的)空间过滤器直接集成在光学模块40的结构中，从而在对应支承主体46、47的外面组装发射器42和/或接收器44a-44b。模块40的操作原理相对上述版本没有变化，以及光学传感器的基本元件优选地甚至对略微不同形状也保持已经描述的相同特性。所使用的弹簧可具有先前通过60所表示的类型。

如在图62-63中具体可看到，模块40的结构与先前所述基本上相似，即，其中中心主体45和横向主体—在这里通过46₂和47₂所表示—在导体48、49和端子50上二次模塑。在所例示的情况下，中心主体45的下部形成物(在这里通过52₁所表示)相对先前版本经过少许修改，但是在任何情况下通过横向壁52a(其设计用于与光学形成物31的对应中间空腔的耦合)的存在来区分。为了实现形成物31上的居中和搁置，先前所示实施例的壁52b通过凸起52b₁并且通过设置在壁52b₂(其从主体45的下部面朝下垂直延伸)上的同源轴向肋条来取代。壁52b₂(其可具有使得其下部边缘搁置在主体10a的空腔H的壁21上以便组成模块40的支承的高度)有利地还执行免受环境光的后屏蔽的功能，因为主体45-47优选地由暗物质或者在任何情况下由可见光和/或预定义波长的光学辐射不可穿透的材料来制成。

横向主体46₂和47₂配备有通孔开口46d和47d，以便实现光学辐射的通过，如具体在图63中可所示。按照完全自主发明的一个方面，主体46₂或至少开口46d还执行先前所述空间过滤器的功能；即，模块40的主体46₂限定至少一个通孔开口或孔(优选地为圆形或者形状像狭槽)，其过滤和选择或集中发射器42所发射的光束。

主体46₂和47₂的上部表面上的电子组件42和44a-44b的组装需要在弹簧60施加其压力的区域中引入保护表面。为了防止弹簧60直接对上述电子组件施加力，在各个实施例中，使用保护元件(整体上通过图61中的90所表示)，其能够有利地还执行针对环境光的屏蔽的功能。因此，弹簧将对保护元件61并且间接地还对模块40施加力。应当注意，由于空间过滤器43不再存在，所以还优选的是确保横向主体46₂和形成物31相互压靠，以便始终保证组件的正确定位：为此，主体46₂的下部附加物46b(参见图63)和对应定位元件37配置用于相互压靠和/或限定相互定位(参见例如图70)。

保护元件或屏蔽90的可能实施例在图64中可见。参照所示示例，屏蔽具有优选地是黑暗的或者光不可穿透的塑料主体91，其具有一般开放环形形状—在这里近似为椭圆，其中限定的是底部壁92和周边壁93。从底部壁92升高的是前壁94，其在装置的组装条件下位于发射器42和接收器44a-44b的定位区域前面，其方式是使得产生针对环境光的前屏蔽。屏蔽90成形为使得限定在相对位置中一般倾斜的上部附加物95，其在外表面上限定用于弹簧60的相对支臂的端部的底座95a。附加物95成形为使得限定一种底座，以用于包含和保护发射器42和光电检测器44a、44b，如下面将显而易见。底部壁92成形为使得限定轴向通道，以用于在对应形成物31上安装了模块40之后在屏蔽90的位置中安装。为此，周边壁93还具有中断93a。

在屏蔽90的使用情况下，优选的是在给定弹簧60对其上施加其自己的压力的情况下在空腔H的底部壁上设置用于屏蔽本身的至少一个定位或对比元件。在所表示的情况下(具体参见图65和图66)，为此而提供至少一个定位元件21a(其通过从空腔H的底部21升高的壁所组成)，上述壁21a在这里具有弯曲形状，与屏蔽90的周边壁的外剖面的部分对应。周边壁93的剖面的相对部分(其在这里包括通过中断93a所分离的两个伸展)顺从空腔H的周边壁20的剖面：这样，屏蔽90能够定位在元件21a与周边壁20之间。此外，在所示示例中，在空腔H的底部壁21，还在地点30的相对端部限定了用于屏蔽90的其他对比元件21b。

为了便于组装，模块40以与先前已经描述形态相似的形态来装配在形成物31上，如图65-66中示意表示，此后定位在主体10a的空腔H内的是屏蔽90，如图66和图67中示意表示。屏蔽90的周边剖面中的中断93a的存在针对实现或促进模块40的固定之后的屏蔽的组装。

在屏蔽90的组装之后，模块40能够经由弹性元件60来固定到位，如在图68中可看到，并且然后电路15定位在对应底座22中，以及连接经由电线50₁进行，如在图69中可看到。有利地，导线50₁能够在导线到主体10a的固定之前焊接到模块40，和/或端子50可包括咬接类型和/或绝缘刺穿类型的电连接。

组装条件在图70和图71所提供的部分显而易见。具体来说，从图70应当注意，主体46和47的下部凸起46b和47b插入相应定位底座37和/或压靠对应对比元件，以便相对形成物31的倾斜表面33a和34a保证主体46₂和47₂并且因此保证发射器42和光电检测器44a、44b的准确定位。由于导体48、49(其将主体46₂和47₂连接到中心主体45)的柔性而使定位的准确性是可能的。模块40由于弹簧60而保持到位，弹簧60的带翼片的孔采用干涉在形成物51上和附加物35的外部啮合，从而对屏蔽90并且对模块40施加推力。屏蔽90按照上述方式定位在元件21a、21b(图65-66)与空腔H的周边壁20之间，并且由于弹簧60的支臂62而保持到位，其在屏蔽的附加物95的外部底座95a(参见图64)中啮合。如可理解，在组装条件下，屏蔽的附加物95开始执行发射器42和光电检测器44a、44b的保护的功能。

关于液体溶液的质量的检测的图61-71的装置的操作与先前实施例相似。

在至此描述的实施例中，空腔H的底部壁21与主体10a的部分12整体形成。在各个实施例中，另一方面，装置10的主体或壳体10a以及具体来说其底部壁21可包括密封地相互关联的不同部分，以及具体来说是集成光学模块的定位地点30的部分。这种类型的实施例参照图72-78来描述，其中与先前附图相同的参考标号用来表示与所述元件技术上等效的元件。

图72-78中表示的是按照本发明的装置的主体或壳体包括液位传感器的至少一个第一主体(例如通过10a所表示的主体)和光学传感器或组合件的第二主体(例如通过101所表示的主体)(其优选地采用至少一个另一主体或者密封元件的插入和/或经由焊接或胶合按照密封方式相互关联)的示例。可能地，至少一个另一主体或密封元件在液位传感器的第一主体10a与光学传感器或组合件的第二主体101之间的至少一个上二次模塑。

在各个实施例中，至少上述第一主体由热塑聚合物(例如HDPE)或热固聚合物(例如环氧树脂)来制成，而上述第二主体由热塑聚合物(例如PSU或COC)来制成；上述另一主体优选地由弹性压缩聚合物来制成。在电路支承15上(具体在其部分15a上)至少部分二次模塑的第一主体的情况下，优选地使用热固材料或聚合物(例如环氧树脂)。

在各个实施例中，因此有可能产生用于测量液体物质或溶液的浓度(或其他特性量)的光学组合件，作为与主体10a分开和无关的组件，以便在主体10a的穿通底座中耦合。备选地，还有可能产生一种光学感测组合件，其具有限定执行先前通过12所表示的外壳和/或组装部分的功能的一部分的主体，具有包含和/或固定液位传感器的主体的不同版本的穿通底座，或者再次提供光学组合件的主体，其限定与先前通过14所表示类型相同的类型的壳体，以便接纳负责液位测量的电路板15的至少部分。

这样，同一个光学测量组合件可用于按照本发明的液位测量装置中(反过来也是一样)，其由材料制成，和/或具有尺寸和/或配置(其与至此所示的不同)，并且可与具有与至此所示形状不同的形状的电路进行接口。这种类型的解决方案的实质优点在于，制成两个部分(即，装置的主体(10a)和光学组合件的主体)的材料可能是不同的：例如，对于限定定位地点30的光学组合件的主体，例如可使用透明材料，例如其设计成得到更好的光学特性，而对于传感器装置的主体，可使用不同材料、甚至不透明材料，例如设计成得到更好的机械特性的材料。此外，考虑将光学感测组合件与装置的主体并且与对应电路分离的可能性，有可能将其他不同技术或方法用于产生两个部分。例如，装置的主体10a可在电路15的至少部分15b上二次模塑，并且然后可关联到主体10a的是光学感测组合件，其上部分模塑主体。

在各个实施例中，光学组合件的主体由热塑材料(具体为PSU)来制成，而传感器装置的主体优选地由热固材料或树脂来制成。

参照例如图72-73，在各个实施例中，主体10a在其底部壁21具有底座或通孔开口21c，在其上，不同光学测量组合件(整体上通过100所表示)设计成密封地安装，其中这个组合件100的主体可提供具有与上述开口21c基本上互补的形状的一种插头或插入物。在其他版本中，组合件100的主体至少部分包含在盲底座，例如具有与开口21c相似的形状，但是配备有对光学辐射是透明的底部壁。

组合件100在图74-75的不同视图中可见。组合件100具有相应主体101，其优选地具有圆形形状或者具有至少部分弯曲的剖面的形状。备选地，底座或开口21c的剖面以及主体101的相应剖面可具有椭圆或卵形形状或者具有线性伸展和弯曲伸展的形状(例如具有圆角的多边形剖面)。

