DE102007043486A1 - Sensor for detecting a level of a liquid in a container and fuel cell system with such a sensor - Google Patents

Sensor for detecting a level of a liquid in a container and fuel cell system with such a sensor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Erfassung eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter, mit einem metallischen Gehäuse (2) mit einer Öffnung (3), aus der sich ein stabförmiges Element (5) erstreckt, welches aus einem dielektrischen Material (6) ausgebildet ist, in das ein Detektorelement (7) eingebettet ist, wobei auf der Außenseite (11) des stabförmigen Elements (5) zumindest bereichsweise ein elektrisch isolierendes Material (12, 15, 16) ausgebildet ist, welches zumindest bereichsweise auf dem die Öffnung (3) des Gehäuses (2) begrenzenden vorderen Rand (4) des Gehäuses (2) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Brennstoffzellensystem mit einem derartigen Sensor.The invention relates to a sensor for detecting a level of a liquid in a container, comprising a metallic housing (2) having an opening (3) from which extends a rod-shaped element (5) which is formed from a dielectric material (6) in which a detector element (7) is embedded, wherein on the outside (11) of the rod-shaped element (5) at least partially an electrically insulating material (12, 15, 16) is formed, which at least partially on which the opening (3) the housing (2) limiting the front edge (4) of the housing (2) is formed. The invention also relates to a fuel cell system with such a sensor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Erfassung eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter, mit einem metallischen Gehäuse mit einer Öffnung, aus der sich ein Element erstreckt, welches aus einem dielektrischen Material ausgebildet ist, in das ein Detektorelement eingebettet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Brennstoffzellensystem mit einem derartigen Sensor.The The invention relates to a sensor for detecting a level a liquid in a container, with a metallic housing with an opening from the an element extends, which consists of a dielectric material is formed, in which a detector element is embedded. The The invention also relates to a fuel cell system having such Sensor.

Ein derartiger Sensor ist in einer beispielhaften Schnittdarstellung in 1 gezeigt. Der Sensor 1 umfasst das metallische Gehäuse 2 mit einer frontseitigen Öffnung 3, aus welcher sich ein stabförmiges Element 5 erstreckt, welches ein aus Messing ausgebildetes Detektorelement 7 umfasst, das von dem dielektrischen Material 6 umgeben ist und somit in dieses eingebettet ist. In dem Gehäuse 2 ist des Weiteren eine Steuer- und Auswerteelektronik 8 angeordnet, welche mit dem Gehäuse 2 und mit dem Detektorelement 7 elektrisch kontaktiert ist.Such a sensor is shown in an exemplary sectional view in FIG 1 shown. The sensor 1 includes the metallic housing 2 with a front opening 3 , from which a rod-shaped element 5 extends, which is a trained brass detector element 7 includes that of the dielectric material 6 is surrounded and thus embedded in this. In the case 2 is also a control and evaluation 8th arranged, which with the housing 2 and with the detector element 7 electrically contacted.

Ein in 1 gezeigter Sensor wird auch in einem Brennstoffzellensystem eingesetzt, um dort beispielsweise den Füllstand des Wassers in einem dem Brennstoffzellensystem zugeordneten Behälter detektieren zu können. Der Sensor 1 arbeitet gemäß dem kapazitiven Prinzip.An in 1 The sensor shown is also used in a fuel cell system in order to be able to detect there, for example, the fill level of the water in a container assigned to the fuel cell system. The sensor 1 works according to the capacitive principle.

Das in dem Behälter des Brennstoffzellensystems befindliche Medium, dem dann auch der Sensor 1 ausgesetzt ist, enthält auch Ausschwemmungen aus dem System, wie Kohlestofffasern, Aluminate und Silikate. Diese setzen sich nach kurzer Zeit auf der Außenseite des stabförmigen Elements 5 ab und bilden dort einen dichten Belag. Dieser Belag ist durch die Bezugszeichen 9 und 10 gekennzeichnet.The medium in the container of the fuel cell system, which then also the sensor 1 also contains system effluents, such as carbon fibers, aluminates and silicates. These settle after a short time on the outside of the rod-shaped element 5 and form a dense surface there. This covering is indicated by the reference numerals 9 and 10 characterized.

