ES2901956T3

ES2901956T3 - Dispositivo sensor para recipientes de sustancias líquidas

Info

Publication number: ES2901956T3
Application number: ES17718734T
Authority: ES
Inventors: Marco Pizzi; Piercarlo Merlano; Fabio Cavalli; Mauro Zorzetto
Original assignee: Eltek SpA
Current assignee: Eltek SpA
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2037-03-01
Also published as: EP3423794A1; CN109073439B; JP2019507358A; ITUA20161342A1; EP3423794B1; WO2017149475A1; US10677725B2; KR20180122387A; US20190056321A1; KR102362974B1; JP6987796B2; CN109073439A

Abstract

Dispositivo sensor para un recipiente (1) de una sustancia líquida, tal como un depósito (1) de un vehículo de motor, comprendiendo el dispositivo sensor (10) un cuerpo (10a; 10a, 101) con una porción de alojamiento (12) que presenta una estructura de cierre que incluye una pared de interfaz (21; 21, 101) que presenta una superficie interna y una superficie externa, en el que la porción de alojamiento (12) está predispuesta para ser montada de manera que por lo menos una porción de la superficie externa de la pared de interfaz (21; 21, 101) está enfrentada al interior del recipiente (1) para estar en contacto con la sustancia líquida, y la superficie interna de la pared de interfaz (21; 21, 101) está aislada del interior del recipiente (1), en el que una primera disposición (15, 17, J) para la detección del nivel de la sustancia líquida está asociada al cuerpo (10a; 10a, 101), incluyendo la primera disposición (15, 17, J) para la detección una parte de detección de nivel (11) asociada a la pared de interfaz (21; 21, 101) y concebida para extenderse dentro del recipiente (1), en el que una segunda disposición (17, 40; 17, 100; 17, 401; 17, 402; 17, 403) para la detección de por lo menos una característica de la sustancia líquida está asociada a la pared de interfaz (21; 21, 101), comprendiendo la segunda disposición por lo menos un emisor (42; 422) y por lo menos un receptor (44; 442) de una radiación óptica dada (R), tal como una radiación en el visible o en el infrarrojo; en el que por lo menos una primera porción de la pared de interfaz (21; 21, 101) está realizada en un material adecuado para la propagación de la radiación óptica dada (R), estando el por lo menos un emisor (42; 421) y el por lo menos un receptor (44; 442) acoplados ópticamente a la superficie interna de la pared de interfaz (21; 21, 101) en dicha primera parte; y en el que dicha primera porción de la pared de interfaz (21; 21, 101) está conformada para contribuir a la propagación de la radiación óptica dada (R), mediante refracción y/o reflexión, desde el por lo menos un emisor (42; 422) al por lo menos un receptor (44; 442), de manera que la radiación óptica dada (R) se propaga por lo menos en parte a través de dicha primera porción de la pared de interfaz (21; 21, 101) hacia el por lo menos un receptor (44), en un ángulo y/o con una intensidad que son/es variable(s) como función de dicha por lo menos una característica de la sustancia líquida, caracterizado por que la porción de alojamiento (12) está predispuesta para ser montada en una abertura (6) del recipiente (1) y por que la parte de detección de nivel (11) sobresale desde la pared de interfaz (21; 21, 101) para extenderse hacia el interior del recipiente (1) en un eje de detección de nivel (X).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo sensor para recipientes de sustancias líquidas

Campo de la invención

La presente invención se refiere a dispositivos sensores utilizados en combinación con recipientes genéricos diseñados para contener una sustancia líquida y se ha desarrollado en referencia particular a un dispositivo predispuesto para la medición del líquido de una sustancia líquida dentro de un recipiente correspondiente junto con la medición de una característica de la sustancia líquida.

La invención encuentra una aplicación preferida en el sector de la automoción o en el sector de sistemas en general que están dotados de motores de combustión interna, o endotérmicos, en particular en combinación con depósitos diseñados para contener una sustancia, tal como un combustible o alternativamente una solución líquida necesaria para el funcionamiento de un sistema de tratamiento de gases de escape de un motor de combustión interna.

Técnica anterior

Para los fines de comprobar las sustancias contenidas en recipientes genéricos, es habitual utilizar sensores de características, tales como niveles, temperatura, calidad, etc. Un ejemplo típico está representado por depósitos que contienen sustancias líquidas, que pertenecen a sistemas de emisión de gases de escape de algunos tipos de vehículos, diseñados para los fines de reducción de la liberación de óxidos de nitrógeno (NOx) a la atmósfera. Un sistema particularmente generalizado para dicho propósito se basa en el procedimiento conocido como RCS (reducción catalítica selectiva), que permite la reducción de los óxidos de nitrógeno de los gases mediante inyección de una sustancia líquida reductora en la línea de escape. Dichos sistemas de tratamiento presuponen que el agente reductor se dosifica e inyecta en el flujo de los gases de escape con el fin de convertir del óxido de nitrógeno (NOx) en nitrógeno (N2) y agua (H2O). La sustancia reductora está típicamente constituida por una solución de agua y urea.

El funcionamiento apropiado de dichos sistemas presupone que la unidad de control correspondiente reconozca la presencia de la sustancia reductora dentro del depósito, en particular mediante la medición del nivel de la misma y la advertencia de la posible necesidad de reponerla. La información útil para el control de dichos sistemas se refiere a otras características de la sustancia reductora, tales como características asociadas a su composición o temperatura.

Por ejemplo, el documento WO 2010/151327 describe un depósito para una sustancia reductora, sobre el que se monta un sensor de nivel, configurado para generar una señal de radiofrecuencia en un circuito resonante y para propagar la radiación electromagnética resultante en la sustancia, así como para detectar cambios en la impedancia o resonancia del circuito anteriormente indicado, en el que dichos cambios se consideran representativos de cambios de conductividad y propiedades dieléctricas de la sustancia que son proporcionales a la cantidad de sustancia, es decir, a su nivel. El sensor de nivel puede proporcionarse con sondas capacitivas y/o resistivas para la detección de la calidad de la sustancia. En una pared lateral del depósito posiblemente puede montarse un sensor adicional de un tipo electroóptico, diseñado para detectar otras características de la sustancia. Dicho sensor óptico adicional está sumergido en la sustancia, en el caso de que ésta esté presente en un nivel suficiente en el depósito. Un emisor dirige un haz de luz hacia un prisma, que constituye una punta del sensor y está configurado para refractar la radiación hacia el interior del líquido, en donde la luz reflejada es detectada por un receptor. La luz reflejada se considera directamente proporcional al índice de refracción de la sustancia, lo que permite determinar si la sustancia contenida es agua o una solución de urea, y la concentración de la solución.

Las soluciones del tipo indicado son generalmente complicadas e implican la necesidad de instalar en el depósito una pluralidad de sensores, que a continuación deben conectarse con una unidad de control externa a los sensores, con las consecuentes complicaciones de producción y la necesidad de múltiples conexiones y cables.

Objetivo y sumario de la invención

El objetivo de la presente invención es básicamente superar las desventajas destacadas anteriormente, de una manera simple, económicamente ventajosa y fiable.

El objetivo anterior y otros objetivos, los cuales emergerán más claramente a continuación en la presente memoria, se consiguen según la presente invención mediante un dispositivo sensor que presenta las características especificadas en las reivindicaciones adjuntas. Las reivindicaciones forman una parte integral de la enseñanza técnica proporcionada en la presente memoria con relación a la invención.

Se encuentra integrado un dispositivo sensor según la invención, tal como se especifica en la reivindicación 1, una pluralidad de dispositivos de detección de diversos tipos, que comprenden por lo menos un dispositivo sensor de nivel y un dispositivo óptico para la detección de una o más características de la sustancia, y posiblemente asimismo un dispositivo sensor de la temperatura, en el que dichos dispositivos están operativamente asociados a la misma carcasa o cuerpo de ensamblaje. El dispositivo según la invención, por lo tanto, permite conseguir importantes beneficios respecto a las soluciones conocidas, en donde una pluralidad de diferentes dispositivos sensores debe estar asociada al recipiente de la sustancia bajo comprobación, en particular en el caso de que resulte preferido utilizar por lo menos un sensor de un tipo óptico. De esta manera, además, los diversos dispositivos de detección del dispositivo asimismo pueden presentar en común por lo menos parte de los circuitos correspondientes de control y conexión, tal como un circuito de control del dispositivo sensor de nivel y del dispositivo sensor óptico, facilitando de esta manera y asimismo acelerando la conexión de dichos dispositivos con los sistemas de control correspondientes, tal como una unidad de control a bordo de un vehículo. Con este propósito, el dispositivo incluye puede incluir solo un único conector, para llevar a cabo las señales al exterior. El dispositivo sensor de temperatura, en caso de hallarse presente, permite, en caso necesario, compensar ambas detecciones realizadas mediante el dispositivo sensor de nivel y las detecciones realizadas mediante el dispositivo óptico.

A partir de la invención, el dispositivo sensor puede presentar una estructura muy compacta, con dimensiones globales que son del mismo orden que las de dispositivos sensores de detección de nivel de un tipo conocido. Lo anterior significa que, en caso necesario, un dispositivo sensor según la invención puede instalarse en lugar de un sensor de nivel tradicional, proporcionando con respecto a las últimas funciones adicionales, unidas a las detecciones que pueden realizarse con el sensor óptico. Con este propósito, por ejemplo, una única actualización del programa o software del sistema de control, al que debe conectarse el dispositivo, por ejemplo una unidad de control a bordo del vehículo, puede resultar suficiente.

Según una forma de realización preferida, tal como la indicada en la reivindicación 2, un receptor y un emisor de radiación óptica del dispositivo óptico se integran en un módulo óptico, que está configurado como componente diferente diferenciado del cuerpo principal del dispositivo. De esta manera, el módulo óptico puede preensamblarse fácilmente y posteriormente montarse en el cuerpo principal del dispositivo y conectarse eléctricamente de un modo simple, rápido y automatizable.

Según una forma de realización preferida, tal como la indicada en la reivindicación 3, el cuerpo principal del dispositivo se conforma para definir un posicionamiento que garantice el mantenimiento de la posición operativa correcta del emisor y receptor anteriormente indicados, con la ventaja de la facilidad y precisión del ensamblaje, así como la precisión de la detección. Lo anterior resulta particularmente ventajoso en el caso de que se utilice el módulo anteriormente indicado que integre el emisor y el receptor.

Según una forma de realización preferida, tal como la indicada en la reivindicación 4, puede fijarse en posición un módulo óptico, tal como uno que incluye por lo menos un emisor y un receptor de radiación óptica, de manera simple y rápida, preferentemente mediante un único elemento de fijación o un elemento de acoplamiento rápido, en particular aprovechando uno o más elementos del sitio de posicionamiento anteriormente indicado. Muy ventajosamente, según formas de realización preferidas, tales como las indicadas en la reivindicación 5, dichos elementos pueden ser elementos ópticos utilizados asimismo para la propagación de radiación óptica, en particular en forma de prismas ópticos.

Según formas de realización preferidas, tales como la indicada en la reivindicación 6, y tal como ya se ha mencionado, los dispositivos sensores pueden compartir elementos de circuito, tales como un soporte de circuito, así como componentes eléctricos y/o electrónicos montados en el soporte o conectados al mismo, tales como un microcontrolador o los terminales de un conector, o nuevamente un conector común.

El dispositivo sensor de nivel del dispositivo según una forma de realización preferida, tal como la indicada en la reivindicación 7, se proporciona con una parte detectora muy compacta, con la ventaja de reducir las dimensiones totales. De manera similar, la carcasa diseñada para contener la parte detectora asimismo es compacta, que sobresaldrá hacia el interior del recipiente de la sustancia que se está comprobando.

Los medios de protección (“shielding”) proporcionados según formas de realización preferidas, tales como los indicados en la reivindicación 8, evitan que cualquier radiación óptica no deseada posiblemente afecte adversamente a la precisión y calidad de las detecciones realizadas mediante el dispositivo óptico. Por ejemplo, puede utilizarse un elemento de protección para evitar que parte de la radiación óptica emitida por el emisor alcance posiblemente el receptor directamente, sin contribuir a la detección de la característica de interés y por el contrario interfiera adversamente con la detección anteriormente indicada. Ventajosamente, dicho elemento de protección puede pertenecer al módulo óptimo, con la ventaja adicional de ser compacto y fácil de ensamblar, aprovechando dicho elemento, en caso necesario, con fines de posicionamiento del módulo mismo. De manera similar, puede utilizarse una protección (“shield”) óptica para eliminar o minimizar los efectos negativos que podría causar la luz ambiental durante el curso de la detección óptica. Dicha característica resulta particularmente ventajosa en el caso de que el cuerpo del dispositivo, o por lo menos una parte de carcasa del mismo, esté realizado por lo menos en parte en un material transparente o un material permeable a la luz ambiental.

En un dispositivo sensor según una forma de realización preferida, tal como la indicada en la reivindicación 9, un cuerpo o caja del dispositivo sensor comprende un primer cuerpo provisto de un asiento o abertura pasante, y un segundo cuerpo que está localizado en una posición correspondiente a dicho asiento o abertura pasante, en donde por lo menos uno de entre el primer cuerpo y el segundo cuerpo incluye una parte realizada en material diseñado para la propagación de la radiación óptica operativa del dispositivo. Ventajosamente, de esta manera, el cuerpo o la caja del dispositivo sensor puede estar constituido/a por varias partes, utilizando para el propósito materiales diferentes considerados más convenientes desde el punto de vista funcional, tal como se explica posteriormente en la presente memoria. Por ejemplo, en diversas formas de realización, tal como la indicada en la reivindicación 10, puede configurarse un conjunto óptico que incluye emisor, receptor y una parte de cuerpo a través de la cual se propagará la radiación óptica detectora, como parte diferenciada de otra parte del cuerpo principal del dispositivo, proporcionado deliberadamente con una abertura pasante para la instalación del conjunto óptico anteriormente indicado. De esta manera, el conjunto óptico puede montarse previamente de manera fácil, posiblemente someterse a ensayo y después asociarse de una manera sellada a la abertura correspondiente para la instalación proporcionada en el cuerpo principal. En una forma de realización de este tipo, la presencia de un elemento de posicionamiento tal como se indica opcionalmente en la reivindicación 10, resulta ventajosa para el fin de garantizar un posicionamiento apropiado del emisor y el receptor, aunque pertenezcan a un conjunto óptico del tipo indicado anteriormente.

Un dispositivo sensor según una forma de realización preferida, tal como la indicada en la reivindicación 11, permite la utilización de una estructura de guía óptica relativamente simple con el fin de obtener en cualquier caso una propagación eficiente y fiable de radiación óptica detectora, basada en los principios de la reflexión interna. Dicha solución permite, además, que el posicionamiento del emisor y del receptor resulte menos crítico, que puede simplemente posicionarse enfrente de los dos extremos de la guía óptica.

Un dispositivo sensor según una forma de realización preferida, tal como la indicada en la reivindicación 12, presenta por el contrario un dispositivo sensor óptico, el funcionamiento del cual se basa en la refracción óptica, en particular en el paso de la radiación óptica de un sólido a un líquido, lo que permite una medición con una buena resolución.

En otras formas de realización, tales como las indicadas en la reivindicación 14 y/o en la reivindicación 15, un dispositivo sensor dotado de un dispositivo óptico auxiliar, destinado a detectar posibles variaciones de las características del material plástico a través del cual se propagará una radiación óptica detectora, en donde dichas variaciones pueden deberse, por ejemplo, al envejecimiento y a variaciones de la temperatura. De esta manera, en caso necesario, resulta posible realizar una compensación correspondiente de las detecciones realizadas mediante, por ejemplo, el dispositivo óptico principal, con la ventaja de la fiabilidad y precisión del dispositivo a largo plazo. Según unas formas de realización preferidas, el emisor y el receptor del dispositivo óptico auxiliar pueden integrarse en el mismo módulo óptico que el que integra el emisor y receptor principales, o alternativamente puede portarse en un soporte de circuito perteneciente al dispositivo sensor de nivel, con la ventaja de la simplicidad de ensamblaje.

Breve descripción de los dibujos

Los objetivos adicionales, las características y ventajas de la presente invención se pondrán claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada siguiente, haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, proporcionados únicamente a título de ejemplo no limitativo y en los que:

- La figura 1 es una vista en perspectiva en sección de un recipiente genérico que comprende un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 2 es una vista en perspectiva en sección parcial de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva desde diferentes ángulos de un circuito de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 5 y 6 son vistas explosionadas, desde diferentes ángulos, de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 7 a 9 son vistas en perspectiva, desde diferentes ángulos, de un módulo óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 10 ilustra, con diferentes vistas en perspectiva, un emisor de radiación óptica y un componente correspondiente, que puede utilizarse en un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 11 es un posible diagrama eléctrico de un módulo óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 12 a 14 son vistas en perspectiva de productos semiacabados, que pueden utilizarse para la producción de un módulo óptico del tipo ilustrado en las figuras 7 a 9.

- Las figuras 15 y 16 son vistas en perspectiva de productos semiacabados, que pueden utilizarse para la producción de un módulo óptico del tipo ilustrado en las figuras 7 a 9.

- La figura 17 es una vista en perspectiva parcial de un circuito de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención, con un módulo óptico asociado del tipo ilustrado en las figuras 7 a 9. - La figura 18 es una vista en perspectiva destinada a representar una etapa de ensamblaje de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 19 y 20 son una vista en perspectiva en sección y una vista en perspectiva de una parte de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 21 es una vista de una sección transversal vertical parcial de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 22 a 26 son vistas de sección transversal vertical parcial destinadas a ejemplificar el funcionamiento de un sensor óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 27 es un diagrama de bloques simplificado de un sensor óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 28 y 29 son vistas explosionadas, desde diferentes ángulos, de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 30 a 33 son vistas en perspectiva destinadas a representar algunas etapas de ensamblaje de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 34 es una vista explosionadas de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 35 y 36 son vistas en perspectiva desde diferentes ángulos de un elemento protector, que puede utilizarse en un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 37 a 38 son vistas en perspectiva, desde diferentes ángulos, de un módulo óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 39 a 43 son vistas en perspectiva destinadas a representar algunas etapas de ensamblaje de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 44 y 45 son vistas en perspectiva de un elemento elástico y un elemento de bloqueo correspondiente, que pueden utilizarse en un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 46 a 48 son vistas en perspectiva parciales destinadas a representar algunas etapas de fijación de un elemento elástico del tipo ilustrado en la figura 44 mediante un elemento de bloqueo del tipo ilustrado en la figura 45.

- Las figuras 49 y 50 son vistas en perspectiva, desde diferentes ángulos, de un módulo óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 51 es una vista en perspectiva de un elemento elástico que puede utilizarse en un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 52 es una vista en perspectiva parcial destinada a representar una etapa de ensamblaje de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 53 a 57 son vistas en perspectiva parciales destinadas a representar algunas etapas de fijación de un elemento elástico del tipo ilustrado en la figura 51.

- Las figuras 58 y 59 son vistas en perspectiva desde diferentes ángulos de una parte de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 60 es una vista en perspectiva que muestra una parte de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 61 es una vista explosionada de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 62 y 63 son vistas en perspectiva, desde diferentes ángulos, de un módulo óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 64 es una vista en perspectiva de un elemento protector, que puede utilizarse en un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 65 a 69 son vistas en perspectiva destinadas a representar algunas etapas de fijación de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 70 es una vista en perspectiva en sección de una parte de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 71 es una vista de una sección transversal vertical parcial de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 72 y 73 son vistas parcialmente explosionadas, desde diferentes ángulos, de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 74 y 75 son vistas en perspectiva, desde diferentes ángulos, de un conjunto óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 76 es una vista explosionada de un conjunto óptico del tipo ilustrado en las figuras 74 y 75.

- La figura 77 es una vista en perspectiva de una sección parcial de una parte de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 78 es una vista en perspectiva que representa una parte de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 79 es una vista de una sección transversal parcial y esquemática de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 80 es un detalle a una mayor escala de la figura 79.

- La figura 81 es una vista parcialmente explosionada de una parte de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 82 es una vista explosionada de un módulo óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 83 es una vista parcialmente explosionada de una parte de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 84 y 85 son vistas en perspectiva destinadas a representar algunas etapas de ensamblaje de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 86 es una vista de una sección transversal vertical parcial de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 87 y 88 son vistas de sección transversal vertical parcial destinadas a ejemplificar el funcionamiento de un sensor óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 89 y 90 son vistas parcialmente explosionadas, desde diferentes ángulos, de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 91 es una vista explosionada de un módulo óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 92 y 93 son vistas en perspectiva, desde diferentes ángulos, de un módulo óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 94 y 95 son vistas en perspectiva destinadas a representar algunas etapas de ensamblaje de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 96 y 97 son vistas de una sección transversal vertical parcial, según dos ejes paralelos diferentes de sección, de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 98 es un diagrama eléctrico de un módulo óptico, que puede utilizarse en un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 99 es un diagrama de bloques simplificado de un sensor óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 100 y 101 son vistas parcialmente explosionadas, desde diferentes ángulos, de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- Las figuras 102 y 103 son vistas en perspectiva, desde diferentes ángulos, de un elemento óptico de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 104 es una vista parcialmente explosionada parcial de un circuito de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención, con un módulo óptico correspondiente.

- Las figuras 105 y 108 son vistas en perspectiva destinadas a representar algunas etapas de ensamblaje de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 109 es una vista de una sección transversal vertical parcial de un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención.

- La figura 110 es una vista de sección transversal horizontal del dispositivo sensor de la figura 109.

- La figura 111 es una vista de una sección transversal vertical parcial del dispositivo sensor de las figuras 109 a 110, según un plano de sección ortogonal al de la figura 109.

- La figura 112 es una vista en perspectiva esquemática de un elemento de conexión eléctrica, en forma de placa de circuitos impresos flexible, que puede utilizarse para producir módulos ópticos según formas de realización de la invención.

- Las figuras 113 y 114 son vistas en perspectiva esquemáticas desde diferentes ángulos de una estructura de soporte y conexión eléctrica que integra un elemento del tipo representado en la figura 112.

- Las figuras 115 y 116 son vistas en perspectiva esquemáticas desde diferentes ángulos de un módulo óptico que puede utilizarse en un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención, en dos condiciones diferentes.

- Las figuras 117 y 118 son vistas esquemáticas de despiece parcial de una estructura de soporte y conexión eléctrica de un módulo óptico que puede utilizarse en un dispositivo sensor según posibles formas de realización de la invención y

- La figura 119 es una vista en perspectiva esquemática de un módulo óptico que incluye la estructura de las figuras 117 y 118.

Descripción de formas de realización preferidas de la invención

La referencia a "una forma de realización" en el contexto de la presente descripción pretende indicar que una configuración, estructura o característica particular indicada en relación a las formas de realización se encuentra comprendida en por lo menos una forma de realización. Por lo tanto, expresiones tales como "en una forma de realización", "en una forma de realización", "en diversas formas de realización" y similares, que pueden encontrarse presentes en diferentes puntos de la presente descripción, no se refieren necesariamente a exactamente la misma forma de realización. Los números de referencia y referencias espaciales (tales como "superior", "inferior", "tope", "fondo", etc.) utilizadas en la presente memoria son únicamente por conveniencia y por lo tanto no definen la esfera de protección o el alcance de las formas de realización. Debe considerarse, por ejemplo, que por necesidad de una mayor claridad, en diversas figuras adjuntas el dispositivo que forma el objeto de la invención se representa en una condición invertida con respecto a la del funcionamiento normal. Se señala que, en la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas, el adjetivo "exterior" o "externo", en el caso de que hagan referencia a una superficie de por lo menos parte de una pared (interfaz) de un cuerpo del dispositivo indicado en la presente memoria, se pretende designar una superficie diseñada para orientarse hacia el interior de un recipiente genérico o de un conducto, es decir, en contacto con la sustancia líquida sometida a detección, mientras que el adjetivo "interior" o "interno" pretende designar una superficie opuesta a la pared anteriormente indicada, es decir, una superficie diseñada para localizarse en el exterior del depósito o conducto, y en cualquier caso no en contacto con la sustancia. De manera similar, se señala que, en la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas, la expresión "radiación óptica" se refiere a aquellas regiones del espectro electromagnético que comprenden radiación en el intervalo entre 100 nm (nanómetros) y 1 mm (milímetro), incluyendo la radiación ultravioleta (100 a 400 nm), la radiación visible (380 a 780 nm) y la radiación infrarroja (780 nm a 1 mm). Además, se entienden como comprendidas en el alcance de la invención, tanto fuentes de radiación óptica de un tipo "coherente" o láser como fuentes de radiación óptica de un tipo "no coherente". Además, si no se especifica o resulta evidente a partir del contexto descrito, el término "material", por ejemplo en referencia al cuerpo de un elemento que ha sido descrito, debe entenderse que indica un único material (por ejemplo, un material de metal o de plástico) o una composición de varios materiales (por ejemplo, una aleación metálica o un material compuesto, o una mezcla de materiales, etc.).

En la figura 1, designado globalmente como 1 es un recipiente genérico, tal como un depósito, en particular un depósito de un vehículo de motor. A continuación, en la presente descripción, se supone que dicho recipiente 1 (asimismo definido posteriormente en la presente memoria en aras de la simplicidad como "depósito") está diseñado para contener un aditivo líquido, o agente reductor, y forma parte de un sistema de tratamiento de gases de escape de un motor de combustión interna, representado globalmente por el bloque 2. En diversas formas de realización, el sistema de tratamiento 2 es de un tipo SCR, tal como se explica en la parte introductoria de la presente descripción, utilizado para la reducción de las emisiones de óxidos de nitrógeno, por ejemplo en vehículos de motor, en particular con motores diésel. El agente reductor anteriormente indicado es, por lo tanto, preferentemente una solución líquida, en particular urea, en una solución de agua destilada, tal como el conocido comercialmente mediante el nombre AdBlue™. El recipiente 1 podría, en cualquier caso, sustituirse por un conductor de un sistema hidráulico y/o utilizarse con otros fines y/o en sectores diferentes del sector de la automoción, y podría diseñarse para contener un líquido o sustancia fluida diferente de algún otro tipo que pueda detectarse ópticamente (las definiciones proporcionadas posteriormente en la presente memoria referidas ocasionalmente a una sustancia líquida o a un agente reductor, por lo tanto, pueden entenderse en referencia a un líquido o sustancia fluida diferente). El cuerpo principal 1a del depósito 1 puede estar realizado en cualquier material, preferentemente un material que sea químicamente resistente a la sustancia líquida o solución y es, preferentemente, eléctricamente aislante, por ejemplo un material plástico adecuado, según una técnica conocida, tal como polietileno de alta densidad (HDPE). Al depósito 1 puede estar asociado posiblemente un calentador de un tipo conocido por sí mismo, utilizado para el calentamiento del depósito mismo y/o su contenido, por ejemplo en el caso de congelación. Se representa esquemáticamente en las figuras un calentador eléctrico mediante el bloque denominado CE. Ventajosamente, en diversas formas de realización, dicho calentador CE está asociado o integrado en el dispositivo sensor según la presente invención.

En el ejemplo esquemático ilustrado, el depósito presenta una parte superior 3, por ejemplo una pared superior del mismo, en la que hay una abertura 3a para acabar de reponer con la solución líquida. Una parte inferior 4 del depósito 1, por ejemplo su pared inferior, presenta una abertura de salida 5, por la que sale la solución o es extraída, por ejemplo mediante una bomba, para suministrar el líquido al sistema 2. Nuevamente, en la parte inferior 4, el depósito 1 presenta una segunda abertura designada por 6 en la que el cuerpo de un dispositivo sensor según diversas posibles formas de realización de la invención está fijada de una manera sellada. En aplicaciones preferidas, de hecho, el dispositivo sensor que forma el objeto de la invención está diseñado para instalarse en la parte inferior de un recipiente o de un conducto, de manera que una superficie externa de su cuerpo se encuentre por lo menos en parte en contacto con la sustancia líquida, aunque ésta se encuentre a un nivel mínimo.

En diversas formas de realización, un cuerpo del dispositivo sensor según la invención define por sí mismo por lo menos parte de la abertura de salida del depósito 1, el cual por lo tanto podría proporcionarse con solo una abertura 6, en lugar de las aberturas 5 y 6.