主体101至少部分由对光或者对光学传感器的操作光学辐射是透明的或者在任何情况下是上述光或辐射可穿透的或者设计用于对上述光或辐射的扩散和/或反射和/或折射的材料来制成。主体101具有周边壁102(其优选地限定凸缘部分)和底部壁103(其在安装条件下暴露于贮存箱1中含有的物质)。在所示示例中，底部壁103的外侧处于相对周边壁102(图75)的下部边缘凹进的位置，以便甚至在最小液位的条件下也有利于物质的累积或者其存在，但是这并不组成必需的特性。

在各个实施例中，在其上部部分，具体来说在其周边壁，从主体101升高的是优选地采取弹性柔性齿形式的啮合元件104，其从主体本身的上部面凸出，以供啮合在主体10a的开口21c。优先地，此外，沿周边壁102所限定的是用于环形密封元件105的底座102a，如在图76中清楚可见。啮合元件104可与密封元件105结合限定密封固定，或者可在生产步骤期间提供临时固定，最终固定和/或密封则例如经由主体101与10a之间的焊接或胶合或树脂接合按照另外某种方式来得到(例如激光或振动焊接或者通过主体101与主体10a之间的至少一个的材料的熔合的焊接)。

在主体101的顶部面(即，其壁103的内侧)存在的是定位地点30，包括光学形成物31，其上安装光学模块40，地点和模块可能基本上按照先前所述和/或所示的实施例的任一个(具体来说是为经由电线的连接预先布置的实施例)来得到。备选地，可设想经由可能咬接类型的电连接器的连接或者经由与先前参照图5-18所述端子相似的但是具有不同形状的端部的端子50(例如被成形用于在电路支承15的电焊盘53上耦合和焊接的端子50)(其为此目的通过通过上述弹性弯曲部分来促进，例如U形或S形或Z形部分，其补偿主体101和10a和/或模块40和电路15之间的定位的容差)的连接。

在这种类型的实施例中，优选的是使先前实施例的独立弹簧(60、60₁、60₂)由桥状元件60₃(其在开口21c的相对部分之间延伸，适合于在主体10a上安装了光学组合件100时则对模块40定位和/或施加正确压力)来取代。元件60₃优先地由塑料材料来制成，但是可能是由金属材料所制成的元件，并且相对主体10a的壁21来固定或者优选地在其内侧固定到其中。元件60₃可由具有主体10a的单件来制成，或者啮合到主体10a，或者主体10a可在元件60₃上二次模塑，以便至少包入其对应支臂的相对端部。参照例如图77，元件60₃因此还包括中心部分61，其配备有孔61a(其具有与形成物51和附加物35的平面图中的剖面全等的剖面)。从中心部分61延伸的是两个相对支臂62，其端部由具有或者关联到或者嵌入主体a的塑料材料(在这里在开口21c的直径相对点)的单件来制成。在各个实施例中，元件60₃和/或两个相对支臂62的至少一部分至少部分是弹性的；例如，其中具有由塑料或热塑材料所制成的两个支臂62的至少一个，其具有设计成实现某种弹性、具体来说以便实现对光学模块40的弹性推力的形状和/或厚度。

如可理解，组合件100通过具体经由模塑提供主体101来得到，优选地与其关联的是密封元件105。模块40以与先前所述相似的形态来装配在其形成物31上，以及组合件100则在对应底座21c中密封地安装，开始于底部壁21的外侧，其方式是使得齿104在壁本身的内侧啮合，由此保证准确密封耦合。主体101与10a之间的耦合紧随密封元件105的插入之后可具有弹性类型，其在这种情况下实现组合件相对刚性类型的可能桥状元件60₃(例如由具有主体10a的单件所制成的桥状元件)的弹性组装。

通过确保模块40的形成物51和以及形成物31的附加物35的相应凸出部分装配在桥状元件60₃的中心孔61a中来执行组合件100的定位。在安装条件下，如在图77中可看到，元件60₃的支臂62啮合底座46a和47a(图76)(其设置在主体46和47的外侧)，并且对主体本身弹性地定位和/或加压，直到它们压靠对应对比元件，又在这种情况下，利用将它们连接到模块40的中心主体45的导体的弹性：这样，保证发射器42和光电检测器44a、44b相对形成物31的倾斜表面的准确定位。随后，例如经由电线50₁进行到电路15的连接，如在图78中可看到。

如已所述，先前所述的实施例(具体来说是设想将电线用于模块与电路15之间的连接的实施例)可采用与参照图72-78所述形态相似的形态来实现，即，设想在按照密封方式施加到按照本发明的装置的主体10a的组装部分12的底部壁21的不同主体中限定对应定位地点30。

如已所述，按照可能变体实施例，组合件100的主体101可采用与所例示形态不同的形态、具体经由主体本身到对应底座21c中的焊接、胶合或驱动来固定到位。显然，主体101和对应底座21c的周边剖面不一定必须是圆形。

应当注意，按照本发明的其他可能实施例，还有可能提供光学组合件的主体(例如先前通过101所表示的类型的主体)，随后在其上二次模塑液位感测装置的主体(例如先前通过10a所表示的类型的主体)，或者反之，以便在液位感测装置的主体上二次模塑光学组合件的主体(温度传感器的壳体—例如在这里包封温度传感器19a的壳体14—可经由在光学传感器和液位传感器的主体的至少一个上进行二次模塑来得到)。在这种类型的实施例中，啮合元件(例如齿104)和/或插入密封元件(例如元件105)的提供可省略。另外，桥状元件(例如通过60₃所表示的元件)可省略，并且例如可通过弹簧元件(例如先前通过60、60₁、60₂所表示的元件)来取代。当然，这种类型的实施例(即，采用光学传感器的主体上的传感器装置的主体的二次模塑)可在本申请所述和/或所示的本发明的全部实施例中实现。

按照可能实施例，地点30以及具体来说是其形成物31可配备有其光学表面(具体是倾斜表面33a)上的衍射光栅。

在这些实施例中，光学传感器的操作原理保持不变，再次基于作为液体溶液的浓度的函数的临界角的变化。修改(其可应用于本文所述的全部实施例)在于在面向发射器的光学表面33a(即，参照图79，在通过107所表示的区域、优选地为倾斜区域或表面中)插入衍射光栅。基本结构在任何情况下相对至此所述的内容保持不变。

在入射单色光束存在的情况下，衍射光栅107产生透射光束和各种衍射光束，其中具有取决于光栅107的行间的距离与入射光的波长之间的比率的衍射角。给定相同光栅107，具有更长波长的光以比入射光线的方向要宽的角度来偏转。通过衍射光栅107，入射光线因此分解为称作衍射级或模式的各种光线。

通过在光学表面33a上(即，在面向发射器42的侧上)设置凹口和/或浮雕的有序交替(其产生优选地相互平行的一种圆齿或一系列犁沟，如图80中示意表示)(至少一些浮雕和/或凹口可能还可沿不同方向或者至少部分相互交叉延伸)，来得到衍射光栅107。当然，光栅的间距(即，凹口和/或浮雕之间的尺寸和距离)必须按照以上所述来选择。

通过分解发射器所发射的单色光线，将生成衍射光线，其将以大于或小于临界角的不同角度来照射液体/固体界面表面—即形成物31(图79)的两个部分33、34之间的壁21的外表面21₁。以大于临界角的入射角来照射界面表面21₁的衍射光线将被全反射，而具有较小入射角的光线将始终部分反射和部分折射。随着液体溶液的浓度改变，如先前所述，临界角将发生变化，并且因此两个光电检测器44a、44b上的光的强度也发生变化。由两个光电检测器所生成的电信号因此将作为浓度的函数来改变，并且通过测量两个光电检测器的信号的变化，将有可能测量浓度的变化。

在这种类型的实施例中，优选的是使发射器42具有集中、即准直类型，其中发射的发散限制到几度，优选地小于3°(在没有设想光栅107的实施例中，无需使发射器42具有准直类型)。空间过滤器43在任何情况下优选地用于更大地准直衍射光栅107上生成的光发射。在发射器42具有单色类型的情况下，衍射光线将始终具有单色类型，并且因此光电检测器44a、44b还将必须对于与源相同的单色光线(即，具有特定波长)是敏感的。

反而，如果发射器42具有多色类型，则衍射光栅107还实现光线根据波长的分离(即，分为各种颜色)：考虑操作原理，两个光电检测器44a、44b将接收具有不同波长的光线，并且因此它们将必须对不同波长的光线是敏感的。备选地，有可能使用具有不同间距的多个衍射光栅107，其设计成使得将光线始终定向到两个光电检测器上，其中具有不同波长的多个发射器42。在这些实施例中，发射器42在不同时间接通，以及所产生信号始终使用相同光电检测器来获取。

在任何情况下优选的是使用单色光源42来防止还作为波长的函数而不仅是作为液体溶液的浓度的函数的折射率的(并且因此临界角的)变化的引入。

关于衍射光栅107，各种形状显然是可能的，以便得到预期效果，包括与所例示形状不同的形状。可经由机械蚀刻或采用全息技术或者优选地采用取自微电子的微加工技术或者采用微模塑技术来得到光栅107的剖面。具体来说，连同形成物31(即，连同主体10a或主体101)从单件来模塑衍射光栅107的解决方案是优选的。在这种情况下，所使用的模具可具有模块化类型，即，具有在将要限定光栅107的点适当地表面微构造的插入物。

