JP2019507359A - 液体物質の容器用のセンサ装置 - Google Patents

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Abstract

液体物質の少なくとも１つの特性を検出する光センサ装置は、内面と外面とを有する装置本体（１０ａ）を備え、装置本体（１０ａ）の外面の少なくとも一部は、液体物質と接触するように設計され、装置本体（１０ａ）の内面は、液体物質から離隔されるように設計されている。
装置本体（１０ａ）には、可視または赤外線における放射など、所与の光放射の少なくとも１つのエミッタ（４２）と少なくとも１つのレシーバ（４４ａ、４４ｂ）とを備える少なくとも１つの検出装置（１５、４０）が接続される。装置本体（１０ａ）の少なくとも１つの第１の部分（３１）は、所与の光放射の伝播のために設計された材料から作られ、少なくとも１つのエミッタ（４２）および少なくとも１つのレシーバ（４４ａ、４４ｂ）は、前記第１の部分（３１）において装置本体（１０ａ）の内面に光学的に結合されている。装置本体（１０ａ）の前記第１の部分（３１）は、所与の光放射が、特に液体物質の特性の関数として可変である角度および／または強度で、少なくとも１つのレシーバ（４４ａ、４４ｂ）に向かって装置本体（１０ａ）の前記第１の部分（３１）を介して少なくとも部分的に伝播されるように、少なくとも１つのエミッタ（４２）から少なくとも１つのレシーバ（４４ａ、４４ｂ）への特に屈折および／または反射による所与の光放射の伝播に寄与するように形成されている。
検出装置（１５、４０）は、少なくとも１つのエミッタ（４２）および少なくとも１つのレシーバ（４４ａ、４４ｂ）の支持および電気的接続のための構造を含む光モジュール（４０）を備え、装置本体（１０ａ）とは別部品として構成されている。支持および電気接続構造は、導電性材料から構成された電気接続要素（４８、４９）上にオーバーモールドされた電気絶縁材料から作られた複数の本体（４５、４６、４７）を含む。
【選択図】図１９

Description

本発明は、液体物質を含むように設計された包括的容器と組み合わせて使用され、液体物質の少なくとも１つの特徴量を検出するための光学装置を備えるセンサ装置を特に参照して開発されたセンサ装置に関する。
本発明は、一般に内燃式または吸熱式のエンジンを備えた車両分野またはシステム分野において、特に内燃機関の排気ガス処理システムの運転に必要な燃料または他の液体溶液などの物質を運搬または収容するように設計された油圧システムまたはタンクと組み合わせにおいて好ましい用途を見出し、前記光学装置は、物質または溶液の少なくとも１つの濃度を検出するために使用される。
包括的容器に含まれる物質を検査する目的で、レベル、温度、品質などの特性のセンサを使用するのが一般的である。典型的な例は、大気中への窒素酸化物（ＮＯｘ）の放出を低減する目的で考案された、いくつかの種類の車両の排気ガス放出システムに属する液体物質を含むタンクによって表される。この目的のために特に広範なシステムは、還元液体物質を排気ライン内に注入することによってガスの窒素酸化物を還元することを可能にするＳＣＲ（選択的触媒還元）として知られているプロセスに基づいている。これらの処理システムは、還元剤が窒素酸化物（ＮＯｘ）を窒素（Ｎ２）および水（Ｈ２Ｏ）に変えるために排ガスの流れに添加されて注入されることを前提としている。還元物質は、典型的には、水および尿素の溶液によって構成される。
これらのシステムの適切な動作は、対応する制御ユニットがタンク内の還元物質の存在を認識し、特にそのレベルを測定してガス補充の可能な必要性を警告することを前提としている。場合によっては、その組成に関連する特性などの還元物質の特性に関する情報の検出も提供される。
例えば、特許文献１には、共振回路内に無線周波数信号を発生させ且つその結果生じた電磁放射を物質中に伝播させるとともに、前記回路のインピーダンスおよび共振の変化を検出するように構成され、そのような変化が、物質の量、すなわちそのレベルに比例する物質の導電率および誘電特性の変化を表すものとみなされる、レベルセンサが取り付けられた還元物質用のタンクが記載されている。レベルセンサは、物質の品質を検出するための容量性プローブおよび／または抵抗性プローブを備えていてもよい。タンクの側壁には、物質の他の特性を検出するように設計された電気光学タイプのさらなるセンサが場合によっては取り付けられていてもよい。このさらなる光センサは、物質がタンク内に十分なレベルを有するときに物質によって沈められる。エミッタは、センサの先端を構成し且つ液体中に放射を屈折させるように構成されたプリズムに向けて光ビームを導き、反射光はレシーバによって検出される。反射光は、物質の屈折率に正比例するとみなされ、含まれる物質が水または尿素の溶液かどうかを判定し、溶液の濃度を判定するのを可能とする。
この種の光センサは、一般に、特にエミッタおよびレシーバの適切な位置決めを確実にする必要性を考慮すると、製造および組み立てが複雑である。
国際公開第２０１０／１５１３２７号パンフレット
本発明の目的は、単純で、経済的に有利で且つ信頼できる方法で、上記強調した欠点を基本的に解消することである。
添付の特許請求の範囲において規定された特徴を有するセンサ装置によって、以下においてさらに明らかになる上記および他の目的が本発明にしたがって達成される。特許請求の範囲は、本発明に関して本明細書で提供される技術的教示の不可欠な部分を形成する。
本発明にかかる装置では、所定の光放射の少なくとも１つのエミッタおよび少なくとも１つのレシーバを一体化した光モジュールにおいて、装置の本体とは別個の部分として構成され且つ好ましくはオーバーモールディングを介して導電性材料から作られた電気接続要素に接続された電気絶縁材料から作られる１つ以上の支持部を含む支持および電気接続構造によって支持される、光モジュールが提供される。このようにして、前記支持および電気接続構造、したがって光モジュールは、単純で、高速で、自動化可能な方法で、容易に予め組み立てられ、試験され、その後に装置の本体に取り付けられて電気的に接続されるモジュール自体を用いて、単純で正確な方法で得ることができる。
請求項２に記載されるような好ましい実施形態によれば、前記構造は、別個に形成されるが、エミッタから到来する信号の伝送に使用されるのと同じ電気接続要素を利用して一緒に接合される複数の本体を含み、光放射のレシーバは、モジュールの製造の単純さおよびコンパクトさの利点を決定する。有利には、前記接続要素は、製造および組立公差の回復を可能にするために弾性的に変形可能であるかまたは可撓性を有することができ、それによりいずれの場合もエミッタおよびレシーバの正しい位置を保証する。実装要件によれば、エミッタおよびレシーバは、前記構造の２つの一般に反対側の本体の対向面に取り付けられてもよい。
一方で、支持部および接続構造の他の実施形態は、例えば、（例えば、オーバーモールドまたは接着された）複数の別個の本体（中央本体および２つの側部本体など）、または電気絶縁性ポリマーから作られた複数の成形体および導電性ポリマーから作られた複数の電気接続要素に連合する接続要素を含むかまたは一体化するフレキシブル回路支持部またはＰＣＢの使用に基づいて請求項３に記載されているもののように可能であり、本体および接続要素は、互いに共モールドまたはオーバーモールドされるか、または、例えばブランキングを介して得られる接続要素に連合して成形によって得られた別個の本体ともすることができる。好ましい実施形態では、支持および電気接続構造の複数の本体は、エミッタおよびレシーバの適切な位置決めを可能にするために、装置本体上に光モジュールを組み立てる際にその相対位置を変化させることが可能であるように、（例えば、電気接続要素の少なくとも一部を介して、または中間本体部を介して）一緒に接続される。
請求項４に記載されているような好ましい実施形態によれば、装置の本体は、光モジュール、したがってエミッタおよびレシーバの正確な動作位置の維持を保証する位置決め部位を画定するように形成され、組み立ての容易さおよび精度、並びに検出の精度の利点がある。有利には、位置決め部位の１つ以上の突出要素は、光モジュールの位置決め要素および／または所与の光放射の伝播のために利用される光学要素として機能することができる。
請求項５に記載されているような好ましい実施形態によれば、支持および電気接続構造の少なくとも１つの本体は、光学装置による組み立ておよび検出の精度をさらに高めるために、光学部位に対して位置決めおよび／またはブロックするための手段を画定するように形成される。
請求項６に記載されているような好ましい実施形態によれば、光モジュールの正確な位置の維持を確実にし且つその組み立てを容易に且つ迅速な状態とするために、前記部位の少なくとも１つの突出要素と協働するように設計されたブロックおよび／または位置決め部材が意図的に設けられている。ブロックおよび／または位置決め部材は、例えば、請求項７に記載されているように、光モジュールの組み立ての要件および構成にしたがって様々に構成されることができる。
請求項８に記載されているような優先的な実施形態では、少なくとも１つのエミッタは、単一のエミッタから構成され、少なくとも１つのレシーバは、一般に互いに並んだ位置に少なくとも２つのレシーバを備える。この解決策は、流体物質の関心のある特性の検出が全反射の臨界角の原理に基づいている場合に特に有利であり、これによれば、関心のある光放射が関心のある特性の関数として可変の角度で反射されることができる。互いに並置された位置における２つのレシーバの使用は、ＣＭＯＳアレイタイプのレシーバなど、より複雑で高価な単一のレシーバを使用する必要をなくす。
エミッタとレシーバとの間の相対的な配置は、例えば請求項９に規定されるように、固体と液体との間の境界壁に使用されるプラスチック材料、採用されることになる光放射の種類（すなわち、エミッタの種類）、および物質の種類に応じて異なることができる。
