JP2004510151A

JP2004510151A - タンク内の液体の水位を測定するための方法および装置

Info

Publication number: JP2004510151A
Application number: JP2002530612A
Authority: JP
Inventors: ピエルマイヤー、ゴルドン; ヴァイグル、マンフレート; ヴィスラー、ゲルハルト
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2004-04-02
Also published as: KR100865597B1; WO2002027280A3; DE10047594A1; EP1322921A2; KR20030036841A; WO2002027280A2

Abstract

臨界的水位点で確実な表示を得るために、タンク（１０）内の水位を全範囲にわたり連続的に測定することを省略する。水位測定用の電極（１４１，１４２，１４３）は、水位の一定の限界値を上回るか下回るときに、測定値が飛躍的に変化するように形成される。これらの測定値の飛躍は測定精度に対する高度の要求がなくても確実に検知可能である。この種の限界値としては“満タン”（ＦＳ２）、“タンク内の最低水位”（ＦＳ３）および“タンクが空”（ＦＳ４）の状態を定義する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
本発明は、特に内燃機関における排気ガス後処理のためタンク内に貯蔵されかつ自動車に積載されている還元剤用の、液体の水位を測定するための方法および装置に関する。
【０００２】
過剰空気により作動する内燃機関、特にディーゼルエンジンの窒素酸化物放出量の軽減は、大気窒素（Ｎ_２）および水蒸気（Ｈ_２Ｏ）へのＳＣＲ（選択的触媒還元）法により行うことができる。還元剤としてはたとえばガス状アンモニア（ＮＨ_３）、水溶液中のアンモニアもしくは水溶液中の尿素が使用可能である。この場合尿素はアンモニア担体として働き、供給装置により加水分解触媒剤の前の排気装置内に噴射され、そこで加水分解によりアンモニアに変換され、このアンモニアが次いでしばしばＤｅＮＯｘ触媒剤とも呼ばれる本来のＳＣＲ触媒剤中で窒素酸化物を還元する。
【０００３】
液状還元剤により作動するこの種の排気ガス後処理装置は、主要な構成要素として還元剤タンク、ポンプ、圧力調節器、圧力センサ、供給弁および必要な接続導管を有する。ポンプは還元剤タンク内に貯蔵されている還元剤を供給弁へ搬送し、この供給弁により還元剤は排気ガス流内に加水分解触媒剤の上流に噴射される。供給弁は制御装置の信号により制御され、内燃機関の作動パラメータに依存して、実際に必要な一定の量の還元剤が供給される（独国特許第１９７４３３３７Ｃ１号）。
【０００４】
この種のＳＣＲ排気ガス後処理装置の連続的使用を確保するためには、還元剤タンク内の水位を正確に監視することが必要である。水位が予め設定されている値以下に低下した場合、自動車の運転者は視覚的および／もしくは聴覚的に、例えば最寄りのガソリンスタンドでタンクを再び充満させるように注意を喚起される必要がある。種々の用途に使えるように、水位の変化から還元剤の消費量を推定し、ＳＣＲ法の制御の改善もしくは付属の供給装置の診断を行うことも可能にする必要がある。
【０００５】
燃料タンク用に通常使用されているようなフロートおよびポテンショメータを備えた従来の水位検出装置は、水溶性尿素溶液への適用に関しては液体の導電率、腐食性、乾燥時における結晶化などの理由から問題がある。
【０００６】
従来使用されてきた装置では水位は、良導電性の２つの電極（特殊鋼ロッド）間の電気抵抗を測定することにより求められる。電気抵抗は電極間の還元剤溶液の一定の導電率から生じる。従って電気抵抗は原理的には電極の浸漬深度に間接的に比例する。還元剤溶液の導電率は濃度、温度および化学的成分（尿素溶液を使用した場合の溶液中の遊離アンモニアの割合）に依存するので、導電率は補助的に水位と無関係な参照電極による測定を行って、参照電極と水位電極の測定値の比からタンク水位を算出することができる。導電率の変動範囲が比較的大きいと、評価電子装置における大きな測定範囲が必要となり、その結果測定精度が制約されることになる（独国特許出願公開第１９８４１７７０号明細書）。
【０００７】
