ITUA20164410A1 - SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA - Google Patents

SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA Download PDF

Info

Publication number
ITUA20164410A1
ITUA20164410A1 ITUA2016A004410A ITUA20164410A ITUA20164410A1 IT UA20164410 A1 ITUA20164410 A1 IT UA20164410A1 IT UA2016A004410 A ITUA2016A004410 A IT UA2016A004410A IT UA20164410 A ITUA20164410 A IT UA20164410A IT UA20164410 A1 ITUA20164410 A1 IT UA20164410A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
electrodes
sensor
electrode
level
liquid
Prior art date
Application number
ITUA2016A004410A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Matteo Rondano
Enrico Chiesa
Mauro Zorzetto
Domenico Cantarelli
Original Assignee
Eltek Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eltek Spa filed Critical Eltek Spa
Priority to ITUA2016A004410A priority Critical patent/ITUA20164410A1/en
Publication of ITUA20164410A1 publication Critical patent/ITUA20164410A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/265Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors for discrete levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/268Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level

Description

“Sensore per la rilevazione del livello di un mezzo", "Sensor for detecting the level of a vehicle",

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Campo dell'Invenzione Field of the Invention

La presente invenzione si riferisce ad un sensore per la rilevazione del livello di un generico mezzo, quale un liquido, una sostanza fluida, un materiale pulverulento o allo stato sfuso, eccetera. L’invenzione è stata sviluppata con particolare riferimento ai sensori di livello di tipo capacitivo impiegati su veicoli. The present invention refers to a sensor for detecting the level of a generic medium, such as a liquid, a fluid substance, a powdery or bulk material, etc. The invention was developed with particular reference to capacitive level sensors used on vehicles.

Stato della tecnica State of the art

I sensori di livello sono utilizzati in vari ambiti per la rilevazione di una quantità residua di un liquido presente in un generico recipiente, quale un serbatoio. Alcuni di questi sensori sono basati sull’impiego di un galleggiante: tali sensori sono in genere complicati dal punto di vista meccanico e presentano talune criticità, quali rischi di inceppamento. Questi sensori risentono inevitabilmente di problemi legati all’eventuale congelamento del mezzo oggetto di misura. Level sensors are used in various fields for detecting a residual quantity of a liquid present in a generic container, such as a tank. Some of these sensors are based on the use of a float: these sensors are generally complicated from a mechanical point of view and present some critical issues, such as jamming risks. These sensors are inevitably affected by problems related to the possible freezing of the medium being measured.

Sono noti anche sensori di livello basati sulla misura di grandezze elettriche, quali la conducibilità/resistività o la capacità elettrica. Questi sensori presentano solitamente una schiera di primi elettrodi, disposti secondo l’asse di rilevazione di livello - generalmente verticale - su di un relativo supporto isolante destinato ad essere montato all’interno del serbatoio. I sensori presentano poi una simile schiera di secondi elettrodi, frapposti o affacciati a quelli della prima schiera, in modo che tra gli elettrodi delle due schiere si insinui il fluido oggetto di misura. In alcune soluzioni, in luogo di una pluralità di secondi elettrodi è previsto un elettrodo comune, di altezza almeno pari a quella della prima schiera. In altre soluzioni ancora è lo stesso serbatoio ad avere una superficie interna resa elettricamente conduttiva, ad esempio tramite una metallizzazione superficiale, onde fungere da elettrodo comune. Gli elettrodi sono elettricamente collegati ad una disposizione circuitale, spesso includente un microcontrollore, che elaborando il valore della grandezza elettrica rilevato tra gli elettrodi è in grado di individuare una zona di transizione tra il liquido e l’aria nel serbatoio, considerata indicativa del livello del liquido. Level sensors are also known based on the measurement of electrical quantities, such as conductivity / resistivity or electrical capacitance. These sensors usually have an array of first electrodes, arranged according to the level detection axis - generally vertical - on a relative insulating support intended to be mounted inside the tank. The sensors then have a similar array of second electrodes, placed between or facing those of the first array, so that the fluid being measured enters between the electrodes of the two arrays. In some solutions, instead of a plurality of second electrodes, a common electrode is provided, having a height at least equal to that of the first array. In still other solutions, the tank itself has an internal surface made electrically conductive, for example by means of a surface metallization, in order to act as a common electrode. The electrodes are electrically connected to a circuit arrangement, often including a microcontroller, which by processing the value of the electrical quantity detected between the electrodes is able to identify a transition zone between the liquid and the air in the tank, considered indicative of the level of the liquid.

In queste soluzioni note gli elettrodi sono direttamente a contatto con il liquido e quindi soggetti ad un invecchiamento e ad un’usura precoce. Il funzionamento di questi sistemi sensori è poi strettamente legato alle caratteristiche del fluido, quali la sua conducibilità/resistività o la sua costante dielettrica. In these known solutions, the electrodes are directly in contact with the liquid and therefore subject to aging and premature wear. The operation of these sensor systems is then closely linked to the characteristics of the fluid, such as its conductivity / resistivity or its dielectric constant.

Riferendosi ai sensori di livello di tipo capacitivo, questi tipicamente prevedono almeno due elettrodi tra loro affacciati, tra i quali è destinato ad insinuarsi il liquido di cui si vuole rilevare l’altezza, con tali elettrodi che vengono eccitati tramite un circuito oscillatore, ovvero un circuito che genera un segnale elettrico alternato o modulato in frequenza. Il circuito rileva una variazione della capacità tra gli elettrodi affacciati che è proporzionale alla variazione del dielettrico interposto tra gli elettrodi, ovvero in proporzione al livello del liquido interposto, e quindi della capacità elettrica dell’elemento sensore. In tali sensori si ottiene quindi un segnale di uscita proporzionale alla suddetta variazione di capacità. I sensori noti di questo tipo prevedono configurazioni con rispettiva impedenza che possono anche comportarsi come antenne e presentano il problema di generare disturbi elettromagnetici (EMI), i quali disturbi sono suscettibili di interferire con altri sistemi elettronici, quali i circuiti elettronici a bordo del veicolo. Tale fenomeno aumenta con l’aumentare dell’estensione degli elettrodi, ovvero con l’aumentare della lunghezza del sensore di livello, che potrebbe comportarsi come una antenna trasmittente. Referring to capacitive level sensors, these typically provide at least two electrodes facing each other, between which the liquid whose height is to be detected is intended to penetrate, with these electrodes being excited by an oscillator circuit, i.e. a circuit that generates an alternating or frequency modulated electrical signal. The circuit detects a change in the capacity between the facing electrodes which is proportional to the change in the dielectric interposed between the electrodes, or in proportion to the level of the interposed liquid, and therefore of the electrical capacity of the sensor element. In such sensors, an output signal proportional to the aforementioned capacity variation is therefore obtained. Known sensors of this type provide configurations with respective impedance which can also act as antennas and present the problem of generating electromagnetic disturbances (EMI), which disturbances are likely to interfere with other electronic systems, such as the electronic circuits on board the vehicle. This phenomenon increases with the increase in the extension of the electrodes, or with the increase in the length of the level sensor, which could behave like a transmitting antenna.

Ulteriori tipologie di sensori capacitivi prevedono l’effettuazione di una misura tra almeno due elettrodi complanari, ad esempio in configurazione interdigitata, e rivolti verso una parete isolante che li separa dal liquido, dove la presenza di liquido oltre la parete isolante determina una variazione del dielettrico tra i due elettrodi affiancati, consentendo una rilevazione. Un sensore di questo tipo è noto ad esempio da US 7258005 B2. In questi casi la spaziatura tra i due elettrodi deve essere ben superiore allo spessore della parete isolante, tipicamente maggiore del doppio di tale spessore di parete (ovvero alla somma degli spessori di parete interposti tra ciascuno dei due elettrodi ed il fluido da rilevare), in modo che l’eventuale liquido possa effettivamente perturbare la capacità tra gli elettrodi. Oltre a determinare problemi di ingombro, un tale tipo di soluzione presenta limiti nella risoluzione o precisione di misura. Further types of capacitive sensors provide for carrying out a measurement between at least two coplanar electrodes, for example in an interdigitated configuration, and facing an insulating wall that separates them from the liquid, where the presence of liquid beyond the insulating wall determines a variation of the dielectric between the two electrodes side by side, allowing a detection. A sensor of this type is known for example from US 7258005 B2. In these cases the spacing between the two electrodes must be much greater than the thickness of the insulating wall, typically greater than double this wall thickness (i.e. the sum of the wall thicknesses interposed between each of the two electrodes and the fluid to be detected), in so that any liquid can actually perturb the capacitance between the electrodes. In addition to creating problems of space, this type of solution has limits in resolution or measurement accuracy.

Altre tipologie di sensore capacitivo vengono montate all’esterno di un serbatoio, quale un serbatoio di carburante o di un additivo in un veicolo. Tali tipologie di sensore sono tuttavia penalizzate dal fatto che il serbatoio deve prevedere elevati spessori di parete, onde garantire la necessaria robustezza meccanica: ciò comporta la necessità di utilizzare segnali in frequenza di potenza maggiore per rilevare il livello del liquido nel serbatoio e questo determina maggiori rischi per i suddetti disturbi elettromagnetici. Other types of capacitive sensor are mounted outside a tank, such as a fuel tank or an additive in a vehicle. However, these types of sensors are penalized by the fact that the tank must have high wall thicknesses, in order to guarantee the necessary mechanical strength: this entails the need to use higher power frequency signals to detect the liquid level in the tank and this determines greater risks for the aforementioned electromagnetic disturbances.

Sommario e scopo dell’invenzione Summary and purpose of the invention

Nei suoi termini generali, la presente invenzione si propone di realizzare un sensore di livello di costruzione semplice ed economica, contraddistinto da una elevata flessibilità di impiego e di realizzazione e sostanzialmente immune dalle problematiche sopra evidenziate. In its general terms, the present invention proposes to provide a sensor of a simple and economical construction level, characterized by a high flexibility of use and manufacturing and substantially immune to the problems highlighted above.

Secondo un suo primo aspetto, l’invenzione si propone di realizzare un sensore di livello producibile in differenti lunghezze, pur garantendo precisione ed affidabilità. According to its first aspect, the invention aims to create a level sensor that can be produced in different lengths, while ensuring precision and reliability.

Secondo un diverso aspetto, l’invenzione si propone di realizzare un sensore che sia idoneo ad effettuare misurazioni di livello anche in condizioni di solidificazione o congelamento almeno parziale del mezzo soggetto a misura. According to a different aspect, the invention proposes to realize a sensor that is suitable for carrying out level measurements even in conditions of at least partial solidification or freezing of the medium subject to measurement.

Secondo un diverso aspetto, l’invenzione si propone di realizzare un sensore di livello in grado di distinguere la presenza e/o l’altezza di differenti strati e/o differenti stati del mezzo soggetto a rilevazione, quale una sequenza di stati e/o strati “liquido - aria o gas - solido” oppure una sequenza “liquido - solido”, oppure una sequenza “aria o gas - solido” o ancora “liquido - aria o gas”. According to a different aspect, the invention proposes to realize a level sensor capable of distinguishing the presence and / or the height of different layers and / or different states of the medium subject to detection, such as a sequence of states and / or "liquid - air or gas - solid" layers or a "liquid - solid" sequence, or a "air or gas - solid" sequence or "liquid - air or gas".

Secondo un diverso aspetto, l’invenzione si propone di realizzare un sensore di livello in grado di rilevare variazioni in altezza di differenti strati e/o stati del mezzo soggetto a rilevazione, quale una variazione in aumento o in diminuzione di uno strato ghiacciato o solidificato del mezzo, ad esempio una misura delle variazioni di livello in un serbatoio che contiene un liquido durante una fase di congelamento e/o di scongelamento. According to a different aspect, the invention proposes to realize a level sensor capable of detecting variations in height of different layers and / or states of the medium subject to detection, such as an increase or decrease in an icy or solidified layer. of the medium, for example a measurement of the level changes in a tank containing a liquid during a freezing and / or thawing phase.

Secondo un diverso aspetto, l’invenzione si propone di realizzare un sensore di livello provvisto di una struttura atta consentirne il preciso funzionamento anche a fronte di sollecitazioni dovute a condizioni di congelamento e/o solidificazione e/o riscaldamento del mezzo soggetto a rilevazione. According to a different aspect, the invention proposes to realize a level sensor provided with a suitable structure to allow its precise operation even in the face of stresses due to conditions of freezing and / or solidification and / or heating of the medium subject to detection.

Almeno uno degli scopi dell’invenzione sono raggiunti da un sensore di livello e da un relativo metodo di controllo aventi le caratteristiche delle rivendicazioni allegate. Le rivendicazioni costituiscono parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito in relazione all’invenzione. At least one of the purposes of the invention are achieved by a level sensor and a related control method having the characteristics of the attached claims. The claims are an integral part of the technical teaching provided herein in relation to the invention.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali: Further objects, characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description, made with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

- le figure 1 e 2 sono viste prospettiche schematiche, parzialmente sezionate, di due possibili configurazioni alternative di montaggio di un sensore di livello in accordo all’invenzione su di un generico recipiente, quale un serbatoio; - Figures 1 and 2 are schematic perspective views, partially sectioned, of two possible alternative configurations for mounting a level sensor according to the invention on a generic container, such as a tank;

- le figure 3 e 4 sono viste prospettiche schematiche, da diverse angolazioni, di un sensore di livello in accordo ad una forma di attuazione dell’invenzione; - Figures 3 and 4 are schematic perspective views, from different angles, of a level sensor according to an embodiment of the invention;

- la figura 5 è una vista prospettica schematica parzialmente sezionata di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; - Figure 5 is a partially sectioned schematic perspective view of a level sensor according to a possible embodiment of the invention;

- la figura 6 è una vista schematica in esploso parziale di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; - Figure 6 is a partial exploded schematic view of a level sensor according to a possible embodiment of the invention;

- le figure 7 e 8 sono viste prospettiche schematiche da diverse angolazioni di un circuito di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; - Figures 7 and 8 are schematic perspective views from different angles of a circuit of a level sensor according to a possible embodiment of the invention;

- la figura 9 è una sezione longitudinale schematica di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; - Figure 9 is a schematic longitudinal section of a level sensor according to a possible embodiment of the invention;

- la figura 10 è un primo dettaglio in maggior scala di figura 9; - figure 10 is a first detail on a larger scale of figure 9;

- la figura 11 è un dettaglio in maggior scala di figura 10; - figure 11 is a detail on a larger scale of figure 10;

- la figura 12 è un secondo dettaglio in maggior scala di figura 9; - figure 12 is a second detail on a larger scale of figure 9;

- la figura 13 è una sezione trasversale schematica di una porzione di rilevazione di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; - Figure 13 is a schematic cross section of a detection portion of a level sensor according to a possible embodiment of the invention;

- la figura 14 è un dettaglio in maggior scala di figura 13; - figure 14 is an enlarged detail of figure 13;

- la figura 15 è un dettaglio in maggior scala di figura 14; - figure 15 is a detail on a larger scale of figure 14;

- le figure 16, 17 e 18 sono viste prospettiche, parziali e schematiche, di possibili configurazioni di montaggio o fissaggio alternative di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; - Figures 16, 17 and 18 are perspective views, partial and schematic, of possible alternative mounting or fixing configurations of a level sensor in accordance with a possible embodiment of the invention;

- la figura 19 è una vista prospettica, parziale e schematica, di una porzione di un recipiente cui è associabile un sensore di livello secondo la figura 18; Figure 19 is a partial and schematic perspective view of a portion of a container to which a level sensor according to Figure 18 can be associated;

- la figura 20 è una rappresentazione parziale e schematica volta ad illustrare una possibile configurazione di collegamento di elettrodi di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; - Figure 20 is a partial and schematic representation aimed at illustrating a possible configuration of connection of electrodes of a level sensor in accordance with a possible embodiment of the invention;

- la figura 21 è una rappresentazione parziale e schematica volta ad esemplificare una possibile configurazione circuitale di un sensore di livello in accordo alla figura 20; Figure 21 is a partial and schematic representation aimed at exemplifying a possible circuit configuration of a level sensor according to Figure 20;

- la figura 22 è una rappresentazione parziale e schematica simile a quella di figura 21, volta ad esemplificare una configurazione circuitale alternativa di un sensore di livello in accordo alla figura 20; Figure 22 is a partial and schematic representation similar to that of Figure 21, aimed at exemplifying an alternative circuit configuration of a level sensor according to Figure 20;

- le figure 23 e 24 sono rappresentazioni schematiche volte ad illustrare ulteriori possibili configurazioni di collegamento di elettrodi di sensori di livello in accordo a possibili forme di attuazione alternative dell’invenzione; - Figures 23 and 24 are schematic representations aimed at illustrating further possible configurations of connection of electrodes of level sensors in accordance with possible alternative embodiments of the invention;

- la figura 25 è una rappresentazione parziale e schematica volta ad esemplificare una possibile configurazione circuitale di un sensore di livello in accordo alla figura 24; Figure 25 is a partial and schematic representation aimed at exemplifying a possible circuit configuration of a level sensor according to Figure 24;

- la figura 26 è una rappresentazione schematica, tramite grafici, volta ad esemplificare un possibile principio di interpretazione di segnali o valori elettrici impiegato in possibili forme di attuazione dell’invenzione; - Figure 26 is a schematic representation, through graphics, aimed at exemplifying a possible principle of interpretation of signals or electrical values used in possible embodiments of the invention;

- le figure 27 e 28 sono rappresentazioni schematiche simili a quelle delle figure 20, 23 e 24, volte ad illustrare ulteriori possibili configurazioni di collegamento di elettrodi di sensori di livello in accordo a possibili forme di attuazione alternative dell’invenzione; - figures 27 and 28 are schematic representations similar to those of figures 20, 23 and 24, aimed at illustrating further possible configurations of connection of electrodes of level sensors in accordance with possible alternative embodiments of the invention;

- la figura 29 è una rappresentazione schematica di alcuni elementi circuitali di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; - Figure 29 is a schematic representation of some circuit elements of a level sensor according to a possible embodiment of the invention;

- la figura 30 è una rappresentazione parziale e schematica simile a quella di figura 25, volta ad esemplificare una ulteriore possibile condizione di impiego di un sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione; e - la figura 31 è una vista prospettica schematica, parzialmente sezionata, di una possibile variante di attuazione di un sensore di livello in accordo all’invenzione. - Figure 30 is a partial and schematic representation similar to that of Figure 25, aimed at exemplifying a further possible condition of use of a level sensor in accordance with a possible embodiment of the invention; and - Figure 31 is a schematic perspective view, partially sectioned, of a possible variant of implementation of a level sensor according to the invention.

Descrizione di forme di attuazione preferite dell’invenzione Description of preferred embodiments of the invention

Il riferimento ad “una forma di attuazione” all’interno di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione è compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, frasi come “in una forma di attuazione”, “in un’attuazione” e simili, eventualmente presenti in diversi luoghi di questa descrizione, non sono necessariamente riferite alla stessa forma di attuazione, ma possono invece riferirsi a differenti forme di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche definite all’interno di questa descrizione possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di attuazione, anche differenti da quelle raffigurate. I riferimenti numerici e spaziali (quali “superiore”, “inferiore”, “alto”, “basso”, “fronte”, “retro”, “verticale”, eccetera) qui utilizzati sono soltanto per comodità e non definiscono dunque l’ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione. Nelle figure sono utilizzati medesimi numeri di riferimento per indicare elementi analoghi o tra loro tecnicamente equivalenti. The reference to "an embodiment" within this description indicates that a particular configuration, structure, or feature described in relation to the embodiment is included in at least one embodiment. Therefore, phrases such as "in an embodiment", "in an implementation" and the like, possibly present in different places of this description, do not necessarily refer to the same embodiment, but may instead refer to different embodiments. In addition, particular conformations, structures or characteristics defined within this description can be combined in any suitable way in one or more embodiments, even different from those depicted. The numerical and spatial references (such as "upper", "lower", "high", "low", "front", "back", "vertical", etc.) used here are only for convenience and therefore do not define the scope of protection or the scope of the forms of implementation. In the figures the same reference numbers are used to indicate similar elements or technically equivalent elements.

In figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un generico recipiente, particolarmente un serbatoio, per un generico mezzo fluido o allo stato sfuso. Il serbatoio 1 ha un corpo principale preferibilmente formato in materia plastica elettricamente isolante. Al serbatoio 1 può essere eventualmente associato un riscaldatore di tipologia di per sé nota, utilizzato per riscaldare il serbatoio stesso e/o il suo contenuto, ad esempio in caso di congelamento. Un riscaldatore elettrico è schematizzato in figura dal blocco indicato con EH. In Figure 1, 1 indicates as a whole a generic container, particularly a tank, for a generic fluid or bulk medium. The tank 1 has a main body preferably formed of electrically insulating plastic material. The tank 1 can optionally be associated with a heater of a per se known type, used to heat the tank itself and / or its contents, for example in the event of freezing. An electric heater is schematized in the figure by the block indicated with EH.

Il serbatoio 1 può essere ad esempio un serbatoio che equipaggia un veicolo a motore. In una forma di attuazione, quale quella qui esemplificata, il serbatoio 1 è destinato ad equipaggiare un veicolo con motore diesel ed il liquido contenuto nel serbatoio 1 è un liquido noto come AdBlue, ovvero una soluzione di urea al 32,5% (minimo 31,8% - massimo 33,3%) in acqua demineralizzata, utilizzato da un sistema SCR (Selective Catalyst Reduction), ossia un sistema per ridurre le emissioni degli ossidi di azoto dai gas di scarico prodotti da un motore diesel. The tank 1 can be, for example, a tank that equips a motor vehicle. In an embodiment, such as the one exemplified here, the tank 1 is intended to equip a vehicle with a diesel engine and the liquid contained in the tank 1 is a liquid known as AdBlue, i.e. a 32.5% urea solution (minimum 31 , 8% - maximum 33.3%) in demineralised water, used by a SCR (Selective Catalyst Reduction) system, which is a system to reduce the emissions of nitrogen oxides from the exhaust gases produced by a diesel engine.

Nell’esempio schematico illustrato, il serbatoio ha una parete superiore 2, in corrispondenza della quale è prevista un’apertura provvista di un tappo 3 di rabbocco del liquido. Una parete del serbatoio 1, ad esempio la sua parete di fondo 4, ha poi una apertura di uscita, non visibile, tramite la quale il liquido fuoriesce o è aspirato, ad esempio tramite una pompa, per alimentare il liquido al sistema SCR. Ancora in corrispondenza della parete superiore 2, il serbatoio 1 ha una seconda apertura, indicata con 5, in corrispondenza della quale è fissato a tenuta il corpo di un sensore di livello secondo una possibile forma di attuazione. Il sensore di livello, indicato complessivamente con 10, è montato in modo da estendersi secondo un asse di rilevazione di livello, indicato con X, preferibilmente sostanzialmente verticale ma potendo all’occorrenza essere inclinato rispetto alla verticale. In the schematic example shown, the tank has an upper wall 2, in correspondence with which an opening is provided with a cap 3 for filling the liquid. A wall of the tank 1, for example its bottom wall 4, then has an outlet opening, not visible, through which the liquid escapes or is sucked in, for example by means of a pump, to feed the liquid to the SCR system. Still in correspondence with the upper wall 2, the tank 1 has a second opening, indicated with 5, in correspondence with which the body of a level sensor is tightly fixed according to a possible embodiment. The level sensor, indicated as a whole with 10, is mounted in such a way as to extend along a level detection axis, indicated with X, preferably substantially vertical but can, if necessary, be inclined with respect to the vertical.

Il sensore 10 ha una parte di rilevazione 11, destinata ad estendersi almeno parzialmente all’interno del serbatoio 1. La regione di estremità distale della parte di rilevazione 11 è di preferenza a contatto o a leggera distanza dalla parete di fondo 4 del serbatoio, ossia ad un’altezza molto prossima a quella dell’apertura di uscita o aspirazione del liquido, onde poter rilevare la presenza di un livello anche molto ridotto nel serbatoio. In una forma di attuazione non raffigurata, la regione di estremità distale della parte di rilevazione 11 è fissata internamente alla parete del serbatoio 1 opposta alla parete provvista dell’apertura 5 di inserimento e fissaggio del sensore 10, preferibilmente per il tramite di un accoppiamento o attacco ad innesto e rilascio rapido. Di preferenza la regione di estremità prossimale della parte di rilevazione 11 si estende all’interno del serbatoio 1 ad un’altezza relativamente prossima alla parete superiore 3. The sensor 10 has a sensing part 11, intended to extend at least partially inside the tank 1. The distal end region of the sensing part 11 is preferably in contact with or at a slight distance from the bottom wall 4 of the tank, i.e. a height very close to that of the liquid outlet or suction opening, in order to detect the presence of even a very low level in the tank. In an embodiment not shown, the distal end region of the sensing part 11 is fixed internally to the wall of the tank 1 opposite the wall provided with the opening 5 for inserting and fixing the sensor 10, preferably by means of a coupling or quick release coupling. Preferably the proximal end region of the detection part 11 extends inside the tank 1 to a height relatively close to the upper wall 3.

Nella forma di attuazione illustrata il corpo del sensore 10 ha, nella sua parte superiore, elementi per il suo fissaggio alla parete superiore 2 del serbatoio, Nell’esempio tali mezzi sono rappresentati da formazioni a flangia con viti associate, non indicate: tale realizzazione non deve comunque intendersi limitativa, essendo possibili anche soluzioni differenti di fissaggio del corpo del sensore 10, alcune delle quali in seguito esemplificate. In the illustrated embodiment, the sensor body 10 has, in its upper part, elements for its fixing to the upper wall 2 of the tank. In the example these means are represented by flange formations with associated screws, not indicated: this embodiment is not it must in any case be construed as limiting, since different fixing solutions for the sensor body 10 are also possible, some of which are exemplified below.