El dispositivo sensor, designado globalmente como 10, incluye un dispositivo sensor del nivel, asimismo definido posteriormente en la presente memoria en aras de la simplicidad como "sensor de nivel", que incluye una parte detectora 11 del nivel. La parte detectora 11 está diseñada para estar orientada hacia el interior del depósito 1 y/o para extenderse por lo menos parcialmente dentro del mismo. El dispositivo 10 incluye entonces una carcasa y/o parte o porción 12 de ensamblaje configurada para el acoplamiento de manera hermética con la abertura 6. La parte 12 presenta una estructura de cierre o de fondo que incluye por lo menos una pared (designada posteriormente en la presente memoria por 21), que debe entrar en contacto con la solución líquida contenida en el depósito 1, en el que la parte detectara 11 del sensor de nivel sobresale de esta pared. Tal como se observará, según la invención, el dispositivo sensor 10 comprende por lo menos un dispositivo sensor adicional, en particular de un tipo óptico, para la detección de una o más características de la sustancia o solución líquida contenida en el depósito 1; con este fin, el dispositivo sensor 10 incluye una segunda parte detectora, asimismo definida posteriormente en la presente memoria como "sitio de posicionamiento óptico", que en diversas formas de realización asimismo puede configurarse como sobresaliendo hacia el interior del depósito 1.

El dispositivo sensor 10 está montado de manera que se extiende por lo menos en parte según un eje de detección de nivel, designado por X, que preferentemente es sustancialmente vertical, aunque, en caso necesario, puede estar inclinado con respecto a la vertical. Preferentemente, la segunda parte detectora anteriormente indicada o el sitio óptico anteriormente indicado está diseñado para posicionarse a una altura relativamente próxima a la pared inferior 4 del depósito 1; es decir, está situado en una región terminal proximal del dispositivo 10 próxima a la pared 4, en donde está montado en el depósito.

La región terminal distal de la parte detectora 11 puede estar en contacto, además, o a una ligera distancia, de la pared superior del depósito y posiblemente puede estar fijada dentro de la pared superior anteriormente indicada. Preferentemente, la zona terminal proximal de la parte de detección de nivel 11 se extiende dentro del depósito 1 a una altura relativamente próxima a la pared inferior 4 con el fin de poder detectar la presencia de un nivel incluso muy bajo en el depósito.

Debe señalarse que, en lugar de encontrarse directamente montado en la abertura 6 del depósito 1, el dispositivo 10 según la invención puede constituir o estar asociado o integrado en un cuerpo o componente adicional que está montado de manera sellada en una abertura diferente del depósito mismo.

En la figura 2, se representa aisladamente un dispositivo 10 según una forma de realización. El dispositivo 10 presenta un cuerpo 10a de dispositivo que define la parte de carcasa y/o ensamblaje 12 que se evita preferentemente con una cubierta de cierre 13.

Preferentemente, el cuerpo 10a es hueco para alojar por lo menos parte de los componentes sensores de nivel, en particular los componentes de un sensor de nivel de un tipo capacitivo, así como por lo menos parte de los componentes de un dispositivo para la detección de una o más características de la sustancia contenida en el depósito 1, en particular un sensor de un tipo óptico, preferentemente de un tipo optoelectrónico, adecuado para la detección de la calidad de la sustancia anteriormente indicada (a continuación, por simplicidad, se hará referencia por lo tanto asimismo a únicamente la detección de la calidad de la sustancia). Tal como se observará, en formas de realización preferidas, la parte del cuerpo de la caja del dispositivo, representado en estas por la parte de carcasa 12, que presenta el dispositivo sensor asociado de un tipo óptico diseñado para extenderse prevalentemente en el exterior del recipiente o conducto en el que está situada la sustancia líquida, excepto por como mínimo una parte de una pared de la parte de cuerpo. Es decir, a continuación, preferentemente el dispositivo sensor óptico anteriormente indicado no está alojado en un cuerpo diseñado para posicionarse completa o prevalentemente dentro de un volumen para contener la sustancia líquida, o alternativamente, diseñado para encontrarse completa o prevalentemente sumergido en esta última.

En particular, el cuerpo 10a del dispositivo define, en la región de la parte detectora 11, una caja hueca 14 que presenta una forma generalmente alargada; en el ejemplo ilustrado, la caja 14 presenta una forma generalmente prismática, en particular, sustancialmente paralelepípeda. En diversas formas de realización, la caja 14 puede obtenerse mediante sobremoldeo directo de material plástico eléctricamente aislante sobre un soporte de circuito, descrito posteriormente en la presente memoria. Más en general, el sensor 10 puede presentar por lo menos una capa aislante, para el aislamiento eléctrico de sus electrodos (descritos posteriormente en la presente memoria) respecto del interior del depósito 1.

En formas de realización preferidas, la parte de carcasa 12 y la caja 14 están definidas por un único cuerpo 10a de material plástico eléctricamente aislante. Por otra parte, no excluida de la invención se encuentra una forma de realización del cuerpo 10a en partes separadas que se fija de una manera sellada, por ejemplo mediante medios de acoplamiento mutuo, o alternativamente mediante soldadura o sobremoldeo. En diversas formas de realización, la caja 14 proporciona una parte sobresaliente de la estructura de cierre o fondo de la parte de carcasa 12 que se sumerge por lo menos parcialmente en la sustancia o solución contenida en el depósito 1.

En diversas formas de realización, el cuerpo 10a, o por lo menos una parte su porción que debe entrar en contacto con la solución líquida, está realizado en un material termoplástico moldeable, tal como un polipropileno (PP) o un polietileno de alta densidad (HDPE) o una polisulfona (PSU). Por otra parte, los ensayos prácticos llevados a cabo por el presente solicitante han permitido determinar que un material que resulta particularmente adecuado (asimismo en vista de las modalidades particulares de detección de nivel y calidad indicadas posteriormente en la presente memoria) es un copolímero de olefina cíclica (COC).

Los materiales de dicho tipo, que asimismo se utilizan en el campo médico, presentan características particularmente ventajosas para la aplicación considerada en la presente memoria, entre las que se enfatizan la densidad baja, la absorción de agua muy baja, las excelentes propiedades de protección al vapor de agua, la elevada rigidez, resistencia y dureza, la elevada resistencia a temperaturas extremas y al choque térmico, la excelente resistente a agentes agresivos, tales como ácidos y álcalis, las excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, la fácil manipulabilidad utilizando métodos ordinarios de tratamiento de materiales termoplásticos, tales como el moldeo por inyección, la extrusión, el moldeo por soplado y el moldeo por inyección y soplado.

Nuevamente en la figura 2 puede señalarse cómo la parte de carcasa 12 define una cavidad, designada globalmente como H, que junto con la cubierta 13 delimita una carcasa para como mínimo parte de los componentes sensores eléctricos y electrónicos. En una forma de realización preferida, por lo menos parte de dichos componentes está montada sobre un sustrato eléctricamente aislante 15 que proporciona un soporte de circuito o PCB (placa de circuito impreso), asimismo definida posteriormente en la presente memoria como "circuito", dado que montados y conectados en la misma se encuentran componentes eléctricos y/o electrónicos. El soporte de circuito 15 está preferentemente realizado en un material adecuado para la producción de circuitos impresos, tales como FR4 o un material compuesto similar, tal como fibra de vidrio, o nuevamente un material cerámico o un material a base de polímero, preferentemente un material moldeable para los fines de producción del soporte de circuito 15.

Haciendo referencia asimismo a las figuras 3 y 4, se identifica en el soporte de circuito 15 una primera parte 15a diseñada para ser recibida en la parte de carcasa 12 y una segunda parte 15b diseñada para ser recibida en la caja 14.

Asociado a la parte 15a del soporte de circuito 15 se encuentran prevalentemente los componentes electrónicos sensores y/o de control del dispositivo 10, que preferentemente están conectados tanto al sensor de nivel como al sensor de calidad. Los componentes anteriormente indicados preferentemente incluyen tanto componentes para el tratamiento y el procesamiento de señales detectoras del nivel como componentes para el tratamiento y el procesamiento de señales detectoras de la calidad.

Preferentemente asociado a la parte 15a se encuentran, además, terminales correspondientes para la conexión eléctrica externa del dispositivo 10, preferentemente de una forma generalmente plana, visible, por ejemplo, en las figuras 5 y 6, en donde se designan como 16. Dichos terminales 16 forman, con un cuerpo conector 13a de la cubierta 13, una interfaz o conector para la conexión eléctrica externa del dispositivo 10, por ejemplo con una unidad de control del sistema 2 a bordo del vehículo.

Asociado a la parte 15b del soporte de circuito 15 se encuentra por lo menos parte de los componentes utilizados para la detección del nivel. En diversas formas de realización, entre dichos componentes se incluyen una serie de electrodos, algunos de los cuales se designan como J, que se extienden en una dirección transversal al eje de detección, sustancialmente desde el extremo proximal hasta el extremo distal de la parte detectora 11, es decir, de la parte 15b del soporte de circuito 15.

Se proporciona en el ejemplo ilustrado un único soporte 15 de circuito en el que se encuentran definidas las partes 15a y 15b, aunque en posibles formas de realización variantes, pueden proporcionarse varios soportes de circuito conectados entre sí mediante medios adecuados de interconexión eléctrica y posiblemente medios de interconexión mecánica, por ejemplo un soporte de circuito para la parte 15a y un soporte de circuito para la parte 15b, con conductores o conectores eléctricos para conectar los caminos eléctricamente conductores de una parte con los caminos eléctricamente conductores de la otra parte, o nuevamente un soporte de circuito que porta parte de los componentes solo para la detección de la calidad (o alguna otra cantidad característica de la sustancia), conectado con un soporte de circuito que porta por lo menos parte de los componentes para la detección del nivel.

Nuevamente haciendo referencia a las figuras 3 y 4, en diversas formas de realización, el soporte de circuito 15, que preferentemente presenta una forma generalmente alargada y plana, presenta asociado a una de sus caras principales (en la presente memoria convencionalmente definida como "trasera") un dispositivo de circuito de control, designado globalmente como 17, que comprende preferentemente un controlador electrónico MP, por ejemplo, un microprocesador o un microcontrolador.

El controlador MP preferentemente comprende por lo menos una unidad de procesamiento y/o control lógico, un circuito de memoria, y entradas y salidas, entre los que se encuentran entradas de un tipo analógico/digital. El dispositivo 17 o el controlador MP comprenden además elementos para el acondicionamiento y/o tratamiento de las señales para la detección del nivel y calidad de la solución líquida. Debe señalarse que los componentes asociados al soporte 15 de circuito o el dispositivo 17, excepto por sus elementos de conexión 16 y 53, están representados únicamente en las figuras 3 y 4 en aras de la calidad de los dibujos siguientes.

Los componentes del dispositivo de circuito 17 están conectados a caminos eléctricamente conductores (no indicados) proporcionados en la parte 15a. Proporcionado además sobre la trasera de la parte 15b del soporte de circuito se encuentra una serie de caminos eléctricamente conductores 18 para la conexión eléctrica de los electrodos J, que están situados, por el contrario, en el frente de la parte 15b. Con este fin, se proporcionan preferentemente orificios metalizados 18a para la conexión entre caminos y electrodos o componentes de circuito proporcionados sobre superficies diferentes del soporte 15 de circuito.

En diversas formas de realización, el dispositivo según la invención comprende por lo menos un sensor de temperatura, para la detección de por lo menos uno de entre la temperatura de la solución líquida y la temperatura ambiental, tal como la temperatura del aire dentro del depósito o la temperatura dentro del cuerpo 10a. Preferentemente, se proporciona por lo menos un sensor de temperatura sobre el soporte de circuito 15. Un sensor de temperatura, por ejemplo de un tipo NTC, puede montarse en por lo menos una región de entre la región del extremo distal y la región del extremo proximal de la parte 15b del soporte 15 de circuito. En el ejemplo representado, montado sobre la parte 15b, en particular sobre su trasera, se encuentran dos sensores de temperatura 19a y 19b, en regiones terminales opuestas de la parte 15b, conectados al dispositivo de circuito 17 mediante caminos conductores correspondientes. Suponiendo una instalación del dispositivo 10 en el depósito 1 tal como la ilustrada en la figura 1, el sensor de temperatura 19a puede utilizarse para la detección de la temperatura del líquido, mientras que el sensor 19b (que, en la condición montada, se encuentra situado más próximo a la pared superior del depósito) puede utilizarse para la detección de la temperatura que existe en el volumen interno del depósito sobre el líquido, por ejemplo la temperatura del aire. En diversas formas de realización, tales como la ejemplificada en la presente memoria, la medición realizada por como mínimo un sensor de temperatura proporcionado en el dispositivo es una medición indirecta, dado que el sensor de temperatura anteriormente indicado no está directamente en contacto con el fluido que debe detectarse (la sustancia líquida o el aire). De hecho, se apreciará que, en diversas formas de realización, el sensor o sensores de temperatura se alojan dentro del cuerpo 10a del dispositivo (y especialmente dentro de la caja 14) y, por lo tanto, no están directamente en contacto con la sustancia líquida o el aire presente en el depósito 1. Con este fin, en diversas formas de realización, el dispositivo de circuito de control 17 del dispositivo 10 está predispuesto (de una manera conocida por sí misma) para producir una compensación apropiada de la medición realizada por el sensor de temperatura, que considera por lo menos la presencia de una pared configurada entre el sensor de temperatura y el fluido que se mide (por ejemplo, en una memoria del dispositivo de circuito 17 pueden estar contenidos parámetros de corrección correspondientes, basados en análisis experimentales).

Puede proporcionarse posiblemente un sensor para la detección de la temperatura dentro de la parte 15a del soporte de circuito, es decir, dentro de la parte de carcasa 12, para detectar la temperatura que existe en la cavidad H, por ejemplo con el fin de compensar las variaciones o derivaciones térmicas de los componentes optoelectrónicos y/o de los componentes electrónicos del circuito de control, en particular con el fin de mejorar la precisión del dispositivo. En diversas formas de realización, se proporciona uno o más sensores de temperatura en posiciones intermedias de la parte 15b. Por lo menos un sensor de temperatura, por ejemplo uno o más de los indicados anteriormente, se proporciona en el dispositivo 10 para compensar el valor de las mediciones realizadas mediante el sensor de nivel y/o mediante el sensor de calidad.

Según diversas formas de realización, la detección de la temperatura realizada mediante por lo menos un sensor de temperatura, tal como el sensor, permite realizar una compensación tanto de las mediciones realizadas por el sensor de nivel como por las realizadas por el sensor óptico. Según un aspecto, además, en un mismo dispositivo sensor o en el cuerpo del dispositivo, se proporcionan por lo menos tres sensores de tipo diferente, tal como un sensor para detectar el nivel de la sustancia, un sensor ópti

un sensor para detectar la temperatura de la sustancia y/o del medio, que preferentemente se conectan a un mismo dispositivo de circuito, tal como el dispositivo 17 o el controlador MP, en particular con el fin de procesar y/o combinar entre sí por lo menos parte de las señales o valores detectados por dichos sensores, tal como procesamiento diseñado para compensar por lo menos parte de los valores detectados y/o realizar una compensación por la temperatura de los valores de nivel y/o calidad de la sustancia.

En diversas formas de realización, tales como la ejemplificada, todos los sensores, en particular los sensores de nivel, calidad y temperatura, están aislados respecto de la sustancia líquida, preferentemente mediante por lo menos una pared del cuerpo del dispositivo.

En el ejemplo no limitativo representado, los electrodos J están dispuestos según una matriz que se extiende en la dirección de la longitud de la parte 15b del soporte de circuito, es decir, a lo largo del eje de detección X, separados unos de otros. Los electrodos J están realizados en material eléctricamente conductor, por ejemplo un material metálico o una aleación metálica, y están asociados al frente de la parte 15b del soporte de circuito 15. Los electrodos J preferentemente son coplanares unos respecto a otros y pueden encontrarse, por ejemplo, en forma de placas o láminas grabadas o aplicadas sobre el soporte de circuito 15, o alternativamente constituidas por una capa eléctricamente conductora (como los caminos 18) depositados sobre el soporte de circuito 15, por ejemplo con una técnica de impresión con máscara o similar. Tal como se ha mencionado, en una forma de realización, el soporte de circuito 15 presenta orificios pasantes, algunos de los cuales se designa como 18a, que contienen material conductor para la conexión eléctrica entre los electrodos J proporcionados en el frente de la parte 15b y los caminos conductores 18 presentes en la trasera de la misma parte del soporte de circuito 15, o posiblemente situados en capas intermedias de un soporte 15 de un tipo multicapa.

En formas de realización preferidas, la detección del nivel se lleva a cabo mediante los electrodos J basándose en la medición de los valores de capacitancia. En diversas formas de realización, por lo menos dos electrodos J llevan a cabo sustancialmente las funciones de las placas de un condensador, mientras que la solución líquida contenida en el depósito lleva a cabo sustancialmente la función de dieléctrico del conductor mismo. En otras formas de realización, cada electrodo individual J proporciona únicamente una placa de tipo "condensador virtual"; la otra placa del cual se obtiene con el medio que se está midiendo, presente en el depósito, y en donde la pared interpuesta de la caja 14 (u otra capa aislante que la sustituya) constituye el dieléctrico entre las placas del condensador virtual anteriormente indicado. Por lo tanto, en diversas formas de realización, los electrodos J forman, junto con la electrónica de control correspondiente, un sensor capacitivo, que es capaz de detectar la presencia o la ausencia de la solución líquida incluso sin contacto directo con la misma. Preferentemente, con este propósito, cada electrodo J está conectado eléctricamente, solo o alternativamente en paralelo con por lo menos otro electrodo J, a una entrada respectiva de entre una pluralidad de entradas del controlador MP perteneciente al dispositivo de circuito 17. En dichas implementaciones, el controlador MP está predispuesto para discriminar el valor de la capacitancia asociado a cada electrodo J o grupos de electrodos J entre por lo menos dos umbrales y en consecuencia, identificar por lo menos una transición líquido-aire en el depósito, que indica el nivel de la solución líquida. En formas de realización preferidas, el controlador MP para dicho propósito realiza un muestreo secuencial de los valores de capacitancia presentes en las entradas a las que se encuentran conectados los electrodos J o los grupos de electrodos J con el fin de identificar la transición anteriormente indicada.

Por lo tanto, preferentemente, la detección del nivel se obtiene mediante un dispositivo de medición sin partes móviles, tal como un flotador, en particular por motivos de fiabilidad; con este propósito, en diversas formas de realización, el dispositivo de medición del nivel se obtiene según la técnica descrita en cualquiera de las solicitudes de patente internacional PCT/IB2015/054020, PCT/IB2015/057036 y PCT/IB2015/057043, presentadas a nombre del presente solicitante.

Por otra parte, el dispositivo sensor del nivel del dispositivo 10 puede obtenerse según otras técnicas conocidas del sector, aunque incluyendo preferentemente medios de detección del nivel que no presentan partes móviles (tales como un flotador), que podrían resultar ser voluminosos e interferir en las mediciones realizadas mediante el sensor adicional anteriormente indicado, utilizado para la detección de una o más características de la sustancia contenida en el depósito 1.

Los medios sensores del nivel utilizados sobresalen desde la parte de ensamblaje 12 hacia el interior del depósito, con la parte de ensamblaje que presenta una pared de interfaz diseñada para estar en contacto directo con la solución líquida contenida en el depósito. Los medios específicos de detección del nivel del dispositivo 10 asimismo podrían exponerse directamente al líquido, que comprende, por ejemplo, dos o más electrodos que se extienden longitudinalmente, sustancialmente paralelos entre sí, que deben entrar en contacto directo con el líquido, o nuevamente un dispositivo de electrodos con púas de peine, que asimismo entrarán en contacto con el líquido.

Tal como puede observarse en las figuras 5 y 6, en diversas formas de realización, la parte de carcasa y/o ensamblaje 12 incluye una pared periférica 20 y una estructura o pared de fondo 21 que define la cavidad H diseñada para alojar componentes eléctricos y/o electrónicos del dispositivo 10. Preferentemente, la pared periférica 20, en la presente memoria de una forma sustancialmente cilíndrica, presenta un asiento 20a para fijar el cuerpo 10a en posición. En la condición ensamblada, es decir, en donde se monta el dispositivo 10, por lo menos una parte de la estructura o pared de fondo 21, y en particular en su cara externa, debe entrar en contacto con la solución líquida contenida en el depósito: por este motivo, a continuación, la pared 21 asimismo se definirá como "pared de interfaz". Tal como puede observarse en particular en la figura 5, se define una abertura 22 en la pared de fondo 21, que conecta la cavidad H con la cavidad interna de la caja 14. A través de dicha abertura 22, el soporte de circuito 15 puede insertarse por lo menos parcialmente en la caja 14, con los electrodos correspondientes J u otros medios de detección contemplados que están aislados respecto de la solución líquida.

A partir de las figuras 5 y 6 puede apreciarse como, en formas de realización preferidas, la cubierta 13 asimismo realiza funciones de conexión eléctrica, en la medida en que incluye o define una caja 13a de conectores generalmente hueca para alojar los terminales eléctricos 16 y, posiblemente, por lo menos parte del soporte de circuito 15 y/o del sensor óptico. En el ejemplo, la caja 13a de conectores sobresale en una dirección axial de la cubierta 13 o del sensor de nivel, aunque otras orientaciones evidentemente son posibles, por ejemplo ortogonal o en ángulo con respecto al eje de detección X del sensor de nivel. La cubierta 13 está diseñada para fijarse en el cuerpo 10a, en particular en su carcasa y/o parte de ensamblaje 12, de manera que cierra la cavidad H, preferentemente de una manera sellada.

En diversas formas de realización, la cubierta 13 define con este propósito un reborde 13b para fijar la parte 12 al reborde 20a, por ejemplo mediante encolado o soldadura (en particular, soldadura láser o por vibración o refundido de por lo menos parte del perímetro de los rebordes 13b y 20a realizados en material plástico), o alternativamente mediante alguna otra fijación mecánica entre los rebordes anteriormente indicados, tales como una rosca o un acoplamiento de bayoneta, posiblemente con interposición de medios de sellado, tales como una junta elástica. Preferentemente, en por lo menos uno de los cuerpos 10a y 13 se proporcionan medios para fijar el dispositivo 10 al depósito, tal como orificios perimetrales, por ejemplo orificios 20b en el reborde 20a y orificios 13d en una o más formaciones radiales 13c del reborde 13b (ver, por ejemplo, la figura 5).

En la condición ensamblada, es decir, en donde está montado el dispositivo 10, los terminales 16 están diseñados para sobresalir dentro de la caja 13a de conectores de la cubierta 13. Con este propósito, la cubierta 13 presenta pasos correspondientes para dichos terminales, designados como 13c en la figura 6; alternativamente, los terminales 16 podrían sobremoldearse con el material plástico de la cubierta 13. Nuevamente en la figura 6 puede observarse cómo, en diversas formas de realización, dentro de la cubierta 13, que asimismo define una cavidad correspondiente, se definen formaciones de posicionamiento 13d para el soporte de circuito 15, en particular para su parte 15a.

Según la invención, tal como se ha indicado, el dispositivo sensor 10 incluye por lo menos un dispositivo para la detección del nivel y un dispositivo óptico para la detección de la calidad (u otra característica/características) de la sustancia bajo comprobación, y posiblemente un dispositivo para detectar la temperatura, en donde preferentemente dichos dispositivos sensores comprenden partes en común del dispositivo 10. Dichas partes en común puede ser de un tipo básicamente mecánico, tal como un único cuerpo, por ejemplo el designado como 10a, o alternativamente varios cuerpos acoplados entre sí, por ejemplo soldados o encolados o enroscados entre sí, o nuevamente varios cuerpos encajados o introducidos por lo menos en parte unos en otros. Además, y/o como alternativa, las partes en común pueden ser de un tipo eléctrico y/o electrónico, e incluir, por ejemplo, una placa de circuitos (tal como la designada como 15), un conector (tal como el conector 13a, 16), uno o más componentes de circuito (tal como el controlador MP).

Preferentemente, un dispositivo sensor según la invención, y en particular su electrónica de control, está predispuesto para transmitir tanto primera información que representa el nivel de la sustancia, y segunda información que representa por lo menos una característica de la sustancia (y posiblemente tercera información que representa la temperatura), mediante un conector eléctrico y//o mediante terminales eléctricos en común en los dos (o tres) dispositivos sensores. En diversas formas de realización, tanto la primera información como la segunda información (y posiblemente asimismo la tercera información) se transmiten mediante una misma señal, preferentemente una misma señal en serie que contiene una pluralidad de datos o valores, tales como datos o valores en forma digital o codificados según un protocolo predefinido. Con este propósito, la electrónica de control del dispositivo preferentemente se predispone para la transmisión de datos, preferentemente en el formato en serie anteriormente indicado, muy preferentemente mediante una interfaz y/o protocolo en serie, tal como un protocolo SENT (transmisión punto a punto de valores) o un protocolo CAN (red de zona del controlador).

En formas de realización preferidas, el dispositivo sensor de calidad según la invención comprende por lo menos un emisor de radiación óptica y por lo menos un receptor de radiación óptica, y una parte del dispositivo sensor 10, es decir, de su cuerpo 10a, está configurado de manera que contribuye a la propagación de la radiación óptica del emisor al receptor. A continuación, en aras de la simplicidad se asumirá que la radiación óptica anteriormente indicada se encuentra en el rango visible; siendo posible, sin embargo, una frecuencia diferente de la radiación óptica para los fines de implementación de la invención; por lo tanto, en adelante, se hará referencia a rayos o haces de luz visible. En consecuencia, por simplicidad, en adelante el sensor para detectar la calidad u otra característica/características asimismo se definirá como "sensor óptico".

Con este propósito, en diversas formas de realización, la pared 21 que delimita la cavidad H de la parte de carcasa 12 en el fondo está realizada, por lo menos en parte, en un material diseñado para la propagación de la luz, por lo menos mediante refracción y/o reflexión, y en la parte anteriormente indicada están operativamente asociados el emisor y el receptor. Dicho material es preferentemente un material transparente, por ejemplo seleccionado de entre copolímeros de olefina cíclica (COC) o una polisulfona (PSU), un polipropileno (PP) o un polietileno de alta densidad (HDPE).

En diversas formas de realización, por lo menos una parte de la pared 21 está conformada para definir un sitio óptico para el posicionamiento de los anteriormente indicados emisor y receptor.

En diversas formas de realización preferidas, el emisor y el receptor forman parte de un mismo módulo óptico, que se monta en el anteriormente indicado sitio de posicionamiento óptico. En referencia a la figura 5, el sitio anteriormente indicado se designa globalmente como 30, mientras que el módulo anteriormente indicado se designa globalmente como 40 en la figura 2. Tal como se pondrá de manifiesto posteriormente en la presente memoria, en diversas formas de realización, el sitio de posicionamiento óptico comprende una conformación particular de la pared 21 o alternativamente una parte de la misma está diseñada para la propagación del haz de luz. En formas de realización preferidas, el sitio óptico 30 proporciona la anteriormente indicada segunda parte detectora del dispositivo 10, perteneciente al sensor óptico, que en diversas formas de realización está diseñada para sobresalir por lo menos en parte hacia el interior del depósito 1.

En las figuras 7 a 9 resulta visible un módulo óptico obtenido según posibles formas de realización de la invención. El módulo 40 presenta una estructura de soporte y conexión eléctrica 41 (ver asimismo las figuras 5 y 6), realizadas en parte en material eléctricamente aislante y en parte en material eléctricamente conductor. La estructura 41 del módulo está prediseñada para el montaje de un emisor de luz 42 (visible solo parcialmente en la figura 8, en la medida en que está cubierto por un filtro 43 en el espacio correspondiente, indicado posteriormente en la presente memoria, aunque visible en las figuras 5 y 6) y por lo menos un receptor de luz 44. En formas de realización preferidas de la invención, el emisor es una fuente lambertiana de luz no difusa, por ejemplo un LED (diodo emisor de luz) adecuado. Según formas de realización preferidas de la invención, el receptor de luz 44 comprende dos receptores diferentes, designados 44a y 44b, por ejemplo, fotodetectores o fotodiodos adecuados para detectar la emisión de luz generada por el emisor 42.

En diversas formas de realización, el emisor 42 y el receptor 44 presentan sus partes activas respectivas para la emisión y la recepción, respectivamente, que generalmente están enfrentadas unas a otras, aunque dispuestas en ángulo unas respecto a otras, preferentemente de manera que sus ejes respectivos intersecan. En referencia a, por ejemplo, la figura 22, el emisor 42 y el receptor 44 están dispuestos según planos respectivos 42x, 44x que forman entre ellos un ángulo a que es inferior a 90°. Por el contrario, los dos planos que pasan por los ejes 42y, 44y del receptor y del emisor, respectivamente (es decir, de esta manera, dos planos ortogonales al eje del plano de la figura 22), forman entre ellos un ángulo superior a 90°. En general, en ese caso, los ejes 42y, 44y del receptor y del emisor están inclinados con respecto al eje principal del dispositivo 10 y/o de la parte de detección de nivel 11, que aquí se asume como correspondiente al eje de detección del nivel X (ver las figuras 1, 3 y 4).

El ángulo a está predefinido basándose en el material plástico utilizado para la pared de interfaz (es decir, una pared del cuerpo 10a, en esta figura la pared 21 se encuentra en particular en una posición sustancialmente correspondiente al sitio de posicionamiento 30), el tipo de radiación óptica (es decir, el tipo de emisor 42) que se pretende adoptar y el tipo de fluido que debe medirse.