本発明の課題は、タンク内の導電性液体の水位が簡単に求められるような方法および装置を提供することにある。
【０００８】
この課題は、方法については請求項１の特徴により、また、装置については請求項１０の特徴により解決される。有用な別の実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００９】
従来のセンサ原理の精度に制約があるにもかかわらず臨界的な水位点の確実な表示を得るためには、タンク内の水位を全範囲にわたり連続的に測定することが省略される。水位測定用の電極はむしろ、水位の一定の限界値を上回るか下回るときに測定値が顕著に変化するように形成されている。このような測定値の顕著な変化は、測定精度を高める必要なしに確実に検知可能である。この種の限界値として“満タン”、“タンク内の最低水位”および“空タンク”の状態を定義することが有用である。
【００１０】
これは、センサ電極の寸法の簡単な設定だけで十分であり、電極表面の精度に対する高度の要求を満たす必要がないという利点がある。定義されている点におけるこのような高い測定精度により、還元剤の供給量の自動較正が可能となる。
【００１１】
還元剤の補給時に水位が“満タン”の限界値に達したことが確認できれば、連続的測定を行う従来公知の装置よりも高い精度で連続的水位表示すら得られる。
【００１２】
上記の解決法は限界値スイッチの正確性の利点と連続的な水位表示の利点とを結びつけるものである。また、導電率測定の原理が機械的に単純であることと供給制御装置内の制御コンピュータが提供する可能性とが併用され、それによって正確かつ連続的な水位表示が達成され、さらにこの表示が、限界値の検知が絶対的に安定的であることから還元剤供給の自動較正を可能にする。
【００１３】
本発明を以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１にはブロック図の形で、過剰空気により作動する内燃機関と、それに属する排気ガス後処理装置が簡略に示されている。この場合、本発明を理解するために必要な部分のみが示されている。特に、燃料循環図は省略されている。この実施例では、内燃機関としてディーゼル機関が示されており、排気ガスの後処理用の還元剤としては尿素溶液が用いられている。
【００１５】
内燃機関１には吸気管２を通じて燃焼に必要な空気が供給される。たとえば燃料ＫＳＴを内燃機関１のシリンダ内に直接噴射する噴射弁を備えた高圧タンク噴射装置（コモンレール）として形成されている噴射装置は符号３が付されている。内燃機関１の排気ガスは排気管４を通じて排気ガス後処理装置５へ流れ、そこから図示されていないマフラを通じて外気中へ排出される。
【００１６】
内燃機関１の制御および調節のために、それ自体公知のエンジン制御装置６がここでは概略的にしか示されていないデータ・制御ライン７を通じて内燃機関１に接続されている。これらのデータ・制御ライン７を通じて、センサ（たとえば吸気、過給気および冷却材用の温度センサ、負荷センサ、速度センサ）からの信号およびアクチュエータ（たとえば噴射弁、調節部材）用の信号が内燃機関１とエンジン制御装置６の間で伝送される。
【００１７】
排気ガス後処理装置５は、詳細に示されていないが直列に配置された複数の触媒ユニットを含む還元触媒体８を有している。還元触媒体８の下流および／もしくは上流にそれぞれ１つの酸化触媒体を補助的に配設することもできる（図示されていない）。さらに供給制御装置９も配備され、これは還元剤を搬送するための電気的に作動可能な還元剤ポンプ１１を備えた以下にタンク１０と略称する還元剤貯蔵タンクに付設されている。還元剤ポンプ１１はタンク１０内に配設することもできる。
【００１８】
この実施例では還元剤としてタンク１０内に貯蔵されている尿素溶液が用いられる。このタンクは電気加熱器１２および尿素溶液の温度ないしタンク１０内の水位を検出するセンサ１３、１４を有する。そのほかに、供給制御装置９には還元触媒体８の上流に配設されている温度センサの信号および還元触媒体８の下流に配設されている排気ガス測定器、たとえばＮＯｘセンサの信号も伝送される（図示されていない）。
【００１９】
供給制御装置９は電磁供給弁１５を制御し、必要な場合はこの弁に供給管１６を通じて還元剤ポンプ１１によりタンク１０から尿素溶液が供給される。供給管１６には、供給装置内の圧力を検出し相応の信号を供給制御装置９へ伝送する圧力センサ１８が取り付けられている。供給弁１５による尿素溶液の噴射は、還元触媒体８の上流にある排気管４内へ向けて行われる。