Nell’esempio di figura 1 il sensore 10 è fissato dall’alto, ovvero associato alla parete superiore 2 del serbatoio. In altre attuazioni, tuttavia, il sensore può essere fissato dal basso, ovvero alla parete di fondo 4. Un’attuazione di questo tipo è illustrata schematicamente in figura 2, dove il sensore 10 è montato a tenuta in corrispondenza dell’apertura 5, qui definita nella parete di fondo 4. Anche in tale realizzazione, una regione di estremità prossimale parte di rilevazione 11 (qui definibile inferiore) è in posizione prossima alla parete di fondo 4, mentre la regione di estremità distale (qui definibile superiore) si trova ad un’altezza relativamente prossima alla parete superiore 3; anche in una soluzione di questo tipo, l’estremità distale della parte 11 può essere fissata alla parete 3 tramite idonei mezzi di accoppiamento del tipo sopra indicato. In the example of figure 1, the sensor 10 is fixed from above, or associated with the upper wall 2 of the tank. In other embodiments, however, the sensor can be fixed from below, that is to the bottom wall 4. An implementation of this type is schematically illustrated in figure 2, where the sensor 10 is mounted tightly at the opening 5, here defined in the bottom wall 4. Also in this embodiment, a proximal end region of the sensing part 11 (here defined as lower) is in a position close to the bottom wall 4, while the distal end region (here defined as upper) is located at a height relatively close to the upper wall 3; even in a solution of this type, the distal end of the part 11 can be fixed to the wall 3 by means of suitable coupling means of the type indicated above.

Nelle figure 3 e 4 un sensore 10 secondo una forma di attuazione è rappresentato isolatamente, con diverse angolazioni. In corrispondenza dell’estremità prossimale della parte 11 il corpo 10a del sensore 10 definisce un alloggiamento scatolare 12, includente anche un corpo connettore generalmente cavo 12a, provvisto di terminali elettrici in seguito indicati, preferibilmente sporgente da una parete laterale dell’alloggiamento. L’alloggiamento 12 è preferibilmente provvisto di un coperchio di chiusura 13, il quale può essere assicurato in posizione a tenuta, ad esempio tramite una saldatura tra il materiale plastico dell’alloggiamento 12 e del coperchio 13. In Figures 3 and 4 a sensor 10 according to an embodiment is shown in isolation, with different angles. At the proximal end of part 11, the body 10a of the sensor 10 defines a box-like housing 12, also including a generally hollow connector body 12a, provided with electrical terminals indicated below, preferably protruding from a side wall of the housing. The housing 12 is preferably provided with a closing cover 13, which can be secured in a sealed position, for example by welding between the plastic material of the housing 12 and the cover 13.

Tra l’alloggiamento 12 e la parte 11 il corpo 10a del sensore 10 definisce di preferenza una porzione o formazione 14 per l’accoppiamento a tenuta in corrispondenza della rispettiva apertura di montaggio sul serbatoio. La formazione 14 definisce almeno una sede per almeno un elemento di tenuta 15, che può eventualmente adempiere anche funzioni di montaggio elastico del sensore 20 rispetto al serbatoio. In una forma di attuazione sono previsti almeno due elementi elastici di tipo o-ring, dei quali uno adempie funzioni di tenuta e l’altro è sfruttato per ottenere un montaggio elastico del sensore 10 sul serbatoio 1, ad esempio a fini di compensazione di tolleranze di montaggio. Nell’esempio illustrato la formazione 14 ha profilo sostanzialmente circolare e l’elemento di tenuta è una guarnizione o-ring. Nelle figure 3 e 4 sono poi indicate con 12b le già citate formazioni a flangia per il fissaggio del corpo 10a del sensore, qui definite in corrispondenza del fondo dell’alloggiamento 12. Between the housing 12 and the part 11, the body 10a of the sensor 10 preferably defines a portion or formation 14 for the sealing coupling at the respective mounting opening on the tank. The formation 14 defines at least one seat for at least one sealing element 15, which can possibly also perform functions of elastic mounting of the sensor 20 with respect to the tank. In one embodiment, at least two elastic elements of the o-ring type are provided, one of which performs sealing functions and the other is used to obtain an elastic mounting of the sensor 10 on the tank 1, for example for tolerance compensation purposes. by Assembly. In the example shown, the formation 14 has a substantially circular profile and the sealing element is an o-ring gasket. In figures 3 and 4, 12b indicates the aforementioned flange formations for fixing the sensor body 10a, defined here at the bottom of the housing 12.

In figura 5 un sensore 10 secondo una forma di attuazione è rappresentato parzialmente sezionato, onde evidenziare come il suo corpo 10a sia internamente cavo per alloggiare la componentistica di rilevazione di livello. Dalla figura si nota in particolare come il corpo 10a del sensore definisca, in corrispondenza della parte di rilevazione 11, un involucro cavo 16, di forma generalmente allungata; nell’esempio illustrato l’involucro 16 ha forma generalmente prismatica, particolarmente sostanzialmente a parallelepipedo. Come si vedrà, in una variante di attuazione, almeno l’involucro 16 può essere realizzato tramite un sovra-stampaggio diretto di materia plastica elettricamente isolante su di un supporto di circuito, in seguito descritto. Più in generale, il sensore 10 presenta almeno uno strato di isolamento, per isolare elettricamente suoi elettrodi (in seguito descritti) rispetto all’interno del serbatoio 1. In Figure 5, a sensor 10 according to an embodiment is shown partially sectioned, in order to highlight how its body 10a is internally hollow to house the level detection components. From the figure it can be seen in particular how the sensor body 10a defines, in correspondence with the detection part 11, a hollow casing 16, of generally elongated shape; in the example illustrated, the casing 16 has a generally prismatic shape, particularly substantially parallelepiped. As will be seen, in a variant of implementation, at least the casing 16 can be made through a direct over-molding of electrically insulating plastic material on a circuit support, described below. More generally, the sensor 10 has at least one layer of insulation, to electrically isolate its electrodes (described below) with respect to the inside of the tank 1.

In una forma di attuazione preferita l’alloggiamento 12 con la formazione 14 e l’involucro 16 sono definiti da un corpo unico 10a di materia plastica elettricamente isolante, come ben visibile ad esempio in figura 6. Non è peraltro esclusa dall’invenzione una realizzazione del corpo 10a in parti distinte rese solidali a tenuta, ad esempio tramite mezzi di reciproco accoppiamento, oppure tramite saldatura o sovrastampaggio. In a preferred embodiment, the housing 12 with the formation 14 and the casing 16 are defined by a single body 10a of electrically insulating plastic material, as clearly visible for example in Figure 6. However, an embodiment is not excluded from the invention. of the body 10a in distinct parts made integral with a seal, for example by means of mutual coupling, or by welding or overmoulding.

In una forma di attuazione il corpo 10a, o almeno la sua porzione destinata all’esposizione diretta o indiretta al liquido (l’involucro 16 ed eventualmente la porzione di attacco 14) è formato con un materiale termoplastico stampabile, quale un polipropilene (PP) o con un polietilene ad alta densità (HDPE). Prove pratiche effettuate dalla Richiedente hanno peraltro consentito di appurare che un materiale particolarmente idoneo - anche in vista delle particolari modalità di rilevazione di livello in seguito descritte - è un copolimero ciclo-olefinico (COC - Cyclic Olefin Copolymer). Materiali di questo tipo - usualmente utilizzati in campo medicale -presentano caratteristiche particolarmente vantaggiose per l’applicazione qui considerata, tra le quali vanno sottolineate la bassa densità, l’assorbimento d’acqua molto ridotto, le eccellenti proprietà barriera al vapore d’acqua, le elevate rigidità, robustezza e durezza, l’elevata resistenza a temperature estreme e a shock termici, l’ottima resistenza ad agenti aggressivi quali acidi ed alcali, le ottime proprietà di isolamento elettrico, l’agevole lavorazione utilizzando comuni metodi di trattamento di materiali termoplastici, quali stampaggio ad iniezione (injection molding), estrusione (extrusion), stampaggio per soffiaggio (blow molding), soffiatura ad iniezione (injection blow molding). In one embodiment, the body 10a, or at least its portion intended for direct or indirect exposure to the liquid (the casing 16 and possibly the attachment portion 14) is formed with a printable thermoplastic material, such as a polypropylene (PP) or with a high density polyethylene (HDPE). Practical tests carried out by the Applicant have also made it possible to ascertain that a particularly suitable material - also in view of the particular level detection methods described below - is a cyclo-olefin copolymer (COC - Cyclic Olefin Copolymer). Materials of this type - usually used in the medical field - have particularly advantageous characteristics for the application considered here, among which the low density, the very low water absorption, the excellent water vapor barrier properties, must be emphasized. the high rigidity, strength and hardness, the high resistance to extreme temperatures and thermal shocks, the excellent resistance to aggressive agents such as acids and alkalis, the excellent electrical insulation properties, the easy processing using common methods of treatment of thermoplastic materials , such as injection molding, extrusion, blow molding, injection blow molding.

Il materiale, o almeno uno dei materiali impiegati per la realizzazione del corpo 10a del sensore 10, può essere analogo o chimicamente compatibile con un materiale che realizza almeno parte del serbatoio 1, ad esempio al fine di consentire una saldatura a tenuta tra il corpo del sensore ed il serbatoio. Uno o più dei materiali testé indicati sono utilizzabili per la realizzazione di diverse porzioni del corpo 10a, quali l’alloggiamento 12 con la formazione 14 e l’involucro 16, anche quando il corpo 10a è formato in pezzi distinti resi solidali tra loro. Naturalmente anche il coperchio 13 può essere realizzato con uno dei materiali indicati. The material, or at least one of the materials used for the construction of the body 10a of the sensor 10, can be analogous or chemically compatible with a material that forms at least part of the tank 1, for example in order to allow a seal weld between the body of the sensor and tank. One or more of the materials indicated above can be used for the construction of different portions of the body 10a, such as the housing 12 with the formation 14 and the casing 16, even when the body 10a is formed in distinct pieces made integral with each other. Naturally, the lid 13 can also be made of one of the indicated materials.

Ancora in figura 5 si nota come nella cavità definita dal corpo del sensore 10 -indicata complessivamente con H - sia alloggiata la componentistica elettrica ed elettronica di rilevazione. In una forma di attuazione preferita tale componentistica è montata su di un substrato elettricamente isolante 20 che realizza un supporto di circuito. Il supporto 20 è formato con materiale idoneo per la realizzazione di circuiti stampati, quale ad esempio FR4 o un simile materiale composito tipo vetroresina, o ancora in materiale ceramico o a base polimerica, preferibilmente un materiale stampabile ai fini della realizzazione del supporto 20. Again in Figure 5 it can be seen how the electrical and electronic detection components are housed in the cavity defined by the body of the sensor 10 - indicated as a whole with H -. In a preferred embodiment, such components are mounted on an electrically insulating substrate 20 which forms a circuit support. The support 20 is formed with material suitable for making printed circuits, such as for example FR4 or a similar composite material such as fiberglass, or again in ceramic or polymeric-based material, preferably a printable material for the purposes of making the support 20.

Nel supporto di circuito 20 si individuano una prima porzione 20a, destinata ad essere ricevuta nell’alloggiamento 12, ed una seconda porzione 20b destinata ad essere ricevuta nell’involucro 16. Alla porzione 20a del supporto 20 è associata prevalentemente la componentistica elettronica di controllo del sensore 10, nonché relativi terminali per il collegamento elettrico esterno del sensore 10; alla porzione 20b del supporto 20 è invece associata la componentistica di rilevazione, includente una serie di elettrodi; alcuni dei suddetti elettrodi sono indicati in figura 5 con la lettera “J” seguita dal numero che identifica la posizione dell’elettrodo nella serie che si estende dall’estremità prossimale (elettrodo J1) all’estremità distale (elettrodo Jn) della parte di rilevazione 11, ovvero della porzione 20b del supporto 20. In the circuit support 20 a first portion 20a is identified, intended to be received in the housing 12, and a second portion 20b intended to be received in the casing 16. The portion 20a of the support 20 is mainly associated with the electronic control components of the sensor 10, as well as relative terminals for the external electrical connection of sensor 10; the detection components, including a series of electrodes, are instead associated with the portion 20b of the support 20; some of the above electrodes are indicated in figure 5 with the letter "J" followed by the number that identifies the position of the electrode in the series that extends from the proximal end (electrode J1) to the distal end (electrode Jn) of the detection part 11, i.e. of the portion 20b of the support 20.

Nell’esempio illustrato è previsto un singolo supporto di circuito in cui sono definite le parti 20a e 20b, ma in possibili varianti di attuazione possono essere previsti più supporti di circuito collegati tra loro mediante idonei mezzi interconnessione elettrica ed eventualmente mezzi di interconnessione meccanica (ad esempio un supporto di circuito corrispondente alla porzione 20a ed un supporto di circuito corrispondente alla porzione 20b, con conduttori o connettori elettrici per collegare piste elettricamente conduttive di una porzione a piste elettricamente conduttive dell’altra porzione). In the illustrated example, a single circuit support is provided in which the parts 20a and 20b are defined, but in possible embodiment variants several circuit supports can be provided, connected to each other by suitable electrical interconnection means and possibly mechanical interconnection means (e.g. example a circuit support corresponding to the portion 20a and a circuit support corresponding to the portion 20b, with electrical conductors or connectors for connecting electrically conductive tracks of one portion to electrically conductive tracks of the other portion).

In figura 6 un sensore 10 secondo una forma di attuazione dell’invenzione è rappresentato mediante una vista esplosa, dalla quale sono rilevabili le varie parti già sopra individuate. In tale figura sono visibili i sopra citati terminali, indicati con 21, preferibilmente di forma generalmente appiattita, ad esempio realizzati tramite stampaggio e/o tranciatura da bandella metallica, che realizzano con il corpo connettore 12a solidale all’alloggiamento 12 un’interfaccia per il collegamento esterno del sensore 10, ad esempio ad una centralina di controllo del sistema SCR di bordo del veicolo. In figure 6 a sensor 10 according to an embodiment of the invention is represented by an exploded view, from which the various parts already identified above can be detected. In this figure, the aforementioned terminals, indicated by 21, preferably of generally flattened shape, for example made by molding and / or shearing from a metal strip, which form an interface for the connection with the connector body 12a integral with the housing 12, are visible. external connection of the sensor 10, for example to a control unit of the on-board SCR system of the vehicle.

In una forma di attuazione ciascun terminale 21 presenta una porzione di contatto 21a a lamina, destinata al posizionamento all’interno della cavità del corpo connettore 12a ed una porzione di interconnessione 21b ristretta, destinata all’accoppiamento elettrico e meccanico con rispettivi contatti 22 presenti sul supporto 20, particolarmente nella sua porzione 20a, in seguito descritti. In one embodiment, each terminal 21 has a foil-shaped contact portion 21a, intended for positioning inside the cavity of the connector body 12a and a restricted interconnection portion 21b, intended for electrical and mechanical coupling with respective contacts 22 present on the support 20, particularly in its portion 20a, hereinafter described.

Ancora in figura 6 è visibile il supporto 20 nel suo complesso, con le relativa parti 20a e 20b, con relativi componenti elettrici ed elettronici associati; il medesimo supporto 20 è anche rappresentato isolatamente nelle figure 7 e 8, tramite viste opposte delle sue facce maggiori. Il supporto di circuito 20, di forma generalmente allungata e preferibilmente appiattita, ha associati su una delle sue facce maggiori -qui definita convenzionalmente “retro” - una disposizione circuitale di controllo, indicata globalmente con 23, comprendente di preferenza un controllore elettronico 24, ad esempio un microcontrollore. Il controllore 24 comprende preferibilmente almeno un’unità logica di elaborazione e/o controllo, un circuito di memoria ed ingressi ed uscite, tra le quali ingressi di tipo analogico/digitale. Also in figure 6 the support 20 as a whole is visible, with the relative parts 20a and 20b, with relative associated electrical and electronic components; the same support 20 is also represented in isolation in figures 7 and 8, through opposite views of its major faces. The circuit support 20, of generally elongated and preferably flattened shape, has associated on one of its major faces - here conventionally defined "rear" - a control circuit arrangement, globally indicated with 23, preferably comprising an electronic controller 24, to example a microcontroller. The controller 24 preferably comprises at least one processing and / or control logic unit, a memory circuit and inputs and outputs, including analog / digital inputs.

I componenti della disposizione circuitale 23 sono collegati a piste elettricamente conduttive previste nella porzione 20a, visibili ad esempio in figura 8, non indicate; sul retro della porzione 20b del supporto è poi prevista una serie di piste elettricamente conduttive 25, per il collegamento elettrico degli elettrodi J di figura 5 - preferibilmente con fori metallizzati per il collegamento tra piste su differenti superfici - e di eventuali altri componenti alla disposizione 23. The components of the circuit arrangement 23 are connected to electrically conductive tracks provided in the portion 20a, visible for example in Figure 8, not shown; on the back of the portion 20b of the support there is then provided a series of electrically conductive tracks 25, for the electrical connection of the electrodes J of figure 5 - preferably with metallized holes for the connection between tracks on different surfaces - and of any other components in the arrangement 23 .

In una forma di attuazione il circuito comprende almeno un sensore di temperatura, particolarmente previsto sul relativo supporto di circuito 20. Un tale sensore, ad esempio di tipo NTC, può essere montato in corrispondenza di almeno una tra la regione di estremità distale e la regione di estremità prossimale della porzione 20b del supporto 20. Nell’esempio raffigurato sulla porzione 20b del supporto 20, particolarmente sul suo retro, sono montati due sensori di temperatura 26 e 27, in regioni di estremità opposte della porzione 20b, collegati alla disposizione circuitale 23 tramite relative piste conduttive. Assumendo un montaggio del sensore 10 nel serbatoio 1 del tipo illustrato in figura 2, il sensore di temperatura 27 è utilizzabile per una rilevazione della temperatura del liquido, mentre il sensore 26 -che nella condizione montata si trova più prossimo alla parete superiore del serbatoio - può essere utilizzato per rilevare la temperatura che sussiste nel volume interno del serbatoio al di sopra del liquido, ad esempio la temperatura dell’aria. Una configurazione del tipo rappresentato, in particolare con due sensori di temperatura 26 e 27, consente il montaggio del sensore 10 nel serbatoio 1 sia nella configurazione di figura 1 che nella configurazione di figura 2, invertendo a livello software le funzioni, quali le funzioni dei due sensori e/o le funzioni degli elettrodi J. In one embodiment, the circuit comprises at least one temperature sensor, particularly provided on the relative circuit support 20. Such a sensor, for example of the NTC type, can be mounted in correspondence with at least one of the distal end region and the region of the proximal end of the portion 20b of the support 20. In the example shown on the portion 20b of the support 20, particularly on its rear, two temperature sensors 26 and 27 are mounted, in opposite end regions of the portion 20b, connected to the circuit arrangement 23 through relative conductive tracks. Assuming a mounting of the sensor 10 in the tank 1 of the type illustrated in Figure 2, the temperature sensor 27 can be used for measuring the temperature of the liquid, while the sensor 26 - which in the assembled condition is located closer to the upper wall of the tank - it can be used to detect the temperature that exists in the internal volume of the tank above the liquid, for example the air temperature. A configuration of the type shown, in particular with two temperature sensors 26 and 27, allows the sensor 10 to be mounted in the tank 1 both in the configuration of Figure 1 and in the configuration of Figure 2, by inverting the functions at the software level, such as the functions of the two sensors and / or electrode functions J.

Un sensore per la rilevazione di temperatura può eventualmente essere previsto nell’ambito della porzione 20a del supporto, ovvero nell’ambito dell’alloggiamento 12. E’ naturalmente anche possibile prevedere più di due sensori di temperatura, ad esempio con uno o più sensori in posizioni intermedie a quelle dei sensori 26 e 27. A sensor for detecting the temperature can optionally be provided within the portion 20a of the support, that is, within the housing 12. It is of course also possible to provide more than two temperature sensors, for example with one or more sensors in intermediate positions to those of sensors 26 and 27.

In figura 8 è ben visibile il fronte del supporto 20, nella cui porzione 20b sono disposti gli elettrodi J, solo alcuni dei quali indicati. Nell’esempio non limitativo raffigurato gli elettrodi J - in numero pari a 37 - sono disposti secondo una schiera che si estende secondo la direzione di lunghezza della porzione 20b del supporto, ovvero lungo l’asse di rilevazione X, distanziati tra loro. Gli elettrodi J sono formati con materiale elettricamente conduttivo, ad esempio un materiale metallico o una lega metallica e sono associati al fronte della porzione 20b del supporto 20. Gli elettrodi J sono preferibilmente complanari tra loro e possono essere ad esempio in forma di piastre o lamine incise o applicate sul supporto 20, oppure costituiti da uno strato elettricamente conduttivo - similmente alle piste 25 - depositato sul supporto 20, ad esempio con tecnica serigrafica o simile. Figure 8 clearly shows the front of the support 20, in the portion 20b of which the electrodes J are arranged, only some of which are indicated. In the non-limiting example shown, the electrodes J - 37 in number - are arranged according to an array that extends along the length direction of the portion 20b of the support, or along the detection axis X, spaced apart. The electrodes J are formed with electrically conductive material, for example a metallic material or a metal alloy and are associated with the front of the portion 20b of the support 20. The electrodes J are preferably coplanar with each other and can be, for example, in the form of plates or sheets. engraved or applied on the support 20, or consisting of an electrically conductive layer - similar to the tracks 25 - deposited on the support 20, for example with a screen printing technique or the like.

Come accennato, in una forma di attuazione il supporto 20 presenta fori passanti - parzialmente visibili nelle figure 7 e 8, uno dei quali indicato con F -contenenti materiale conduttivo per il collegamento elettrico tra gli elettrodi J previsti sul fronte della porzione 20b e le piste conduttive 25 presenti sul retro della medesima porzione del supporto 20. As mentioned, in one embodiment the support 20 has through holes - partially visible in Figures 7 and 8, one of which indicated with F - containing conductive material for the electrical connection between the electrodes J provided on the front of the portion 20b and the tracks conductive 25 present on the back of the same portion of the support 20.

Tornando alla figura 6, in essa è visibile una parte della cavità cieca H che si estende assialmente nel corpo 10a del sensore di livello, ovvero nelle sue parti 12, 14 e 16. Nell’ambito di tale cavità H sono di preferenza previsti elementi di guida e posizionamento del supporto 20, alcuni dei quali parzialmente visibili nelle figure 5 e 6, dove sono indicati con 16a e 12c, rispettivamente in corrispondenza dell’involucro 16 e dell’alloggiamento 12. Elementi di posizionamento del supporto 20 possono essere eventualmente previsti anche nel coperchio 13. Returning to Figure 6, a part of the blind cavity H is visible which extends axially into the body 10a of the level sensor, or in its parts 12, 14 and 16. Within this cavity H, preferably elements of guide and positioning of the support 20, some of which are partially visible in Figures 5 and 6, where they are indicated with 16a and 12c, respectively in correspondence with the casing 16 and the housing 12. Positioning elements of the support 20 can optionally also be provided in the lid 13.

In figura 9 il sensore di livello 10 è visibile in un sezione longitudinale, dalla quale ben si nota la presenza della cavità cieca H che si estende nell’alloggiamento 12, nella formazione di attacco 14 e nell’involucro 16, in tale cavità H essendo alloggiato il supporto di circuito 20. Da tale figura ben si nota come, in una forma di attuazione, il sensore di temperatura 27 si trovi in posizione prossima alla formazione 14 o, più in generale - in una condizione montata del sensore 10 - in una posizione ravvicinata alla parete del serbatoio 1 provvista dell’apertura di montaggio del sensore 10. Dal confronto tra le figure 7-8, da un lato, e la figura 9 dall’altro lato, si desume altresì che anche l’elettrodo indicato con J1è, nella condizione montata di figura 2, in posizione ravvicinata alla parete inferiore del serbatoio, preferibilmente una posizione raggiungibile dal liquido anche in una condizione di pur minimo riempimento del serbatoio. Come si vedrà, in una forma di attuazione, l’elettrodo J1è utilizzato per fornire un valore di riferimento utilizzato nel corso della rilevazione di livello del liquido. Peraltro, uno o più elettrodi J di riferimento possono essere previsti anche in altre zone della porzione 20b del supporto 20. In Figure 9, the level sensor 10 is visible in a longitudinal section, from which the presence of the blind cavity H which extends into the housing 12, into the attachment formation 14 and into the casing 16, in this cavity H being the circuit support 20 is housed. From this figure it is well known how, in one embodiment, the temperature sensor 27 is in a position close to the formation 14 or, more generally - in a mounted condition of the sensor 10 - in a close to the wall of the tank 1 provided with the mounting opening of the sensor 10. From the comparison between figures 7-8, on the one hand, and figure 9 on the other side, it is also inferred that the electrode indicated with J1 is also , in the mounted condition of Figure 2, in a position close to the lower wall of the tank, preferably a position reachable by the liquid even in a condition of even minimal tank filling. As will be seen, in one embodiment, the electrode J1 is used to provide a reference value used during the liquid level detection. Moreover, one or more reference electrodes J can also be provided in other areas of the portion 20b of the support 20.

In figura 9 è anche visibile il corpo connettore 12a, con uno dei relativi terminali 21. I terminali 21 possono essere piantati con interferenza in relativi passaggi definiti nel corpo connettore 12a, o eventualmente almeno il corpo dell’alloggiamento 12 può essere sovrastampato ai terminali. Di preferenza, i terminali - ed i relativi passaggi del corpo connettore - si estendono longitudinalmente in una direzione sostanzialmente perpendicolare rispetto ad un piano individuato dal supporto di circuito 20 e/o dagli elettrodi J. Figure 9 also shows the connector body 12a, with one of its terminals 21. The terminals 21 can be planted with interference in the relevant passages defined in the connector body 12a, or possibly at least the housing body 12 can be overmolded at the terminals. Preferably, the terminals - and the relative passages of the connector body - extend longitudinally in a direction substantially perpendicular to a plane identified by the circuit support 20 and / or by the electrodes J.

In una forma di attuazione i contatti 22 sono configurati per l’accoppiamento elastico con i terminali 21, onde ottenere il mutuo collegamento elettrico e meccanico tra di loro. In figura 10, e ancor più in dettaglio in figura 11, è visibile un possibile modalità di accoppiamento tra la porzione 21b di un terminale 21 con un relativo contatto 22 previsto nella porzione 20a del supporto. In one embodiment, the contacts 22 are configured for elastic coupling with the terminals 21, in order to obtain the mutual electrical and mechanical connection between them. In figure 10, and even more in detail in figure 11, a possible coupling method is visible between the portion 21b of a terminal 21 with a relative contact 22 provided in the portion 20a of the support.

