ITUB20159220A1

ITUB20159220A1 - Dispositivo e metodo per la rilevazione del livello di un mezzo

Info

Publication number: ITUB20159220A1
Application number: ITUB2015A009220A
Authority: IT
Inventors: Matteo Rondano; Mauro Zorzetto; Enrico Chiesa
Original assignee: Eltek Spa
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2017-06-24
Also published as: EP3394578A1; US20190186978A1; WO2017109765A1; CN108603782B; US11002586B2; CN108603782A

Description

“Dispositivo e metodo per la rilevazione del livello di un mezzo",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell<1>Invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo 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.

Stato della tecnica

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 ad esempio un serbatoio. Alcuni tipi di questi sensori sono basati sufl’impiego di un galleggiante, mentre altri tipi sono basati sulla misura di grandezze elettriche, quali la conducibilità/resistività o la capacità elettrica.

Taluni tipi di sensori capacitivi di livello sono utilizzati in serbatoi di autoveicolo, particolarmente destinati a contenere un carburante o un additivo, quale una soluzione con etanolo o urea. In tali casi al serbatoio è spesso operativamente associato un dispositivo riscaldatore, attivabile per evitare il congelamento del liquido o per sciogliere il liquido già congelato.

Un dispositivo sensore di tipo capacitivo è ad esempio noto da W02015/181770 A, sul quale si basa il preambolo della rivendicazione 1. In tale soluzione il sensore di livello comprende almeno un sensore di temperatura, impiegato per la rilevazione di condizioni ambientali e per eventualmente compensare matematicamente l’in forni azione sulla misura di livello, particolarmente nel caso di applicazioni a temperature critiche dove Γ utilizzo di una misura differenziale con un elettrodo di riferimento potrebbe non essere sufficiente a garantire la compensazione dell’errore.

Tale dispositivo sensore noto è affetto in una certa misura da problemi legati alle basse ed alte temperature in cui il sensore stesso si trova ad operare, ivi comprese condizioni di congelamento del liquido e condizioni di riscaldamento del liquido. In particolare, le rilevazioni operate dal sensore noto possono risultare non precise in quelle condizioni in cui il liquido contenuto nel serbatoio assume diverse temperature a diverse altezze, atteso che i valori di capacità o impedenza rilevati tramite gli elementi capacitivi del sensore variano in funzione della temperatura. Si pensi ad esempio al caso di un serbatoio contenente una massa di soluzione di urea ghiacciata solo in parte e sciolta solo in una zona inferiore prossima ad un riscaldatore: le temperature del liquido saranno variabili tra la temperatura di riscaldamento in prossimità del riscaldatore (ad esempio 60°C) e la temperatura di scioglimento in prossimità della zona ancora ghiacciata (ad esempio 0°C). Il sensore capacitivo noto presenta quindi Γ inconveniente di non consentire misure precise e risulta soggetto a disturbi ambientali.

Sommario e scopo delTinvenzione

Nei suoi tennini generali, la presente invenzione si propone di realizzare un dispositivo 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. Questo ed altri scopi ancora, che risulteranno maggiormente chiari in seguito, sono raggiunti secondo Tinvenzione da un dispositivo sensore di livello e da un relativo metodo aventi le caratteristiche delle rivendicazioni allegate. Le rivendicazioni costituiscono parte integrante delTinsegnamento tecnico qui fornito in relazione alTinvenzione.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi, fomiti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:

- le figure 1 e 2 sono viste prospettiche schematiche, parzialmente sezionate, di due possibili configurazioni alternative di montaggio di un dispositivo sensore di livello in accordo all’invenzione su di un generico recipiente, quale un serbatoio; - le figure 3 e 4 sono viste prospettiche schematiche, da diverse angolazioni, di un dispositivo sensore di livello in accordo ad una forma di attuazione dell’invenzione;

- la figura 5 è una vista prospettica schematica parzialmente sezionata di un dispositivo sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione;

- la figura 6 è una vista schematica in esploso parziale di un dispositivo sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione;

- le figure 7 e 8 sono viste prospettiche schematiche da diverse angolazioni di un circuito di un dispositivo sensore di livello in accordo ad una possibile fonna di attuazione dell’invenzione;

- la figura 9 è una rappresentazione parziale e schematica volta ad illustrare una possibile configurazione di collegamento di elettrodi di un dispositivo sensore di livello in accordo ad una possibile forma di attuazione dell’invenzione;

- la figura 10 è una rappresentazione parziale e schematica volta ad esemplificare una possibile configurazione circuitale di un dispositivo sensore di livello in accordo alla figura 9;

- la figura 11 è una rappresentazione schematica di una parte di rilevazione di un sensore in accordo ad una forma di attuazione dell’ invenzione;

- la figura 12 è una rappresentazione grafica volta ad esemplificare l’effetto di una variazione di temperatura sulla dinamica di rilevazione di un elettrodo di un dispositivo sensore di livello capacitivo noto;

- la figura 13 è una rappresentazione grafica simile a quella di figura 12, volta ad esemplificare un primo metodo di compensazione impiegato in un dispositivo sensore di livello in accordo aduna forma di attuazione dell’invenzione;

- la figura 14 è una rappresentazione grafica simile a quella di figura 12, volta ad esemplificare un secondo metodo di compensazione impiegato in un dispositivo sensore di livello in accordo aduna forma di attuazione dell’invenzione;

- la figura 15 è una rappresentazione schematica di una parte di rilevazione di un sensore in accordo ad una ulteriore fonna di attuazione dell’ invenzione;

- la figura 16 è una rappresentazione schematica volta ad esemplificare la dinamica di rilevazione di un elettrodo di rilevazione di un dispositivo sensore di livello in accordo all’invenzione;

- la figura 17 è una rappresentazione schematica volta ad illustrare una ulteriore possibile configurazione di collegamento di elettrodi di sensori di livello in accordo a possibili fonne di attuazione alternative dell’invenzione; e

- la figura 18 è una rappresentazione parziale e schematica, simile a quella di figura 10, volta ad esemplificare una possibile condizione di impiego di un dispositivo sensore di livello in accordo ad una possibile foima di attuazione dell’invenzione.

Descrizione di fonne di attuazione preferite dell’ invenzione

Il riferimento ad “una fonna di attuazione” all’interno di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta in relazione alla fonna di attuazione è compresa in almeno una fonna di attuazione. Quindi, frasi come “in ima 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.

Nella presente descrizione, con il termine “ gradiente ” si intende designare una distribuzione di valori differenti che possono essere assunti da una grandezza lungo almeno una direzione, o una funzione vettoriale di un campo scalare. Nel seguito, tale tennine è preferibilmente riferito ad un gradiente termico, ovvero ad una variazione di temperatura lungo almeno una direzione, quale un asse di misura del dispositivo sensore di livello. I concetti espressi e legati al “gradiente” potrebbero tuttavia anche essere riferiti ad altre grandezze o valori, quale un gradiente o una variazione della composizione del fluido o liquido lungo il dispositivo sensore di livello.

Nelle figure sono utilizzati medesimi numeri di riferimento per indicare elementi analoghi o tra loro tecnicamente equivalenti.

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.

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 agente riducente, quale una soluzione di urea in soluzione acquosa, ad esempio del tipo noto commercialmente come AdBlue (ovvero una soluzione di urea a circa il 32,5% 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.

Nell’esempio schematico illustrato, il serbatoio 1 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 conispondenza della parete superiore 2, il serbatoio 1 ha una seconda apertura, indicata con 5, in conispondenza della quale è fissato a tenuta il corpo di un dispositivo sensore di livello secondo una possibile forma di attuazione dell’invenzione. Il dispositivo sensore di livello, indicato complessivamente con 10 ed in seguito anche indicato semplicemente come sensore di livello, 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.

Il sensore 10 ha una parte di rilevazione 11 , destinata ad estendersi almeno parzialmente all’intemo 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. Di preferenza la regione di estremità prossimale della parte di rilevazione 11 si estende all’intemo del serbatoio 1 ad un’altezza relativamente prossima alla parete superiore 2. 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.

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 2.

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 tenninali 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.

Tra Γ alloggiamento 12 e la parte 11 il corpo 10a del sensore 10 definisce di preferenza una porzione o foimazione 14 per T accoppiamento a tenuta in con'ispondenza 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 10 rispetto al serbatoio. Nelle figure 3 e 4 sono poi indicate con 12b le già citate formazioni a flangia per il fissaggio del colpo IOa del sensore, qui definite in corrispondenza del fondo dell’ alloggiamento 12.

In figura 5 un sensore 10 secondo una forma di attuazione è rappresentato parzialmente sezionato, onde evidenziare come il suo corpo IOa sia internamente cavo per alloggiare la componentistica di rilevazione di livello. Dalla figura si nota in particolare come il corpo 1 Oa 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. 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 una fonna 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,

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.

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. Entro l’involucro 16 può anche essere previsto un idoneo gel, come descritto in W02015/181770 A. 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 deirelettrodo nella serie che si estende dall’ estremità prossimale (elettrodo Jt) all’estremità distale (elettrodo J„) della parte di rilevazione 11, ovvero della porzione 20b del supporto 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 figura 6 un sensore di livello secondo una fonna di attuazione deH’invenzione è rappresentato mediante una vista esplosa, dalla quale sono rilevabili le vaiie parti già sopra individuate. In tale figura sono visibili i sopra citati tenninali, indicati con 21, preferibilmente di foima 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 una forma di attuazione ciascun terminale 21 presenta una porzione di contatto 21 a 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.

Ancora in figura 6 è visibile il supporto 20 nel suo complesso, con le relative parti 20a e 20b ed i 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 associata 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, una memoria ed ingressi ed uscite, tra le quali ingressi di tipo analogico/digitale. Il controllore può essere ad esempio un microprocessore identificato dal codice PIC16F1517 di Microchip Technology Ine o un microprocessore identificato dai codici CY8C24894-24LFXA e CY8C4245AXI di Cypress Semiconductor Corporation.

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.

II circuito comprende almeno un sensore di temperatura, particolarmente previsto sul relativo supporto di circuito 20, particolannente un sensore di tipo NTC. Un tale sensore 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, ad esempio invertendo a livello software le funzioni, ed in particolare le funzioni dei due sensori 26, 27 e le funzioni degli elettrodi 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

In varie forme di attuazione sono previsti più sensori di temperatura lungo lo sviluppo della serie di elettrodi J, almeno uno dei quali in posizione intennedia ai due elettrodi di estremità della schiera stessa, per finalità in seguito descritte.

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 in modo predefinito e preferibilmente omogeneo. 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 sfiato elettricamente conduttivo -similmente alle piste 25 - depositato sul supporto 20, ad esempio con tecnica serigrafica o simile.

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.

In varie forme di attuazione gli elettrodi J sono 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 una 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 fia due elettrodi contigui.

Preferibilmente, la spaziatura tra due elettrodi J contigui sarà maggiore del doppio dello spessore della parete che li separa dal mezzo di cui deve essere rilevato il livello.

Come si vedrà, peraltro, in accordo a possibili varianti di attuazione il sensore 20 può prevedere gmppi di elettrodi di forme e/o dimensioni diverse tra loro.

Come si è visto, nelle forme di attuazione sin qui citate il sensore di livello 10 include una schiera di elementi capacitivi Jj - Jn(“n” essendo pari a 37, negli esempi sin qui illustrati). In pratica, ciascun elettrodo J realizza, unitamente alla relativa elettronica di controllo e preferibilmente in abbinamento o in riferimento ad almeno un altro elettrodo J, 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: i due elettrodi J costituiscono i lati sensibili del condensatore, rappresentandone le armature, ed il mezzo che li separa rappresenta il dielettrico, dando luogo ad una capacità sostanzialmente predefinita (si consideri che ai fini dell’invenzione, con il termine “capacità” si intende la rilevazione di un valore di capacità o di una impedenza capacitiva). La presenza o l’assenza di un ulteriore mezzo in prossimità di uno dei due elettrodi J determina una variazione o perturbazione della suddetta capacità elettrica sostanzialmente predefinita, che l’elettronica di controllo è in grado di rilevare.

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

- 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

- 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.

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 il substrato o supporto elettricamente isolante 20 e/o l'aria e/o l’eventuale gel, può quindi essere assimilata ad una sorta di dielettrico.

Ciascun elettrodo J è elettricamente collegato - preferibilmente da solo, ma possibilmente anche in parallelo con almeno un altro elettrodo J - ad un rispettivo ingresso di una pluralità di ingressi del controllore 24 appartenente alla disposizione circuitale 23.

Il controllore 24 è sostanzialmente predisposto - ovvero comprende mezzi -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. 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.