Preferentemente, con el uso de determinados materiales plásticos, el ángulo a y/o el ángulo de incidencia de los rayos emitidos por el emisor con respecto a la superficie de interfaz, es decir, el ángulo crítico, está comprendido entre 50° y 70°. Por ejemplo, para la medición de la calidad de la urea en solución acuosa utilizando como material plástico COC, considerando una emisión de luz con una longitud de onda igual o próxima a 630 nm, el ángulo a preferentemente debe estar comprendido entre 52° y 54°, en particular 53°. Alternativamente, en la misma aplicación y utilizando como material plástico para la pared de interfaz PSU, el ángulo a preferentemente debe estar comprendido entre 63° y 65°, en particular 64°. Sin embargo, en una configuración similar, puede predefinirse un ángulo a apropiado para otros materiales de la pared de interfaz, tal como un PP o un HDPE. Alternativamente, puede contemplarse una fuente de emisión de luz de un tipo infrarrojo, por ejemplo con una longitud de onda igual o próxima a 850 nm o 860 nm, contemplando un ángulo a apropiado, asimismo considerando el material de la pared de interfaz, tal como un material plástico COC, o un PSU, o un PP o un HDPE. El emisor y el receptor (o sus fotodetectores individuales) deben posicionarse con sus ejes 42y y 44y ortogonalmente respecto a las superficies ópticas, de manera que el rayo R1 incidirá en la superficie 211 con un ángulo (con respecto a la vertical o con respecto a un eje paralelo al eje X o a un eje perpendicular a la superficie 211 ) igual al ángulo crítico: en referencia a los ejemplos anteriores, con COC y solución de urea, el ángulo anteriormente indicado preferentemente se encontrará comprendido entre 62° y 66°, en particular 64°, y con PSU y solución de urea, el ángulo preferentemente se encontrará comprendido entre 56° y 60°, en particular 58°.

En otras diversas formas de realización, por otra parte, el emisor y el receptor pueden disponerse de alguna otra manera, por ejemplo con sus ejes respectivos 42y, 44y generalmente paralelos (tal como en, por ejemplo, las formas de realización de las figuras 81 a 88, 89 a 99 y 100 a 111).

En formas de realización preferidas, la estructura 41 incluye una pluralidad de cuerpos realizados en material aislante, que se conectan entre sí mediante elementos eléctricamente conductores por lo menos en parte elásticamente deformables. Preferentemente, la estructura 41 incluye terminales de conexión eléctrica, que asimismo son, por lo menos en parte, elásticamente deformables.

En el caso ejemplificado en las figuras 7 a 9, la estructura 41 comprende un cuerpo principal 45 en una posición central, básicamente realizando funciones de centrado y fijación, y dos cuerpos de soporte laterales 46 y 47, en el que estos cuerpos están preferentemente realizados en material plástico o termoplástico, o de una resina moldeable.

Tal como puede observarse en particular en la figura 7, en dos lados periféricos opuestos del cuerpo central 45 se proyectan elementos de conexión mecánica y eléctrica 48 y 49, constituidos preferentemente por conductores metálicos elásticamente flexibles o deformables, asociados a los cuales hay los cuerpos de soporte 46 y 47, respectivamente. En una posición correspondiente a otro lado periférico del cuerpo 45 se proyectan, por el contrario, terminales de conexión eléctrica 50 que asimismo están constituidos preferentemente por conductores metálicos elásticamente flexibles. Los terminales 50 se utilizan para la conexión eléctrica del módulo 40 a la electrónica de control del dispositivo, en particular a la parte 15a del soporte de circuito 15, mientras que los conductores 48 y 49 son aprovechados para la conexión eléctrica del emisor 42 y del receptor 44, es decir, de sus detectores 44a y 44b. Tal como se observará, los conductores 48, 48 y los terminales 50 están predispuestos de manera que la conexión mecánica y/o eléctrica correspondiente sea elástica o deformable, a fin de garantizar el posicionamiento relativo preciso entre las partes del dispositivo, así como para compensar posibles tolerancias dimensionales y/o de posicionamiento para evitar daños causados por el ensamblaje y/o por vibraciones durante el funcionamiento.

En diversas formas de realización, definido en la cara superior del cuerpo central 45 hay una primera formación 51 para el centrado y/o bloqueo, que preferentemente presenta una forma sustancialmente cilíndrica dotada de un corte transversal, no indicado. Tal como se observará, dicha formación superior 51 está configurada para contribuir al centrado y/o bloqueo de un elemento de bloqueo y/o posicionamiento, designado como 60 en las figuras 5 y 6, indicadas posteriormente en la presente memoria. Preferentemente, la formación 51 es además hueca con el fin de contribuir al centrado del módulo 40 con respecto al sitio de posicionamiento correspondiente 30. En formas de realización preferidas, el cuerpo 45 está atravesado por dos aberturas pasantes 51a, que se abran sustancialmente en dos pares diametralmente opuestas de la formación 51, en particular en los extremos respectivos del corte transversal anteriormente indicado.

En diversas formas de realización, en la cara de fondo del cuerpo central 45 se define una segunda formación 52, que asimismo está diseñada para proporcionar funciones de centrado o posicionamiento del módulo 40 con respecto al sitio 30 con el fin de garantizar un posicionamiento correcto del emisor 42 y del receptor 44 con respecto a las superficies ópticas proporcionadas en el sitio 30. Con este fin, tal como se observará, se proporciona una contribución por la elasticidad o por lo menos la deformabilidad elástica parcial de los conductores 48 y 49. En formas de realización preferidas, la formación 52 o parte del cuerpo 45 asimismo lleva a cabo funciones de protección óptica, tal como se indica posteriormente en la presente memoria.

La formación 52 incluye por lo menos una pared sobresaliente 52a, que se extiende en una dirección generalmente ortogonal a por lo menos parte de los conductores 48 y 49, tal como una parte en la que el cuerpo 45 se sobremoldea.

Preferentemente, en los dos extremos longitudinales de la pared 52a, se proporcionan dos paredes sobresalientes adicionales 52b, transversales a la pared 52a; por lo tanto, en dichas formas de realización, la formación 52 presenta sustancialmente un perfil en forma de H en vista en planta, incluyendo la pared sobresaliente. En los extremos de las paredes 52b, posiblemente pueden proporcionarse pequeñas paredes adicionales o costillas de refuerzo, tal como se ilustra.

Tal como puede apreciarse en particular en las figuras 8 y 9, las dos aberturas pasantes 51a se abren, en la cara de fondo del cuerpo 45, en las dos caras de la pared 52a.

Los dos cuerpos laterales 46 y 47 presentan, cada uno, en su cara superior correspondiente, una ranura 46a, 47a, diseñada para proporcionar el asiento para dos brazos opuestos del elemento de bloqueo y/o posicionamiento anteriormente mencionado 60, que preferentemente es un elemento elástico. La forma de los surcos o asientos 46a, 47a, es tal que impide el movimiento de los brazos anteriormente indicados y garantiza una presión adecuada del módulo 40 y/o de los dos cuerpos laterales 46 y 47 contra medios de contraste correspondientes, tal como una parte formadora de formación del sitio 30 o perteneciente a la pared 21.

Preferentemente, asociado al módulo 40 o a por lo menos uno de los cuerpos 46 y 47 se encuentra por lo menos un elemento de posicionamiento y/o antirrotación: con este fin, en diversas formas de realización, los cuerpos 46 y 47 presentan, cada uno, por lo menos un apéndice o proyección inferior 46b y 47b, por ejemplo conformado como un diente, en su borde periférico inferior, que está diseñado para acoplarse con un asiento de posicionamiento apropiado del sitio 30 o de la pared 21; alternativamente, los elementos de posicionamiento y/o antirrotación anteriormente indicados podrían encontrarse en la forma de asientos, diseñados para acoplarse con una proyección apropiada o un diente de posicionamiento del sitio 30 o de la pared 21.

En la cara inferior de los cuerpos 46 y 47 se proporcionan los extremos de los conductores respectivos 48 y 49, para la conexión del emisor 42 y de los dos fotodetectores 44a y 44b que constituyen el receptor 44. La conexión eléctrica de los componentes electrónicos anteriormente indicados con los conductores 48 y 49 puede llevarse a cabo utilizando técnicas estándares utilizadas en el sector de los circuitos electrónicos, por ejemplo la soldadura/soldadura por reflujo.

Los conductores 48 y 49 presentan una parte intermedia que está doblada, en la figura en un ángulo obtuso, de manera que los cuerpos mismos, y por lo tanto el emisor por una parte y el receptor por la otra, se encuentran en posiciones inclinadas uno respecto a otro y con respecto al cuerpo 45. Además, los terminales 50 presentan una parte intermedia que está doblada, en la figura con un doblado en forma sustancialmente de U (o alternativamente, en forma de S o de Z), para permitir el ensamblaje elástico tal como se ha indicado anteriormente.

En diversas formas de realización, asociado al emisor 42 se encuentra un filtro óptico o filtro de espacio 43, en particular con el fin de seleccionar o concentrar el haz de luz. Un ejemplo de dicho filtro se ilustra en la figura 10, en diferentes vistas, junto con el emisor 42. El filtro de espacio 42 es básicamente un componente realizado en material plástico no permeable a la radiación óptica o a la luz, en particular moldeado, preferentemente montado directamente sobre el emisor 42; alternativamente, el filtro de espacio 43 podría montarse o fijarse al cuerpo 46.

El filtro 43 preferentemente se configura como una tapa provista de una abertura 43a en una pared de la misma opuesta a la fuente de luz 42a del emisor mismo. Dicha abertura, que en la figura 10 presenta sustancialmente la forma de un orificio circular, filtra y selecciona o concentra el haz de luz emitido por el emisor mismo. El cuerpo del filtro 43 preferentemente está montado con un ajuste a presión o está acoplado en el componente electrónico que proporciona el emisor 42. Con este fin, preferentemente, en la cara interna de por lo menos dos paredes opuestas del cuerpo del filtro 43 se proporcionan costillas o relieves internos 43b de centrado y/o fijación. En lugar de un orificio, el filtro puede estar provisto de una abertura que presenta una forma diferente diseñada para el propósito, tal como una hendidura (tal como se ilustra en, por ejemplo, la figura 38) o alternativamente una forma ovalada o sustancialmente cuadrada, en la que el orificio posiblemente presenta una forma de sección variable.

A título de ejemplo en la figura 11 se representa un posible diagrama eléctrico del módulo 40 para su conexión con un circuito de interfaz correspondiente, representado en la figura mediante el circuito del sensor de nivel, en particular el dispositivo de circuito 17 proporcionado en la parte 15a del soporte 15 de circuito (ver la figura 4). Tal como puede observarse, los terminales 50 preferentemente permiten disponer a modo de señales de entrada y salida de un nivel de suministro Vcc del emisor 42, una conexión a tierra GND y dos señales de voltaje A y B para los fotodetectores 44a y 44b. Dichas señales A y B alcanzan el dispositivo de circuito 17, preferentemente para un procesamiento numérico por el controlador MP (asimismo representado esquemáticamente en la figura 27).

En formas de realización preferidas, los cuerpos 45, 46 y 47 del módulo son elementos sobremoldeados sobre los conductores 48, 49 y sobre los terminales 50. Con este fin, en diversas formas de realización, obtenidas a partir de una tira metálica sustancialmente plana, resulta visible en la figura 12 un primer producto semiacabado SM1. La tira anteriormente indicada puede estar realizada en, por ejemplo, cobre o bronce, o algún otro metal conductor, preferentemente recubierto por lo menos en parte con un material metálico diseñado para facilitar la soldadura del componente emisor 42 y del componente receptor 44, y/o del soporte 15 de circuito (tal como de oro o estaño).

El producto semiacabado SM1, que puede obtenerse, por ejemplo, mediante troquelado a partir de las tiras anteriormente indicadas, define en una única pieza una forma de plano de los conductores 48, 49 y de los terminales 50, que se unen entre sí mediante partes accesorias, algunas de las cuales se designan como 49' y 50'. Sobre el producto semiacabado SM1 se moldean los cuerpos 45-47, obteniendo de esta manera un segundo producto semiacabado, designado como SM2 en la figura 13. A partir del segundo producto semiacabado SM2, a continuación se eliminan las partes accesorias anteriormente indicadas, por ejemplo mediante troquelado, de manera que se definen los conductores 48, 49 y los terminales, nuevamente con una configuración plana, tal como se observa claramente en la figura 14. A continuación, de manera preferida, las partes intermedias de los conductores y terminales se doblan, tal como se ha explicado anteriormente, para asumir la configuración visible en las figuras 7 a 9. Las figuras 15 y 16 ejemplifican un molde, que puede utilizarse para la formación del producto semiacabado, las dos partes HM1 y h M2 del cual incluyen las impresiones HM11 y HM2-I, diseñadas para el posicionamiento del producto semiacabado original SM1 de la figura 12 y para la definición de los perfiles de los cuerpos 45 a 47 que deben sobremoldearse sobre el producto semiacabado anteriormente indicado.

En otras formas de realización, varios cuerpos de un módulo óptico, tales como los cuerpos 45 a 47, pueden ser elementos sobremoldeados por lo menos en parte sobre una placa de circuito impreso flexible o PCB, que comprende o integra por lo menos parte de los conductores (tales como los conductores 48, 49) y los terminales (tales como los terminales 50). Alternativamente, uno o más cuerpos de un módulo, tales como los cuerpos 45 a 47, pueden ser elementos moldeados por separado, en particular realizados en material polimérico, y a continuación asociarse, por ejemplo mediante encolado, a conductores (tales como los conductores 48, 49) y los terminales (tales como los terminales 50) o a una placa de circuito impreso flexible o PCB que comprende por lo menos en parte los conductores y terminales anteriormente indicados. Con este fin, asimismo pueden unirse entre sí varios cuerpos de un módulo óptico, tales como los cuerpos 45 a 47, mediante partes de cuerpo flexibles o articuladas respectivas, o alternativamente pueden obtenerse en forma de un solo cuerpo que comprende los cuerpos anteriormente indicados unidos mediante partes de cuerpo de grosor pequeño. En formas de realización adicionales, los cuerpos de un módulo óptico pueden ser elementos moldeados que comprenden un polímero aislado, mientras que los conductores y/o terminales correspondientes pueden ser elementos moldeados realizados en un material eléctricamente conductor que comprende un polímero, que preferentemente se comoldean o sobremoldean uno sobre otro.

Según un aspecto, varios cuerpos de un módulo óptico, tales como los cuerpos 45 a 47, son elementos moldeados de posicionamiento y/o fijación que pueden variar por lo menos en parte en su posición relativa durante el ensamblaje del módulo. En particular, en diversas formas de realización, dichos cuerpos, tales como los cuerpos 45 a 47, son capaces de variar el ángulo relativo respectivo, estando permitida asimismo dicha variación por una flexibilidad de los conductores (tales como los conductores 48, 49) y/o terminales (tales como los terminales 50) correspondientes.

Tal como se ha explicado anteriormente, en diversas formas de realización, el módulo óptico 40 está conectado en comunicación de señales eléctricas a la electrónica del dispositivo sensor 10, en particular al dispositivo de circuito 17 del soporte 15 de circuito. En diversas formas de realización, con este propósito el soporte 15 de circuito presenta, preferentemente en su parte 15a, elementos de conexión adecuados, para la conexión eléctrica de los terminales 50 al módulo 40. Dichos elementos de conexión pueden encontrarse, por ejemplo, en forma de uno o más de entre orificios metalizados, almohadillas de soldadura, conectores provistos de orificios y pequeñas espigas, en las que los extremos libres de los terminales 50 están, por ejemplo, soldados o conectados eléctricamente, tal como se representa esquemáticamente en la figura 17, en la que los orificios anteriormente indicados se designan como 53 (ver asimismo las figuras 4 y 5). En el ejemplo, los orificios 53 (o los diferentes medios de conexión que los sustituyen) se encuentran en una posición generalmente central de la parte 15a; sin embargo, esto no debe considerarse esencial. Tal como puede apreciarse en la figura 17, la parte doblada de los terminales 50 es elásticamente flexible o deformable, permitiendo de esta manera la realización de una función de muelle, que permite la adaptación autónoma de la posición relativa entre el módulo 40 y el soporte 15 de circuito.

En la figura 18 se representa una condición de inserción parcial del soporte 15 de circuito, con el módulo óptico asociado 40, dentro del cuerpo 10a del dispositivo 10. En dicha figura es visible una posible forma de realización del sitio de posicionamiento 30 para el módulo 40.

El sitio 30 incluye por lo menos un elemento en resalte o formación 31 que se eleva, preferentemente en una dirección ortogonal, desde la cara interna de la pared 21 de la parte de carcasa 10a, diseñado para realizar sustancialmente funciones de prisma óptico. La formación 31 básicamente consiste en una pared, aquí generalmente paralela a la abertura 22 de inserción del soporte 15 de circuito, que está realizado en el mismo material que la pared 21, en particular un material transparente o un material permeable a la luz o radiación óptica utilizado por el módulo óptico 40, y que preferentemente está dividido por un corte o cavidad intermedio 32 en dos partes verticales 33 y 34. Las partes verticales 33 y 34 son sustancialmente son simétricas especularmente entre sí y cada una de ellas define una cara o superficie inclinada 33a y 34a, en una posición lateral, o en una posición externa a la cavidad intermedia 32. En el caso ejemplificado, cada una de las partes verticales presenta una forma aproximadamente triangular, en particular la forma de un triángulo en ángulo recto, las hipotenusas del cual forman las superficies inclinadas opuestas anteriormente indicadas.

Elevándose a partir de las dos partes verticales 33 y 34, en la proximidad de sus extremos superiores, se encuentran apéndices de posicionamiento 35 generalmente paralelos entre sí, preferentemente que presentan una sección transversal sustancialmente complementaria a la de las aberturas pasantes 51a del cuerpo central 45 del módulo 40 (ver las figuras 7 a 9). Preferentemente, en la parte frontal y en la parte trasera (o en caras no inclinadas) de la formación 31, se proporciona un elemento en resalte 36, que preferentemente circunda la cavidad intermedia 32, en el caso de que se contemple esta última (en la figura es visible únicamente el elemento en resalte frontal de la formación 31; el elemento en resalte trasero puede presentar una forma similar). Preferentemente, los elementos en resalte 36 y/o las partes verticales 33, 34 definen superficies o asientos 31a de contraste y/o posicionamiento (figura 18) para el módulo óptico 40, en particular en una zona a partir de la que se elevan los apéndices 35.

Preferentemente, aunque ello no resulta estrictamente indispensable, el sitio 30 comprende dos cavidades o asientos 30a definidos en la pared de fondo 21, cada una en una parte vertical 33, 34, junto con la superficie inclinada correspondiente 33a, 34a. Muy preferentemente, definido por como mínimo una de las cavidades anteriormente indicadas 30a se encuentra un elemento de posicionamiento y/o centrado y/o contraste y/o acoplamiento 37 para el extremo inferior de un cuerpo lateral correspondiente 46, 47 del módulo 40, en particular para las proyecciones inferiores correspondientes 46b, 47b (ver las figuras 8 y 9).

Durante el ensamblaje, el soporte 15 de circuito con el módulo óptico asociado 40 se inserta en el cuerpo 10a con la parte 15b que penetra en la abertura 22 en la carcasa correspondiente 14 hasta que la parte 15a se encuentra situada, por el contrario, en la cavidad H. Durante el curso de dicha inserción, los apéndices superiores 35 de las partes verticales 33, 34 (figura 18) penetran en las aberturas pasantes 51a del cuerpo central 45 del módulo 40 (figuras 7 a 9) y la pared 52a de la formación inferior 52 del cuerpo central 45 anteriormente indicado (figuras 8 y 9) penetra en la cavidad intermedia 32 que separa las partes verticales 33 y 34 de la formación óptica 31 entre sí (figura 18). Las paredes 52b de dicha formación 52 se deslizan sobre los elementos en resalte 36 de la cara frontal y trasera de la formación 31 (figura 18), contribuyendo de esta manera al centrado.

El contacto o aposición en la dirección vertical entre el módulo 40 y la formación 31 se produce en la parte superior, con la superficie interior del cuerpo central 45 del módulo 40 que llega a apoyarse sobre las superficies superiores de las partes verticales 33, 34, es decir, las superficies a partir de las que se proyectan en altura los apéndices 35 (estas superficies pueden apreciarse en la figura 18, dos de las cuales se designan como 31a). Preferentemente, en la parte inferior se proporciona por lo menos una superficie para el apoyo en una dirección radial, asimismo con el objetivo de posicionar o contrarrestar la rotación del módulo óptico 40 con respecto al sitio 30; esta superficie de contraste se obtiene preferentemente mediante los elementos en resalte inferiores 46b y 47b (figuras 8 y 9) de los cuerpos laterales 46 y 47 del módulo 40, que se acoplan en los elementos o asientos 37 definidos en las cavidades 30a (figura 18), posiblemente con la provisión de medios de acoplamiento mutuo entre los elementos 46b, 47b y los elementos 37. De esta manera, el módulo 40 no puede girar y puede mantenerse en la posición deseada.

La flexibilidad de los conductores 48, 49 y de los terminales 50 del módulo 40 resulta particularmente ventajosa en dicha etapa, en la medida en que permite la compensación de posibles tolerancias dimensionales implicadas en la producción de las piezas y en el ensamblaje del módulo mismo sobre el soporte 15 de circuito, que son relativamente altas en dispositivos que comprenden varias piezas moldeadas realizadas en material plástico, evitando de esta manera cualquier fallo durante el ensamblaje y/o permitiendo el posicionamiento preciso del módulo óptico 40.

Una condición parcialmente ensamblada es visible en la figura 19, en la que puede observarse cómo, en la posición indicada, el cuerpo 46 y, por lo tanto, el emisor 42, por una parte, y el cuerpo 47, y por lo tanto, los fotodetectores 44a, 44b, por la otra, están configuradas frente, y generalmente en paralelo, a las superficies inclinadas 33a y 34a de las dos partes verticales 33 y 34, respectivamente. A continuación, y tal como puede observarse en la figura 20, integrado en la formación 51 definida en la cara superior del cuerpo central 45 del módulo óptico 40 se encuentra el elemento de bloqueo y/o posicionamiento elástico anteriormente indicado 60, en adelante en la presente memoria asimismo definido en aras de la simplicidad como "muelle", preferentemente realizado en material metálico. El muelle 60 presenta una parte central 61 dotada de un orificio rebordeado (es decir, una abertura definida por pestañas radiales elásticas) con el fin de permitir la fijación del mismo con interferencia sobre la formación 51 misma. Resulta preferido que las pestañas del orificio se dimensionen para permitir asimismo la fijación mediante ajuste a presión asimismo con la superficie exterior de los apéndices 35 que sobresalen en una posición correspondiente a la formación 51 (ver la figura 20).

Ramificándose desde la parte central 61 del muelle 60 se encuentran brazos elásticos opuestos generalmente curvados 62, diseñados para ejercer una fuerza sobre los cuerpos laterales 46 y 47 del módulo 40. Los extremos 62a de los brazos 62 con este fin preferentemente se conforman para ser recibidos en los surcos 46a y 47a (figura 7) de los cuerpos laterales 46 y 47 del módulo 40, respectivamente. Preferentemente, los extremos anteriormente indicados 62a están curvados, asimismo con el fin de poder deslizarse en los surcos 46a y 47a durante el ensamblaje. Tal como puede apreciarse, de esta manera, el módulo óptico 40 se fija en posición con respecto a la formación 31 (y/o al sitio 30, y/o a las superficies inclinadas 33a, 34a y/o a la pared 21, y/o al cuerpo 10a), tal como puede observarse en las figuras 20 y 21.

La fuerza ejercida por los brazos 62 del muelle 60 puede doblar los conductores 48, 49 del módulo 49 (figuras 7 a 9), garantizando que los cuerpos 46 y 47 se apoyan en el cuerpo 10a. Con este fin, tanto la configuración de los conductores 48, 49 como la configuración del muelle 60 están predefinidas a fin de garantizar el doblado anteriormente indicado de los conductores y/o el posicionamiento anteriormente indicado. Haciendo referencia a la figura 21, la fuerza ejercida por el muelle 60 garantiza, en el lado del emisor 42, el contraste y posicionamiento entre el filtro de espacio 43 y la superficie óptica representada por la superficie inclinada 33a. En la cara del receptor 44a-44b, la fuerza del muelle 60 garantiza el contraste entre el saliente inferior 47b del cuerpo 47 del módulo 40 y la superficie de contraste correspondiente 37 definida en la pared 21.

La provisión de los dos elementos de contraste indicados, junto con la utilización del muelle 60, garantizan la recuperación de posibles tolerancias que derivan del ensamblaje y producción de los componentes de manera que se obtiene una posición precisa de los componentes ópticos 42 y 44a, 44b. La posición de dichos componentes, que está asociada al ángulo crítico contemplado por la aplicación, tal como se indica posteriormente en la presente memoria, afecta a la calibración del sensor para detectar la calidad de la solución líquida y de esta manera debe ser definida y precisa de manera que no genere errores de medición. El muelle 60 garantiza además la recuperación de cualquier juego y deformación que pueda generarse durante el tiempo de servicio del dispositivo 10 debido a los ciclos térmicos y/o envejecimiento de los materiales. Evidentemente, asimismo la flexibilidad de los conductores 48, 49 y de los terminales 50 contribuye a la recuperación de las tolerancias y el juego.

En formas de realización preferidas, la cavidad intermedia 32 de la formación 31 se proporciona con el fin de proteger el receptor 44, es decir, los fotodetectores 44a, 44b, de la radiación directa por el emisor 42 (es decir, sin que se produzca ninguna incidencia sobre la superficie de interfaz sólido/líquido, tal como se clarifica posteriormente en la presente memoria). Dicha cavidad 32, en caso de contemplarse, por lo tanto puede no presentar solo la función de centrado para el módulo óptico 40, sino que, asimismo gracias a la interposición de la pared 52a de la formación inferior 52 del módulo 40 (ver nuevamente las figuras 8 y 9), podría causar que la pared anteriormente indicada funcione como protección frente a emisiones parasitarias, tal como se apreciará claramente a partir de, por ejemplo, la figura 21. Posiblemente, las paredes de la cavidad intermedia 32 o algunas paredes de la formación 31 pueden, por lo menos en parte, recubrirse con un material o pintura impermeable a la radiación óptica, o alternativamente conformarse de manera que reflejen los rayos del emisor 42 de manera que no alcancen el receptor 44 directamente.

Preferentemente, la protección frente a las emisiones directas se mejora adicionalmente mediante la utilización del filtro de espacio 43. La utilización de por lo menos uno de dichos elementos de protección representados por la cavidad 32 y/o por el filtro 43 podría permitir la utilización de emisores 42 de calidad más baja y menos costosos, en la medida en que no están diseñados o seleccionados para emisiones dentro de un ángulo estrecho. Dicho emisor 42 podría, de hecho, ser del tipo que emite de una manera distribuida en todas las direcciones (0-180°) y, además del filtro de espacio 43, la protección intermedia representada por la pared 52a evita que los rayos de luz no implicados en la medición (es decir, rayos diferentes de los reflejados y refractados por la superficie de interfaz sólido/líquido, tal como se explica posteriormente en la presente memoria) alteren posiblemente la medición realizada a través de los fotodetectores 44a, 44b.

El funcionamiento del sensor óptico de calidad integrado en el dispositivo 10 según la invención se basa en las leyes ópticas ligadas a la refracción/reflexión de la radiación óptica, y en particular al ángulo crítico de reflexión total. Más en particular, el principio operativo se basa en la dependencia del índice de refracción de la sustancia líquida respecto de su composición o concentración: la medición, por lo tanto, se basa en el salto de índice de refracción entre el líquido que debe analizarse y el material sólido en el que está definida la formación óptica 31, así como la parte correspondiente de la pared de fondo 21 del cuerpo 10a (es decir, aquella parte del mismo que está ocupada por el sitio de posicionamiento óptico 30 del módulo óptico), aprovechando el principio de reflexión interna total dentro de la interfaz entre los dos medios.