Nachteilige Eigenschaften dieser Verschmutzungen, welche sich als Belag 9 und 10 niederschlagen, sind zum einen, dass sie in sich Wasser speichern können und zum zweiten, dass sie elektrisch leitfähig sind. Somit bildet die Verschmutzung in Form des Belags 9 bzw. 10 eine leitfähige Brücke zwischen dem stabförmigen Element 5 und dem metallischen Gehäuse 2, insbesondere dem vorderen Rand 4. Dadurch wird quasi eine Elektrode um die Spitze und somit dem stabförmigen Element 5 gebildet, so dass der Sensor 1 quasi kein Wasser in dem Behälter mehr erkennen kann und den Füllstand somit falsch detektiert.Adverse properties of these contaminants, which are as a coating 9 and 10 are, on the one hand, that they can store in themselves water and second, that they are electrically conductive. Thus, the pollution forms in the form of the coating 9 respectively. 10 a conductive bridge between the rod-shaped element 5 and the metallic housing 2 , especially the front edge 4 , As a result, an electrode is virtually formed around the tip and thus the rod-shaped element 5 formed, so that the sensor 1 virtually no water in the container can recognize more and thus detects the level wrong.

Ein Fühler zur Erfassung des Füllstands von in Behältern eingebrachten Medien ist aus der DE 100 21 059 B4 bekannt, welcher in ähnlicher Weise wie der in der 1 gezeigte Sensor 1 aufgebaut ist.A sensor for detecting the level of introduced in containers media is from the DE 100 21 059 B4 known, which in a similar manner as in the 1 shown sensor 1 is constructed.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor zu schaffen, mit dem die Füllstandserfassung auch in flüssigen Medien, welche Ausschwemmungen aufweisen, präzise erfolgen kann.It The object of the present invention is to provide a sensor with the level detection in liquid Media that have flushing, done precisely can.

Diese Aufgabe wird durch einen Sensor, welcher die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein Brennstoffzellensystem, welches die Merkmale nach Anspruch 8 aufweist, gelöst.These The object is achieved by a sensor which has the features as claimed 1, solved. Furthermore, this task is accomplished by a fuel cell system having the features of claim 8 has dissolved.

Ein erfindungsgemäßer Sensor zur Erfassung eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter umfasst ein metallisches Gehäuse mit einer Öffnung, aus der sich ein Element erstreckt, welches aus einem dielektrischen Material ausgebildet ist, in das ein Detektorelement eingebettet ist. Das Element stellt eine Elektrode des Sensors dar. Auf der Außenseite des insbesondere stabförmigen Elements ist zumindest bereichsweise ein elektrisch isolierendes Material ausgebildet, welches darüber hinaus zumindest bereichsweise auch auf dem die Öffnung des Gehäuses begrenzenden vorderen Rand des Gehäuses ausgebildet ist. Durch das sich durchgängig und lückenlos zwischen der Außenseite des stabförmigen Elements und dem vorderen Rand des Gehäuses erstreckende elektrisch isolierende Material kann im nahen Übergangsbereich zwischen Gehäuse und dem stabförmigen Element die schnelle Ausbildung einer elektrisch leitfähigen Schicht, welche sich durch die in der Flüssigkeit ausgeschwemmten Verschmutzungen bilden kann, verhindert werden. Dadurch kann auch quasi eine elektrische Brücke zwischen dem stabförmigen Element und dem Gehäuse vermieden werden und dadurch die Messpräzision des Sensors auch in Medien mit derartigen Ausschwemmungen deutlich verbessert werden. Durch diese Ausgestaltung kann auch die „Kriechstrecke" zwischen der Messspitze des Sensors und dem Gehäuse um ein Vielfaches verlängert werden. Die Bildung einer kompakten Elektrode durch die Verschmutzung im flüssigen Medium, beispielsweise Kohlenstofffasern, Aluminate und Silikate, kann somit deutlich verzögert werden, insbesondere sogar vollständig verhindert werden.One Inventive sensor for detecting a level a liquid in a container comprises Metallic housing with an opening, from the an element extends, which consists of a dielectric material is formed, in which a detector element is embedded. The Element represents one electrode of the sensor. On the outside the particular rod-shaped element is at least partially an electrically insulating material is formed over it In addition, at least in some areas on the opening the housing bounding the front edge of the housing is trained. By being consistent and complete between the outside of the rod-shaped element and the front edge of the housing extending electrically insulating material can be in the near transition region between Housing and the rod-shaped element the fast Formation of an electrically conductive layer, which through the impurities washed out in the liquid can be prevented. This can also be an electrical Bridge between the rod-shaped element and the Housing can be avoided and thereby the measurement precision the sensor also in media with such flushing clearly be improved. Due to this configuration, the "creeping distance" between the measuring tip of the sensor and the housing be extended many times. The formation of a compact Electrode due to contamination in the liquid medium, For example, carbon fibers, aluminates and silicates, can thus be significantly delayed, especially even completely be prevented.