Nella forma di attuazione esemplificata - si veda in particolare figura 11 - i contatti hanno una base piana 22a provvista di un foro o passaggio centrale 22b; dalla base 22a si dipartono, da parti opposte del passaggio 22b, almeno due linguette 22c convergenti l’una verso l’altra. Il corpo dei contatti 22 è formato con un materiale elettricamente conduttivo, quale un metallo o una lega metallica, ad esempio bronzo fosforoso, preferibilmente rivestito con stagno o oro o altro materiale atto a migliorare il contatto elettrico. In the exemplified embodiment - see in particular Figure 11 - the contacts have a flat base 22a provided with a central hole or passage 22b; at least two tabs 22c converging towards each other depart from the base 22a on opposite sides of the passage 22b. The contact body 22 is formed with an electrically conductive material, such as a metal or a metal alloy, for example phosphor bronze, preferably coated with tin or gold or other material suitable for improving the electrical contact.

Le linguette 22c sono inserite in un relativo foro passante 20c definito nella porzione 20a del supporto e la base 22a viene fissata e/o saldata ad una superficie del supporto stesso o a sue piste conduttive. Di preferenza il foro 20c è circondato da materiale elettricamente conduttivo di una delle piste del disegno di circuito della disposizione circuitale 23, con la base 22a del contatto 22 che risulta almeno parzialmente sovrapposta al suddetto materiale conduttivo, così da ottenere il collegamento elettrico. Come visibile anche in figura 11, nella condizione assemblata, il passaggio 22b di un contatto è sostanzialmente allineato al foro 20c del supporto 20, con la base 22a addossata ad una superficie del supporto stesso (qui la superficie posteriore) e con le linguette 22c che preferibilmente sporgono dal foro 20c in corrispondenza della superficie opposta (qui la superficie frontale) del supporto 20. The tabs 22c are inserted in a relative through hole 20c defined in the portion 20a of the support and the base 22a is fixed and / or welded to a surface of the support itself or to its conductive tracks. Preferably the hole 20c is surrounded by electrically conductive material of one of the tracks of the circuit design of the circuit arrangement 23, with the base 22a of the contact 22 which is at least partially superimposed on the aforementioned conductive material, so as to obtain the electrical connection. As can also be seen in Figure 11, in the assembled condition, the passage 22b of a contact is substantially aligned with the hole 20c of the support 20, with the base 22a leaning against a surface of the support itself (here the rear surface) and with the tabs 22c which preferably they protrude from the hole 20c at the opposite surface (here the front surface) of the support 20.

Ai fini dell’assemblaggio del sensore il supporto 20, già provvisto della relativa componentistica elettrica ed elettronica, viene inserito nella cavità H del corpo 10a del sensore 10 in corrispondenza della sua parte aperta, ovvero dall’alloggiamento 12. A seguito di tale inserimento, quindi, la porzione 20b del supporto 20 risulta prevalentemente posizionata nell’ambito dell’involucro 16, mentre la porzione 20a risulta posizionata nell’ambito dell’alloggiamento 12. La posizione dei contatti 22 e dei fori 20c sul supporto 20 è tale per cui, a seguito del suddetto inserimento del supporto 20 nel corpo 10a, tali fori e contatti risultano affacciati ai passaggi interni al corpo connettore 12b. I terminali 21 vengono quindi piantati con interferenza nei relativi passaggi del corpo connettore 12a, di modo che le rispettive porzioni di interconnessione 21b penetrino dei fori 22a e 20c dei contatti 22 e del supporto 20, rispettivamente. Le porzioni 21b dei terminali si insinuano quindi tra le alette 22c, causandone una divaricazione elastica, che garantisce un adeguato collegamento elettrico ed un collegamento meccanico ben bilanciato. Preferibilmente tale connessione elettrica elastica è anche idonea ad evitare eventuali danni al supporto 20 ed al relativo circuito, dovuti ad esempio a possibili sollecitazioni meccaniche durante l’utilizzo del sensore 10, quali vibrazioni o stress applicati sui terminali 21. For the purposes of assembling the sensor, the support 20, already provided with the relative electrical and electronic components, is inserted into the cavity H of the body 10a of the sensor 10 in correspondence with its open part, that is, from the housing 12. Following this insertion, therefore, the portion 20b of the support 20 is predominantly positioned within the housing 16, while the portion 20a is positioned within the housing 12. The position of the contacts 22 and of the holes 20c on the support 20 is such that, following the aforementioned insertion of the support 20 into the body 10a, these holes and contacts face the passages inside the connector body 12b. The terminals 21 are then inserted with interference in the relative passages of the connector body 12a, so that the respective interconnection portions 21b penetrate the holes 22a and 20c of the contacts 22 and of the support 20, respectively. The portions 21b of the terminals then slip between the fins 22c, causing an elastic spreading thereof, which guarantees an adequate electrical connection and a well-balanced mechanical connection. Preferably, this elastic electrical connection is also suitable for avoiding any damage to the support 20 and the related circuit, due for example to possible mechanical stresses during the use of the sensor 10, such as vibrations or stress applied to the terminals 21.

Si apprezzerà che l’assemblaggio del sensore risulta molto semplice e facilmente automatizzabile, comportando operazioni in sé elementari, costituite dall’inserimento del supporto di circuito 20 nella cavità H del corpo 10a ed il successivo piantaggio dei terminali 21 nei relativi passaggi del corpo connettore 12a. It will be appreciated that the assembly of the sensor is very simple and easy to automate, involving in themselves elementary operations, consisting of the insertion of the circuit support 20 into the cavity H of the body 10a and the subsequent insertion of the terminals 21 in the relative passages of the connector body 12a .

Come accennato, in una forma di attuazione, il corpo 10a del sensore 10 è provvisto di elementi di posizionamento e/o guida del supporto 20. La presenza di tali elementi semplifica ulteriormente l’assemblaggio del sensore 10, garantendo al contempo una elevata precisione di montaggio tra le parti ed una maggior precisione di misura. I suddetti elementi di posizionamento possono essere previsti nell’ambito di almeno uno tra l’alloggiamento 12 e l’involucro 16, preferibilmente sia nell’alloggiamento che nell’involucro. Come già accennato, uno o più elementi di posizionamento possono essere previsti nel coperchio 13 dell’alloggiamento 12. As mentioned, in one embodiment, the body 10a of the sensor 10 is provided with positioning and / or guiding elements of the support 20. The presence of these elements further simplifies the assembly of the sensor 10, while ensuring a high accuracy of assembly between parts and greater measurement accuracy. The aforementioned positioning elements can be provided within at least one of the housing 12 and the housing 16, preferably both in the housing and in the housing. As already mentioned, one or more positioning elements can be provided in the cover 13 of the housing 12.

Riferendosi ad esempio alle figure 10 e 11, in una forma di attuazione, sul lato interno di ciascuna di due pareti laterali opposte dell’alloggiamento 12 sono definite guide di inserimento e posizionamento, indicate con 12c, generalmente parallele tra loro e tra le quali è impegnabile una regione di bordo del supporto 20, particolarmente della sua porzione 20a. Nell’esempio illustrato le guide 12c sono definite in rilievo sulla superficie interna delle suddette pareti opposte dell’alloggiamento 12 (si veda a riferimento anche la figura 6, in cui è visibile la sommità di una guida 12c), ma non è esclusa dall’ambito dell’invenzione una realizzazione in cui guide aventi finalità simili a quelle delle guide 12c sono costituite da incavi che si estendono nella direzione longitudinale del corpo del sensore 10. Di preferenza la sommità delle guide 12c è conformata in modo da avere un invito di centraggio, qui definito da una superficie inclinata, atto ad agevolare l’imbocco dei bordi opposti della porzione 20a del supporto nelle rispettive coppie di guide 12c. La porzione 20a del supporto 20 può essere inserita con leggera interferenza tra le guide 12c o con gioco minimo. Referring for example to Figures 10 and 11, in one embodiment, on the inner side of each of two opposite side walls of the housing 12 there are defined insertion and positioning guides, indicated with 12c, generally parallel to each other and between which there is an edge region of the support 20, particularly of its portion 20a, can be engaged. In the example illustrated, the guides 12c are defined in relief on the internal surface of the aforesaid opposite walls of the housing 12 (see also Figure 6, in which the top of a guide 12c is visible), but it is not excluded from the scope of the invention an embodiment in which guides having similar purposes to those of the guides 12c are constituted by recesses extending in the longitudinal direction of the sensor body 10. Preferably the top of the guides 12c is shaped so as to have a centering hole , here defined by an inclined surface, adapted to facilitate the entry of the opposite edges of the portion 20a of the support into the respective pairs of guides 12c. The portion 20a of the support 20 can be inserted with slight interference between the guides 12c or with minimal play.

Dalla figura 10 è anche visibile come, in una forma di attuazione preferita, anche il coperchio 13 presenta, sul lato interno della sua parete di sommità, una formazione di posizionamento 13a, definente una sede per il bordo prossimale o superiore (riferendosi alla figura) della porzione 20a. Anche in questo caso, di preferenza, la formazione di posizionamento 13a è conformata in modo da definire un invito di centraggio, qui comprensivo di due superfici inclinate convergenti, onde agevolare l’imbocco del bordo prossimale o superiore della porzione 20a nella relativa sede quando il coperchio 13 viene montato sull’alloggiamento 12. La formazione 13a comprende di preferenza una superficie o un elemento di fermo 13b idoneo ad evitare indesiderati movimenti assiali del supporto 20. From Figure 10 it is also visible how, in a preferred embodiment, the lid 13 also has, on the internal side of its top wall, a positioning formation 13a, defining a seat for the proximal or upper edge (referring to the figure) of portion 20a. Also in this case, preferably, the positioning formation 13a is shaped so as to define a centering hole, here comprising two converging inclined surfaces, in order to facilitate the entry of the proximal or upper edge of the portion 20a into the relative seat when the cover 13 is mounted on the housing 12. The formation 13a preferably comprises a surface or a stop element 13b suitable for avoiding unwanted axial movements of the support 20.

In una forma di attuazione preferita, tra l’estremità distale dell’involucro 16 e l’estremità distale del supporto 20 (ovvero della sua porzione 20a) è definito un spazio libero o luce, particolarmente per consentire di compensare eventuali differenti dilatazioni tra il materiale che forma l'involucro 16 ed il materiale che forma il supporto 20: una tale luce è indicata con H1in figura 12, che rappresenta un dettaglio ingrandito di figura 9, particolarmente della porzione di estremità distale del sensore 10. Per chiarire questo aspetto si consideri che un campo preferenziale di utilizzo del sensore 10, quale il settore dei veicoli, prevede il raggiungimento di temperature molto basse, ad esempio sino a -40° C, con una produzione del dispositivo che avviene invece sostanzialmente a temperatura ambiente, ad esempio a 25°C: riferendosi a tale esempio numerico, il sensore 10 è quindi soggetto ad una notevole escursione termica, alla quale corrispondono ritiri dell’involucro 16 variabili in relazione al materiale plastico impiegato. In a preferred embodiment, a free space or gap is defined between the distal end of the casing 16 and the distal end of the support 20 (or of its portion 20a), particularly to allow to compensate for any different dilatations between the material. which forms the casing 16 and the material which forms the support 20: such a port is indicated with H1 in figure 12, which represents an enlarged detail of figure 9, particularly of the distal end portion of the sensor 10. To clarify this aspect, consider that a preferential field of use of the sensor 10, such as the vehicle sector, provides for the achievement of very low temperatures, for example up to -40 ° C, with a production of the device which instead takes place substantially at room temperature, for example at 25 ° C: referring to this numerical example, the sensor 10 is therefore subject to a considerable thermal excursion, which corresponds to shrinkages of the casing 16 which vary in relation to the plastic material used.

Nell'ipotesi di avere una tale differenza o delta termico di 65°C (da 25°C a -40°C) è quindi prevista la luce H1, così da permettere una contrazione libera dell'involucro 16, senza che esso vada a contatto con l’estremità o bordo distale del supporto 20 e/è o prevista una luce H1tale da evitare che detta contrazione dell’involucro 16 possa danneggiare uno o più elettrodi J. Riferendosi ai materiali in precedenza citati, si possono considerare i seguenti valori di dilatazione termica: In the hypothesis of having such a difference or thermal delta of 65 ° C (from 25 ° C to -40 ° C), the port H1 is therefore provided, so as to allow a free contraction of the envelope 16, without it coming into contact with the distal end or edge of the support 20 and / or a port H1 is provided to prevent said contraction of the envelope 16 from damaging one or more electrodes J. Referring to the materials mentioned above, the following expansion values can be considered thermal:

- HDPE => 200 ppm/°C - HDPE => 200 ppm / ° C

- PP => 120 ppm/°C - PP => 120 ppm / ° C

- COC => 60 ppm/°C - COC => 60 ppm / ° C

- FR4 (supporto 20) => 20 ppm/°C - FR4 (support 20) => 20 ppm / ° C

Considerando ora la formula H1[mm] = h unitario [mm/mm] x lunghezza Lu del sensore [mm], per il delta termico qui esemplificato (65° C) possono essere considerati i seguenti valori di h unitario: Considering now the formula H1 [mm] = unit h [mm / mm] x length Lu of the sensor [mm], for the thermal delta exemplified here (65 ° C) the following values of unit h can be considered:

- h per HDPE = 0,012 mm/mm - h for HDPE = 0.012 mm / mm

- h per PP = 0,007 mm/mm - h for PP = 0.007 mm / mm

- h per COC = 0,003 mm/mm - h for COC = 0.003 mm / mm

Pertanto, ad esempio per un corpo di sensore 10 con Lu = 150 mm in HDPE si avrà che il valore minimo di H1è pari a 0,012 x 150 = 1,8 mm; per un corpo di sensore di identica lunghezza Lu realizzato in PP, il valore minimo di H1è pari a 0,007 x 150 = 1,05 mm; per il medesimo corpo di sensore realizzato in COC, il valore minimo di H1è pari a 0,003 x 150 = 0,45 mm. Therefore, for example for a sensor body 10 with Lu = 150 mm in HDPE, the minimum value of H1 will be equal to 0.012 x 150 = 1.8 mm; for a sensor body of identical length Lu made of PP, the minimum value of H1 is equal to 0.007 x 150 = 1.05 mm; for the same sensor body made of COC, the minimum value of H1 is equal to 0.003 x 150 = 0.45 mm.

In una forma di attuazione preferita la porzione 20b del supporto di circuito 20 è posizionata entro l’involucro 16 del corpo 10a del sensore di livello in modo che il suo fronte, ovvero la sua faccia provvista degli elettrodi J, risulti adiacente o addossata alla relativa superficie interna, preferibilmente almeno parzialmente a contatto con essa. A tale scopo, di preferenza, all’interno dell’involucro 16 sono previsti uno o più elementi di posizionamento, tendenti a sollecitare la porzione 20b del supporto verso una parete dell’involucro 16. In un’attuazione, dal lato interno di una parete dell’involucro 16 sporge almeno un suddetto elemento di posizionamento, che si estende in direzione della parete opposta dello stesso involucro. In a preferred embodiment, the portion 20b of the circuit support 20 is positioned within the casing 16 of the body 10a of the level sensor so that its front, or its face provided with the electrodes J, is adjacent or leaning against the relative internal surface, preferably at least partially in contact with it. For this purpose, one or more positioning elements are preferably provided inside the casing 16, tending to urge the portion 20b of the support towards a wall of the casing 16. In one embodiment, from the inner side of a wall of the casing 16 protrudes at least one said positioning element, which extends in the direction of the opposite wall of the casing itself.

Una possibile forma di attuazione in tal senso è visibile in figura 13, che rappresenta una sezione trasversale dell’involucro 16 (particolarmente secondo un piano ortogonale all’asse X, passante ad esempio per la linea XIII-XIII di figura 4): da tale figura si nota come, dal lato interno di una delle pareti maggiori dell’involucro 16 sporgano due rilievi 16a (uno dei quali visibile anche nelle figure 5 e 9), generalmente paralleli tra loro e che si estendono nella direzione longitudinale dell’involucro, preferibilmente ma non necessariamente per la sua intera lunghezza (tali rilevi potendo anche presentare interruzioni intermedie). I rilievi 16a, qui definiti integralmente dal corpo 10a o dall’involucro 16, hanno di preferenza un profilo rastremato, di modo che una loro sommità generalmente appuntita o assottigliata risulti premuta contro il retro della porzione 20b del supporto 20. Come si intuisce, a seguito dell’inserimento del supporto 20 nella cavità H, i rilievi 16a sono atti a sollecitare il fronte della parte 20b contro la superficie interna della parete dell’involucro 16 opposta a quella da cui si elevano i rilievi stessi. Tale sollecitazione ha vantaggiosamente una componente elastica, dovuta ad una certa elasticità del materiale plastico costituente l’involucro 16. A possible embodiment in this sense is visible in figure 13, which represents a cross section of the casing 16 (particularly according to a plane orthogonal to the X axis, passing for example through the line XIII-XIII of figure 4): from this figure it can be seen how, from the inner side of one of the major walls of the casing 16 protrude two reliefs 16a (one of which is also visible in figures 5 and 9), generally parallel to each other and extending in the longitudinal direction of the casing, preferably but not necessarily for its entire length (these findings may also present intermediate interruptions). The projections 16a, here defined integrally by the body 10a or by the casing 16, preferably have a tapered profile, so that a generally pointed or thinned top of them is pressed against the rear of the portion 20b of the support 20. As can be understood, a following the insertion of the support 20 into the cavity H, the projections 16a are able to urge the front of the part 20b against the internal surface of the wall of the casing 16 opposite to that from which the projections themselves rise. This stress advantageously has an elastic component, due to a certain elasticity of the plastic material constituting the casing 16.

In una forma di attuazione l’elemento posizionamento 16a o ciascun elemento di posizionamento 16a è formato con un materiale diverso da quello dell’involucro 16, quale un elastomero, ad esempio montato o costampato o sovrastampato all’involucro 16 e/o avere altra forma diversa da quella rappresentata, pur atta ad operare in spinta e/o in modo elastico sul supporto 20 e gli elettrodi J. In one embodiment, the positioning element 16a or each positioning element 16a is formed with a material different from that of the casing 16, such as an elastomer, for example mounted or co-molded or over-molded to the casing 16 and / or having another shape different from that shown, although able to operate in thrust and / or in an elastic manner on the support 20 and the electrodes J.

In un’attuazione preferita il rilievo o i rilievi 16a sono configurati per poter cedere elasticamente e/o deformarsi almeno nella loro zona di sommità, in modo da poter eventualmente consentire l’inserimento del supporto 20 anche nel caso in cui lo spessore di quest’ultimo sia maggiore di quello della distanza tra la punta dei rilievi 16a e la superficie interna dell’involucro 16 affacciata a tale punta (condizione che si potrebbe verificare a fronte di tolleranze dimensionali dovute a differenti ritiri del materiale plastico durante il relativo stampaggio), comunque garantendo la suddetta spinta. In a preferred embodiment, the relief or reliefs 16a are configured to be able to yield elastically and / or deform at least in their top area, so as to be able to possibly allow the insertion of the support 20 even if the thickness of the latter is greater than that of the distance between the tip of the projections 16a and the internal surface of the casing 16 facing this tip (a condition that could occur in the face of dimensional tolerances due to different shrinkage of the plastic material during the relative molding), however guaranteeing the aforementioned thrust.

In una forma di attuazione all’interno dell’involucro 16 - o comunque almeno tra il supporto 20 e la relativa parete affacciata dell’involucro 16a - è immesso un materiale fluido di riempimento non elettricamente conduttivo, onde preferibilmente assicurare l’assenza di bolle d’aria - particolarmente tra gli elettrodi J e l’involucro 16 - che potrebbero inficiare la corretta misura del livello, eseguita secondo le modalità in seguito descritte. Il suddetto materiale di riempimento, che di preferenza è destinato ad incapsulare e/o essere a contatto con almeno la porzione 20b del supporto 20, può essere ad esempio una resina poliuretanica o, preferibilmente, un gel, molto preferibilmente un gel siliconico. Un gel siliconico idoneo all’applicazione è ad esempio quello denominato SilGel® 612, commercializzato da Wacker Chemie AG, Monaco, Germania. In one embodiment, a non-electrically conductive filling fluid material is introduced inside the casing 16 - or in any case at least between the support 20 and the relative facing wall of the casing 16a, in order to preferably ensure the absence of bubbles. air - particularly between the electrodes J and the casing 16 - which could affect the correct level measurement, carried out according to the methods described below. The aforementioned filling material, which is preferably intended to encapsulate and / or be in contact with at least the portion 20b of the support 20, can be for example a polyurethane resin or, preferably, a gel, most preferably a silicone gel. A silicone gel suitable for application is for example the one called SilGel® 612, marketed by Wacker Chemie AG, Munich, Germany.

La presenza del gel suddetto ha principalmente la funzione di riempire gli eventuali interstizi che si determinano tra il fronte della porzione 20b del sensore e la parete dell’involucro 16 ad essa affacciata: tali interstizi - per quanto di volume minimo - possono sussistere ad esempio a causa della rugosità superficiale del supporto 20 e/o degli elettrodi J, o ancora quando gli elettrodi J hanno uno spessore che ne determina una leggera sporgenza rispetto alla superficie frontale della porzione 20b del supporto di circuito, o ancora a causa della rugosità e/o della possibile deformazione della parete dell’involucro 16, ad esempio a seguito della finitura superficiale del relativo stampo e/o del differente ritiro del materiale polimerico e/o termoplastico nel caso di stampaggio dell’involucro 16. The presence of the aforementioned gel has the main function of filling any gaps that arise between the front of the sensor portion 20b and the wall of the casing 16 facing it: these gaps - even if of minimal volume - may exist for example at due to the surface roughness of the support 20 and / or the electrodes J, or again when the electrodes J have a thickness which causes a slight protrusion thereof with respect to the front surface of the portion 20b of the circuit support, or again due to the roughness and / or the possible deformation of the wall of the casing 16, for example following the surface finish of the relative mold and / or the different shrinkage of the polymeric and / or thermoplastic material in the case of molding the casing 16.

I concetti suesposti sono ulteriormente chiariti dai dettagli di cui alle figure 14 e 15. Nel dettaglio di figura 14 sono ben visibili la sommità di un rilievo 16, che preme sul retro della porzione 20b del supporto, con ciò spingendo gli elettrodi - uno dei quali indicato con J - contro la superficie interna della parete affacciata dell’involucro 16. L’ulteriore ingrandimento di figura 15 evidenzia la zona di interfaccia tra l’elettrodo J e la suddetta parete dell’involucro 16, dalla quale è possibile rilevare come - nel caso esemplificato - le superfici affacciate dei due elementi in questione presentino rispettive micro-cavità, ad esempio dovute a rugosità superficiali e/o deformazioni di materiali (ad esempio differenti ritiri del materiale durante lo stampaggio, lievi curvature, eccetera). In presenza del gel suddetto - indicato con G in figura 15 all’interfaccia tra e suddette micro cavità - i rilievi 16a sollecitano la parte 20b del supporto 20 contro la superficie interna dell’involucro 16, con ciò favorendo la fuoriuscita del gel in eccesso tra le due parti in questione: in tal modo, tra tali parti affacciate permane solo un film di gel G strettamente necessario per riempire le suddette micro-cavità. La citata fuoriuscita del gel G in eccesso è preferibilmente consentita dalla presenza di almeno una camera di sfogo nell’involucro 16, ad esempio comprendente la parte della cavità H interna all’involucro 16 che non è occupata dal supporto 20 e dai rilievi 16a: tale camera è indicata schematicamente con H2in figura 13 (la camera H2.può eventualmente comprendere lo spazio precedentemente indicato con H1). The above concepts are further clarified by the details in figures 14 and 15. In the detail in figure 14 the top of a relief 16 is clearly visible, which presses on the back of the portion 20b of the support, thereby pushing the electrodes - one of which indicated with J - against the internal surface of the facing wall of the casing 16. The further enlargement of figure 15 highlights the interface area between the electrode J and the aforementioned wall of the casing 16, from which it is possible to see how - in exemplified case - the facing surfaces of the two elements in question have respective micro-cavities, for example due to surface roughness and / or deformations of materials (for example different shrinkage of the material during molding, slight curvatures, etc.). In the presence of the aforementioned gel - indicated with G in Figure 15 at the interface between and said micro cavity - the reliefs 16a urge the part 20b of the support 20 against the internal surface of the envelope 16, thereby favoring the escape of the excess gel between the two parts in question: in this way, between these facing parts there remains only a film of gel G strictly necessary to fill the aforementioned micro-cavities. The aforementioned leakage of the excess gel G is preferably allowed by the presence of at least one vent chamber in the casing 16, for example comprising the part of the cavity H inside the casing 16 which is not occupied by the support 20 and by the projections 16a: such chamber is schematically indicated with H2 in figure 13 (chamber H2 may possibly include the space previously indicated with H1).