Il controllore 24 è di preferenza un microcontrollore elettronico digitale provvisto di mezzi di memoria e/o di un convertitore analogico-digitale. Si noti comunque che le funzioni del controllore 24 e/o della citata memoria 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 almeno un modulo convertitore analogico-digitale e/o mezzi di memoria, ma in altre attuazioni il controllore 24 può includere un microcontrollore (o un microprocessore o un circuito integrato ASIC o FPGA) ed almeno un circuito integrato (o esterno o indipendente) dedicato ad adempiere le funzioni di memoria, preferibilmente di tipo riscrivibile (ad es. FLASH o EEPROM), e/o di convertitore analogico-digitale.

La figura 9 mostra in fonna schematica un controllore 24 che, a solo scopo esemplificativo, include “ri” 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 collegati in comune o in parallelo ad altri elettrodi). Tale figura 9 è volta a chiarire il principio di funzionamento generale di un sensore in accordo all’invenzione.

In un’attuazione preferita la rilevazione del valore di capacità elettrica a ciascuno degli ingressi IN è effettuata in maniera indiretta, ad esempio basandosi sulla misura di una tensione oppure convertendo una capacità elettrica in ingresso in una resistenza equivalente e convertendo poi la corrente misurata tramite la resistenza equivalente in un conteggio digitale. In tali casi, di preferenza, gli ingressi IN del controllore 24 sono ingressi analogici ed il controllore implementa o ha associato un convertitore analogico-digitale. I valori suddetti sono digitalizzati all’interno del controllore 24, per assumere la valenza di puro numero, o Raw Data, a seguito del processo di quantizzazione.

In varie forme di attuazione, a ciascun ingresso IN è associato un circuito di campionamento o di misura 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 parallelo). Di preferenza la detta tensione è una tensione continua, ad esempio la tensione di alimentazione della disposizione circuitale 23. Preferibilmente, il controllore 24 comprende o ha associati mezzi per scollegare elettricamente, oppure collegare a massa, uno o più degli ingressi IN (ovvero i relativi elettrodi J) diversi da quello di volta in volta considerato ai fini della misura, nonché mezzi per causare la commutazione deH’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 gmppo di elettrodi J collegati in comune). In una implementazione può essere previsto il collegamento a massa di tutti gli ingressi IN (o elettrodi J) diversi da quello di volta in volta considerato ai fini della misura. In una possibile variante di attuazione, in luogo di un collegamento a massa, l’ingresso o gli ingressi IN (ovvero i relativi elettrodi J) diversi da quello considerato ai fini della misura possono essere collegati ad un differente potenziale di tensione predefinito, ovverosia una differente tensione di riferimento, preferibilmente un potenziale o tensione elettrica differente dalla tensione sull’ingresso IN o elettrodo J di volta in volta considerato ai fini della misura di capacità (ad esempio una tensione intermedia tra la tensione positiva di alimentazione e massa oppure un potenziale o tensione negativa).

Inoltre il controllore 24 ha mezzi per determinare la tensione all’ingresso IN quando rinterruttore controllabile è nella sua seconda posizione, tale tensione essendo indicativa della capacità elettrica associata aH’elettrodo J (o al gruppo di elettrodi J in parallelo). Il controllore 24 ha poi mezzi di controllo o comparatori, per confrontare la tensione determinata presente aH’ingresso IN con almeno un relativo valore o 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 una foima di attuazione 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.

Un esempio di funzionamento di un sensore secondo la configurazione di figura 9 - ossia con singoli elettrodi collegati a rispettivi ingressi del controllore 24 -è illustrato schematicamente in figura 10. 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 9 (quindi con l’elettrodo fi più in basso e l’elettrodo Jnpiù in alto). Anche nella configurazione di figura 10 è previsto almeno un sensore di temperatura, qui il sensore di temperatura 27 posizionato in corrispondenza dell’elettrodo fi ubicato più in basso, collegato ad almeno un relativo ingresso INTs del controllore 24; nell’esempio il sensore 27 è anche collegato ad un idoneo ingresso o nodo di riferimento INREF-In figura 10 è visibile il serbatoio 1, con all’interno la parte di rilevazione 11 del sensore, ovvero gli elettrodi fi-Jncontenuti nel relativo involucro 16 che è almeno parzialmente annegato nel liquido, indicato con L (il supporto 20 non è qui rappresentato per esigenze di chiarezza, e 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 a mezzi multiplessatori, qui rappresentati da un multiplexer MTP preferibilmente implementato nel controllore stesso, il quale sostanzialmente opera come un deviatore elettronico, cui è associato un circuito di campionamento o di Sample and Hold, ad esempio 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.

Come detto, la disposizione circuitale di controllo 23 o il suo controllore 24 può comprendere mezzi per collegare a massa uno o più ingressi IN, ovvero i relativi elettrodi J, diversi da quello di volta in volta collegato al circuito di campionamento. Nel caso di figura 10, ad esempio, il multiplexer MTP è realizzato in modo da commutare di volta in volta ciascun ingresso IN al circuito di campionamento ed uno o più degli altri ingressi IN (eventualmente tutti) a massa, come schematizzato dal simbolo di massa GM rappresentato in figura 10. Come accennato, in luogo di un collegamento a massa può essere prevista una apertura del collegamento o essere previsto un collegamento ad un differente potenziale di tensione prede finito (in tale ottica, il simbolo GM può essere inteso anche come rappresentativo di un collegamento al suddetto potenziale di tensione predefinito).

Tramite il multiplexer MTP gli ingressi IN, e quindi gli elettrodi J, vengono collegati sequenzialmente alTintemittore SS. Come detto, quando ciascuno degli ingressi IN viene collegato dal multiplexer MTP alTinteiruttore SS, il multiplexer provvede anche a collegare a massa o ad un differente potenziale di tensione predefinito uno o più degli altri ingressi IN, preferibilmente almeno gli ingressi IN relativi agli elettrodi J ubicati adiacenti o in prossimità delTelettrodo J di volta in volta collegato al circuito di campionamento.

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 alTingresso IN selezionato al momento dal multiplexer MTP, e quindi al relativo elettrodo J. Con Tinteiruttore SS nella sua seconda posizione si determina in sostanza un bilanciamento di carica tra la capacità del condensatore CHOLD e la capacità associata all’elettrodo J considerato, che qui si supponga essere l’elettrodo fi; in altre parole, con tale bilanciamento di carica il condensatore CH0LD<S1>scarica in modo proporzionale alla capacità del condensatore definito dai elettrodo fi e dai elettrodo J2che è adiacente a fi ed è collegato a massa o al suddetto differente potenziale di tensione predefinito (si consideri che ai fini di tale rilevazione o scarica potrebbero contribuire anche altri elettrodi J adiacenti, quale il raffigurato elettrodo fi se collegato a massa o a differente potenziale predefinito, ma in modo trascurabile e quindi qui non considerato, ai fini di una più semplice e chiara spiegazione del funzionamento del sistema). Tramite il convertitore ADC viene quindi determinata la quantità di carica, ovvero una tensione residua del condensatore CHOLD;un dato (Raw Data) rappresentativo di tale carica è poi confrontato con un valore o soglia di riferimento predefinita, onde dedurre se Γ elettrodo fi considerato è affacciato o meno al liquido L, ovvero se Γ elettrodo fi ha assunto la prima struttura o configurazione capacitiva o la seconda struttura o configurazione capacitiva indicate precedentemente .

Come spiegato in precedenza, quando almeno una coppia di elettrodi J è affacciata al liquido L, ovvero quando Telettrodo J di rilevazione ed almeno un elettrodo J a massa o a diverso potenziale di tensione sono affacciati al liquido (ad esempio gli elettrodi fi e J2di figura 10) ad essi è associato un primo valore di capacità elettrica, mentre in caso contrario (come per gli elettrodi Jn-1e Jndi figura 10) ad essi è associato un secondo valore di capacità elettrica, differente rispetto al primo valore.

A seguito del suddetto bilanciamento fra le cariche del condensatore CHOLD e dele elettrodo fi, il Raw Data rappresentativo del valore di tensione ai capi del condensatore e/o alTingresso Itfi potrà 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 o Raw Data uguale alla soglia predefmita o superiore ad essa è indicativa del fatto che Telettrodo considerato è affacciato al liquido L (come per Telettrodo fi), mentre la rilevazione alTingresso IN di una tensione o Raw Data al di sotto della soglia è indicativa del fatto che Telettrodo non è affacciato al liquido (come per Telettrodo Jn-1).

Come si intuisce, effettuando il campionamento sequenziale descritto, il controllore 24 risulta in grado di individuare i due elettrodi J con'ispondenti 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 inferiore alla soglia risulta essere il primo in aria (o per converso, l’elettrodo cui è associato il valore di tensione uguale o sopra la soglia risulta essere l’ultimo affacciato al fluido). A tal fine nei mezzi di memoria e/o nel programma o software che equipaggia il controllore 24 sono di preferenza memorizzate o predefinite inforni azioni 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, particolarmente tramite il suo connettore elettrico, rappresentativi delle infonnazioni di livello ed eventualmente di infonnazioni relative allo stato di ogni elettrodo (quale uno stato in aria o in liquido) e/o dei valori rilevati da ogni elettrodo e/o valori a questi associati.

Si apprezzerà che la funzionalità descritta con riferimento alla figura 10 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 ha tali circuiti ed il convertitore ADC. Altra possibilità è quella di dotare ciascun ingresso IN di un circuito di campionamento o misura, ad esempio svolgente le funzionalità del circuito di Sample and Hold sopra descritto, interfacciato direttamente ad un convertitore ADC.

La capacità dipende in modo non lineare dalla temperatura e, per tale ragione, ogni singolo elettrodo J dovrebbe essere idealmente compensato in temperatura. Per effettuare una tale compensazione occorrerebbe tuttavia conoscere per ogni singolo elettrodo J la temperatura reale effettiva, ovverosia provvedere un sensore di temperatura nei pressi di ogni singolo elettrodo J.

Atteso che la previsione di un numero di sensori di temperatura in nmnero con'ispondente al nmnero “n” degli elettrodi implicherebbe un amnento non trascurabile del costo e della dimensioni del dispositivo 10, conformemente ad un aspetto dell’invenzione la compensazione in temperatura di un dato elettrodo, qui indicato genericamente come elettrodo Jx, viene effettuata basandosi sull’informazione desumibile dall’ elettrodo Jx-1, ossia l’elettrodo immediatamente al di sotto di quello considerato. In albi termini, in accordo a tale aspeto, l’elettrodo precedente della serie (Jx-1) adempie in prabca la funzione di un “sensore di temperatura virtuale” dei elettrodo successivo della serie (Jx), sulla base della constatazione del fato che - essendo i due elettrodi in quesbone relabvamente prossimi l’uno all’albo (indicabvamente 1-2 mm) - la differenza di temperatura ba i medesimi non può essere elevata.

In tal modo, conformemente a questo aspeto invenbvo, il numero di sensori di temperatura previsb dal sensore 10 può essere molto minore rispeto al nmnero “ri” degli eletrodi J, ed essere eventualmente limitato ad un solo sensore di temperatura.

In varie forme di attuazione è impiegato un solo sensore di temperatura, quale il sensore 27, che è posto in sostanziale corrispondenza dell’elettrodo inferiore della schiera, qui rappresentato dall’ elettrodo h. Tale soluzione può essere convenientemente adottata quando tuti gli elettrodi J sono uguali ba loro, ovvero hanno uguali dimensioni, e preferibilmente sono disposh tuth alla medesima distanza reciproca o comunque ad una distanza reciproca nota ba ogni elettrodo J.

Questo perché il metodo di calcolo in seguito descrito è ato ad eliminare tute le cause di deriva e/o errore di modo comune (temperatura, invecchiamento, cambio caraterishche fisiche del fluido come permetbvità e conducibilità eletrica, eccetera) e per questo deve essere preferibilmente applicato a schiere di elettrodi avenb eguale geometria in tennini di dimensioni e di forma.

Come si vedrà, in albe forme di attuazione, in cui sono impiegab più gruppi o serie di eletrodi avenb fonne e/o dimensioni diverse e/o posb a distanze diverse, il numero di sensori di temperatura impiegab è preferibilmente pari a quello delle disconbnuità nella geometria degli eletrodi e/o delle loro distanze, come in seguito esemplificato. Peralbo, qualora non sia possibile (ad esempio per mancanza di spazio disponibile) provvedere un numero di sensori di temperatura corrispondente al nmnero di disconbnuità (preferibilmente prevedendo un sensore di temperatura in conispondenza di ogni disconbnuità), è possibile definire una variazione o slittamento del valore (offset) appropriato per ogni discontinuità in sede di calibrazione.