Vorzugsweise ist das elektrisch isolierende Material als umlaufender Ring auf der Außenseite des stabförmigen Elements ausgebildet, welcher sich radial so weit nach außen erstreckt, dass er auch an dem Rand des Gehäuses zumindest bereichsweise anliegt. Durch diese ringartige Formgebung kann ein geometrisch einfaches Element geschaffen werden, welches zur Lösung der genannten Problematik effizient beiträgt.Preferably is the electrically insulating material as a circumferential ring on the outside of the rod-shaped element is formed, which extends radially outward so far that he also rests at least partially on the edge of the housing. This ring-like shape can be a geometrically simple Element to be created, which is to solve the above Problematic contributes efficiently.

Es kann vorgesehen sein, dass dieses elektrisch isolierende Material zwischen der Außenseite des stabförmigen Elements und dem vorderen Rand des Gehäuses unlösbar daran angebracht ist, und beispielsweise aufgespritzt oder als Beschichtung aufgebracht ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das elektrisch isolierende Material, insbesondere dann, wenn es als Ring ausgebildet ist, als separates Teil bereitgestellt ist und vorzugsweise auf den Sensor aufgeschoben ist. Insbesondere kann hierbei ein Aufschieben über das stabförmige Element bis hin zum Anschlag an dem vorderen Rand des Gehäuses vorgesehen sein.It can be provided that this electrically insulating material between the outside of the rod-shaped element and the front edge of the housing is attached to it insoluble, and for example sprayed or as a coating is applied. However, it can also be provided that the electrically insulating material, in particular when it is designed as a ring, is provided as a separate part and is preferably pushed onto the sensor. In particular, in this case a sliding over the rod-shaped element can be provided up to the stop on the front edge of the housing.

Vorzugsweise ist ein Übergang zwischen dem elektrisch isolierenden Material und der Außenseite des stabförmigen Elements auf der dem Rand des Gehäuses abgewandten Seite gestuft ausgebildet. Durch diese stufenartige Ausgestaltung kann das Wachstum der aus Verschmutzungen im Flüssigkeitsmedium gebildeten Schicht deutlich gehemmt werden.Preferably is a transition between the electrically insulating material and the outside of the rod-shaped element the side facing away from the edge of the housing stepped. Through this step-like design, the growth of Dirt formed in the liquid medium layer be clearly inhibited.

Vorzugsweise ist im Inneren des Gehäuses zumindest bereichsweise ein Luftraum zwischen der Außenseite des stabförmigen Elements und der Innenseite des Gehäuses ausgebildet, wobei dieser Luftraum mit dem elektrisch isolierenden Material zumindest teilweise, insbesondere vollständig, gefüllt ist.Preferably is at least partially inside the case Airspace between the outside of the rod-shaped Elements and the inside of the housing formed, wherein this air space with the electrically insulating material at least partially, in particular completely, is filled.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das elektrisch isolierende Material auf der dem Rand des Gehäuses abgewandten Seite als Hohlkörper ausgebildet ist. Insbesondere kann hier ein Hohlzylinder vorgesehen sein. Eine derartige rohrartige Ausgestaltung eines Teilbereichs der Formgebung des elektrisch isolierenden Materials verbessert die Funktionalität des Sensors nochmals, da die elektrische Brückenbildung zwischen dem Gehäuse und der sich aus Verschmutzung ausbildenden Schicht nochmals reduziert werden kann.Preferably is provided that the electrically insulating material on the the side of the housing facing away from the edge as a hollow body is trained. In particular, a hollow cylinder can be provided here be. Such a tubular design of a portion the shape of the electrically insulating material improved the functionality of the sensor again, as the electric Bridging between the housing and resulting from contamination forming layer can be reduced again.