在各个实施例中，按照本发明的液位感测装置装配有用于检测物质的质量或其他特性的光学传感器，其操作原理基于内反射或者基于光学波导的使用。这类实施例参照图81-88和图89-97来描述，其中与先前附图相同的参考标号用来表示与上述元件技术上等效的元件。

如已知，考虑照亮光纤的输入的光源，芯与光纤的包层的材料之间的折射率的不连续性捕集光学辐射，只要这保持充分入射余角(其含有于接受光锥之内)。实际上，为了按照全反射正确起作用，光纤必须不呈现过度尖锐的曲线。通过再次考虑两个介质—即主体10a或101的塑料材料以及与主体相接触的液体物质或溶液—之间的折射率的差以及作为物质或溶液的浓度的函数的这个折射率的变化，全内反射的原理能够用于特性或浓度的测量。

最初参照图81，在各个实施例中，在主体10a的壁21的内侧，限定定位地点30₁，其与先前实施例不同地成形，并且包括用于光学模块40₁的底座31₁，其也具有与至此所述实施例不同的结构。在所示示例中并且如在图82中清楚可见，模块40₁的支承结构包括基本上板状主体41₁，关联到其下侧的是发射器42和接收器44，在这里由单个光电检测器组成。主体41₁可有利地通过印刷电路支承(例如PCB)来组成，其上设置用于电子组件42和44的电连接的导电材料48₁、49₁的通路。电路支承41₁具有相应连接元件50₃，其连接到上述通路，例如采取焊料焊盘和/或金属化通孔的形式，以供模块40₁的电连接。又在这种情况下，优先地关联到发射器42的是先前所述类型的对应空间过滤器43。按照可能备选实施例(未示出)，电路支承411还可采用与相对先前实施例所述技术相似的技术来得到；即，它可包括由电绝缘材料(例如塑料材料)所制成的主体，在电连接元件上二次模塑的可以是导电材料，其执行通路48₁、49₁和连接元件50₃的功能。

在该示例中，电路支承411具有基本上四边形形状，以及壁21的内侧上限定的底座31₁相应地成形以在其内部接纳电路支承41₁的至少部分，其中发射器42和接收器44面向壁21。显然可能的是用于底座31₁和电路支承41₁的其他形状。优选地，壁21同样限定用于底座31₁内的电路支承41₁的搁置的对比元件，这些对比元件之一通过图81中的37₁所表示。

另一方面，在壁21的外侧，主体10a限定或包括光导，其设计成将发射器42所发射的光或光学辐射尽可能扩散到接收器44。这个光导(通过图83中的31₂所表示)优先地具有一般U形配置，其两端位于壁21的内侧上被底座31₁围绕的区域。光导31₂可集成在主体10a中，例如通过单件所模塑，具体由所发射光学辐射或光可穿透的材料所制成。备选地，光导31₂可安装在主体10a中；例如，它可关联到与先前所述主体101相似的类型的其自己的主体，其优选地由塑料材料(其是光学辐射或光可穿透的)来制成，单独安装并且然后安装在主体10a上，或者在主体10a上二次模塑，其中主体10a可由不同类型的材料(例如光学辐射或光不可穿透的塑料材料)来制成。

光导31₂优选地是大量的(即，满的)，并且由适合于光学辐射的扩散的材料来制成，如先前所述，以基本上执行光纤芯的功能：如将会看到，这个光纤的包层的功能而是通过贮存箱中含有的液体溶液(其中浸入光导31₂)来执行。

模块40₁优选地插入对应底座31₁，如在图84中可看到，以便具有发射器42和接收器44组件相对光导312的两端的准确组装。在优选实施例中，为了使模块40₁的组装更加刚硬和强健，有可能设想其在底座31₁中的树脂接合和/或胶合。

又在这种类型的实施例中，电路15经过壁21的开口22来插入(如图84示意所示)，以便部分包含在对应壳体14中，并且其中电路本身的上部的部分保持在主体10a的空腔内。然后能够使用电线50₁或其他端子(其连接到设置在电路15中的孔或焊盘53)来制作模块40₁的电连接，如在图85中可看到。

如在图86中可看到，在组装模块40₁的配置中，发射器42和接收器44设置成各自面向光导31₂的相应端，其在装置1的安装条件下浸入液体溶液(要记住，在使用的实际配置中，装置10优先地设置在相对图中所示倒转的位置)。如所述，优选地关联到发射器42的是空间过滤器43，以用于改进所发射的光学辐射的集中并且使它落入光导31₁的接受光锥内。

在操作中，发射器42在光导31₂的第一端(如已所述，其优选地集成在主体10a中，即，由单件所制成，并且浸入要测量浓度的溶液中，其执行包层的功能)前面发射光。位于光导31₂的相对端前面的是接收器44，其设计成捕获发射器42所发射的光束，其通过利用内反射在光导的塑料主体内传播。

图87和图88例示具有两个不同浓度的液体溶液的两种状况。在图87的情况下，溶液具有第一浓度Conc 1，使得临界角小于发射器42所发射的光线R的入射角。光线R因此被全反射，从而以某个强度到达接收器44。因此，指配给浓度Conc 1的值的是在来自接收器44的输出的信号的某个值。图88而是强调液体溶液具有浓度Conc 2(其大于Conc 1)的情况。在这种情况下，临界角增加，并且以相同角度入射到光导31₂的材料与液体之间的界面表面的光线R将部分反射和部分折射，如图88中例示。每次在前一步骤所反射的光线照射界面表面时将跟随各种反射和折射。因此，光线R将以部分反射/折射所引起的某种衰减(即，以比与图87的浓度Conc 1对应的前一种情况下要低的强度)到达接收器44。在来自接收器44的输出所发射的信号因此将与前一种情况不同，因而实现浓度值的区分。考虑接收器44的跨阻抗、增益和响应，将得到信号A，其作为入射到接收器的强度P的函数并且因此作为流体的浓度的函数而改变，如先前所述：

A = ka * P • response * transimpedance

入射到接收器44的强度P将通过发射器42在发射光锥内所发射的全部光线的组合来给出，在光导31₂中全和部分反射。部分反射光线因此将具有在每个反射降低的强度：如果强度P不是充分高，则这些光线甚至可消失而没有到达接收器44。

如已所述，测量基于强度的检测：接收器44基于入射光强度的变化(其又作为液体溶液的浓度的函数)来改变其输出信号。

对于所述类型的实施例，质量测量系统对发射器42的操作的变化并且对组成壁21和光导31₂的塑料材料的特性的变化(其主要通过老化和温度变化所引起)是敏感的。这些因素可改变所发射光线的光强度(源的老化)或者塑料材料的光学性质(折射率并且因此临界角)，因而引起测量的误差。

因此，按照特别有利实施例，提供优选地彼此相向的附加或辅助发射器和附加或辅助接收器，其中具有没有浸入待检测流体中的至少一个参考光学元件或波导的插入；这个参考光导优先地位于空腔H中和/或位于壁21的内侧。优选地，上述参考光学元件或光导由与感测光导31₂和/或与壁21和/或与主体10a(或101)相同的材料来制成。在图85所例示的情况下，附加发射器和接收器—分别通过42₁和44₁所表示—设置在形成物37₂的相对端，其优先地限定在底座31₁与开口22之间，其中这个形成物因此提供上述参考光学元件或光导。但是，上述参考光导可配置为单独元件，其安装在发射器42₁与接收器44₁之间，或者再次通过底座31₁的壁之一(例如接近开口22的后壁)来限定。

在所示示例中，发射器42₁和接收器44₁安装在电路支承15(参见图84)上的区域中，使得紧随对应开口22中的电路板本身的完全插入之后，它们将设置成面向形成物37₂的两端。

就光线保持为普遍限制在主体10a内并且准确地限制在其形成物37₂内来说，由发射器42₁所发射并且因此由接收器44₁所接收的光线没有涉及对液体溶液的任何可能折射/反射。电子组件42₁和44₁在特性方面属于与用于测量浓度的电子组件42和44相同的系列。这样，经由上述附加组件，有可能具有对所发射以便用于归一化测量并且补偿通过主体10a和/或参考光导37₂和/或感测光导31₂的材料的老化和/或环境变化所产生的强度变化的光强度的参考。这个参考通过接收器44₁所发射的信号来组成，其将由控制电子器件用于接收器44所发射的信号的必要补偿。

应当注意，如参照图72-78所述，模块40₁、底座31₁和光导31₂以及可能还有参考光导37₂和/或对应发射器42₁和接收器44₁可属于不同单元，其可密封地定位在主体10a的壁21的对应通孔开口。

在各个实施例中，用于测量的电子组件42和44以及用于校正所进行测量的相似组件42₁和44₁也可集成在同一个光学模块中。这种类型的变体实施例参照图89-97来描述，其中与先前附图相同的参考标号用来表示与所述元件技术上等效的元件。