In figura 11 è esemplificato il caso di una parte di rilevazione 11 con una serie di elettrodi J cui è associato un solo sensore di temperatura 27, disposto in corrispondenza del primo elettrodo ri (ovvero quello più in basso).

Neirimpiego del sensore 10 il segnale rilevato a mezzo di ogni singolo elettrodo J - come sopra descritto - viene digitalizzato all’ interno del controllore 24 ed assume la valenza di puro numero a seguito del processo di quantizzazione; tale segnale, come in precedenza indicato, è qui identificato come Raw Data. Tale Raw Data avrà - ad una determinata temperatura nei pressi delTelettrodo considerato - un primo valore ben definito quando Telettrodo stesso di trova in aria, ed un secondo valore altrettanto definito, ma molto diverso dal primo, quando Telettrodo si trova nel liquido.

Durante la fase di calibrazione del dispositivo la matematica implementata all’interno del controllore 24, attraverso la procedura sopra spiegata, associa quindi due valori ben definiti per ogni elettrodo, a seconda che esso si trovi in aria o in liquido. In una implementazione tipica, ad esempio alla temperatura di 25°C in corrispondenza delTelettrodo ri, si avrà ad esempio:

elettrodo in alia Raw Data = 0

elettrodo in liquido Raw Data = 10.000

In caso di variazione di temperatura in corrispondenza delTelettrodo ri variano le caratteristiche fisiche del sensore 10 e Teffetto sulla misura è rappresentato da uno spostamento dei Raw Data relativi ai vari elettrodi J. Ad esempio, la figura 12 evidenzia le situazioni che si verificano in tre diverse condizioni di temperatura (corrispondenti a -40°C, 25°C e 85°C) in corrispondenza delTelettrodo h.

Come si osserva, nell’ esempio schematico la differenza tra lo stato in aria e lo stato in liquido è sempre pari a 10.000: tuttavia, i valori di Raw Data sono traslati di -2000 a -40°C e 2000 a 85°C . In altri tennini, la curva è traslata verso il basso del grafico a temperature minori di 25°C e traslata verso l’alto del grafico a temperature maggiori di 25°C (si consideri che, per facilitare la comprensione, nell’esempio schematico le variazioni in temperatura nel caso di elettrodo in aria ed elettrodo in liquido sono state indicate dello stesso valore, ovvero con una variazione quasi lineare: nella pratica, tuttavia, tali variazioni possono essere anche di valore diverso, variando in modo non lineare).

Per una corretta interpretazione della misura si rende quindi necessaria una calibrazione in temperatura che abbia Γ effetto di mantenere la dinamica prestabilita (per esempio quella definita a 25°C) per tutte le temperature a cui si può trovare il sensore all’ interno del suo possibile campo (range) di funzionamento. Per ottenere ciò è necessario disporre delPinformazione da almeno un sensore di temperatura e, come detto, in una configurazione preferenziale si prevede quindi il sensore di temperatura 27 in corrispondenza del primo elettrodo di misura fi del sensore di livello.

Disponendo dell’infonnazione di temperatura a cui si trova l’elettrodo fi, grazie al posizionamento fisico del sensore di temperatura 27 nella stessa zona di fi (il più vicino possibile, compatibilmente ai vincoli costruttivi, ad esempio in corrispondenza di fi ma sul lato opposto del supporto 20, come alle figure 7-8) è possibile applicare una compensazione matematica, basandosi su una procedura di calibrazione che verrà descritta in seguito, in modo da ottenere la stessa dinamica di misura per tutte le temperature all’interno del campo di funzionamento.

Si deve considerare che, nell’applicazione reale, è possibile che sussistano temperature differenti lungo l’asse di misura del sensore di livello 10. Tipicamente il sensore di livello 10 si trova installato all’interno di un contenitore il quale è riempito con un liquido e si possono verificare cambiamenti di temperatura dell’ambiente: si pensi ad esempio al caso in cui il contenitore è il serbatoio di una autovettura che si sposta da un luogo caldo, come un box auto ad un luogo freddo come l’ambiente esterno in inverno. Simili variazioni di temperatura possono anche essere dovute a causa dell’ attivazione di un elemento riscaldante posto in prossimità del contenitore: si pensi ad esempio al caso in cui il contenitore è un serbatoio per una soluzione di urea di un sistema SCR, al fondo del quale è installato un riscaldatore atto a scongelare il liquido all’avvio dell’ autovettura (come quello indicato schematicamente in EH in figura 2). In tali situazioni è possibile osservare un gradiente di temperatura lungo tutta la parte di rilevazione 11 del sensore di livello, dove ad un estremo - ad esempio il fondo del serbatoio 1 vicino al riscaldatore EH -si avrà una certa temperatura (per esempio 50°C, come schematizzato in figura 11), mentre all’altro estremo - ad esempio una zona superiore del serbatoio, che può essere più fredda o il cui contenuto può essere ghiacciato - si avrà una temperatura molto diversa (per esempio 0°C, come schematizzato in figura 11), e lungo la parte di rilevazione 11 il fluido presente nel contenitore produrrà un gradiente di temperatura (la temperatura del fluido varia dai suddetti 50°c in basso a 0°C in alto, neH’esempio di figura 11).

L’effetto di questo gradiente di temperatura è quello di distribuire una grande differenza di temperatura esistente fra le estremità del sensore di livello in una piccola differenza di temperatura localizzata in certo punto del sensore, ovvero fra un elettrodo Jxe l’elettrodo Jx-1la differenza sarà di pochi gradi. Questa piccola differenza di temperatura fra i due elettrodi contigui porta un effetto minimo sulla misura della dinamica fra tali due elettrodi, e quindi trascurabile rispetto al caso in cui si utilizzi il sensore di temperatura come riferimento per tutti gli elettrodi.

Considerando degli elettrodi J che hanno dimensioni e geometrie identiche fra di loro, e quindi lo stesso comportamento in temperatura, è possibile configurare una compensazione di temperatura per gli elettrodi successivi al primo elettrodo J1;per il quale è disponibile la misura fisica offerta dal sensore di temperatura 27; in altri termini, l’elettrodo precedente (Jx-1) della serie può essere impiegato come riferimento di temperatura e/o di valore compensato in temperatura per l’elettrodo successivo (Jx).

Una possibile metodologia di compensazione in temperatura di questo tipo è la seguente:

i) viene misurato il valore di Raw Data “Pi” per l’elettrodo fi;

ii) viene misurata la temperatura effettiva in corrispondenza dell’elettrodo fi, grazie al sensore di temperatura 27 posizionato nella stessa area di ff;

rii) viene applicata una matematica di compensazione utilizzando le misure del sensore 27 e dell’ elettrodo J1;per ottenere un Raw Data “PxComp” per l’eletfrodo J1;che risulta compensato in temperatura;

iv) viene misurato il valore di Raw Data “P2” per l’elettrodo J2;

v) viene calcolata la differenza “D2” tra la misura del Raw Data “P2” non compensato in temperatura di J2e la misura del Raw Data non compensato Pi di fi, ovverosia D2= P2- Pi (generalizzando, quindi, Dx= Px- Px-1, con x che può assumere un valore compreso tra 2 (elettrodo 3⁄4 e n (rultimo elettrodo Jndi rilevazione del sensore 10).

La disponibilità del dato P!Comp consente al controllore di eseguire Lassegnazione dello stato in aria o in liquido deirelettrodo J1;considerando la relativa soglia memorizzata. Per un generico elettrodo x, considerando la generica soglia Txmemorizzata, è possibile eseguire Lassegnazione dello stato in aria o in liquido come indicato, ovverosia:

- se Dxè maggiore o uguale a Tx, allora l’elettrodo Jxsi trova nello stesso stato dell’elettrodo JX-1(in aria o in liquido che sia);

- se Dxè minore di Tx, allora l’elettrodo Jxsi trova nello stato opposto all’elettrodo Jx-1(se l’elettrodo Jx-1è in liquido, l’elettrodo Jxsarà in aria, e viceversa).

In alcuni configurazioni, il valore della differenza Dx= (Px -Px-1) può essere a sua volta compensato in temperatura utilizzando il valore del sensore di temperatura posto in conispondenza dell’elettrodo L.

Un altro possibile metodo si basa sull’effettuazione, in fase di calibrazione iniziale del sensore di livello 20, di almeno una misura dei valori di capacità o impedenza, ovvero dei conispondenti Raw Data, per i vari elettrodi J, ad una temperatura prede finita, ad esempio 25 °C; preferibilmente si tratta di misure sia in aria che a contatto con un liquido o sostanza corrispondente al fluido da rilevare nelle condizioni operative. Tali valori sono memorizzati nella memoria del controllore 24.

In seguito, nel corso del funzionamento reale del sensore 20, si rileva l’effettiva temperatura in corrispondenza dell’elettrodo J1;tramite il sensore 27, e si misura il Raw Data dello stesso elettrodo fi a tale temperatura effettiva, ad esempio 50°C. In base a tali dati il controllore 24 calcola la differenza tra il Raw Data relativo alla misura effettiva ed il Raw data relativo alla misura effettuata in fase di calibrazione: sulle base di tale differenza - legata almeno in parte alla diversa temperatura esistente nelle due condizioni di rilevazione - il controllore 24 è in grado di definire un coefficiente CXxdi variazione e compensazione.

Per fare un esempio specifico, se in fase di calibrazione è stato rilevato e memorizzato un valore “100” ( a 25 °C ) e nell’impiego effettivo del sensore 10 si rileva un valore “200” (a 50°C), si può stabilire che il coefficiente di correlazione è “2”, il calcolo del coefficiente potendo consistere ad esempio in un semplice rapporto tra le due misure (200/100=2). Si consideri che il presente esempio numerico è semplificato con numeri interi per pura semplicità .

A questo punto il sensore 20 realizza la misura effettiva tramite l’elettrodo successivo J2, comparandola poi con il relativo valore memorizzato in fase di calibrazione moltiplicato per il coefficiente 2 precedentemente calcolato: ciò ovviamente presumendo che i due elettrodi vicini fi e J2si trovino sostanzialmente alla stessa temperatura di 50°C, salvo un significativo gradiente termico tra i due elettrodi. Ad esempio, si supponga che in fase di calibrazione anche per l’elettrodo J2è stato rilevato e memorizzato un valore “100” (a 25°C ). Tale valore viene moltiplicato per il coefficiente “2”, ottenendo un valore teorico “200”; se, per contro, la misura effettiva reale è “210”, si è in presenza di una differenza di “10” rispetto al valore teorico compensato “200”. Tale differenza può essere imputabile a vari fattori, tra i quali anche una differente temperatura rispetto all’ elettrodo J1;ad esempio corrispondente ad una variazione (delta) di 0,1°C.

Il valore effettivo del secondo elettrodo J2può quindi essere compensato, tenendo conto della suddetta differenza e ricalcolando un nuovo coefficiente CX2(ad esempio 210/100=2,1), il quale sarà utilizzato per la successiva misura dell’elettrodo J3, ripetendo lo stesso procedimento precedentemente descritto, e cosi per ogni ulteriore elettrodo sino all’elettrodo Jn

Per essere maggiormente certi che le suddette variazioni rispetto al valore teorico siano dovute a differenti temperature (e non ad esempio a differenti sostanze in sospensione, o a sporcizia su alcuni elettrodi, o altro) tutte tali variazioni di misura possono essere valutate nel loro insieme, ad esempio per verificare se esse corrispondono ad una curva il cui andamento è significativo, ovvero può essere correlata ad una distribuzione di temperature lungo il sensore o un gradiente tennico significativo. L’andamento di una tale curva può essere considerato significativo per la rilevazione di una distribuzione delle temperature anche in considerazione di altri fattori, ovvero di altre rilevazioni o infonnazioni di cui può disporre il circuito elettronico di controllo.

In figura 12 è esemplificato il caso di una soglia T intermedia, definita a 5.000 per la curva ha 0 e 10.000 a 25°C, onde consentire all’ elettronica di discriminare i due possibili stati di un elettrodo, ovvero in aria o in liquido.

La variazione espressa dai grafici di figura 12 (spostamento di -2000 a -40°C e 2000 a 85°C) determina possibili inconvenienti nel caso di utilizzo di soglie T fisse, quale la suddetta soglia a 5.000, in quanto evidentemente la soglia non è più centrata: si riduce in tal modo la dinamica (zona utile) per poter discriminare tra i due stati in cui si può trovare elettrodo Jxconsiderato e la rilevazione risente maggiormente dei disturbi o di casi in cui è presente una notevole differenza tra i valori (come nei casi reali, dove alle differenti temperature non si mantiene costante la suddetta differenza esemplificativa di 10.000 Raw Data).