Dalla figura 14 si apprezza anche una deformazione o lieve asportazione di materiale dalla sommità del rilievo 16a, che nell’esempio assume appunto una punta nominalmente arrotondata: come spiegato, la forma rastremata dei rilievi 16a è finalizzata a consentire una deformazione, particolarmente nel caso in cui la porzione 20b del supporto di circuito venga inserito in modo forzato nella cavità dell’involucro 16 (ad esempio nel caso di eccessivi ritiri dimensionali o tolleranze dovute allo stampaggio dell'involucro stesso), e per garantire sia la citata spinta volta ad ottenere un buon contatto tra gli elettrodi J e la superficie interna dell’involucro 16, sia a far defluire il gel in eccesso, ai fini di un’affidabile e precisa rilevazione. A tale riguardo si consideri che, nell’attuazione preferita, il gel viene immesso nella cavità dell’involucro 16 onde sostanzialmente riempirla, ma a fini pratici è sufficiente che il gel sia presente nella zona di interfaccia tra la porzione 20b del supporto con gli elettrodi J e la superficie affacciata dell’involucro 16, dove il gel in eccesso può come detto defluire nella suddetta camera di sfogo H2all’interno dell’involucro. Figure 14 also shows a deformation or slight removal of material from the top of the relief 16a, which in the example assumes a nominally rounded tip: as explained, the tapered shape of the reliefs 16a is aimed at allowing a deformation, particularly in the case of where the portion 20b of the circuit support is inserted forcibly into the cavity of the casing 16 (for example in the case of excessive dimensional shrinkage or tolerances due to the molding of the casing itself), and to ensure both the aforementioned thrust aimed at obtaining a good contact between the electrodes J and the internal surface of the envelope 16, both to allow the excess gel to flow out, for the purpose of a reliable and precise detection. In this regard, it should be considered that, in the preferred embodiment, the gel is introduced into the cavity of the envelope 16 in order to substantially fill it, but for practical purposes it is sufficient for the gel to be present in the interface area between the portion 20b of the support with the electrodes. J is the facing surface of the casing 16, where the excess gel can, as said, flow into the aforementioned vent chamber H2 inside the casing.

Come già accennato, le modalità di fissaggio del corpo 10a del sensore di livello 10 al serbatoio possono essere differenti da quelle in precedenza esemplificate. In generale, l’accoppiamento può essere basato sulla presenza di elementi in rilievo associati ad uno tra il corpo 10a del sensore 10 ed il serbatoio 1, previsti per l’accoppiamento con cavità o sedi presente sull’altro tra serbatoio e corpo 10a del sensore, l’accoppiamento avvenendo preferibilmente seguito di un movimento in parte assiale ed in parte angolare. In una forma di attuazione, l’accoppiamento meccanico tra il corpo 10a ed il serbatoio è un accoppiamento rapido, ad esempio un aggancio a scatto o un accoppiamento filettato o un innesto rapido. In figura 16 è ad esempio esemplificato il caso di un accoppiamento tra sensore 10 e serbatoio 1 basato su di un sistema di innesto sostanzialmente di tipo a baionetta. In tale esempio il corpo 10a del sensore è provvisto, nella sua porzione di attacco 14, di una pluralità di denti o rilievi superficiali di aggancio, uno solo dei quali visibile, indicato con 12d, destinati all’accoppiamento in rispettive sedi di aggancio 5a definite in posizioni periferiche rispetto all’apertura 5 della parete del serbatoio 1 provvista dell’apertura 5, qui la parete inferiore 4. Di preferenza tale parete del serbatoio 1 ha, in corrispondenza dell’apertura 5, un alloggiamento cilindrico di ricezione della porzione di attacco 14 e della relativa guarnizione 15, con le sedi 5a che si estendono tra la faccia superiore della parete 4 e la superficie cilindrica del suddetto alloggiamento. Ai fini dell’accoppiamento, il corpo 10a viene inserito attraverso l’apertura 5, sino a che la guarnizione 15 si attesta su di una relativa superficie di riscontro definita nel suddetto alloggiamento cilindrico, in cui anche la porzione di attacco è ricevuta. Tale inserimento viene effettuato di modo che i rilievi 12d si imbocchino in un tratto sostanzialmente verticale delle rispettive sedi 5a; un successivo movimento angolare impartito al corpo 10a determina il passaggio dei rilievi 12d in tratto sostanzialmente orizzontale delle sedi 5a, con un conseguente aggancio tra le parti, come tipicamente avviene in innesti a baionetta di tipo noto (potendosi comunque prevedere anche tratti inclinati nelle sedi 5a). As already mentioned, the methods for fixing the body 10a of the level sensor 10 to the tank can be different from those previously exemplified. In general, the coupling can be based on the presence of raised elements associated with one between the body 10a of the sensor 10 and the tank 1, provided for coupling with cavities or seats present on the other between the tank and the body 10a of the sensor. , the coupling preferably taking place following a partly axial and partly angular movement. In one embodiment, the mechanical coupling between the body 10a and the tank is a quick coupling, for example a snap coupling or a threaded coupling or a quick coupling. Figure 16 exemplifies, for example, the case of a coupling between sensor 10 and tank 1 based on a substantially bayonet-type coupling system. In this example, the body 10a of the sensor is provided, in its attachment portion 14, with a plurality of teeth or surface hooking projections, only one of which is visible, indicated by 12d, intended for coupling into respective defined hooking seats 5a in peripheral positions with respect to the opening 5 of the wall of the tank 1 provided with the opening 5, here the lower wall 4. Preferably, this wall of the tank 1 has, in correspondence with the opening 5, a cylindrical housing for receiving the attachment portion 14 and of the relative gasket 15, with the seats 5a extending between the upper face of the wall 4 and the cylindrical surface of the aforementioned housing. For the purpose of coupling, the body 10a is inserted through the opening 5, until the gasket 15 abuts on a relative abutment surface defined in the aforementioned cylindrical housing, in which the attachment portion is also received. This insertion is carried out in such a way that the reliefs 12d enter a substantially vertical section of the respective seats 5a; a subsequent angular movement imparted to the body 10a determines the passage of the reliefs 12d in a substantially horizontal section of the seats 5a, with a consequent coupling between the parts, as typically occurs in bayonet couplings of a known type (it is also possible to provide inclined sections in the seats 5a ).

In una forma di attuazione è previsto, in aggiunta o in alternativa, un accoppiamento interno al serbatoio, quale un accoppiamento basato su rilievi di aggancio associati ad una tra l’estremità distale del sensore 10 e l’affacciata parete del serbatoio, i quali rilievi di aggancio si accoppiano a cavità presenti sull’altra tra le citate estremità distale e parete. Ad esempio, l’estremità distale dell’involucro 16 può essere provvista di uno o più rilievi o denti di aggancio, preferibilmente rilievi radiali, destinati all’accoppiamento in rispettive sedi di aggancio definite in un elemento che si eleva dalla parete del serbatoio affacciata alla suddetta estremità distale. Tale accoppiamento interno al serbatoio può prevedere elementi tecnicamente equivalenti a quelli descritti in riferimento all’esempio di figura 16. In one embodiment, additionally or alternatively, an internal coupling to the reservoir is provided, such as a coupling based on coupling reliefs associated with one of the distal end of the sensor 10 and the facing wall of the reservoir, which reliefs coupling devices are coupled to cavities present on the other between the aforementioned distal end and wall. For example, the distal end of the casing 16 can be provided with one or more hooking projections or teeth, preferably radial projections, intended for coupling in respective hooking seats defined in an element that rises from the tank wall facing the said distal end. This internal coupling to the tank can provide elements technically equivalent to those described with reference to the example of figure 16.

Un accoppiamento del tipo illustrato in figura 16, oltre a non richiedere specifici utensili, consente di ottenere un montaggio elastico del corpo 10a del sensore 10 sul serbatoio 1. Nella forma di attuazione di cui alla figura 16 la forma dell’alloggiamento 12 è sostanzialmente cilindrica, ferme restando le sue caratteristiche descritte in precedenza. A coupling of the type illustrated in figure 16, in addition to not requiring specific tools, allows to obtain an elastic mounting of the body 10a of the sensor 10 on the tank 1. In the embodiment of figure 16 the shape of the housing 12 is substantially cylindrical , without prejudice to its characteristics described above.

In una forma di attuazione il fissaggio tra il corpo 10a del sensore di livello ed il serbatoio 1 è di tipo permanente, ad esempio realizzato tramite incollaggio o saldatura. Una soluzione di questo tipo è esemplificata in figura 17, in accordo alla quale dal lato esterno della parete 4 del serbatoio 1 (ma potrebbe essere la parete 2) si eleva un rilievo anulare 2a, qui un rilevo sostanzialmente quadrangolare, che circoscrive una regione della parete 4 in cui è definita l’apertura 5, qui consistente sostanzialmente di una fessura avente dimensioni di sezione di poco superiori a quelle dell’involucro 16. In questo caso la porzione di attacco 14 del corpo 10a ha sagoma sostanzialmente complementare al profilo chiuso definito dal rilievo 2a, ovvero quadrangolare nell’esempio illustrato, ed è preferibilmente provvista di un proprio rilievo anulare, complementare o speculare al rilievo 2a, non indicato. Ai fini dell’accoppiamento l’involucro 16 del corpo 10a viene inserito nell’apertura 5, sino a che la porzione di attacco 14 si accoppia con il rilievo 2a. Il fissaggio definitivo tra porzione 14 e rilievo 2a può essere realizzato tramite un collante depositato su almeno una delle due parti in questione (con tale collante che adempie anche funzioni di tenuta) oppure saldando tra loro la porzione 14 ed il rilievo 2a, ad esempio tramite una saldatura laser o a vibrazioni o a ultrasuoni, o ancora con rifusione di materiale o del tipo definito a lama calda. Naturalmente, in questo caso, i materiali costituenti la parete 2 o 4 del serbatoio 1 e la porzione di attacco 14 del corpo del sensore saranno materiali compatibili in vista della saldatura. In one embodiment, the fixing between the body 10a of the level sensor and the tank 1 is of the permanent type, for example made by gluing or welding. A solution of this type is exemplified in figure 17, according to which an annular relief 2a rises from the external side of the wall 4 of the tank 1 (but it could be the wall 2), here a substantially quadrangular relief, which circumscribes a region of the wall 4 in which the opening 5 is defined, here substantially consisting of a slot having section dimensions slightly greater than those of the casing 16. In this case the attachment portion 14 of the body 10a has a shape substantially complementary to the closed profile defined from the relief 2a, or quadrangular in the illustrated example, and is preferably provided with its own annular relief, complementary or specular to the relief 2a, not indicated. For the purpose of coupling, the casing 16 of the body 10a is inserted into the opening 5, until the attachment portion 14 is coupled with the relief 2a. The final fixing between portion 14 and relief 2a can be achieved by means of an adhesive deposited on at least one of the two parts in question (with this adhesive which also performs sealing functions) or by welding together the portion 14 and the relief 2a, for example by a laser or vibration or ultrasonic welding, or with remelting of material or of the type defined with hot blade. Naturally, in this case, the materials constituting the wall 2 or 4 of the tank 1 and the attachment portion 14 of the sensor body will be compatible materials in view of the welding.

Nelle forma di attuazione di cui alla figura 17 la parete dell’alloggiamento 12 da cui sporge il corpo connettore 12a e lo stesso corpo connettore hanno struttura differente rispetto ai casi in precedenza illustrati, ferme restando le caratteristiche del dispositivo descritte con riferimento alle figure 1-15. Nelle figure 16 e 17 anche il collegamento tra i terminali interni al corpo connettore 12a ed il circuito interno del sensore 10 è diverso da quello in precedenza esemplificato. Secondo tali varianti vengono preferibilmente previsti dei connettori elettrici provvisti di un corpo connettore 12a sagomato in modo da definire dei mezzi di codifica, atti a consentire l’accoppiamento univoco con un rispettivo connettore elettrico esterno, e/o dei mezzi di polarizzazione, atti a consentire l’accoppiamento con detto connettore esterno solo nel verso corretto, evitando con ciò inversioni di polarità o collegamenti errati. In the embodiment of Figure 17, the wall of the housing 12 from which the connector body 12a protrudes and the connector body itself have a different structure than in the cases illustrated above, without prejudice to the characteristics of the device described with reference to Figures 1- 15. In Figures 16 and 17 also the connection between the internal terminals of the connector body 12a and the internal circuit of the sensor 10 is different from that previously exemplified. According to these variants, electrical connectors are preferably provided with a connector body 12a shaped so as to define coding means, suitable for allowing univocal coupling with a respective external electrical connector, and / or polarization means, suitable for allowing coupling with said external connector only in the correct direction, thereby avoiding polarity inversions or incorrect connections.

In figura 18 è illustrata una variante di attuazione simile a quella di figura 16, ma contraddistinta dalla presenza di due elementi elastici 15’ e 15”, qui rappresentati da anelli di tipo o-ring, con la porzione 14 di attacco che definisce relative sedi per tali elementi. Di preferenza, i rilievi superficiali di aggancio 12c sono definiti nella porzione 14 in una posizione intermedia ai due elementi elastici 15’ e 15”, ovvero in posizione intermedia alle relative sedi di posizionamento. Come visibile in figura 19, in una tale attuazione, l’alloggiamento cilindrico in corrispondenza dell’apertura di montaggio 5 è conformato in modo da avere due superfici di appoggio assiale 5b e 5c per gli elementi 15’ e 15”, rispettivamente, con le sedi di aggancio 5a per i rilievi 12d che sono in posizione intermedia a tali superfici. Figure 18 illustrates a variant of implementation similar to that of figure 16, but characterized by the presence of two elastic elements 15 'and 15 ", here represented by rings of the O-ring type, with the attachment portion 14 defining the relative seats for such items. Preferably, the coupling surface reliefs 12c are defined in the portion 14 in an intermediate position to the two elastic elements 15 'and 15 ", or in an intermediate position to the relative positioning seats. As can be seen in Figure 19, in such an embodiment, the cylindrical housing at the mounting opening 5 is shaped so as to have two axial bearing surfaces 5b and 5c for the elements 15 'and 15 ", respectively, with the coupling seats 5a for the projections 12d which are in an intermediate position with respect to these surfaces.

In una tale attuazione la guarnizione inferiore 15” svolge funzioni di guarnizione, particolarmente a tenuta radiale tra la porzione 14 del corpo 10a e l’interno del relativo alloggiamento cilindrico. L’elemento elastico 15’ è invece destinato ad essere compresso assialmente tra la relativa superficie di appoggio della porzione 14- indicata con 14a in figura 16 - e la superficie 5b dell’alloggiamento cilindrico: in tal modo, nella condizione assemblata, la reazione elastica dell’elemento 15’ sollecita il corpo 10a nel suo complesso verso l’esterno dell’alloggiamento (verso il basso, con riferimento alla figura 18), garantendo un montaggio elastico ed il recupero di possibili tolleranze tra le parti in gioco. In such an embodiment, the lower gasket 15 "performs gasket functions, particularly as a radial seal between the portion 14 of the body 10a and the interior of the relative cylindrical housing. The elastic element 15 'is instead intended to be axially compressed between the relative resting surface of the portion 14 - indicated with 14a in figure 16 - and the surface 5b of the cylindrical housing: in this way, in the assembled condition, the elastic reaction of the element 15 'urges the body 10a as a whole towards the outside of the housing (towards the bottom, with reference to Figure 18), ensuring an elastic assembly and the recovery of possible tolerances between the parts in play.

Come detto, le configurazioni di montaggio descritte con riferimento alle figure 16-19 sono utilizzabili anche quando il sensore di livello 10 è associato alla parete superiore del serbatoio, similmente a quanto illustrato in figura 1. As said, the mounting configurations described with reference to Figures 16-19 can also be used when the level sensor 10 is associated with the upper wall of the tank, similar to what is illustrated in Figure 1.

Come si è visto, nelle forme di attuazione sin qui citate il sensore di livello 10 include una schiera di elementi capacitivi i quali includono ciascuno un singolo elettrodo J1- Jn(“n” essendo pari a 37, negli esempi sin qui illustrati). Il termine “singolo” intende qui significare che ciascun elettrodo J appartiene ad un elemento capacitivo che non necessita di un ulteriore elettrodo, come tipicamente avviene nei sensori di livello capacitivi noti, i quali presuppongono la presenza di coppie di elettrodi o armature affacciate o interdigitate, oppure la presenza di un elettrodo o armatura comune cui sono affacciati un pluralità di elettrodi o armature. Detto in altre parole, nella soluzione qui proposta ciascun elettrodo J realizza l’armatura di una sorta di “condensatore virtuale”, la cui altra armatura è realizzata dal mezzo soggetto a rilevazione presente nel serbatoio e dove la parete interposta dell’involucro 16 - o altro strato di isolamento che la sostituisce - costituisce il dielettrico o isolante tra le armature di tale condensatore virtuale, a cui eventualmente si aggiunge il dielettrico o isolante costituito dal sopra descritto strato di gel G. As it has been seen, in the embodiments cited up to now the level sensor 10 includes an array of capacitive elements which each include a single electrode J1-Jn ("n" being equal to 37, in the examples illustrated up to now). The term "single" here means that each electrode J belongs to a capacitive element that does not require an additional electrode, as typically occurs in known capacitive level sensors, which presuppose the presence of pairs of facing or interdigitated electrodes or plates, or the presence of a common electrode or armature facing a plurality of electrodes or armatures. In other words, in the solution proposed here each electrode J forms the armature of a sort of "virtual capacitor", the other armature of which is made by the means subject to detection present in the tank and where the interposed wall of the casing 16 - or another layer of insulation that replaces it - constitutes the dielectric or insulator between the plates of this virtual capacitor, to which the dielectric or insulator consisting of the aforementioned layer of gel G is possibly added.

In pratica, quindi, ciascun elettrodo J realizza, unitamente alla relativa elettronica di controllo, una sorta di sensore di prossimità capacitivo, in grado di rilevare la presenza o l’assenza del mezzo anche senza un contatto diretto con quest’ultimo. Un tale tipo di funzionamento si basa sul principio della rilevazione della capacità elettrica di un condensatore: l’elettrodo J è il lato sensibile del condensatore e ne costituisce un'armatura, mentre l'eventuale presenza nelle vicinanze di un mezzo conduttore elettricamente realizza l'altra armatura del condensatore. In tal modo, la presenza o l’assenza di un mezzo in prossimità di ciascun elettrodo J determina una capacità elettrica che l’elettronica di controllo è in grado di rilevare. In practice, therefore, each electrode J creates, together with the relative control electronics, a sort of capacitive proximity sensor, capable of detecting the presence or absence of the medium even without direct contact with the latter. This type of operation is based on the principle of detecting the electrical capacity of a capacitor: the electrode J is the sensitive side of the capacitor and constitutes an armature, while the possible presence in the vicinity of an electrically conducting medium realizes the other capacitor armature. In this way, the presence or absence of a medium in the vicinity of each electrode J determines an electrical capacity that the control electronics is able to detect.

Nell’applicazione qui considerata ciascun elettrodo J è quindi suscettibile di realizzare almeno due diverse strutture capacitive in funzione della presenza o dell’assenza del liquido di fronte ad esso, e precisamente almeno In the application considered here each electrode J is therefore capable of creating at least two different capacitive structures depending on the presence or absence of the liquid in front of it, and precisely at least

- una prima struttura capacitiva avente un primo valore di capacità elettrica, quando un elettrodo J è affacciato al liquido, ovvero quando il livello del liquido nel serbatoio è in corrispondenza o al di sopra dell’elettrodo J considerato, e - a first capacitive structure having a first value of electrical capacity, when an electrode J faces the liquid, or when the liquid level in the tank is at or above the electrode J considered, and

- una seconda struttura capacitiva avente un secondo valore di capacità elettrica, quando un elettrodo J non è affacciato al liquido, ovvero quando il livello del liquido nel serbatoio è al di sotto dell’elettrodo J considerato. - a second capacitive structure having a second value of electrical capacity, when an electrode J is not facing the liquid, or when the level of the liquid in the tank is below the electrode J considered.

Nella realizzazione preferita illustrata, come si è visto, gli elettrodi J sono isolati rispetto al liquido, in quanto contenuti nell’involucro 16 elettricamente isolante ed a tenuta di fluido: la parete dell’involucro 16 cui gli elettrodi J sono affacciati, con l’eventuale strato di gel G interposto, può quindi essere assimilata ad una sorta di dielettrico del sopra citato “condensatore virtuale”. In the preferred embodiment illustrated, as we have seen, the electrodes J are isolated from the liquid, as they are contained in the electrically insulating and fluid-tight casing 16: the wall of the casing 16 which the electrodes J face, with the any interposed layer of gel G can therefore be assimilated to a sort of dielectric of the aforementioned “virtual capacitor”.

Lo spessore della parete dell’involucro 16 affacciata agli elettrodi J, ovvero dello strato di isolamento, può essere indicativamente compreso tra 0,1 e 5 mm, preferibilmente compreso tra 0,6 e 1 mm, molto preferibilmente di circa 0,8 mm. Come già accennato, inoltre, l’involucro cavo 16 può essere sostituto da una sovrastampatura diretta di materia plastica sull’elemento sensibile o da una generica parete o strato di isolamento degli elettrodi J, con spessore della parte affacciata agli elettrodi J analogo a quanto indicato per l’omologa parete dell’involucro 16. The thickness of the wall of the casing 16 facing the electrodes J, or of the insulation layer, can be approximately between 0.1 and 5 mm, preferably between 0.6 and 1 mm, most preferably about 0.8 mm. Furthermore, as already mentioned, the hollow casing 16 can be replaced by a direct overmolding of plastic material on the sensitive element or by a generic wall or layer of insulation of the electrodes J, with a thickness of the part facing the electrodes J similar to that indicated. for the homologous wall of the casing 16.

Ciascun elettrodo J è elettricamente collegato - da solo oppure in comune, particolarmente in parallelo, con almeno un altro elettrodo J, come spiegato in seguito - ad un rispettivo ingresso di una pluralità di ingressi del controllore 24 appartenente alla disposizione circuitale 23. Di preferenza, tra ciascun ingresso del controllore ed un relativo elettrodo J è prevista una resistenza di filtro (due di tali resistenze sono indicate con R1ed Rnnelle figure 6 e 7). Il controllore 24 è sostanzialmente predisposto per discriminare il valore di capacità elettrica associato a ciascun elettrodo J almeno tra i suddetti primo e secondo valore di capacità elettrica ed individuare di conseguenza almeno una transizione liquido/aria nel serbatoio, indicativa del livello del mezzo quando questo è allo stato fluido. In una forma di attuazione preferita il controllore 24 effettua un campionamento sequenziale dei valori di capacità elettrica presenti agli ingressi cui sono collegati gli elettrodi J, onde individuare la suddetta transizione. Each electrode J is electrically connected - alone or in common, particularly in parallel, with at least one other electrode J, as explained below - to a respective input of a plurality of inputs of the controller 24 belonging to the circuit arrangement 23. Preferably, a filter resistor is provided between each input of the controller and a relative electrode J (two of these resistors are indicated by R1 and Rn in Figures 6 and 7). The controller 24 is substantially arranged to discriminate the electrical capacitance value associated with each electrode J at least between the aforementioned first and second electrical capacitance values and consequently identify at least one liquid / air transition in the tank, indicative of the medium level when this is in the fluid state. In a preferred embodiment, the controller 24 carries out a sequential sampling of the electrical capacitance values present at the inputs to which the electrodes J are connected, in order to identify the aforementioned transition.

Il controllore 24 è di preferenza un microcontrollore elettronico digitale provvisto di un convertitore analogico-digitale. A mero titolo di esempio, un microcontrollore commerciale idoneo all’applicazione qui proposta è quello identificato dal codice PIC16F1517 commercializzato da Microchip Technology Inc., Chandler, AZ, U.S.A. Si noti comunque che le funzioni del controllore 24 possono essere almeno in parte implementate tramite circuiti esterni dedicati: ad esempio, in una forma di attuazione preferita, il controllore 24 è costituito da un microcontrollore che implementa un modulo convertitore analogico-digitale, ma in altre attuazioni il controllore 24 può includere un microcontrollore (o un microprocessore o un circuito integrato ASIC o FPGA) ed un circuito integrato (o esterno o indipendente) dedicato ad adempiere le funzioni di convertitore analogico-digitale. The controller 24 is preferably a digital electronic microcontroller provided with an analog-digital converter. By way of example only, a commercial microcontroller suitable for the application proposed here is the one identified by the code PIC16F1517 marketed by Microchip Technology Inc., Chandler, AZ, U.S.A. However, it should be noted that the functions of the controller 24 can be at least partially implemented through dedicated external circuits: for example, in a preferred embodiment, the controller 24 consists of a microcontroller that implements an analog-to-digital converter module, but in others embodiments the controller 24 can include a microcontroller (or a microprocessor or an ASIC or FPGA integrated circuit) and an integrated circuit (or external or independent) dedicated to perform the functions of an analog-to-digital converter.

La figura 20 mostra in forma schematica un controllore 24 che, a solo scopo esemplificativo, include “n” ingressi di segnale IN (qui in numero di venti), cui sono collegati, tramite relative piste conduttive 25, altrettanti elettrodi J in configurazione singola (ossia non collegato in comune o in parallelo ad altri elettrodi). Figure 20 schematically shows a controller 24 which, by way of example only, includes "n" signal inputs IN (here twenty in number), to which the same number of electrodes J in a single configuration are connected by means of relative conductive tracks 25 ( i.e. not connected in common or in parallel to other electrodes).

In un’attuazione preferita la rilevazione del valore di capacità elettrica a ciascuno degli ingressi IN è effettuata in maniera indiretta, basandosi sulla misura di una tensione. In un tale caso, di preferenza, gli ingressi IN del controllore 24 sono ingressi analogici ed il controllore implementa o ha associato un convertitore analogico-digitale. In a preferred implementation, the measurement of the electrical capacity value at each of the IN inputs is carried out indirectly, based on the measurement of a voltage. In such a case, preferably, the inputs IN of the controller 24 are analog inputs and the controller implements or has associated an analog-digital converter.