最初参照图89-90，通过40₂所表示的是上述类型的光学模块(即，包括组件42、44和42₁、44₁)，其设计成安装在定位地点30₂(其限定在主体10a的壁21上)。地点30₂包括形成物31₃，其包括与先前所述实施例的附加物35在功能上相似的至少两个安装部分或附加物35(其是一般平行的)。形成物31₃位于底座31₄(其限定在底部壁21中)内。在该示例中，上述底座是基本上C形的，并且通过较大壁和两个侧壁(其从壁21的内侧凸出)来限定。同样从壁21凸出的是另一壁31₅(在这里与底座31₄的较大壁一般平行)，其在模块40₂的组装条件下设计成设置在辅助发射器与辅助接收器之间，如下面阐明。模块40₂设计成通过一般环形阻挡和/或定位元件60₄(其配备有中心带翼片的孔)来固定在形成物31₃上。在各个实施例中，模块40₂以与参照图2-26所述形态相似的形态(即，利用模块本身的弹性柔性端子)电连接到电路支承15，或者采用导线或者按照如先前所述的其他方式来连接。

模块40₂及其结构41₂的可能实施例在图91-93中示出。模块40₂的承载结构41₂基本上由塑料材料所制成的基本上C形主体来组成，即，包括中心上部壁45₃以及在其两端与中心壁垂直的两个侧壁46₃、47₃或者相对中心壁45₃倾斜的可能的壁46₃和47₃。这个主体在连接端子50(其与图2-26的端子50在功能上相似，优选地至少部分是弹性柔性的，设计用于到电路15的连接)上二次模塑。结构41₂的主体同样在导体48₂和49₂—其在壁45₃的下侧是部分可访问的—上二次模塑，以用于发射器42和/或接收器44的电连接以及到端子(其在壁46₃和47₃的外侧是部分可访问的)的连接，以供辅助发射器42₁和辅助接收器44₁的连接(图91中，用于发射器42₁的导体之一通过48₄所表示，用于接收器44₁的连接的导体具有基本上相似的布置)。

设置在中心壁45₃的上部面的是具有对应通孔开口51a的形成物51，而设置在其下部面的是具有对应壁52a的形成物52，如同先前所述的各个实施例中一样。辅助电子组件42₁和44₁安装在壁46₃和47₃(其有意配备有通孔46_3a和47_3a)的外侧，孔46_3a被提供用于发射器41₁基本上执行空间过滤器的功能。电子组件42和44安装在壁45₃的内侧。优选地关联到发射器42的是例如先前通过43所表示的类型的对应空间过滤器。

此外，优选地，中心壁45₃的上部面具有用于阻挡元件60₄的两个定位凸起511，其剖面限定能够与上述凸起511啮合的凹口。

如可注意，如与图81-88的版本相比，辅助发射器42₁和辅助接收器44₁(其被提供以用于补偿发射器42和主体10a的塑料材料的老化)安装在模块40₂(其也携带主感测发射器42和主感测接收器44)上。

在所例示的情况下，模块40₂优选地通过柔性端子50来连接到电路15，但是有可能使用也具有刚性类型的其他连接。阻挡元件60₄可以还利用对应定位凸起51₁在模块40₂的上部形成物51上预先组装。电路然后插入壁21的开口22，如图94中示意所示，直到模块40₂开始搁置在底座31₄上，如图95和图96中示意表示。在这个步骤，形成物313的两个附加物35穿入通孔开口51a中，以及模块的下部形成物52的壁52a穿过两个附加物(参见图96)之间，其中阻挡元件60₄的中心孔的一些翼片对附加物35的外侧施加必要握持。

在这样组装的条件下，又如在图97中可看到，设置在发射器42₁与接收器44₁之间的是壁31₅(或另一适当成型壁)：由发射器42₁所生成的光线到达接收器44₁，经过壁31₅，因而产生参考信号。

这样，如先前所述，有可能具有用于补偿因主发射器42的老化引起的光强度的可能变化的参考。如已所述，实际上，发射器42和42₁属于相同系列。此外，由于壁31₅的存在，入射到接收器44₁的光线是主体10a的塑料材料所引入的折射的函数。这样，如参照图81-89所述，因塑料材料的老化引起的折射率的变化需要折射光线的强度的变化并且因此需要接收器44₁上的(即，后者所发射的信号的)光强度的变化。然后考虑作为参考的辅助接收器44₁的信号，有可能补偿材料的性质的变化和/或因其他环境因素或使用条件引起的变更。

图98中例示的是用于到对应接口电路(在这里通过液位感测装置10的电路支承15所表示)的连接的模块40₂的可能电气图。如可注意，端子50优选地使得有可能具有作为输入和输出信号的发射器42和发射器42₁的电源电平Vcc、接地GND以及与两个光电检测器44和44₁对应的两个电压信号A和C。这些信号A和C被发送给电路支承15以供控制器MP(又如图99中示意表示)内的数值处理，和/或经由电连接器13a、16来发送给外部电路。

因此将会理解，在各个实施例中，按照本发明的装置的至少液位传感器和光学传感器(以及在被设想时优选地还有至少一个温度传感器)具有共同电连接器(在这里通过连接器13a、16所表示)。

同样，按照各个实施例，液位传感器和光学传感器(以及可能还有至少一个温度传感器)共享电路布置的部分以及具体来说是至少其电子控制器MP，其因此将配置用于管理两个(或三个)不同传感器的操作。同样，优先地，同一个电路—在这里通过电路15所表示—确定液位传感器和光学传感器的连接的至少部分，和/或光学传感器的发射器和接收器以及液位传感器的感测部件—在这里通过电极J所表示—连接到同一个电路。

图99中而是例示包括模块40₂的质量光学传感器的操作的框图。在这个图中，通过Vcc所表示的是发射器42和42₁的低压电源，块OG表示通过光导31₁和壁21的对应部分所限定的光学几何结构，以及块OR表示设置在发射器42₁与接收器44₁之间的主体10a的部分31₅。如可注意，来自接收器44和44₁的输出处的电压信号A和C通过调节电路CC来处理，以及调节信号A1和C1到达微处理器MP的对应输入，其—通过校正作为信号C1的函数的信号A1—生成表示溶液的浓度或者另外某种特性的值或者物质的类型的信号S。又在这种情况下，组件CC和MP优选地位于电路板15上，其中微控制器MP管理液体溶液的液位感测和质量感测。图99的框图当然对于参照图81-88所述的实施例适用。

图89-99的质量光学传感器的一般操作也与参照图81-88所述相似，具体来说是关于发射器41和接收器44与光导31₂的结合使用(具体参见与图87-88有关的描述部分)。

显然，来自地点30₂、形成物31₃、底座31₄和壁31₅之中的每一个可具有与所例示形状不同的形状，只要其功能被保持，以及代替柔性端子50，可使用具有先前通过50₁所表示的类型的电线。

在各个实施例中，配备按照本发明的装置10的光学传感器将其操作至少部分基于光学折射定律，以及具体来说基于从固体到流体(具有相互不同的折射率的两个介质)的通道中的光线的折射并且基于折射率对流体浓度的变化。如通过物理学并且通过斯涅尔方程已知，给定入射光线的相同入射角，流体的折射率—其如上所述表示浓度—的变化需要经过流体所折射的光线的角度的变化。通过恰当预先布置用于接纳光学辐射的元件，因而有可能检测折射光线的入射位置，并且因此测量流体的浓度和/或特性。

这种类型的实施例参照图100-111来描述，其中与先前附图相同的参考标号用来表示与所述元件技术上等效的元件。

最初参照图100，在这种类型的实施例中，提供定位地点30₃，其包括形成物110(其从壁21朝向主体10a的空腔H的内部升高)。形成物110包括成形壁，其优选但不一定经过空腔H延伸，并且在顶部具有用于光学模块40₃的定位元件。在该示例中，这个模块40₃设计成搁置在形成物110的上部表面，其优先地限定至少一个上部附加物110a，并且极优选地限定模块40₃的横向对比元件110b，如在图105和图106中可看到。

在这种类型的实施例中，设想将成形光学插入物用于光线的传播，整体上通过120所表示，至少部分由透明材料或者传感器的操作光学辐射可穿透的材料(例如与壁21相同的材料)所制成。光学插入物120设计成包含在对应底座中，通过130所表示，基本上由底部壁21的一部分来组成，其成形为使得限定从壁本身的主平面凸出的空腔，如在图101中清楚可见。如在这个图101中可注意，限定底座130(其将要浸入液体溶液中)的部分包括两个外表面130a、130b，其相互之间成角度。在该示例中，两个表面130a和130b之间形成大于90°的角度。

插入物120在图102和图103的不同视图中表示，优选地经模塑和/或由塑料材料所制成。插入物120的主体具有主壁121，其优选地是平面，并且配备有设计用于与形成物110的附加物110a耦合的通孔121a。优先地在壁121的上部侧凸出的是用于光学模块40₃的定位的附加物121b。

在壁121的下侧，凸出用于光的传输的两个元件122和123，其各自在远端具有倾斜表面122a和123a，优选地倾斜大约45°。此外，优选地，插入物120的主体同样限定两个外壳或底座122b和123b，其在壁121的上部侧开放，各自处于与相应传输元件122和123对应的位置。插入物的主体优选地由单件制成，包括传输元件122和123。如将会看到，底座122b和123b设计成至少部分包含光学模块40₃的发射器和接收器。优先地，传输元件123具有例如基本上矩形的延长截面（在给定对应倾斜表面123a设计成接收入射光线的情况下），其位置可作为液体溶液的浓度的函数改变—沿表面123a的纵向。传输元件122在该示例中具有圆形截面。