Secondo un aspetto inventivo, al fine di evitare tali inconvenienti, sono previsti metodi di compensazione che consentono di avere una soglia quanto più possibile centrata rispetto agli estremi del diagramma (ovvero gli estremi dei Raw Data in aria e liquido).

In accordo ad una fonna di attuazione preferenziale, la centratura delle soglie può essere ottenuta spostando le soglie stesse in finizione della temperatura, particolarmente sulla base del valore di temperatura ottenibile tramite il sensore 27. Nei grafici di figura 13 si mostra Γ effetto finale di questo tipo di compensazione. Il Raw Data varierà la sua dinamica in finizione della temperatura, e ralgoritmo di compensazione aggiornerà il valore della soglia corrispondente a quel Raw Data per mantenere il valore della soglia centrato nella dinamica totale del Raw Data. Cosi facendo, il margine di sicurezza della soglia rispetto ai due valori assunti dall’ eletti<’>odo (in aria e in liquido) resta simmetrico e costante, garantendo il buon funzionamento del sensore nell’interno del range di lavoro.

Questo metodo di compensazione può essere eseguito dal controllore 24 nel modo che segue:

i) viene misurato il valore di Raw Data “Th” per l’elettrodo JÌ;

ii) viene misurata la temperatura effettiva in corrispondenza dell’elettrodo J1;grazie al sensore di temperatura 27 posizionato nella stessa area di L;

rii) viene applicata una matematica di compensazione utilizzando le misure del sensore 27 e dell’elettrodo J1;ottenendo con ciò un Raw Data ‘Tb Comp” per l’elettrodo J1;che sarà quindi compensato in temperatura;

iv) viene misurato il valore di Raw Data “P2” per l’elettrodo J2;

v) viene calcolata la differenza “D2” tra la misura del Raw Data “P2” non compensato in temperatura di J2e la misura del Raw Data non compensato P2di JL, ovverosia D2= P2- Pi; generalizzando, quindi, Dx= Px- Px-1, con x che può assumere un valore compreso tra 2 (elettrodo J2) e n (l’ultimo elettrodo Jndi rilevazione del sensore 10);

vi) viene calcolata la differenza “Di” tra P] Comp e Pl3ovverosia Di = PtComp - P^

vii) viene calcolata la soglia compensata ‘Ti Comp” per Γ elettro do J2come somma algebrica della sua soglia nominale ‘T i” (memorizzata in fase produttiva per l’elettrodo Jx) e la metà della differenza Dtdi cui al passo vi), ossia DL/2. Tale soglia sarà utilizzata per discriminare lo stato in aria o in liquido dell’elettrodo J2;

viri) viene calcolata la soglia compensata “T2Comp” dell’elettrodo J2come somma algebrica della sua soglia nominale ‘T2” (memorizzata in fase produttiva per l’elettrodo J2) e la metà della differenza D2(generalizzando, Dx) di cui al passo v), ossia D2/2. Tale soglia sarà utilizzata per discriminare lo stato in aria o in liquido dell’elettrodo J2;

ix) la medesima procedura di cui ai passi vii) e viri) viene impiegata per ottenere tutti i valori delle soglie T degli elettrodi J3... Jndel sensore 10 compensate in temperatura, ovverosia TxComp = Tx+ Dx/2 con Dx= Px-Px-1.

Una volta effettuati questi calcoli, il controllore 24 è in grado di interpretare correttamente la misura del Raw Data di ogni singolo elettrodo J, anche in presenza di un gradiente di temperatura lungo la parte di rilevazione 11 del sensore 10.

L’algoritmo sopra esemplificato è riferito al caso in cui i due elettrodi Jxe JX-1sono entrambi in aria o entrambi in liquido: nel caso di comportamento diverso (quindi nel caso di Dx> del valore della soglia Tx, si dovrà anche tenere conto di un offset pari al valore in liquido dell’ elettrodo Jx.

Si noti che la proposta metodologia di spostamento delle soglie può essere implementata anche mediante matematiche diverse da quella preferita qui esemplificata, comunque basate sul valore della differenza Dx(ossia la differenza tra i Raw Data non compensati Pxe Px-1di Jxe Jx-1) e/o sull’informazione in temperatura del Raw Data Jx-1in aria.

In accordo ad una diversa forma di attuazione, la centratura delle soglie T può essere ottenuta spostando le curve o i valori di rilevazione in funzione della temperatura, ovverosia compensando o variando i valori di Raw Data assunti dai singoli elettrodi, e mantenendo invece fisse le relative soglie nominali definite in fase produttiva e/o di calibrazione. A tal fine viene sostanzialmente calcolato l’offset o sfalsamento dovuto alla differente temperatura e viene di conseguenza spostata la curva, ovvero vengono ricalcolati i valori di riferimento per aria e liquido. Anche in questo caso il metodo si basa sull’ informazione rappresentativa del valore di temperatura che viene assunto tramite il sensore 27.

Nei grafici esemplificativi di figura 14 si possono osservare in foima tratteggiata le curve che, in figura 12, erano state indicate come sfalsate a seguito delle variazioni in temperatura: tali curve sono qui “riallineate” a seguito della metodologia di compensazione basata sullo spostamento delle curve stesse, in modo che le relative soglie di riferimento siano sostanzialmente centrate:

i) viene misurato il valore di Raw Data “Pi” per l’elettrodo JÌ;

ii) viene misurata la temperatura effettiva in corrispondenza dell’elettrodo J1;grazie al sensore di temperatura 27 posizionato nella stessa area di J2;

rii) viene applicata una matematica di compensazione utilizzando le misure del sensore 27 e dell’elettrodo J1;ottenendo con ciò un Raw Data “Pi Comp” per l’elettrodo J1;che sarà quindi compensato in temperatura;

iv) viene misurato il valore di Raw Data “P2” per l’elettrodo J2;

v) viene calcolata la differenza “D2” tra la misura del Raw Data “P2” non compensato in temperatura di J2e la misura del Raw Data non compensato Pi di J1;ovverosia D2= P2- Pi; generalizzando, quindi, Dx= Px- Px-1, con x che può assumere un valore compreso tra 2 (elettrodo 3⁄4 e n (l’ultimo elettrodo Jndi rilevazione del sensore 10);

vi) alla differenza D2calcolata precedentemente viene sommato il valore del Raw Data dell’elettrodo .fi compensato in temperatura, ossia P] Comp, ottenendo cosi un valore “P2Comp” per il secondo elettrodo J2che è sua volta compensato in temperatura, ossia P2Comp = D2+ PtComp (generalizzando, quindi, PxComp = Dx+ Px-1Comp);

vii) la medesima procedura di cui ai passi v) e vi) viene impiegata per ottenere tutti i valori di Raw data degli elettrodi J3... Jndel sensore 10 compensati in temperatura, ovverosia PxComp = Dx+ Px-1Comp.

Una volta effettuati questi calcoli, è possibile interpretare correttamente la misura del Raw Data di ogni singolo elettrodo J, anche in presenza di un gradiente di temperatura lungo la parte di rilevazione 11 del sensore 10.

In una possibile variante della metodologia appena proposta, il calcolo di cui al passo vi) può prevedere la somma del valore compensato del primo elettrodo J1;ossia P1Comp, in luogo del valore compensato dell’elettrodo precedente, ossia Px-1Comp: in tal caso la formula matematica diventa PxComp = Dx+ P:Comp.

Una ulteriore variante del metodo di centratura delle soglie T basato sullo spostamento delle curve prevede i medesimi cinque primi passi sopra descritti, mentre la fonnula generica che sottende i passi vi) e vii)

PxComp = Dx+ Px-1Comp

risulta modificata a seconda che negli elettrodi precedenti all’elettrodo Jxnon si sia rilevato un cambio di stato aria/liquido oppure si sia rilevato un tale cambio di stato.

In particolare, alla differenza Dxviene sommato il valore del Raw Data dell’elettrodo J1compensato in temperatura (PtComp) se non si è rilevato il suddetto cambio di stato, oppure alla differenza Dxviene sommato il valore compensato del Raw Data dell’elettrodo Jy(PyComp) in corrispondenza del quale si è rilevata la transizione aria/liquido (dove y è minore di x, in quanto corrispondente ad un elettrodo precedente all’elettrodo x). Generalizzando, quindi:

- in assenza di rilevazione di una transizione aria/liquido al di sotto dell’elettrodo Jx, si avrà PxComp = Dx+ PLComp, e

- in presenza di rilevazione di una transizione aria/liquido al di sotto dell’elettrodo Jx, si avrà PxComp = Dx+ PyComp, dove y è il numero dell’elettrodo J corrispondente alla posizione dell’ultima transizione aria/liquido rilevata.

In accordo a questa variante, quindi, invece di sommare sempre il valore P] Comp al valore della differenza Dx, si verifica quando avviene una transizione aria/liquido (o viceversa), per sommare a tale differenza Dxil valore di Raw Data dell’elettrodo corrispondente all’ultima transizione aria/liquido (o viceversa). Di seguito si riporta un esempio implementativo, considerando di avere rilevato una transizione aria/liquido all’ elettrodo J7:

P2Comp = D2+ Pi Comp (Ji e J2sono in liquido, no transizione)

P3Comp = Dj Pi Comp (J2e J3sono in liquido, no transizione)

P4Comp = D4+ P[ Comp (J3e J4sono in liquido, no transizione)

Pi Comp = D5+ Pi Comp (J4e Js sono in liquido, no transizione)

P6Comp = D6+ Pi Comp (Js e J6sono in liquido, no transizione)

P7Comp = D7+ Pi Comp (J7è in aria mentre J6è in liquido)

In corrispondenza dell’elettrodo J7si ha una quindi una transizione e da questo punto in poi il calcolo dei valori compensali non utilizzerà più Pi Comp ma P7Comp, come segue:

P8Comp = D8+ P7Comp (J7e J8sono in aria, no transizione)

P9Comp = Dq P7Comp (J8e J9sono in aria, no transizione)

Pio Comp = D10+ P7Comp (J9e J10sono in aria, no transizione)

Pn Comp = Do P7Comp (J10è in alia mentre Juè in ghiaccio)

La transizione che si rileva tra gli elettrodi J10e Jn esprime la presenza nel serbatoio del cosiddetto “ effetto igloo ”, ovvero la presenza di uno strato d’aria sovrastato da uno strato di liquido ghiacciato. Dopo questa nuova transizione, il calcolo dei valori compensati non utilizzerà più P7Comp ma PuComp, come segue:

P12Comp = D12+ Pn Comp (Jn e J12sono in ghiaccio, no transizione) P13Comp = D13+ Pn Comp (J12e J13sono in ghiaccio, no transizione) P14Comp = D14+ Pn Comp (J13e J14sono in ghiaccio, no transizione) Pn Comp = Dn Pn Comp (J14e Jn sono in ghiaccio, no transizione) e cosi di seguito per tutti gli altri elettrodi J previsti.

Anche in questa variante, una volta effettuati questi calcoli, è possibile interpretare correttamente la misura del Raw Data di ogni singolo elettrodo J, anche in presenza di un gradiente di temperatura lungo la parte di rilevazione 11 del sensore 10.

I passi rii) dei metodi precedentemente proposti prevedono l’applicazione di una generica finizione matematica, atta ad utilizzare l’informazione di temperatura desunta tramite il sensore 27 e l’infonnazione del Raw Data dell’elettrodo J1;onde calcolare il Raw Data compensato P] Comp. Questa generica funzione matematica può evidentemente essere una funzione di tipo noto, ad esempio una funzione lineare, una funzione polinomiale di grado 2, una funzione polinomiale di grado 3, una funzione esponenziale, una funzioni cubie spi ine , una funzione curva di Bèzier, una funzione spi ine di grado n. Onde ottenere un buon compromesso fra l’accuratezza richiesta e la complessità del software e della procedura di calibrazione in linea che si vuole utilizzare, è preferibile impiegare almeno un’approssimazione del secondo ordine.

In alcune applicazioni è possibile che venga ri due sta una tolleranza di misura di livello differente, a diverse posizioni della parte di rilevazione 11 del sensore: questo porta ad esempio a posizionare elettrodi di geometria differente - in tennini di forma e dimensioni - lungo la parte 11, per garantire la tolleranza di misura richiesta in quella determinata zona. Tale scelta inoltre, è in alcuni casi vincolata dall’esigenza di minimizzare il costo del controllore 24, che è anche legato al numero di elettrodi che esso è in grado di gestire: per tale motivo, in alcune applicazioni, si preferisce aumentare la dimensione degli elettrodi nelle zone ove non è necessaria la risoluzione massima di rilevazione (tipicamente ai due estremi).