Insbesondere weist das elektrisch isolierende Material zwischen der Außenseite des stabförmigen Elements und dem vorderen Rand des Gehäuses somit sowohl den ringartigen Teil, als auch den den Luftraum im Inneren des Gehäuses ausfüllenden Teil, als auch den zusätzlichen rohrartigen bzw. hohlkörperförmigen vorderen Teil auf.Especially has the electrically insulating material between the outside the rod-shaped element and the front edge of the housing Thus, both the ring-like part, as well as the airspace in the Inside of the housing filling part, as well the additional tubular or hollow body-shaped on the front part.

Bevorzugt weist das elektrisch isolierende Material zumindest anteilig Silikon auf. Besonders bevorzugt ist das elektrisch isolierende Material vollständig aus Silikon ausgebildet.Prefers the electrically insulating material is at least partially silicone on. Particularly preferred is the electrically insulating material made entirely of silicone.

Ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem umfasst einen Behälter zur Aufnahme von Wasser, und einen erfindungsgemäßen Sensor oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon, welcher zur Füllstandsmessung des Wassers in dem Behälter angeordnet ist. Das in dem Behälter vorhandene flüssige Medium weist neben dem Wasser auch Verunreinigungen auf, welche beispielsweise Kohlestofffasern, Aluminate oder Silikate sein können. Das Brennstoffzellensystem ist vorzugsweise als mobiles Brennstoffzellensystem ausgebildet und zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Das Brennstoffzellensystem umfasst zumindest eine Brennstoffzelle, welche als PEM-Brennstoffzelle vorzugsweise ausgebildet ist, wobei insbesondere eine Mehrzahl derartiger Brennstoffzellen zur Bildung eines Brennstoffzellenstapels, vorhanden ist.One Fuel cell system according to the invention a container for receiving water, and an inventive Sensor or an advantageous embodiment thereof, which for level measurement of the water is arranged in the container. That in the Container existing liquid medium has beside impurities which, for example, carbon fibers, Aluminates or silicates can be. The fuel cell system is preferably designed as a mobile fuel cell system and intended for use in a motor vehicle. The fuel cell system includes at least one fuel cell, which as a PEM fuel cell is preferably formed, in particular a plurality of such Fuel cells for forming a fuel cell stack, available is.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:embodiments The invention will be described in more detail below with reference to schematic drawings explained. Showing:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Sensors; 1 a schematic sectional view of a known from the prior art sensor;

2 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors; und 2 a schematic sectional view of a first embodiment of a sensor according to the invention; and

3 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors. 3 a schematic sectional view of a second embodiment of a sensor according to the invention.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In The figures are the same or functionally identical elements with the provided the same reference numerals.

In 2 ist in einer Schnittdarstellung ein Sensor 1 gezeigt, welcher zur Erfassung eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter ausgebildet ist. Der Behälter und der Sensor 1 sind einem Brennstoffzellensystem in einem Fahrzeug zugeordnet, wobei die Flüssigkeit Wasser ist, und Verschmutzungen in Form von beispielsweise Kohlestofffasern und/oder Aluminate und/oder Silikate aufweisen kann.In 2 is a sectional view of a sensor 1 shown, which is designed to detect a level of a liquid in a container. The container and the sensor 1 are associated with a fuel cell system in a vehicle, wherein the liquid is water, and may have contaminants in the form of, for example, carbon fibers and / or aluminates and / or silicates.

Der Sensor 1 umfasst ein aus einem metallischen Material ausgebildetes Gehäuse 2, welches eine frontseitige Öffnung 3 (siehe 1) aufweist.The sensor 1 includes a housing formed of a metallic material 2 which has a front opening 3 (please refer 1 ) having.