底座130(图100-101)设计成在其内部接纳传输元件122和123的至少部分，并且因此相应地成形，和/或具有至少部分互补形状，其中优选地底座130的至少一些内壁设置成面向或耦合到传输元件122和123的至少一些表面。

参照图104，光学模块40₃具有结构41₃，其包括基本上板状支承主体，其优选地由印刷电路支承或PCB所组成，其具有两个通孔开口41_3a和41_3b，以分别用于形成110的附加物110a和插入物120的附加物121b。

关联到结构41₃的下侧的是光学辐射(优选地为可见辐射)的至少一个发射器42₂和至少一个接收器44₂。发射器42₂例如可以是发光二极管。在优选实施例中，接收器44₂是CMOS阵列类型的接收器，包括各自由光电检测器所组成的单独像素的线性或二维阵列。结构41₃包括用于组件42₂和44₂的电连接的适当元件，为了清楚起见而未示出，其包括例如由导电材料和金属化孔所制成的通路，以用于上述组件的端子。按照可能备选实施例(未示出)，结构413还可包括主体，其由电绝缘材料(例如塑料材料)所制成，在由导电材料所制成的电连接元件(其执行上述通路和孔的功能，即，使用与相对先前实施例所述技术相似的技术)上二次模塑。

在优选实施例中，模块40₃与装置的电路支承15的电连接通过平坦电缆(例如在图100-101中通过50₄所表示)来得到，在这种情况下，电路15将优选地装配有连接器或通路和/或导电焊盘以用于连接。显然，按照先前所述，还有可能提供经由独立柔性端子或电线或者具有其他连接的连接。当然，平坦电缆也可用于先前所述的各个实施例的光学模块的连接。

为了便于组装，光学插入物120安装在主体10a上，如在图105中示意表示，具体来说其方式是使得其壁121的下侧开始搁置在形成物130的上部表面。在这个步骤，必须留意查看插入物120的孔121a装配在形成物110的附加物110a上。在安装条件下，如在图106中可看到，形成物110的上对比元件促成插入物120的正确定位。但是，在这个条件下，插入物的元件122和123插入对应底座130，具体来说其中具有在与底座130的外表面130b(参见图101和图109)相对的位置中的元件122的倾斜表面122a以及在与底座130的外表面130a(参见图101和图111)相对的位置中的元件123的倾斜表面123a。

随后，具有预先组装的模块40₃的电路支承经过主体10a的底部壁21的开口22来插入，直到模块本身开始搁置在插入物120的上部侧。为了便于定位，光学模块的结构的孔41_3a和41_3b还分别耦合到形成物110的附加物110a以及插入物120的附加物121b，如在图107中可看到。此外，在这个条件下，发射器42₂和接收器44₂定位并且至少部分包含在插入物120的对应底座122b和123b(参见图109和图111)内。

在这点上，模块经由基本上具有通过60₄所表示类型的固定环来固定到位，其带翼片的孔采用干涉啮合在附加物110a上。环60₄优选地还作为弹簧进行操作，从而实现模块40₃和光学插入物120的定位和/或可能组装容差的恢复。

如可理解，至少附加物110a和孔121a与可能对比元件110b结合提供用于插入物120相对形成物110的定位和居中的部件，而附加物110a本身和插入物120的附加物121b与孔41_3a和41_3b提供模块40₃相对形成物110和插入物120的定位和居中部件。

插入物120设计成还经过主体10a、具体经过对应底座130的壁130a和130b并且还经过壁所浸入的液体物质将发射器42₂所生成的光线传播远至接收器44₂。插入物的光学表面122a和123a因此设计用于按照正确方式(还考虑空气与塑料材料之间的界面)来反射光线。同样，底座130以及具体来说其外表面130a和130b设计用于此目的，以便在塑料材料与液体溶液之间的界面反射光线。

光学传感器的操作在图109-111中例示。最初参照图109，光线R由插入物120内(具体是其元件122内)的发射器42₂来发射，直到它照射倾斜45°的光学表面122a，其表示固体与空气之间的界面。为此，发射器42₂优选地具有准直类型，以得到沿感兴趣方向的高度集中发射。

光学表面122a优选地设计和倾斜以用于在固体与空气之间的界面产生全反射，其中具有相对入射光线R的90°的出局光线R1。元件122与底座130的对应部分之间的界面表面相互平行并且与入射光线R1垂直，以及配备有适当表面抛光。光线R1在没有改变方向的情况下传播，忽略通过插入物120与底座130之间的小距离所生成的次要折射。

现在参照图110，光线R1然后照射底座130与液体溶液之间的光学表面，这个表面通过底座130的外表面130b所表示。光学表面130b设计和倾斜，其方式是使得光线R1在液体内在光线R2中朝向液体与底座130之间通过底座130的外表面130a所表示的界面的另一光学表面折射。当入射光线R2到达第二界面表面130a时，由于折射，它经过底座130的对应壁来变换为光线R3。

还考虑图111，光线R3从底座130的内部传递到插入物120，以及具体来说传递到其元件123。两个界面表面(即，塑料材料(底座130)与空气之间的界面以及空气与塑料材料(元件123)之间的界面)相互平行并且与入射光线R3垂直，使得光线没有经过任何偏转，再次假定空气中的小距离是可忽略的。光线R3照射元件123的倾斜45°的光学表面123a，被变换为光线R4，其朝向接收器44a全反射。

光线R4照射接收器44₂的线性或二维阵列，并且将点亮给定像素：这样，对液体溶液的给定浓度Conc 1将关联所点亮的给定像素并且因此关联接收器44₂所生成的信号。在光线R4点亮多个相邻像素的情况下，将有可能处理信号以定义对应平均像素或平均点；备选地，可检测关联到每个像素的不同光强度，将最高像素值看作对应于光束的中心点。

在液体溶液的不同浓度Conc 2的情况下，溶液本身的折射率发生变化：因此，如果在界面表面的光线R1的入射角保持为固定，则光线R2的角度并且因此光线R3的角度(与浓度Conc 1的情况对应)将在浓度Conc 2的情况下修改，如图110中通过光线R2’和R3’所表示。如同图111所表示的情况一样，光线R3’将变换为另一个光线(与光线R4相似)，其将垂直地照射接收器44₂，但是在与光线R4不同的点，以及因此将点亮与前一个像素(先前以浓度Conc 1所点亮的像素将改为关断)不同的像素。在光线R4点亮多个相邻像素的情况下，将有可能检测各种像素和/或对应信号强度，并且计算对应平均像素或平均点。像素的线性或二维阵列内的照明的变化实现接收器44₂上的入射光线的准确位置的标识：这样，将有可能对线性或二维阵列的像素上的照明的每个变化关联给定值，其表示液体溶液的浓度。

通过以上描述，本发明的特性显而易见，其优点也是一样。

显然，对于本领域的技术人员，可对作为举例所述的液位感测装置进行许多变更，而没有由此背离所限定的本发明的范围。

辅助或参考布置的存在针对检测装置的主体的塑料材料的至少一个特性，其例如紧随老化或使用条件而改变，要被理解为自主发明，即，不一定与例如包括发射器42、42₂和接收器44、44₂的主要光学感测布置的存在相联系或者与液位感测布置和/或温度感测布置的存在相联系。

用于检测装置10的主体的材料的特性的这种辅助或参考布置可具有光学类型(例如先前参照发射器42₁和接收器44₁(图84-89和图90-99)所例示的类型或者设计用于此用途的另外某种类型)，例如检测电容和/或阻抗或者主体(例如主体10a、14)的材料的热导率和/或电阻的变化的布置，例如用于补偿电容类型的液位传感器和/或温度传感器进行的液位感测。

如已所解释，能够由上述辅助布置进行的检测提供关于装置的主体的材料的(具体是透明或者光学辐射可穿透的材料的)状态的信息。当使用液位传感器和/或温度传感器进行的检测按照间接方式、即在设置于感测部件(例如电极J和/或温度传感器19a和19b的至少一个)与经受液位感测和/或温度感测的流体(物质或环境空气)之间所设置的壁(例如壳体14的壁)存在的情况下进行时，这种类型的信息对于补偿这些检测的用途是有用的。

例如，将会理解，上述插入壁的材料的老化和/或这种材料所经受的热应力可引起对应介电特性和/或电导率的的特性的变化，其例如当这具有电容类型时可不利地影响液位感测的准确性。同样，上述老化和/或热应力可引起所述材料的热导率的特性的变化，其中具有对物质或者贮存箱1内部的环境的温度的检测的准确性的所产生不利影响。为此，可设想热类型的参考布置，例如包括关联到同一个参考壁的不同点的至少一个电加热器和一个温度传感器，或者可提供设计成至少检测电容和/或阻抗和/或电阻的参考布置，其例如包括关联到同一个参考壁的不同点的至少两个导体或电极。

因此，按照可能实施例，辅助或参考布置甚至可配备有液位感测装置(其没有用于检测液体物质的特性的光学布置、例如电容类型的液位传感器或者基于阻抗的变化的液位传感器)，其中感测电极经由(例如上述文献号PCT/IB2015/054020、PCT/IB2015/057036和PCT/IB2015/057043中所述类型的)壁与流体隔离。