Come spiegato precedentemente, tuttavia, il calcolo matematico della compensazione in temperatura è maggiormente attendibile o preciso solo a parità di dimensioni dei vari elettrodi e della loro distanza reciproca. L’algoritmo differenziale precedentemente descritto non è infatti più sufficiente a garantire la cornetta compensazione in temperatura dei Raw Data misurati. Il suo funzionamento infatti si basa sul fatto che i due elettrodi J contigui subiscano sostanzialmente lo stesso effetto se sottoposte ad una variazione di temperatura: come si è visto, però, affinché questo sia vero, è necessario che i due elettrodi abbiamo eguale dimensione e forma.

Se due elettrodi contigui hanno geometria differente, in termini di dimensione (quindi uguale forma ma area diversa), oppure in termini di forma (quindi uguale superficie ma forma diversa), oppure sia in termini di dimensione che di forma, i due elettrodi in questione avranno un comportamento differente se sottoposti ad una medesima variazione di temperatura: ciò rappresenta una discontinuità nel metodo differenziale, che potrebbe portare ad una non corretta compensazione di temperatura.

Per poter determinare il funzionamento corretto della compensazione in temperatura è quindi necessario essere sicuri che le discontinuità geometriche degli elettrodi (dove per “discontinuità” si intende il passaggio da un elettrodo di forma e dimensione definita, ad una elettrodo adiacente che ha almeno una delle due caratteristiche differenti) non comportino discontinuità nel metodo di calcolo differenziale. Per tale motivo si rende necessario misurare la reale temperatura dell’ elettrodo che risulta essere discontinuo - per dimensione e/o fonna -dall’elettrodo precedente.

Pertanto, in accordo ad una forma di attuazione di per sé autonomamente inventiva, nel caso di sensori di livello che utilizzano gruppi o serie di elettrodi di forma differente è preferibile 1’utilizzo di più sensori di temperatura del tipo precedentemente indicato con 27, ubicati preferibilmente ciascuno in corrispondenza del primo elettrodo di ogni gruppo o serie. Un tale caso è schematizzato in figura 15, dove la parte di rilevazione 11 del sensore include una sequenza di cinque diversi gruppi o serie I, II, III, IV e IV di elettrodi J, e dove in corrispondenza del primo elettrodo J di ciascun gruppo - ovvero il primo elettrodo di ciascun gruppo, con riferimento all’ elettrodo che è quello più in basso, nella condizione montata del sensore di livello - è associato un relativo sensore di temperatura 27. NeH’esempio, i suddetti primi elettrodi di ogni gruppo sono gli elettrodi J1;J4, J8, J13e J21, cui sono associati rispettivamente i sensori di temperatura qui indicati per comodità con 27r, 27n, 273, 27rv e 27v(dando per scontato che il sensore 27i corrisponde al sensore indicato con 27 nelle precedenti figure). Anche in un’attuazione di questo tipo i vari sensori 27 sono montati in sostanziale corrispondenza degli elettrodi J1;J4, J8, J13e J21, ad esempio sul lato opposto del relativo supporto 20 (vedere a riferimento le figure 7 e 8) e collegati a rispettivi ingressi del controllore 24. Gli elettrodi di ciascuno dei gruppi I-V sono uguali tra loro e preferibilmente alla stessa distanza reciproca. Preferibilmente, le distanze reciproche tra gli elettrodi dei vari gmppi sono omogenee (ossia la distanza tra gli elettrodi di un gruppo è uguale alla distanza tra gli elettrodi degli altri gruppi), cosi come omogenee sono le distanze tra i gmppi di elettrodi (ossia le distanze tra l’ultimo elettrodo di un gruppo ed il primo elettrodo del gruppo successivo sono le stesse per tutti i gruppi, e sono preferibilmente pari alla distanza tra gli elettrodi di ciascun un gruppo). Tali distanze indicate come preferenziali potrebbero essere però anche differenti, in tal caso potendosi adottare valori predefiniti per le opportune compensazioni e/o calcoli della distanza e/o misura del livello.

Come si nota, in accordo a tale aspetto, un sensore di temperatura 27 è quindi applicato, oltre che sul primo elettrodo J1;anche sul primo elettrodo corrispondente ad ogni discontinuità geometrica tra gli elettrodi Ji-Jn.

L’algoritmo di calcolo impiegato dal controllore 24 è il medesimo già in precedenza descritto, ma con la differenza che in questo caso il controllore procederà a reiterare tale algoritmo un numero “r” di volte, corrispondente al numero di sensori 27 ovvero di gruppi di elettrodi. Nel funzionamento del sensore 10, quindi, il controllore 24 eseguirà l’algoritmo dapprima per gli elettrodi del gruppo I, sulla base dei valori misurati tramite J:e 27t, poi lo ripeterà gli elettrodi del gmppo II sulla base dei valori misurati da J4e 27n, e cosi via per i restanti gmppi di elettrodi. Naturalmente il controllore 24 può impiegare una qualsiasi delle due metodologie di compensazione sopra descritte per ogni gmppo di elettrodi (spostamento delle soglie o spostamento delle curve).

Come si è visto, il principio di funzionamento del sensore 10 si basa sulla misura continua di molti elementi discreti, ossia gli elettrodi J, disposti lungo la lunghezza della parte di rilevazione 11. Il numero di questi elettrodi è definito a seconda della lunghezza totale e della risoluzione richieste dall’applicazione. Prendendo in esame un singolo elettrodo Jx, durante il funzionamento del sensore 10, il relativo Raw Data potrà assumere solamente un numero definito di valori all’interno di un certo range (Raw Data Min - Raw Data Max), che saranno legati alla percentuale di area dell’elettrodo che si trova affacciata al liquido, come schematizzato in figura 11.

Come detto, nelle condizioni operative del sensore 10, l’assegnazione dello stato “in aria” di oppure “in liquido” per un singolo elettrodo si basa sulla comparazione della misura del Raw Data acquisito ad ogni ciclo di misura del controllore rispetto ad una relativa soglia T. Se il valore numerico di Raw Data è < del valore di soglia T, allora al corrispondente elettrodo viene assegnato lo stato “in aria”; per contro, se il valore numerico di Raw Data è > o = del valore di soglia T, allora all’elettrodo viene assegnato lo stato “in liquido”.

In forme di attuazione preferite, il valore della soglia Txassegnata a ciascun elettrodo Jxpuò essere definito sulla base di uno dei seguenti metodi:

a) Soglia costante. In questa implementazione il valore della soglia T è un numero costante, che può essere differente da un elettrodo all’ altro e che viene salvato all’interno della memoria del controllore 24. Questo valore T viene definito sulla base di analisi di progetto e su di un numero rappresentativo di campioni. In genere si può supporre che la soglia T sia posizionata esattamente a metà della dinamica (Raw data Min - Raw Data Max), in modo da massimizzare il margine di sicurezza contro i disturbi sia per la misura in aria che per la misura in liquido. Come detto, in alcuni casi, la calibrazione iniziale può essere effettuata sia in aria che nel liquido di misura o in un liquido con caratteristiche similari. In questo caso le soglie T per gli elettrodi possono essere definite durante la procedura di calibrazione, in modo da massimizzare - ad esempio - la distanza fra i valori di Raw Data in aria e in liquido, ad esempio tramite il calcolo della soglia T come valore medio (Raw Data Min Raw Data Max)/2.

b) Soglia dinamica. In questa implementazione le soglie T vengono definite come nel caso precedente e salvate nella memoria del controllore 24. Tuttavia, durante il funzionamento del sensore 10, il valore della soglia Txrelativa ad un elettrodo Jxviene aggiornato secondo un preciso metodo, volto ad azzerare un eventuale effetto di deriva della dinamica, ad esempio per effetto delTinvecchiamento di alcune parti del sensore 10 o del mezzo di misura. La dinamica di misura per un singolo elettrodo Jxè definita come la differenza tra il valore del Raw Data di quell’ elettrodo letto in liquido ed il valore del Raw Data del medesimo elettrodo letto in aria:

Dinamica Jx= Raw Dataxin liquido - Raw Dataxin aria.

Grazie all’ algoritmo differenziale sopra descritto il sensore 10 riesce ad annullare gli effetti di modo comune e/o errori e preferibilmente far si che le misure dei vari elettrodi JrJnsiano sempre referenziate tra di loro.

Questo riguarda lo spostamento della dinamica di un elettrodo rispetto ad un altro, come l’effetto della temperatura sopra descritto. Un altro possibile effetto però riguarda la modifica della dimensione della dinamica, che influirebbe sulla percentuale di sicurezza, in quanto la soglia non sarebbe più posizionata nel punto cornetto (per esempio al 50% della dinamica).

II metodo di adattamento del valore della soglia implementato dal controllore 24 è atto a compensare questo effetto, andando a modificare tale valore sulla base della lettura della dinamica di almeno un altro elettrodo in liquido, per esempio il primo elettrodo J1o la media degli elettrodi precedenti all’ elettrodo Jxconsiderato (ossia gli elettrodi da Ji a Jx-1). Una volta selezionato l’elettrodo di riferimento (o più elettrodi di riferimento), il metodo controlla che questo elettrodo sia totalmente coperto dal liquido (e cioè la misura del suo Raw Data corrisponda alla massima dinamica possibile per quell’ elettrodo: Raw Data Max); a questo punto la dinamica attuale è confrontata con il valore della soglia T salvato in memoria e, se necessario, tale valore di soglia viene modificato ed aggiornato.

In alcuni casi, è conveniente definire soglie Ti .... T„ diverse fia di loro. In questi casi, in sede di calibrazione (ad esempio in aria), la soglia Txpuò essere definita come Px/2 (ossia pari alla metà del valore di Raw Data misurato non compensato).

In questi casi il fattore di compensazione viene calcolato come Ci = Px(all’istante i) - Px(all’istante l ’))/2, dove con istante 1 ’ si intende l’instante precedente più vicino all’istante i nel quale è stato memorizzato il valore di Pxin liquido. I valori delle soglie T all’istante i vengono quindi corretti sommando il valore di Ci.

Come spiegato in precedenza, Talgoritmo differenziale descritto in precedenza è impiegato per ottenere, per ogni elettrodo, il valore di Raw Data compensato in temperatura (PxComp) . T ale valore viene confrontato con la rispettiva soglia T definita in precedenza. Per ogni elettrodo da 1 a hi , come si è visto, si applica la seguente definizione:

se il PxComp < Tx, allora l’elettrodo x è in aria,

se il PxComp >= Tx, allora l’elettrodo x è in liquido.

Una volta assegnato lo stato aria o liquido ad ogni elettrodo, e salvato nella memoria interna del microcontrollore 24, il ciclo di misura è terminato, e P algoritmo riparte per eseguire un nuovo ciclo di misura. A questo punto il dato presente in memoria può essere elaborato a seconda delle specifiche dei vari sistemi in cui il sensore di livello 10 viene utilizzato, per fare in modo che il dato trasmesso all’esterno del sensore stesso venga correttamente interpretato dal relativo sistema ricevitore. In una configurazione preferita viene calcolato il livello in mm, considerando la sequenza di elettrodi attivi e contigui.

A seguito della scansione effettuata il controllore 24 può individuare due elettrodi di rilevazione adiacenti, dei quali l’uno è affacciato al liquido e P altro no, ovvero della posizione in altezza della transizione liquido/aria nel serbatoio 1.

In varie forme di attuazione l’elettronica del sensore oggetto dell’invenzione è opportunamente inizializzata e/o calibrata in fase produttiva, con memorizzazione del relativo software e di dati o parametri, ad esempio una memorizzazione del valore di misura di ogni singolo elettrodo ad almeno una temperature predefinita, preferibilmente rilevando i valori di ogni singolo elettrodo in almeno una tra le condizioni di assenza e presenza liquido, particolarmente in aria ed in un liquido corrispondente o atto a simulare il liquido da rilevare nelle condizioni operative, quale una soluzione con urea o un carburante.

Preferibilmente il controllore 24 viene programmato in fase produttiva con software definito in fase di progetto; preferibilmente, dopo la programmazione, il controllore 24 viene resettato o assmne una condizione iniziale. A seguito del reset il controllore 24 inizierà a eseguire varie operazioni previste dal software. In varie forme di attuazione il controllore 24 controlla inizialmente lo stato della propria memoria interna (o dell’eventuale memoria non volatile ad esso associata), nell’area adibita a contenere i vari parametri di calibrazione, quali ad esempio dei coefficienti di compensazione in temperatura e/o delle soglie necessarie per discriminare lo stato degli elettrodi (in aria o in liquido), come descritto in seguito. Dallo stato della memoria il controllore 24 può distinguere se la procedura da eseguire è quella di impostazione in fase produttiva (ovvero alla prima accensione dopo la programmazione), oppure quella di normale funzionamento.