En el caso de que:

- n1 sea el índice de refracción del material sólido anteriormente indicado (por ejemplo para un COC a 25°C, n1=1,5413 a la longitud de onda de 650 nm),

- n2 sea el índice de refracción de la solución líquida, que presenta un intervalo de variación comprendido entre dos límites según su concentración (por ejemplo, para la urea podría considerarse un intervalo de variación de entre 1,3626 y 1,3949, correspondiente a una concentración de entre 20% y 40%),

- 01 sea el ángulo de incidencia (propagación de la luz en el sólido) y

- 02 sea el ángulo de desvío del haz refractado (propagación de la luz en el líquido),

el ángulo de propagación en el medio líquido dependerá del ángulo de incidencia, en la interfaz, del haz que se propaga en el medio sólido, tal como se expresa mediante la ley de Snell:

1) ni sinGi = n2 sin 02

El coeficiente de reflexión en la interfaz entre los dos materiales como una función del ángulo de incidencia para la polarización p (paralela) y la polarización s (normal) de la luz se expresa, por el contrario, mediante la ley de Fresnel:

^{^}sin(ff2 ~ ^{Q x}•)

2)

3)

vsin(#2 +#j)

La intensidad de los rayos reflejados está constituida por la composición de los dos estados Rs y Rp. Mediante el cálculo de las ecuaciones 2 y 3 para cada ángulo de incidencia y para cada valor del índice de refracción de la solución líquida dentro del intervalo de interés, resulta posible conocer el valor (porcentaje) de reflectividad como función del ángulo de incidencia del haz de luz. El ángulo de incidencia al que las ecuaciones 2 y 3 generan un valor de reflectividad de 100% se denomina "ángulo crítico de reflexión interna total".

Debido a que existe una condición límite para el ángulo de incidencia en el interfaz sólido/líquido en donde el ángulo de refracción es tangencial a la interfaz misma, n1 debe ser superior a n2, tal como en la situación de interés para la aplicación considerada en la presente memoria, en la que se considera la propagación de sólido a líquido. Para una incidencia con una inclinación superior al ángulo crítico, el haz se refleja totalmente en la interfaz.

Puede observarse que el ángulo crítico de refracción en la interfaz se exprese mediante la relación:

/

4) 0 = arcsin ^{í n 2^}

\ n\ J

que representa la condición en la que el valor de reflectividad, ya que el ángulo de incidencia 01, calculado mediante la aplicación de las ecuaciones 2 y 3, varía, alcanza el 100%.

Mediante el cálculo de la ecuación 4 para todos los valores de n2 de interés, en la que n2 es el índice de refracción de la solución líquida, que depende de su concentración, resulta posible relacionar el valor de la concentración que debe medirse con la posición del haz de luz reflejada en el interfaz sólido/líquido.

En particular, se aplican las relaciones siguientes:

En el caso de que Conc. 1 > Conc. 2, entonces se aplica la relación siguiente:

N21 > N22 ^ 0c1 > Oc2

Basándose en lo que se ha recordado en la presente memoria, por lo tanto, resulta posible aprovechar la existencia de un ángulo crítico de reflexión total que varía con la concentración para medir la concentración misma, mediante la aplicación de las relaciones de la ecuación 5.

Con este fin resulta posible utilizar una fuente de luz, es decir, un emisor 42, con producción divergente de manera que ilumina la superficie de interfaz en todos los ángulos de interés en torno al ángulo crítico y, por lo tanto, con una incidencia que es mayor e inferior al ángulo crítico. De esta manera, existen dos zonas: un área en la que inciden los rayos totalmente reflejados (que se derivan de los rayos que presentan un ángulo de incidencia mayor al ángulo crítico) y una zona en la que incide una menor intensidad, que está iluminado por los rayos parcialmente reflejados (que se derivan de rayos que presentan un ángulo de incidencia inferior al ángulo crítico). De esta manera, puede obtenerse, en la salida, una región de iluminación en la que la separación entre la zona altamente iluminada por la reflexión interna total y la zona menos iluminada (reflexión parcial) es variable como función de la concentración del líquido.

Por lo tanto, utilizando los dos fotodetectores 44a y 44b, posicionados en las dos zonas, mediante la variación de su señal de salida resulta posible evaluar la variación del ángulo crítico y, en consecuencia, la variación de la composición o concentración, y en el análisis final, de la calidad de la sustancia o solución líquida.

La inclinación de las superficies ópticas 33a y 34a se calcula preferentemente de manera que la señal óptica las atraviese en una dirección en lo posible ortogonal a las superficies de entrada y salida de la luz, de manera que se minimiza la reflexión en las interfaces aire/sólido y sólido/aire, respectivamente.

El emisor 42 es preferentemente una fuente de luz con un haz de emisión estrecho con el fin de concentrar la medición en la zona de interés (en torno al ángulo crítico), según la dirección identificada como función del ángulo crítico (sin embargo, tal como se ha mencionado anteriormente, el uso preferente de filtros y/o protecciones asimismo permite la utilización de fuentes de luz con un haz de emisión más amplio). De esta manera, asimismo se minimiza cualquier interferencia debido a la irradiación directa de los fotodetectores 44a y 44b. En diversas formas de realización, resulta preferido utilizar fuentes lambertianas no difundidas, es decir, fuentes con una emisión de luz uniforme en el espacio sin orificios o alteraciones en el campo próximo. Para aprovechar la zona prácticamente constante de intensidad máxima de la fuente y restringir la emisión en la zona en torno al ángulo crítico, además preferentemente se introduce el filtro de espacio 43.

El camino de los rayos de luz puede representarse esquemáticamente tal como se ejemplifica en las figuras 22 y 23.

En las figuras anteriormente indicadas, aparentemente hay dos rayos R1 y R2 contenidos dentro del intervalo de emisión de la fuente, que son incidentes sobre la superficie de separación entre el sólido y el fluido (es decir, la cara externa, designada en la presente memoria como 211, de la pared de fondo de la cavidad H) con dos ángulos diferentes; los ángulos de los rayos R1 y R2 son, respectivamente, inferiores y superiores al ángulo crítico. Dado que el rayo R1 presenta un ángulo de incidencia inferior al ángulo crítico, se refractará en el rayo R11 y se reflejará en el rayo R12. Por la ley de conservación, la intensidad del rayo R se distribuirá entre el rayo R11 y el rayo R12. El rayo R12 será detectado por un primer fotodetector 44a, asimismo definido posteriormente en la presente memoria por simplicidad como "fotodetector superior". El rayo R2, por el contrario, es incidente con un ángulo superior al ángulo crítico y, por lo tanto, será totalmente reflejado en el rayo R21. A menos que ocurra disipación, el rayo R21 presentará la misma intensidad que el rayo r 2. El rayo totalmente reflejado será detectado por el segundo receptor 44b, asimismo definido posteriormente en la presente memoria por simplicidad como "fotodetector inferior".

Los rayos utilizados para la representación esquemática que aparece en las figuras 22 y 23 forman parte de una región de iluminación que modifica su configuración como función de la variación del ángulo crítico (es decir, del índice de refracción de la solución líquida), es decir, de la concentración de la solución líquida. Ejemplificados para mayor claridad en las figuras 24, 25 y 26 se muestran tres condiciones de trabajo, asociadas a tres concentraciones diferentes del fluido.

En presencia de una sustancia o solución líquida con una primera composición o concentración Concl, se obtiene el esquema representado en la figura 24: suponiendo que los rayos del haz R inciden sobre la superficie de interfaz con un ángulo igual al ángulo crítico, los rayos R1, R2 y R3 se obtienen como reflexión total de los rayos incidentes, mientras que los rayos R4 y R5 se obtienen como reflexión parcial de los rayos incidentes. El receptor inferior 44b, por lo tanto, resultará completamente iluminado por los rayos totalmente reflejados, mientras que el receptor superior 44a recibirá una intensidad o radiación inferior producida por los rayos parcialmente reflejados.

La figura 25 representa esquemáticamente una condición en la que una segunda concentración de la sustancia o solución líquida es igual a Conc. 2, en donde Conc. 2 es inferior a Conc. 1. Los rayos del haz iluminante R producido por el emisor 42 siempre presentan el mismo ángulo de incidencia, mientras que el ángulo crítico disminuye. Se infiere que, además de los rayos R1, R2 y R3, se obtendrá asimismo el rayo R4 por reflexión total, mientras que el rayo R5 continuará obteniéndose por reflexión parcial. Bajo esta condición, la intensidad de radiación sobre el receptor superior 44a se incrementará, mientras que la radiación incidente sobre el receptor inferior 44b se mantendrá sin cambios.

Finalmente, la figura 26 representa esquemáticamente una condición en la que una tercera concentración de la sustancia o solución líquida presenta un valor de Conc. 3, que es superior a Conc. 1. Asimismo en este caso, los rayos del haz iluminante R producido por el emisor siempre presentan el mismo ángulo de incidencia, mientras que el ángulo crítico crece. De esta manera, se infiere que los rayos R1 y R2 siempre se obtendrán por reflexión total, mientras que el rayo R3 se obtendrá por reflexión parcial, como los rayos R4 y R5. Bajo esta condición, la intensidad de radiación sobre el receptor superior 44a se reducirá, mientras que la radiación incidente sobre el receptor inferior 44b se mantendrá sin cambios. Mediante el incremento adicional de la concentración del líquido, se reducirá el porcentaje de rayos totalmente reflejados y asimismo variará la señal en el receptor inferior 44b. Bajo esta condición, la intensidad de radiación sobre el receptor superior 44a se reducirá, mientras que la radiación incidente sobre el receptor inferior 44b se mantendrá sin cambios. Mediante el incremento adicional de la concentración del líquido, se reducirá el porcentaje de rayos totalmente reflejados y asimismo variará la señal en el receptor inferior 44b.

En consecuencia, tal como puede apreciarse, los fotodetectores 44a y 44b se posicionan de manera que cada uno recibe una parte del haz de luz reflejado; uno de los fotodetectores recibirá radiación a alta intensidad, que es la luz incidente con un ángulo superior al ángulo crítico, y el otro recibirá radiación a baja intensidad, que es la luz en la "cola" del perfil de la radiación.

Basándose en lo explicado anteriormente, en el caso de que A y B sean las señales de voltaje en la salida de los fotodetectores 44a y 44b, resulta fácil entender que contienen un término que depende de la potencia óptica P emitida por la fuente 42. A y B son, de hecho, señales de voltaje generadas por el valor de fotocorriente, es decir, de corriente eléctrica de los fotodetectores en los que incide la luz, multiplicado por la ganancia de transimpedancia. La fotocorriente es proporcional a la potencia óptica P emitida por la fuente 42, multiplicada por la respuesta (responsividad) del fotodetector 44a o 44b, es decir:

A = ka * respuesta P * transimpedancia

B = kb * respuesta P * transimpedancia

en los que ka y kb son coeficientes que consideran la cantidad de luz incidente en el fotodetector 44a o 44b, que será una función del índice refractivo y, por lo tanto, será variable como función del ángulo crítico.

Con el fin de eliminar la dependencia de P y obtener de esta manera una señal que dependa únicamente de la posición del centroide la región de iluminación, con independencia del valor pico de intensidad, resulta suficiente introducir una señal normalizada. Dicha señal puede correlacionarse, por ejemplo mediante una calibración apropiada que puede llevarse a cabo basándose en datos predefinidos, con la variación de concentración de la sustancia o solución líquida sometida a detección, que por lo tanto es independiente de la potencia iluminante P. Resulta conveniente eliminar la dependencia respecto de la intensidad de la potencia óptica de manera que la medición no resulte afectada por cualquier perturbación asociada a variaciones (por ejemplo, variaciones térmicas o variaciones debidas a la degradación con el tiempo) de la emisión de la fuente 42.

Las dos señales A y B producidas por los fotodetectores 44a y 44b se tratan preferentemente mediante una red de acondicionamiento análoga de manera que se adaptan al controlador electrónico MP, que es capaz de generar una señal S que se correlaciona directamente, mediante calibración apropiada, con la concentración de la solución líquida.

La figura 27 proporciona un ejemplo de diagrama de bloques operativo del sensor óptico de calidad. En dicha figura, mediante Vcc se designa el suministro de bajo voltaje del emisor 42, mientras que el bloque OG representa la geometría óptica proporcionada por el sitio de posicionamiento 30 (formación 31 y parte de pared correspondiente 21). Tal como puede observarse, las señales de voltaje A y B en la salida de los fotodetectores 44a, 44b se tratan mediante un circuito de acondicionamiento CC y las señales acondicionadas A1 y B1 alcanzan entradas correspondientes del controlador MP, que genera la señal S que representa el valor de concentración de la solución. Los componentes CC y MP preferentemente están localizados en el soporte 15 de circuito, con el controlador MP que gestiona tanto la detección del nivel como la detección de la calidad de la sustancia o solución líquida. Los componentes CC y MP asimismo pueden integrarse en un único componente microcontrolador.

En diversas formas de realización, la conexión entre un módulo óptico del dispositivo 10 según la invención y la interfaz correspondiente y/o circuito de control, tal como el proporcionado en el soporte 15 de circuito y/o el dispositivo de circuito 17, puede obtenerse mediante cableado, es decir, cables eléctricos, en lugar de terminales, preferentemente cables externamente aislados. Una forma de realización de dicho tipo se ilustra, por ejemplo, en las figuras 28 a 33, en las que los mismos números de referencia que los indicados en figuras anteriores se utilizan para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente.

La utilización de cables eléctricos permite mantener separado el soporte 15 de circuito respecto del módulo óptico con el fin de poderlos montar por separado, para establecer la conexión por cable entre ellos después del ensamblaje de las dos partes. Ventajosamente, y tal como puede evidenciarse en particular a partir de la figura 30, en una forma de realización de dicho tipo, la abertura 22 para la inserción de la parte 15b del soporte 15 de circuito puede encontrarse en una posición más central de la pared 21 en comparación con las formas de realización ilustradas anteriormente, con la formación óptica 31 que es directamente contigua a la abertura 22. Considerando el caso preferido de una cavidad H con una pared perimetral 20 de forma circular, útil para los fines de un mejor sellado mediante juntas de un tipo circular (anillos O), una disposición más central de la abertura 22 en la cavidad H proporciona una anchura radical mayor de la abertura 22 y, en consecuencia, proporciona una mayor anchura de la parte 15b del soporte 15 de circuito, que resulta importante para obtener una mayor superficie y/o una capacitancia más elevada de los electrodos J y, por lo tanto, una mayor sensibilidad del sensor de nivel a la misma resolución de altura.

Preferentemente, y tal como se pone de manifiesto en particular en las figuras 31 a 33, los orificios de conexión 53 se proporcionan en posiciones laterales de la parte 15a del soporte 15 de circuito, al que pueden, por ejemplo, soldarse los cables eléctricos anteriormente indicados, algunos de los cuales se designan como 501 en la figura 33. Los orificios 53 asimismo pueden sustituirse por almohadillas metalizadas o pequeñas espigas. Las dimensiones de la parte 15a del soporte 15 de circuito, en particular su altura, puede ser inferior que en el caso ilustrado anteriormente.

A partir de la utilización de cables de conexión eléctrica, el cuerpo 45 del módulo óptico 40 está ligeramente modificado con respecto a lo que ha sido ilustrado anteriormente. En particular, los terminales previamente designados como 50 son más cortos y están prevalentemente incluidos en el material plástico que constituye el cuerpo 45 (ver, para una referencia más simple, las figuras 37 y 38, respecto a una forma de realización adicional). Preferentemente, dichos terminales presentan orificios pasantes (o almohadillas) en regiones terminales respectivas, y el cuerpo central 45 del módulo 40 está moldeado de manera que deja accesibles los orificios (o almohadillas) anteriormente indicados, por ejemplo en las figuras 31 y 32, en las que designadas como 502 se muestran algunos de los pasos del cuerpo 45 que permiten el acceso a los orificios anteriormente indicados de los terminales incluidos con el fin de permitir la conexión de los cables eléctricos (para una forma de realización de este tipo, ver asimismo, por ejemplo, las figuras 38 y 50).

En formas de realización de este tipo resulta preferido en primer lugar insertar la placa 15 de circuito por la abertura 22 de la pared 21 y después se posiciona el módulo óptico 40 y se fija en la formación 31 de una manera sustancialmente similar a la ya indicada anteriormente, mediante el muelle 60. La siguiente etapa es conectar los cables eléctricos 50, entre el soporte 15 de circuito y el módulo 40. Los cables 501 pueden, por otra parte, conectarse con el módulo óptico 40 antes del montaje del mismo en la formación 31. El principio operativo del dispositivo, con respecto a la detección de la calidad de la solución líquida, es similar a lo indicado anteriormente.

La ventaja de las soluciones que implican la utilización de cables de conexión eléctrica proporciona una mayor flexibilidad en el acoplamiento entre el módulo óptico 40 para la medición de la concentración y el soporte 15 de circuito (por otra parte, en lugar de los cables eléctricos anteriormente indicados, podrían proporcionarse otras condiciones o terminales eléctricas; por ejemplo, en la forma de terminales obtenidos a partir de una tira metálica troquelada o metal estampado o mecanizado; las terminales eléctricas de este tipo posiblemente podrían contemplar un cuerpo sobremoldeado, diferente de los cuerpos 45 a 47 del módulo óptico 40).

La versión indicada, en la que el módulo 40 puede montarse por separado del soporte 15 de circuito, resulta particularmente ventajosa en dispositivos 10 en los que, sobremoldeado sobre el soporte 15 de circuito (o por lo menos en una parte 15a del mismo), se encuentra el cuerpo 10a (o por lo menos la carcasa 14), o en que las dos partes se comoldean, en la que dichas medidas de producción posiblemente se adoptan para mejorar el funcionamiento y principalmente la fiabilidad del dispositivo en términos de resistencia a la penetración del fluido. Por ejemplo, en dicho caso, el soporte 15 de circuito se introduce en un molde, después se sobremoldea en el mismo el cuerpo 10a o la carcasa 14 y finalmente, se ensambla el módulo 40 y después se conecta con el soporte 15 de circuito.

En diversas formas de realización, proporcionadas dentro de la cavidad del cuerpo del dispositivo sensor se encuentra una protección óptica, preferentemente de un color oscuro o impermeable a la radiación óptica o luz en una frecuencia predefinida, que realiza la función de protección respecto de la luz ambiental.

Las figuras 34 a 48 ilustran una forma de realización variante en dicho sentido. Además, en dichas figuras, los mismos números de referencia a los utilizados en las figuras anteriores se utilizan para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente, en particular con respecto a la posición relativa entre la formación 31 y la abertura 22, así como el tipo de conexión eléctrica del módulo óptico 40 con el soporte 15 de circuito, es decir, su dispositivo 17. Las formas de realización descritas en referencia a las figuras 34 a 48 se distinguen básicamente por la presencia, dentro de la cavidad H, de una protección o cuerpo destinado a limitar la difusión de luz ambiental, así como por un modo diferente de fijación en posición del módulo óptico 40, en comparación con las formas de realización anteriores.

Haciendo una referencia inicial a la figura 34, el cuerpo 10a y el soporte 15 de circuito pueden ser de una construcción sustancialmente similar a la indicada en referencia a las figuras 2 a 27, ya que de manera similar la estructura básica de la formación 31, que puede encontrarse en una posición más próxima a la abertura 22 y los apéndices superiores 35 de la cual presentan cavidades externas.

El módulo óptico 40 es sustancialmente similar al de las figuras 28 a 33, posiblemente con algunas modificaciones que dependen de su modo de fijación en posición: por ejemplo, en diversas formas de realización, el módulo 40 puede fijarse en oposición mediante un elemento elástico diferente o muelle 601 y un anillo de parada o retención 80, en particular un anillo de retención elástico o circlip (Seeger).

La protección óptica anteriormente indicada, designada globalmente como 70 en la figura 34, se representa en detalle en las figuras 35 y 36. La protección 70 presenta un cuerpo 71 preferentemente realizado en un material que no es permeable a la radiación óptica de longitudes de onda predefinidas, tales como un material oscuro o en cualquier caso un material que pueda limitar o evitar el paso de la luz ambiental. El cuerpo 71 presenta una pared de fondo 72, diseñada para descansar sobre la pared 21 del cuerpo 10a, y una pared periférica 73, preferentemente, aunque no necesariamente, con un perfil correspondiente al de la pared periférica 20 del cuerpo 10a (figura 34). En el ejemplo, dicho perfil es circular, con un diámetro ligeramente menor al de la pared 20, o posiblemente tal que permite la inserción con poca interferencia.

Definido en la pared de fondo 72 se encuentra una abertura 72a, el perfil periférico de la cual es tal que circunscribe una zona por lo menos correspondiente a la que corresponde al sitio de posicionamiento 30 y a la abertura 22 de la pared de fondo 21 del cuerpo 10a. Sobresaliendo en voladizo dentro de la abertura 72a se encuentra una estructura 74 sustancialmente similar a un marco, diseñada para encajar en la formación óptica 31. Con este fin, la estructura define dos aberturas superiores 74a en las que pueden penetrar parcialmente las partes verticales 33 y 34 de la formación óptica 31, en la que dichas aberturas están separadas una de otra por una pared intermedia 74b, que puede ser recibida en la cavidad intermedia 32 de la formación 31 (ver la figura 39 para referencias a las partes verticales y cavidad intermedia anteriormente indicadas).

La estructura 74 similar a un marco de la protección 70 presenta pasos laterales adicionales 74c, que están diseñados para enfrentarse a por lo menos parte de las superficies ópticas inclinadas 33a y 34a de la formación 31.

El módulo óptico 40 se ilustra, por el contrario, en las figuras 37 y 38. Tal como se pone de manifiesto, su estructura básica es similar a la del módulo que aparece en las figuras 28 a 33. En diversas formas de realización, el cuerpo central 45 del módulo 40 define una abertura 45a para el posicionamiento de un elemento de bloqueo de un muelle 601, en particular, definido entre la formación superior 51 y la zona en la que los pasos 502 para la conexión de los cables eléctricos (designados posteriormente en la presente memoria como 501) para la interconexión con el circuito 15. Nuevamente de manera preferida, en por lo menos un lado de la abertura 45a, la cara superior del cuerpo central 45 presenta un saliente 45b que realiza funciones de bloqueo para el anillo de retención 80 (figura 34).

Para los fines de ensamblaje, la protección 70 se inserta en la cavidad H del cuerpo 10a, con su pared de fondo 72 orientada frente a la pared de fondo 21 (tal como en la figura 39) de manera que los apéndices superiores 35 de la formación óptica 31 penetran en los pasos 74a de la estructura 74 similar a un marco de la protección misma, y la pared intermedia 74b de la protección penetra en la cavidad intermedia 32 de la formación 31 misma. Tras el posicionamiento de la protección 70, tal como puede observarse en la figura 40, la abertura 22 se mantiene expuesta (mediante la abertura 72a de la protección), al igual que los surcos o asientos 30a de la pared de fondo 21 del cuerpo 10a y posibles partes adicionales del sitio óptico 30; además, las aberturas laterales 74c están configuradas de manera que están enfrentadas a las superficies ópticas inclinadas 33a y 34a de la formación óptica 31.

El circuito 15 a continuación se inserta por la abertura 22 y el módulo 40 se ajusta en la formación 31, tal como se ha indicado anteriormente y como puede observarse en la figura 41. La fijación puede llevarse a cabo utilizando un muelle del mismo tipo que los indicados anteriormente y designado como 60. Alternativamente, posicionado en la formación superior 51 del módulo 40 se encuentra el muelle 601, que presenta una forma ligeramente diferente de las previamente designadas como 60, aunque presenta una estructura y funciones que son sustancialmente similares, y el muelle anteriormente indicado a continuación se bloquea en posición mediante un anillo 80, tal como puede observarse en la figura 42. A continuación, el módulo 40 se conecta con el soporte 15 de circuito mediante los cables eléctricos 501, tal como ya se ha indicado anteriormente y como puede observarse en la figura 43.

Tal como se ha indicado, el componente de plástico 70 realiza la función de protección frente a la luz ambiental, que puede derivar de cualquier emisión de luz externa al dispositivo 10 y/o al módulo óptico 40. Dado que el principio operativo del sensor óptico de calidad se basa en la detección de radiación óptica, la posibilidad de presentar luz ambiental "parasitaria" que incida en la solución líquida y/o en los fotodetectores 44a, 44b podría alterar la medición. Dicha condición puede aparecer, por ejemplo, con la aplicación del dispositivo según la invención sobre depósitos transparentes o no opacos, o en El caso de que todo el cuerpo 10a del dispositivo 10 esté realizada en un material permeable a la emisión de luz: la luz ambiental, por lo tanto, puede iluminar el líquido y/o los fotodetectores 44a, 44b a través de las paredes del depósito y/o partes del cuerpo 10a, y de esta manera, alterar la medición. La protección de plástico 70, montada dentro del cuerpo 10a, permite, por ejemplo, proteger de la luz ambiental, eliminando de esta manera cualquier riesgo de alteración debida a la luz ambiental.

La figura 44 representa una posible forma de realización del muelle 601. Asimismo en este caso, la estructura del muelle incluye una parte central 61, que se ramifica en dos brazos opuestos 62, los extremos de los cuales están conformados para acoplarse con los asientos correspondientes 46a, 47a, proporcionados en la cara externa de los cuerpos laterales 46, 47 del módulo 40 (ver las figuras 37 y 38). Preferentemente, dichos extremos 62a son curvados, asimismo con el fin de poder deslizarse en los surcos 46a y 47a durante el ensamblaje.

En este caso, preferentemente la parte central 61 presenta un orificio o abertura, el perfil del cual corresponde sustancialmente al perfil externo en vista en planta definido por la formación superior 51 del módulo 40 y por los apéndices superiores 35 de la formación óptica 31 (debe señalarse que en la presente forma de realización, los pasos 51a del cuerpo 45 del módulo 40 (figuras 37 y 38) y los apéndices 35 anteriormente indicados están configurados de manera que los apéndices se proyectan lateralmente, en un grado apreciable, más allá del perfil exterior de la formación 51; ver como referencia la figura 41). Además, sobresaliendo en un lado de la parte central 61 del muelle 601, en la figura la cara frontal, se encuentra un elemento de bloqueo 61b, en la figura en forma de pestaña doblada hacia abajo, en forma de diente.

En la figura 45 se representa una posible forma de realización del anillo de retención 80. En formas de realización preferidas, el anillo 80 es sustancialmente un circlip (Seeger), es decir, un anillo, preferentemente realizado en metal, muy preferentemente en acero elástico, que presenta una configuración generalmente plana, la circunferencia del cual no es completa y, en sus dos regiones terminales, se definen orificios para la inserción de una herramienta adecuada para la aplicación y extracción del mismo, tal como alicates de circlips (alicates de Seeger). En el caso ilustrado, según una característica, por lo menos el perfil interno del anillo 80 reproduce sustancialmente parte del perfil de la abertura 61a del muelle 601, y/o es complementario a parte del perfil exterior anteriormente indicado en vista en planta de la formación superior 51 y de los apéndices superiores 35, presentando por lo tanto un perfil sustancialmente circular con dos proyecciones o cavidades opuestas 80a. En un extremo, más allá del orificio correspondiente, el anillo 80 define un elemento en resalte de retén o asiento 80b. Preferentemente, además, el otro extremo del anillo, que se proporciona con un orificio, define una superficie de contraste externa 80c. Por lo menos uno del elemento en resalte o asiento 80b y la superficie de contraste 80c define medios antirrotatorios para el anillo 80.

Nuevamente debe señalarse cómo, en particular a partir de la figura 40, en diversas formas de realización de la invención, los apéndices superiores 35 de la formación 31 presentan, en su zona terminal superior y en la cara exterior, una cavidad lateral, designada como 35a (ver asimismo, únicamente como referencia, la figura 79).

Tal como ya se ha señalado, el muelle 601 lleva a cabo las mismas funciones que las ya indicada anteriormente, aunque no se monta mediante ajuste a presión en la formación 51 del módulo óptico 40, dado que está bloqueado por el anillo 80. Las figuras 46 a 48 subrayan una posible secuencia de ensamblaje del anillo 601 y del anillo de retención correspondiente 80.

Después de ajustar el módulo 40 en la formación óptica 31, preferentemente con la estructura 74 de la máscara 70 establecida entre ellos, el muelle 601 se incorpora en el módulo, de manera que la formación 51 y la parte saliente de los apéndices 35 se insertan en su abertura central 61a (ver la figura 44), tal como en la figura 46. Con dicha inserción, además, el elemento 61b del muelle se acopla en la abertura 45a del cuerpo central 45 del módulo óptico 40, presentando de esta manera la función de evitar la rotación del muelle 601.

A continuación, instalado en la formación 51 y en los apéndices 35 se encuentra el anillo 80, en una posición angular del mismo que permita su inserción, tal como en la figura 47. En la práctica, en dicha posición angular del anillo 80, sus dos salientes o cavidades 80a (figura 45) están en una posición correspondiente a los apéndices 35; es decir, el perfil interno del anillo 80 corresponde a parte del perfil externo definido por la formación 51 y por los apéndices 35. A continuación, por ejemplo mediante el aprovechamiento de los dos orificios del anillo 80 y utilizando unos alicates de circlip normales, el anillo mismo se hace girar de manera que este último se acople con las cavidades laterales 35a de los apéndices 35 (ver la figura 40) y hasta que su saliente de retén 80b y la superficie de contraste 80c se encuentren con los salientes 45b definidos en la cara superior del cuerpo 45 del módulo 40. Dicha situación final de bloqueo se destaca en la figura 48.