Aus dieser Öffnung 3 erstreckt sich nach vorne eine Elektrode in Form eines stabförmigen Elements 5, welches ein dielektrisches Material 6 aufweist, in welches ein Detektorelement 7 in Form einer Messingspitze integriert ist und von diesem dielektrischen Material 6 umgeben ist.Out of this opening 3 extends forward an electrode in the form of a rod-shaped element 5 which is a dielectric material 6 in which a detector element 7 is integrated in the form of a brass tip and of this dielectric material 6 is surrounded.

Im Gehäuse 2 ist des Weiteren eine Steuer- und Auswerteelektronik 8 angeordnet.In the case 2 is also a control and evaluation 8th arranged.

Bei einem längeren Einsatz des Sensors 1 zur Füllstandsdetektion und somit in einer Situation, in der das stabförmige Element 5 in längerem Kontakt mit der Flüssigkeit und somit auch den darin ausgeschwemmten Verschmutzungen ist, kann sich an der Außenseite 11 des dielektrischen Materials 6 eine elektrisch leitende Schicht 9 bilden.For a longer use of the sensor 1 for level detection and thus in a situation in which the rod-shaped element 5 is in prolonged contact with the liquid and thus also flushed out dirt, may be on the outside 11 of the dielectric material 6 an electrically conductive layer 9 form.

Um die Kontaktbildung der Schicht 9 mit dem metallischen Gehäuse 2 und insbesondere dem vorderen Rand 4 zu verhindern, ist im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ein elektrisch isolierendes Material 12 in Form eines Silikonrings im gehäusenahen Bereich angeordnet. Der Silikonring ist als separates Teil ausgebildet und auf das stabförmige Element 5 bis zum Anschlag am vorderen Rand 4 des Gehäuses 2 aufgeschoben. Wie zu erkennen ist, erstreckt sich dieses elektrisch isolierende Material 12 von der Außenseite 11, auf der es unmittelbar anliegend ausgebildet ist, in radialer Richtung (y-Richtung) ununterbrochen bis zum vorderen Rand 4, an dem es ebenfalls unmittelbar anliegt. In der Ausführung gemäß 2 ist die Fläche des vorderen Rands 4 lediglich teilweise von dem elektrisch isolierenden Material 12 bedeckt.To contact the layer 9 with the metallic housing 2 and in particular the front edge 4 to prevent is in the 2 shown embodiment, an electrically insulating material 12 arranged in the form of a silicone ring in the vicinity of the housing. The silicone ring is formed as a separate part and on the rod-shaped element 5 until it stops at the front edge 4 of the housing 2 postponed. As can be seen, this electrically insulating material extends 12 from the outside 11 , on which it is formed immediately adjacent, in the radial direction (y-direction) continuously to the front edge 4 where it is also directly attached. In the execution according to 2 is the area of the front edge 4 only partially of the electrically insulating material 12 covered.

Auf der dem vorderen Rand 4 abgewandten Seite des elektrisch isolierenden Materials 12 ist ein gestufter Übergang 13 ausgebildet. Auch durch diese scharfe Kantenbildung am Übergang 13 kann die elektrische Brückenbildung zwischen der Schicht 9 und dem Gehäuse 2 eingedämmt bzw. verhindert werden.On the front edge 4 opposite side of the electrically insulating material 12 is a stepped transition 13 educated. Also by this sharp edge formation at the transition 13 can the electrical bridging between the layer 9 and the housing 2 be contained or prevented.