In una attuazione preferita a ciascun ingresso IN è associato un circuito includente un interruttore controllabile ed un condensatore, qui anche definiti interruttore di campionamento e condensatore di campionamento. L’interruttore controllabile è commutabile tra una prima posizione, nella quale il condensatore di campionamento è collegato ad una sorgente di tensione, ed una seconda posizione, nella quale il medesimo condensatore è collegato ad un rispettivo elettrodo J o a più elettrodi J collegati in comune (in parallelo). Di preferenza la detta tensione è una tensione continua, ad esempio la tensione di alimentazione della disposizione circuitale 23. Il controllore 24 ha mezzi per causare la commutazione dell’interruttore controllabile dalla prima posizione alla seconda posizione, così da scaricare il condensatore di campionamento in modo proporzionale al valore di capacità elettrica associato al relativo elettrodo J o gruppo di elettrodi J collegati in comune. Inoltre il controllore 24 ha mezzi per determinare la tensione all’ingresso IN quando l’interruttore controllabile è nella sua seconda posizione, tale tensione essendo indicativa della capacità elettrica associata all’elettrodo J o al gruppo di elettrodi J. Il controllore 24 ha poi mezzi comparatori, per confrontare la tensione determinata presente all’ingresso IN con almeno una relativa soglia di riferimento, e con ciò dedurre se il liquido è affacciato o non affacciato all’elettrodo J oppure ad almeno uno degli elettrodi del gruppo di elettrodi J collegati in comune. In a preferred embodiment, each input IN is associated with a circuit including a controllable switch and a capacitor, here also referred to as sampling switch and sampling capacitor. The controllable switch is switchable between a first position, in which the sampling capacitor is connected to a voltage source, and a second position, in which the same capacitor is connected to a respective electrode J or to several electrodes J connected in common ( in parallel). Preferably said voltage is a direct voltage, for example the supply voltage of the circuit arrangement 23. The controller 24 has means for causing the switching of the controllable switch from the first position to the second position, so as to discharge the sampling capacitor in a manner proportional to the electric capacitance value associated with the relative electrode J or group of electrodes J connected in common. Furthermore, the controller 24 has means for determining the voltage at the input IN when the controllable switch is in its second position, this voltage being indicative of the electrical capacitance associated with the electrode J or the group of electrodes J. The controller 24 then has means comparators, to compare the determined voltage present at the input IN with at least one relative reference threshold, and thereby deduce whether the liquid faces or does not face electrode J or at least one of the electrodes of the group of electrodes J connected in common .

In una forma di attuazione preferita la scansione o campionamento degli ingressi IN viene realizzata utilizzando un circuito di Sample and Hold associato ad un convertitore analogico-digitale e la misurazione di capacità di ogni elettrodo J o gruppo di elettrodi J avviene come confronto di misura rispetto alla capacità intrinseca di tale circuito. In a preferred embodiment, the scanning or sampling of the inputs IN is carried out using a Sample and Hold circuit associated with an analog-to-digital converter and the measurement of the capacitance of each electrode J or group of electrodes J takes place as a measurement comparison with respect to the intrinsic capacity of this circuit.

Un esempio di funzionamento di un sensore secondo la configurazione di figura 20 - ossia con singoli elettrodi collegati a rispettivi ingressi del controllore 24 -è illustrato schematicamente in figura 21. Si noti che in tale figura è rappresentato, solo per esigenze di maggiore chiarezza, un sensore di livello montato dall’alto, ossia nella configurazione di figura 1: i relativi elettrodi J, tuttavia, sono illustrati nel medesimo ordine di figura 20 (quindi con l’elettrodo J1più in basso e l’elettrodo Jnpiù in alto). An example of operation of a sensor according to the configuration of Figure 20 - that is with single electrodes connected to respective inputs of the controller 24 - is shown schematically in Figure 21. It should be noted that this figure shows, only for the sake of greater clarity, a level sensor mounted from above, ie in the configuration of Figure 1: the relative electrodes J, however, are shown in the same order as in Figure 20 (therefore with the lower electrode J1 and the upper electrode Jn).

In figura 21 è visibile il serbatoio 1, con all’interno la parte di rilevazione 11 del sensore, ovvero gli elettrodi J1-Jncontenuti nel relativo involucro 16 che è almeno parzialmente annegato nel liquido AdBlue, indicato con L (il supporto 20 non è qui rappresentato per esigenze di chiarezza, o considerando che - in una possibile attuazione - lo stesso involucro 16 potrebbe adempiere le funzioni del supporto 20). Nell’esempio illustrato gli ingressi analogici IN del controllore 24 solo collegati ad un multiplexer MTP implementato nel controllore stesso, il quale sostanzialmente opera come un deviatore elettronico, cui è associato un circuito di campionamento o di Sample and Hold, comprendente un condensatore di Hold CHOLD(holding capacitor) ed un interruttore di campionamento SS (sampling switch). L’interruttore SS è commutabile tra una prima posizione, di collegamento alla tensione VDD(ad esempio la tensione di alimentazione del controllore 24) ed una seconda posizione, di collegamento ad un’uscita del multiplexer MTP, ovvero una posizione di collegamento agli elettrodi J. Figure 21 shows the tank 1, with inside the detection part 11 of the sensor, that is the electrodes J1-Jn contained in the relative casing 16 which is at least partially embedded in the AdBlue liquid, indicated with L (the support 20 is not here represented for reasons of clarity, or considering that - in a possible embodiment - the same casing 16 could fulfill the functions of the support 20). In the example shown, the analog inputs IN of the controller 24 are only connected to an MTP multiplexer implemented in the controller itself, which essentially operates as an electronic diverter, to which a sampling or Sample and Hold circuit is associated, including a Hold CHOLD capacitor (holding capacitor) and a sampling switch SS (sampling switch). The switch SS is switchable between a first position, for connection to the VDD voltage (for example the power supply voltage of the controller 24) and a second position, for connection to an output of the multiplexer MTP, or a position for connection to the electrodes J .

Tramite il multiplexer MTP gli ingressi IN, e quindi gli elettrodi J, vengono collegati sequenzialmente all’interruttore SS. L’interruttore SS viene commutato ciclicamente, in modo sincronizzato al funzionamento del multiplexer MTP, tra la prima posizione, di carica del condensatore CHOLD, e la seconda posizione, di collegamento dello stesso condensatore all’ingresso IN selezionato al momento dal multiplexer MTP, e quindi al relativo elettrodo J. Con l’interruttore SS nella sua seconda posizione si determina in sostanza un bilanciamento di carica tra la capacità del condensatore CHOLDe la capacità associata all’elettrodo J; in altre parole, con tale bilanciamento di carica il condensatore CHOLDsi scarica in modo proporzionale alla capacità del “condensatore virtuale” definito dall’elettrodo J. Tramite il convertitore ADC viene quindi determinata la quantità di carica, ovvero una tensione residua del condensatore CHOLD, che è poi confrontata con una soglia di riferimento predefinita, onde dedurre se l’elettrodo J è affacciato o meno al liquido L, ovvero se l’elettrodo J ha assunto la prima struttura o configurazione capacitiva o la seconda struttura o configurazione capacitiva indicate precedentemente. Through the MTP multiplexer the inputs IN, and therefore the electrodes J, are sequentially connected to the switch SS. The SS switch is switched cyclically, synchronized to the operation of the MTP multiplexer, between the first position, for charging the CHOLD capacitor, and the second position, for connecting the same capacitor to the IN input currently selected by the MTP multiplexer, and then to the relative electrode J. With the switch SS in its second position, a charge balance is essentially determined between the capacitance of the CHOLD capacitor and the capacitance associated with the electrode J; in other words, with this charge balance the CHOLD capacitor discharges in a manner proportional to the capacity of the "virtual capacitor" defined by the electrode J. The amount of charge is then determined through the ADC converter, that is a residual voltage of the CHOLD capacitor, which it is then compared with a predefined reference threshold, in order to deduce whether the electrode J faces the liquid L or not, or if the electrode J has assumed the first capacitive structure or configuration or the second capacitive structure or configuration indicated above.

Come spiegato in precedenza, quando un elettrodo J è affacciato al liquido L (ad esempio elettrodo J1di figura 21) ad esso è associato un primo valore di capacità elettrica, mentre in caso contrario (come per l’elettrodo Jno Jn-1di figura 21) ad esso è associato un secondo valore di capacità elettrica, inferiore al primo valore. In figura 21 il blocco in tratteggio indicato con VE è inteso rappresentare in modo schematico la funzionalità di elettrodo o armatura “virtuale” realizzata dal liquido L, come sopra spiegato. As previously explained, when an electrode J faces the liquid L (for example electrode J1 of figure 21) it is associated with a first value of electric capacitance, while in the opposite case (as for the electrode Jno Jn-1 of figure 21) it is associated with a second electrical capacity value, lower than the first value. In figure 21 the block in hatched line indicated with VE is intended to represent in a schematic way the functionality of the electrode or "virtual" armature realized by the liquid L, as explained above.

A seguito del suddetto bilanciamento tra le cariche del condensatore CHOLDe dell’elettrodo J1, il valore di tensione ai capi del condensatore e/o all’ingresso IN1potrà sostanzialmente coincidere oppure essere maggiore o minore di una determinata soglia di riferimento, memorizzata preventivamente nel controllore 24. Ad esempio, in una forma di attuazione, il controllore 24 può essere programmato in modo che la rilevazione ad un ingresso IN di una tensione uguale alla soglia predefinita o superiore ad essa è indicativa del fatto che l’elettrodo considerato non è affacciato al liquido L (come per l’elettrodo Jn), mentre la rilevazione all’ingresso IN di una tensione al di sotto della soglia è indicativa del fatto che l’elettrodo è affacciato al liquido (come per l’elettrodo J1). Following the aforementioned balancing between the charges of the CHOLD capacitor and electrode J1, the voltage value across the capacitor and / or at the IN1 input may substantially coincide with or be greater or less than a certain reference threshold, previously stored in the controller 24 For example, in one embodiment, the controller 24 can be programmed so that the detection at an input IN of a voltage equal to or higher than the predefined threshold is indicative of the fact that the considered electrode is not facing the liquid. L (as for the Jn electrode), while the detection at the IN input of a voltage below the threshold is indicative of the fact that the electrode faces the liquid (as for the J1 electrode).

Come si intuisce, effettuando il campionamento sequenziale descritto, il controllore 24 risulta in grado di individuare i due elettrodi J corrispondenti alla transizione liquido/aria nel serbatoio 1: una volta rilevata la presenza della transizione liquido/aria il controllore può desumere il livello del liquido in base al fatto che quello tra i due elettrodi J cui è associato il valore di tensione uguale alla soglia o al di sopra di essa risulta essere il primo in aria (o per converso, l’elettrodo cui è associato il valore di tensione sotto la soglia risulta essere l’ultimo affacciato al fluido). As can be understood, by carrying out the sequential sampling described, the controller 24 is able to identify the two electrodes J corresponding to the liquid / air transition in tank 1: once the presence of the liquid / air transition has been detected, the controller can infer the liquid level based on the fact that the one between the two electrodes J to which the voltage value equal to the threshold or above it is associated is the first in the air (or conversely, the electrode to which the voltage value below the threshold is associated threshold turns out to be the last one facing the fluid).

A tal fine nel circuito 24 sono di preferenza contenute informazioni rappresentative di valori in lunghezza (altezza) corrispondenti alla posizione di ciascun elettrodo J, o comunque della distanza tra gli elettrodi J nella direzione dell’asse di misura X, in modo da poter stabilire o calcolare il livello secondo l’unità di misura predefinita. L’elettronica del sensore 10 provvede a trasmettere o generare segnali verso l’esterno e/o il connettore elettrico del sensore 10, rappresentativi delle informazioni di livello. For this purpose, the circuit 24 preferably contains information representative of values in length (height) corresponding to the position of each electrode J, or in any case of the distance between the electrodes J in the direction of the measurement axis X, so as to be able to establish or calculate the level according to the default unit of measurement. The electronics of the sensor 10 transmits or generates signals to the outside and / or the electrical connector of the sensor 10, representative of the level information.

Si apprezzerà che la funzionalità descritta con riferimento alla figura 21 è ottenibile anche con circuiti diversi ma tecnicamente equivalenti a quello esemplificato: ad esempio a ciascun ingresso IN del controllore 24 potrebbe essere associato un rispettivo circuito svolgente le funzionalità del circuito di Sample and Hold sopra descritto, con un multiplexer MTP tra tali circuiti ed il convertitore ADC. Altra possibilità è quella di dotare ciascun ingresso IN di un circuito svolgente le funzionalità del circuito di Sample and Hold sopra descritto, interfacciato direttamente ad un convertitore ADC: un tale caso è ad esempio schematizzato in figura 22. It will be appreciated that the functionality described with reference to Figure 21 can also be obtained with different but technically equivalent circuits to the one exemplified: for example, each input IN of the controller 24 could be associated with a respective circuit performing the functions of the Sample and Hold circuit described above. , with an MTP multiplexer between these circuits and the ADC converter. Another possibility is to equip each input IN with a circuit performing the functions of the Sample and Hold circuit described above, interfaced directly to an ADC converter: such a case is for example schematized in figure 22.

Preferibilmente l’elettronica del sensore oggetto dell’invenzione è opportunamente inizializzata e/o calibrata in fase produttiva, con memorizzazione del relativo software o programma e/o di almeno alcune delle variabili (quali una o più soglie impiegate nelle rilevazioni di livello), ad esempio dipendenti dalla configurazione fisica del sensore e del sistema di installazione, qui rappresentato dal serbatoio 1. Preferably, the electronics of the sensor object of the invention is suitably initialized and / or calibrated in the production phase, with storage of the relative software or program and / or of at least some of the variables (such as one or more thresholds used in level measurements), for example dependent on the physical configuration of the sensor and the installation system, represented here by tank 1.

In una forma di attuazione la fase di calibrazione include una lettura di tutti i valori degli elettrodi J a secco o in aria (ossia non affacciati al liquido), ai fini di definire prime soglie di riferimento e/o definire un annullamento dell’offset iniziale, ovvero per compensare le capacità parassite dovute a materiali, strutture, spessori, eccetera del sensore e/o del sistema di installazione. Tale valore viene memorizzato come riferimento di soglia per le rilevazioni, quale una soglia massima in tensione elettrica rilevabile sul condensatore CHOLDe/o dal circuito ADC, tale valore di soglia potendo successivamente essere variato a fronte di misure effettuate nel corso della vita utile del sensore, ad esempio per mezzo di un elettrodo dedicato di riferimento. Questa operazione di calibrazione è di preferenza eseguita una sola volta in linea di produzione, ma per alcune applicazioni dove il serbatoio presenta geometrie critiche che possono avere un peso sulla misura del dato grezzo degli elettrodi J (quali ad esempio volumi molto ristretti e presenza di materiale metallico) è possibile utilizzare questa calibrazione o auto-calibrazione direttamente sul sensore 10 installato, in modo da avere una calibrazione ottimale nel sistema reale e/o annullare tutti i possibili effetti di rumore dovuti all’ambiente esterno. In one embodiment, the calibration step includes a reading of all the values of the electrodes J dry or in air (i.e. not facing the liquid), for the purpose of defining first reference thresholds and / or defining a cancellation of the initial offset. , or to compensate for the parasitic capacities due to materials, structures, thicknesses, etc. of the sensor and / or the installation system. This value is stored as a threshold reference for detections, such as a maximum threshold in electrical voltage detectable on the CHOLD capacitor and / or by the ADC circuit, this threshold value being able to subsequently be varied in the face of measurements made during the useful life of the sensor, for example by means of a dedicated reference electrode. This calibration operation is preferably performed only once in the production line, but for some applications where the tank has critical geometries that may have a bearing on the measurement of the raw data of the electrodes J (such as for example very small volumes and the presence of material metallic) it is possible to use this calibration or auto-calibration directly on the sensor 10 installed, in order to have an optimal calibration in the real system and / or cancel all the possible effects of noise due to the external environment.

Il principio di funzionamento descritto è in una certa misura dipendente dalla temperatura e dall’invecchiamento del sistema, se osservato in modo assoluto. Per tale ragione, in una forma di attuazione preferita , il controllore 24 è programmato per effettuare una misura di tipo differenziale, preferibilmente impiegando allo scopo almeno un elettrodo di riferimento. Atteso che l’effetto della temperatura è rappresentato da un offset sulla misura del valore di tensione determinato ad un ingresso IN del controllore 24, eseguendo una misura differenziale tra un elettrodo di rilevazione ed un elettrodo di riferimento è possibile ricavare sia la misura sull’elettrodo di rilevazione, sia a sottrarre l’effetto di modo comune presente sugli elettrodi di rilevazione, e quindi a cancellare l’eventuale deriva termica e/o strutturale prodotta dal cambiamento di temperatura e/o dall’invecchiamento; la citata deriva termica può essere compensata anche tramite un sensore di temperatura, ad esempio del tipo di quelli indicati con 26 e 27. In accordo a tale forma di attuazione, quindi, il valore di tensione determinato, impiegato per la comparazione con l’almeno una soglia di riferimento, è preferibilmente un valore differenziale. The operating principle described is to a certain extent dependent on the temperature and aging of the system, if observed absolutely. For this reason, in a preferred embodiment, the controller 24 is programmed to carry out a measurement of the differential type, preferably using for the purpose at least one reference electrode. Given that the effect of the temperature is represented by an offset on the measurement of the voltage value determined at an input IN of the controller 24, by performing a differential measurement between a detection electrode and a reference electrode it is possible to obtain both the measurement on the electrode of detection, both to subtract the common mode effect present on the detection electrodes, and therefore to cancel any thermal and / or structural drift produced by the change in temperature and / or by aging; the aforementioned thermal drift can also be compensated by means of a temperature sensor, for example of the type indicated with 26 and 27. According to this embodiment, therefore, the determined voltage value, used for the comparison with the at least a reference threshold, is preferably a differential value.

Il suddetto elettrodo di riferimento è di preferenza l’elettrodo più in basso all’interno del serbatoio 1 e quindi, riferendosi agli esempi sin qui illustrati, l’elettrodo J1. E’ anche possibile prevedere anche più elettrodi di riferimento (ad esempio i primi tre elettrodi J a partire dal basso), utilizzabili per l’effettuazione della misura differenziale, così come programmare il controllore 24 per scegliere di volta in volta uno qualsiasi degli elettrodi J1-Jncome elettrodo di riferimento ai fini dell’effettuazione della misura differenziale (il controllore 24 è infatti in grado di individuare un elettrodo affacciato o non affacciato al liquido, a motivo del fatto che la capacità elettrica nelle due condizioni è diversa e della presenza della sopra citata soglia massima). The aforementioned reference electrode is preferably the lowest electrode inside the tank 1 and therefore, referring to the examples illustrated so far, the electrode J1. It is also possible to provide even more reference electrodes (for example the first three electrodes J starting from the bottom), which can be used to carry out the differential measurement, as well as to program the controller 24 to choose any one of the electrodes J1 each time. - as a reference electrode for the purpose of carrying out the differential measurement (the controller 24 is in fact able to identify an electrode facing or not facing the liquid, due to the fact that the electrical capacity in the two conditions is different and the presence of the cited maximum threshold).

In un’attuazione di questo tipo il controllore 24 effettuata una scansione di tutti gli elettrodi J con acquisizione del relativo dato grezzo di tensione, per la verifica di presenza del liquido: in questa fase il controllore 24 calcola la differenza tra il dato grezzo di ciascun elettrodo di rilevazione ed il dato grezzo dell’elettrodo di riferimento J1, ottenendo una misura relativa. Questa differenza viene confrontata con almeno una soglia minima definita in fase di progetto: in una possibile attuazione, se almeno una delle differenze calcolate tra ciascun elettrodo di rilevazione J2- Jne l’elettrodo di riferimento J1è sotto la soglia minima, allora significa che l’elettrodo di rilevazione in questione è almeno parzialmente affacciato al liquido L; il caso contrario l’elettrodo in questione è in aria, ovvero ad un’altezza superiore al livello del liquido L. In an implementation of this type, the controller 24 scans all the electrodes J with the acquisition of the relative raw voltage data, to verify the presence of the liquid: in this phase, the controller 24 calculates the difference between the raw data of each detection electrode and the raw data of the reference electrode J1, obtaining a relative measurement. This difference is compared with at least a minimum threshold defined in the design phase: in a possible implementation, if at least one of the differences calculated between each detection electrode J2- Jn and the reference electrode J1 is below the minimum threshold, then it means that the the detection electrode in question is at least partially facing the liquid L; otherwise, the electrode in question is in the air, or at a height above the level of the liquid L.

Come già indicato, la ricerca del livello è sostanzialmente basata sull’individuazione, da parte del controllore 24, dei due elettrodi di rilevazione corrispondenti alla transizione tra liquido e aria. La valutazione è effettuata confrontando l’informazione relativa (la misura differenziale) con soglie predefinite per ogni elettrodo e definite in fase di progetto (eventualmente sostituibili con soglie definite e memorizzate a seguito di un collaudo con liquido in fase produttiva), onde desumere se un elettrodo è affacciato al liquido oppure no. A seguito della scansione effettuata il controllore può così individuare due elettrodi di rilevazione adiacenti, dei quali l’uno è affacciato al liquido e l’atro no, ovvero della posizione in altezza della transizione liquido/aria nel serbatoio 1. As already indicated, the level search is substantially based on the identification, by the controller 24, of the two detection electrodes corresponding to the transition between liquid and air. The evaluation is carried out by comparing the relative information (the differential measurement) with predefined thresholds for each electrode and defined in the design phase (possibly replaceable with thresholds defined and stored following a test with liquid in the production phase), in order to deduce whether a electrode is facing the liquid or not. Following the scan performed, the controller can thus identify two adjacent detection electrodes, one of which faces the liquid and the other, i.e. the height position of the liquid / air transition in tank 1.

In una forma di attuazione di per sé inventiva il circuito elettronico del sensore 10 è soggetto ad una taratura o configurazione in base alla tipologia e/o conducibilità del mezzo soggetto alla rilevazione di livello, particolarmente considerando che nel caso di mezzi poco conduttivi, ovvero resistivi, si determinerebbe anche una sorta di resistenza elettrica virtualmente collegata in serie al condensatore di misura, la quale resistenza potrebbe determinare un aumento del tempo necessario per raggiungere il valore di soglia finale (quale un aumento del tempo di carica del “condensatore virtuale” cui appartiene un elettrodo J e/o un aumento del tempo di scarica del condensatore CHOLD); in tale ottica, la citata taratura può essere ad esempio prevista onde tener conto di eventuali ritardi nella misura di campionamento, ed evitare misure errate su valori non ancora ben stabilizzati. In an embodiment which is inventive in itself, the electronic circuit of the sensor 10 is subjected to a calibration or configuration based on the type and / or conductivity of the medium subject to level detection, particularly considering that in the case of low conductive or resistive means , it would also determine a sort of electrical resistance virtually connected in series to the measuring capacitor, which resistance could determine an increase in the time necessary to reach the final threshold value (such as an increase in the charging time of the "virtual capacitor" to which it belongs an electrode J and / or an increase in the discharge time of the CHOLD capacitor); from this point of view, the aforementioned calibration can be foreseen, for example, in order to take into account any delays in the sampling measurement, and to avoid incorrect measurements on values that are not yet well stabilized.

In una forma di attuazione di per sé inventiva il circuito elettronico del sensore 10 è configurato per rilevare la curva di carica del “condensatore virtuale” corrispondente all’elettrodo di misura J e/o per rilevare la curva di scarica di un condensatore di campionamento, quale il condensatore CHOLD, dove la curva di carica e/o di scarica è variabile almeno in proporzione alle caratteristiche di conducibilità e/o impedenza elettrica del mezzo soggetto a misura, in modo da poter determinare caratteristiche del mezzo soggetto a rilevazione. Il circuito elettronico può impiegare l’informazione così acquisita ai fini dell’esecuzione di una o più tra operazioni di rilevazione, operazioni di elaborazione, operazioni di confronto, operazioni di memorizzazione, operazioni di compensazione, operazioni di segnalazione. A tal fine sono utilizzabili elementi strutturali e/o circuitali almeno in parte analoghi a quelli precedentemente descritti. In an embodiment which is inventive in itself, the electronic circuit of the sensor 10 is configured to detect the charge curve of the "virtual capacitor" corresponding to the measuring electrode J and / or to detect the discharge curve of a sampling capacitor, such as the CHOLD capacitor, where the charge and / or discharge curve is variable at least in proportion to the conductivity and / or electrical impedance characteristics of the medium subject to measurement, so as to be able to determine characteristics of the medium subject to detection. The electronic circuit can use the information thus acquired for the purpose of carrying out one or more of the detection operations, processing operations, comparison operations, storage operations, compensation operations, reporting operations. For this purpose, structural and / or circuit elements at least partly analogous to those previously described can be used.

Come accennato, in una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa, gli elettrodi di rilevazione comprendono almeno primi elettrodi di rilevazione, collegati a rispetti ingressi IN del controllore 24, e secondi elettrodi di rilevazione che sono collegati elettricamente in comune o in parallelo ai primi elettrodi di rilevazione, la definizione di collegamento in parallelo riferendosi anche al collegamento in parallelo tra i “condensatori virtuali” definiti dagli elettrodi J che sono tra loro collegati in comune rispetto ad un rispettivo ingresso IN. As mentioned, in a particularly advantageous embodiment, the detection electrodes comprise at least first detection electrodes, connected to respective inputs IN of the controller 24, and second detection electrodes which are electrically connected in common or in parallel to the first detection electrodes , the definition of parallel connection also referring to the parallel connection between the “virtual capacitors” defined by the electrodes J which are connected together in common with respect to a respective input IN.

Un esempio di questo tipo è illustrato schematicamente in figura 23, dove i suddetti primi elettrodi vanno dall’elettrodo J4all’elettrodo J20, mentre i secondi elettrodi vanno dall’elettrodo J21all’elettrodo Jn; in questo esempio gli elettrodi J1- J3possono essere elettrodi di riferimento. Nella configurazione di figura 23 si possono sostanzialmente individuare una prima sotto-schiera (o modulo o blocco o gruppo) di primi elettrodi, che vanno dall’elettrodo J4all’elettrodo J20, ed una seconda sottoschiera di secondi elettrodi, che vanno dall’elettrodo J21all’elettrodo Jn, tra loro sostanzialmente collegati in comune o in parallelo; il numero di sotto-schiere di elettrodi può essere aumentato al fine di ottenere sensori di livello più o meno lunghi, ovvero al fine di consentire differenti misure di livello. An example of this type is shown schematically in figure 23, where the aforementioned first electrodes go from electrode J4 to electrode J20, while the second electrodes go from electrode J21 to electrode Jn; in this example the electrodes J1-J3 can be reference electrodes. In the configuration of figure 23 it is possible to substantially identify a first sub-array (or module or block or group) of first electrodes, which go from electrode J4 to electrode J20, and a second sub-array of second electrodes, which go from electrode J21 to electrode Jn, substantially connected to each other in common or in parallel; the number of electrode sub-arrays can be increased in order to obtain more or less long level sensors, or in order to allow different level measurements.