請求項１０に記載されているような好ましい実施形態にしたがって設けられた遮蔽手段は、いかなる望ましくない光放射も、場合によっては光学装置を介して行われる検出の精度および品質に悪影響を及ぼすことを防止する。例えば、遮蔽要素は、エミッタによって放出された光放射の一部が、関心のある特性の検出に寄与することなく、場合によってはレシーバに直接到達し、代わりに前記検出に悪影響を与えることを防止するために使用されることができる。有利には、この遮蔽要素は、光モジュールに属してもよく、コンパクトさおよび組み立ての容易さの点でさらに有利であり、この要素はまた、必要であればモジュール自体の位置決めの目的でも利用されることができる。同様に、周囲光が光検知の過程で引き起こす可能性のある悪影響を排除または最小化するために、光遮蔽が使用されることができる。この特性は、装置の本体または少なくともそのハウジング部が、透明材料または周囲光に対して透過性の材料から少なくとも一部作られる場合に特に有利である。
請求項１１に記載されているものなどの様々な実施形態では、装置は、光放射の伝播のために設計された部分を画定する前記本体を含むそれ自体のケーシングとともに、有利には電気コネクタを一体化することができるカバーを有する。この種の実施形態では、装置の本体は、光モジュール、好ましくは光学装置の回路支持部もまた少なくとも部分的に収容されるハウジング部を画定する。上記ハウジング部は、例えば請求項１２に規定されるように、装置の本体に一体的に画定されてもよく、あるいは、レベルセンサもしくはＵＤＭ（尿素供給モジュール）として知られているタイプのタンクの構成要素、または同様に液体物質のヒータを含む構成要素など、例えば他の装置の本体などのさらなる本体によって少なくとも部分的に形成されてもよい。
そして、様々な実施形態では、センサ装置の本体またはケーシングは、以下に説明されるように、機能的観点からより便利であると思われる異なる目的材料を使用していくつかの部品から構成されることができる。例えば、様々な実施形態では、エミッタ、レシーバ、および検知光放射が伝播する本体の一部を含む光学アセンブリは、前記光学アセンブリの設置のための貫通開口を意図的に備えた装置の本体の別の部分とは異なる部分として構成されることができる。このようにして、光学アセンブリは、容易に予め組み立てられ、場合によっては試験され、そして、主本体上に設けられた対応するアセンブリ開口内に密封されて接続されることができる。この種の実施形態では、請求項１３に記載のタイプの位置決め要素の存在は、光モジュールの適切な位置決めを保証するために有利である。
光モジュールの支持および電気接続構造はまた、前記単一の本体の１つの同じ表面に連合されたエミッタおよびレシーバとともに、前述の位置決めおよび／またはブロック手段を備えた単一の本体から構成されることができる。この種の実施形態は、例えば、請求項１４に規定されるように、エミッタおよびレシーバが互いに並んだ位置にあり、それぞれが関心のある特性の検出の目的で使用される光ガイドの対応する端部に面している場合に特に有利である。この種の本体の互いに向かい合った側部の存在の可能性は、以下に説明されるように、光モジュールの位置決めおよび／または追加のエミッタおよび追加のレシーバの支持の目的のために有利であり得る。
請求項１５および／または請求項１９に記載されているようなそれ自体が自律的に進歩的な実施形態では、センサ装置は、検知光放射が伝播するプラスチック材料の特性の可能な変動を検出することを目的とした補助光学装置を備えており、これらの変動は、例えば、経年および温度変動に起因する。このようにして、必要であれば、例えば、主光学装置を介して行われる検出の対応する補償を、装置の長期的な信頼性および精度の利点にすることが可能である。好ましい実施形態によれば、補助光学装置のエミッタおよびレシーバは、組み立ての簡略化という利点のために、主エミッタおよびレシーバを一体化したものと同じ光モジュールに一体化されることができ、または、レベル検知装置に属する回路基板によって担持されることができる。
請求項１７に記載されているような好ましい実施形態にかかるセンサ装置は、いかなる場合にも、内部反射の原理に基づいて、光放射を検知する効率的で信頼できる伝播を得るために、比較的簡単な光ガイド構造の使用を可能にする。そのような解決策は、さらに、光ガイドの２つの端部に単に対面することができるエミッタおよびレシーバの位置決めをあまり重要でない状態とする。請求項１８に記載されているような好ましい実施形態にかかるセンサ装置は、代わりに、光検知装置を有し、その動作は、特に固体から流体への光放射の通路における光屈折に基づいており、良好な解像度での測定を可能にする。
本発明のさらなる目的、特徴、および利点は、純粋に非限定的な例として提供される添付の概略図を参照して、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
図１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置を備える包括的容器の断面斜視図である。 図２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の部分断面斜視図である。 図３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の回路の異なる角度からの斜視図である。 図４は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の回路の異なる角度からの斜視図である。 図５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の異なる角度からの分解図である。 図６は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の異なる角度からの分解図である。 図７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図１０は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる電磁放射のエミッタおよび対応する構成要素を異なる斜視図で示している。 図１１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの可能な電気回路図である。 図１２は、図７〜図９に示されるタイプの光モジュールの製造に使用されることができる半製品の斜視図である。 図１３は、図７〜図９に示されるタイプの光モジュールの製造に使用されることができる半製品の斜視図である。 図１４は、図７〜図９に示されるタイプの光モジュールの製造に使用されることができる半製品の斜視図である。 図１５は、図７〜図９に示されるタイプの光モジュールの製造に使用されることができる金型の斜視図である。 図１６は、図７〜図９に示されるタイプの光モジュールの製造に使用されることができる金型の斜視図である。 図１７は、図７〜図９に示されるタイプの光モジュールが関連する、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の回路の部分斜視図である。 図１８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのステップを表すための斜視図である。 図１９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の断面斜視図である。 図２０は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の斜視図である。 図２１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の垂直断面図である。 図２２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの動作を例示するための部分垂直断面図である。 図２３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの動作を例示するための部分垂直断面図である。 図２４は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの動作を例示するための部分垂直断面図である。 図２５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの動作を例示するための部分垂直断面図である。 図２６は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの動作を例示するための部分垂直断面図である。 図２７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの簡略ブロック図である。 図２８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の異なる角度からの分解図である。 図２９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の異なる角度からの分解図である。 図３０は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図３１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図３２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図３３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図３４は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の分解図である。 図３５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる保護要素の異なる角度からの斜視図である。 図３６は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる保護要素の異なる角度からの斜視図である。 