对于这种类型的应用，适当提供传感器装置的控制电子器件以用于补偿作为经由辅助布置所获取并且因此指示所述材料的特性的可能变化的信息的函数进行的检测。为此，例如，在控制电子器件的存储部件中，可例如采取表格形式并且基于经验调查来编码对应信息，其针对表达存在于所考虑的塑料材料的参考特性(例如光学性质，具体为折射率)与影响传感器装置设计进行的测量的其他性质(例如介电性质和/或电和/或热导率的性质)之间的相关性。这个信息将由控制电子器件(具体来说由电子控制器)用于进行上述测量过程中(例如液位感测步骤和/或温度感测步骤中)的必要补偿。

显然，辅助或参考布置可设置在安装它的传感器装置的主体的任何适当位置，只要—在所述类型的光学参考布置的情况下—设置在对应发射器与接收器之间的是由与其特性要被监测的材料相同的塑料材料所制成的部分。

如先前所述，用于得到按照本发明所提供的光学模块的支承和电连接结构的形态可以是不同的，并且包括例如柔性电路支承上的结构的一个或多个主体的二次模塑或耦合。

图112-116示出基于二次模塑的基本上具有图37-38所示类型的光学模块的实现的可能模式的示例。在这些附图中，与先前附图相同的参考标号用来表示与上述元件技术上等效的元件。

图112中，整体上通过300所表示的是柔性电路支承或PCB，其集成电连接元件并且优选地还集成连接端子。为此，电路支承300包括基本上膜状绝缘衬底301，其例如由至少一个聚合物来制成，例如聚酰胺或Kapton®或液晶聚合物(LCP)或聚乙烯(PE)(例如聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))。衬底301配备有例如由金属或金属合金或者添加了导电填充剂的聚合物所制成的导电通路，其形成导体48和49以及优选地还形成端子50。

在电路支承300中标识的是中心部分300₁和两个横向部分300₂、300₃。位于横向部分300₂和300₃的远端部分的是导电通路48、49的端部，其连接到光学发射器和接收器，通路的端部优选地采取焊盘的形式(未示出)。优先地，通路48、49的相对端而是位于电路支承300的中心部分300₁，具体来说位于其边缘附近，以提供端子50。在该示例中，这些端子通过具有中心开口(其与设置在衬底301中的对应通孔同轴)的焊盘来组成。

在光学模块必须配备有定位开口(与图36-37中通过45a所表示的开口相似)的情况下，衬底301具有对应通孔开口300a。在上述定位开口不是必要的其他实施例中，开口300a可省略。在优选实施例中，电路支承300的衬底301在任何情况下可提供一个或多个通道，其中一部分通过300b和300c所表示，经过其支承和/或定位主体的绝缘材料的部分(如将会看到在电路支承300上二次模塑)将穿过和固化。优先地，至少一个开口300b设置在电路支承300的横向部分300₂、300₃的每个远端区域中以及两个开口300c设置在中心部分300₁，其也是提供电支承和连接结构的中心主体中的适当开口所需的。

在各个实施例中，在电路支承300上的二次模塑的是一个或多个主体，其设计成执行先前通过45、46和47所表示的主体的功能。图113和图114例示支承和/或电连接结构41₄的情况，其包括三个上述主体45、46和47(其在电路支承300的相应区域中、具体在中心部分300₁以及在横向部分300₂、300₃的远端区域上二次模塑)。为此，如在图112中可看到，电路支承300设置在适当模具中，具有限定主体45-47的剖面所需的压印(例如，与图15基本上相似的模具，其中具有适当压印)，其中所注入的是形成主体本身所需的电绝缘材料，例如聚合物或热塑材料。上述主体因此能够模塑成使得提供先前所述的元件：例如在中心部分300₁，可限定制动凸起45b以及上部形成物51和下部形成物52，其中具有对应通孔开口51a，而在横向部分300₂、300₃，可限定底座46a、47a和附加物64b、47b。在模塑过程中，衬底3001(图112)的通道300b、300c的存在实现所注入材料还朝向与材料的注入点相对的电路支承300的正面的必要流动，和/或确保—在材料的固化之后—主体本身在电路支承300上的固体固定。在各个实施例(例如所示实施例)中，通道300c也是为了便于限定通孔开口51a所需的。优先地，在各个实施例中，为了便于将主体45、46、47的至少一个固定到电路支承300，模塑的材料设置在通道300b、300c中以及在电路支承300的两个正面的至少一部分上，和/或模塑的材料沿电路板300的边缘的至少部分设置在电路支承300的两个正面的至少一部分上。

优选地，横向主体44和47在电路支承300上二次模塑，以便在对应下部面提供至少一个通道(通过图114中的46e和47e所表示)，以便留下光学模块的发射器和接收器的定位和电连接所需的电路支承300的外露对应区域。在本文所例示类型的端子50的情况下，还优选的是使主体45的下部面模塑成使得限定还将使端子本身至少部分外露的通道(如在图114中清楚可见)，例如以促进光学模块的导线或电连接器的焊接的后续操作。

在从模具的抽取之后，结构41₄如图113和图114所表示，并且能够在其上安装发射器42和接收器44a、44b(如在图115中可看到)，其分别连接到相应导电通路48和49，以便得到光学模块(整体上通过40₄所表示)。模块40₄然后可在装置的主体的对应光学地点以先前所述形态来模塑。在这种实施例中，在横向主体46、47与中心主体45之间，保持电路支承300的外露相应部分(图116中仅通过310a所表示)，其整体上是柔性和/或可变形的。通过利用这些部分301a的柔性和/或变形性，横向主体46、47—并且因此发射器和接收器—例如因所使用的阻挡和/或定位构件(例如图20中通过60所表示类型的构件)所施加的推力而可相对地点的对应光学表面(例如表面33a、34a，图19中可见)采取正确位置，如先前所述。

当然，主体45-47可具有与所例示配置不同的配置，并且二次模塑成使得还限定薄连接部分或者任何情况下的弹性可变形部分，其在横向主体46、47与中心主体之间延伸。

在本发明的其他实施例中，一个或多个不同定位和/或支承主体关联到电路支承。这种类型的实施例在图117-119中示出，其中与先前附图相同的参考标号用来表示与以上所述元件技术上等效的元件。

最初参照图117和图118，在各个实施例中，柔性电路支承300用于便于例如参照图112-115所述的类型，集成采取导电通路形式的导体48、49和端子50。

整体上表示为41’的是单个主体，其中标识三个上部半体，具体来说是中心半体(通过45’所表示)和两个横向半体(通过46’和47’所表示)，其用于提供支承和/或定位主体(下面通过45、46和47所表示)的上部的部分。在该示例中，横向半体46’和47’经由至少一个连接部分160(其具有较薄和/或柔性配置)来接合到中心主体。三个半体45’-47’的上部面形成为使得限定必要功能元件。例如，参照图117，半体45’限定制动凸起45b、上部形成物51和孔50₂以及通孔开口的相应部分(在这里通过45a’和51a’所表示)。半体46’和47’而是限定对应底座46a、47a和附加物46b、47b。

反而，通过45”、46”和47”所表示的是相互不同的三个下部半体，其用于提供支承和/或定位主体(下面通过45、46和47所表示)的下部的部分。在这个方面，例如在图118中可见，下部半体45”限定形成物52以及必要通孔开口的相应部分45a”和51a”以及开口170，以便使端子的部分外露。下部横向半体46”和47”而是基本上采取框的形式来配置，各自限定相应通道46e和47e。

在各个实施例中，上述支承和/或定位主体(即，半体45’-47’以及形成它们的45”和46”)由聚合物(例如热塑或热固材料或树脂)制成。优选地，所使用的材料具有比较刚性类型，具体来说以相对大的厚度来模塑，例如至少局部大于1 mm的厚度，以便保证必要支承和/或定位功能。连接部分160可由相同材料来制成，并且可配备有铰接接头或铰链或者—如在所例示情况下—可基本上采取薄板的形式，或者在任何情况下采用较小尺寸(例如小于1 mm的厚度)，以便保证适当柔性。备选地，半体45’-47”(以及可能的半体45”-47”)可由比较刚性聚合物来制成，并且共模塑或二次模塑于或关联到连接部分160(其而是由另一种柔性材料所制成)。

在各个实施例中，半体45’-47’和半体45”-47”配备有互耦合部件，例如咬合动作耦合部件和/或槽隙配合和/或干涉配合部件。在所例示的情况下，例如，设置在半体45’-47’的下部面的是凸起180或底座190，其与对应底座190和凸起180(其设置在半体45”-47”的上部面)耦合。在各个实施例中，上述底座190是穿通底座，但是在其他可能实施例中，它们可以是盲底座。如已所述，优先地，凸起180可通过对应底座190中的咬合动作来耦合。还有可能提供其他相互定位元件，例如限定在半体45”(图117)的上部面的底座200，其接纳限定在半体45’(图118)的下部面上的对应凸起210，这些底座和凸起设计成位于衬底3001的开口300c(图117)。凸起210和底座200还可设置在半体46’-46”和47’-47”上，具体来说在与衬底3001的开口300b对应的位置，如在图117和图118中可看到。