In una realizzazione di questo tipo i mezzi comparatori implementati nel controllore 24 sono predisposti per confrontare la tensione determinata all’ingresso IN corrispondente a due elettrodi collegati in comune (ad esempio gli elettrodi J4e J21in parallelo) con almeno due relative soglie di riferimento, onde dedurre se il liquido è affacciato o non affacciato al primo elettrodo di rilevazione (l’elettrodo J4) e/o al relativo secondo elettrodo di rilevazione (l’elettrodo J21). La misura può essere effettuata secondo le modalità precedentemente descritte. Di preferenza, anche in questo caso la misura viene effettuata acquisendo il dato grezzo all’ingresso IN cui sono collegati i due elettrodi di rilevazione collegati in comune, e referenziando poi tale valore rispetto ad un elettrodo di riferimento, quale l’elettrodo J1, onde passare da una misura assoluta ad una misura differenziale per annullare l’eventuale effetto di errore di modo comune dovuto alla temperatura e/o all’invecchiamento del sensore di livello, come precedentemente descritto. In an embodiment of this type, the comparator means implemented in the controller 24 are designed to compare the voltage determined at the IN input corresponding to two electrodes connected in common (for example the electrodes J4 and J21 in parallel) with at least two relative reference thresholds, in order to deduce if the liquid faces or does not face the first detection electrode (electrode J4) and / or the relative second detection electrode (electrode J21). The measurement can be carried out in the manner previously described. Preferably, also in this case the measurement is carried out by acquiring the raw data at the input IN which the two detection electrodes connected in common are connected, and then referencing this value with respect to a reference electrode, such as electrode J1, in order to pass from an absolute measurement to a differential measurement to cancel any common mode error effect due to the temperature and / or aging of the level sensor, as previously described.

In una forma di attuazione il valore ottenuto dalla misura differenziale viene confrontato con un numero di soglie pari a quello del numero di elettrodi collegati in comune aumentato di 1. Riferendosi all’esempio qui considerato di due elettrodi J in parallelo, quindi, il valore differenziale viene confrontato con tre soglie distinte definite a progetto o in fase produttiva: un valore uguale ad una prima soglia o entro un suo intorno determinato (ad esempio /- 40%) indica che entrambi gli elettrodi non sono affacciati al liquido, un valore uguale ad una seconda soglia o entro un suo intorno determinato (ad esempio /- 40%) indica che uno degli elettrodi (conosciuto in base alla sua posizione fisica) è affacciato al liquido e l’altro elettrodo no, un valore uguale ad una terza soglia o entro un suo intorno determinato (ad esempio /-40%) indica infine che entrambi gli elettrodi sono affacciati al fluido. In one embodiment, the value obtained from the differential measurement is compared with a number of thresholds equal to that of the number of electrodes connected in common increased by 1. Referring to the example considered here of two electrodes J in parallel, therefore, the differential value is compared with three distinct thresholds defined in the project or in the production phase: a value equal to a first threshold or within a determined neighborhood (for example / - 40%) indicates that both electrodes are not facing the liquid, a value equal to a second threshold or within a determined neighborhood (for example / - 40%) indicates that one of the electrodes (known based on its physical position) faces the liquid and the other electrode does not, a value equal to a third threshold or finally, within a determined neighborhood (for example / -40%) it indicates that both electrodes face the fluid.

In una diversa forma di attuazione è prevista una logica di analisi più semplificata, in accordo alla quale il valore ottenuto dalla misura differenziale viene confrontato con un numero di soglie pari a quello del numero di elettrodi collegati in comune. Riferendosi ancora all’esempio qui considerato di due elettrodi J in parallelo, quindi, il valore differenziale viene confrontato con due sole soglie: un valore sopra una prima soglia indica che entrambi gli elettrodi non sono affacciati al liquido, un valore tra le due soglie indica che uno degli elettrodi (conosciuto in base alla sua posizione fisica) è affacciato al liquido e l’altro elettrodo no, un valore sotto la seconda soglia indica infine che entrambi gli elettrodi sono affacciati al fluido. In a different embodiment, a more simplified analysis logic is provided, according to which the value obtained from the differential measurement is compared with a number of thresholds equal to that of the number of electrodes connected in common. Referring again to the example considered here of two electrodes J in parallel, therefore, the differential value is compared with only two thresholds: a value above a first threshold indicates that both electrodes are not facing the liquid, a value between the two thresholds indicates that one of the electrodes (known on the basis of its physical position) faces the liquid and the other electrode does not, a value below the second threshold finally indicates that both electrodes face the fluid.

Naturalmente, in base al medesimo principio sopra decritto, possono essere previsti più di due elettrodi collegati in comune, ovvero più sotto-schiere con i rispettivi elettrodi in parallelo, nel qual caso il numero di soglie di riferimento per ciascun ingresso IN sarà pari al numero di elettrodi di ciascun parallelo aumentato di 1 oppure pari al numero di elettrodi di ciascun parallelo, a seconda dell’approccio di analisi implementato. Naturally, according to the same principle described above, more than two electrodes connected in common can be provided, or more sub-arrays with the respective electrodes in parallel, in which case the number of reference thresholds for each input IN will be equal to the number of electrodes of each parallel increased by 1 or equal to the number of electrodes of each parallel, depending on the analysis approach implemented.

Ad esempio, in figura 24 è illustrato il caso di primi, secondi e terzi elettrodi di rilevazione collegati in comune o parallelo. I primi elettrodi vanno dall’elettrodo J4all’elettrodo J20, i secondi elettrodi vanno dall’elettrodo J21all’elettrodo J37ed i terzi elettrodi vanno dall’elettrodo J38all’elettrodo Jn; in questo esempio gli elettrodi J1- J3possono essere elettrodi di riferimento. Nell’esempio di figura 24 si possono quindi individuare tre sotto-schiere di elettrodi o “condensatori virtuali”, con gli elettrodi di una sotto-schiera (J4-J20) che sono sostanzialmente collegati in comune o in parallelo con omologhi elettrodi delle altre sotto-schiere (J21-J37e J38-Jn). For example, Figure 24 illustrates the case of first, second and third detection electrodes connected in common or parallel. The first electrodes go from the J4 electrode to the J20 electrode, the second electrodes go from the J21 electrode to the J37 electrode and the third electrodes go from the J38 electrode to the Jn electrode; in this example the electrodes J1-J3 can be reference electrodes. In the example of figure 24 it is therefore possible to identify three sub-arrays of electrodes or "virtual capacitors", with the electrodes of one sub-array (J4-J20) which are substantially connected in common or in parallel with homologous electrodes of the other sub-arrays - Cups (J21-J37e J38-Jn).

In una realizzazione di questo tipo i mezzi comparatori implementati nel controllore 24 sono predisposti per confrontare la tensione determinata all’ingresso IN corrispondente a tre elettrodi in parallelo (ad esempio gli elettrodi J4, J21e J37) con tre relative soglie di riferimento, onde dedurre se il liquido è affacciato o non affacciato al primo elettrodo di rilevazione (l’elettrodo J4) e/o al relativo secondo elettrodo di rilevazione (l’elettrodo J21) e/o al terzo elettrodo di rilevazione (l’elettrodo J37). Un esempio di funzionamento di una disposizione del tipo di quella illustrata in figura 24 è qui di seguito descritta con riferimento alle figure 25 e 26. In an embodiment of this type, the comparator means implemented in the controller 24 are arranged to compare the voltage determined at the input IN corresponding to three electrodes in parallel (for example the electrodes J4, J21 and J37) with three relative reference thresholds, in order to deduce whether the liquid faces or does not face the first detection electrode (electrode J4) and / or the relative second detection electrode (electrode J21) and / or the third detection electrode (electrode J37). An example of operation of an arrangement of the type illustrated in Figure 24 is described below with reference to Figures 25 and 26.

La figura 25 è una rappresentazione schematica simile a quella di figura 21, nella quale sono evidenziati solo due ingressi IN4e INndel controllore 24 (la rappresentazione dell’elettrodo di riferimento J1è qui omessa per esigenze di chiarezza). Come per il caso di figura 21 il controllore 24 effettua il campionamento sequenziale dei suoi ingressi analogici IN, con relativa misura differenziale per ciascuno di essi e relativo confronto con le tre soglie predefinite per elettrodi J affacciati al liquido L e/o alla soglia predefinita per elettrodi J “a secco”, ossia non affacciati al liquido L. Figure 25 is a schematic representation similar to that of Figure 21, in which only two inputs IN4 and INnd of the controller 24 are highlighted (the representation of the reference electrode J1 is omitted here for reasons of clarity). As in the case of figure 21, the controller 24 carries out the sequential sampling of its analog inputs IN, with relative differential measurement for each of them and relative comparison with the three predefined thresholds for electrodes J facing the liquid L and / or at the predefined threshold for "dry" electrodes J, ie not facing the liquid L.

In figura 26 è esemplificato in forma grafica e schematica il principio di misura adottato per i vari ingressi IN, ad esempio l’ingresso IN4. Si assuma che la tensione iniziale di 5 V indicata nei grafici corrisponda alla tensione VDDdi figura 25. Con TH1, TH2 e TH3 sono indicati tre valori di soglia predefiniti per l’ingresso IN4,ovvero una soglia massima, una soglia minima ed una soglia intermedia, rispettivamente, per la condizione di elettrodi affacciati al liquido. Figure 26 illustrates the measurement principle adopted for the various IN inputs, for example the IN4 input, in graphic and schematic form. Assume that the initial voltage of 5 V indicated in the graphs corresponds to the voltage VDD in figure 25. TH1, TH2 and TH3 indicate three predefined threshold values for the IN4 input, namely a maximum threshold, a minimum threshold and an intermediate threshold , respectively, for the condition of electrodes facing the liquid.

Il grafico di cui alla parte a) di figura 26 esprime la condizione che si verifica<nel caso in cui nessuno dei tre elettrodi J>4<, J>21<e J>38<risulti affacciato al fluido, a>seguito della commutazione dell’interruttore SS di figura 25 nella sua posizione in cui il condensatore CHOLDè collegato al relativo gruppo di elettrodi di rilevazione J4, J21e J38. In figura, il fronte di discesa della tensione vuole rappresentare la diminuzione del valore di tensione dovuta alla misura differenziale effettuata con le modalità in precedenza descritte e/o al fatto che, anche se non affacciati al liquido L, ai tre elettrodi in questione è comunque associata una pur minima capacità elettrica, dovuta alla struttura del dispositivo. La discesa della tensione nel grafico di cui alla parte a) di figura 26 viene rilevata anche in riferimento ad un determinato valore di soglia “a secco”, indicato con THD, superiore al valore di soglia massima TH3, tale valore di soglia THD essendo utilizzabile anche ai fini della discriminazione rispetto alle tre soglie di rilevazione TH1, TH2 e TH3. La discesa della tensione nel grafico a) rimane nell’intorno determinato (ad esempio il già citato /- 40%) della soglia THD, e comunque al di sopra della soglia massima TH3: il controllore 24 deduce quindi l’assenza di liquido di fronte agli elettrodi J4, J21e J38. The graph in part a) of figure 26 expresses the condition that occurs <if none of the three electrodes J> 4 <, J> 21 <and J> 38 <faces the fluid, a> following the switching of the switch SS of figure 25 in its position in which the CHOLD capacitor is connected to the relative group of sensing electrodes J4, J21 and J38. In the figure, the falling edge of the voltage is intended to represent the decrease in the voltage value due to the differential measurement carried out in the manner described above and / or to the fact that, even if not facing the liquid L, the three electrodes in question are in any case associated with a minimum electrical capacity, due to the structure of the device. The voltage drop in the graph in part a) of figure 26 is also detected with reference to a certain "dry" threshold value, indicated by THD, higher than the maximum threshold value TH3, this threshold value THD being usable also for the purposes of discrimination with respect to the three detection thresholds TH1, TH2 and TH3. The voltage drop in graph a) remains within the determined range (for example the aforementioned / - 40%) of the THD threshold, and in any case above the maximum threshold TH3: controller 24 therefore deduces the absence of liquid in front to electrodes J4, J21 and J38.

Il grafico di cui alla parte b) di figura 26 esprime invece la condizione che si verifica nel caso in cui uno degli elettrodi J4, J21e J38risulti affacciato al liquido L. In questo caso la diminuzione del valore di tensione è maggiore rispetto al caso precedente: oltre alla misura differenziale, infatti, la capacità elettrica complessiva associata ai tre elettrodi è maggiore rispetto al caso precedente, atteso che uno di essi è affacciato al liquido L. Il valore di tensione è ora nell’intorno determinato della soglia TH3, e da ciò il controllore 24 deduce la presenza di liquido di fronte ad uno solo degli elettrodi; ovvero l’elettrodo più in basso fra i tre (essendo nota al controllore la posizione fisica degli elettrodi). The graph in part b) of figure 26 instead expresses the condition that occurs if one of the electrodes J4, J21 and J38 faces the liquid L. In this case the decrease in the voltage value is greater than in the previous case: in addition to the differential measurement, in fact, the overall electrical capacity associated with the three electrodes is greater than in the previous case, given that one of them faces the liquid L. The voltage value is now in the determined range of the TH3 threshold, and hence the controller 24 deduces the presence of liquid in front of only one of the electrodes; or the lowest electrode of the three (the physical position of the electrodes being known to the controller).

Il grafico di cui alla parte c) di figura 26 esprime invece la condizione corrispondente a quella di figura 25, ovverosia la condizione in cui due degli elettrodi J4, J21e J38risultano affacciati al liquido L. la diminuzione di tensione è ora maggiore rispetto al caso della parte b) della figura 23 poiché, oltre alla misura differenziale, nella condizione in questione la capacità elettrica complessiva associata ai tre elettrodi è ulteriormente accresciuta rispetto al caso precedente. Il valore di tensione è ora nell’intorno determinato della soglia TH2: il controllore 24 deduce quindi la presenza di liquido di fronte agli elettrodi J20e J37e l’assenza di liquido di fronte al restante elettrodo Jn, ovvero l’elettrodo più in alto fra i tre. Tale discriminazione è effettuata considerando anche che, nel caso di condizioni di ghiacciamento o solidificazione parziale del liquido, è possibile combinare altre rilevazioni per meglio discriminare tale condizione, quale una verifica e comparazione con lo stato di elettrodi adiacenti e/o una rilevazione di temperatura. Infine, il grafico di cui alla parte d) di figura 26 esprime la condizione in cui tutti e tre gli elettrodi J4, J21e J38risultano affacciati al liquido L. la diminuzione di tensione è evidentemente maggiore rispetto al caso della parte c) della figura 23 poiché, oltre alla misura differenziale, nella condizione in questione la capacità elettrica complessiva associata ai tre elettrodi è massima. Il valore di tensione è ora nell’intorno determinato della soglia TH1, dal che il controllore 24 deduce la presenza di liquido di fronte ai tre elettrodi J21e J38. The graph in part c) of figure 26 instead expresses the condition corresponding to that of figure 25, i.e. the condition in which two of the electrodes J4, J21 and J38 face the liquid L. the voltage decrease is now greater than in the case of part b) of Figure 23 since, in addition to the differential measurement, in the condition in question the overall electrical capacity associated with the three electrodes is further increased with respect to the previous case. The voltage value is now in the determined range of the threshold TH2: the controller 24 therefore deduces the presence of liquid in front of the electrodes J20 and J37 and the absence of liquid in front of the remaining electrode Jn, i.e. the highest electrode among the three. This discrimination is also carried out considering that, in the case of freezing conditions or partial solidification of the liquid, it is possible to combine other measurements to better discriminate this condition, such as a check and comparison with the state of adjacent electrodes and / or a temperature measurement. Finally, the graph in part d) of figure 26 expresses the condition in which all three electrodes J4, J21 and J38 face the liquid L. the voltage decrease is evidently greater than in the case of part c) of figure 23 since , in addition to the differential measurement, in the condition in question the overall electrical capacity associated with the three electrodes is maximum. The voltage value is now in the determined range of the TH1 threshold, from which the controller 24 deduces the presence of liquid in front of the three electrodes J21 and J38.

Come in precedenza chiarito, le medesime risultanze sono ottenibili utilizzando una logica semplificata, ovvero comparando il valore di tensione con le sole tre soglie di rilevazione TH1, TH2 e TH3, nel modo che segue: As previously clarified, the same results can be obtained using a simplified logic, i.e. comparing the voltage value with only the three detection thresholds TH1, TH2 and TH3, as follows:

- parte a) di figura 26: con il valore di tensione che rimane al di sopra della soglia TH3 il controllore 24 deduce l’assenza di liquido di fronte agli elettrodi J4, J21 e J38; - part a) of figure 26: with the voltage value that remains above the TH3 threshold, the controller 24 deduces the absence of liquid in front of the electrodes J4, J21 and J38;

- parte b) di figura 26: con il valore di tensione che è compreso tra la soglia TH3 e la soglia TH2 il controllore 24 deduce la presenza di liquido di fronte all’elettrodo più in basso fra i tre; - part b) of figure 26: with the voltage value that is between the threshold TH3 and the threshold TH2, the controller 24 deduces the presence of liquid in front of the lower electrode among the three;

- parte c) di figura 26: con il valore di tensione che è compreso tra la soglia TH2 e la soglia TH1 il controllore 24 deduce la presenza di liquido di fronte agli elettrodi J20 e J37 e l’assenza di liquido di fronte al restante elettrodo Jn; e - part c) of figure 26: with the voltage value that is between the threshold TH2 and the threshold TH1, the controller 24 deduces the presence of liquid in front of the electrodes J20 and J37 and the absence of liquid in front of the remaining electrode Jn; And

- parte d) di figura 26: con il valore di tensione che scende al di sotto della soglia TH1 il controllore 24 deduce la presenza di liquido di fronte ai tre elettrodi J21 e J38. - part d) of figure 26: with the voltage value falling below the threshold TH1, the controller 24 deduces the presence of liquid in front of the three electrodes J21 and J38.

Effettuando la scansione degli ingressi IN con una delle modalità sopra esemplificate, il controllore 24 è in grado di individuare la transizione liquido/aria. Nel caso specifico di figura 25, quindi, il controllore 24 potrà dedurre la presenza di una transizione liquido/aria tra gli elettrodi J37e J38, individuando con ciò il livello del liquido nel serbatoio 1. By scanning the inputs IN with one of the methods illustrated above, the controller 24 is able to identify the liquid / air transition. In the specific case of figure 25, therefore, the controller 24 will be able to deduce the presence of a liquid / air transition between the electrodes J37 and J38, thereby identifying the level of the liquid in the tank 1.

Da quanto sopra descritto si evince come il tipo di realizzazione proposto risulta estremamente flessibile in relazione alle possibili lunghezze richieste per il sensore di livello. In altri termini, con un dato controllore 24 e sostanzialmente a parità del numero dei suoi ingressi analogici IN (o con un numero di ingressi IN di poco superiore, come in seguito descritto) è possibile realizzare sensori di livello di diverse lunghezze, prevedendo per la rilevazione l’impiego di elettrodi singoli J, oppure due elettrodi J in parallelo, o ancora tre elettrodi J in parallelo, e così via. From what has been described above it can be seen that the type of construction proposed is extremely flexible in relation to the possible lengths required for the level sensor. In other words, with a given controller 24 and substantially the number of its analog inputs IN being equal (or with a slightly higher number of inputs IN, as described below) it is possible to realize level sensors of different lengths, providing for the detection of the use of single electrodes J, or two electrodes J in parallel, or three electrodes J in parallel, and so on.

Ad esempio, posizionando venti elettrodi J singoli aventi 2 mm di altezza e posti a 2 mm di distanza l’uno dall’altro, si raggiungono 78 mm di area sensibile per la misura di livello ((20 elettrodi 19 spazi fra di essi)* 2 mm). Quando è necessario aumentare la lunghezza dell’area sensibile (misura di livelli più alti) mantenendo la stessa risoluzione di misura è possibile impiegare due elettrodi in parallelo, oppure tre, anche mantenendo il medesimo controllore 24. For example, by placing twenty single electrodes J having 2 mm in height and placed at a distance of 2 mm from each other, 78 mm of sensitive area for level measurement are reached ((20 electrodes 19 spaces between them) * 2 mm). When it is necessary to increase the length of the sensitive area (measurement of higher levels) while maintaining the same measurement resolution, it is possible to use two electrodes in parallel, or three, even maintaining the same controller 24.

Di preferenza, in presenza di primi elettrodi di rilevazione collegati in comune a ulteriori elettrodi di rilevazione, è preferibile che la posizione fisica delle varie sotto-schiere di elettrodi sia tra loro la più distante possibile, al fine di aumentare la differenza di segnale e quindi la qualità dell’informazione di livello. Per tale motivo, in un’attuazione preferita, se sono previsti più gruppi di elettrodi di rilevazione collegati in comune, gli elettrodi di ciascun gruppo formano rispettive sotto-schiere disposte in sequenza lungo l’asse di rilevazione del sensore, come si evince ad esempio dalle figure 23 e 24. In generale, e riferendosi ad esempio alla figura 24, può essere applicata la regola secondo cui, dato un numero y (ad esempio 17 elettrodi) di primi elettrodi (J4-J20) in parallelo a secondi elettrodi (J21-J37), tra ciascun primo elettrodo ed il relativo secondo elettrodo saranno interposti y-1 elettrodi (ad esempio 16 elettrodi). Preferably, in the presence of first detection electrodes connected in common to further detection electrodes, it is preferable that the physical position of the various electrode sub-arrays be as far away from each other as possible, in order to increase the signal difference and therefore the quality of level information. For this reason, in a preferred embodiment, if several groups of sensing electrodes connected in common are provided, the electrodes of each group form respective sub-arrays arranged in sequence along the sensing axis of the sensor, as can be seen for example from Figures 23 and 24. In general, and referring for example to Figure 24, the rule can be applied according to which, given a number y (for example 17 electrodes) of first electrodes (J4-J20) in parallel to second electrodes (J21 -J37), y-1 electrodes (for example 16 electrodes) will be interposed between each first electrode and the relative second electrode.

Grazie alla tipologia costruttiva descritta è anche possibile avere differenti sensibilità di lettura del livello: ciò può essere ottenuto, in fase di realizzazione della parte 20a del supporto cui relativi elettrodi J, posizionando gli elettrodi stessi con interasse a distanza pari alla risoluzione voluta. E’ anche possibile prevedere almeno due risoluzioni di misura differenziate sulla porzione sensibile 20b del sensore, particolarmente almeno una risoluzione di misura più elevata ed una risoluzione di misura più bassa, in una zona bassa ed in una zona alta della porzione 20b, o viceversa. In un tale caso gli elettrodi nella zona bassa della porzione 20b potranno essere più vicini tra loro rispetto agli elettrodi presenti nella zona alta, o viceversa. La distanza minima tra due elettrodi può essere ad esempio pari a 1 mm. E’ poi evidente che le dimensioni degli elettrodi definisco la quantità di capacità elettrica misurabile dall’elettronica di controllo, per cui un elettrodo di grandezza maggiore offrirà quindi una dinamica o valore di misura maggiore. Thanks to the construction typology described, it is also possible to have different level reading sensitivities: this can be obtained, during the construction of the part 20a of the support to which the relative electrodes J, positioning the electrodes themselves with a distance between centers equal to the desired resolution. It is also possible to provide at least two differentiated measurement resolutions on the sensitive portion 20b of the sensor, particularly at least a higher measurement resolution and a lower measurement resolution, in a low area and in a high area of the portion 20b, or vice versa. In such a case the electrodes in the lower region of the portion 20b may be closer to each other than the electrodes present in the upper region, or vice versa. The minimum distance between two electrodes can be, for example, 1 mm. It is also evident that the size of the electrodes define the amount of electrical capacity that can be measured by the control electronics, so a larger electrode will therefore offer a greater dynamic or measurement value.

Gli elettrodi J sono preferibilmente (ma non necessariamente) uguali tra loro e possono essere ad esempio realizzati con dimensioni di 20 mm (lunghezza) x 2 mm (altezza) e posti a 2 mm di distanza l’uno dall’altro; per sensori di livello di lunghezza inferiore a 100 mm - o qualora si voglia accrescere la risoluzione in una zona della porzione sensibile del sensore - è possibile rimpicciolire le dimensioni degli elettrodi, e quindi diminuire anche la distanza fra di loro, proprio per ottenere un risoluzione di misura maggiore: in questi casi gli elettrodi possono avere ad esempio dimensioni di 15 mm (lunghezza) x 1 mm (altezza) ed essere posti a 1 mm tra loro. Per massimizzare la dinamica di misura rispetto al liquido, ad esempio rispetto al liquido AdBlue qui considerato (o altra soluzione con urea o diverso agente riducente), è inoltre preferibile dimensionare gli elettrodi, per qualsiasi valore della loro lunghezza, di modo che l’altezza di un elettrodo sia uguale alla distanza fra due elettrodi contigui. The electrodes J are preferably (but not necessarily) equal to each other and can for example be made with dimensions of 20 mm (length) x 2 mm (height) and placed 2 mm away from each other; for sensors with a length of less than 100 mm - or if you want to increase the resolution in an area of the sensitive portion of the sensor - it is possible to reduce the size of the electrodes, and therefore also reduce the distance between them, just to obtain a resolution larger: in these cases the electrodes can have dimensions of 15 mm (length) x 1 mm (height) and be placed at 1 mm between them. To maximize the measurement dynamics with respect to the liquid, for example with respect to the AdBlue liquid considered here (or other solution with urea or different reducing agent), it is also preferable to size the electrodes, for any value of their length, so that the height of an electrode is equal to the distance between two contiguous electrodes.

Le figure 27 e 28 rappresentano, con viste simili a quella di figura 24, ulteriori possibili disposizioni che prevedono tre gruppi di elettrodi J in parallelo: Nel caso di figura 27 i due elettrodi di estremità della schiera illustrata, ovvero gli elettrodi J1e Jn, non sono collegati in parallelo ad altri elettrodi e costituiscono elettrodi di riferimento, rispettivamente della condizione di presenza e di assenza di liquido, o viceversa, la cui funzione è preferibilmente programmabile o predeterminabile, ad esempio al fine di consentire un montaggio del sensore 10 nel serbatoio 1 nelle due condizioni delle figure 1 e 2. Figures 27 and 28 show, with views similar to that of Figure 24, further possible arrangements which provide three groups of electrodes J in parallel: In the case of Figure 27, the two end electrodes of the illustrated array, i.e. the electrodes J1 and Jn, are not they are connected in parallel to other electrodes and constitute reference electrodes, respectively for the condition of presence and absence of liquid, or vice versa, whose function is preferably programmable or predeterminable, for example in order to allow the sensor 10 to be mounted in the tank 1 in the two conditions of figures 1 and 2.