【００２０】
内燃機関１の作動中に排気ガスが図の矢印方向へ排気管４を通じて流れる。
【００２１】
供給制御装置９はデータの相互移送のためにバス１７を通じてエンジン制御装置６と接続されている。このバス１７を通じて供給すべき尿素溶液の量を算出するために有効な作動パラメータ、たとえばエンジン回転数、空気量、燃料量、噴射ポンプの調節行程、排気ガス流量、作動温度、過給気温度、噴射開始などが供給制御装置９に伝送される。
【００２２】
これらのパラメータ、排気ガス温度の測定値およびＮＯｘ量に基づいて、供給制御装置９は噴射すべき尿素溶液の量を算出し、詳細に示されていない電気接続ラインを通じて相応の電気信号を供給弁１５へ伝送する。排気管４への噴射により、尿素が加水分解され、混合される。触媒ユニットにおいては排気ガス中のＮＯｘがＮ_２とＨ_２Ｏへ触媒還元される。
【００２３】
尿素溶液を排気管４内へ搬入するための供給弁１５は、たとえば排気管４の壁部に固く結合された弁収容装置に着脱自在に取り付けられている通常の低圧ガソリン噴射弁とほぼ同一である。
【００２４】
図２は水溶性還元剤１９、たとえば尿素溶液などを貯蔵するためのタンク１０を断面図で示しており、その場合水位を測定するために必要な構成要素のみが示されている。特に、還元剤１９用の供給開口部および搬出開口部、還元剤を搬送するために使用されている還元剤ポンプ、フィルタおよび付属の結合配管は図示されていない。
【００２５】
タンク１０は特に導電性の不良なもしくは非導電性の材料、たとえばプラスチックから作られており、自動車内に自由にアクセス可能に組み込まれるか、あるいはタンク１０の注入開口部のみが運転者にとってアクセス可能となっている。タンク１０が自動車内で側壁の少なくとも一部が目視可能であることを保障するような場所に組み込まれている場合は、タンク１０に透明な材料を選択することが目的に適っている。というのは、その場合には水位の視覚的管理も可能となるからである。
【００２６】
さらにタンク１０を金属、たとえばアルミニウムから作ることも可能である。ただしこの場合、タンク１０の壁部が追加的な接地電位として水位測定に対してあまり大きな影響を及ぼさないことを保証する必要がある。
【００２７】
タンク１０の上部面には担持体部分１０１が配設されており、これは特に着脱自在にタンク１０に取り付けられ、水位測定のために使用されている電極を保持し、かつ電極相互の電気絶縁のために用いられる。これらの電極は個々には水位電極１４１、参照電極１４２および共通の基準電極１４３である。
【００２８】
上記の電極１４１、１４２、１４３は良導電性および還元剤抵抗性を有する材料、たとえば特殊鋼もしくは導電性プラスチック材料から作られている。ただし、電極１４１、１４２、１４３の電気抵抗が、測定に用いられる２つの電極間の還元剤の電気抵抗よりも明らかに小さいことだけは保証する必要がある。
【００２９】
さらに、電極１４、１４２、１４３はいずれも同一断面積の棒状の形態を有するが、タンク１０内で異なった長さを有する。これらの電極は担持体部分１０１からいずれもタンク１０内で互いに平行に延びている。
【００３０】
水位電極１４１はその全長の大部分が電気絶縁材１４１１で覆われている。担持体部分１０１の方に向いた上部領域１４１２およびタンクの底に向いたその自由端部領域１４１３にはこの種の絶縁材１４１１が取り付けられていないので、これらの領域１４１２，１４１３では相応の水位のときに還元剤との電気的接触が可能となる。
【００３１】
参照電極１４２は担持体部分１０１から出発してやはり電気絶縁材１４１１により取り囲まれており、従って、電気絶縁分離部材１４４が配設されているタンク１０の底付近まで絶縁されて延びている。一方、分離部材１４４の下側に突出している参照電極１４２の自由端部１４２１は絶縁材を有しておらず、そのため非常に低い水位ＦＳ４以下になるまで還元剤１９との電気的接触が可能となる。
【００３２】
水位電極１４１および参照電極１４２用の電気絶縁材１４１１はたとえば絶縁チューブ、絶縁管として形成されるか、あるいはこれらの電極１４１，１４２が相応の材料によりコーティングもしくは吹き付け処理されている。さらに、独国特許出願公開第１９８４２４８４号明細書に記載されているように、還元剤用の供給管ないし排出管の機能を同時に引き受ける小管の形でのいわゆる中空電極として２つの電極１４１，１４２を形成することも可能である。