図３７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図３８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図３９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図４０は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図４１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図４２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図４３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図４４は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる弾性要素の斜視図である。 図４５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる対応するブロック要素の斜視図である。 図４６は、図４４に示されるタイプの弾性要素を図４５に示されるタイプのブロック要素によって固定するいくつかのステップを表すための部分斜視図である。 図４７は、図４４に示されるタイプの弾性要素を図４５に示されるタイプのブロック要素によって固定するいくつかのステップを表すための部分斜視図である。 図４８は、図４４に示されるタイプの弾性要素を図４５に示されるタイプのブロック要素によって固定するいくつかのステップを表すための部分斜視図である。 図４９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図５０は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図５１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる弾性要素の斜視図である。 図５２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのステップを表すための部分斜視図である。 図５３は、図５１に示されるタイプの弾性要素を固定するいくつかのステップを表すための部分斜視図である。 図５４は、図５１に示されるタイプの弾性要素を固定するいくつかのステップを表すための部分斜視図である。 図５５は、図５１に示されるタイプの弾性要素を固定するいくつかのステップを表すための部分斜視図である。 図５６は、図５１に示されるタイプの弾性要素を固定するいくつかのステップを表すための部分斜視図である。 図５７は、図５１に示されるタイプの弾性要素を固定するいくつかのステップを表すための部分斜視図である。 図５８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の異なる角度からの斜視図である。 図５９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の異なる角度からの斜視図である。 図６０は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部を示す斜視図である。 図６１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の分解図である。 図６２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図６３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図６４は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる保護要素の斜視図である。 図６５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置を固定するいくつかのステップを表すための斜視図である。 図６６は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置を固定するいくつかのステップを表すための斜視図である。 図６７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置を固定するいくつかのステップを表すための斜視図である。 図６８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置を固定するいくつかのステップを表すための斜視図である。 図６９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置を固定するいくつかのステップを表すための斜視図である。 図７０は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の断面斜視図である。 図７１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の垂直断面図である。 図７２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の部分分解図である。 図７３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の部分分解図である。 図７４は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光学アセンブリの様々な角度からの斜視図である。 図７５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光学アセンブリの様々な角度からの斜視図である。 図７６は、図７４〜図７５に示されるタイプの光学アセンブリの分解図である。 図７７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の部分断面斜視図である。 図７８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部を示す斜視図である。 図７９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の部分概略断面図である。 図８０は、図７９のより大きいスケールの詳細図である。 図８１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の部分分解図である。 図８２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの分解図である。 図８３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の一部の部分分解図である。 図８４は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図８５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図８６は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の垂直断面図である。 図８７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの動作を例示するための部分垂直断面図である。 図８８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの動作を例示するための部分垂直断面図である。 図８９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の異なる角度からの部分分解図である。 図９０は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の異なる角度からの部分分解図である。 図９１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの分解図である。 図９２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図９３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光モジュールの異なる角度からの斜視図である。 図９４は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図９５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図９６は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の断面の２つの異なる平行軸にかかる垂直断面図である。 図９７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の断面の２つの異なる平行軸にかかる垂直断面図である。 図９８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置において使用されることができる光モジュールの電気回路図である。 図９９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光センサの簡略ブロック図である。 図１００は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の異なる角度からの部分分解図である。 図１０１は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の異なる角度からの部分分解図である。 図１０２は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光学要素の異なる角度からの斜視図である。 図１０３は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の光学要素の異なる角度からの斜視図である。 図１０４は、対応する光モジュールを有する本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の回路の部分分解斜視図である。 