La figura 27 illustra una configurazione, in parte simile a quella di figura 24, dove la schiera di elettrodi include tre sotto-schiere di primi, secondi e terzi elettrodi di rilevazione collegati in comune (in parallelo) tra loro, le sotto-schiere essendo separate però da elettrodi singoli. I primi elettrodi vanno dall’elettrodo J2all’elettrodo J17, i secondi elettrodi vanno dall’elettrodo J19all’elettrodo J34ed i terzi elettrodi vanno dall’elettrodo J36all’elettrodo J51. In questo esempio gli elettrodi intermedi J18e J35sono invece indipendenti ed interposti tra le suddette tre sotto-schiere di elettrodi: in particolare l’elettrodo singolo J18 è interposto tra la prima sotto-schiera (J2-J17) e la seconda sotto-schiera (J19-J34), mentre l’elettrodo singolo J35è interposto tra la suddetta seconda sotto-schiera è la terza sotto-schiera (J36-J51). Figure 27 illustrates a configuration, partly similar to that of Figure 24, where the electrode array includes three sub-arrays of first, second and third sensing electrodes connected in common (in parallel) with each other, the sub-arrays being however separated by single electrodes. The first electrodes go from the J2 electrode to the J17 electrode, the second electrodes go from the J19 electrode to the J34 electrode and the third electrodes go from the J36 electrode to the J51 electrode. In this example, the intermediate electrodes J18 and J35 are instead independent and interposed between the aforementioned three sub-arrays of electrodes: in particular, the single electrode J18 is interposed between the first sub-array (J2-J17) and the second sub-array (J19 -J34), while the single electrode J35 is interposed between the aforementioned second sub-array and the third sub-array (J36-J51).

Gli elettrodi intermedi J18e J35consentono una più netta distinzione tra le sotto-schiere di elettrodi collegati in comune, in particolare al fine di rilevare particolari condizioni o stati del liquido o altro mezzo soggetto a rilevazione (quali uno stato di parziale solidificazione o ghiacciamento del liquido o mezzo), particolarmente una più precisa e/o netta distinzione nella rilevazione di transizioni “liquido - aria o gas” e/o “liquido - aria o gas - solido o ghiaccio”. A tal fine si consideri che gli elettrodi interposti J18e J35consentono di determinare più rapidamente quali e/o quante sotto-schiere o parti di esse sono affacciate al mezzo (o viceversa non affacciate), potendo quindi identificare più rapidamente le aree di incertezza in cui effettuare misure più accurate, ovvero rilevando le zone di transizione tra due elettrodi adiacenti, ad esempio per rilevare la zona di transizione “liquido-aria” come precedentemente indicato. The intermediate electrodes J18 and J35 allow a clearer distinction between the sub-arrays of electrodes connected in common, in particular in order to detect particular conditions or states of the liquid or other means subject to detection (such as a state of partial solidification or icing of the liquid or medium), particularly a more precise and / or clear distinction in the detection of transitions "liquid - air or gas" and / or "liquid - air or gas - solid or ice". To this end, consider that the interposed electrodes J18 and J35 make it possible to more quickly determine which and / or how many sub-arrays or parts of them are facing the vehicle (or vice versa not facing), thus being able to identify more quickly the areas of uncertainty in which to carry out. more accurate measurements, ie by detecting the transition areas between two adjacent electrodes, for example to detect the "liquid-air" transition area as previously indicated.

La presenza degli elettrodi indipendenti intermedi è inoltre utile per meglio discriminare i valori in relazione alle sopra citate soglie di riferimento (quali le TH1, TH2, TH3 e/o la soglia “a secco”), in particolare nel caso di un elevato numero di sotto-schiere di elettrodi in comune (in parallelo): in caso di molte sotto-schiere saranno infatti presenti molte soglie di riferimento tra loro maggiormente vicine; ad esempio, nel caso in cui sia preferibile per ragioni di costo utilizzare un convertitore analogico/digitale (ADC) con risoluzione minore (ad esempio a 8 bits invece che a 10 o 12 bits); la presenza di un detto elettrodo indipendente J18, J35consente una rilevazione più netta e/o certa, analogamente a quanto descritto in riferimento al grafico b) di figura 26, dove si considera la sola soglia TH3. The presence of intermediate independent electrodes is also useful for better discriminating the values in relation to the aforementioned reference thresholds (such as TH1, TH2, TH3 and / or the "dry" threshold), in particular in the case of a high number of sub-arrays of electrodes in common (in parallel): in the case of many sub-arrays there will in fact be many reference thresholds that are closer to each other; for example, if it is preferable for cost reasons to use an analog / digital converter (ADC) with a lower resolution (for example 8 bits instead of 10 or 12 bits); the presence of said independent electrode J18, J35 allows a clearer and / or more certain detection, similarly to what is described with reference to graph b) of figure 26, where only the threshold TH3 is considered.

La figura 28 è sostanzialmente simile alla figura 27, distinguendosi per il fatto che gli elettrodi intermedi J18e J35non sono singoli, ma in parallelo tra loro e collegati ad un medesimo ingresso IN. Una configurazione di questo tipo può essere utile per limitare il numero di collegamenti agli elettrodi intermedi previsti, pur garantendo una buona distinzione di due soglie (quali le soglie TH1 e TH2) associate ad un medesimo ingresso IN. Figure 28 is substantially similar to Figure 27, distinguished by the fact that the intermediate electrodes J18 and J35 are not single, but in parallel with each other and connected to the same input IN. A configuration of this type can be useful for limiting the number of connections to the intermediate electrodes provided, while ensuring a good distinction of two thresholds (such as thresholds TH1 and TH2) associated with the same input IN.

In riferimento alle configurazioni esemplificative descritte nelle figure 27 e 28, e considerando un maggior numero di sotto-schiere o gruppi di elettrodi collegati in comune (ad esempio uguale o superiore a cinque sotto-schiere), si potranno prevedere più elettrodi intermedi, collegati singolarmente oppure collegati tra loro a coppie in parallelo. With reference to the exemplary configurations described in figures 27 and 28, and considering a greater number of sub-arrays or groups of electrodes connected in common (for example equal to or greater than five sub-arrays), it is possible to provide more intermediate electrodes, individually connected or connected together in pairs in parallel.

La figura 29 illustra alcuni componenti circuitali utilizzati in una possibile implementazione pratica dell’invenzione. La parte a) della figura evidenzia il microcontrollore 24 impiegato, qui il già citato PIC16F1517 di Microchip Technology Inc, con indicazione dei relativi ingressi ed uscite. La parte b) della figura evidenzia gli elettrodi J, che qui comprende elettrodi J1-J17collegati in configurazione singola a rispettivi ingressi del microcontrollore 24, nonché elettrodi J18- J27collegati a rispettivi ingressi del microcontrollore 24 in comune o parallelo ad elettrodi J28- J37. Si nota, sul collegamento tra ciascuno degli elettrodi J1-J27ed il relativo ingresso del microcontrollore 24, la già citata resistenza di filtro, la quale può essere eventualmente omessa. La parte c) di figura 29 illustra un possibile schema circuitale di un sensore di temperatura utilizzabile nel dispositivo secondo l’invenzione, quale ad esempio il sensore di temperatura 26 e/o 27 di figura 7, mentre la parte d) della figura illustra una possibile porta di comunicazione o connettore elettrico appartenente alla disposizione circuitale 23 di figura 7, utilizzabile ad esempio per la programmazione e/o la calibrazione del sensore di livello di fase produttiva. Naturalmente la disposizione circuitale 23 include anche uno stadio alimentatore, non rappresentato, in quanto realizzabile secondo tecnica di per sé nota. Figure 29 illustrates some circuit components used in a possible practical implementation of the invention. Part a) of the figure shows the microcontroller 24 used, here the aforementioned PIC16F1517 by Microchip Technology Inc, with indication of the relative inputs and outputs. Part b) of the figure highlights the electrodes J, which here comprises electrodes J1-J17 connected in a single configuration to respective inputs of the microcontroller 24, as well as electrodes J18- J27 connected to respective inputs of the microcontroller 24 in common or parallel to electrodes J28- J37. It is noted, on the connection between each of the electrodes J1-J27 and the relative input of the microcontroller 24, the aforementioned filter resistance, which can possibly be omitted. Part c) of figure 29 illustrates a possible circuit diagram of a temperature sensor usable in the device according to the invention, such as for example the temperature sensor 26 and / or 27 of figure 7, while part d) of the figure illustrates a possible communication port or electrical connector belonging to the circuit arrangement 23 of Figure 7, usable for example for programming and / or calibration of the production phase level sensor. Naturally, the circuit arrangement 23 also includes a power supply stage, not shown, as it can be produced according to a per se known technique.

Grazie alla sua natura ad elementi di rilevazione discreti, il sensore in accordo all’invenzione è in grado di effettuare misurazioni di livello in una svariata casistica di situazioni, che si verificano ad esempio nei sistemi SCR. Una prima situazione è quella tipica, già precedentemente descritta, nella quale il liquido contenuto nel serbatoio è interamente allo stato fluido. Un seconda situazione è quella che si può verificare nel caso in cui il serbatoio si trovi ad operare in condizioni di bassa temperatura, tale da produrre il congelamento totale del liquido presente nel serbatoio. Anche in questo caso il sensore 10 è perfettamente in grado di riconoscere gli elettrodi affacciati alla massa ghiacciata, e calcolare quindi la sua altezza. Una terza situazione è quella in cui il serbatoio contiene una parte liquida predominante in cui galleggiano o sono immerse parti giacciate (“effetto iceberg”): anche in questo caso la misura di livello operata dal sensore 10 può avvenire con le modalità già sopra descritte, atteso che la presenza di parti ghiacciate non influisce sul funzionamento del sensore 10 e sul calcolo del livello. Analoghe considerazioni valgono per il caso in cui sussista una transizione diretta tra liquido e ghiaccio. Thanks to its nature with discrete detection elements, the sensor according to the invention is able to perform level measurements in a variety of situations, which occur for example in SCR systems. A first situation is the typical one, already described previously, in which the liquid contained in the tank is entirely in the fluid state. A second situation is that which can occur in the event that the tank is operating in conditions of low temperature, such as to produce the total freezing of the liquid present in the tank. Also in this case the sensor 10 is perfectly capable of recognizing the electrodes facing the frozen mass, and therefore calculating its height. A third situation is that in which the tank contains a predominant liquid part in which frozen parts float or are immersed ("iceberg effect"): also in this case the level measurement performed by the sensor 10 can take place in the manner already described above, given that the presence of icy parts does not affect the operation of the sensor 10 and the calculation of the level. Similar considerations apply to the case in which there is a direct transition between liquid and ice.

Il sensore 10 è anche in grado di effettuare rilevazioni in situazioni miste, quando il sistema liquido - ghiaccio si sta congelando o scongelando. Un caso di questo tipo è illustrato schematicamente in figura 30, dove nella parte alta del serbatoio 1 è presente liquido ghiacciato, indicato con I, a formare un “cappello” parziale o totale; nella parte bassa del serbatoio 1, a temperatura superiore, il contenuto L del serbatoio si trova già in forma liquida e tra la parte solida I e la parte liquida L è presente dell’aria, indicata con A, o del vuoto. Una tale condizione può ad esempio verificarsi nel caso di utilizzo del liquido L contenuto nel serbatoio prima che esso si congeli completamente oppure dopo che si è ottenuto un parziale decongelamento del contenuto del serbatoio tramite un riscaldatore: in un tale caso, alla parte di liquido utilizzata sostanzialmente corrisponde una zona intermedia vuota o con aria tra il liquido ed il ghiaccio. Conformemente ad un aspetto dell’invenzione, in una condizione di questo tipo risulta vantaggioso rilevare il livello del liquido al fine di evitare un suo utilizzo completo, ovvero al fine di lasciare almeno una parte di liquido nel serbatoio, per le ragioni in seguito chiarite. The sensor 10 is also capable of detecting in mixed situations, when the liquid - ice system is freezing or thawing. A case of this type is schematically illustrated in figure 30, where in the upper part of the tank 1 there is frozen liquid, indicated with I, to form a partial or total "cap"; in the lower part of tank 1, at a higher temperature, the content L of the tank is already in liquid form and between the solid part I and the liquid part L there is air, indicated with A, or vacuum. For example, such a condition can occur in the case of use of the liquid L contained in the tank before it freezes completely or after a partial defrosting of the contents of the tank has been obtained by means of a heater: in this case, to the part of the liquid used substantially there is an empty intermediate zone or with air between the liquid and the ice. In accordance with an aspect of the invention, in a condition of this type it is advantageous to detect the level of the liquid in order to avoid its complete use, or in order to leave at least a part of liquid in the tank, for the reasons explained below.

Anche in una condizione del tipo esemplificato l’elettronica di controllo del sensore 10 è in grado di identificare correttamente la presenza di uno o più elettrodi (J4, J20) affacciati al liquido L, seguita dalla presenza di uno o più elettrodi (J21, J37) affacciati all’aria A, seguita a sua volta da uno o più elettrodi (J38, Jn0) affacciati al ghiaccio I. Vantaggiosamente, in una situazione di questi tipo l’elettronica di controllo del sensore secondo l’invenzione è in grado di definire sia la quantità/livello di contenuto liquido L, importante perché è la parte direttamente utilizzabile al momento dal sistema SCR, sia la quantità totale di liquido (L+I) presente nel serbatoio, importante per la pianificazione del rabbocco del serbatoio 1. Una possibile logica di controllo utilizzabile per la rilevazione del cosiddetto “effetto igloo” (presenza di uno strato d’aria sovrastato da uno strato di ghiaccio) può essere la seguente: Even in a condition of the type exemplified, the control electronics of the sensor 10 is able to correctly identify the presence of one or more electrodes (J4, J20) facing the liquid L, followed by the presence of one or more electrodes (J21, J37 ) facing the air A, followed in turn by one or more electrodes (J38, Jn0) facing the ice I. Advantageously, in a situation of this type, the control electronics of the sensor according to the invention is able to define both the quantity / level of liquid content L, which is important because it is the part directly usable at the moment by the SCR system, and the total quantity of liquid (L + I) present in the tank, which is important for planning the refilling of tank 1. A possible control logic that can be used for detecting the so-called "igloo effect" (presence of a layer of air topped by a layer of ice) can be the following:

- si considerano solo tutti gli elettrodi di rilevazione che risultano essere “a secco”, ovvero affacciati all’aria; - only all the detection electrodes that appear to be "dry", ie facing the air, are considered;

- si valutano le informazioni acquisite su un certo numero (ad esempio 3) di elettrodi successivi ad un elettrodo a secco considerato (intendendo con elettrodi successivi quelli al di sopra dell’elettrodo a secco considerato, in caso di montaggio del sensore dal basso, oppure al di sotto dell’elettrodo a secco considerato, in caso di montaggio del sensore dall’alto); - the information acquired on a certain number (for example 3) of electrodes subsequent to a considered dry electrode is evaluated (meaning by subsequent electrodes those above the considered dry electrode, in case of mounting the sensor from below, or below the considered dry electrode, in case of mounting the sensor from above);

- si verifica se sopra ad un elettrodo “a secco” è presente un elettrodo - tra i suddetti elettrodi successivi - che è affacciato al liquido; a tal fine, in una forma di attuazione preferita, si calcola la differenza tra le misure eseguite sui suddetti elettrodi successivi e quella dell’elettrodo “a secco” considerato, confrontando i tre singoli risultati con soglie assolute definite in fase di progetto: se almeno una di queste differenze coincide o è nell’intorno determinato della soglia definita si è in presenza di “effetto igloo”. - occurs if above a "dry" electrode there is an electrode - between the aforementioned successive electrodes - which faces the liquid; for this purpose, in a preferred embodiment, the difference between the measurements performed on the aforementioned successive electrodes and that of the "dry" electrode considered is calculated, comparing the three individual results with absolute thresholds defined in the design phase: if at least one of these differences coincides or is in the determined neighborhood of the defined threshold in the presence of the “igloo effect”.

E’ anche possibile che, a partire da una situazione del tipo rappresentato in figura 30, venga effettuato un rabbocco del serbatoio, andando quindi ad immettere una parte di liquido L che potrebbe essere bloccata dal cappello di ghiaccio I ancora presente nel serbatoio 1. In base ai principi suesposti, anche in questo caso il sensore in accordo all’invenzione è evidentemente in grado di rilevare l’aumento del livello totale di liquido presente nel serbatoio 1. Sempre con riferimento a situazioni del tipo rappresentato in figura 30, si apprezzerà che, in caso di necessità, l’elettronica del sensore 10 può essere programmata per l’effettuazione di rilevazioni successive, intervallate da un certo periodo di tempo (ad esempio 2 minuti), onde verificare l’andamento progressivo dello scioglimento del cappello di ghiaccio I. It is also possible that, starting from a situation of the type shown in figure 30, the tank is topped up, thus entering a part of liquid L which could be blocked by the ice cap I still present in tank 1. In on the basis of the above principles, also in this case the sensor according to the invention is evidently able to detect the increase in the total level of liquid present in the tank 1. Again with reference to situations of the type represented in figure 30, it will be appreciated that , in case of need, the electronics of the sensor 10 can be programmed to carry out successive measurements, spaced out by a certain period of time (for example 2 minutes), in order to verify the progressive progress of the melting of the ice cap I .

Come già indicato, l’elettronica del sensore oggetto dell’invenzione è inizializzata e calibrata in fase produttiva, con memorizzazione del relativo software e delle relative variabili, tra le quali una o più delle soglie di riferimento dipendenti dalla configurazione fisica del sistema sensore - serbatoio, tra le quali le soglie minime rappresentativa della condizione di un elettrodo o di un gruppo di elettrodi non affacciati al fluido. La soglia minima per il caso opposto (liquido affacciato ad un elettrodo può essere predefinita a fronte di sperimentazioni e/o eventualmente definita tramite un ulteriore collaudo con la parte sensibile 11 del sensore completamente immersa nel liquido. Nel caso in cui il sensore 10 preveda elettrodi in parallelo sono poi definite sperimentalmente anche le soglie intermedia tra quella minima e quella massima. As already indicated, the electronics of the sensor object of the invention is initialized and calibrated in the production phase, with storage of the related software and related variables, including one or more of the reference thresholds depending on the physical configuration of the sensor - tank system. , including the minimum thresholds representative of the condition of an electrode or a group of electrodes not facing the fluid. The minimum threshold for the opposite case (liquid facing an electrode can be predefined in the face of experiments and / or possibly defined by further testing with the sensitive part 11 of the sensor completely immersed in the liquid. In the event that the sensor 10 includes electrodes in parallel, the intermediate thresholds between the minimum and the maximum are also experimentally defined.

L’informazione di temperatura acquisibile tramite il sensore 27 e/o 26 può essere utilizzata dall’elettronica 23 per riconoscere la situazione del sistema serbatoio, ad esempio per desumere la condizione di congelamento del liquido ed attivare un relativo riscaldatore, e/o per compensare matematicamente l’informazione sulla misura di livello, particolarmente nel caso di applicazioni a temperature critiche dove l’utilizzo di una misura differenziale con l’elettrodo di riferimento potrebbe non essere sufficiente a garantire la compensazione dell’errore. The temperature information that can be acquired through the sensor 27 and / or 26 can be used by the electronics 23 to recognize the situation of the tank system, for example to infer the freezing condition of the liquid and activate a relative heater, and / or to compensate mathematically, the information on the level measurement, particularly in the case of applications at critical temperatures where the use of a differential measurement with the reference electrode may not be sufficient to guarantee error compensation.

Va segnato che per poter causare tramite un riscaldatore lo scioglimento di alcuni liquidi ghiacciati, quale ad esempio l’additivo AdBlue qui considerato, è necessario che nel serbatoio sia comunque presente una parte di liquido sciolto, di modo che il riscaldatore possa continuare a riscaldare il liquido e questi trasmetta il calore alla massa ghiacciata. Nell’applicazione ad un sistema SCR, quando il motore del veicolo viene avviato, si verifica un prelievo dell’additivo, e ciò non è fonte di particolari problemi qualora nel serbatoio permanga comunque ancora una certa quantità di additivo riscaldato, che può raggiungere la massa ghiacciata in virtù del movimento del veicolo e della conseguente agitazione del liquido caldo nel serbatoio 1. Se al contrario il prelievo iniziale dell’additivo determina lo svuotamento dell’interso residuo liquido del contenuto del serbatoio, l’effetto di scioglimento si arresta. Per tale motivo, in una forma di attuazione preferita, il sensore secondo l’invenzione può essere predisposto, ad esempio a livello software, per rilevare il livello del liquido sciolto, in modo da garantire comunque la presenza di un suo livello minimo, sufficiente affinché l’effetto di scioglimento non venga arrestato; a tal fine il sensore 10 può generare un opportuno segnale o dato verso l’esterno, ad esempio utilizzabile dall’elettronica di bordo del veicolo e/o per opportune segnalazioni. It should be noted that in order to cause some frozen liquids to melt by means of a heater, such as the AdBlue additive considered here, it is necessary that a part of dissolved liquid is still present in the tank, so that the heater can continue to heat the liquid and these transmit the heat to the ice mass. In the application to an SCR system, when the vehicle engine is started, a withdrawal of the additive occurs, and this does not cause particular problems if a certain quantity of heated additive still remains in the tank, which can reach the mass. frozen by virtue of the movement of the vehicle and the consequent agitation of the hot liquid in the tank 1. If, on the contrary, the initial withdrawal of the additive determines the emptying of the residual liquid of the tank contents, the dissolution effect stops. For this reason, in a preferred embodiment, the sensor according to the invention can be arranged, for example at the software level, to detect the level of the dissolved liquid, so as to guarantee in any case the presence of a minimum level thereof, sufficient for the dissolution effect is not stopped; for this purpose, the sensor 10 can generate an appropriate signal or data to the outside, for example usable by the vehicle's on-board electronics and / or for appropriate signals.

Si apprezzerà naturalmente che con il sensore oggetto dell’invenzione è anche facilmente rilevabile il progressivo scioglimento della massa ghiacciata di liquido, man mano che tale scioglimento procedere. Il sensore 10 è naturalmente in grado di operare durante il riscaldamento e/o lo scongelamento del liquido o altro mezzo soggetto a rilevazione di livello, nonché nel corso del suo eventuale congelamento. It will of course be appreciated that with the sensor object of the invention the progressive melting of the frozen mass of liquid is also easily detectable, as this melting proceeds. The sensor 10 is naturally able to operate during the heating and / or thawing of the liquid or other means subject to level detection, as well as during its possible freezing.

Il sensore 10 è interfacciato ad un sistema esterno di controllo, quale ad esempio un centralina di controllo del sistema SCR per il tramite del connettore 12b. A tale scopo, l’elettronica di controllo 23 del sensore è predisposta per la trasmissione di dati, preferibilmente in un formato seriale, molto preferibilmente per il tramite di un’interfaccia e/o un protocollo SENT (Single Edge Nibble Transmission). I segnali inviati possono comprendere, oltre che informazione rappresentativa del livello del mezzo soggetto a rilevazione, anche informazione rappresentativa di almeno una tra la temperatura del mezzo o dell’aria presente nel serbatoio, la presenza di una condizione di congelamento o solidificazione di almeno parte del mezzo soggetto a rilevazione, la presenza di una condizione di funzionamento anomalo, una segnalazione di avviso e/o di stato. The sensor 10 is interfaced with an external control system, such as for example a control unit of the SCR system by means of the connector 12b. For this purpose, the control electronics 23 of the sensor is designed for data transmission, preferably in a serial format, most preferably through an interface and / or a SENT (Single Edge Nibble Transmission) protocol. The signals sent may include, in addition to information representative of the level of the medium subject to detection, also information representative of at least one of the temperature of the medium or of the air present in the tank, the presence of a condition of freezing or solidification of at least part of the means subject to detection, the presence of an abnormal operating condition, a warning and / or status signal.

Da quanto in precedenza descritto si evince come il funzionamento del sensore di livello descritto sia sostanzialmente indipendente dalla costante dielettrica del mezzo oggetto di misura. L’elemento sensibile rappresentato dalla schiera di elettrodi è in grado di effettuare la misura di livello anche se completamente isolato dal liquido, con ciò garantendo la sua protezione dal contatto con liquidi aggressivi, quali ad esempio l’AdBlue o urea, e conferendo una buona robustezza meccanica alla struttura del sensore. In tale ottica, lo spessore della parete dell’involucro 16, in particolare nella zona affacciata agli elettrodi J, può essere indicativamente compresa tra 0,1 e 5 mm, preferibilmente compresa tra 0,6 e 1 mm, molto preferibilmente di circa 0,8 mm; come già accennato, l’involucro può essere sostituto da una sovrastampatura diretta di materia plastica sull’elemento sensibile, o da una generica parete di isolamento degli elettrodi J, con spessore analogo a quello indicato. From what has been described above, it can be seen that the operation of the level sensor described is substantially independent of the dielectric constant of the medium being measured. The sensitive element represented by the array of electrodes is able to carry out the level measurement even if completely isolated from the liquid, thereby guaranteeing its protection from contact with aggressive liquids, such as AdBlue or urea, and giving a good mechanical strength to the sensor structure. In this perspective, the thickness of the wall of the casing 16, in particular in the area facing the electrodes J, can be indicatively comprised between 0.1 and 5 mm, preferably comprised between 0.6 and 1 mm, most preferably approximately 0, 8 mm; as already mentioned, the casing can be replaced by a direct overmolding of plastic material on the sensitive element, or by a generic insulation wall of the electrodes J, with a thickness similar to that indicated.