【００３３】
分離部材１４４はタンク１０の総容積を２つの部分容積に分割し、その場合タンク底、タンク側壁および分離部材１４４の間の参照測定が行われる容積部分は分離部材１４４、タンク側壁およびタンク上部面で形成される容積よりも著しく小さい。分離部材１４４は、図２に示されているようにタンク１０の底部分の形状に適合させられた板もしくは盤として形成され、水位電極１４１と参照電極１４２の相互影響が回避されるようにされている。分離部材１４４が図２に示されているように大面積に形成されている場合は、切欠や開口などにより十分な量の還元剤が分離部材１４４の下側の容積内に到達できることを保証する必要がある。ほぼ完全に分離されているこの容積部分には、還元剤ポンプおよび還元剤ポンプに前置接続されているフィルタもしくはふるい板を配設すると有利である。
【００３４】
水位電極１４１と参照電極１４２との間には基準電極１４３（接地電極）が配設され、この電極は水位電極１４１および参照電極１４２に対して共通の対向電極となっている。この基準電極はその全長にわたって電気絶縁を施されておらず、分離部材１４４を貫通してタンク１０の底まで突出している。この基準電極１４３の端子は供給制御装置９の接地電位にあると好適である。符号をつけていない水位電極１４１と参照電極１４２の端子は供給制御装置９の入力端子と接続されている。
【００３５】
水位測定のためには、一方では水位電極１４１と基準電極１４３との間の電気抵抗が、他方では参照電極１４２と基準電極１４３との間の電気抵抗が測定され、これらの値が関連づけられる。
【００３６】
還元剤１９における電解過程を回避するために、これらの測定は直流成分なしに交流電流により行われる。以下の測定についての記述は、基準電極１４３と水位電極１４１との間の電気抵抗（以下測定抵抗値Ｒ_ｍｅｓｓと表記する）および基準電極１４３と参照電極１４２との間の抵抗（以下参考抵抗値Ｒ_ｒｅｆと表記する）がそのつど同一であることが前提となっている。これは、３つのすべての電極１４１，１４２，１４３の断面積が同一である場合、絶縁されていない水位電極１４１の上部領域１４１２および下部領域１４１３ならびに参照電極１４２の下部領域１４２１がそれぞれ同じ長さを有することにより達成される。これによりその表面の値が同じになり、水位に関する以下の状態が区別可能となる。
【００３７】
還元剤１９で完全に充満した水位ＦＳ２に相当するタンク１０では、水位電極１４１の上部領域１４１２ならびに水位電極１４１の下部領域１４１３も還元剤１９内に浸っている。このことは、還元剤１９中に浸っている電極領域１４１２，１４１３の選択された構造的実施態様に基づいて、２つの同じ電気抵抗の並列接続を表わしており、また満タンのタンク１０では同様に参照電極１４２の下部領域１４２１も還元剤１９中に浸っているので、測定抵抗値Ｒ_ｍｅｓｓは参照抵抗値Ｒ_ｒｅｆの値の半分の大きさである。
【００３８】
タンク１０内の水位ＦＳ１が水位電極１４１の上部領域１４１２の下にあるが、まだ水位電極１４１の下部領域１４１３の上にある場合は、両測定値Ｒ_ｍｅｓｓとＲ_ｒｅｆは同じである。タンク１０内の還元剤が水位電極１４１の領域１４１３の下にある場合、即ち２つの領域１４１２，１４１３が還元剤により濡れていない場合には、測定される電気抵抗値はきわめて高く、絶縁抵抗と同義である（理想的には無限大抵抗）。この水位は最低水位ＦＳ３と呼ばれる。
【００３９】
最低水位ＦＳ３の値および領域１４１３の下端部とタンク１０の底との間の内のり距離は、タンク１０内の還元剤１９が、自動車が最寄りのガソリンスタンド（そこではいずれにしても燃料も補給しなければならない）に立ち寄るまで、しかもたとえ自動車が最低水位ＦＳ３を下回る直前になって初めて燃料の補給を受けたとしても、排気ガス後処理装置が作動する程度の量は残っているように設定される。
【００４０】
還元剤１９が補給されない場合、タンク１０内の水位が下がり続け、最後には特定の時点で参照電極１４２の下部領域１４２１がもはや還元剤１９に浸らなくなる（水位ＦＳ４）。この状態も簡単に検知可能である。というのは、この場合には水位電極１４１における電気抵抗Ｒ_ｍｅｓｓだけでなく、参照電極１４２における電気抵抗Ｒ_ｒｅｆも極めて高い値（絶縁抵抗、理想的には無限大電気抵抗）をとるからである。