図１０５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図１０６は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図１０７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図１０８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の組み立てのいくつかのステップを表すための斜視図である。 図１０９は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置の垂直断面図である。 図１１０は、図１０９のセンサ装置の水平断面図である。 図１１１は、図１０９のものに直交する断面の平面にかかる図１０９〜図１１０のセンサ装置の垂直断面図である。 図１１２は、本発明の実施形態にかかる光モジュールを製造するために使用されることができるフレキシブル印刷回路基板の形態の電気接続要素の概略斜視図である。 図１１３は、図１１２に示されるタイプの要素を一体化する支持および電気接続構造の異なる角度からの概略斜視図である。 図１１４は、図１１２に示されるタイプの要素を一体化する支持および電気接続構造の異なる角度からの概略斜視図である。 図１１５は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる光モジュールの異なる角度からの２つの異なる状態における概略斜視図である。 図１１６は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる光モジュールの異なる角度からの２つの異なる状態における概略斜視図である。 図１１７は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる光モジュールの支持および電気接続構造の部分分解概略図である。 図１１８は、本発明の可能な実施形態にかかるセンサ装置に使用されることができる光モジュールの支持および電気接続構造の部分分解概略図である。 図１１９は、図１１７〜図１１８の構造を含む光モジュールの概略斜視図である。
本明細書の枠組みにおける「実施形態」または「１つの実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の構成、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを示すことが意図される。したがって、本明細書の異なる点に存在し得る「実施形態では」、「１つの実施形態では」、「様々な実施形態では」などの表現は、必ずしも１つおよび同一の実施形態を指すものではない。さらにまた、本明細書の枠組みにおいて定義される特定の形態、構造、または特性は、表現されたものとは異なる可能性がある１つ以上の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わせることができる。本明細書で使用される参照符号および空間的参照（「上方（ｕｐｐｅｒ）」、「下方（ｌｏｗｅｒ）」「上部（ｔｏｐ）」、「底（ｂｏｔｔｏｍ）」など）は、単に便宜上のものであり、したがって、保護の範囲または実施形態の範囲を定義しない。例えば、より明確にする必要性のために、様々な添付図面において、本発明の主題を形成する装置は、通常動作の場合と逆の状態で表されることが考慮されるべきである。本明細書および添付の特許請求の範囲において、（本明細書に記載された装置の本体の（境界）壁の少なくとも一部の表面を指す場合）「外側（ｏｕｔｅｒ）」または「外部（ｅｘｔｅｒｎａｌ）」という形容詞は、包括的容器またはダクトの内部に面する、すなわち検出を受ける液体物質と接触するように設計された表面を指すことが意図されるのに対して、「内側（ｉｎｎｅｒ）」または「内部（ｉｎｔｅｒｎａｌ）」という形容詞は、前記壁の反対面、すなわちタンクまたはダクトの外側に位置するように設計された表面であっていずれの場合にも物質と接触しない表面を指すことが意図されることが指摘される。同様に、本明細書および添付の特許請求の範囲において、「光放射」とは、紫外線放射（１００から４００ｎｍ）、可視光放射（３８０〜７８０ｎｍ）、および赤外線放射（７８０ｎｍから１ｍｍ）を含む１００ｎｍ（ナノメートル）から１ｍｍ（ミリメートル）の範囲の放射を含む電磁スペクトルの一部を意味することが指摘される。さらに、本発明の範囲に含まれると理解されるのは、「コヒーレント」またはレーザタイプの光放射源と「非コヒーレント」タイプの光放射源の双方である。さらにまた、他に特定されていないかまたは記載された文脈から明らかでない場合、用語「材料」は、記載された要素の本体に言及される場合、単一の材料（例えば、金属またはプラスチック材料）、またはいくつかの材料（例えば、金属合金、もしくは複合材料、もしくは材料の混合物など）の組成物を示すものとして理解されるべきである。
図１において、全体として１によって示されるものは、タンク、特に自動車のタンクなどの包括的容器である。本明細書の後続では、この容器１（簡略化のために「タンク」としても定義される）は、液体添加剤または還元剤を含有するように設計され、全体としてブロック２によって表された内燃機関の排ガス処理システムの一部を形成すると仮定されることになる。様々な実施形態では、処理システム２は、例えば自動車、特にディーゼルエンジンのような窒素酸化物排出物を低減するために使用される、本明細書の冒頭部分で説明したＳＣＲタイプのものである。したがって、前記還元剤は、好ましくは、液体溶液、特にＡｄＢｌｕｅ（商標）という商品名で商業的に知られているものなど、蒸留水の溶液中の尿素である。容器１は、いずれの場合にも、油圧システムのダクトによって置き換えられることができ、および／または他の目的のためにおよび／または自動車セクターとは異なるセクターにおいて使用されることができ、光学的に検出可能ないくつかの他の種類の異なる液体または流体物質を含むように設計されることができる（したがって、場合によっては液体物質または還元剤と呼ばれて以下に設けられる定義は、異なる液体または流体物質を指して理解されることができる）。タンク１の主本体１ａは、任意の材料、好ましくは液体物質または溶液に対して化学的に耐性のある材料から作られることができ、好ましくは、電気的に絶縁性であり、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などの既知の技術にかかる適切なプラスチック材料である。可能であれば、例えば凍結の場合に、タンク自体および／またはその内容物を加熱するために使用される、それ自体既知のタイプのヒータをタンク１に関連付けることができる。電気ヒータは、図においてＥＨによって示されるブロックによって概略的に表されている。有利には、様々な実施形態では、そのようなヒータＥＨは、本発明にかかるセンサ装置に連合されるかまたは一体化される。
図示された概略的な例では、タンクは、液体溶液を補充するための開口３ａがある上部３、例えば上部壁を有する。そして、タンク１の下部４、例えばその下部壁は、システム２に液体を供給するために例えばポンプを介して溶液が出入りする出口開口５を有する。同様に下部４において、タンク１は、本発明の様々な可能な実施形態にかかるセンサ装置の本体が密閉された方法で固定される６によって指定された第２の開口を有する。好ましい応用では、実際には、本発明の主題を形成するセンサ装置は、その本体の外面が、液体物質が最低レベルにあるときでさえも少なくとも部分的に液体物質と接触するように、容器またはダクトの下部に設置されるように設計されている。
様々な実施形態では、本発明にかかるセンサ装置の本体は、タンク１の出口開口の少なくとも一部をそれ自体が画定し、したがって、タンクは、開口５および６の代わりにただ１つの開口６を備えることができる。
全体として１０によって指定されるセンサ装置は、開口６に密閉された方法で結合されるように作られたハウジングおよび／またはアセンブリ部１２を含む。部分１２は、いずれの場合も、タンク１に収容された液体溶液と接触するように設計された少なくとも１つの壁（以下、２１によって指定される）を含む閉鎖構造または底構造を有する。見てわかるように、本発明によれば、センサ装置１０は、タンク１に収容された液体物質または溶液の１つ以上の特性を検出するための少なくとも１つの検出装置、特に光学式の検出装置を備える。この目的のために、センサ装置１０は、様々な実施形態において、タンク１の内側に向かって突出するようにも構成されることができる検出部（以下、「光学的位置決め部位」としても定義される）を含む。
タンク１の開口６に直接取り付けられる代わりに、本発明にかかる装置１０は、例えばＵＤＭ（例えば、国際公開第２００８／１３８９６０号パンフレット参照）として一般に知られているタイプの構成要素で画定されたタンク自体の異なる開口に密封された方法で取り付けられた構成要素を想定するか、またはそれに関連するか、または一体化されることができることに留意すべきである。この種の構成要素は、典型的には、他の機能的装置および／またはタンクから還元剤を流入させるための通路を含み、通路には、一般に、タンクから還元剤自体を引き込むためのポンプの吸入口が接続される。いずれの場合においても、見てわかるように、好ましい実施形態では、装置１０のケーシング本体、特に少なくともそのハウジング部１２は、光学検出装置が接続されているその壁の少なくとも一部を除いて、液体物質が入っている容器またはダクトの外側に一般に広がるように設計されている。換言すれば、好ましくは、本発明の主題を形成するセンサ装置のケーシング本体は、液体物質を収容する容積内に完全にまたは一般に位置決めされるように設計されておらず、また、液体物質に完全にまたは一般に浸漬されるようにも設計されていない。
図２では、１つの実施形態にかかる装置１０が単独で示されている。装置１０は、好ましくは閉鎖カバー１３を備えたハウジングおよび／またはアセンブリ部１２を画定する装置本体１０ａを有する。
好ましくは、本体１０ａは、前記物質の品質の検出に適している、タンク１に収容された物質の１つ以上の特性を検出するための装置、特に光学式、好ましくは光電子式のセンサの構成要素の少なくとも一部を収容するために中空である（以下では、簡略化のため、物質の品質の検出のみがまた参照される）。