Il sensore descritto può avere una qualsiasi lunghezza ed è quindi facilmente adattabile all’interno di qualsiasi contenitore. Una problematica presente nell’applicazione dei sensori di livello è proprio rappresentata dalla lunghezza del sensore, ovvero l’altezza del livello che si deve misurare, che è una variabile dipendente dal serbatoio di installazione. In tale ambito, l’invenzione consente The sensor described can have any length and is therefore easily adaptable inside any container. A problem present in the application of level sensors is represented by the length of the sensor, or the height of the level to be measured, which is a variable dependent on the installation tank. In this context, the invention allows

- di impiegare un’elettronica standardizzata, ovvero un numero di componenti minimo possibile, con un microcontrollore che, a parità o quasi del numero di ingressi, può gestire un’ampia casistica di lunghezze grazie al possibile collegamento in comune o parallelo di più sotto-schiere di elettrodi; - to use standardized electronics, i.e. a minimum number of components as possible, with a microcontroller that, with the same or almost equal number of inputs, can manage a wide range of lengths thanks to the possible connection in common or parallel of several sub- arrays of electrodes;

- di impiegare uno schema circuitale altamente flessibile per le varie possibili lunghezze richieste per il sensore, ovvero mantenere lo stesso microcontrollore con lo stesso numero di ingressi anche per sensori di livello di lunghezza differenziata. Come già accennato, posizionando ad esempio 20 elettrodi alti 2 mm a 2 mm di distanza l’uno dell’altro si raggiungono 78 mm di area sensibile per la misura di lunghezza, ovvero 78 mm di area sensibile per un gruppo di primi elettrodi; quando è necessario aumentare la lunghezza dell’area sensibile è possibile impiegare il medesimo numero di ingressi prevedendo secondi elettrodi in parallelo ai primi: risulta in tal modo possibile mantenere lo stesso microcontrollore, sia per ragioni di costo, sia in termini di progetto. A titolo di esempio non limitativo, con dieci sottoschiere di elettrodi è teoricamente possibile raggiungere lunghezze prossime a 780 mm. Per tali lunghezze elevate è peraltro possibile ridurre il numero di sotto-schiere di elettrodi, nel caso sia accettabile una minore sensibilità o risoluzione di misura almeno in talune parti o livelli del sensore: a tal fine, come già accennato, è ad esempio possibile aumentare la distanza tra gli elettrodi nelle zone dove la precisione di misura è meno significativa (quale un livello prossimo al serbatoio pieno) e diminuire invece tale distanza per avere maggiore risoluzione in zone considerate più critiche (ad esempio in prossimità di un livello di minimo nel serbatoio). - to use a highly flexible circuit diagram for the various possible lengths required for the sensor, or to maintain the same microcontroller with the same number of inputs also for level sensors of different lengths. As already mentioned, by positioning for example 20 2 mm high electrodes at 2 mm distance from each other, 78 mm of sensitive area is reached for the length measurement, or 78 mm of sensitive area for a group of first electrodes; when it is necessary to increase the length of the sensitive area, it is possible to use the same number of inputs by providing second electrodes in parallel with the first: it is thus possible to maintain the same microcontroller, both for cost reasons and in terms of design. By way of non-limiting example, with ten underlayers of electrodes it is theoretically possible to reach lengths close to 780 mm. For such high lengths, however, it is possible to reduce the number of electrode sub-arrays, if a lower measurement sensitivity or resolution is acceptable at least in certain parts or levels of the sensor: for this purpose, as already mentioned, it is possible to increase the distance between the electrodes in the areas where the measurement accuracy is less significant (such as a level close to the full tank) and instead decrease this distance to have greater resolution in areas considered more critical (for example near a minimum level in the tank ).

In varie forme di attuazione in precedenza descritte si è assunto un montaggio del sensore 10 sulla parete inferiore del serbatoio, di modo che l’elettrodo indicato con J1rappresenti l’elettrodo più in basso nell’ambito del serbatoio stesso. Ovviamente, come spiegato, il montaggio del sensore potrà avvenire anche in corrispondenza della parete superiore del serbatoio, nel qual caso - riferendosi agli esempi illustrati - l’elettrodo J1sarà quello prossimo all’estremità distale della porzione 20b del supporto 20 e l’elettrodo Jnsarà quello prossimo all’estremità prossimale di tale porzione 20b: naturalmente, il software di controllo sarà predisposto onde consentire la rilevazione di livello a seconda del punto di installazione del sensore, ad ulteriore vantaggio della flessibilità di impiego. In various embodiments described above, a mounting of the sensor 10 on the lower wall of the tank has been assumed, so that the electrode indicated with J1 represents the lowest electrode within the tank itself. Obviously, as explained, the sensor can also be mounted in correspondence with the upper wall of the tank, in which case - referring to the illustrated examples - the electrode J1 will be the one next to the distal end of the portion 20b of the support 20 and the electrode Jns will be the one next to the proximal end of this portion 20b: naturally, the control software will be set up to allow the level detection according to the sensor installation point, to further advantage of the flexibility of use.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della presente invenzione, così come chiari risultano i suoi vantaggi, principalmente rappresentati dalla semplicità di realizzazione del sensore di livello proposto, dal suo costo contenuto, dalla sua precisione ed affidabilità, dalla sua elevata flessibilità di impiego e configurazione. From the above description the characteristics of the present invention are clear, as well as its advantages, mainly represented by the simplicity of realization of the proposed level sensor, by its low cost, by its precision and reliability, by its high flexibility of use and configuration. .

E’ chiaro che numerose varianti sono possibili per la persona esperta del ramo ai dispositivi ed ai metodi descritti come esempio, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione così come definita dalle rivendicazioni allegate. It is clear that numerous variants are possible for the person skilled in the art to the devices and methods described as an example, without thereby departing from the scope of the invention as defined by the attached claims.

In accordo a possibili varianti di attuazione o di applicazione, il sensore di livello oggetto dell’invenzione può essere disposto all’esterno del recipiente o serbatoio contenente il mezzo soggetto a rilevazione (ovvero in corrispondenza di una parete esterna o in una sede ricavata in corrispondenza di una tale parete esterna del recipiente o serbatoio), con la schiera di elettrodi J addossati ad una parete di tale recipiente, con eventuale interposizione del gel G o simile. In tal caso la suddetta parete del recipiente è opportunamente configurata in termini di materiale e spessore, onde realizzare lo strato che isola elettricamente gli elettrodi J rispetto all’interno del recipiente 1. Un possibile esempio di realizzazione è illustrato in figura 31, in cui l’involucro del corpo di sensore 10 a è qui un involucro 16’ aperto lateralmente, di modo che il fronte della porzione 20b del supporto, e quindi gli elettrodi J sono affacciati e/o addossati ad una rispettiva porzione 16” di una parete laterale 6 del serbatoio 1; nell’esempio tale porzione 16”, che qui realizza lo strato di isolamento che isolare elettricamente gli elettrodi J rispetto all’interno del serbatoio 1, è assottigliata rispetto al resto della parete 6, ad esempio con uno spessore compreso tra i già citati 0,1 e 5 mm. In accordance with possible variants of implementation or application, the level sensor object of the invention can be arranged outside the container or tank containing the means subject to detection (i.e. in correspondence with an external wall or in a seat obtained in correspondence of such an external wall of the container or tank), with the array of electrodes J set against a wall of this container, with the possible interposition of the gel G or the like. In this case, the aforementioned wall of the container is suitably configured in terms of material and thickness, in order to form the layer that electrically insulates the electrodes J from the inside of the container 1. A possible example of embodiment is illustrated in figure 31, in which the The casing of the sensor body 10 a is here a casing 16 'open laterally, so that the front of the portion 20b of the support, and therefore the electrodes J, face and / or lean against a respective portion 16 "of a side wall 6 of tank 1; in the example this portion 16 ", which here forms the insulation layer which electrically insulates the electrodes J with respect to the inside of the tank 1, is thinned with respect to the rest of the wall 6, for example with a thickness included between the aforementioned 0, 1 and 5 mm.

In accordo a altre varianti di attuazione l’involucro 16 ed almeno parte delle relative caratteristiche precedentemente descritte potrebbero essere comprese in almeno una parte integrata o associata al recipiente o serbatoio. Come già accennato, gli elettrodi potrebbero essere associati direttamente ad una parete o porzione di parete del serbatoio (ad esempio la porzione 16” di figura 31), che in tal caso costituirebbe sia il substrato per gli elettrodi J che lo strato di isolamento rispetto al contenuto del serbatoio. In accordance with other variants of implementation, the casing 16 and at least part of the related characteristics described above could be included in at least one part integrated or associated with the container or tank. As already mentioned, the electrodes could be associated directly to a wall or portion of the wall of the tank (for example the portion 16 "of figure 31), which in this case would constitute both the substrate for the electrodes J and the insulation layer with respect to the tank contents.

L’invenzione è stata descritta con particolare riferimento alla rilevazione del livello di un mezzo liquido, particolarmente un additivo a base di urea, ma come già accennato il sensore descritto è suscettibile di impiego in abbinamento a sostanze e materiali diversi, anche potenzialmente soggetti a solidificazione per ragioni diverse da un congelamento (si pensi ad una massa di un materiale pulverulento o simile una cui parte risulta compattata o solidificata, ad esempio a causa di umidità eccessiva). The invention has been described with particular reference to the detection of the level of a liquid medium, particularly a urea-based additive, but as already mentioned, the sensor described can be used in combination with different substances and materials, also potentially subject to solidification. for reasons other than freezing (think of a mass of a powdery material or the like, a part of which is compacted or solidified, for example due to excessive humidity).

Claims (8)

RIVENDICAZIONI 1. Un sensore di livello per rilevare il livello di un mezzo contenuto in un recipiente (1), particolarmente un serbatoio, il sensore (10) comprendendo una schiera di elementi capacitivi adatta ad essere associata al recipiente (1) e comprendendo un pluralità di elettrodi (J1-Jn) su di un substrato elettricamente isolante (20), un circuito di controllo (23, 24) avente un controllore (24) con una pluralità di ingressi (IN1-INn) ai quali sono collegati gli elettrodi (J1-Jn), il controllore (24) essendo predisposto per desumere il livello del mezzo (L) presente recipiente (1) in base a segnali elettrici acquisiti tramite gli elementi capacitivi, almeno uno strato di isolamento (16; 16”) per isolare elettricamente gli elettrodi (J1-Jn) rispetto all’interno del recipiente (1), in cui la schiera di elementi capacitivi è contenuta in un involucro elettricamente isolante ed a tenuta di fluido (16), definente il detto almeno uno strato di isolamento e configurato per essere disposto all’interno del recipiente (1) secondo un asse di rilevazione (X), l’involucro definendo una rispettiva cavità (H) di ricezione del substrato elettricamente isolante (20) recante gli elettrodi (J1-Jn), in cui la cavità (H) è provvista di mezzi di posizionamento (16a) configurati per sollecitare almeno una porzione (20b) del substrato elettricamente isolante (20) recante gli elettrodi (J1-Jn) verso il detto almeno uno strato di isolamento e/o di uno spazio libero o luce (H1) definito tra un’estremità distale del substrato elettricamente isolante (20) ed un’estremità distale di detto involucro (16), particolarmente per la compensazione di eventuali dilatazioni. CLAIMS 1. A level sensor for detecting the level of a medium contained in a container (1), particularly a tank, the sensor (10) comprising an array of capacitive elements adapted to be associated with the vessel (1) and comprising a plurality of electrodes (J1-Jn) on an electrically insulating substrate (20), a control circuit (23, 24) having a controller (24) with a plurality of inputs (IN1-INn) to which the electrodes (J1-Jn) are connected, the controller (24) being arranged to infer the level of the medium (L) present vessel (1) based on electrical signals acquired through the capacitive elements, at least one layer of insulation (16; 16 ") to electrically isolate the electrodes (J1-Jn) from the inside of the container (1), wherein the array of capacitive elements is contained in an electrically insulating and fluid-tight casing (16), defining said at least one insulation layer and configured to be arranged inside the vessel (1) according to a detection axis ( X), the casing defining a respective cavity (H) for receiving the electrically insulating substrate (20) carrying the electrodes (J1-Jn), wherein the cavity (H) is provided with positioning means (16a) configured to urge at least a portion (20b) of the electrically insulating substrate (20) carrying the electrodes (J1-Jn) towards said at least one insulation layer and / or a free space or gap (H1) defined between a distal end of the electrically insulating substrate (20) and a distal end of said casing (16), particularly for compensating for any dilatations. 2. Il sensore di livello secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di posizionamento (16a) sono elasticamente cedevoli e/o deformabili. The level sensor according to claim 1, wherein the positioning means (16a) are elastically yielding and / or deformable. 3. Il sensore di livello secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui all’interno dell’involucro (16) è presente un materiale fluido di riempimento non elettricamente conduttivo (G). 3. The level sensor according to claim 1 or claim 2, in which inside the casing (16) there is a non-electrically conductive filling fluid material (G). 4. Il sensore di livello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli elementi capacitivi comprendono gruppi di elettrodi (J4- J20; J21-J37; J38-Jn) collegati in parallelo tra loro, ciascun gruppo di elettrodi essendo collegato ad un rispettivo ingresso (IN1-INn) del controllore (24), in cui gli elettrodi di rispettivi gruppi formano sul substrato elettricamente isolante (20) rispettive sotto-schiere di elettrodi (J4- J20; J21-J37; J38-Jn) disposte in sequenza lungo un asse di rilevazione (X), dove dato un numero y di primi elettrodi (J4-J20) collegati in parallelo a secondi elettrodi (J21-J37), tra ciascun primo elettrodo ed il relativo secondo elettrodo sono interposti y-1 elettrodi. The level sensor according to any one of the preceding claims, wherein the capacitive elements comprise groups of electrodes (J4- J20; J21-J37; J38-Jn) connected in parallel with each other, each group of electrodes being connected to a respective input (IN1-INn) of the controller (24), in which the electrodes of respective groups form on the electrically insulating substrate (20) respective sub-arrays of electrodes (J4- J20; J21-J37; J38-Jn) arranged in sequence along a detection axis (X), where given a number y of first electrodes (J4-J20) connected in parallel to second electrodes (J21-J37), y-1 electrodes are interposed between each first electrode and the relative second electrode. 5. Il sensore di livello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’involucro (16) appartiene ad un corpo (10a) del sensore (1), il materiale o almeno uno dei materiali impiegati per la realizzazione del corpo (10a) del sensore essendo analogo o chimicamente compatibile con un materiale che realizza almeno parte del recipiente (1), particolarmente per consentire una saldatura a tenuta tra il corpo del sensore ed il recipiente. The level sensor according to any one of the preceding claims, wherein the housing (16) belongs to a body (10a) of the sensor (1), the material or at least one of the materials used for making the body (10a) of the sensor being analogous or chemically compatible with a material which forms at least part of the container (1), particularly to allow a tight seal between the sensor body and the container. 6. Il sensore di livello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno uno tra: - un corpo di sensore (10a) definente una cavità (H) di ricezione del substrato elettricamente isolante (20) che è provvista di elementi di guida (12c) del substrato (20); - un corpo di sensore (10a) definente una porzione di attacco (14) configurata per l’accoppiamento a tenuta in corrispondenza di una rispettiva apertura di montaggio (5) del recipiente (1), la porzione di attacco avendo almeno una sede per un relativo elemento elastico (15; 15’, 15”), la porzione di attacco includendo preferibilmente due elementi elastici di tipo o-ring, dei quali uno adempie funzioni di tenuta e l’altro adempie funzioni di montaggio elastico del corpo di sensore (10a); - un corpo di sensore (10a) almeno parzialmente formato con un materiale termoplastico stampabile, preferibilmente selezionato tra un polipropilene, un polietilene ad alta densità, un copolimero ciclo-olefinico; - un corpo di sensore (10a) avente un connettore (12a) con terminali elettrici (21), dove il substrato elettricamente isolante (20) ha contatti elettrici (22) configurati per l’accoppiamento o l’innesto elastico con i terminali (21) del connettore (12a), i contatti elettrici (22) essendo in particolare disposti in corrispondenza di fori passanti (20c) del substrato (20); - un corpo di sensore (10a) avente mezzi (12d) predisposti per l’accoppiamento rapido ad una parete (2, 4) del recipiente (1), in particolare del tipo con innesto a baionetta; - un corpo di sensore (10a) avente un’estremità distale predisposta per l’accoppiamento rilasciabile ad una parete del recipiente (1); 6. The level sensor according to any one of the preceding claims, comprising at least one of: - a sensor body (10a) defining a cavity (H) for receiving the electrically insulating substrate (20) which is provided with guiding elements (12c) for the substrate (20); - a sensor body (10a) defining an attachment portion (14) configured for sealing coupling at a respective mounting opening (5) of the vessel (1), the attachment portion having at least one seat for a relative elastic element (15; 15 ', 15 "), the attachment portion preferably including two elastic elements of the O-ring type, one of which performs sealing functions and the other performs functions of elastic mounting of the sensor body (10a ); - a sensor body (10a) at least partially formed with a printable thermoplastic material, preferably selected from a polypropylene, a high density polyethylene, a cyclo-olefin copolymer; - a sensor body (10a) having a connector (12a) with electrical terminals (21), where the electrically insulating substrate (20) has electrical contacts (22) configured for coupling or elastic engagement with the terminals (21 ) of the connector (12a), the electrical contacts (22) being in particular arranged in correspondence with through holes (20c) of the substrate (20); - a sensor body (10a) having means (12d) designed for quick coupling to a wall (2, 4) of the container (1), in particular of the type with bayonet coupling; - a sensor body (10a) having a distal end designed for releasable coupling to a vessel wall (1); 7. Il sensore di livello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il substrato elettricamente isolante (20): - ha una prima porzione (20b) recante la pluralità di elettrodi (J1-Jn) ed una seconda porzione (20a) recante una disposizione circuitale (23) includente il controllore (24), sul substrato essendo preferibilmente previste piste elettricamente conduttive (25) per il collegamento elettrico degli elettrodi (J1-Jn), e/o - ha associato almeno un sensore di temperatura (26, 27), e/o - ha associato almeno un elettrodo di riferimento (J1) in almeno una tra una sua porzione di estremità distale ed una sua porzione di estremità prossimale, e/o - ha associata una pluralità di elettrodi di riferimento (J1, Jn; J18, J35), quali almeno due elettrodi di riferimento (J1, Jn) ciascuno ad una rispettiva estremità di una schiera della pluralità di elettrodi (J1-Jn) oppure elettrodi di riferimento (J18, J35) interposti a sotto-schiere di elettrodi di rilevazione (J2-J37; J19-J34, J36-Jn), e/o - ha associati una pluralità di elettrodi riferimento collegati ciascuno (J1, J18, J35, Jn) ad un rispettivo ingresso (IN) del controllore (24) o almeno alcuni dei quali collegati in parallelo (J18, J35) ad un medesimo ingresso (IN) del controllore (24), e/o - ha primi elettrodi della pluralità di elettrodi (J1-Jn) più prossimi tra loro nella direzione di un asse di rilevazione (X) rispetto a secondi elettrodi della pluralità di elettrodi (J1-Jn), i primi elettrodi determinando una risoluzione di misura di livello maggiore rispetto a quella determinata dai secondi elettrodi. The level sensor according to any one of the preceding claims, wherein the electrically insulating substrate (20): - has a first portion (20b) carrying the plurality of electrodes (J1-Jn) and a second portion (20a) carrying a circuit arrangement (23) including the controller (24), on the substrate electrically conductive tracks (25) are preferably provided for the electrical connection of the electrodes (J1-Jn), and / or - has associated at least one temperature sensor (26, 27), and / or - has associated at least one reference electrode (J1) in at least one of its distal end portion and a proximal end portion thereof, and / or - has associated a plurality of reference electrodes (J1, Jn; J18, J35) , such as at least two reference electrodes (J1, Jn) each at a respective end of an array of the plurality of electrodes (J1-Jn) or reference electrodes (J18, J35) interposed to sub-arrays of detection electrodes (J2- J37; J19-J34, J36-Jn), and / or - has associated a plurality of reference electrodes each connected (J1, J18, J35, Jn) to a respective input (IN) of the controller (24) or at least some of which are connected in parallel (J18, J35) to the same input (IN ) of the controller (24), and / or - has first electrodes of the plurality of electrodes (J1-Jn) closer to each other in the direction of a detection axis (X) than second electrodes of the plurality of electrodes (J1-Jn) , the first electrodes determining a measurement resolution of a higher level than that determined by the second electrodes. 8. Un metodo di controllo di un sensore di livello di un mezzo (L), particolarmente ma non esclusivamente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7, il sensore (10) avendo una schiera di elementi capacitivi adatta ad essere associata ad un recipiente (1), la schiera di elementi capacitivi comprendendo un pluralità di elettrodi (J1-Jn), gli elettrodi (J1-Jn) essendo collegati ad una pluralità di ingressi (IN1-INn) di un circuito di controllo (23, 24), in cui almeno uno tra un livello, una quantità, uno stato ed una caratteristica del mezzo (L) presente nel recipiente (1) è desunto in base a segnali elettrici acquisiti tramite gli elettrodi (J1-Jn) della pluralità di elettrodi, il metodo comprendendo: i) realizzare una fase di calibrazione del sensore di livello che include leggere valori dei segnali elettrici relativi agli elettrodi (J1-Jn) in condizione a secco o in aria, ovverosia non affacciati al mezzo (L), al fini di definire primi valori di soglia di riferimento per le rilevazioni dell’almeno uno tra il livello, la quantità, lo stato e la caratteristica del mezzo (L), e memorizzare i primi valori di soglia nel circuito di controllo (23, 24), ii) variare i primi valori di soglia di riferimento a fronte di misure effettuate nel corso della vita utile del sensore di livello per mezzo di un elettrodo dedicato di riferimento (J1).A method of controlling a level sensor of a medium (L), particularly but not exclusively according to any one of claims 1-7, the sensor (10) having an array of capacitive elements adapted to be associated with a vessel ( 1), the array of capacitive elements comprising a plurality of electrodes (J1-Jn), the electrodes (J1-Jn) being connected to a plurality of inputs (IN1-INn) of a control circuit (23, 24), in which at least one of a level, a quantity, a state and a characteristic of the medium (L) present in the vessel (1) is deduced on the basis of electrical signals acquired through the electrodes (J1-Jn) of the plurality of electrodes, the method comprising : i) carry out a calibration phase of the level sensor which includes reading values of the electrical signals relating to the electrodes (J1-Jn) in a dry condition or in air, i.e. not facing the medium (L), in order to define first values of reference threshold for detections of the at least one of the level, quantity, state and characteristic of the medium (L), and memorize the first threshold values in the control circuit (23, 24), ii) vary the first threshold values of reference in the face of measurements made during the useful life of the level sensor by means of a dedicated reference electrode (J1 ).
ITUA2016A004410A 2016-06-15 2016-06-15 SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA ITUA20164410A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUA2016A004410A ITUA20164410A1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUA2016A004410A ITUA20164410A1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITUA20164410A1 true ITUA20164410A1 (en) 2017-12-15

Family

ID=57133339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITUA2016A004410A ITUA20164410A1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA

Country Status (1)

Country Link
IT (1) ITUA20164410A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6164132A (en) * 1997-06-12 2000-12-26 G.D.M, Inc. Capacitive liquid level indicator
EP1462775A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-29 ELTEK S.p.A. Device for detecting physical variables of lubricating oil of an internal combustion engine
US20050280424A1 (en) * 2002-12-19 2005-12-22 Wenmin Qu Device and method for measuring capacitance and device for determing the level of a liquid using one such device
US20080231290A1 (en) * 2004-05-14 2008-09-25 Scientific Generics Ltd. Capacitive Position Sensor
US20090301188A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-10 Luna Labs, Inc. Self-Calibrating Capacitive Transducer for Determining Level of Fluent Materials
EP2570784A2 (en) * 2011-09-14 2013-03-20 Alstom Technology Ltd Level detector for measuring foam and aerated slurry level in a wet flue gas desulfurization absorber tower

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6164132A (en) * 1997-06-12 2000-12-26 G.D.M, Inc. Capacitive liquid level indicator
US20050280424A1 (en) * 2002-12-19 2005-12-22 Wenmin Qu Device and method for measuring capacitance and device for determing the level of a liquid using one such device
EP1462775A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-29 ELTEK S.p.A. Device for detecting physical variables of lubricating oil of an internal combustion engine
US20080231290A1 (en) * 2004-05-14 2008-09-25 Scientific Generics Ltd. Capacitive Position Sensor
US20090301188A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-10 Luna Labs, Inc. Self-Calibrating Capacitive Transducer for Determining Level of Fluent Materials
EP2570784A2 (en) * 2011-09-14 2013-03-20 Alstom Technology Ltd Level detector for measuring foam and aerated slurry level in a wet flue gas desulfurization absorber tower

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10422681B2 (en) Sensor for detecting the level of a medium
US10533887B2 (en) Sensor for detecting the level of a medium
US10578477B2 (en) Sensor for detecting the level of a medium
CN108603782B (en) Device and method for detecting the level of a medium
US7997132B2 (en) Capacitive sensor assembly for determining relative position
KR102386006B1 (en) device for detecting the level of the medium
US20210333140A1 (en) A level sensor for detecting the level of a medium
NL1012421C2 (en) Sensor housing.
KR20080012239A (en) Methods and systems for liquid volumetric measurement
ITUA20164395A1 (en) SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA
EP3599447B1 (en) Dielectric-constant-insensitive fluid level sensor for directly inserting into a high dielectric constant fluid
US9851285B2 (en) Digital densitometer and fuel gauging system
ITUA20164410A1 (en) SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA
ITUA20164407A1 (en) SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA
ITUA20164400A1 (en) SENSOR FOR DETECTION OF THE LEVEL OF A MEDIA
CN113447057A (en) Method and device for detecting contamination of a MEMS sensor element
JP6520636B2 (en) Physical quantity sensor subassembly and physical quantity measuring device
CN110319875A (en) Equipment for measuring the physical parameter of the fluid in motor vehicles circuit
EP3047263B1 (en) Apparatus and method for characterization of fluids or powders by electrical permittivity
KR20190040216A (en) Method and apparatus for detecting liquid level