Nel caso in cui la suddetta area di memoria risulti vuota, il controllore 24 procedere all’esecuzione di almeno una fase di calibrazione, a secco e/o in aria. In tale fase il controllore 24 simula almeno un ciclo di misura, come sopra spiegato con riferimento alla figura 10, commutando tramite il multiplexer MTP tutti gli elettrodi JL- Jnpresenti. Il risultato di questa lettura è un valore di Raw Data per ogni elettrodo J: come detto, tale procedura può essere effettuata con il dispositivo sensore 10 in aria, nel qual caso i relativi valori sono relativi ad ogni singolo elettrodo in aria.

In forme di attuazione preferite il controllore 24 effettua un filtraggio o un’elaborazione finalizzata a minimizzare l’effetto dei disturbi o del rumore casuale presente nel sistema di installazione del sensore di livello. A tale scopo, preferibilmente, il controllore 24 comanda un certo numero di letture su tutti gli elettrodi (per esempio un numero pari a sedici letture), con tali letture che vengono salvate in memoria. Quando è stato eseguito il numero di letture stabilito, il controllore 24 applica una funzione su tutte le letture relative ad ogni singolo elettrodo J, onde ottenere un solo valore tra tutti quelli letti. Come detto, tale filtraggio è volto a minimizzare l’effetto del rumore: a seconda del sistema di installazione previsto per il dispositivo, e quindi del tipo di rumore, è possibile adottare la funzione ritenuta più idonea per scegliere il valore della misura considerato più corretto tra tutti quelli letti: per esempio, la finizione può riguardare riassunzione della media dei sedici valori rilevati, oppure l’assunzione del valore minimo, oppure l’assunzione del valore massimo.

Una volta che per ciascun elettrodo J il controllore 24 ha selezionato un unico valore di Raw Data in aria, i valori relativi di tutti gli elettrodi vengono organizzati in un vettore, di dimensioni pali al numero totale degli elettrodi, ove ogni posizione del vettore conterrà un singolo Raw Data qui definito “in Aria”, che viene memorizzato in una opportuna area della memoria.

A questo punto può essere avviato un ciclo di misura in liquido, ovverosia con la parte di rilevazione 11 del sensore 10 immersa ad esempio in un campione del liquido per il quale il sensore stesso è previsto nell’ applicazione pratica, ad esempio un agente riducente, quale una soluzione di urea.

A tale scopo il controllore 24 gestisce il suo multiplexer MTP in modo da collegare tutti gli ingressi IN connessi agli elettrodi J, uno alla volta, con il circuito di acquisizione del segnale, rappresentato in figura 10 dal circuito di misura Vcc, SS, CfiOLD- Il primo passo è collegare l’ingresso ENfi connesso al primo elettrodo J1al circuito di misura ed effettuare la misura ottenendo un Raw Data qui definito “in Liquido” corrispondente a JÌ; questo valore viene salvato in memoria. Di seguito vengono eseguite analoghe misure per ciascun elettrodo, sino all’elettrodo Jn.

Successivamente può essere eseguita una calibrazione o elaborazione matematica di azzeramento o di ‘bianco’ (Blank Ccdibration), finalizzata a riportare la misura in uno stato noto. Al valore di ogni Raw Data in Liquido di ogni singolo elettrodo salvato in memoria durante il ciclo di misura viene sottratto il valore di Raw Data in Aria del corrispondente elettrodo salvato in memoria durante il ciclo iniziale. Il risultato di questa sottrazione viene assegnato all’elettrodo corrispondente e salvato a sua volta in memoria: questi dati sono qui denominati Vi ... Vn, (dove i numeri da 1 a “n” rappresentano i riferimenti all’ elettrodo), per essere utilizzato onde definire la misura di livello (quindi, V = Raw Data in Liquido - Raw Data in Aria).

Questa calibrazione ha un duplice scopo: il primo è quello di determinare il cosiddetto ‘bianco’ del sistema, ovvero calibrare tutti gli elettrodi in modo che la misura di ogni elettrodo nello stesso stato noto, particolarmente in aria, dia lo stesso numero (nel nostro caso zero): in questo modo vengono annullate tutte le differenze tra le misure di differenti elettrodi che sono prodotte dal design e dal processo di produzione, rendendo i successivi calcoli interni per la definizione del livello più stabili e sicuri. Il secondo scopo è quello di ottimizzare Γ utilizzo di memoria del controllore 24 poiché - applicando la sottrazione fia due numeri potenzialmente grandi in fase di calibrazione - si ottiene un dato di dimensioni minori, che tuttavia è effettivamente quello che contiene l’inf orinazione desiderata, il quale dato utilizzerà meno spazio all’ interno della memoria rispetto alla misura originaria.

Sempre in fase produttiva è poi effettuata una calibrazione del sensore 10 a diverse temperature, preferibilmente impiegando almeno he differenti temperature distribuite all’interno del range di funzionamento previsto per il sensore stesso. Per semplicità, si considerino le tre temperature esemplificative di alcuni grafici in seguito descritti (Figure 12-14), ovverosia -40°C, 25°C e 85°C. In generale, comunque, una temperatura sarà verso o uguale al limite inferiore del range (freddo), una seconda temperatura sarà al centro del range (per esempio la temperatura dell’ambiente di produzione) ed una temperatura sarà verso o uguale al limite superiore (caldo). La scelta esatta delle temperatura di calibrazione è influenzata dal tipo di funzione matematica utilizzata all’intemo del controllore 24 (lineare, quadratica, cubica, eccetera).

La procedura di calibrazione in temperatura consiste nello stabilizzare il sensore 10, ad esempio tenuto in aria, alle varie temperature decise per il processo, ad esempio le he temperature sopra indicate. Quando il sensore 10 è stabilizzato ad una detenmnata temperatura (ad esempio a 25°C) si esegue un ciclo di misura, ad esempio in aria e/o in liquido, ovvero una scansione e lettura dei Raw Data per tutti gli elettrodi J, ed il risultato viene salvato nella memoria del controllore 24 (in accordo ad una possibile variante, queste informazioni possono essere salvate dall’ attrezzatura di produzione, che calcola i coefficienti della curva di compensazione che verranno poi salvati all’interno della memoria del controllore 24). Una volta acquisiti i dati necessari alle temperature definite, il controllore 24 calcola i coefficienti della funzione scelta per la compensazione di temperatura, per l’applicazione di un algoritmo differenziale nel nonnaie impiego del dispositivo, come in seguito descritto.

Come accennato, in possibili forme di attuazione, 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. Un esempio di questo tipo è illustrato schematicamente in figura 17, dove i suddetti primi elettrodi vanno dall’elettrodo J4all’elettrodo J2o, mentre i secondi elettrodi vanno dall’elettrodo J21all’elettrodo J„; in questo esempio gli elettrodi J4- J3possono essere elettrodi di riferimento. Nella configurazione di figura 17 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 sotto-schiera di secondi elettrodi, che vanno dalTelettrodo J21all’elettrodo J„, ha loro sostanzialmente collegati in comune o in parallelo; il numero di sotto-schiere di eletrodi può essere aumentato al fine di otenere sensori di livello più o meno lunghi, ovvero al fine di consentire differenti misure di livello.

In una realizzazione di questo tipo i suddeti mezzi di controllo o 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 sostanzialmente secondo le modalità precedentemente descrite. In varie forme di attuazione il valore otenuto dalla misura 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 assunto viene confrontato con tre soglie distinte definite: 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 detenninato (ad esempio /- 40%) indica infine che entrambi gli elettrodi sono affacciati al fluido.

In una diversa fonna 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 pali 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.

Naturalmente, in base al medesimo principio sopra descritto, possono essere previsti più di due elettrodi collegati in comune, ovvero più sotto-schiere con i rispettivi elettrodi in parallelo, nel qual caso il nmnero 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.

Anche per tale pluralità di soglie vale quanto precedentemente descritto in riferimento ad una sola soglia. Ad esempio, le varie soglie potrebbero essere ricalcolate e spostate, oppure le curve o i valori rilevati potrebbero essere traslati in modo da meglio riposizionarli rispetto alle soglie, al fine di garantire una corretta dinamica del segnale.

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.

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 18, 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 deH’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. 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.

Anche in una condizione del tipo esemplificato relettronica 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, 1⁄2) affacciati all’aria A, seguita a sua volta da uno o più elettrodi (J38, J„) affacciati al ghiaccio I. Vantaggiosamente, in una situazione di questo tipo Γ elettronica di controllo del sensore secondo Γ invenzione è in grado di definire sia la quantìtàdi vello 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:

- si considerano solo tutti gli elettrodi di rilevazione che risultano essere “a secco”, ovvero affacciati all’ aria;

- si valutano le infonnazioni 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);

- 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 fonna 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”.

E’ anche possibile che, a partire da una situazione del tipo rappresentato in figura 18, 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’amnento del livello totale di liquido presente nel serbatoio 1. Sempre con riferimento a situazioni del tipo rappresentato in figura 18, si apprezzerà che, in caso di necessità, l’elettronica del sensore 10 può essere programmata per Γ 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.

Ι,Ί rifornì azione 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.

Va segnato che per poter causare tramite un riscaldatore lo scioglimento di alcuni liquidi ghiacciati, quale ad esempio Γ 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.

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.

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 seriale, preferibilmente un protocollo SENT ( Single Edge Nibble Trammission ) o CAN (Controller Area Network).

Oltre ai tipici parametri, quale il valore del livello e della temperatura del liquido nel serbatoio ed eventuali condizioni di anomalia, i segnali o dati trasmessi ottenibili tramite il sensore secondo Γ invenzione possono comprendere informazioni rappresentative del valore o capacità o impedenza o temperatura rilevato direttamente da ogni singolo elettrodo J o calcolato matematicamente sulla base di tali singole rilevazioni, quali i valori di tutti o almeno una parte degli elettrodi J, in particolare dei valori di misura compensati per ogni singolo elettrodo J, preferibilmente valori compensati in temperatura e/o a fronte del gradiente termico lungo il sensore di livello, e/o compensati a fronte di altre variabili, ad esempio conseguenti Γ invecchiamento del prodotto; inoltre possono essere trasmessi altri valori associati ad almeno alcuni o tutti gli elettrodi J, quali valori di calibrazione e/o di soglia o riferimento e/o di temperatura.

A tal fine il controllore 24 del sensore di livello 10 memorizza i valori e/o dati e/o infonnazioni rappresentative del valore o capacità o impedenza rilevato da ogni singolo elettrodo J, ovvero di tutti gli elettrodi J, in particolare dei valori di misura compensati per ogni singolo elettrodo J. Quando necessari, il controllore 24 del sensore 10 può inviare o rendere accessibili tali dati o valori, ad esempio ad una centralina elettronica del veicolo, particolarmente in sequenza o in modo seriale tramite il suddetto protocollo di comunicazione.

Va ancora sottolineato che i calcoli e/o le elaborazioni relative alle metodologie in precedenza descritte possono essere in tutto o in parte effettuate o implementate all’ esterno del sensore 10, ossia non impiegando necessariamente una disposizione circuitale del tipo indicato con 23, la quale potrebbe quindi anche essere implementata in tutto o in parte in un circuito elettronico esterno, quale una centralina elettronica di bordo di un veicolo. Un tale circuito esterno potrebbe quindi essere predisposto - ovvero comprende mezzi - per ricevere segnali o dati ottenibili tramite la parte di rilevazione 11 , per poi elaborarli al fine di implementare almeno parte delle funzioni o metodologie oggetto della presente invenzione. In implementazioni di questo tipo, quindi, il dispositivo in accordo all’ invenzione può comprende parti in posizioni remote, quale un parte di rilevazione, sostanzialmente con'ispondente alla parte precedentemente indicata con 11, ed una parte di elaborazione e/o controllo, ad esempio integrata in una centralina o in un circuito in posizione remota rispetto al contenitore cui è associata la parte di rilevazione, e predisposta per ricevere da essa i segnali o dati necessari.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della presente invenzione, cosi come chiari risultano i suoi vantaggi, principalmente rappresentati dalla semplicità di realizzazione del dispositivo sensore di livello proposto, dal suo costo contenuto e dalla sua precisione ed affidabilità, anche a fronte di gradienti o variazioni della temperatura dovute a condizioni di congelamento e/o solidificazione e/o riscaldamento del mezzo soggetto a rilevazione.

Il dispositivo sensore in accordo all’invenzione è maggionnente preciso ed immune a disturbi ambientali, dovuti ad esempio a variazioni di temperatura e/o gradienti di temperatura nel fluido oggetto di rilevazione e/o dell’ambiente all’interno al contenitore del fluido.