様々な実施形態では、本体１０ａ、または液体溶液と接触する部分の少なくとも１つの部分は、ポリプロピレン（ＰＰ）もしくは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、またはポリスルホン（ＰＳＵ）などの成形可能な熱可塑性材料から作られる。他方、本特許出願人によって実施された実地試験は、特に好適な材料が（以下に記載される品質の検出の特定の態様をも考慮して）環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）であることを確認することを可能にした。
医療分野においても使用されるこの種の材料は、本明細書において考慮される用途にとって特に有利な特性を示し、その中で、低密度、非常に低い吸水性、水蒸気に対する優れたバリア特性、高い剛性、強度、および硬度、極端な温度および熱衝撃に対する高い耐性、酸およびアルカリなどの反応性の高い薬剤に対する優れた耐性、優れた電気絶縁特性、射出成形、押出成形、ブロー成形、および射出ブロー成形などの熱可塑性材料の通常の処理方法を使用した管理の容易性が強調される。
同様に、図２には、ハウジング部１２が全体としてＨによって指定されたキャビティをどのように画定しているかが示されていることに留意されたい。このキャビティは、カバー１３とともに電気的および電子的検知要素の少なくとも一部のハウジングを画定する。好ましい実施形態では、これらの構成要素の少なくとも一部は、電気的および／または電子的構成要素が搭載および接続される場合、以下では「回路」としても定義される回路支持部またはＰＣＢ（印刷回路基板）を提供する電気絶縁基板１５上に搭載されている。回路支持部１５は、好ましくは、ＦＲ４もしくはファイバーグラスなどの類似の複合材料、またはセラミック材料もしくはポリマーベースの材料、好ましくは回路支持部１５の製造の目的のための成形可能材料などの印刷回路の製造に適した材料から作られる。
図３および図４を参照すると、回路支持部１５に連合されるものは、一般に、光センサに接続された装置１０の検知および／または制御電子構成要素である。前記構成要素は、その品質などの物質の少なくとも１つの特性の検出の信号の処理のための構成要素を一般に含む。
好ましくは、回路支持部１５に連合されるものは、装置１０、例えば図５および図６に見られるように好ましくは略平坦形状の外部電気接続用のさらに対応する端子であり、それらは、１６によって指定される。これらの端子１６は、カバー１３のコネクタ本体１３ａとともに、例えば車両に搭載されたシステム２の制御ユニットに対する装置１０の外部電気接続用のインターフェースまたはコネクタを形成する。
図示された例では、単一の回路支持部１５が設けられているが、可能な変形実施形態では、例えば２つの支持部の導電路を一緒に電気的に接続するための導電体またはコネクタを有する第１の電気／電子構成要素を含む回路支持部および第２の電気／電子構成要素を含む回路支持部、または同様に例えば温度などの異なる量の検出のための構成要素の少なくとも一部を担持する回路支持部に接続された、品質（または物質の他の特徴量）の検出のためだけに構成要素の一部を担持する回路支持部など、適切な電気的相互接続手段、場合によっては機械的相互接続手段によって一緒に接続されたいくつかの回路支持部が設けられてもよい。
同様に図３および図４を参照すると、様々な実施形態において、好ましくは略平坦形状を有する回路支持部１５は、本明細書では「背面」として従来定義されている、その主面の１つに連合されており、全体として１７によって指定された制御回路装置は、好ましくは、例えばマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラなどの電子コントローラＭＰを備える。
コントローラＭＰは、好ましくは、少なくとも１つの処理および／または制御ロジックユニットと、メモリ回路と、アナログ／デジタルタイプの入力のうち、入力および出力部とを備える。そして、装置１７またはコントローラＭＰは、液体溶液の品質を検出するために信号を調整および／または処理するための要素を備える。接続要素１６および５３を除いて、回路支持部１５または装置１７に関連する構成要素は、後の図面を明確にする必要性のために、図３〜図４にのみ示されていることに留意すべきである。回路装置１７の構成要素は、（図示しない）回路支持部上に設けられた導電路に接続されている。
様々な実施形態では、本発明にかかる装置は、液体溶液の温度およびキャビティＨ内の空気の温度などの周囲温度のうちの少なくとも１つを検出するための少なくとも１つの温度センサを備える。好ましくは、少なくとも１つの温度センサが回路支持部１５上に設けられる。図４の温度センサ１９ａによって概略的に示されるように、液体物質との界面の壁（例えば、以下では２１によって示される壁など）の内側と略接触するように例えばＮＴＣタイプの温度センサが回路支持部１５に取り付けられてもよい。図示の例では、第２の温度センサ１９ｂも概略的に示されている。図１に示されるタイプのタンク１内に装置１０を組み付けると仮定すると、温度センサ１９ａは、液体の温度を検出するために使用されることができるのに対して、センサ１９ｂは、例えば光電子構成要素および／または制御回路の電子構成要素の変動または熱ドリフトを補償するために、特に装置によって行われる測定を改善するために、キャビティＨ内に存在する温度を検出するために使用されることができる。
本明細書で例示されるような様々な実施形態では、温度センサが液体物質と直接接触していない場合、装置に設けられた少なくとも１つの温度センサによって行われる測定は、間接的な測定である。様々な実施形態において、少なくとも１つの温度センサ１９ａは、装置の本体１０ａ内（特にその部分１２内）に収容され、したがって、タンク１内に存在する液体物質と直接接触せず、それゆえに本体１０ａの外側の少なくとも１つの温度を検出することが実際には理解される。この目的のために、様々な実施形態において、装置１０の制御回路装置１７は、温度センサ１９ａによって行われる測定の適切な補償を行うために、それ自体既知の方法で設けられ、温度センサと物質との間に設定された少なくとも壁（ここでは２１によって示される壁）の存在を考慮する（例えば、回路装置１７のメモリ内には、実験的分析に基づいて対応する補正パラメータが含まれていてもよい）。
本明細書で例示されるような様々な実施形態では、例えば部品１０ａおよび１３によって画定されたケーシングなどのケーシングが配置されている装置１０のケーシング内の周囲温度を検出する温度センサ１９ｂの場合、温度センサが周囲温度または装置の他の構成要素と接触している空気の温度を直接的に検出する場合、装置に設けられた少なくとも１つの温度センサによって行われる測定は、直接的な測定である。様々な実施形態において、少なくとも１つの温度センサは、装置のケーシング内に収容可能であり、ケーシング自体内の少なくとも１つの温度を検出するように設計可能であることが実際には理解される。
様々な実施形態では、２つの温度センサによって行われる測定が想定され、その双方とも装置のケーシング内に配置され、好ましくはケーシング自体の内部および外部からの温度の測定のためにそれぞれ温度の直接測定および間接測定を行う。
様々な実施形態では、品質センサを介して行われる検出値を補償するために、少なくとも１つの温度センサ、例えば上述したもののうちの１つ以上の温度センサが装置１０に設けられる。
例示したような様々な実施形態において、全てのセンサ、特に品質および温度センサは、好ましくは、装置の本体の少なくとも１つの壁を介して液体物質から離隔されている。
図５および図６からわかるように、様々な実施形態において、ハウジングおよび／またはアセンブリ部１２は、装置１０の電気的および／または電子的構成要素の少なくとも一部を収容するように設計されたキャビティＨを画定する周壁２０および底構造または壁２１を含む。好ましくは、ここでは略円筒形の周壁２０は、カバー１３を所定位置に固定するためおよび／または密閉するために、対応するシート２０ｂ、特に円周方向シートを画定するフランジ２０ａを有する。取り付けられた状態、すなわち装置１０が組み立てられた状態では、底構造体または壁２１の少なくとも一部、特にその外側は、タンク内に収容された液体溶液と接触することになる：この理由のために、壁２１は、「境界壁」として定義される。特に図５に示されるように、様々な好ましい実施形態では、壁２０および壁２１の少なくとも１つは、好ましくは必ずしも略垂直な位置決めである必要はないが、その／それらの内側に、キャビティ内に回路支持部１５を位置決めするための構成またはシートを画定する。好ましくは、キャビティＨには、少なくとも２つの構成またはシート２２が、略反対の位置にその目的のために設けられている。
図５〜図６から、好ましい実施形態では、電気端子１６、場合によっては回路１５および／または光センサの少なくとも一部を収容するための略中空コネクタケーシング１３ａを含むまたは画定する限りにおいて、どのようにカバー１３がまた電気接続の機能を遂行するのかが理解されることができる。この例では、コネクタケーシング１３ａは、カバー１３またはセンサ装置１０の軸方向に突出している（図１および図２では、装置の主軸がＸによって指定されている）が、例えば前記軸に対して直交または角度をなす他の向きももちろん可能である。カバー１３は、好ましくは密閉された方法でキャビティＨを閉鎖するように、本体１０ａ、特にそのハウジングおよびアセンブリ部１２に固定されるように設計されている。
様々な実施形態において、カバー１３は、その目的のために、例えば接着または溶接（特に、レーザまたは振動タイプのものまたはプラスチック材料から作られるフランジ１３ｂおよび２０ａの周囲の少なくとも一部の再溶融によるもの）により、または場合によっては弾性ガスケットなどのシール手段を介在させたスレッドまたはバヨネット結合などの上記フランジ間の何らかの他の機械的固定により、部分１２をフランジ２０ａに固定するためにフランジ１３ｂを画定する。図５および図６の例では、カバー１３のフランジ１３ｂは、本体１０ａのフランジ２０ａのシート２０ｂに結合するように設計された環状突出部１３ｂ１を画定する（図２１も参照）。好ましくは、本体１０ａおよび１３のうちの１つに設けられるものは、例えばフランジ１３ｂの１つ以上の放射状構成部１３ｃの孔１３ｄなどの周辺孔など、装置１０をタンクに固定するための手段である（例えば、図５を参照）。