El sistema de sujeción descrito en referencia a las figuras 44 a 48 permite la reducción de las dimensiones globales del muelle y evita la fijación del mismo con ajuste mecánico a presión, que podría causar posibles problemas de fallo o daño al material plástico del que están hechas las formaciones 31 y/o 51. Dicho tipo de fijación del muelle es con independencia de la presencia de una máscara óptica del tipo designado como 70 y asimismo puede utilizarse en las demás formas de realización indicadas en la presente memoria que contempla la utilización de un módulo óptico sustancialmente del tipo designado como 40 y/o otros dispositivos. Tal como se ha indicado, por otra parte, no existe nada, en principio, para descartar la utilización asimismo en el dispositivo de las figuras 34 a 48 de un elemento de fijación elástico del tipo descrito en referencia a las figuras 2 a 33 anteriores. Además, puede utilizarse una máscara del tipo indicado, que presente además una forma diferente de la ejemplificada, aunque con los mismos fines, en todas las formas de realización descritas en la presente memoria.

En diversas formas de realización de la invención, un elemento de fijación de un módulo óptico está configurado para fijarlo en posición, con respecto a una formación óptica, mediante un movimiento angular del mismo. Las posibles formas de realización de dicho tipo se describen en referencia a las figuras 49 a 60. Además, en dichas figuras se utilizan los mismos números de referencia que en las figuras anteriores para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados.

Tal como puede observarse en las figuras 49 y 50, en diversas formas de realización se proporcionan unos cuerpos laterales 461 y 471, que presentan, por lo menos en una zona lateral, una superficie de entrada 46c, 47c, por ejemplo una superficie inclinada o una superficie curvada, que se extiende hacia la cara superior del cuerpo mismo. Preferentemente, la superficie de entrada 46c se define en el cuerpo 461 en una posición contraria a la superficie de entrada 47c definida en el cuerpo 471. Para el resto, el módulo óptico 40 se obtiene de una manera sustancialmente similar a la descrita en referencia a las formas de realización anteriores, con el cuerpo central 45 que define en la parte superior la formación 51 y en el fondo la formación 52 con las aberturas pasantes 51a. Asimismo en el presente caso, los terminales 50 están preferentemente incluidos, en gran medida, en el material plástico del cuerpo 45 y presentan en las zonas terminales respectivas, almohadillas u orificios de soldadura alineados con los pasos 502 del cuerpo 45.

En formas de realización preferidas, definidas en por lo menos un borde del cuerpo 45, en la figura el borde frontal, se encuentra un rebaje de posicionamiento 45a1, las funciones de la cual aparecerán claramente después en la presente memoria. Asimismo el sitio 30 o la formación óptica 31 (figuras 58 y 59) son similares a las indicadas haciendo referencia a las figuras 32 a 44, en particular con respecto a la presencia de cavidades laterales 35a en las zonas de extremo superior de los apéndices 35.

Asimismo en formas de realización de este tipo, el módulo 40 se instala en la formación 31 con modalidades similares a las indicadas anteriormente, aunque la fijación se consigue mediante un elemento elástico de bloqueo y/o posicionamiento que presenta una configuración diferente, una posible forma de realización del cual es visible en la figura 51, en que el elemento de muelle anteriormente indicado se defina globalmente como 602.

Asimismo en este caso, el elemento elástico 602 presenta una parte central 61 provista de un orificio pasante 61a y dos brazos opuestos elásticamente flexibles 62. Preferentemente, los extremos distales 62a de dichos brazos 62 están doblados o, en cualquier caso, conformados a fin de facilitar su deslizamiento sobre los cuerpos 461 y 471, en particular en una dirección angular o rotatoria, tal como se indica a continuación. La parte 61 está conformada de manera que define dos pestañas flexibles 61c dentro del orificio 61a, en posiciones opuestas, preferentemente en posiciones generalmente correspondientes a las de los brazos 62. Las pestañas 61c, en la figura con una configuración sustancialmente arqueada, siguen cada una parte del perfil del orificio 61a; además, dicho perfil presenta un par de porciones ensanchadas en posiciones diametralmente opuestas, cada una sustancialmente en el extremo libre de cada pestaña 61c. Preferentemente, además, la ramificación a partir de la parte central 61 es un apéndice 61e, generalmente establecido transversal u ortogonalmente a los brazos 62. El elemento elástico 602, tal como los indicados anteriormente, está preferentemente realizado en metal, partiendo de una tira troquelada y deformada.

Tal como puede observarse en las figuras 52 y 53, el elemento o anillo 602 se ajusta sobre la formación 51 del módulo 40 y sobre la parte saliente de los apéndices 35 que sobresale en los lados de la formación. Lo anterior lo permite la presencia de porciones ensanchadas 61d, que en la presente etapa se encuentran en posiciones correspondientes a los apéndices anteriormente indicados. A continuación, el muelle se hace girar (en una dirección levógira, tal como se observa en las figuras 53 a 57), de manera que en primer lugar el borde del orificio del muelle (figura 54) y después el de las pestañas 61c (figura 55) penetra en las cavidades 35a de los apéndices 35 (ver asimismo las figuras 58 y 59). En un determinado punto del movimiento angular, los extremos libres de los brazos 60 del anillo llegan a interferir con las superficies de entrada 46c y 47c, tal como puede observarse en la figura 55. Tal como se ha indicado, los extremos 62a de los brazos 62 son preferentemente curvados o conformados para facilitar el deslizamiento y/o para evitar cualquier adhesión: en el ejemplo, dichos extremos se doblan sustancialmente para formar una C.

La continuación del movimiento angular del muelle 602 a continuación resulta permitida por la presencia de las superficies de entrada inclinadas o curvadas 46c, 47c, que en la presente etapa función como deslizadero, con los extremos 62a del muelle que pueden deslizarse en la medida, sobre la cara superior de los cuerpos 461 y 471, que puede observarse en la figura 56. De esta manera, se produce un doblado elástico de los brazos 60, es decir, una precarga de los mismos, que urge los cuerpos 461 y 471, y por lo tanto el módulo 40 en su totalidad, sobre la formación correspondiente 31: el filtro óptico 43 y, por lo tanto, el cuerpo 461, es elásticamente presionado sobre la superficie inclinada 33a, mientras que el apéndice inferior 47b del cuerpo 471 es elásticamente presionado sobre el contraste correspondiente 37 (ver la figura 58).

En el caso de que los extremos 62a de los dos brazos 62 del muelle 602 se encuentren en posiciones sustancialmente centrales de las caras superiores de los cuerpos 461 y 471, es decir, el muelle 602 se encuentra en la posición correcta, en los huecos 35a de los apéndices 35, las regiones de extremo terminales de las pestañas 61c se encuentran, en cualquier caso, acopladas, y el apéndice 61e que se ramifica en la parte frontal del muelle 602 está alineado con el rebaje 45a1, tal como puede observarse en la figura 56. A continuación, el muelle puede fijarse en posición causando una deformación plástica del apéndice 61e, en el sentido de acoplarlo en el rebaje 45a1, tal como puede observarse en la figura 57. A continuación, el soporte 15 de circuito puede insertarse en la abertura correspondiente 22 (figura 52), tal como puede observarse en las figuras 58 y 59. A continuación, el módulo óptico 40 puede conectarse eléctricamente con el soporte 15 de circuito mediante los cables eléctricos 501, tal como en la figura 60, con las modalidades ya indicadas.

Evidentemente, el sistema de fijación indicado en referencia a las figuras 49 a 59 puede utilizarse asimismo en otras formas de realización indicadas en la presente memoria del dispositivo según la invención.

En formas de realización descritas hasta ahora, el emisor 42 y el receptor 44a-45a de radiación óptica del módulo óptico 40 se configuran en una posición que se corresponde con la cara inferior de los cuerpos de soporte correspondientes 46 o 461 y 47 o 471. Sin embargo, en diversas formas de realización, resulta posible la configuración contraria, es decir, con el emisor y el receptor en la cara externa de los cuerpos de soporte anteriormente indicados. Se describen posibles formas de realización de dicho tipo en referencia a las figuras 61 a 71, en las que se utilizan los mismos números de referencia a los utilizados en las figuras anteriores para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente.

En diversas formas de realización de dicho tipo, los componentes electrónicos del emisor y receptor utilizados presentan un paquete respectivo, del tipo denominado comúnmente "ala de gaviota invertida". Dicha posibilidad puede explotarse ventajosamente para integrar un filtro de espacio, por ejemplo de los tipos designados anteriormente por 43, directamente en la estructura del módulo óptico 40, ensamblando el emisor 42 y/o el receptor 44a-44b en la cara externa de los cuerpos de soporte correspondientes 46, 47. El principio operativo del módulo 40 no cambia con respecto a las versiones indicadas anteriormente y asimismo los elementos básicos del sensor óptico preferentemente mantienen las mismas características que las ya indicadas, incluso con formas ligeramente diferentes. El muelle utilizado puede ser del tipo anteriormente designado por 60.

Tal como puede observarse en particular en las figuras 62 y 63, la estructura del módulo 40 es sustancialmente similar a las indicadas anteriormente, es decir, con el cuerpo central 45 y los cuerpos laterales, en la presente memoria designados por 462 y 472, sobremoldeados sobre los conductores 48, 49 y terminales 50. En el caso ejemplificado, la formación inferior del cuerpo central 45, en la presente memoria designado por 521, está ligeramente modificada con respecto a las versiones anteriores, aunque en cualquier caso se distingue por la presencia de la pared transversal 52a, que se designa para el acoplamiento con la cavidad intermedia correspondiente de la formación óptica 31. Para permitir el centrado y apoyo sobre la formación 31, las paredes 52b de las formas de realización ilustradas anteriormente se sustituyen por salientes 52b1 y por nervaduras axiales homólogas proporcionadas sobre la pared 52b2 que se extienden ortogonalmente hacia abajo desde la cara inferior del cuerpo 45. La pared 52b2, que puede presentar una altura de manera que su borde inferior descasa sobre la pared 21 de la cavidad H del cuerpo 10a con el fin de constituir un soporte para el módulo 40, ventajosamente asimismo realiza funciones de máscara trasera respecto de la luz ambiente, ya que los cuerpos 45 a 47 preferentemente están realizados en material oscuro o en cualquier caso de un material no permeable a la luz visible y/o a radiación óptica a longitudes de onda predefinidas.

Los cuerpos laterales 462 y 472 se proporcionan con aberturas pasantes 46d y 47d con el fin de permitir el paso de la radiación óptica, tal como puede observarse en particular en la figura 63. Según un aspecto, el cuerpo 462 o por lo menos la abertura 46d, asimismo realiza las funciones de filtro de espacio indicadas anteriormente, es decir, el cuerpo 462 del módulo 40 define por lo menos una abertura pasante u orificio, preferentemente circular o conformado como una ranura, que filtra y selecciona o concentra el haz de luz emitido por el emisor 42.

El ensamblaje de los componentes electrónicos 42 y 44a-44b sobre la superficie superior de los cuerpos 462 y 472 implica la necesidad de introducir una superficie protectora en la zona en que el muelle 60 debe ejercer su presión. Para impedir que el muelle 60 ejerce fuerza directamente sobre los componentes electrónicos anteriormente indicados, en diversas formas de realización, se utiliza un elemento protector, designado globalmente por 90 en la figura 61, que ventajosamente asimismo puede llevar a cabo funciones de máscara frente a la luz ambiental. El muelle, por lo tanto, ejercerá la fuerza sobre el elemento protector 61 e indirectamente asimismo sobre el módulo 40. Debe indicarse que, debido a que el filtro de espacio 43 ya no se encuentra presente, asimismo resulta preferido garantizar que el cuerpo lateral 462 y la formación 31 se apoyen uno sobre el otro con el fin de garantizar en todo momento el posicionamiento correcto de los componentes: para este propósito, el apéndice inferior 46b del cuerpo 462 (ver la figura 63) y el elemento de posicionamiento correspondiente 37 están configurados para apoyarse uno sobre el otro y/o para definir el posicionamiento mutuo (ver, por ejemplo, la figura 70).

Una posible forma de realización del elemento protector o protección 90 resulta visible en la figura 64. En referencia al ejemplo ilustrado, la máscara presenta un cuerpo plástico 91, preferentemente oscuro o no permeable a la luz, que presenta una forma anular generalmente abierta, en la presente memoria aproximadamente elíptica, en la que se define una pared de fondo 92 y una pared periférica 93. Se eleva desde la pared de fondo 92 una pared frontal 94 que, en la condición ensamblada del dispositivo, se encuentra localizada frente a la zona de posicionamiento del emisor 42 y el receptor 44a-44b, de manera que produce una máscara frontal frente a la luz ambiental. La protección 90 está conformada de manera que define apéndices superiores 95, generalmente inclinados en posiciones opuestas, que definen sobre su superficie externa asientos 95a para los extremos de los brazos opuestos del muelle 60. Los apéndices 95 están conformados de manera que definen un tipo de asiento para alojar y proteger el emisor 42 y los fotodetectores 44a, 44b, tal como se pondrá de manifiesto posteriormente en la presente memoria. La pared de fondo 92 está conformada de manera que define un paso axial, para el montaje en posición de la protección 90 después del montaje del módulo 40 sobre la formación correspondiente 31. Con este propósito, la pared periférica 93 asimismo presenta una interrupción 93a.

En el caso de que se utilice la protección 90, resulta preferido que se proporcione sobre la pared de fondo 21 de la cavidad H por lo menos un elemento de posicionamiento o contraste para la protección misma, dado que el muelle 60 ejerce su propia presión sobre ella. En el caso representado (ver en particular las figuras 65 y 66), por lo menos un elemento de posicionamiento 21a constituido por una pared que se eleva desde el fondo 21 de la cavidad H, se proporciona con este propósito, en el que la pared anteriormente indicada 21a en la presente memoria presenta una forma curvada, correspondiente a parte del perfil exterior de la pared periférica 93 de la protección 90. La parte opuesta del perfil de la pared periférica 93, que en la presente memoria incluye dos tramos separados por la interrupción 93a, es adaptable al perfil de la pared periférica 20 de la cavidad H: de esta manera, la protección 90 puede posicionarse entre el elemento 21a y la pared periférica 20. En el ejemplo ilustrado, además, en la pared de fondo 21 de la cavidad H asimismo se definen elementos de contraste adicionales 21b para la protección 90 en los extremos opuestos del sitio 30.

Para los fines del ensamblaje, el módulo 40 se adapta a la formación 31 con modalidades similares a las que se han indicado anteriormente, tal como se representa esquemáticamente en las figuras 65 y 66, seguido del cual posicionado dentro de la cavidad H del cuerpo 10a se encuentra la protección 90, tal como se representa esquemáticamente en las figuras 66 y 67. La presencia de la interrupción 93a en el perfil periférico de la protección 90 está destinada a permitir o facilitar el ensamblaje de la máscara misa después de la fijación del módulo 40.

Después del ensamblaje de la protección 90, el módulo 40 puede fijarse en posición mediante el elemento elástico 60, tal como puede observarse en la figura 68, y después posicionarse el circuito 15 en los asientos correspondientes 22 y se realiza la conexión mediante los cables eléctricos 501, tal como puede observarse en la figura 69. Ventajosamente, los cables 50 1 pueden soldarse al módulo 40 antes de la fijación de los cables al cuerpo 10a y/o los terminales 50 pueden comprender conexiones eléctricas de tipo cierre trincado y/o del tipo perforación de aislamiento.

La condición ensamblada es claramente visible en las secciones presentadas en las figuras 70 y 71. En particular, a partir de la figura 70 debe observarse cómo los salientes inferiores 46b y 47b de los cuerpos 46 y 47 se insertan en asientos de posicionamiento respectivos 37 y/o se apoyan en elementos de contraste correspondientes con el fin de garantizar el posicionamiento preciso de los cuerpos 462 y 472, y por lo tanto del emisor 42 y de los fotodetectores 44a, 44b, con respecto a las superficies inclinadas 33a y 34a de la formación 31. La precisión de posicionamiento resulta posible gracias a la flexibilidad de los conductores 48, 49 que conectan los cuerpos 462 y 472, al cuerpo central 45. El módulo 40 se mantiene en posición gracias al muelle 60, el orificio con pestaña del cual se acopla a presión en la formación 51 y en el exterior de los apéndices 35, ejerciendo un empuje sobre la protección 90 y sobre el módulo 40. La protección 90 se posiciona de las maneras indicadas anteriormente, entre los elementos 21a, 21b (figuras 65 y 66) y la pared periférica 20 de la cavidad H, y se mantiene en posición gracias a los brazos 62 del muelle 60, que se acoplan en los asientos externos 95a de los apéndices 95 de la máscara (ver la figura 64). Tal como puede apreciarse, en la condición ensamblada, los apéndices 95 de la máscara llevan a cabo la función de protección para el emisor 42 y de los fotodetectores 44a, 44b.

El funcionamiento del dispositivo de las figuras 61 a 71, con respecto a la detección de la calidad de la solución líquida, es similar a lo indicado en las formas de realización anteriores.

En las formas de realización descritas anteriormente, la pared de fondo 21 de la cavidad H está formada de una sola pieza con la parte 12 del cuerpo principal 10a. En diversas formas de realización, por otra parte, el cuerpo o carcasa 10a del dispositivo 10, y en particular su pared de fondo 21, puede comprender partes diferentes que están asociadas de una manera sellada entre sí, y en particular partes que integran el sitio de posicionamiento 30 para un módulo óptico. Se describen posibles formas de realización de dicho tipo en referencia a las figuras 72 a 78, en las que se utilizan los mismos números de referencia a los utilizados en las figuras anteriores para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente.

En las figuras 72 a 78 se representa un ejemplo en el que el cuerpo o carcasa del dispositivo según la invención comprende por lo menos un primer cuerpo de un sensor de nivel, tal como el cuerpo designado como 10a y un segundo cuerpo de un sensor o conjunto óptico, tal como el cuerpo designado como 101, que están asociados entre sí de una manera sellada, preferentemente con interposición de por lo menos un cuerpo adicional o de un elemento sellante, y/o mediante soldadura o encolado. Posiblemente, por lo menos un cuerpo adicional o elemento sellado se sobremoldea sobre por lo menos uno de entre el primer cuerpo 10a de un sensor de nivel y el segundo cuerpo 101 del sensor o conjunto óptico.

En diversas formas de realización, por lo menos el primer cuerpo anteriormente indicado está realizado en un polímero termoplástico (por ejemplo, HDPE) o un polímero termoendurecible (por ejemplo, una resina epoxi), mientras que el segundo cuerpo anteriormente indicado está realizado en un polímero termoplástico (por ejemplo, PSU o COC); el cuerpo adicional anteriormente indicado preferentemente está realizado en un polímero elásticamente compresible. En el caso de un primer cuerpo, por lo menos en parte sobremoldeado sobre el soporte 15 de circuito, en particular sobre su parte 15a, preferentemente se utiliza un material o polímero termoendurecible, tal como una resina epoxi.

En diversas formas de realización, por lo tanto, resulta posible producir un conjunto óptico para medir la concentración (u otra cantidad característica) de la sustancia o solución líquida como un componente separado e independiente del cuerpo 10a que debe acoplarse en un asiento pasante de este último. Alternativamente, asimismo resulta posible producir un ensamblaje sensor óptico que presenta un cuerpo que define una parte que realiza las funciones de la carcasa y/o parte de ensamblaje previamente designada como 12, que presenta un asiento pasante en el que se aloja y/o se fija un aversión diferente del cuerpo del sensor de nivel, o nuevamente para proporcionar un cuerpo del conjunto óptico que define una carcasa del mismo tipo que la previamente designada como 14 con el fin de recibir por lo menos la parte de la placa de circuito 15 responsable de la medición del nivel.

De esta manera, puede utilizarse un único ensamblaje de medición óptico en los dispositivos de medición del nivel según la invención (y viceversa) que están realizados en materiales y/o presentan dimensiones y/o configuraciones que son diferentes de las ilustradas anteriormente y pueden conectarse con circuitos que presentan una forma diferente de la ilustrada anteriormente. Una ventaja sustancial de dicho tipo de solución es que los materiales en los que están realizados las dos partes, es decir, el cuerpo principal (10a) del dispositivo y el cuerpo del conjunto óptico, podrían ser diferentes: por ejemplo, para el cuerpo del conjunto óptico que define el sitio de posicionamiento 30a, puede utilizarse un material transparente, por ejemplo diseñado para obtener mejores características ópticas, mientas que para el cuerpo principal del dispositivo sensor, puede utilizarse un material diferente, incluso uno no transparente, por ejemplo uno que se diseñe para obtener mejores características mecánicas. Además, considerando la posibilidad de separar el ensamblaje sensor óptico respecto del cuerpo principal del dispositivo y del circuito correspondiente, resulta posible utilizar otras tecnologías o métodos diferentes para producir las dos partes. Por ejemplo, el cuerpo principal 10a del dispositivo puede sobremoldearse sobre por lo menos la parte 15b del circuito 15 y después puede asociarse al cuerpo 10a el ensamblaje sensor óptico, sobre el que el cuerpo ha sido moldeado en parte.

En diversas formas de realización, el cuerpo del conjunto óptico está realizado en material termoplástico, en particular PSU, mientras que el cuerpo principal del dispositivo sensor preferentemente está realizado en un material o resina termoendurecible.

En referencia a, por ejemplo, las figuras 72 y 73, en diversas formas de realización el cuerpo principal 10a presenta un asiento o una abertura pasante 21c en su pared de fondo 21, en la que un ensamblaje de medición óptica distinto, designado globalmente como 100, está diseñado para montarse de una manera sellada, con un cuerpo de dicho ensamblaje 100 que puede proporcionar un tipo de tapón o inserto que presenta una forma sustancialmente complementaria a la de la abertura anteriormente indicada 21c. En otras versiones, el cuerpo del ensamblaje 100 se aloja por lo menos parcialmente en un asiento ciego, por ejemplo, con una forma similar a la de la abertura 21c, aunque dotado de una pared de fondo transparente a la radiación óptica.

El ensamblaje 100 resulta visible en diferentes vistas en las figuras 74 y 75. El ensamblaje 100 presenta un cuerpo principal respectivo 101 que preferentemente presenta una forma circular, o una forma con un perfil por lo menos en parte curvado. Alternativamente, el perfil del asiento o abertura 21c y el perfil respectivo del cuerpo 101 podrían presentar una forma elíptica u ovalada, o una con tramos lineales y tramos curvados, tal como perfiles poligonales con esquinas redondeadas.

El cuerpo 101 está realizado por lo menos en parte en un material transparente a la luz o a la radiación óptica operativa del sensor óptico, o en cualquier caso, permeable o diseñado para la difusión y/o reflexión y/o refracción de la luz o radiación anteriormente indicada. El cuerpo 101 presenta una pared periférica 102 que preferentemente define una parte rebordeada y una pared de fondo 103 que, en el estado montado, estará expuesta a la sustancia contenida en el depósito 1. En el ejemplo ilustrado, la cara externa de la pared del fondo 103 se encuentra en una posición hundida con respecto al borde inferior de la pared periférica 102 (figura 75) con el fin de favorecer la acumulación de la sustancia o la presencia de la misma incluso bajo condiciones de nivel mínimo, aunque no constituye una característica esencial.

En diversas formas de realización, en su parte superior, en particular en su pared periférica, elevándose del cuerpo 101 se encuentran elementos de acoplamiento 104, preferentemente en forma de dientes elásticamente flexibles, que sobresalen de la cara superior del cuerpo mismo, para acoplarse en la abertura 21c del cuerpo 10a. Preferentemente, además, definido a lo largo de la pared periférica 102 se encuentra un asiento 102a para un elemento de sellado anular 105, tal como se observa claramente en la figura 76. Los elementos de acoplamiento 104 pueden definir una fijación sellada en combinación con el elemento de sellado 105, o alternativamente pueden proporcionar una fijación provisional durante las etapas de producción, obteniéndose en este caso la fijación y/o sellado final de algún otro modo, por ejemplo mediante soldadura o encolado o unión con resina entre el cuerpo 102 y el cuerpo 10a (por ejemplo, soldadura láser o por vibración o soldadura mediante fusión del material de por lo menos uno de entre el cuerpo 101 y el cuerpo 10a).

En la cara superior del cuerpo 101, es decir, la cara interna de su pared 103, se encuentra el sitio de posicionamiento 30, incluyendo la formación óptica 31, sobre la que se montará un módulo óptico 40 y en el que el módulo posiblemente se obtendrá sustancialmente según cualquiera de las formas de realización que se han descrito y/o ilustrado anteriormente, en particular los preorganizados para la conexión mediante cables eléctricos. Alternativamente, puede contemplarse una conexión mediante un conector eléctrico, posiblemente de un tipo cierre trincado o alternativamente una conexión mediante terminales 50 similares a los indicados anteriormente en referencia a las figuras 5 a 18, aunque con extremos de una forma diferente, por ejemplo terminales 50 conformados para el acoplamiento y soldadura sobre almohadillas eléctricas 53 del soporte 15 de circuito (que, para este fin, se facilitan mediante las partes curvadas elásticas anteriormente indicadas, tales como partes en forma de U o en forma de S o en forma de Z, que compensan para las tolerancias de posicionamiento entre los cuerpos 101 y 10a, y/o del módulo 40 y del circuito 15).

En formas de realización de dicho tipo, resulta preferido que el muelle separado (60, 601, 602) de las formas de realización anteriores se sustituye por un elemento de tipo puente 603, que se extiende entre partes opuestas de la abertura 21c, adecuadas para el posicionamiento y/o para ejercer la presión correcta sobre el módulo 40 una vez se ha montado el conjunto óptico 100 sobre el cuerpo 10a. El elemento 603 preferentemente está realizado en material plástico, posiblemente, sin embargo, es un elemento realizado en material metálico y se fija con respecto a la pared 21 del cuerpo 10a o se fija al mismo, preferentemente en su cara interna. Dicho elemento 603 puede realizarse en una única pieza con el cuerpo 10a, o alternativamente puede acoplarse con el cuerpo 10a, o alternativamente el cuerpo 10a puede sobremoldearse sobre el elemento 603, de manera que comprenda por lo menos los extremos opuestos de los brazos correspondientes del mismo. En referencia, por ejemplo, a la figura 77, asimismo el elemento 603 por lo tanto incluye una parte central 61 provista de un orificio 61a que presenta un perfil congruente con el perfil en vista en planta de la formación 51 y de los apéndices 35. A partir de la parte central 61 se extienden dos brazos opuestos 62, los extremos de los cuales están realizados de una sola pieza con, asociados o incluidos en el material plástico del cuerpo 10a, en la figura en puntos diametralmente opuestos de la abertura 21c. En diversas formas de realización, por lo menos una parte del elemento 603 y/o de los dos brazos opuestos 62 es por lo menos en parte elástico; por ejemplo, con por lo menos uno de los dos brazos 62 realizado en plástico o material termoplástico que presenta una forma y/o un grosor diseñado para permitir una determinada elasticidad, en particular con el fin de permitir un impulso elástico sobre el módulo óptico 40.

Tal como puede apreciarse, el ensamblaje 100 se obtiene mediante la provisión del cuerpo 101, en particular mediante moldeo, preferentemente asociado al cual se encuentra un elemento de sellado 105. El módulo 40 se ajusta en su formación 31 con modalidades similares a las indicadas anteriormente, y el ensamblaje 100 a continuación se monta de una manera sellada en el asiento correspondiente 21c partiendo de la cara externa de la pared de fondo 21 de manera que los dientes 104 se acoplan en la cara interna de la pared misma, garantizando de esta manera un acoplamiento sellado preciso. El acoplamiento entre los cuerpos 101 y 10a podría ser de un tipo elástico tras la interposición del elemento sellante 105, que permite en este caso un ensamblaje elástico del ensamblaje 100 con respecto a un posible elemento similar a un puente 603 de un tipo rígido, tal como un elemento similar a un puente realizado en una única pieza con el cuerpo 10a.

El posicionamiento del ensamblaje 100 se lleva a cabo asegurándose de que la formación 51 del módulo 40 y las partes sobresalientes respectivas de los apéndices 35 de la formación 31 se ajusten en el orificio central 61a del elemento similar a un puente 6O3. En la condición montada, tal como puede observarse en la figura 77, los brazos 62 del elemento 603 se acoplan con los asientos 46a y 47a (figura 76) proporcionados en la cara externa de los cuerpos 46 y 47 y posicionan y/o fuerzan a los cuerpos mismos elásticamente hasta que se apoyan en los elementos de contraste correspondiente, asimismo en este caso aprovechando la elasticidad de los conductores que los conectan con el cuerpo central 45 del módulo 40; de esta manera, se garantiza el posicionamiento correcto del emisor 42 y de los fotodetectores 44a, 44b con respecto a las superficies inclinadas de la formación 31. A continuación, la conexión con el circuito 15 se lleva a cabo, por ejemplo, mediante los cables eléctricos 501, tal como puede observarse en la figura 78.