【００４１】
電極に還元剤１９の液体膜もしくは滴が依然として残る場合もあるが、これが測定に影響を及ぼすことはない。というのは、還元剤中に浸っている場合と比べて電極の相応の領域における表面の薄い膜も滴も導電率にほとんど影響を及ぼさないからである。
【００４２】
値Ｒ_ｍｅｓｓと値Ｒ_ｒｅｆの比較および評価は、供給制御装置９においてそれ自体公知の方法で行われる。自動車の運転者にとって重要な３つの水位ＦＳ２（満タン）、ＦＳ３（最低水位を下回っている）およびＦＳ４（タンクが空）は計器盤に視覚的に表示されると好適である。
【００４３】
自動車内に、タンク１０内に貯蔵されている液状還元剤１９用の連続的水位表示装置が設けられている場合は、水位測定のための上記の装置は補助的に使用すると有利である。連続的水位表示はたとえば供給制御装置９の計算値に基づいて行われる。供給パルスごとに一定量の還元剤１９が加水分解触媒体に噴射されるので、貯蔵還元剤の最初の量が既知であれば供給パルスの数を加算することによりタンク１０内の現在の水位を推定することができる。従って、実際の水位の計算開始時にタンク１０が還元剤で充満されていることを確認しておく必要がある。
【００４４】
この種の連続的水位表示と上記の３点水位測定を併用すれば以下の処置が可能となる。即ちタンク１０が、自動車内のアクセス不可能な場所に取り付けられていてポンプにより注入される場合には、水位ＦＳ２に達してタンク１０が満タンとなり供給制御装置９がポンプのスイッチを切って補給を止めるまで、還元剤１９はタンク１０に流れ込む。連続的水位表示は１００％もしくは最高充満量をたとえばリットル単位で表示する。自動車の運転中は供給制御装置９が供給された還元剤の量を絶えず加算し、その結果から現在の水位を算出する。実際の水位が閾値“最低水位”（水位ＦＳ３）に達した場合は、自動車の運転者に最寄りのガソリンスタンドで還元剤も補給する必要があることが信号で知らされる。また、この際に供給制御装置９は算出値と実際の水位とを比較し、場合によっては、供給弁１５の出力に使用されているデータを修正する。最寄りのガソリンスタンドで還元剤１９が補給されないもしくは特別な事情によりそれより前に限界値“空”（水位ＦＳ４）に達した場合は、供給装置の乾燥運転を回避するために還元剤の供給が停止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
排気ガス後処理装置を備えた内燃機関のブロック図。
【図２】
本発明による装置を備えたタンクの概略断面図。
【符号の説明】
１　　内燃機関
３　　噴射装置
５　　排気ガス後処理装置
６　　エンジン制御装置
８　　供給制御装置
１０　　タンク
１１　　供給ポンプ
１３　　センサ
１４　　センサ
１５　　供給弁
１８　　圧力センサ
１９　　導電性液体／還元剤
１４１　水位電極
１４２　参照電極
１４３　基準電極
１４１１　絶縁材料
１４１２　上部領域
１４１３　下部領域

Claims

水位電極（１４１）と基準電極（１４３）との間の電気抵抗（Ｒ_ｍｅｓｓ）を測定し、参照電極（１４２）と基準電極（１４３）との間の電気抵抗（Ｒ_ｒｅｆ）を測定し、これらの電気抵抗（Ｒ_ｍｅｓｓ，Ｒ_ｒｅｆ）の値からタンク（１０）内の水位を推定するようにした、タンク（１０）内の導電性液体（１９）、特に尿素貯蔵タンク内の尿素溶液の水位を測定するための方法において、水位電極（１４１）と基準電極（１４３）との間の電気抵抗（Ｒ_ｍｅｓｓ）および参照電極（１４２）と基準電極（１４３）との間の電気抵抗（Ｒ_ｒｅｆ）をその都度検出するようにし、水位に関して予め設定されている少なくとも１つの限界値（ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）を下回るか上回るときにこれらの電気抵抗（Ｒ_ｍｅｓｓ，Ｒ_ｒｅｆ）の値が顕著に変化するようにしたことを特徴とするタンク内の液体の水位を測定するための方法。
限界値（ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）の下回りもしくは上回りを視覚的に運転者に表示することを特徴とする請求項１記載の方法。
液体（１９）で完全に充満されているタンク（１０）であることを示す水位（ＦＳ２）を限界値として選択することを特徴とする請求項１記載の方法。