Il dispositivo sensore di livello proposto consente inoltre di rilevare variazioni di temperatura in corrispondenza di ogni singolo elettrodo, in particolare attraverso la rilevazione del valore di capacità e/o variazioni della capacità o impedenza di ogni elettrodo, il tutto riducendo al minimo l’impiego di sensori di temperatura dedicati.

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 cosi come definita dalle rivendicazioni allegate.

Come in precedenza accennato, le misure di capacità necessaire per l’implementazione dell’invenzione sono effettuabili - in modo diretto o indiretto -anche con circuiti di campionamento o misura diversi da quelli esemplificati in figura 10, quali ad esempio circuiti atti a convertire la capacità elettrica ad un ingresso IN in una resistenza equivalente: per tali casi, ad esempio, un modulatore (quale un modulatore di tipo Sigma-Delta) può essere impiegato per convertire la corrente misurata tramite la suddetta resistenza equivalente in un conteggio digitale: quando il mezzo L è affacciato ad un elettrodo J, la capacità aumenta e la resistenza equivalente diminuisce: ciò causa una variazione (tipicamente un aumento) nella corrente attraverso la resistenza, con una conseguente variazione (tipicamente un aumento) del conteggio digitale che può essere ritenuto rappresentativo della presenza del mezzo di fronte all’elettrodo. In generale, quindi, può essere previsto un circuito di campionamento o misura operativamente collegato o collegabile a ciascun ingresso IN della pluralità di ingressi ENfi-IN,,, configurato per convertire una capacità elettrica in ingresso in una resistenza equivalente e per convertire una corrente misurata tramite la resistenza equivalente in un conteggio digitale rappresentativo del valore di capacità elettrica in ingresso. Il citato circuito di campionamento o misura include preferibilmente un modulo a capacità commutata (S1;S2) e mezzi contatori. Anche in implementazioni di questo tipo il valore di conteggio detenninato di volta in volta all’ingresso IN considerato può essere confrontato con una o più soglie di riferimento e/o essere un valore differenziale rispetto a uno o più elettrodi di riferimento, con un approccio simile a quello in precedenza descritto in relazione a misurazioni di capacità basate su valori di tensione.