Tal como se ha indicado, las formas de realización indicadas anteriormente, en particular las que contemplan la utilización de cables eléctricos para la conexión entre el módulo 40 y el circuito 15 pueden implementarse con modalidades similares a las indicadas en referencia a las figuras 72 a 78, es decir, contemplando que los sitios de posicionamiento correspondientes 30 se definen en un cuerpo diferente para la aplicación de una manera sellada a la pared de fondo 21 de la parte de ensamblaje 12 del cuerpo 10a del dispositivo según la invención.

Tal como se ha indicado, según posibles formas de realización variantes, el cuerpo 101 del ensamblaje 100 puede fijarse en posición con modalidades diferentes de las ejemplificadas, en particular mediante soldadura, encolado o inclusión del cuerpo mismo en el asiento correspondiente 21c. Evidentemente, el perfil periférico del cuerpo 101 y el del asiento correspondiente 21c no necesariamente deben ser circulares.

Debe señalarse que, según posibles formas de realización adicionales de la invención, asimismo resulta posible proporcionar un cuerpo del conjunto óptico, por ejemplo un cuerpo del tipo designado anteriormente como 101, y posteriormente sobremoldear sobre el mismo un cuerpo del dispositivo sensor de nivel, por ejemplo un cuerpo del tipo designado anteriormente como 10a, o viceversa, sobremoldear el cuerpo del conjunto óptico sobre el cuerpo del dispositivo sensor de nivel (asimismo una carcasa de un sensor de temperatura, tal como la carcasa 14 que en la presente memoria encierra el sensor de temperatura 19a, puede obtenerse mediante sobremoldeo sobre por lo menos uno de entre el cuerpo del sensor óptico y el cuerpo del sensor de nivel). En formas de realización de este tipo, la provisión de elementos de acoplamiento (tales como los dientes 104) y/o de un elemento de sellado interpuesto (tal como el elemento 105) puede omitirse. Además, puede omitirse un elemento similar a un puente, tal como el designado como 603, y puede sustituirse, por ejemplo, por un elemento de muelle, tal como los previamente designados como 60, 601 y 602. Evidentemente, una forma de realización de dicho tipo, es decir, con sobremoldeo de un cuerpo del dispositivo sensor sobre un cuerpo del sensor óptico, puede implementarse en todas las formas de realización de la invención que se describen y/o se ilustran en la presente solicitud.

Según posibles formas de realización, el sitio 30, y en particular su formación 31, pueden proporcionarse con una rejilla de difracción sobre una superficie óptica de la misma, en particular la superficie inclinada 33a.

En dichas formas de realización, el principio operativo del sensor óptico se mantiene inalterado, basándose nuevamente en la variación del ángulo crítico como función de la concentración de la solución líquida. La modificación, que puede aplicarse a todas las formas de realización indicadas en la presente memoria, consiste en insertar una rejilla de difracción en la superficie óptica 33a orientada hacia el emisor, es decir, en referencia a la figura 79, en la zona designada como 107, preferentemente una zona o superficie inclinada. La estructura básica se mantiene en cualquier sin variación con respecto a lo indicado anteriormente.

La rejilla de difracción 107 en presencia de un haz de luz monocromática incidente da lugar a un haz transmitido y a diversos haces difractados, con un ángulo de difracción que depende de la proporción entre la distancia entre las filas de la rejilla 107 y la longitud de onda de la luz incidente. Dada la misma rejilla 107, la luz con una longitud de onda más larga resulta desviada en un ángulo más amplio que el de la dirección del haz incidente. Mediante la rejilla de difracción 107, por lo tanto, se descompone el haz incidente en diversos rayos de luz denominados orden o modo de difracción.

La rejilla de difracción 107 se obtiene proporcionando sobre la superficie óptica 33a, es decir, sobre la cara orientada hacia el emisor 42, una alternancia ordenada de rebajes y/o relieves, que dan lugar a una especie de crestas o una serie de surcos, preferentemente paralelos entre sí, tal como se representa esquemáticamente en la figura 80 (por lo menos algunos relieves y/o rebajes podrían extenderse posiblemente asimismo en direcciones diferentes o por lo menos cruzarse en parte unos con otros). Evidentemente, el paso de la rejilla, es decir, las dimensiones y distancia entre los rebajes y/o relieves, debe seleccionarse según lo explicado inmediatamente antes.

Mediante descomposición de los rayos monocromáticos emitidos por el emisor, se generarán rayos difractados que incidirán en la superficie de interfaz líquido/sólido, es decir, la superficie externa 211 de la pared 21 entre las dos partes 33, 34 de la formación 31 (figura 79), en ángulos diferentes, mayores y menores al ángulo crítico. Los rayos difractados que inciden en un ángulo de incidencia superior al ángulo crítico en la superficie de interfaz 211 resultarán totalmente reflejados, mientras que los rayos con un menor ángulo de incidencia resultarán en todos los casos parcialmente reflejados y parcialmente refractados. A medida que varía la concentración de la solución líquida, tal como se ha explicado anteriormente, cambiará el ángulo crítico, y en consecuencia asimismo la intensidad de los rayos de luz sobre los dos fotodetectores 44a, 44b. La señal eléctrica generada por los dos fotodetectores por lo tanto cambiará como una función de la concentración, y mediante la medición de la variación de las señales de los dos fotodetectores, resultará posible medir la variación de la concentración.

En formas de realización de dicho tipo, resulta preferible que el emisor 42 sea de un tipo concentrado, es decir, colimado, con una divergencia de la emisión limitada a unos cuantos grados, preferentemente inferior a 3° (en las formas de realización que no contemplan la rejilla 107, no resulta necesario que el emisor 42 sea de un tipo colimado). El filtro de espacio 43 se utiliza preferentemente, en cualquier caso, para colimar más de una emisión de luz generada sobre la rejilla de difracción 107. En el caso de que el emisor 42 sea de un tipo monocromático, los rayos difractados siempre serán de un tipo monocromático, y por lo tanto asimismo los fotodetectores 44a, 44b deberán ser sensibles a los mismos rayos monocromáticos que los de la fuente (es decir, con una longitud de onda específica).

Por el contrario, en el caso de que el emisor 42 sea de un tipo policromático, la rejilla de difracción 107 permite la separación asimismo de los rayos de luz en términos de longitud de onda (es decir, en los diversos colores): considerando el principio operativo, los dos fotodetectores 44a, 44b recibirán rayos de diferente longitud de onda y en consecuencia deberán ser sensibles a rayos de luz de diferentes longitudes de onda. Alternativamente, resulta posible utilizar varias rejillas de difracción 107 con diferentes pasos, diseñadas para dirigir la luz siempre sobre los dos fotodetectores, con varios emisores 42 a diferentes longitudes de onda. En dichas formas de realización, los emisores 42 se activan en tiempos diferentes, y las señales resultantes se adquieren utilizando siempre los mismos fotodetectores.

En cualquier caso, resulta preferido utilizar una fuente de luz monocromática 42 para evitar la introducción de variación del índice refractivo (y, por lo tanto, del ángulo crítico) asimismo como una función de la longitud de onda y no sólo como una función de la concentración de la solución líquida.

Con respecto a la rejilla de difracción 107, resultan evidentemente posibles diversas formas, con el fin de obtener el efecto deseado, incluyendo formas que son diferentes de las ejemplificadas. Los perfiles de la rejilla 107 pueden obtenerse mediante grabado mecánico o alternativamente con técnicas holográficas o, preferentemente, con técnicas de micromecanización prestadas de la microelectrónica, o alternativamente con técnicas de micromoldeo. En particular, la solución en la que la rejilla de difracción 107 se moldea en una única pieza junto con la formación 31 (es decir, con el cuerpo 10a o el cuerpo 101) resulta preferida. En dicho caso, el molde utilizado puede ser de un tipo modular, es decir, con un inserto apropiadamente microestructurado superficialmente, en el punto en donde la rejilla 107 deberá definirse.

En diversas formas de realización, el dispositivo sensor de nivel según la invención está dotado de un sensor óptico para detectar la calidad u otras características de la sustancia, en que el principio operativo se basa en la reflexión interna o en la utilización de una guíaonda óptica. Se describen formas de realización de dicho tipo en referencia a las figuras 81 a 88 y 89 a 97, en las que se utilizan los mismos números de referencia a los utilizados en las figuras anteriores para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente.

Tal como es conocido, considerando una fuente de luz que ilumina la entrada de una fibra óptica, la discontinuidad del índice de refracción entre los materiales del núcleo y del revestimiento de la fibra atrapa la radiación óptica con la condición de que ésta mantenga un ángulo suficientemente rasante para estar contenido dentro del cono de aceptación. En la práctica, para funcionar correctamente según la reflexión total, la fibra no debe presentar curvas que sean excesivamente agudas. El principio de reflexión interna total puede aprovecharse para la medición de características o concentración, mediante la consideración nuevamente de la diferencia de índice de refracción entre dos medios, es decir, el material plástico del cuerpo 10a o 101 y la sustancia o solución líquida en contacto con el cuerpo, y la variación de dicho índice como función de la concentración de la sustancia o solución.

Haciendo una referencia inicial a la figura 81, en diversas formas de realización, en la cara interna de la pared 21 del cuerpo 10a, se define un sitio de posicionamiento 301, que se conforma de manera diferente de las formas de realización anteriores e incluye un asiento 311 para un módulo óptico 401, que asimismo presenta una estructura diferente de la de las formas de realización descritas anteriormente. En el ejemplo ilustrado, y tal como se observa claramente en la figura 82, la estructura de soporte del módulo 401 comprende un cuerpo 411, sustancialmente similar a una placa, en el que, asociado a la cara inferior del mismo, se encuentra un emisor 42 y un receptor 44, en la figura consistentes en un único fotodetector. El cuerpo 411 puede estar constituido ventajosamente por un soporte de circuito impreso, tal como un PCB, sobre el que se proporcionan caminos de material eléctricamente conductor 481, 491 para la conexión eléctrica de los componentes electrónicos 42 y 44. El soporte 411 de circuito presenta elementos de conexión respectivos 503, conectados a los caminos anteriormente indicados, por ejemplo en la forma de almohadillas de soldadura y/o orificios pasantes metalizados, para la conexión eléctrica del módulo 401. Asimismo en este caso, preferentemente asociado al emisor 42 se encuentra un filtro de espacio correspondiente 43 del tipo indicado anteriormente. Según posibles formas de realización alternativas (no representadas), asimismo puede obtenerse el soporte 411 de circuito con una técnica similar a la indicada en relación a las formas de realización anteriores; es decir, puede comprender un cuerpo realizado en un material eléctricamente aislante, por ejemplo un material plástico, sobremoldeado sobre elementos de conexión eléctrica de material eléctricamente conductor, que realizan las funciones de los caminos 48i, 49i y de los elementos de conexión 503.

En el ejemplo, el soporte 411 de circuito presenta una forma sustancialmente cuadrangular y el asiento 311 definido sobre la cara interna de la pared 21 se conforma correspondientemente, para recibir en su interior por lo menos parte del soporte 411 de circuito, con el emisor 42 y el receptor 44 orientados hacia la pared 21. Resultan evidentemente posibles otras formas para el asiento 311 y para el soporte 411 de circuito. Preferentemente, la pared 21 de manera similar define elementos de contraste para el apoyo del soporte 411 de circuito dentro del asiento 311, en el que uno de dichos elementos de contraste se designa como 371 en la figura 81.

Por otra parte, en la cara externa de la pared 21, el cuerpo 10a define o comprende una guía óptica, diseñada para difundir la luz o radiación óptica emitida por el emisor 42 hasta el receptor 44. Dicha guía, designada como 312 en la figura 83, preferentemente presenta una configuración generalmente en forma de U, los dos extremos de la cual están situados en la zona que, en la cara interna de la pared 21, está circunscrita por el asiento 311. La guía óptica 312 puede integrarse en el cuerpo 10a, por ejemplo moldeado de una sola pieza, en particular realizada en un material permeable a una radiación óptica o luz emitida. Alternativamente, la guía óptica 312 puede montarse en el cuerpo 10a; por ejemplo, puede asociarse a un cuerpo propio de un tipo similar al cuerpo 101 indicado anteriormente, que preferentemente está realizado en un material plástico que es permeable a la radiación óptica o luz, se moldea por separado y después se monta sobre el cuerpo 10a o alternativamente se sobremoldea sobre el cuerpo 10a con este último realizado en un material de un tipo diferente, tal como un material plástico no permeable a la radiación óptica o luz.

La guía óptica 312 es preferentemente masiva, es decir, maciza, y está realizada en un material adecuado para la difusión de la radiación óptica, tal como se ha explicado anteriormente, para realizar sustancialmente las funciones de un núcleo de fibra óptica: tal como se observará, las funciones del revestimiento de dicha fibra son realizadas por el contrario por la solución líquida contenida en el depósito, en el que se encuentra sumergida la guía 312.

El módulo 401 preferentemente se encaja en el asiento correspondiente 311, tal como puede observarse en la figura 84, con el fin de presentar un ensamblaje preciso de los componentes del emisor 42 y del receptor 44 con respecto a los dos extremos de la guía 312. En las formas de realización preferidas, con el fin de conseguir que el ensamblaje del módulo 401 sea más rígido y robusto, resulta posible contemplar una unión de resina y/o encolado del mismo en su asiento 311.

Asimismo en las formas de realización de este tipo, el circuito 15 se inserta en la abertura 22 de la pared 21, tal como se representa esquemáticamente en la figura 84, con el fin de alojarlo parcialmente en la carcasa correspondiente 14, y con la parte superior del circuito mismo que se mantiene dentro de la cavidad del cuerpo 10a. A continuación, puede realizarse la conexión eléctrica del módulo 401 utilizando cables eléctricos 501 u otros terminales, conectados a los orificios o patillas 53 o similares proporcionados en el circuito 15, tal como puede observarse en la figura 85.

Tal como puede observarse en la figura 86, en la configuración en que el módulo 401 se ensambla, el emisor 42 y el receptor 44 se organizan orientados hacia un extremo respectivo de la guía óptica 312, que, en la condición montada del dispositivo 1, se sumerge en la solución líquida (debe recordarse que, en la configuración actual de uso, el dispositivo 10 preferentemente se organiza en una posición invertida 180° con respecto a lo ilustrado en la figura). Tal como se ha indicado, preferentemente asociado al emisor 42 se encuentra un filtro de espacio 43 para mejorar la concentración de la radiación óptica emitida y conseguir que caiga dentro del cono de aceptación de la guía 311.

Durante el funcionamiento, el emisor 42 emite luz frene al primer extremo de la guía 312, que, tal como se ha indicado, preferentemente se encuentra integrada en el cuerpo 10a, es decir, realizada de una sola pieza con el mismo, y está sumergida en la solución la concentración de la cual debe medirse, que realiza funciones de revestimiento. Situado delante del extremo opuesto de la guía 312 se encuentra el receptor 44, diseñado para capturar el haz de luz emitido por el emisor 42 que se ha propagado dentro del cuerpo plástico de la guía mediante el aprovechamiento de la reflexión interna.

Las figuras 87 y 88 ejemplifican dos situaciones con una solución líquida a dos concentraciones diferentes. En el caso de la figura 87, la solución presenta una primera concentración Conc. 1, con la que el ángulo crítico es inferior al ángulo de incidencia de los rayos R emitidos por el emisor 42. Los rayos R por lo tanto resultan totalmente reflejados, alcanzando el receptor 44 con una determinada intensidad. En consecuencia, asignado al valor de la concentración Conc. 1 se encuentra un determinado valor de la señal en la salida del receptor 44. La figura 88 subraya, por el contrario, el caso en que la solución líquida presenta una concentración Conc. 2 que es superior a la Conc. 1. En este caso, el ángulo crítico se incrementa y los rayos R incidentes en la superficie de interfaz entre el material de la guía 312 y el líquido, en el mismo ángulo, resultarán parcialmente reflejados y parcialmente refractados, tal como se ejemplifica en la figura 88. Seguirán diversas reflexiones y refracciones cada vez que los rayos reflejados en la etapa anterior incidan en la superficie de la interfaz. En consecuencia, los rayos R alcanzarán el receptor 44 con una determinada atenuación, causada por la reflexión/refracción parcial, es decir, con una intensidad inferior que en el caso anterior correspondiente a la concentración Conc. 1 de la figura 87. La señal emitida en la salida del receptor 44, por lo tanto, será diferente del caso anterior, permitiendo de esta manera la discriminación del valor de la concentración. Considerando la transimpedancia, la ganancia y la respuesta del receptor 44, se obtendrá una señal A que varía como función de la intensidad P incidente en el receptor y, en consecuencia, como una función de la concentración del fluido, tal como se ha explicado anteriormente:

A = ka * respuesta P * transimpedancia

La intensidad P incidente en el receptor 44 será dada por la combinación de todos los rayos emitidos por el emisor 42 dentro del cono de emisión, reflejados total y parcialmente en la guía 312. Los rayos parcialmente reflejados, por lo tanto, presentarán una intensidad que se reduce en cada reflexión: en el caso de que la intensidad P no sea suficientemente elevada, dichos rayos podrían incluso desvanecerse y no alcanzar el receptor 44.

Tal como se ha indicado, la medición se basa en la detección de la intensidad: el receptor 44 modifica su señal de salida basándose en la variación de la intensidad de luz incidente, que a su vez es una función de la concentración de la solución líquida.

Con formas de realización del tipo indicado, el sistema de medición de la calidad es sensible a la variación del funcionamiento del emisor 42 y a la variación de las características del material plástico que constituye la pared 21 y la guía 312, que están causadas principalmente por el envejecimiento y las variaciones de la temperatura. Dichos factores podrían alterar la intensidad lumínica de los rayos emitidos (envejecimiento de la fuente) o alternativamente, las propiedades ópticas del material plástico (índice de refracción y, en consecuencia, el ángulo crítico), causando de esta manera, errores de medición.

En consecuencia, según formas de realización particularmente ventajosas, se proporciona un emisor adicional o auxiliar y un receptor adicional o auxiliar, preferentemente enfrentados entre sí, con interposición de por lo menos un elemento óptico de referencia o guíaonda no sumergido en el fluido que debe detectarse; dicha guía óptica de referencia se localiza preferentemente en la cavidad H y/o en la cara interna de la pared 21. Preferentemente, el elemento o guía óptico de referencia anteriormente indicado está realizado en el mismo material que la guía óptica detectora 312 y/o que la pared 21 y/o que el cuerpo 10a (o 101). En el caso ejemplificado en la figura 85, el emisor y receptor adicionales, designados como 421 y 441, respectivamente, se organizan en los dos extremos opuestos de la formación 372, que se define preferentemente entre el asiento 311 y la abertura 22, con dicha formación que por lo tanto proporciona el elemento o guía óptico de referencia anteriormente indicado. La guía óptica de referencia anteriormente indicada puede configurarse, sin embargo, como un elemento independiente, montado entre el emisor 421 y el receptor 441, o nuevamente estar definida por una de las paredes del asiento 311, por ejemplo la pared trasera próxima a la abertura 22.

En el ejemplo ilustrado, el emisor 421 y el receptor 441 se montan en el soporte 15 de circuito (ver la figura 84) en una zona en que, tras la inserción completa de la placa de circuito misma en la abertura correspondiente 22, se organizarán orientadas hacia los dos extremos de la formación 372.

Los rayos emitidos por el emisor 421 y en consecuencia recibidos por el receptor 441 no participan en ninguna refracción/reflexión posible con la solución líquida, en la medida que los rayos se mantengan prevalentemente confinados dentro del cuerpo 10a y con precisión dentro de su formación 372. Los componentes electrónicos 421 y 441 son de la misma familia, en términos de características, que los componentes electrónicos 42 y 44 utilizados para medir la concentración. De esta manera, mediante los componentes adicionales anteriormente indicados, resulta posible utilizar la intensidad de la luz emitida como referencia para la utilización en una medición normalizada y compensar las variaciones de intensidad producidas por el envejecimiento y/o las variaciones ambientales del material del cuerpo 10 a y/o la guía óptica de referencia 372 y/o la guía óptica detectora 312. Dicha referencia está constituida por la señal emitida por el receptor 441, que será utilizada por la electrónica de control para realizar la compensación necesaria de la señal emitida por el receptor 44.

Debe señalarse que, tal como se indica haciendo referencia a las figuras 72 a 78, el módulo 401, el asiento 311 y la guía de luz 312, y posiblemente asimismo la guía óptica de referencia 372 y/o el emisor 421 y receptor 441 correspondientes, podrían pertenecer a una unidad diferente, que puede posicionarse de manera sellada en una abertura pasante correspondiente de la pared 21 del cuerpo 10a.

En diversas formas de realización, los componentes electrónicos 42 y 44 utilizados para la medición y los componentes similares 421 y 441 utilizados para corregir la medición realizada asimismo pueden integrarse en un único módulo óptico. Se describen formas de realización variantes de dicho tipo en referencia a las figuras 89 a 97, en las que se utilizan los mismos números de referencia a los utilizados en las figuras anteriores para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente.

Haciendo una referencia inicial a las figuras 89 y 90, designado como 402 se encuentra un módulo óptico del tipo indicado anteriormente, es decir, que comprende los componentes 42, 44 y 421, 441, que se diseña para montarse en un sitio de posicionamiento 302 definido sobre la pared 21 del cuerpo 10a. El sitio 302 incluye una formación 313, que comprende por lo menos dos partes montadas o apéndices 35 que generalmente son paralelos, funcionalmente similares a los apéndices 35 de las formas de realización indicadas anteriormente. La formación 313 se localiza dentro de un asiento 314 definido en la pared de fondo 21. En el ejemplo, el asiento anteriormente indicado presenta una forma sustancialmente de C y está definido por una pared mayor y dos paredes laterales que sobresalen de la cara interna de la pared 21. De manera similar, sobresaliendo de la pared 21 se encuentra una pared adicional 315, en la figura generalmente paralela a la pared mayor del asiento 314, que en la condición ensamblada del módulo 402, está diseñado para fijarlo entre el emisor auxiliar y el receptor auxiliar, tal como se clarifica posteriormente en la presente memoria. El módulo 402 está diseñado para fijarlo en la formación 313 mediante un elemento de bloqueo y/o posicionamiento generalmente en forma de anillo 604, provisto de un orificio rebordeado central. En diversas formas de realización, el módulo 402 se conecta eléctricamente al soporte 15 de circuito con modalidades similares a las indicadas en referencia a las figuras 2 a 26, es decir, aprovechando los terminales elásticamente flexibles del módulo mismo, o alternativamente conectado con cables o de otras maneras tal como se ha indicado anteriormente.

Una posible forma de realización del módulo 402 y su estructura 412 se ilustra en las figuras 91 a 93. La estructura 412 de soporte de carga del módulo 402 consiste básicamente en un cuerpo sustancialmente en forma de C realizado en material plástico, es decir, que comprende una pared superior central 453 y dos paredes laterales 463 y 473, generalmente ortogonales respecto a la pared central, en sus dos extremos, o posiblemente las paredes 463 y 473 inclinadas con respecto a la pared central 453. Dicho cuerpo se sobremoldea sobre los terminales de conexión 50, funcionalmente similares a los terminales 50 de las figuras 2 a 26, preferentemente por lo menos en parte elásticamente flexibles, diseñados para la conexión con el circuito 15. El cuerpo de la estructura 412 de manera similar se sobremoldea sobre los conductores 482 y 492, que en parte son accesibles por la cara inferior de la pared 453, para la conexión eléctrica del emisor 42 y del receptor 44, respectivamente, así como a terminales que son en parte accesibles por la cara externa de las paredes 463 y 473, para la conexión del emisor auxiliar 421 y del receptor auxiliar 441 (en la figura 91, uno de los conductores para el emisor 421 se designa como 484, en la que los conductores para la conexión del receptor 441 presentan una disposición sustancialmente similar).

En la cara superior de la pared central 453 se proporciona una formación 51 con las aberturas pasantes correspondientes 51a, mientras que en la cara inferior de la misma pared se proporciona una formación 52 con la pared correspondiente 52a, tal como en diversas formas de realización indicadas anteriormente. Los componentes electrónicos auxiliares 421 y 441 se montan en la cara externa de las paredes 463 y 473, que se proporcionan deliberadamente con orificios pasantes 463a y 473a; el orificio 463a proporcionado para el emisor 411 básicamente realiza las funciones de filtro de espacio. Los componentes electrónicos 42 y 44 están montados en la cara interna de la pared 453. Preferentemente asociado al emisor 42 se encuentra un filtro de espacio correspondiente, por ejemplo del tipo designado anteriormente como 43.

Preferentemente, además, la cara superior de la pared central 453 presenta dos salientes de posicionamiento 511 para el elemento de bloqueo 604, el perfil del cual define rebajes que permiten el acoplamiento con los salientes anteriormente indicados 511.

Tal como puede observarse, en comparación con la versión de las figuras 81 a 88, el emisor auxiliar 421 y el receptor auxiliar 441, proporcionados para compensar el envejecimiento del emisor 42 y del material plástico del cuerpo 10a, se montan en el módulo 402, que asimismo porta el emisor sensor principal 42 y el receptor sensor principal 44.

En el caso ejemplificado, el módulo 402 se conecta al circuito 15, preferentemente mediante los terminales flexibles 50; sin embargo, resulta posible la utilización de otras conexiones, asimismo de un tipo rígido. El elemento de bloqueo 604 puede preensamblarse sobre la formación superior 51 del módulo 402, aprovechando asimismo el saliente de posicionamiento correspondiente 511. A continuación, el circuito se inserta en la abertura 22 de la pared 21, tal como se representa esquemáticamente en la figura 94, hasta que el módulo 402 llega a apoyarse sobre el asiento 314, tal como se representa esquemáticamente en las figuras 95 y 96. En dicha etapa, los dos apéndices 35 de la formación 313 penetran en las aberturas pasantes 51a y la pared 52a de la formación inferior 52 del módulo penetra entre los dos apéndices (ver la figura 96), con algunas pestañas del orificio central del elemento de bloqueo 604 que aplican el agarre necesario a los lados externos de los apéndices 35.

En la condición ensamblada de esta manera, tal como asimismo puede observarse en la figura 97, organizado entre el emisor 421 y el receptor 441 se encuentra la pared 315 (u otra pared conformada apropiadamente): los rayos generados por el emisor 421 alcanzan el receptor 441 pasando por la pared 315, dando lugar de esta manera a una señal de referencia.

De esta manera, tal como ya se ha indicado anteriormente, resulta posible disponer de una referencia para compensar posibles variaciones de intensidad de la luz debidas al envejecimiento del emisor principal 42. Tal como se ha indicado, los emisores 42 y 421 son de la misma familia. Además, debido a la presencia de la pared 315, los rayos incidentes en el receptor 441 son una función de la refracción introducida por el material plástico del cuerpo 10a. De esta manera, tal como se indica en referencia a las figuras 81 a 89, la variación del índice de refracción debida al envejecimiento del material plástico implica una variación de la intensidad de los rayos de luz refractada y, por lo tanto, una variación de la intensidad de la luz sobre el receptor 44i, es decir, de la señal emitida por este último. Considerando entonces la señal del receptor auxiliar 441 como referencia, resulta posible compensar la variación de las propiedades del material y/o las alteraciones debidas a otros factores ambientes o condiciones de uso.

En la figura 98 se ejemplifica un posible diagrama eléctrico del módulo 402, para su conexión a un circuito de interfaz correspondiente, en la figura representado por el soporte 15 de circuito del dispositivo sensor 10 de nivel. Tal como puede observarse, los terminales 50 preferentemente permiten disponer a modo de señales de entrada y salida de un nivel de suministro Vcc del emisor 42 y del emisor 421, una conexión a tierra GND y dos señales de voltaje A y B correspondientes a los fotodetectores 44 y 441. Dichas señales A y C se envían al soporte 15 de circuito para el procesamiento numérico dentro del controlador MP (tal como asimismo se representa esquemáticamente en la figura 99) y/o se envía a un circuito externo mediante el conector eléctrico 13a, 16.

De esta manera, se apreciará que, en diversas formas de realización, por lo menos el sensor de nivel y el sensor óptico del dispositivo según la invención (y preferentemente asimismo por lo menos un sensor de temperatura, en caso de contemplarse), presentan un conector eléctrico común, representando en la figura como el conector 13a, 16.

De manera similar, según diversas formas de realización, el sensor de nivel y el sensor óptico (y posiblemente asimismo por lo menos un sensor de temperatura) comparten parte del dispositivo de circuito, y especialmente por lo menos su controlador electrónico MP, que por lo tanto estará configurado para gestionar el funcionamiento de los dos (o tres) sensores diferentes. De manera similar, preferentemente, un mismo circuito, representado en la presente memoria como el circuito 15, determina por lo menos parte de las conexiones del sensor de nivel y del sensor óptico, y/o un emisor y un receptor del sensor óptico, y de los medios sensores del sensor de nivel, representados en la figura como los electrodos J, conectados a un mismo circuito.