Gemäß der Darstellung in 2 erstreckt sich das stabförmige Element 5 auch bereichsweise in das Innere des Gehäuses 2. Teilweise weist das stabförmige Element 5 dabei einen Durchmesser auf, welcher kleiner ist als die Innenseite 17 des Gehäuses 2, so dass im Inneren des Gehäuses 2 ein Luftraum 14 zwischen der Außenseite 11 und der Innenseite 17 ausgebildet ist.As shown in 2 the rod-shaped element extends 5 also partially into the interior of the housing 2 , Partially, the rod-shaped element 5 while a diameter which is smaller than the inside 17 of the housing 2 , so that inside the case 2 an airspace 14 between the outside 11 and the inside 17 is trained.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sensors 1 gezeigt, bei dem im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß 2 dieser Luftraum 14 ebenfalls mit einem elektrisch isolierenden Material 15 ausgebildet ist, welches ebenfalls Silikon ist. Insbesondere ist das elektrisch isolierende Material 12 und das elektrisch isolierende Material 15 einstückig ausgebildet. Vorzugsweise ist der Luftraum 14 vollständig mit dem Silikonmaterial ausgefüllt. Darüber hinaus ist auf der dem vorderen Rand 4 abgewandten Seite des Silikonrings gemäß dem elektrisch isolierenden Material 12 ein rohrartiger Hohlkörper ausgebildet, welcher ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material 16 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist dies ebenfalls Silikon. Der aus dem elektrisch isolierenden Material 16 ausgebildete Hohlkörper weist einen Innendurchmesser auf, welcher größer ist als der Außendurchmesser des stabförmigen Elements 5, wodurch ein Luftraum zwischen der Innenseite des elektrisch isolierenden Materials 16 und der Außenseite 11 des stabförmigen Elements 5 ausgebildet ist. Auch hier ist insbesondere vorgesehen, dass die elektrisch isolierenden Materialbereiche 12, 15 und 16 ein einstückiges Element mit der entsprechenden Formgebung darstellen. Auch dies kann als separates Teil hergestellt sein und auf das stabförmige Element 5 gemäß der Darstellung in 3 aufgeschoben sein.In 3 is another embodiment of a sensor 1 shown in which, in contrast to the embodiment according to 2 this airspace 14 also with an electrically insulating material 15 is formed, which is also silicone. In particular, the electrically insulating material 12 and the electrically insulating material 15 integrally formed. Preferably, the air space 14 completely filled with the silicone material. In addition, on the front edge 4 opposite side of the silicone ring according to the electrically insulating material 12 a tubular hollow body is formed, which also consists of an electrically insulating material 16 is trained. In the exemplary embodiment, this is also silicone. The from the electrically insulating material 16 formed hollow body has an inner diameter which is larger than the outer diameter of the rod-shaped element 5 , creating an air space between the inside of the electrically insulating material 16 and the outside 11 of the rod-shaped element 5 is trained. Here, too, it is provided in particular that the electrically insulating material regions 12 . 15 and 16 represent a one-piece element with the appropriate shape. Again, this can be made as a separate part and on the rod-shaped element 5 as shown in 3 be deferred.

Die in 2 und 3 erläuterten Ausgestaltungen der Materialbereiche 12, 15 und 16 sind bevorzugte Ausführungen, dennoch beispielhaft und für die Erfindung als nicht einschränkend zu verstehen. So kann prinzipiell auch vorgesehen sein, dass sich ein elektrisch isolierendes Material 12 und/oder 16 auch über die gesamte Fläche des Randes 4 erstreckt und/oder sich sogar zumindest bereichsweise an der Außenseite 18 des Gehäuses 2 erstreckt. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann dann vorgesehen sein, dass beispielsweise das elektrisch isolierende Material 12 nicht nur als Ring ausgebildet ist, sondern kappenartig ausgebildet ist und entsprechend auf das stabförmige Element 5 aufgeschoben ist und auch die Außenseite 18 zumindest teilweise umgreifend bedeckt.In the 2 and 3 explained embodiments of the material areas 12 . 15 and 16 are preferred embodiments, yet by way of example and not to be construed as limiting the invention. Thus, in principle it can also be provided that an electrically insulating material 12 and or 16 also over the entire surface of the edge 4 extends and / or even at least partially on the outside 18 of the housing 2 extends. In such an embodiment can then be provided that, for example, the electrically insulating material 12 not only is designed as a ring, but is designed like a cap and according to the rod-shaped element 5 is deferred and also the outside 18 covered at least partially encompassing.

11
Sensorsensor
22
Gehäusecasing
33
Öffnungopening
44
vorderer Randfront edge
55
stabförmiges Elementrod-shaped element
66
dielektrisches Materialdielectric material
77
Detektorelementdetector element
88th
Steuer- und AuswerteelektronikTax- and evaluation electronics
9, 109 10
Belagcovering
11, 1811 18
Außenseiteoutside
12, 15, 1612 15, 16
isolierendes Materialinsulating material
1313
gestufter Übergangstepped transition
1414
Luftraumairspace
1717
Innenseiteinside

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Claims (8)