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).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo sensore di livello capacitivo, per rilevare il livello di almeno un mezzo (L, A, I) contenuto in un recipiente (1), particolarmente un serbatoio, il dispositivo (10) comprendendo almeno - una parte di rilevazione (11) che include una schiera di elementi capacitivi, la schiera di elementi capacitivi comprendendo almeno una serie di elettrodi (Ji-Jn;Ji-Js, J4-J7; h-hi; J13-J20; J21-Jn) su di un substrato (20), gli elettrodi (Ji-Jn) essendo distanziati tra loro secondo un asse di rilevazione di livello (X), la parte di rilevazione (11) includendo almeno uno strato di isolamento (16) per isolare elettricamente gli elettrodi (h-Jn) rispetto all’ almeno un mezzo (L, A, I), - un circuito di controllo (23, 24) avente una pluralità di primi ingressi (ENh-INn), a cui sono elettricamente collegati gli elettrodi (fr-Jn), in cui il circuito di controllo (23, 24) è predisposto, o comprende mezzi, per effettuare un campionamento sequenziale degli ingressi della pluralità di primi ingressi (ENh-INn) e per confrontare un valore rappresentativo di capacità elettrica associato a ciascun elettrodo (JrJn) con almeno una relativa soglia o valore di riferimento, in particolare per desumere il mezzo (L, A, I) affacciato a ciascun elettrodo (JrJn) e/o il suo livello, in cui la parte di rilevazione (11) comprende inoltre almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27i-27v), collegato ad almeno un rispettivo secondo ingresso (INTs) del circuito di controllo (23, 24), ed in cui il circuito di controllo (23, 24) è inoltre predisposto, o comprende mezzi, per effettuare una compensazione di almeno uno tra - il valore rappresentativo di capacità elettrica associato a ciascun elettrodo (Ji-Jn), - un valore indicativo del mezzo (L, A, I) affacciato a ciascun elettrodo (■h-JnX 2 - P almeno una soglia o valore di riferimento, in funzione di informazione rappresentativa di almeno un valore di temperatura acquisito alT almeno un secondo ingresso (INTs)· 2. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 , in cui: - l’almeno un sensore di temperatura (26, 27), o ciascun sensore di temperatura (27r27v) è posizionato in corrispondenza di un primo elettrodo (J() della serie (JrJn), o di un primo elettrodo (J1;J4; J8; J13; J21) di ciascuna serie (JrJ3, J4-J7; J8-J12; J13-J20; J2i-Jn), detto primo elettiOdo essendo un elettrodo di riferimento per la rilevazione o reietti' odo più in basso della serie avendo a riferimento l’asse di rilevazione (X); e - il circuito di controllo (23, 24) è predisposto, o comprende mezzi, per effettuare la compensazione di un valore grezzo rappresentativo di capacità elettrica associato ad un dato elettrodo (Jx) della serie (Ji-J„), o di ciascuna serie (Ji-J3, J4-J7; J8-J12; J13-J20; J2i-Jn), sulla base di un valore rappresentativo di temperatura o di capacità elettrica compensata in temperatura che è associato all’elettrodo (Jx-1) della medesima serie che si trova immediatamente al di sotto del dato elettrodo (Jx), avendo a riferimento l’asse di rilevazione (X). 3. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui - l’almeno una soglia o valore di riferimento è una soglia o valore fisso, e - il circuito di controllo (23, 24) è predisposto, o comprende mezzi, per effettuare detta compensazione tramite modifica di almeno un valore rappresentativo del mezzo (L, A, I) affacciabile a ciascun elettrodo (Ji-Jn) o di almeno un valore di capacità eletrica rilevabile da ciascun elettrodo della serie (J^Jn), o di ciascuna serie (JrJ3, J4-J7; J8-J12; J13-J20; J2i- Jn), in funzione dell’ informazione rappresentativa del valore di temperatura acquisito all’almeno un secondo ingresso (INTs)· 4. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui il circuito di controllo (23, 24) è predisposto, o comprende mezzi, per effettuare la compensazione dell’almeno una soglia o valore di riferimento modificando la soglia oil valore stesso. 5. Il dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui il circuito di controllo (23, 24) è predisposto, o comprende mezzi, per modificare l’almeno una soglia o valore di riferimento in funzione di almeno una tra: - infonnazione rappresentativa del valore di temperatura acquisito all’almeno un secondo ingresso (INTS), e - un valore indicativo del mezzo (L, A, I) affacciabile a ciascun elettrodo (Ji-Jn) o rappresentativo di una capacità elettrica rilevabile da ciascun elettrodo (Ji-Jn), 6. Il dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - la parte di rilevazione (11) comprende una pluralità di sensori di temperatura (27r27v), - la schiera di elementi capacitivi comprende una pluralità di serie di elettrodi (Ji-Js, J4-J7; J3-J12; JJ3-J20; J21-Jn), gli elettrodi di ciascuna serie essendo uguali tra loro, gli elettrodi di una serie essendo diversi dagli elettrodi di un’altra serie per almeno una tra la forma e le dimensioni dei relativi elettrodi, - ciascun sensore di temperatura (27j-27v) è posizionato nella parte di rilevazione (1 1) in corrispondenza di un predefinito elettrodo (J1;J4; J8; J13; J21) di ciascuna serie (JÌ-JÌ, J4-J7; J8-J12; J13-J20; J21-Jn), detto predefinito elettrodo essendo preferibilmente l’elettrodo più in basso della serie, avendo a riferimento l’asse di rilevazione (X). 7. Il dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito di controllo (13, 24) è predisposto per la rilevazione di una o più tra le seguenti condizioni: - un mezzo (L) contenuto nel recipiente (1) è interamente allo stato fluido; - un mezzo contenuto nel recipiente (1) è interamente passato da uno stato fluido (L) aduno stato solido o congelato (I); - un mezzo contenuto nel recipiente (1) ha una parte fluida predominante (L) in cui galleggiano o sono immerse parti (I) del mezzo allo stato solido o congelate (“ effetto iceberg’<'1>) ; - un mezzo contenuto nel recipiente è in fase di passaggio da uno stato fluido (L) ad uno stato solido (I) o viceversa, quale un congelamento o uno scongelamento; - un mezzo contenuto nel recipiente (1) include almeno una prima parte allo stato solido o congelata (I) ed una seconda parte allo stato fluido o liquida (L), tra la prima parte (I) e la seconda parte (L) essendo interposto uno strato (A) di alia o gas (“ effeto igloo’% un mezzo contenuto nel recipiente (1) comprende almeno una parte allo stato solido o congelata (I) sovrastata da una parte allo stato fluido o liquida (L). 8. Il dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito di controllo (23, 24) comprende uno o più tra: - mezzi di misura di capacità elettrica (SS, CHOUD; CP), comprendenti preferibilmente un circuito di campionamento operativamente collegato o collegabile a ciascun ingresso (IN) della pluralità di ingressi (ENh-INn); - mezzi comparatori, in particolare configurati per confrontare un valore determinato ad un detto ingresso (IN) con almeno una relativa soglia o valore di riferimento; - mezzi di memoria; - mezzi multiplessatori (MTP). 9. Il dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’ almeno un sensore di temperatura (26, 27) è disposto in una regione di estremità della parte di rilevazione (11), in particolare una sua regione inferiore, ed il circuito di confrollo (23, 24) è predisposto, o comprende mezzi per, rilevare un gradiente di temperatura lungo l’asse di rilevazione (X) dalla prima regione di estremità ad una seconda regione di estremità della parte di rilevazione (11), in fruizione di infonnazione rappresentativa di almeno un valore di temperatura acquisito all’ almeno un secondo ingresso (INTS). 10. Un metodo per la rilevazione del livello di almeno un mezzo (L, A, I) contenuto in un recipiente (1), particolarmente un serbatoio, il metodo comprendendo: - provvedere una parte di rilevazione (11) che include una schiera di elementi capacitivi, la schiera di elementi capacitivi comprendendo almeno una serie di elettrodi (Ji-Jn;J1-J3, J4-J7; JS-JA J13-J20; J2i-Jn) su di un substrato (20), gli elettrodi (Ji-Jn) essendo distanziati tra loro secondo un asse di rilevazione di livello (X), - provvedere almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27r-27v) nella parte di rilevazione (11), - provvedere un circuito di controllo (23, 24) avente una pluralità di primi ingressi (ENh-INn), a cui sono elettricamente collegati gli elettrodi (Ji-Jn), ed almeno un secondo ingresso (INTS), a cui è elettricamente collegato l’almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27r27v), - effettuare un campionamento sequenziale degli ingressi della pluralità di primi ingressi (ENh-INn), - confrontare un valore rappresentativo di capacità elettrica associato a ciascun elettrodo (Ji-Jn) con almeno una relativa soglia o valore di riferimento, in particolare per desumere il mezzo (L, A, I) affacciato a ciascun elettrodo (Jl-Jn) e/o il suo livello, il metodo comprendendo il passo di effettuare una compensazione di almeno uno tra - il valore rappresentativo di capacità elettrica associato a ciascun elettrodo (JrJn), - un valore indicativo del mezzo (L, A, I) affacciato a ciascun elettrodo (Jl"Jn); 2 - F almeno una soglia o valore di riferimento, in funzione di informazione rappresentativa di un valore di temperatura acquisito tramite F almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27r27v). 11. Il metodo secondo la rivendicazione 10, comprendente: - posizionare F almeno un sensore di temperatura (26, 27), o ciascun sensore di temperatura (27r-27v), in corrispondenza di un primo elettrodo (Ji) della serie (JL-J„), o di un primo elettrodo (J1;J4; J8; J13; J21) di ciascuna serie (JÌ-JJ, J4-J7; Js-J12; Ji3- J20; J21-Jn), detto primo elettrodo essendo un elettrodo di riferimento per la rilevazione o l’elettrodo più in basso della serie avendo a riferimento l’asse di rilevazione (X); e - effettuare la compensazione di un valore grezzo rappresentativo di capacità elettrica associato ad un dato elettrodo (Jx) della serie (h-Jn), o di ciascuna serie (Jj-h, J4-J7; J8-J12; J13-J20; J21- Jn), sulla base di un valore rappresentativo di temperatura o di capacità elettrica compensata in temperatura che è associato all’elettrodo (Jx-1) della medesima serie che si trova immediatamente al di sotto del dato elettrodo (Jx) avendo a riferimento l’asse di rilevazione (X). 12. Il metodo secondo la rivendicazione 10 o la rivendicazione 11, comprendente: - predefinire F almeno una soglia o valore di riferimento come soglia o valore fisso, - effettuare detta compensazione tramite modifica di almeno un valore rappresentativo del mezzo (L, A, I) affacciabile a ciascun elettrodo della serie (Jj- Jn) o di almeno un valore di capacità elettrica rilevabile da ciascun elettrodo della serie (Ji-Jn), o di ciascuna serie (h-Js, J4-J7; J3- J12; J13-J20; J21-Jn), in funzione dell’informazione rappresentativa del valore di temperatura acquisito tramite Γ almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27I-27V). 13. Il metodo secondo la rivendicazione 10 o la rivendicazione 11, comprendente: - effettuare la compensazione dell’ almeno una soglia o valore di riferimento modificando la soglia o valore stesso, particolarmente in funzione di almeno uno tra: - informazione rappresentativa del valore di temperatura acquisito tramite Γ almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27i-27y), e - un valore indicativo del mezzo (L, A, I) affacciabile a ciascun elettrodo (J!- Jn) o rappresentativo di una capacità elettrica rilevabile da ciascun elettrodo (b-Jn). 14. Il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente: - provvedere la parte di rilevazione (11) con una pluralità di sensori di temperatura (27j-27v), - provvedere la schiera di elementi capacitivi con una pluralità di serie di elettrodi (b-b, J4-J7; J3- J12; J13-J20; bi-Jn), gli elettrodi di ciascuna serie essendo uguali tra loro, gli elettrodi di una serie essendo diversi dagli elettrodi di un’altra serie per almeno una tra la forma e le dimensioni dei relativi elettrodi, e - posizionare ciascun sensore di temperatura (27r27v) nella parte di rilevazione (11) in corrispondenza di un predefinito elettrodo (J1;J4; J8; J13; J21) di ciascuna serie (JJ-J3, J4-J7; b-bi; brbo; bi-Jn), detto predefinito elettrodo essendo preferibilmente l’elettrodo più in basso della serie avendo a riferimento l’asse di rilevazione (X). 15. Il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente: - dispone Γ almeno un sensore di temperatura (26, 27) in una regione di estremità della parte di rilevazione (11), in particolare una sua regione inferiore, e - rilevare un gradiente di temperatura lungo l’asse di rilevazione (X) dalla prima regione di estremità ad una seconda regione di estremità della parte di rilevazione (11), in funzione di infonnazione rappresentativa di almeno un valore di temperatura acquisito tramite l’almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27i-27y). 16. Il metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detta compensazione comprende i passi di: i) misurare un detto valore rappresentativo non compensato in temperatura Ptper il primo elettrodo (ri) della serie; ii) misurare la temperatura effettiva in corrispondenza del primo elettrodo (ri), tramite Γ almeno un sensore di temperatura (27) posizionato nella stessa area del primo elettrodo (ri); rii) applicare una matematica di compensazione a detto valore rappresentativo non compensato in temperatura di cui al passo i), utilizzando la misura fornita dall’almeno un sensore di temperatura (27) di cui al passo ii), ottenendo con ciò un valore rappresentativo compensato in temperatura ?!Comp per il primo elettrodo (Ji); iv) misurare un detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2per un secondo elettrodo (J2) della serie; v) calcolare la differenza D2tra detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2del secondo elettrodo (J2) e detto valore rappresentativo non compensato in temperatura Ptdel primo elettrodo (ri), ovverosia D2= P2- P2; vi) calcolare la differenza Di tra detto valore rappresentativo compensato in temperatura Pi Comp del primo elettrodo (ri) e detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2del secondo elettrodo (J2), ovverosia Dt= P:Comp -Pi; vii) calcolare una soglia compensata T!Comp per il primo elettrodo (ri) come somma algebrica di una sua soglia nominale predefinita Tri e la metà della differenza di cui al passo vi), ovverossia D2/2; viri) calcolare una soglia compensata T2Comp per il secondo elettrodo (J2) come somma algebrica di una sua soglia nominale predefinita T2e la metà della differenza di cui al passo v), ovverosia D2/2; ix) ripetere i passi vii) e viri) per ottenere tutti i valori delle soglie compensate in temperatura TxComp degli eventuali restanti elettrodi (J3 ...Jn) della serie a partire dalle relative soglie nominali predefinite Tx, ovverosia TxComp = Tx+ Dx/2 con Dx= Px-Px-1, con x che varia tra 3 ed il numero degli elettrodi della serie. 17. Il metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detta compensazione comprende i passi di: i) misurare un detto valore rappresentativo non compensato in temperatura Ptper un primo elettrodo (3⁄4 della serie; ri) misurare la temperatura effettiva in corrispondenza del primo elettrodo (J(), tramite l’almeno un sensore di temperatura (27) posizionato nella stessa area del primo elettrodo (Ji); rii) applicare una matematica di compensazione a detto valore rappresentativo non compensato in temperatura di cui al passo i), utilizzando la misura fornita dall’almeno un sensore di temperatura (27) di cui al passo ii), ottenendo con ciò un valore rappresentativo compensato in temperatura Pi Comp per il primo elettrodo (JO; iv) misurare un detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2per un secondo elettrodo (J2) della serie; v) calcolare la differenza D2tra detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2del secondo elettrodo (J2) e detto valore rappresentativo non compensato in temperatura Ptdel primo elettrodo (Ji), ovverosia D2= P2- P1; vi) sommare alla differenza D2di cui al passo v) detto valore rappresentativo compensato in temperatura Pi Comp di cui al passo rii), ottenendo con ciò un valore rappresentativo compensato in temperatura P2Comp per il secondo elettrodo (J2), ovverosia P2Comp = D2+ P:Comp; vii) ripetere i passi v) e vi) per ottenere tutti i valori rappresentativi compensati in temperatura PxComp degli eventuali restanti elettrodi (J3 ...J„) della serie, ovverosia PxComp = Dx+ Px-1Comp, con x che varia tra 3 ed il numero degli elettrodi della serie. 18. Il metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detta compensazione comprende i passi di: i) misurare un detto valore rappresentativo non compensato in temperatura Ptper il primo elettrodo (J2); ii) misurare la temperatura effettiva in corrispondenza del primo elettrodo (Ji), tramite l’almeno un sensore di temperatura (27) posizionato nella stessa area del primo elettrodo (Ji); rii) applicare una matematica di compensazione a detto valore rappresentativo non compensato in temperatura di cui al passo i), utilizzando la misura fornita dair almeno un sensore di temperatura (27) di cui al passo ii), ottenendo con ciò un valore rappresentativo compensato in temperatura Comp per il primo elettrodo (JO; iv) misurare un detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2per il secondo elettrodo (J2); v) calcolare la differenza D2tra detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2del secondo elettrodo (J2) e detto valore rappresentativo non compensato in temperatura Pi del primo elettrodo (IO, ovverosia D2= P2- P1; vi) sommare alla differenza D2di cui al passo v) detto valore rappresentativo compensato in temperatura PtComp di cui al passo iii), ottenendo con ciò un valore rappresentativo compensato in temperatura P2Comp per il secondo elettrodo (J2), ovverosia P2Comp = D2+ Pi Comp; vii) ripetere i passi v) e vi) utilizzando sempre al passo vi) detto valore rappresentativo compensato in temperatura PtComp del primo elettrodo (Ji), per ottenere tutti i valori rappresentativi compensati in temperatura PxComp degli eventuali restanti elettrodi (J3 ...Jn) della serie, ovverosia PxComp = Dx+ P] Comp, con x che varia tra 3 ed il numero degli elettrodi della serie. 19. Il metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detta compensazione comprende i passi di: i) misurare un detto valore rappresentativo non compensato in temperatura Pi per il primo elettrodo (Ji); ii) misurare la temperatura effettiva in corrispondenza del primo elettrodo (J(), tramite l’almeno un sensore di temperatura (27) posizionato nella stessa area del primo elettrodo (Ji); iii) applicare una matematica di compensazione a detto valore rappresentativo non compensato in temperatura di cui al passo i), utilizzando la misura fornita dall’almeno un sensore di temperatura (27) di cui al passo ii), ottenendo con ciò un valore rappresentativo compensato in temperatura PtComp per il primo elettrodo (JO; iv) misurare un detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2per il secondo elettrodo (J2); v) calcolare la differenza D2tra detto valore rappresentativo non compensato in temperatura P2del secondo elettrodo (J2) e detto valore rappresentativo non compensato in temperatura del primo elettrodo (1/), ovverosia D2= P2- P1; vi) sommare alla differenza D2di cui al passo v) detto valore rappresentativo compensato in temperatura PtComp di cui al passo iii), ottenendo con ciò un valore rappresentativo compensato in temperatura P2Comp per il secondo elettrodo (J2), ovverosia P2Comp = D2+ Pi Comp; dove, in assenza di una rilevazione di una transizione tra due diversi mezzi (L, A, I) nel contenitore (1) è eseguito il passo di: vii-a) ripetere i passi v) e vi-a) per ottenere tutti i valori rappresentativi compensati in temperatura PxComp degli eventuali restanti elettrodi (J3 ...Jn) della serie, ovverosia PxComp = Dx+ Px-1Comp, con x che varia tra 3 ed il numero degli elettrodi della serie, oppure, in presenza di una rilevazione di una transizione ha due diversi mezzi (L, A, I) nel contenitore (1) vengono eseguiti i passi di: vii-b) ripetere i passi v) e vi) utilizzando al passo v) un valore rappresentativo di capacità elettrica compensato in temperatura PyComp di un elettrodo in corrispondenza del quale è stata rilevata una detta transizione, per ottenere tuti i valori rappresentativi compensati in temperatura PxComp degli eventuali restanti elettrodi (J3 ...Jn) della serie, ovverosia PxComp = Dx+ PyComp, con x che varia tra 3 ed il numero degli elettrodi della serie ed y che è inferiore a x ed identifica il deto elettrodo corrispondenza del quale è stata rilevata Γ ultima transizione. 20. Un dispositivo sensore di livello capacitivo, per rilevare il livello di almeno un mezzo (L, A, I) contenuto in un recipiente (1), il dispositivo (10) comprendendo almeno una parte di rilevazione (1 1) che include una schiera di elementi capacitivi, la schiera di elementi capacitivi comprendendo almeno una serie di eletrodi (JrJn;Jj- J3, J4-J7; J s<->J il?J13-J20; J21-J„) su di un substrato (20), gli elettrodi (Ji-Jj essendo distanziali ha loro secondo un asse di rilevazione di livello (X), un circuito di conhollo (23, 24) avente una pluralità di primi ingressi (ΙΝ2-INn), a cui sono eletricamente collegati gli elettrodi (h-Jn), in cui la parte di rilevazione (1 1) comprende inolhe almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27r-27v), ed in cui il circuito di controllo (23, 24) è predisposto, o comprende mezzi, per desumere il mezzo (L, A, I) affacciato a ciascun elettrodo (Ji-J,,) e/o il suo livello e/o per rilevare un gradiente di temperatura lungo l’asse di rilevazione (X) sulla base di infonnazione acquisita tramite gli elettrodi (Ji-Jn) e di informazione acquisita tramite l’almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27i-27v). 21. Un metodo per la rilevazione del livello di almeno mezzo (L, A, I) contenuto in un recipiente (1), particolarmente un serbatoio, il metodo comprendendo: - provvedere una parte di rilevazione (11) che include una schiera di elementi capacitivi, la schiera di elementi capacitivi comprendendo almeno una serie di elettrodi (Ji-Jn;JrJ3, J4-J7; Jg-J12; J2i-Jn) su di un substrato (20), gli elettrodi (Ji-Jn) essendo distanziati tra loro secondo un asse di rilevazione di livello (X), - provvedere almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27j-27y) nella parte di rilevazione (11), - provvedere un circuito di controllo (23, 24) avente una pluralità di primi ingressi (INi-INn), a cui sono elettricamente collegati gli elettrodi (Ji-Jn), ed almeno un secondo ingresso (INTs), a cui è elettricamente collegato Γ almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27r27v), e - desumere il mezzo (L, A, I) affacciato a ciascun elettrodo (Ji-Jn) e/o il suo livello e/o rilevare un gradiente di temperatura lungo l’asse di rilevazione (X) sulla base di infonnazione acquisita tramite gli elettrodi (Ji-Jn) e di infonnazione acquisita tramite Γ almeno un sensore di temperatura (26, 27; 27i-27v). 22. Un circuito elettronico configurato per l’impiego in un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti e/o per implementare almeno parte di un metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, il circuito elettronico (23, 24) essendo preferibilmente configurato per il collegamento ad almeno una detta parte di rilevazione (11). 23. Un prodotto informatico caricabile nella memoria di almeno un dispositivo elaboratore, il prodotto informatico comprendendo porzioni di codice software adattate per eseguire i passi del metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti nel momento in cui il prodotto informatico viene eseguito su almeno un dispositivo elaboratore.