Por el contrario, en la figura 99 se ejemplifica un diagrama de bloques del funcionamiento del sensor óptico de calidad que incluye el módulo 402. En dicha figura, designado como Vcc se encuentra el suministro de bajo voltaje de los emisores 42 y 421, el bloque OG representa la geometría óptica definida por la guía 311 y la parte correspondiente de la pared 21, y el bloque OR representa la parte 315 del cuerpo 10a configurado entre el emisor 421 y el receptor 441. Tal como puede observarse, las señales de voltaje A y C en la salida de los receptores 44 y 441 se tratan mediante un circuido de acondicionado CC y las señales acondicionadas A1 y C1 alcanzan las entradas correspondientes del microprocesador MP, que, mediante corrección de la señal A1 como una función de la señal C1, genera la señal S que representa el valor de la concentración de la solución o de alguna otra característica o el tipo de sustancia. Asimismo en este caso, los componentes CC y MP preferentemente están localizados en el soporte 15 de circuito, con el microcontrolador MP que gestiona tanto la detección del nivel como la detección de la calidad de la solución líquida. El diagrama de bloques de la figura 99 evidentemente asimismo es aplicable en relación a las formas de realización descritas en referencia a las figuras 81 a 88.

Además, el funcionamiento general del sensor óptico de calidad de las figuras 89 a 99 es similar a lo que se ha descrito en referencia a las figuras 81 a 88, en particular con respecto a la utilización del emisor 41 y del receptor 44 en combinación con la guía óptica 312 (ver en particular la parte de la descripción referente a las figuras 87 y 88).

Evidentemente, cada uno de entre el sitio 302, la formación 313, el asiento 314 y la pared 315 podría presentar una forma diferente de la ejemplificada, con la condición de que sus funciones se mantengan y en lugar de los terminales flexibles 50, podrían utilizarse cables eléctricos del tipo anteriormente designado como 501.

En diversas formas de realización, el sensor óptico del que está equipado el dispositivo 10 según la invención basa por lo menos en parte su funcionamiento en las leyes de la refracción óptica, y en particular en la refracción de un rayo de luz en su paso de un sólido a un fluido (dos medios con índices de refracción diferentes entre sí) y en la variación del índice de refracción con la concentración del fluido. Tal como es conocido a partir de la física y de las ecuaciones de Snell, dado el mismo ángulo de incidencia de los rayos incidentes, la variación del índice de refracción del fluido, que es representativo de su concentración, tal como ya se ha explicado anteriormente, supone una variación del ángulo de los rayos refractados a través del fluido. Mediante la preorganización adecuada de un elemento para recibir radiación óptica, de esta manera resulta posible detectar la posición de incidencia de los rayos refractados y, por lo tanto, medir la concentración y/o características del fluido.

Se describen formas de realización de este tipo en referencia a las figuras 100 a 111, en las que se utilizan los mismos números de referencia a los utilizados en las figuras anteriores para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente.

En referencia inicial a la figura 100, en formas de realización de dicho tipo, se proporciona un sitio de posicionamiento 303, que incluye una formación 110 que se eleva desde la pared 21 hacia el interior de la cavidad H del cuerpo 10a. La formación 110 comprende una pared conformada que, preferentemente, aunque no necesariamente, se extiende por la cavidad H y presenta en la parte más superior, elementos de posicionamiento para un módulo óptico 403. En el ejemplo, dicho módulo 4O3 está diseñado para descansar sobre la superficie superior de la formación 110, que preferentemente define por lo menos un apéndice superior 110a y, muy preferentemente, elementos de contraste laterales 110b para el módulo 403, tal como puede observarse en las figuras 105 y 106.

En formas de realización de dicho tipo, está contemplada la utilización de un inserto óptico conformado para la propagación de rayos de luz, designado globalmente como 120, realizado por lo menos en parte en un material transparente o en un material permeable a la radiación óptica operativa del sensor, por ejemplo el mismo material que el de la pared 21. El inserto óptico 120 está diseñado para ser alojado en un asiento correspondiente, designado como 130, que consiste básicamente en una parte de la pared de fondo 21, que está conformada de manera que define una cavidad sobresaliente desde el plano principal de la pared misma, tal como resulta claramente visible en la figura 101. Tal como puede observarse en la figura 101, la parte que define el asiento 130, que debe sumergirse en la solución líquida, incluye dos superficies externas 130a, 130b, que están inclinadas una respecto a la otra. En el ejemplo, las dos superficies 130a y 130b forman entre ellas un ángulo superior a 90°.

El inserto 120 está representado en diferentes vistas en las figuras 102 y 103, preferentemente moldeado y/o realizado en un material plástico. El cuerpo del inserto 120 presenta una pared principal 121, que es preferentemente plana y provista de un orificio pasante 121a diseñado para el acoplamiento con el apéndice 110a de la formación 110. Preferentemente sobresaliendo de la cara superior de la pared 121 se encuentra un apéndice 121b para el posicionamiento del módulo óptico 403.

En la cara inferior de la pared 121 sobresalen dos elementos para la transmisión de luz 122 y 123, cada uno de los cuales presenta, en el extremo distal, una superficie inclinada 122a y 123a, preferentemente inclinada en aproximadamente 45°. Preferentemente, además, el cuerpo del inserto 120 de manera similar define dos cuerpos o asientos 122b y 123b, que se abren en la cara superior de la pared 121, cada una en una posición correspondiente a un elemento de transmisión respectivo 122 y 123. El cuerpo del inserto preferentemente está realizado en una única pieza, incluyendo los elementos de transmisión 122 y 123. Tal como se observará, los asientos 122b y 123b están diseñados para alojar por lo menos parcialmente un emisor y un receptor del módulo óptico 403. Preferentemente, el elemento de transmisión 123 presenta una sección transversal alargada, por ejemplo sustancialmente rectangular, dado que la superficie inclinada correspondiente 123a está diseñada para recibir rayos de luz incidente, la posición de los cuales puede variar, en la dirección longitudinal de la superficie 123a, como una función de la concentración de la solución líquida. El elemento de transmisión 122 presenta en el ejemplo una sección transversal circular.

El asiento 130 (figuras 100 y 101) está diseñado para recibir en su interior por lo menos parte de los elementos de transmisión 122 y 123 y por lo tanto está conformado correspondientemente y/o presenta una forma por lo menos en parte complementaria, preferentemente con por lo menos algunas paredes internas del asiento 130 organizadas enfrente o acopladas con por lo menos algunas superficies de los elementos de transmisión 122 y 123.

En referencia a la figura 104, el módulo óptico 403 presenta una estructura 413 que comprende un cuerpo de soporte sustancialmente similar a una placa, constituido preferentemente por un soporte de circuito impreso o PCB, que presenta dos aberturas pasantes 413a y 413b, para el apéndice 110a de la formación 110 y el apéndice 121b del inserto 120, respectivamente.

Asociado a la cara inferior de la estructura 413 se encuentra por lo menos un emisor 422 y por lo menos un receptor 442 de radiación óptica, preferentemente radiación visible. El emisor 422 puede ser, por ejemplo, un diodo emisor de luz. En formas de realización preferidas, el receptor 442 es un receptor del tipo matriz CMOS, que comprende una matriz lineal o bidimensional de píxeles independientes, cada uno de los cuales está constituido por un fotodetector. La estructura 413 incluye elementos adecuados para la conexión eléctrica de los componentes 422 y 442, no representados por motivos de claridad, que comprende, por ejemplo, caminos realizados en material eléctricamente conductor y orificios metalizados para los terminales de los componentes anteriormente indicados. Según posibles formas de realización alternativas (no representadas), asimismo la estructura 413 puede comprender un cuerpo realizado en un material eléctricamente aislante, por ejemplo un material plástico, sobremoldeado sobre elementos de conexión eléctrica realizados en material eléctricamente conductor, que realizan las funciones de los caminos y orificios anteriormente indicados, es decir, utilizando una técnica similar a la indicada en relación a formas de realización anteriores.

En formas de realización preferidas, la conexión eléctrica entre el módulo 413 y el soporte 15 de circuito del dispositivo se obtiene mediante un cable plano designado como 504, por ejemplo, en las figuras 100 y 101, en cuyo caso el circuito 15 se equipará preferentemente con un conector o caminos y/o almohadillas conductoras para la conexión. Evidentemente, asimismo resulta posible proporcionar una conexión mediante terminales flexibles o cables eléctricos separados o con otras conexiones, de acuerdo con lo que se ha indicado anteriormente. Evidentemente asimismo puede utilizarse un cable plano para la conexión de los módulos ópticos de diversas formas de realización indicadas anteriormente.

Para los fines de ensamblaje, el inserto óptico 120 se monta sobre el cuerpo 10a, tal como se representa esquemáticamente en la figura 105, en particular de manera que la cara inferior de su pared 121 llegue a apoyarse sobre la superficie superior de la formación 130. En esta etapa, debe procurarse que el orificio 121a del inserto 120 se ajuste en el apéndice 110a de la formación 110. En la condición montada, tal como puede observarse en la figura 106, los elementos de contraste superiores de la formación 110 contribuyen a un posicionamiento correcto del inserto 120. Sin embargo, en dicha condición, los elementos 122 y 123 del inserto se insertan en el asiento correspondiente 130, en particular con la superficie inclinada 122a del elemento 122 en una posición opuesta a la superficie externa 130b del asiento 130 (ver las figuras 101 y 109) y la superficie inclinada 123a del elemento 123 en una posición opuesta a la superficie externa 130a del asiento 130 (ver las figuras 101 y 111).

A continuación, el soporte 15 de circuito con el módulo 403 preensamblado se inserta por la abertura 22 de la pared de fondo 21 del cuerpo 10a hasta que el módulo mismo llega a apoyarse sobre la cara superior del inserto 120. Para los fines del posicionamiento asimismo los orificios 413a y 413b de la estructura del módulo óptico se acoplan con el apéndice 110a de la formación 110 y el apéndice 121b del inserto 120, respectivamente, tal como puede observarse en la figura 107. Además, en dicha condición el emisor 422 y el receptor 442 se posicionan y/o se alojan por lo menos parcialmente dentro de los asientos correspondientes 122b y 123b del inserto 120 (ver las figuras 109 y 111).

En este punto, el módulo se fija en posición mediante un anillo de fijación sustancialmente del tipo ya designado como 604, el orificio rebordeado del cual se acopla a presión sobre el apéndice 110a. El anillo 604 preferentemente asimismo funciona como muelle, permitiendo el posicionamiento del módulo 403 y el inserto óptico 120 y/o la recuperación de posibles tolerancias de ensamblaje.

Tal como puede apreciarse, por lo menos el apéndice 110a y el orificio 121a proporcionan medios para el posicionamiento y centrado del inserto 120 con respecto a la formación 110, en combinación con los posibles elementos de contraste 110b, mientras que el apéndice 110a mismo y el apéndice 121b del inserto 120, con los orificios 413a y 413b proporcionan medios de posicionamiento y centrado para el módulo 403 con respecto a la formación 110 y al inserto 120.

El inserto 120 está diseñado para propagar los rayos de luz generados por el emisor 422 hasta llegar al receptor 442 asimismo a través del cuerpo 10a, en particular a través de las paredes 130a y 130b del asiento correspondiente 130, y asimismo a través de la sustancia líquida en la que se encuentran sumergidas las paredes. Las superficies ópticas 122a y 123a del inserto están diseñadas por lo tanto para reflejar los rayos de luz de una manera correcta, asimismo considerando la interfaz entre el aire y el material plástico. De manera similar, el asiento 130 y, en particular, sus superficies externas 130a y 130b, están diseñadas con el fin de refractar los rayos ópticos en la interfaz entre el material plástico y la solución líquida.

El funcionamiento del sensor óptico se ejemplifica en las figuras 109 a 111. En referencia inicial a la figura 109, el rayo de luz R es emitido por el emisor 422 dentro del inserto 120, en particular dentro de su elemento 122, hasta que incide en su superficie óptica 122a inclinado en 45°, que representa una interfaz entre el sólido y el aire. Con este fin, el emisor 422 es preferentemente de un tipo colimado, con el fin de obtener una emisión altamente concentrada en la dirección de interés.

La superficie óptica 122a está preferentemente diseñada e inclinada para producir una reflexión total en la interfaz entre el sólido y el aire, con un rayo de salida R1 a 90° con respecto al rayo incidente R. Las superficies de interfaz entre el elemento 122 y la parte correspondiente del asiento 130 son paralelas entre sí y ortogonales al rayo incidente R1 y se proporcionan con un acabado superficial apropiado. El rayo R1 se propaga sin cambiar de dirección, despreciando la refracción menor que se genera por la pequeña distancia entre el inserto 120 y el asiento 130.

En referencia a continuación a la figura 110, el rayo R1 a continuación incide en la superficie óptica de la interfaz entre el asiento 130 y la solución líquida, en la que la superficie está representada por la superficie externa 130b del asiento 130. La superficie óptica 130b está diseñada e inclinada de manera que el rayo R1 se refracta en el rayo R2 dentro del líquido, hacia la otra superficie óptica de la interfaz entre el líquido y el asiento 130, representado por la superficie externa 130a del asiento 130. Cuando el rayo incidente R2 alcanza la segunda superficie de interfaz 130a, como resultado de la refracción se transforma en el rayo R3 a través de la pared correspondiente del asiento 130.

Considerando asimismo la figura 111, el rayo R3 pasa desde el interior del asiento 130 al inserto 120, y en particular a su elemento 123. Las dos superficies de interfaz, es decir, la interfaz entre el material plástico (asiento 130) y el aire y la interfaz entre el aire y el material plástico (elemento 123) son paralelos entre sí y ortogonales al rayo incidente R3, de manera que el rayo no experimenta ningún desvío, suponiendo nuevamente que la pequeña distancia en el aire es despreciable. El rayo R3 incide sobre la superficie óptica 123a inclinada en 45° del elemento 123, transformándose en el rayo R4 que se refleja totalmente hacia el receptor 44a.

El rayo R4 incide en la matriz lineal o bidimensional del receptor 442 e iluminará un píxel dado: de esta manera, a una concentración dada Conc. 1 de la solución líquida, se asociará un píxel dado iluminado y, por lo tanto, una señal generada por el receptor 442. En el caso en que el rayo R4 ilumina varios píxeles vecinos, resultará posible procesar la señal para definir un píxel medio o punto medio correspondiente; alternativamente, podría detectarse una intensidad de luz diferente asociada a cada píxel, considerando el valor de píxel más alto como correspondiente al punto central del haz óptico.

En el caso de una concentración diferente Conc. 2 de la solución líquida, el índice de refracción de la solución misma cambia: por lo tanto, en el caso de que el ángulo de incidencia del rayo R1 en la superficie de interfaz se mantenga fija, el ángulo del rayo R2 y, en consecuencia, el del rayo R3, correspondiente al caso de la concentración Conc. 1, resultará modificado, en el caso de la concentración Conc. 2 tal como se representa en la figura 110 mediante los rayos R2' y R3'. Tal como en el caso representado en la figura 111, el rayo R3' se transformará en otro rayo, similar al rayo R4, que incidirá ortogonalmente en el receptor 442, aunque en un punto diferente del rayo R4, y, en consecuencia, iluminará un píxel diferente del anterior (el píxel que había sido iluminado anteriormente con la concentración Conc. 1, por el contrario, se encontrará apagado). En el caso en que el rayo R4 ilumina varios píxeles vecinos, resultará posible detectar los diversos píxeles y/o las intensidades de señal correspondientes y calcular el píxel medio o punto medio correspondiente. La variación de iluminación dentro de la matriz lineal o bidimensional de píxeles permite la identificación de la posición precisa del rayo incidente sobre el receptor 442: de esta manera, resultará posible asociar a cada variación de iluminación sobre los píxeles de la matriz lineal o bidimensional un valor dado que es representativo de la concentración de la solución líquida.

A partir de la descripción anterior, emergen claramente las características de la presente invención, análogamente a las ventajas de la misma.

Resulta evidente que para el experto en la materia pueden introducirse numerosas variaciones del dispositivo sensor de nivel descrito a título de ejemplo, sin apartarse de esta manera del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones, posteriormente.

La presencia de un dispositivo auxiliar o de referencia está destinada, tal como se ha mencionado, a la detección de por lo menos una característica de un material plástico del cuerpo del dispositivo, que varía, por ejemplo, con el envejecimiento o las condiciones de utilización.

Dicho dispositivo auxiliar o de referencia para detectar las características del material de un cuerpo del dispositivo 10 puede ser de un tipo óptico, por ejemplo del tipo ejemplificado anteriormente en referencia a los emisores 421 y a los receptores 441 (figuras 84 a 89 y figuras 90 a 99), o alternativamente de algún otro tipo diseñado para el propósito, tal como un dispositivo que detecta las variaciones de capacitancia y/o impedancia o de conductividad térmica y/o resistencia del material de un cuerpo (tal como el cuerpo 10a, 14), por ejemplo para compensar la detección de nivel realizada por el sensor de nivel de un tipo capacitivo y/o por un sensor de temperatura.

Tal como se ha explicado, las detecciones que pueden llevarse a cabo mediante el dispositivo auxiliar anteriormente indicado suministran información sobre el estado de un material del cuerpo del dispositivo, en particular de un material que es transparente o permeable a la radiación óptica. La información de este tipo resulta útil para los fines de compensación de las detecciones realizadas utilizando sensores de nivel y/o sensores de temperatura, en el caso de que dichas detecciones se lleven a cabo de una manera indirecta, es decir, en presencia de una pared (tal como una pared de la carcasa 14) organizada entre los medios sensores (tal como los electrodos J y/o por lo menos uno de los sensores de temperatura 19a y 19b) y el fluido (la sustancia o el aire ambiente) que se está sometiendo a detección de nivel y/o a detección de temperatura.

Se apreciará, por ejemplo, que el envejecimiento del material de la pared interpuesta anteriormente indicada y/o las tensiones térmicas experimentadas por dicho material pueden causar variaciones de las características dieléctricas y/o de las características de conductividad eléctrica, que pueden afectar adversamente a la precisión de la detección de nivel, por ejemplo en el caso de que ésta sea de un tipo capacitivo. De manera similar, las tensiones de envejecimiento y/o térmicas anteriormente indicadas pueden causar una variación de las características de conductividad térmica del material en cuestión, con consecuentes efectos adversos sobre la precisión de la detección de la temperatura de la sustancia o del medio dentro del depósito 1. Con este fin, podría contemplarse un dispositivo de referencia de un tipo térmico, por ejemplo que comprenda por lo menos un calefactor eléctrico y un sensor de temperatura, asociados a diferentes puntos de una única pared de referencia, o alternativamente, podría proporcionarse un dispositivo de referencia diseñado para detectar por lo menos una capacitancia y/o una impedancia, y/o una resistencia eléctrica, que por ejemplo comprenda por lo menos dos conductores eléctricos o electrodos asociados a diferentes puntos de una única pared de referencia.

En consecuencia, según posibles formas de realización, el dispositivo auxiliar o de referencia incluso puede proporcionarse con dispositivos sensores de nivel que no presentan un dispositivo óptico para la detección de características de la sustancia líquida, por ejemplo sensores de nivel de un tipo capacitivo o unos basados en variaciones de la impedancia, en donde los electrodos sensores están aislados del fluido mediante una pared (por ejemplo, del tipo indicado en los documentos anteriormente mencionados PCT/IB2015/054020, PCT/IB2015/057036 y PCT/IB2015/057043.

Para aplicaciones de dicho tipo, la electrónica de control del dispositivo sensor se proporciona apropiadamente para compensar las detecciones realizadas como una función de la información adquirida mediante el dispositivo auxiliar y, por lo tanto, indicativa de posibles variaciones de las características del material en cuestión. Con este fin, por ejemplo, en medios de almacenamiento de la electrónica de control puede codificarse información correspondiente, por ejemplo en forma tabular y basándose en investigaciones empíricas, destinadas a expresar la correlación existente entre las propiedades de referencia del material plástico considerado (tal como una propiedad óptica, en particular su índice de refracción) y otras propiedades del mismo que afectan a la medición para la que está diseñado el dispositivo sensor (tal como propiedades dieléctricas y/o propiedades de conductividad eléctrica y/o térmica). Dicha información será utilizada por la electrónica de control, en particular por un controlador electrónico, para realizar las compensaciones necesarias durante el curso de la medición anteriormente indicada, por ejemplo en la etapa de detección del nivel y/o en la etapa de detección de la temperatura.

Evidentemente, el dispositivo auxiliar o de referencia puede proporcionarse en cualquier posición adecuada del cuerpo del dispositivo sensor que lo monta, con la condición de que, en el caso de un dispositivo de referencia óptico del tipo indicado, organizado entre el emisor y receptor correspondientes se encuentre una parte realizada en el mismo material plástico que el material del que deben monitorizarse las características.

Tal como se ha mencionado anteriormente, las modalidades para obtener la estructura de soporte y conexión eléctrica de un módulo óptico proporcionado según la invención pueden ser diferentes y comprender, por ejemplo, el sobremoldeo o acoplamiento de uno o más cuerpos de la estructura sobre un soporte de circuito flexible.

Las figuras 112 y 116 ilustran un ejemplo de un posible modo de implementación de un módulo óptico, sustancialmente del tipo ilustrado en las figuras 37 y 38 basado en el sobremoldeo. En dichas figuras se utilizan los mismos números de referencia que en las figuras anteriores para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente.

En la figura 112, designado globalmente como 300, se encuentra un soporte de circuito flexible o PCB, que integra elementos de conexión eléctrica y, preferentemente, asimismo terminales de conexión. Con este fin, el soporte 300 de circuito comprende un sustrato aislante 301 sustancialmente de tipo película, por ejemplo realizado en por lo menos un polímero, tal como una poliamida, o Kapton®, o polímeros de cristal líquido (PCL), o un polietileno (PE), tal como naftalato de polietileno (PEN) o un tereftalato de polietileno (PET). El sustrato 301 se proporciona con caminos eléctricamente conductores, por ejemplo realizados en metal o una aleación metálica o un polímero con adición de rellenos eléctricamente conductores, que forman los conductores 48 y 49, y preferentemente asimismo los terminales 50.

En el soporte 300 de circuito se identifica una parte central 3001 y dos partes laterales 3002, 3003. Situados en las partes de extremo distal de las partes laterales 3002 y 3003 se encuentran los extremos de los caminos conductores 48, 49 que deben conectarse con el emisor y receptor ópticos, en los que los extremos de los caminos preferentemente se encuentran en forma de almohadillas (no representadas). Preferentemente, los extremos opuestos de los caminos 48, 49 están localizados en la parte central 3001 del soporte 300 de circuito, en particular en la proximidad de un borde del mismo, para proporcionar los terminales 50. En el ejemplo, dichos terminales están constituidos por almohadillas que presentan una abertura central, que es coaxial a orificios pasantes correspondientes proporcionados en el sustrato 301.

En los casos en que el módulo óptico debe proporcionarse con una abertura de posicionamiento similar a la designada como 45a en las figuras 36 y 37, el sustrato 301 presenta una abertura pasante correspondiente 300a. En otras formas de realización, en las que la abertura de posicionamiento anteriormente indicada no resulta necesaria, la abertura 300a puede omitirse. En formas de realización preferidas, el sustrato 301 del soporte 300 de circuito puede, en cualquier caso, presentar uno o más pasos, algunos de los cuales se designan como 300b y 300c, por los que parte del material aislante de cuerpos de soporte y/o posicionamiento, que, tal como se apreciará, se han sobremoldeado sobre el soporte 300 de circuito, debe penetrar y solidificarse. Preferentemente, por lo menos una abertura 300b se proporciona en cada zona terminal distal de las partes laterales 3002, 3003 del soporte 300 de circuito, así como dos aberturas 300c en la parte central 3001, que resultan necesarias para proporcionar aberturas adecuadas en el cuerpo central de la estructura de soporte y conexión eléctrica.

En diversas formas de realización, sobremoldeados sobre el soporte 300 de circuito se encuentran uno o más cuerpos diseñados para realizar las funciones de los cuerpos anteriormente designados como 45, 46 y 47. Las figuras 113 y 114 ejemplifican el caso de una estructura de soporte y/o conexión eléctrica 414, que incluye los tres cuerpos anteriormente indicados 45, 46 y 47, que están sobremoldeados en zonas respectivas del soporte 300 de circuito y, en particular, en la parte central 300, y en particular, en la parte central 3001 y en las zonas terminales distales de las partes laterales 3002, 3003. Con este fin, tal como puede observarse en la figura 112, el soporte 300 de circuito se introduce en un molde adecuado, que presenta las impresiones necesarias para la definición de los perfiles de los cuerpos 45 a 47 (por ejemplo, un molde sustancialmente similar al de la figura 15, con impresiones apropiadas), en el que se inyecta a continuación el material eléctricamente aislante necesario para la formación de los cuerpos mismos, por ejemplo un polímero o un material termoplástico. Los cuerpos anteriormente indicados pueden, por lo tanto, moldearse de manera que presenten los elementos que ya se han indicado anteriormente: por ejemplo, en la parte central 3001, pueden definirse los salientes de parada 45b, así como la formación superior 51 y la formación inferior 52, con las aberturas pasantes correspondientes 51a, mientras que en las partes laterales 3002, 3003 pueden definirse los asientos 46a, 47a y los apéndices 46b y 47b. Durante el curso del moldeo, la presencia de los pasos 300b, 300c del sustrato 3001 (figura 112) permite el flujo necesario del material inyectado asimismo hacia la cara del soporte 300 de circuito frente al punto de inyección del material y/o garantiza, después de la solidificación del material, una fijación sólida de los cuerpos mismos sobre el soporte 300 de circuito. En diversas formas de realización, tales como la representada, los pasos 300c asimismo resultan necesarios para los fines de definición de las aberturas pasantes 51a. Preferentemente, en diversas formas de realización, para los fines de fijación de por lo menos uno de los cuerpos 45, 46, 47 al soporte 300 de circuito, se proporciona material moldeado en los pasos 300b, 300c y sobre por lo menos una parte de ambas caras del soporte 300 de circuito y/o se proporciona material moldeado a lo largo de por lo menos parte de los bordes de la placa 300 de circuito y sobre por lo menos una parte de ambas caras del soporte 300 de circuito.

Preferentemente, los cuerpos laterales 46 y 47 se sobremoldean sobre el soporte 300 de circuito de manera que presenten, en las caras inferiores correspondientes, por lo menos un paso, designado como 46e y 47e en la figura 114, con el fin de dejar expuestas zonas correspondientes del soporte 300 de circuito necesarias para el posicionado y conexión eléctrica del emisor y del receptor del módulo óptico. En el caso de los terminales 50 del tipo ejemplificado en la presente memoria, además resulta preferido asimismo que la cara inferior del cuerpo 45 se moldee de manera que se definan pasos que asimismo dejarán los terminales mismos por lo menos parcialmente expuestos, tal como resulta claramente visible en la figura 114, por ejemplo para facilitar las operaciones posteriores de soldadura de los cables o conectores eléctricos del módulo óptico.

Tras la extracción del molde, la estructura 414 es tal como se representa en las figuras 113 y 114, y puede montarse en la misma el emisor 42 y el receptor 44a, 44b, tal como puede observarse en la figura 115, que están conectados a los caminos conductores respectivos 44a, 44b, tal como puede observarse en la figura 115, que están conectados con los caminos conductores respectivos 48 y 49, respectivamente, con el fin de obtener un módulo óptico, designado globalmente como 404. El módulo 404 a continuación puede montarse en el sitio óptico correspondiente del cuerpo del dispositivo, sustancialmente con las modalidades indicadas anteriormente. En una forma de realización de este tipo, entre los cuerpos laterales 46, 47 y el cuerpo central 45 quedan partes respectivas expuestas del soporte 300 de circuito, designadas como 301a únicamente en la figura 116, que es globalmente flexible y/o deformable. Mediante el aprovechamiento de la flexibilidad y/o deformabilidad de dichas partes 301a del soporte 30 0de circuito, los cuerpos laterales 46, 47, y por lo tanto el emisor y el receptor, pueden asumir la posición correcta con respecto a las superficies ópticas correspondientes del sitio (tales como las superficies 33a, 34a, visibles en la figura 19), tal como se ha explicado anteriormente, por ejemplo como resultado del empuje ejercido por el elemento de bloqueo y/o posicionamiento utilizado (tal como un elemento del tipo designado como 60 en la figura 20).

Evidentemente, los cuerpos 45 a 47 podrían presentar una configuración diferente de la ejemplificado y sobremoldearse de manera que asimismo definan partes de conexión delgada, o en cualquier caso partes elásticamente deformables, que se extiendan entre los cuerpos laterales 46, 47 y el cuerpo central.