装置１０の組み立てられた状態において、端子１６は、カバー１３のコネクタケーシング１３ａ内に突出するように設計されている。この目的のために、カバー１３は、図６の１３ｅによって指定されるこれらの端子のための対応する通路を有する。あるいは、端子１６は、カバー１３のプラスチック材料によってオーバーモールドされることができる。図６から、様々な実施形態において、対応するキャビティも画定するカバー１３内で、どのように好ましくは本体１０ａの構成またはシート２２に対応する位置において位置決め構成部またはシート１３ｆが回路支持部１５のために画定されるのかに留意されたい。
上述したように、本発明によれば、センサ装置１０は、検査される物質の品質（または他の特性）を検出する少なくとも１つの光学装置と、場合によっては温度を検出する装置とを含み、好ましくは、これらの検知装置は、装置１０に共通の部品を含む。これらの共通の部品は、単一の本体、例えば１０ａによって指定されたものなどの基本的に機械式とすることができ、あるいは例えば溶接もしくは接着もしくは一体係合などの一体に結合されたいくつかの本体、または同様に少なくとも部分的に互いに嵌合されるかもしくはスロットに入れられるいくつかの本体とすることができる。さらにおよび／またはあるいは、共通の部品は、電気的および／または電子的のタイプのものであってもよく、例えば、回路基板（１５によって指定されるものなど）、コネクタ（コネクタ１３ａ、１６など）、１つ以上の制御回路構成要素（コントローラＭＰなど）を含んでもよい。
品質センサと温度センサなどの他の量を検出するための少なくとも１つのセンサとの双方が設けられている実施形態では、本発明にかかる装置、特にその制御電子回路は、電気コネクタおよび／または２つ（または３つ）の検知装置に共通の電気端子により、物質の品質を表す第１の情報と温度値などの少なくとも１つの他の特性を表す第２の情報との双方を伝送するように事前に決められる。様々な実施形態では、第１の情報および第２の情報は、双方とも、１つの同じ信号、好ましくはデジタル形式のデータまたは値などの複数のデータまたは値を含む１つの同じシリアル信号を介して伝送されるか、または所定のプロトコルにしたがって符号化される。この目的のために、好ましくは、装置の制御電子回路は、好ましくは前記シリアル形式で、非常に好ましくはシリアルインターフェースおよび／またはＳＥＮＴ（シングル・エッジ・ニブル・トランスミッション）プロトコルまたはＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク）プロトコルなどのプロトコルによってデータを伝送するように事前に決められる。
好ましい実施形態では、本発明にかかる品質検知装置は、光放射の少なくとも１つのエミッタと、光放射の少なくとも１つのレシーバとを備え、センサ装置１０の一部、すなわち、その本体１０ａの一部は、エミッタからレシーバへの光放射の伝播に寄与するように構成されている。以下では、簡潔にするために、前記光放射が可視であると仮定されるが、本発明の実施の目的のために異なる光放射の周波数が可能である：したがって、以下では、可視光の光線またはビームに言及される。したがって、簡潔にするために、以下では、品質または他の特性を検出するためのセンサはまた、「光センサ」として定義される。
この目的のために、様々な実施形態において、下部においてハウジング部１２のキャビティＨを画定する壁２１は、少なくとも屈折および／または反射による光の伝播のために設計された材料から少なくとも部分的に作られ、前記部分にはエミッタおよびレシーバが動作可能に連合されている。この材料は、好ましくは、例えば、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、またはポリサルホン（ＰＳＵ）、またはポリプロピレン（ＰＰ）、または高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から選択される透明材料である。
様々な実施形態では、壁２１の少なくとも一部は、前記エミッタおよびレシーバを位置決めするための光学的部位を画定するように形成される。
様々な好ましい実施形態では、エミッタおよびレシーバは、前記光学位置決め部位に取り付けられた１つの同じ光モジュールの一部を形成する。図５を参照すると、前記部位は、全体として３０によって指定されているが、前記モジュールは、図２では全体として４０によって指定されている。以下で明らかになるように、様々な実施形態において、光学位置決め部位は、光ビームの伝播のために設計された壁２１の特定の形態またはその一部を含む。好ましい実施形態では、光学的部位３０は、光センサに属する装置１０の前述した第２の検知部を提供し、様々な実施形態において、タンク１の内部に向かって少なくとも部分的に突出するように設計される。
図７〜図９には、本発明の可能な実施形態にしたがって得られた光モジュールが示されている。モジュール４０は、電気絶縁材料の一部および導電性材料の一部から構成された支持および電気接続構造４１（図５および図６も参照）を有する。モジュールの構造４１は、光エミッタ４２（後述する対応する空間フィルタ４３によって覆われている限り、図８では部分的にしか見ることができないが、図５〜図６には示されている）および少なくとも１つの光レシーバ４４の取り付けのために事前に調整される。本発明の好ましい実施形態では、エミッタは、例えば適切なＬＥＤ（発光ダイオード）などの非拡散ランバート光源である。本発明の好ましい実施形態によれば、光レシーバ４４は、例えばエミッタ４２によって生成された光放射を検出するのに適した光検出器または光ダイオードなどの４４ａおよび４４ｂによって指定される２つの異なるレシーバを備える。
様々な実施形態において、エミッタ４２およびレシーバ４４は、それぞれ互いに略対向しているが、好ましくは各軸が交差するように互いに角度をつけて配置された放射および受光用の各能動部品を有する。例えば図２２を参照すると、エミッタ４２およびレシーバ４４は、それらの間に９０°未満の角度αを形成する、各存在面４２ｘ、４４ｘにしたがって配置される。代わりに、レシーバおよびエミッタの軸４２ｙ、４４ｙをそれぞれ通過する２つの平面（それによって図２２のシートの軸に直交する２つの平面を意味する）は、それらの間に９０°よりも大きな角度を形成する。そして、一般に、レシーバおよびエミッタの軸４２ｙ、４４ｙは、装置１０の主軸Ｘに対して傾斜している（図１および図２を参照）。
角度αは、境界壁（すなわち、本体１０ａの壁、ここでは壁２１、特に位置決め部位３０に略対応する位置）に使用されるプラスチック材料、採用することが意図される光放射の種類（すなわち、エミッタ４２の種類）、および測定されることになる流体の種類に基づいて予め定義される。
好ましくは、特定のプラスチック材料の使用により、境界面に対してエミッタによって放射される光線の角度αおよび／または入射角、すなわち臨界角は、５０°から７０°の間に含まれる。例えば、プラスチック材料ＣＯＣを使用して水溶液中の尿素の品質を測定するためには、６３０ｎｍに等しいかまたはそれに近い波長を有する発光を考慮すると、角度αは、好ましくは５２°から５４°の間に含まれなければならず、特に５３°でなければならない。あるいは、同一の用途において、インターフェース壁ＰＳＵについてプラスチック材料として使用すると、角度αは、好ましくは、６３°から６５°の間に含まれなければならず、特に６４°でなければならない。しかしながら、同様の構成では、適切な角度αは、ＰＰまたはＨＤＰＥなどの境界壁の他の材料について予め定義されてもよい。あるいは、ＣＯＣプラスチック材料、またはＰＳＵ、またはＰＰ、またはＨＤＰＥなどの境界壁の材料もまた考慮すると、適切な角度αを想定して、例えば８５０ｎｍまたは８６０ｎｍに等しいかまたはそれに近い波長を有する赤外線タイプの発光源が想定されることができる。エミッタおよびレシーバ（またはその個々の光検出器）は、光線Ｒ１が臨界角に等しい（垂直に対するまたは軸Ｘに平行な軸もしくは表面２１１に対して垂直な軸に対する）角度で表面２１１に入射するように、光学面に直交する軸４２ｙおよび４４ｙと位置決めされなければならない：前述の例を参照すると、ＣＯＣおよび尿素溶液では、前記角度は、好ましくは、６２°から６６°の間に含まれ、特に６４°であり、ＰＳＵおよび尿素溶液では、角度は、好ましくは５６°から６０°の間に含まれ、特に５８°である。
他方、様々な他の実施形態では、エミッタおよびレシーバは、いくつかの他の方法で、（例えば、図８１〜図８８、図８９〜図９９、図１００〜図１１１の実施形態のように）各軸４２ｙ、４４ｙが略平行で配置されてもよい。
好ましい実施形態では、構造４１は、少なくとも部分的に弾性変形可能な導電性要素によって一緒に接続された絶縁材料製の複数の本体を含む。好ましくは、構造４１は、同様に少なくとも部分的に弾性的に変形可能な電気接続端子を含む。
図７〜図９に例示された場合では、構造４１は、基本的にセンタリングおよび固定機能を果たす中央位置の本体４５と、好ましくはプラスチックもしくは熱可塑性材料、または成形可能樹脂から作られる２つの側方支持部４６および４７とを備える。
特に図７からわかるように、中央本体４５の対向する２つの周側面には、支持部４６および４７がそれぞれ連合された、好ましくは弾性的に可撓性または変形可能な金属導体によって作られた機械的および電気的接続要素４８および４９が突出している。本体４５の他の周側面に対応する位置には、代わりに、好ましくは同様に弾性的に可撓性の金属導体によって作られた電気接続端子５０が突出している。端子５０は、装置の制御電子回路、特に回路支持部１５に対するモジュール４０の電気的接続のために使用されるのに対して、導体４８および４９は、エミッタ４２およびレシーバ４４、すなわち、その検出器４４ａおよび４４ｂの電気的接続のために利用される。図示されるように、導体４８、４９および端子５０は、装置の部品間の正確な相対的位置決めを保証するために、対応する機械的および／または電気的接続を弾性または変形可能な状態にするとともに、組立および／または動作中の振動によって引き起こされる損傷を防止するための可能な寸法および／または位置決め公差を補償するように事前に決められる。