半体45’-47’(即，主体41’)和半体45”-47”可单独安装，例如由聚合物所制成，并且然后耦合在一起，其中插入电路支承300，其上先前可安装发射器42和接收器44a、44b，如在图118中可看到。例如，参照所例示的情况，主体41’的底部面相对电路支承300的上部面来建立，使得定位凸起210、210a穿入开口300b、300c。在另一侧，半体45”-47”的上部面相对电路支承300的下部面来建立，以便产生凸起180、210与对应底座190、200之间的耦合。下部半体46”和47”的通道46e、47e的存在实现电路支承300上的发射器和接收器的预先组装。如已所述，在所例示的情况下，凸起180和底座190配置用于咬合动作耦合，但是其耦合的类型—以及其数量和/或位置)—可能是不同的。

紧随半体45’-47’与半体45”和47”之间的耦合之后，限定光学模块，其结构包括主体46和47，其各自通过对应半体45’-45”、46’-46”和47’-47”来形成，如在图119中可看到，其中模块整体上通过40₅来表示。又在这种类型的实施例中，在横向主体46、47与中心主体45之间，保持电路支承300的外露相应部分301a(其是柔性或可变形的)以及中间主体部分160(其也是柔性的或者按照任何铰接方式所连接)。通过利用电路支承300的这些部分301a以及中间部分160的柔性，横向主体45、47—并且因此发射器和接收器—因所使用的阻挡和/或定位构件所施加的推力而能够相对地点的对应光学表面采取刚性位置(在这方面应当注意，图119作为举例模拟模块被组装的条件)。

显然，代替咬合动作耦合部件和/或槽隙配合部件和/或干涉配合部件，可按照另外某种方式例如经由耦合部件180-210的胶合或焊接或部分再熔合(若这些被设想的话)使半体45’-47’和45”-47”相互之间固定，其中插入电路支承300。此外将会理解，中间连接部分160的存在尽管从生产角度来看是有利的(具体以促进操控)并且为了便于电路支承300的导电通路的保护可能是有用的，但并不是对实现的目的严格必不可少的。另一方面，在认为优选的情况下，半体45”-47”还可接合在一起，以经由与通过160所表示的部分相似的中间柔性部分来形成单个主体。另一方面，在与参照图112-115所述类型相同的类型的实施例的情况下，还可在电路支承300的上部面和/或下部面设想与通过160所表示类型相同的类型的中间连接部分，例如在期望为模块提供导电通路的保护的情况下。

此外将会理解，例如与通过300所表示类型相同的类型的柔性电路还可配备有柔性类型(例如参照图7-9或91-93所述类型，具体在中心主体45的二次模塑的情况下)的金属连接端子50。

在可能变体实施例中，主体41’可随按照相对半体45’倾斜的配置的半体46’和47’来模塑(如在图119中)，具体来说利用中间主体部分160的存在；为此可能地，半体45”-47”还可经由中间主体部分来接合到半体45”。这种类型的变体还可适用于与图112-116相同的类型的二次模塑结构的情况(具体来说当主体45-47经由中间主体部分接合在一起时)。

显然，参照图112-116和图117-119所述类型的光学模块可用于先前所述的全部实施例中。

本领域的技术人员将清楚地知道，相对一个实施例所述的单独特性可用于本文所述的其他实施例中。例如，所述的各个实施例全部可按照相对图72-78的实施例所提供的理论来实现，即，其中部分12的封闭或底部结构21包括至少一个不同部分，其按照密封方式关联到主体10a，并且集成光学模块的定位地点。同样，设想通过内插参考光导(例如先前通过42₁、44₁、37₂、35₂所表示的元件)的参考光学辐射的至少一个发射器和至少一个接收器的解决方案可在全部实施例中实现。

在各个实施例中，主体10a的封闭或底部结构还可包括外壳部分12的周边壁20的一部分，其朝向贮存箱1的内部凸出，或者其中对应外表面与液体物质相接触。在这种类型的实现中，用于检测物质的质量和/或其他特性的光学布置可关联到周边壁20的这个凸出部分，其将由对光学传感器的操作光学辐射透明的材料来制成。例如，参照图100-111的实施例，底座130可限定在周边壁20的上述部分，其中周边壁20成形为至少限定表面130a-130b(图101和图110)。

在各个实施例中，先前通过31所表示的类型的光学形成物或光学棱镜(集成先前示例所示特性的至少部分，至少部分透明或者光学辐射可穿透)配置为不同或单独元件，其安装在对应底座中。例如，参照图72-78所述的光学形成物或棱镜31可能是不同元件(例如参照图100-111所述示例的成形光学插入物120)，而对应底座21c可具有底部壁和/或对光学辐射是透明的壁(例如底座130)。

如已所述，先前所述类型的传感器装置可通过进行适当结构修改(例如采用不同角度α和/或不同发射器和/或接收器)来得到，或者可在其他实施例中和/或对其他应用来得到，和/或可用于检测燃料的特性和/或用于区分燃料的混合物(例如汽油-乙醇混合物或柴油-生物柴油混合物)或者用于检测燃料的可能污染。

如已所述，所述类型的传感器装置(包括用于检测物质的特性的光学传感器)还可在与车辆不同的系统中得到应用，其设想内燃机或吸热式发动机(例如发电机)。

Claims (20)

1.一种用于液体物质的容器(1)的传感器装置，所述传感器装置(10)包括具有外壳部分(12)的主体(10a；10a，101)，所述外壳部分(12)具有包括界面壁(21；21，101)的封闭结构，所述界面壁(21；21，101)具有内表面和外表面，

其中所述外壳部分(12)预先布置以安装在所述容器(1)的开口(6)处，其方式是使得所述界面壁(21；21，101)的所述外表面的至少一个部分面向所述容器(1)的内部，以便与所述液体物质相接触，并且使得所述界面壁(21；21，101)的所述内表面与所述容器(1)的内部隔离，

其中用于检测所述液体物质的液位的第一布置(15，17，J)关联到所述主体(10a；10a，101)，所述用于检测所述液体物质的液位的所述第一布置（15、17，J）包括与所述界面壁（21、21、101）相关联并设计成在所述容器（1）内沿液位感测轴（ X）延伸的液位感测部件（11），

其中用于检测所述液体物质的至少一个特性的第二布置(17，40；17，100；17，40₁；17，40₂；17，40₃)关联到所述界面壁(21；21，101)，所述第二布置包括给定光学辐射(R)的至少一个发射器(42；42₂)和至少一个接收器(44；44₂)；

其中所述界面壁(21；21，101)的至少一个第一部分由适合于所述给定光学辐射(R)的传播的材料来制成，所述至少一个发射器(42；42₁)和至少一个接收器(44；44₂)在第一部分处光学耦合到所述界面壁(21；21，101)的所述内表面；以及

其中所述界面壁(21；21，101)的第一部分成形为使得促成所述给定光学辐射(R)通过折射和/或反射从所述至少一个发射器(42；42₂)到所述至少一个接收器(44；44₂)的传播，使得所述给定光学辐射(R)至少部分经过所述界面壁(21；21，101)的第一部分以作为所述液体物质的所述至少一个特性的函数而变化的角度和/或强度朝向所述至少一个接收器(44)传播。

2.如权利要求1所述的传感器装置，其中，用于检测的所述第二布置(17，40；17，100；17，40₁；17，40₂；17，40₃)包括光学模块(40；40₁；40₂；40₃；40₄；40₅)，所述光学模块(40；40₁；40₂；40₃；40₄；40₅)包括用于所述至少一个发射器(42；42₂)和所述至少一个接收器(44；44₂)的支承和电连接的结构(41；41₁；41₂；41₃；41₄)，并且配置为与所述传感器装置(10)的所述主体(10a；10a，101)分离的部分，用于支承和电连接的结构(41；41₁；41₂；41₃；41₄)被成形为使得所述至少一个发射器（42）和所述至少一个接收器（44）分别具有用于发射和接收的相应活动部件，其一般彼此相向，但是以使得它们相应轴相交的方式相对于彼此成角度地布置，且其中所述用于支承和电连接的结构(41；41₄)包括下列至少一个：

-电绝缘材料制成的一个或多个主体(45-47；45’-47’；45”-47”)，二次模塑在由至少部分由导电材料所制成的连接元件(48，49，50；48₂；49₂，50；300，301a)；

-一个或多个主体(45-47)，二次模塑在包括电连接元件(48，49，50)的柔性电路支承(300)上；

-多个不同主体(45-47；41’，45’-47’，45”-47”)，通过电连接元件(48，49；300，301a)连接在一起；

-多个不同主体(41’，45’-47’，45”-47”)，关联到包括电连接元件(48，49，50，301a)的柔性电路支承(300)；

-采用电绝缘聚合材料所模塑的多个主体以及采用包括聚合物的导电材料所模塑的电连接元件；

-多个模塑的主体(45-47)，其连接在一起，并且能够在所述传感器装置(10)的所述主体(10a)上的所述光学模块的组装期间改变其相对位置。

3.如权利要求1所述的传感器装置，其中，所述界面壁(21；21，101)的所述内表面在所述第一部分成形，以限定所述至少一个发射器(42)和所述至少一个接收器(44)的定位地点(30)，所述定位地点(30)包括朝向所述外壳部分(12)的内部凸出的一个或多个凸出元件(31)以限定沿相反方向倾斜的第一倾斜表面（33a）和第二倾斜表面（34a）。