En formas de realización adicionales de la invención, uno o más cuerpos de posicionamiento y/o soporte diferentes están asociados a un soporte de circuito. Una forma de realización de dicho tipo se ejemplifica en las figuras 117 a 119, en las que los mismos números de referencia que los indicados en figuras anteriores se utilizan para designar elementos que son técnicamente equivalentes a los ya indicados anteriormente.

En referencia inicial a las figuras 117 y 118, en diversas formas de realización, se utiliza un soporte 300 de circuito flexible para el propósito, por ejemplo del tipo ya indicado en referencia a las figuras 112 a 115, de integrar los conductores 48, 49 y los terminales 50 en la forma de caminos eléctricamente conductores.

Designado globalmente como 41' se encuentra un único cuerpo en el que se identifican tres hemicuerpos superiores, y en particular un hemicuerpo central, designado como 45', y dos hemicuerpos laterales, designados como 46' y 47', que proporcionarán una parte superior de los cuerpos de soporte y/o posicionamiento designados posteriormente en la presente memoria como 45, 46 y 47. En el ejemplo, los hemicuerpos laterales 46' y 47' se unen al cuerpo central mediante por lo menos una parte de conexión 160, preferentemente que presenta una configuración relativamente delgada y/o flexible. Las caras superiores de los tres hemicuerpos 45'-47' están formadas de manera que definen los elementos funcionales necesarios. Por ejemplo, en referencia a la figura 117, el hemicuerpo 45' define los salientes de parada 45b, la formación superior 51 y los orificios 502, así como partes respectivas de las aberturas pasantes, en la figura designadas como 45a' y 51a'. Los hemicuerpos 46' y 47' definen, por el contrario, los asientos correspondientes 46a, 47a y los apéndices 46b, 47b.

Designados, por el contrario, como 45'', 46'' y 47'' se encuentran tres hemicuerpos inferiores, que son diferentes unos de otros, que proporcionarán una parte inferior de los cuerpos de soporte y/o posicionamiento designados posteriormente en la presente memoria como 45, 46 y 47. En dicha perspectiva, tal como resulta visible en, por ejemplo, la figura 118, el hemicuerpo inferior 45'' define la formación 52, así como partes respectivas 45a'' y 51a'' de las aberturas pasantes necesarias, así como aberturas 170 con el fin de dejar expuesto parte de los terminales 50. Los hemicuerpos laterales inferiores 45'' y 47'', por el contrario, están configurados sustancialmente en la forma de marcos, cada uno de los cuales define un paso respectivo 46e y 47e.

En diversas formas de realización, los cuerpos de soporte y/o posicionamiento anteriormente indicados, es decir, los hemicuerpos 45'-47' y 45'' y 46'' que los forman, están realizados en un polímero, tal como un material termoplástico o termoendurecible o una resina. Preferentemente, el material utilizado es de un tipo relativamente rígido, en particular en el caso de que se moldee con un grosor relativamente grande, por ejemplo un grosor por lo menos localmente superior a 1 mm, con el fin de garantizar las funciones necesarias de soporte y/o posicionamiento. Las partes de conexión 160 pueden realizarse en el mismo material y pueden proporcionarse con articulaciones o bisagras articuladas, o alternativamente, tal como en el caso ejemplificado, puede presentar sustancialmente la forma de una lámina, o en cualquier caso, de dimensiones relativamente pequeñas (tales como un grosor inferior a 1 mm) con el fin de garantizar una flexibilidad apropiada. Alternativamente, los hemicuerpos 45'-47' (y posiblemente los hemicuerpos 45''-47'') pueden realizarse en un polímero relativamente rígido y pueden comoldearse o sobremoldearse sobre, o asociados a, partes de conexión 160 realizadas, por el contrario, en otro material flexible.

En diversas formas de realización, los hemicuerpos 45'-47' y los hemicuerpos 45''-47'' se proporcionan con medios de acoplamiento mutuo, por ejemplo medios de acoplamiento mediante muelle y/o medios de ajuste en ranura y/o medios de ajuste a presión. En el caso ejemplificado, por ejemplo, proporcionado en las caras inferiores de los hemicuerpos 45'-47', se encuentran salientes 180 o asientos 190 que se acoplan con los asientos correspondientes 190 y salientes 180 proporcionados en las caras superiores de los hemicuerpos 45''-47''. En diversas formas de realización, los asientos anteriormente indicados 190 son asientos pasantes, aunque en otras posibles formas de realización, pueden ser asientos ciegos. Tal como se ha indicado, preferentemente, los salientes 180 pueden acoplarse mediante acción a presión en los asientos correspondientes 190. Asimismo resulta posible proporcionar elementos de posicionamiento mutuo adicionales, tales como asientos 200 definidos en la cara superior del hemicuerpo 45'' (figura 117), que deben recibir los salientes correspondientes 210 definidos en la cara inferior del hemicuerpo 45' (figura 118), en el que dichos asientos y salientes están diseñados para localizarse en las aberturas 300c del sustrato 3001 (figura 117). Los salientes 210 y los asientos 200 asimismo pueden proporcionarse en los hemicuerpos 46'-46'' y 47'-47'', en particular en posiciones correspondientes a las de las aberturas 300b del sustrato 3001, tal como puede observarse en, por ejemplo, las figuras 117 y 118.

Los hemicuerpos 45'-47' (es decir, el cuerpo 41') y los hemicuerpos 45''-47'', pueden moldearse por separado, realizándolos, por ejemplo, en polímero y después acoplarlos entre sí, con interposición del soporte 300 de circuito, en el que previamente puede montarse el emisor 42 y el receptor 44a, 44b, tal como puede observarse en la figura 118. Por ejemplo, en referencia al caso ejemplificado, la cara de fondo del cuerpo 41' se sitúa contra la cara superior del soporte 300 de circuito de manera que los salientes de posicionamiento 210, 210a penetran en las aberturas 300b, 300c. En el otro lado, las caras superiores de los hemicuerpos 45''-47'' se sitúan contra la cara inferior del soporte 300 de circuito de manera que producen el acoplamiento entre las proyecciones 180, 210 y los asientos correspondientes 190, 200. La presencia de los pasos 46e, 47e de los hemicuerpos inferiores 46'' y 47'' permite el preensamblaje del emisor y del receptor en el soporte 300 de circuito. Tal como se ha indicado, en el caso ejemplificado, los salientes 180 y los asientos 190 están configurados para el acoplamiento de acción a presión, aunque el tipo de acoplamiento de los mismos, así como su número y/o posición, podrían ser diferentes.

Tras el acoplamiento entre los hemicuerpos 45'-47' y los hemicuerpos 45'' y 47'', se define el módulo óptico, la estructura del cual comprende los cuerpos 46 y 47, cada uno de los cuales está formado por los hemicuerpos correspondientes 45'-45'', 46'-46'' y 47'-47'', tal como puede observarse en la figura 119, en la que el módulo se designa globalmente como 405. Asimismo en formas de realización de dicho tipo, entre los cuerpos laterales 46, 47 y el cuerpo central 45 se mantienen partes respectivas expuestas 301a del soporte 300 de circuito que son flexibles o deformables, así como las partes de cuerpo intermedias 160 que asimismo son flexibles o están conectadas de una manera articulada. Mediante el aprovechamiento de la flexibilidad de dichas partes 301a del soporte 300 de circuito y de las partes intermedias 160, los cuerpos laterales 45, 47, y por lo tanto el emisor y el receptor, pueden asumir la posición correcta con respecto a las superficies ópticas correspondientes del sitio (debe señalarse, a este respecto, que la figura 119 simula a título de ejemplo una condición en la que el módulo está ensamblado), como resultado del empuje ejercido por el elemento de bloqueo y/o posicionamiento utilizado.

Evidentemente, en lugar de los medios de acoplamiento de acción mediante muelle, y/o de los medios de ajuste en ranura, y/o los medios de ajuste a presión, los hemicuerpos 45'-47' y 45''-47'' podrían fijarse unos respecto a otros de alguna otra manera, con interposición del soporte 300 de circuito, por ejemplo mediante encolado o soldadura, o nueva fusión parcial de los medios de acoplamiento 180-210 mismos, en caso de que estos se encuentren contemplados. Además, se apreciará que la presencia de las partes de conexión intermedias 160, aunque ventajosas desde el punto de vista de la producción, en particular para facilitar la manipulación, y posiblemente útiles para los fines de protección de los caminos conductores del soporte 300 de circuito, no son estrictamente indispensables para los fines de implementación. Por otra parte, donde se considere preferido, asimismo los hemicuerpos 45"-47" podrían unirse entre sí para formar un único cuerpo mediante partes flexibles intermedias similares a las partes designadas como 160. Por otra parte, asimismo podrían contemplarse partes de conexión intermedias del mismo tipo que las designadas como 160, en el caso de formas de realización del mismo tipo que las indicadas en referencia a las figuras 112 a 115 en la cara superior y/o inferior del soporte 300 de circuito, por ejemplo en el caso en que se desee proporcionar el módulo con una protección para los caminos conductores.

Además, se apreciará que asimismo podría proporcionarse un circuito flexible, por ejemplo del mismo tipo que el designado como 300, con terminales de conexión metálicos 50 de un tipo flexible, por ejemplo del tipo indicado en referencia a las figuras 7 a 9 o 91 a 93, en particular en el caso del sobremoldeo del cuerpo central 45.

En posibles formas de realización variantes, el cuerpo 41' puede moldearse con los hemicuerpos 46' y 47' ya en una configuración inclinada con respecto a los hemicuerpos 45', por ejemplo tal como en la figura 119, en particular aprovechando la presencia de las partes de cuerpo intermedias 160; posiblemente, con este propósito, asimismo los hemicuerpos 45"-47" podrían unirse al hemicuerpo 45' mediante partes de cuerpo intermedias. Las variantes de dicho tipo asimismo pueden aplicarse al caso de una estructura sobremoldeada del mismo tipo que las de las figuras 112 a 116, en particular en el caso de que los cuerpos 45 a 47 se unen entre sí mediante partes de cuerpo intermedias.

Evidentemente, pueden utilizarse módulos ópticos de los tipos indicados en referencia a las figuras 112 a 116 y 117 a 119 en todas las formas de realización indicadas anteriormente.

Resultará evidente para el experto en la materia que las características individuales indicadas en relación a la forma de realización pueden utilizarse en otras formas de realización indicadas en la presente memoria. Por ejemplo, la totalidad de las diversas formas de realización indicadas puede implementarse según las enseñanzas proporcionadas en relación a la forma de realización de las figuras 72 a 78, es decir, con la estructura de cierre o de fondo 21 de la parte 12 que comprende por lo menos una parte diferente, asociada de una manera sellada al cuerpo 10a y que integra un sitio de posicionamiento para un módulo óptico. De manera similar, la solución que contempla por lo menos un emisor y por lo menos un receptor de una radiación óptica de referencia con interposición de una guía óptica de referencia (tal como los elementos anteriormente designados como 421, 441, 372 y 352) puede implementarse en todas las formas de realización.

En diversas formas de realización, la estructura de cierre o de fondo del cuerpo 10a asimismo podría incluir una parte de la pared periférica 20 de la parte de carcasa 12 que sobresale hacia el interior del depósito 1 o con la superficie externa correspondiente en contacto con la sustancia líquida. En implementaciones de dicho tipo, el dispositivo óptico para la detección de la calidad y/o otras características de la sustancia podría estar asociada a dicha parte sobresaliente de la pared periférica 20, que estará realizada en material transparente a la radiación óptica operativa del sensor óptico. Por ejemplo, en referencia a la forma de realización de las figuras 100 a 111, el asiento 130 podría definirse en la parte anteriormente indicada de la pared periférica 20, con esta última conformada para definir por lo menos las superficies 130a-130b (figuras 101 y 110).

En diversas formas de realización, una formación óptica o prisma óptico del tipo anteriormente designado como 31, que integra por lo menos parte de las características indicadas en los ejemplos anteriores, por lo menos en parte transparente o permeable a la radiación óptica, se configura como un elemento diferente o independiente que se monta en un asiento correspondiente. Por ejemplo, la formación o prisma óptico 31, indicado en referencia a las figuras 72 a 78, podría ser un elemento diferente, tal como el inserto óptico conformado 120 del ejemplo descrito en referencia a las figuras 100 a 111, mientras que el asiento correspondiente 21c podría presentar una pared y/o paredes de fondo que son transparentes a la radiación óptica, tal como el asiento 130.

Tal como se ha mencionado, un dispositivo sensor del tipo indicado anteriormente puede obtenerse realizando las modificaciones estructurales apropiadas (por ejemplo, con un ángulo a diferente y/o utilizando un emisor y/o receptor diferente), o alternativamente, puede obtenerse en otras formas de realización y/o para otras aplicaciones, y/o puede utilizarse para detectar características de un combustible y/o para distinguir mezclas de combustibles, tales como mezclas de petróleo-etanol o mezclas de diésel-biodiésel, o alternativamente para detectar una posible contaminación de un combustible.

Tal como se ha mencionado, un dispositivo sensor del tipo indicado, que comprende un sensor óptico para detectar características de una sustancia, asimismo puede encontrar utilidad en sistemas diferentes de vehículos, que contemplan motores de combustión interna o endotérmicos, tales como generadores eléctricos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo sensor para un recipiente (1) de una sustancia líquida, tal como un depósito (1) de un vehículo de

motor, comprendiendo el dispositivo sensor (10) un cuerpo (10a; 10a, 101) con una porción de alojamiento (12)

que presenta una estructura de cierre que incluye una pared de interfaz (21; 21, 101) que presenta una superficie

interna y una superficie externa,

en el que la porción de alojamiento (12) está predispuesta para ser montada de manera que por lo menos una

porción de la superficie externa de la pared de interfaz (21; 21, 101) está enfrentada al interior del recipiente

(1) para estar en contacto con la sustancia líquida, y la superficie interna de la pared de interfaz (21; 21, 101)

está aislada del interior del recipiente (1),

en el que una primera disposición (15, 17, J) para la detección del nivel de la sustancia líquida está asociada

al cuerpo (10a; 10a, 101), incluyendo la primera disposición (15, 17, J) para la detección una parte de detección

de nivel (11) asociada a la pared de interfaz (21; 21, 101) y concebida para extenderse dentro del recipiente

(1),

en el que una segunda disposición (17, 40; 17, 100; 17, 401; 17, 402; 17, 403) para la detección de por lo menos

una característica de la sustancia líquida está asociada a la pared de interfaz (21; 21, 101), comprendiendo la

segunda disposición por lo menos un emisor (42; 422) y por lo menos un receptor (44; 442) de una radiación

óptica dada (R), tal como una radiación en el visible o en el infrarrojo;

en el que por lo menos una primera porción de la pared de interfaz (21; 21, 101) está realizada en un material adecuado para la propagación de la radiación óptica dada (R), estando el por lo menos un emisor (42; 421) y

el por lo menos un receptor (44; 442) acoplados ópticamente a la superficie interna de la pared de interfaz (21;

21, 101) en dicha primera parte; y

en el que dicha primera porción de la pared de interfaz (21; 21, 101) está conformada para contribuir a la propagación de la radiación óptica dada (R), mediante refracción y/o reflexión, desde el por lo menos un emisor

(42; 422) al por lo menos un receptor (44; 442), de manera que la radiación óptica dada (R) se propaga por lo

menos en parte a través de dicha primera porción de la pared de interfaz (21; 21, 101) hacia el por lo menos

un receptor (44), en un ángulo y/o con una intensidad que son/es variable(s) como función de dicha por lo

menos una característica de la sustancia líquida,

caracterizado por que la porción de alojamiento (12) está predispuesta para ser montada en una abertura (6) del

recipiente (1) y por que la parte de detección de nivel (11) sobresale desde la pared de interfaz (21; 21, 101) para extenderse hacia el interior del recipiente (1) en un eje de detección de nivel (X).

2. Dispositivo sensor según la reivindicación 1, en el que la segunda disposición para la detección (17, 40; 17,

100; 17, 401; 17, 402; 17, 403) comprende un módulo óptico (40; 401; 402; 403; 404; 40s), que incluye u (41; 411; 412; 413; 414) para el soporte y la conexión eléctrica del por lo menos un emisor (42; 422) y del por lo

menos un receptor (44; 442) y que está configurado como una parte separada del cuerpo (10a; 10a, 101) del dispositivo sensor (10), estando la estructura (41; 411; 412; 413; 414) para el soporte y la conexión eléctrica conformada de manera que el por lo menos un emisor (42) y el por lo menos un receptor (44) presentan unas

partes activas respectivas para la emisión y la recepción, respectivamente, que generalmente están enfrentadas

entre sí, pero están dispuestas en ángulo unas respecto a otras de manera que sus ejes respectivos intersecan, y

en el que la estructura (41; 414) para el soporte y la conexión eléctrica incluye por lo menos uno de los siguientes:

- uno o más cuerpos (45-47; 45'-47'; 45"-47") realizados en un material aislante eléctricamente sobremoldeado sobre unos elementos de conexión (48, 49, 50; 482; 492, 50; 300, 301a) realizados por lo

menos en parte en un material conductor eléctricamente;

- uno o más cuerpos (45-47) sobremoldeados sobre un soporte de circuito flexible (300) que comprende unos elementos de conexión eléctrica (48, 49, 50);

- una pluralidad de cuerpos diferentes (45-47; 41', 45'-47', 45"-47") conectados entre sí mediante elementos

de conexión eléctrica (48, 49; 300, 301a);

- una pluralidad de cuerpos diferentes (41', 45'-47', 45"-47"), en particular cuerpos moldeados, asociados a

un soporte de circuito flexible (300) que comprende unos elementos de conexión eléctrica (48, 49, 50, 301a);

- una pluralidad de cuerpos moldeados con material polimérico aislante eléctricamente y unos elementos de

conexión eléctrica moldeados con material conductor eléctricamente que comprende un polímero, siendo

dichos cuerpos y elementos preferentemente comoldeados o sobremoldeados unos sobre otros;

- una pluralidad de cuerpos moldeados (45-47;45'-47', 45"-47"), que están conectados entre sí y son aptos para variar una posición relativa de los mismos, en particular una posición angular relativa, durante el ensamblaje del módulo óptico sobre el cuerpo (10a) del dispositivo sensor (10).

3. Dispositivo sensor según la reivindicación 1 o 2, en el que la superficie interna de la pared de interfaz (21; 21, 101) está conformada en dicha primera porción para definir un sitio de posicionamiento (30) para el por lo menos un emisor (42) y el por lo menos un receptor (44), incluyendo el sitio de posicionamiento (30) uno o más elementos (31) que sobresalen hacia el interior de la porción de alojamiento (12) para definir una primera superficie inclinada (33a) y una segunda superficie inclinada (34a) que están inclinadas en direcciones opuestas.

4. Dispositivo sensor según la reivindicación 3,

en el que la segunda disposición para la detección comprende un módulo óptico (40) que comprende el por lo menos un emisor (42) y el por lo menos un receptor (44) y que está configurado como una parte separada del cuerpo (10a) del dispositivo sensor (10), estando el módulo óptico (40) montado en el sitio de posicionamiento (30) de manera que el por lo menos un emisor (42) está enfrentado a la primera superficie inclinada (33a) y el por lo menos un receptor (44) está enfrentado a la segunda superficie inclinada (34a), y

en el que dicho por lo menos un elemento en resalte (31) del sitio de posicionamiento (30) está acoplado a un elemento de bloqueo y/o posicionamiento (60; 601; 602; 603) del módulo óptico (40).

5. Dispositivo sensor según la reivindicación 3 o 4, en el que los uno o más elementos en resalte (31) que sobresalen hacia el interior de la porción de alojamiento (12) comprende/comprenden uno o más elementos ópticos (33, 34) para la propagación de la radiación óptica dada (R) seleccionados de entre un elemento óptico (31) que define dichas primera y segunda superficies inclinadas o bien un par de elementos ópticos (33, 34) que definen cada uno una dicha superficie inclinada (33a, 34a).

6. Dispositivo sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos una de la primera disposición para la detección (15, 17, J) y la segunda disposición para la detección (17, 40; 17, 100; 17, 401; 17, 402; 17, 403) incluye un soporte de circuito (15), presentando el soporte de circuito (15):

una porción (15a) que se extiende dentro de la porción de alojamiento (12), el por lo menos un emisor (42; 422) y el por lo menos un receptor (44; 442), o un módulo óptico correspondiente (40; 401; 402; 403; 404; 40s) al que pertenecen, estando conectados eléctricamente al soporte de circuito (15) y/o por lo tanto soportados mecánicamente;

una porción extendida longitudinalmente (15b), que porta una pluralidad de elementos de detección eléctricos (J) que pertenecen a la primera disposición de detección (15, 17, J), comprendiendo la pluralidad de elementos de detección eléctricos (J) una matriz de electrodos alineados a lo largo del eje de detección de nivel (X) y separados unos de otros.

7. Dispositivo sensor según la reivindicación 6, en el que la porción extendida longitudinalmente (15b) del soporte de circuito (15) está por lo menos parcialmente alojada en una carcasa correspondiente (14) que sobresale de la pared de interfaz (21; 21, 101), presentando la carcasa en resalte (14) una superficie interna y una superficie externa, que forman parte de la superficie interna y de la superficie externa de la pared de interfaz (21; 21, 101).

8. Dispositivo sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además unos medios de protección (32, 52a, 70, 90) para proteger frente a la radiación óptica que podría alterar las detecciones llevadas a cabo por la segunda disposición para la detección (17, 40; 17, 100; 17, 401; 17, 402; 17, 403), comprendiendo los medios de protección preferentemente por lo menos uno de los siguientes:

- un elemento de protección (32, 52a) en una posición generalmente intermedia entre el por lo menos un emisor (42; 422) y el por lo menos un receptor (44; 442), siendo el elemento de protección (32, 52) impermeable a la radiación óptica dada (R);

- un elemento de protección (52a) que pertenece a un módulo óptico (40) que soporta el por lo menos un emisor y el por lo menos un receptor;

- un elemento de protección que comprende una cavidad intermedia (32) de un elemento óptico (31) que sobresale en un lado interno de dicha primera porción de la pared de interfaz (21; 21, 101);

- una protección óptica (70, 90) dispuesta dentro de la porción de alojamiento (12);

- una protección óptica (70, 90) impermeable por lo menos a la luz ambiental y conformada para circunscribir por lo menos en parte una zona de posicionamiento para el por lo menos un emisor (42; 422) y el por lo menos un receptor (44; 442).

9. Dispositivo sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo (10a, 101) del dispositivo sensor (10) comprende una primera parte de cuerpo (10a) que define la porción de alojamiento (12) y provista de una abertura pasante (21c) y una segunda parte de cuerpo (101) en dicha abertura pasante (21c), incluyendo la segunda parte de cuerpo (101) dicha primera porción de la pared de interfaz (21, 101).

10. Dispositivo sensor según la reivindicación 9, en el que:

- la pared de interfaz (21, 101) comprende una pared (21) de la primera parte de cuerpo (10a) que está provista de dicha abertura pasante (21c) y la segunda parte de cuerpo (101) comprende un cuerpo de un conjunto óptico (100) que pertenece a la segunda disposición para la detección (17, 100), que se coloca en dicha abertura pasante (21c);

- el cuerpo (101) del conjunto óptico (100) incluye dicha primera porción de la pared de interfaz (21; 21, 101) y presenta una superficie interna y una superficie externa que forman parte de la superficie interna y de la superficie externa de la pared de interfaz (21, 101), respectivamente;

- el por lo menos un emisor (42) y el por lo menos un receptor (44) están acoplados ópticamente a la superficie interna del cuerpo (101) del conjunto óptico (100), en el que preferentemente el dispositivo sensor (10) comprende además un elemento de posicionamiento (603) para el por lo menos un emisor (42) y el por lo menos un receptor (44) del conjunto óptico (100), que se extiende dentro de la porción de alojamiento (12) y está en una posición fija con respecto a la primera parte de cuerpo (10a), formando un puente el elemento de posicionamiento (603) sobre la abertura pasante (21c).

11. Dispositivo sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1, 6, 7, 9, 10, en el que la superficie externa del cuerpo (10a; 10a, 101) del dispositivo sensor (10) se conforma, en dicha primera parte, para definir una guía óptica en forma de U generalmente en resalte (312), presentando la guía óptica en forma de U (312) un primer extremo y un segundo extremo separados entre sí y asociados a, o definidos por, zonas respectivas de dicha superficie interna de la pared de interfaz (21; 21, 101), estando el por lo menos un emisor (42) enfrentado al primer extremo y estando el por lo menos un receptor (44) enfrentado al segundo extremo, de manera que la radiación óptica dada (R) emitida por el por lo menos un emisor (42) se refleja y refracta en la guía óptica en forma de U (312) para alcanzar el por lo menos un receptor (44) con una intensidad que depende de dicha por lo menos una característica de la sustancia líquida.

12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1, 6, 7, 9, 10, en el que:

- el cuerpo (10a; 10a, 101) del dispositivo sensor (10) está conformado, en dicha primera parte, para definir un asiento de alojamiento (130) para un inserto óptico (120) que pertenece a la segunda disposición para la detección;

- el por lo menos un receptor (442) es un receptor del tipo matriz CMOS, que incluye una matriz lineal o bidimensional de fotodetectores;

- el asiento de alojamiento (130) está definido por una formación hueca generalmente en resalte de la pared de interfaz (21; 21, 101), que presenta una superficie interna y una superficie externa que forman parte de la superficie interna y de la superficie externa de la pared de interfaz (21; 21, 101), respectivamente;

- el inserto óptico (120) presenta un cuerpo conformado realizado por lo menos en parte en un material adecuado para la propagación de la radiación óptica dada (R), con porciones de su superficie externa que están enfrentadas a las porciones correspondientes de la superficie interna del asiento de alojamiento (130);

- el por lo menos un emisor (422) y el por lo menos un receptor (442) están enfrentados a las zonas respectivas del inserto óptico (120) que están separadas entre sí; y

- el asiento de alojamiento (130) y el inserto óptico (120) están conformados de manera que la radiación óptica dada (R) se propaga desde el por lo menos un emisor (422) al por lo menos un receptor (442) a través de por lo menos parte del cuerpo del inserto óptico (120), a través de por lo menos una pared periférica del asiento de alojamiento (130) y asimismo a través de la sustancia líquida en contacto con dicha pared periférica,

de manera que la radiación óptica dada (R) incide en la matriz lineal o bidimensional de fotodetectores en un punto de la misma que depende de dicha por lo menos una característica de la sustancia líquida.

13. Dispositivo sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una tercera disposición (17, 19a, 19b) para la detección de una temperatura, estando la tercera disposición para detección asociada al cuerpo (10a; 10a, 101) del dispositivo sensor (10) y que comprende por lo menos un sensor de temperatura (19a, 19b) para la detección de por lo menos una de entre una temperatura de la sustancia líquida contenida en el recipiente (1), una temperatura de un ambiente interno del recipiente (1) y una temperatura dentro de la porción de alojamiento (12).

14. Dispositivo sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un emisor de referencia (421) y un receptor de referencia (441) de una radiación óptica de referencia, y por lo menos una guía óptica de referencia (315; 372) realizada en un material adecuado para la propagación de la radiación óptica dada (R),

en el que el emisor de referencia (421) y el receptor de referencia (441) de la radiación óptica de referencia están enfrentados a los extremos generalmente opuestos respectivos de la guía óptica de referencia (315; 372), estando la guía óptica de referencia (315; 372) conformada para causar la propagación de la radiación óptica de referencia desde el emisor de referencia correspondiente (421) al receptor de referencia correspondiente (441),

comprendiendo la guía óptica de referencia (315; 372) por lo menos un elemento del cuerpo (10a; 10a, 101) del dispositivo sensor (10) que sobresale hacia el interior de la porción de alojamiento (12),

en el que preferentemente:

- el emisor de referencia (421) y el receptor de referencia (441) de la radiación óptica de referencia están soportados por una estructura de soporte (412) que soporta asimismo el por lo menos un emisor (42; 421) y el por lo menos un receptor (44; 442) de la radiación óptica dada (R); o bien

- el emisor de referencia (421) y el receptor de referencia (441) de la radiación óptica de referencia son portados por un soporte de circuito (15), que porta los componentes de control eléctrico y/o electrónico (MP) de la primera disposición de detección (15, 17, J).

15. Dispositivo sensor según la reivindicación 14, en el que el emisor de referencia (421), el receptor de referencia (441) y por lo menos una guía óptica de referencia (315; 372) pertenecen a una disposición óptica de referencia prevista para la detección de por lo menos una característica de por lo menos uno de entre un material del cuerpo (10a; 10a, 101) del dispositivo sensor (10) que es transparente a la radiación óptica (R), y un material de un prisma óptico (31) o de una guía óptica (315; 372) que pertenece o se asocia al cuerpo (10a; 10a, 101) del dispositivo sensor (10).