タンク（１０）内の液体（１９）の最低水位を示す水位（ＦＳ３）を限界値として選択することを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
空のタンク（１０）を示す水位（ＦＳ４）を限界値として選択することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
タンクの充満を示す水位（ＦＳ２）に達したときに、タンク（１０）内を液体（１９）で充満するためのポンプを遮断することを特徴とする請求項２記載の方法。
最低水位（ＦＳ３）を下回るときに警告装置を作動させることを特徴とする請求項３記載の方法。
空のタンクを示す水位（ＦＳ４）を下回るときに、還元剤（１９）の供給用ポンプ（１１）を遮断することを特徴とする請求項４記載の方法。
タンク（１０）の完全充満を検知したときに、この状態を自動車内の連続的水位表示の較正に使用することを特徴とする請求項２記載の方法。
タンク（１０）内に配設されている導電性の水位電極（１４１）と参照電極（１４２）と基準電極（１４３）とを備え、水位電極（１４１）と基準電極（１４３）との間の電気抵抗（Ｒ_ｍｅｓｓ）ならびに参照電極（１４２）と基準電極（１４３）との間の電気抵抗（Ｒ_ｒｅｆ）を測定し、タンク（１０）内の水位に関する基準として用いるようにした、タンク（１０）内の導電性液体（１９）、特に尿素貯蔵タンク内の尿素溶液の水位を測定するための装置において、水位電極（１４１）および参照電極（１４２）が部分的に電気絶縁材（１４１１）により覆われており、その結果選択された領域（１４１２，１４１３，１４２１）のみがその都度検出される水位（ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）に基づいて液体（１９）との電気的接触を持つようにされ、液体（１９）がこれらの領域（１４１２，１４１３，１４２１）に到達もしくは離脱したときに、これらの電気抵抗（Ｒ_ｍｅｓｓ，Ｒ_ｒｅｆ）の値が顕著に変化するようにしたことを特徴とするタンク内の液体の水位を測定するための装置。
水位電極（１４１）がその長手方向に沿って電気絶縁材（１４１１）によりほぼ覆われており、タンク（１０）の上部面に向いた上部領域（１４１２）およびタンク（１０）の底の方に向いた下部領域（１４１３）には絶縁材（１４１１）が取り付けられていないことを特徴とする請求項１０記載の装置。
水位電極（１４１）の軸方向の長さがタンク（１０）の高さと関係して、下部領域（１４１３）が最低水位（ＦＳ３）以下にならないかぎり液体（１９）との電気的接触を持つように選択されていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
上部領域（１４１２）が、最高水位（ＦＳ２）に達しないかぎり液体（１９）との電気的接触を持たないように選択されていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
参照電極（１４２）がその長手方向に沿って電気絶縁材（１４１１）によりほぼ覆われており、タンク（１０）の底の方に向いた領域（１４２１）には絶縁材（１４１１）が取り付けられていないことを特徴とする請求項１０記載の装置。
参照電極（１４２）の軸方向長さがタンク（１０）の高さと関係して、その下部領域（１４２１）が、空のタンク（１０）を示す水位（ＦＳ４）以下にならないかぎり液体（１９）との電気的接触を持つように選択されていることを特徴とする請求項１４記載の装置。
タンク（１０）の容積が電気絶縁分離部材（１４４）により異なった大きさの２つの部分容積に分割されており、参照電極（１４２）の下部領域（１４２１）が、タンク（１０）の底の方に向いた容積内に存在することを特徴とする請求項１０乃至１５の１つに記載の装置。
基準電極（１４３）の軸方向長さがタンク（１０）の底まで達していることを特徴とする請求項１０記載の装置。
水位電極（１４１）、参照電極（１４２）および基準電極（１４３）が、それぞれその電気抵抗がタンク内の液体の導電率よりも明らかに小さい導電性材料から成ることを特徴とする請求項１０記載の装置。
電極（１４１，１４２，１４３）が特殊鋼から成ることを特徴とする請求項１８記載の装置。
電極（１４１，１４２，１４３）が導電性プラスチックから成ることを特徴とする請求項１８記載の装置。