様々な実施形態では、中央本体４５の上面に画定されるものは、センタリングおよび／またはブロックのための第１の形成部５１であり、好ましくは、示されていない横断切り欠きが設けられた略円筒形の形状を有する。図示されるように、この上部形成部５１は、後述する図５および図６において６０によって指定されるブロックおよび／または位置決め要素のセンタリングおよび／またはブロックに寄与するように構成されている。好ましくは、形成部５１は、対応する位置決め部位３０に対するモジュール４０のセンタリングに寄与するためにさらに中空である。好ましい実施形態では、本体４５は、形成部５１の２つの直径方向に対向する部分、特に前記横断切り欠きの各端部において実質的に開放した２つの貫通開口５１ａによって横断される。
様々な実施形態において、中央本体４５の底面には、部位３０に設けられた光学面に対するエミッタ４２およびレシーバ４４の適切な位置決めを保証するために、部位３０に対するモジュール４０のセンタリングまたは位置決めの機能を提供するようにも設計された第２の形成部５２が画定される。この目的のために、図示されるように、導体４８および４９の弾性または少なくとも部分的な弾性変形性によって寄与が与えられる。好ましい実施形態では、形成部５２または本体４５の一部はまた、後述するように、光学遮蔽の機能も果たす。
形成部５２は、本体４５がオーバーモールドされている部分などの、導体４８および４９の少なくとも一部に略直交する方向に延びる少なくとも１つの突出壁５２ａを含む。
好ましくは、壁５２ａの２つの長手方向の端部には、壁５２ａを横切る２つのさらなる突出壁５２ｂが設けられている：したがって、これらの実施形態では、形成部５２は、突出壁を含む平面図においてＨ字形の輪郭を実質的に有する。壁５２ｂの端部には、図示されるように、場合によってはさらに小さな壁または補強リブが設けられていてもよい。
特に図８および図９からわかるように、２つの貫通開口５１ａは、本体４５の底面において、壁５２ａの２つの側面に開口している。
２つの側部本体４６および４７は、それぞれ、対応する上面において、好ましくは弾性要素である前述したブロックおよび／または位置決め要素６０の２つの対向するアームのためのシートを提供するように設計された溝４６ａ、４７ａを有する。溝またはシート４６ａ、４７ａの形状は、前記アームの動きを防止し、部位３０の一部を形成するまたは壁２１に属する形成部などの対応するコントラスト手段に対するモジュール４０および／または２つの側部本体４６および４７の適切な圧力を保証するようなものである。
好ましくは、モジュール４０または少なくとも１つの本体４６および４７に連合されているものは、少なくとも１つの位置決めおよび／または回転防止要素である：この目的のために、様々な実施形態では、本体４６および４７は、それぞれ、部位３０または壁２１の適切な位置決めシートと結合するように設計された例えば歯のような形状の少なくとも１つの下部付属物または突出部４６ｂおよび４７ｂをそれらの下部周囲縁において有する；あるいは、前記位置決め要素および／または回転防止要素は、部位３０または壁２１の適切な突起または位置決め歯と結合するように設計されたシートの形態とすることができる。
本体４６および４７の下面には、エミッタ４２とレシーバ４４を構成する２つの光検出器４４ａおよび４４ｂとを接続するための各導体４８および４９の端部が設けられている。導体４８、４９に対する前記電子部品の電気的接続は、例えば溶接／リフローなどの電子回路の分野で用いられる標準的な技術を用いて行うことができる。
導体４８および４９は、本体自体、したがって、一方ではエミッタおよび他方ではレシーバが、互いにおよび本体４５に対して角度をなした位置にあるように、ここでは鈍角に曲がった中間部を有する。また、端子５０は、前述したように弾性的な組み立てを可能にするために、ここでは略Ｕ字形（または、Ｓ字形またはＺ字形）の曲がり部において曲がった中間部を有する。
様々な実施形態では、エミッタ４２に連合されるものは、特に光ビームを選択または集中させるために、光学フィルタまたは空間フィルタ４３である。エミッタ４２とともに様々な図でそのようなフィルタの例が図１０に示されている。空間フィルタ４３は、基本的には、光放射または光に対して透過性でないプラスチック材料から作られた、特に成形された、好ましくはエミッタ４２に直接取り付けられた構成要素である；あるいは、空間フィルタ４３は、本体４６に取り付けられるかまたは固定されることができる。
フィルタ４３は、エミッタ自体の光源４２ａとは反対側の壁に開口４３ａを備えたキャップとして構成されることが好ましい。図１０では、この開口は、実質的に円形孔の形態であり、エミッタ自体によって放射された光ビームをフィルタリングして選択または集中させる。フィルタ４３の本体は、好ましくは、エミッタ４２を提供する電子部品に締まり嵌めで取り付けられるかまたは係合される。この目的のために、好ましくは、フィルタ４３の本体の少なくとも２つの対向する壁の内側に設けられるものは、内側リブまたはレリーフ４３ｂをセンタリングおよび／または固定している。孔の代わりに、フィルタは、（例えば、図３８に示されるような）スリットまたは楕円形もしくは略正方形の形状など、その目的のために設計された異なる形状を有する開口を備えることができ、孔は、場合によっては可変断面を有する形状を有する。
図１１の例として表されるものは、ここでは回路支持部１５の回路装置１７（図４を参照）によって表される対応するインターフェース回路へのその接続のための、モジュール４０の可能な電気回路図が示されている。図示されるように、端子５０は、好ましくは、エミッタ４２の供給レベルＶｃｃ、グラウンドＧＮＤ、および２つの光検出器４４ａおよび４４ｂへの２つの電圧信号ＡおよびＢを入出力信号として有することを可能にする。これらの信号ＡおよびＢは、好ましくは（図２７に概略的に示されているような）コントローラＭＰによる数値処理のために、回路装置１７に到達する。
好ましい実施形態では、モジュールの本体４５、４６、および４７は、導体４８、４９および端子５０にオーバーモールドされた要素である。この目的のために、様々な実施形態では、略平坦な金属ストラップから得られるものは、図１２に示す第１の半製品ＳＭ１である。前記ストラップは、例えば、銅または黄銅またはいくつかの他の導電性金属から作られることができ、好ましくはエミッタ要素４２およびレシーバ要素４４および／または回路支持部１５のはんだ付けを容易にするように設計された金属材料（金または錫など）によって少なくとも部分的にコーティングされることができる。
例えば、前記ストラップからブランキングすることによって得られることができる半製品ＳＭ１は、そのいくつかが４９’および５０’によって指定された付属品によって一緒に接合された導体４８、４９および端子５０の平面形状を単一部品で画定する。半製品ＳＭ１上に形成されたものは本体４５〜４７であり、それにより、図１３においてＳＭ２によって指定される第２の半製品を得る。そして、図１４において明確に示されているように、同様に平面構成を有する導体４８、４９および端子を画定するように、第２の半製品ＳＭ２から、前記付属品が例えばブランキングによって除去される。次に、好ましくは、上記説明したように、図７〜図９に示す構成をとるように導体および端子の中間部が曲げられる。図１５および図１６は、半製品の形成に使用可能な金型を例示しており、その２つの部分ＨＭ１およびＨＭ２は、図１２の元の半製品ＳＭ１の位置決めのためにおよび前記半製品にオーバーモールドされることになる本体４５〜４７の輪郭の画定のために設計された各印象部ＨＭ１１およびＨＭ２１を含む。
他の実施形態では、本体４５〜４７などの光モジュールのいくつかの本体は、フレキシブル印刷回路基板上に少なくとも部分的にオーバーモールドされた要素であってもよく、（導体４８、４９などの）導体および（端子５０などの）端子の少なくとも一部を備えるかまたは一体化する。あるいは、本体４５〜４７などのモジュールの１つ以上の本体は、例えば接着によって（例えば、導体４８、４９などの）導体および（端子５０などの）端子または前記導体および端子の少なくとも一部を備えるフレキシブル印刷回路基板にその後に接続される、別個に形成された要素、特にポリマー材料から作られた要素であってもよい。この目的のために、本体４５〜４７などのいくつかの光モジュールの本体はまた、各可撓性または関節式本体部によって一緒に接合されてもよく、あるいは、小さな厚さの本体部によって接合された前記本体を備える単一の本体として得られてもよい。さらなる実施形態では、光モジュールの本体は、絶縁ポリマーを含む形成要素であってもよいのに対して、対応する導体および／または端子は、好ましくは互いに共モールドまたはオーバーモールドされるポリマーを含む導電性材料から作られる形成要素であってもよい。
本発明の態様によれば、本体４５〜４７などの光モジュールのいくつかの本体は、モジュールの組立中にそれらの相対位置を少なくとも部分的に変えることができる形成要素を位置決めおよび／または固定する。特に、様々な実施形態では、本体４５〜４７などのこれらの本体は、各相対角度を変えることができ、この変化は、対応する導体（導体４８、４９など）および／または端子（端子５０など）の可撓性によっても可能とされる。
説明したように、様々な実施形態において、光モジュール４０は、センサ装置１０の電子回路、特に回路支持部１５の回路装置１７に対して電気信号通信で接続される。様々な実施形態において、この目的のために、回路支持部１５は、モジュール４０の端子５０の電気的接続のための適切な接続要素を有する。これらの接続要素は、例えば、図１７に概略的に示されるように、端子５０の自由端が例えばはんだ付けまたは電気的に接続された、金属化された孔、はんだパッド、孔および小さなピンを備えたコネクタのうちの１つ以上の形態とすることができ、前記孔は、５３によって指定されている（図４〜図５も参照）。この例では、孔５３（またはそれらに取って代わる異なる接続手段）は、回路支持部１５の略中央位置にあるが、これは、必須であるとみなすべきではない。図１７から理解されるように、端子５０の屈曲部は、弾性的に可撓性または変形可能であり、それにより、モジュール４０と回路支持部１５との間の相対位置の自律的適合を可能にするバネの機能の遂行を可能にする。
図１８には、光モジュール４０が連合された回路支持部１５を装置１０の本体１０ａ内に挿入するステップが示されている。この図では、モジュール４０の位置決め部位３０の可能な実施形態が示されている。