Sensor zur Erfassung eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter, mit einem metallischen Gehäuse (2) mit einer Öffnung (3), aus der sich ein Element (5) erstreckt, welches zumindest anteilig aus einem dielektrischen Material (6) ausgebildet ist, in das ein Detektorelement (7) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite (11) des Elements (5) zumindest bereichsweise ein elektrisch isolierendes Material (12, 15, 16) ausgebildet ist, welches zumindest bereichsweise auf dem die Öffnung (3) des Gehäuses (2) begrenzenden vorderen Rand (4) des Gehäuses (2) ausgebildet ist.Sensor for detecting a level of a liquid in a container, comprising a metallic housing ( 2 ) with an opening ( 3 ), from which an element ( 5 ), which is at least partially made of a dielectric material ( 6 ) is formed, in which a detector element ( 7 ), characterized in that on the outside ( 11 ) of the element ( 5 ) at least partially an electrically insulating material ( 12 . 15 . 16 ) is formed, which at least partially on the opening ( 3 ) of the housing ( 2 ) bounding front edge ( 4 ) of the housing ( 2 ) is trained. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Material (12, 15, 16) als umlaufender Ring auf der Außenseite (11) des Elements (5) ausgebildet ist, welcher an dem Rand (4) des Gehäuses (2) anliegt.Sensor according to claim 1, characterized in that the electrically insulating material ( 12 . 15 . 16 ) as a circumferential ring on the outside ( 11 ) of the element ( 5 ) is formed, which at the edge ( 4 ) of the housing ( 2 ) is present. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (13) zwischen dem elektrisch isolierenden Material (12, 15, 16) und der Außenseite (11) des Elements (5) auf der dem Rand (4) abgewandten Seite gestuft ausgebildet ist.Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the transition ( 13 ) between the electrically insulating material ( 12 . 15 . 16 ) and the outside ( 11 ) of the element ( 5 ) on the edge ( 4 ) facing away from stepped side is formed. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Gehäuses (2) zumindest bereichsweise ein Luftraum (14) zwischen der Außenseite (11) des Elements (5) und der Innenseite (17) des Gehäuses (2) ausgebildet ist, welcher mit dem elektrisch isolierenden Material (12, 15, 16) gefüllt ist.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that inside the housing ( 2 ) at least partially an airspace ( 14 ) between the outside ( 11 ) of the element ( 5 ) and the inside ( 17 ) of the housing ( 2 ) formed with the electrically insulating material ( 12 . 15 . 16 ) is filled. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Material (12, 15, 16) auf der dem Rand (4) abgewandten Seite als Hohlkörper ausgebildet ist.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically insulating material ( 12 . 15 . 16 ) on the edge ( 4 ) facing away from the side is designed as a hollow body. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenseite des Hohlkörpers und der Außenseite (11) des Elements (5) ein Luftraum ausgebildet ist.Sensor according to claim 5, characterized in that between the inside of the hollow body and the outside ( 11 ) of the element ( 5 ) An air space is formed. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Material (12, 15, 16) Silikon aufweist, insbesondere aus Silikon besteht.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically insulating material ( 12 . 15 . 16 ) Silicone, in particular consists of silicone. Brennstoffzellensystem mit einem Behälter zur Aufnahme von Wasser, und einem Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher zur Füllstandsmessung in dem Behälter angeordnet ist.Fuel cell system with a container for holding water, and a sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, which is arranged for level measurement in the container.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10021059B4 (en) 2000-04-28 2006-06-29 Hiss, Eckart, Dr. sensor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3339411A (en) * 1965-06-23 1967-09-05 Bedford Controls Inc Electrode probe assembly
US3831069A (en) * 1972-11-03 1974-08-20 Robertshaw Controls Co Miniature capacitance level detector
JP3881104B2 (en) * 1998-01-23 2007-02-14 千代田電機工業株式会社 Capacitive sensor
US6938479B2 (en) * 2002-08-12 2005-09-06 Randy Val Carpenter Sensing device for measuring volume, position, or mass of matter
WO2006105963A2 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Ellenberger & Poensgen Gmbh Sensor, in particular capacitive level sensor and method for producing said sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10021059B4 (en) 2000-04-28 2006-06-29 Hiss, Eckart, Dr. sensor

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