4.如权利要求3所述的传感器装置，

其中所述用于检测的第二布置包括光学模块(40)，所述光学模块(40)包括所述至少一个发射器(42)和所述至少一个接收器(44)，并且其被配置为与所述传感器装置（10）的所述主体（10a）分离的一部分，所述光学模块(40)被安装在所述定位地点(30)以使得所述至少一个发射器（42）面对所述第一倾斜表面（33a）并且所述至少一个接收器（44）面对所述第二倾斜表面（34a），以及

其中所述定位地点(30)的至少一个凸出元件(31)耦合到所述光学模块(40)的阻挡和/或定位构件(60；60₁；60₂；60₃)。

5.如权利要求3所述的传感器装置，其中，朝向所述外壳部分(12)的所述内部凸出的一个或多个凸出元件(31)包括选自一个光学元件(31)的用于所述给定光学辐射(R)的传播的一个或多个光学元件(33，34)，所述一个光学元件(31)限定所述第一和第二倾斜表面，或者一对光学元件(33，34)每个限定一个所述倾斜表面(33a，34a)。

6.如权利要求1所述的传感器装置，其中，用于检测的所述第一布置(15，17，J)和用于检测的所述第二布置(17，40；17，100；17，40₁；17，40₂；17，40₃)中的至少一个包括电路支承(15)，所述电路支承(15)具有：

在所述外壳部分(12)内延伸的部分(15a)，所述至少一个发射器(42；42₂)和所述至少一个接收器(44；44₂)或者它们所属的对应光学模块(40；40₁；40₂；40₃；40₄；40₅)被电连接到所述电路支承(15)和/或由此来机械支承；

纵向延伸部分(15b)，其携带属于用于检测所述第一布置(15，17，J)的多个电检测元件(J)，所述多个电检测元件(J)包括沿所述液位感测轴(X)对齐并彼此分开设置的电极阵列。

7.如权利要求6所述的传感器装置，其中，所述电路支承(15)的所述纵向延伸部分(15b)至少部分包含在从所述界面壁(21；21，101)凸出的对应壳体(14)中，凸出的壳体(14)具有内表面和外表面，其形成所述界面壁(21；21，101)的所述内表面和所述外表面的部分。

8.如权利要求1所述的传感器装置，还包括用于屏蔽可改变用于检测的所述第二布置(17，40；17，100；17，40₁；17，40₂；17，40₃)所执行的检测的光学辐射的屏蔽部件(32，52a，70，90)。

9.如权利要求8所述的传感器装置，其中所述屏蔽部件包括下列至少一个：

-在所述至少一个发射器(42；42₂)与所述至少一个接收器(44；44₂)之间的一般中间位置的屏蔽元件(32，52a)，所述屏蔽元件(32，52)是所述给定光学辐射(R)不可穿透的；

-属于支承所述至少一个发射器和所述至少一个接收器的光学模块(40)的屏蔽元件(52a)；

-屏蔽元件包括在所述界面壁(21；21，101)的所述第一部分的内侧凸出的光学元件(31)的中间空腔(32)；

-光学屏蔽(70，90)，布置在所述外壳部分(12)内；

-光学屏蔽(70，90)，至少是环境光不可穿透的，并且成形为至少部分围绕所述至少一个发射器(42；42₂)和所述至少一个接收器(44；44₂)的定位区域。

10.如权利要求1所述的传感器装置，其中，所述传感器装置(10)的所述主体(10a，101)包括限定所述外壳部分(12)并且配备有通孔开口(21c)的第一主体部分(10a)，以及在所述通孔开口(21c)处的第二主体部分(101)，所述第二主体部分(101)包括所述界面壁(21；21，101)的所述第一部分。

11.如权利要求10所述的传感器装置，其中：

-所述界面壁(21；21，101)包括所述第一主体部分(10a)的壁(21)，所述第一主体(10a)配备有所述通孔开口(21c)，以及所述第二主体部分(101)包括属于用于检测的所述第二布置(17，100)的光学组合件(100)的主体，所述光学组合件(100)的主体设置在所述通孔开口(21c)处；

-所述光学组合件(100)的所述主体(101)包括所述界面壁 (21; 21, 101) 的所述第一部分，并且具有内表面和外表面，所述界面壁 (21; 101) 的所述内表面和外表面分别形成所述界面壁(21，101)的所述内表面和所述外表面的部分；所述至少一个发射器(42)和所述至少一个接收器(44)光学耦合到所述光学组合件(100)的所述主体(101)的所述内表面。

12.如权利要求11所述的传感器装置，其中所述传感器装置(10)还包括所述光学组合件(100)的所述至少一个发射器(42)和所述至少一个接收器(44)的定位元件(60₃)，所述定位元件(60₃)在所述外壳部分(12)内延伸，并且处于相对所述第一主体部分(10a)所固定的位置，所述定位元件(60₃)通过所述通孔开口(21c)桥接。

13.如权利要求1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12中的任一项所述的传感器装置，其中，所述传感器装置(10)的所述主体(10a；10a，101)的所述外表面在所述第一部分处成形以限定一般凸出的U形光导(31₂)，所述U形光导(31₂)具有设置成相互分开并且关联到所述界面壁(21; 21, 101) 的所述内表面的相应区域或者由其限定的第一端和第二端，所述至少一个发射器(42)面向所述第一端，并且所述至少一个接收器(44)面向所述第二端，从而使得由所述至少一个发射器（42）发射的给定光学辐射（R）被反射并折射到所述U形光导（312）中，以便以取决于所述液体物质的所述至少一个特性的强度到达所述至少一个接收器（44）。

14.如权利要求1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12中的任一项所述的传感器装置，其中：

-所述传感器装置(10)的所述主体(10a；10a，101)在所述第一部分成形为限定属于所述用于检测的第二布置的光学插入物(120)的外壳底座(130)；

-所述至少一个接收器（44₂）是CMOS阵列类型的接收器，包括光电探测器的线性或二维阵列；

-所述外壳底座(130)通过所述界面壁 (21; 21, 101)的一般凸出空心形成物来限定，所述外壳底座(130)具有分别形成所述界面壁 (21; 21, 101)的所述内表面和所述外表面的部分的内表面和外表面；

-所述光学插入物(120)具有至少部分由适合于所述给定光学辐射(R)的传播的材料所制成的成形主体，其中其外表面的部分面向所述外壳底座(130)的所述内表面的对应部分；

-所述至少一个发射器(42₂)和所述至少一个接收器(44₂)面向设置成相互分开的所述光学插入物(120)的相应区域；以及

-所述外壳底座(130)和所述光学插入物(120)被成形，其方式是使得所述给定光学辐射(R)经过所述光学插入物(120)的所述主体的至少部分、经过所述外壳底座(130)的至少一个周边壁并且还经过与所述周边壁相接触的所述液体物质从所述至少一个发射器(42₂)传播到所述至少一个接收器(44₂)，

其方式是使得所述给定光学辐射（R）在其取决于所述液体物质的所述至少一个特性的一点处撞击所述光电探测器的线性或二维阵列。

15.如权利要求1所述的传感器装置，还包括用于检测温度的第三布置(17，19a，19b)，所述用于检测的所述第三布置与所述传感器装置（10）的所述主体（10a; 10a，101）相关联，并包括用于检测来自所述容器(1)中含有的所述液体物质的温度、所述容器(1)的内部环境的温度和所述外壳部分(12)内的温度之中的至少一个的至少一个温度传感器(19a，19b)。

16.如权利要求1所述的传感器装置，还包括参考光学辐射的参考发射器(42₁)和参考接收器(44₁)，以及由适合于所述给定光学辐射(R)的传播的材料所制成的至少一个参考光导(31₅；37₂)，

其中所述参考光学辐射的所述参考发射器(42₁)和所述参考接收器(44₁)面向所述参考光导(31₅；37₂)的相应一般相对端，所述参考光导(31₅；37₂)成形为使所述参考光学辐射从对应参考发射器 (42₁)传播到对应参考接收器 (44₁)，

所述参考光导(31₅；37₂)包括所述传感器装置(10)的所述主体(10a；10a，101)的至少一个元件，其在所述外壳部分(12)内凸出。

17.如权利要求16所述的传感器装置，其中

所述参考光学辐射的所述参考发射器(42₁)和所述参考接收器(44₁)通过支承结构(41₂)来支承，所述支承结构(41₂)还支承所述给定光学辐射(R)的所述至少一个发射器(42)和所述至少一个接收器(44)；或者

-所述参考光学辐射的所述参考发射器(42₁)和所述参考接收器(44₁)由电路支承(15)来携带，所述电路支承(15)携带用于检测的所述第一布置(15，17，J)的电气和/或电子控制组件(MP)。

18.如权利要求1所述的传感器装置，还包括预先布置用于通过用于所述传感器装置(10)的电连接的同一个布置(13a，16)来传送至少第一信息和第二信息的控制电路(17)，所述第一信息表示经由用于检测的所述第一布置进行的检测，所述第二信息表示经由用于检测的所述第二布置进行的检测。

19.如权利要求1所述的传感器装置，其中，用于检测的所述第一布置(15，17，J)和所述第二布置(17，40；17，100；17，40₁；17，40₂；17，40₃)共享下列至少一个：

电路支承(15)的部分(15a)；

电气和/或电子控制组件(MP)；以及

电连接布置(13a，16)，包括连接器。

20.如权利要求19所述的传感器装置，其中所述电路支承(15)的部分(15a)至少部分位于所述外壳部分(12)内。

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