部位３０は、光学プリズムの実質的な機能を果たすように設計されたハウジング部１０ａの壁２１の内側から好ましくは直交する方向に上昇する少なくとも１つの突出要素または形成部３１を含む。形成部３１は、基本的に、壁２１と同じ材料、特に光モジュール４０によって使用される透明材料または光または光放射に対して透過的な材料から作られ且つ好ましくは中間切り欠きまたはキャビティ３２によって２つの直立部３３および３４に分割された壁２１の内側に実質的に垂直な壁から構成される。直立部３３および３４は、互いに略鏡面的であり、それぞれ、側方位置にあるかまたは中間キャビティ３２の外部位置にある傾斜面または面３３ａおよび３４ａを画定する。例示される場合、直立部は、それぞれ、略三角形の形状、特に直角三角形の形状を有し、その斜辺は、前記対向する傾斜面を形成する。
それらの上端近傍において、２つの直立部３３および３４から上昇するものは、好ましくはモジュール４０の中央本体４５の貫通開口５１ａの断面（図７〜図９を参照）と略相補的な断面を有する互いに略平行な位置決め付属部３５である。好ましくは、形成部３１の前側および後側（または非傾斜側）には、中間キャビティが想定されるときに好ましくは中間キャビティ３２を取り囲む突起３６が設けられる（図では、形成部３１の前側突起のみが示されている；後側突起は同様の形状を有することができる）。好ましくは、突起３６および／または直立部３３、３４は、特に付属部３５が上昇する領域において、光モジュール４０についてのコントラストおよび／または位置決め面またはシート３１ａ（図１８）を画定する。
好ましくは、これは厳密に必須ではないが、部位３０は、対応する傾斜面３３ａ，３４ａに沿ってそれぞれ直立部３３、３４において底壁２１に画定された２つの凹部またはシート３０ａを備える。非常に好ましくは、前記凹部３０ａの少なくとも１つに画定されるものは、モジュール４０の対応する側部本体４６、４７の下端部、特に対応する下部突起４６ｂ、４７ｂ（図８および図９を参照）のための位置決めおよび／またはセンタリングおよび／またはコントラストおよび／または係合要素３７である。
組み立て中に、関連する光モジュール４０を有する回路支持部１５は、好ましくは壁２１の内側に当接するまで、シート２２の間を貫通する支持部自体を用いて本体１０ａ内に挿入される。
この挿入の過程で、直立部３３、３４の上部付属部３５（図１８）は、モジュール４０の中央本体４５の貫通開口５１ａ（図７〜図９）に入り込み、前記中央本体４５の下部形成部５２の壁５２ａ（図８〜図９）は、光学形成部３１の直立部３３および３４を互いに離間させる中間キャビティ３２に入り込む（図１８）。この形成部５２の壁５２ｂは、形成部３１の前後の突起３６上を摺動し（図１８）、それゆえにセンタリングに寄与する。
直立部３３、３４の上面を担持するモジュール４０の中央本体４５の下面、すなわち、付属部３５が高さ方向に突出する表面により、モジュール４０と形成部３１との間の垂直方向の接触または当接が上部に生じる（これらの表面は、図１８からわかるように、そのうちの２つは、３１ａによって指定される）。好ましくは、下部には、同様に部位３０に対して光モジュール４０を位置決めまたは逆回転させる目的で、半径方向に当接する少なくとも１つの面が設けられている：このコントラスト面は、好ましくは、場合によっては要素４６ｂ、４７ｂと要素３７との間の相互係合手段の設置によって凹部３０ａに画定された要素またはシート３７に係合する（図１８）、モジュール４０の側部本体４６および４７の下側突起４６ｂおよび４７ｂ（図８および図９）を介して得られる。このようにして、モジュール４０は、回転することができず、所望の位置に留まることができる。
モジュール４０の導体４８、４９および端子５０の可撓性は、プラスチック材料から作られるいくつかの形成部品を備える装置において比較的高い部品の製造および回路支持部１５へのモジュール自体の組み立てに伴う可能な寸法公差の補償を可能にする限り、このステップにおいて特に有利であり、それにより、組立中の故障を防止しおよび／または光モジュール４０の精密な位置決めを可能にする。
部分的に組み立てられた状態が図１９に示されており、そこから、記載された位置において、一方では本体４６、したがってエミッタ４２、および他方では本体４７、したがって光検出器４４ａ、４４ｂが、どのように２つの直立部３３および３４の傾斜面３３ａ、３４ａにそれぞれ対向し且つ略平行に設定されているかに留意することができる。次に、図２０からわかるように、光モジュール４０の中央本体４５の上面に画定された形成部５１に取り付けられるものは、以下では簡略化のために好ましくは金属材料から作られた「バネ」としても定義される前述した弾性ブロックおよび／または位置決め要素６０である。バネ６０は、形成部５１自体に干渉してその固定を可能にするために、タブ付き孔（すなわち、弾性半径方向タブによって画定される開口）を備えた中央部６１を有する。孔のタブは、同様に形成部５１（図２０を参照）に対応する位置に突出する付属部３５の外面との締まり嵌めでの固定を可能にもする大きさにすることが好ましい。
バネ６０の中央部６１からの分岐は、一般に、モジュール４０の側部本体４６および４７に力を加えるように設計された湾曲した対向弾性アーム６２である。アーム６２の端部６２ａは、この目的のために、好ましくは、モジュール４０の側部本体４６および４７の溝４６ａおよび４７ａ（図７）にそれぞれ受け入れられるように形成されている。好ましくは、前記端部６２ａは、組み立て中に溝４６ａおよび４７ａ内を摺動することができるように湾曲している。理解されるように、このようにして、光モジュール４０は、図２０および図２１からわかるように、形成部３１（および／または部位３０、および／または傾斜面３３ａ、３４ａ、および／または壁２１、および／または本体１０ａ）に対して所定位置に固定される。
バネ６０のアーム６２によって加えられる力は、モジュール４９の導体４８、４９（図７〜図９）を曲げることができ、本体４６、４７が本体１０ａを担持することを保証する。この目的のために、導体４８、４９の構成およびバネ６０の構成は、双方とも、導体の前記曲げおよび／または前記位置決めを保証するように予め定められている。図２１を参照すると、バネ６０によって加えられる力は、エミッタ４２の側で、空間フィルタ４３と傾斜面３３ａによって表される光学面との間のコントラストおよび位置決めを保証する。レシーバ４４ａ〜４４ｂの側では、バネ６０の力は、モジュール４０の本体４７の下側突起４７ｂと壁２１に画定された対応するコントラスト面３７との間のコントラストを保証する。
バネ６０の使用とともに、記載された２つのコントラスト要素の提供は、光学部品４２および４４ａ、４４ｂの正確な位置を得るような方法で構成要素の組立および製造から生じる可能な公差の回復を保証する。以下に説明するように用途によって想定される臨界角に関連するこれらの構成要素の位置は、液体溶液の品質を検出するためのセンサの較正に影響を及ぼし、それゆえに、測定の誤差を生じないように明確且つ正確でなければならない。バネ６０はまた、材料の熱サイクルおよび／または経時変化により、装置１０の耐用期間中に生成され得るいかなる遊びおよび変形の回復も保証する。明らかに、導体４８、４９および端子５０の可撓性もまた、公差の回復および遊びに寄与する。
好ましい実施形態では、形成部３１の中間キャビティ３２は、レシーバ４４、すなわち光検出器４４ａ、４４ｂをエミッタ４２による直接照射から遮蔽するために設けられる（すなわち、以下に明らかにされるように固体／液体界面へのいかなる入射もない）。したがって、このキャビティ３２は、想定されるとき、光モジュール４０のセンタリング機能のみを有するのではなく、モジュール４０の下部形成部５２の壁５２ａ（同様に図８〜図９を参照）の介在により、例えば図２１から明らかなように、寄生放射に対する遮蔽として前記壁を動作させることができる。場合によっては、中間キャビティ３２の壁または形成部３１のいくつかの壁は、光放射に対して不透過性の材料または塗料によって少なくとも部分的に被覆されてもよく、あるいはエミッタ４２の光線がレシーバ４４に直接到達しないようにこれらの光線を偏向させるように形成されてもよい。
好ましくは、直接放射の遮蔽は、空間フィルタ４３の使用によってさらに改善される。キャビティ３２および／またはフィルタ４３によって表されるそのような遮蔽要素の少なくとも１つの使用は、それらが狭い角度の範囲内での放射のために設計または選択されない限り、低品質および低コストのエミッタ４２の使用を可能にすることができる。そのようなエミッタ４２は、実際には、全方向（０〜１８０°）に分散して放射するタイプのものとすることができ、空間フィルタ４３に加えて、壁５２ａによって表される中間遮蔽部は、測定に関与しない光線（すなわち、以下に説明されるように、固体／液体界面によって反射および屈折されたものとは異なる光線）が光検出器４４ａ、４４ｂを介して行われる測定を変更する可能性があることを防止する。
本発明にかかる装置１０に一体化された品質光センサの動作は、光放射の屈折／反射、特に全反射の臨界角に関連する光学的法則に基づいている。より具体的には、動作原理は、その組成または濃度に対する液体物質の屈折率の依存性に基づいている：したがって、測定は、分析される液体と、２つの媒質間の界面内の全内部反射の原理を利用して光学形成部３１並びに本体１０ａの底壁２１の対応する部分（すなわち、光モジュールの光学位置決め部位３０によって占められるその部分）が画定される固体物質との間の屈折率のジャンプに基づいている。
ｎ１が前記固体物質の屈折率であり（例えば、２５℃におけるＣＯＣについて、波長６５０ｎｍでｎ１＝１．５４１３）、
ｎ２が液体溶液の屈折率であり、その濃度に応じて２つの限界間に含まれる変動の範囲を示し（例えば、尿素の場合、２０％から４０％の間の濃度に対応する１．３６２６から１．３９４９の間の変動範囲を考慮することができる）、
θ１が入射角（固体における光の伝播）であり、
θ２が屈折ビームの偏向角（液体中での光の伝播）である場合、
液体媒質中の伝播角度は、以下のスネルの法則によって表されるように、界面において固体媒質中を伝播するビームの入射角に依存する：
Figure 2019507359
光の偏光ｐ（平行）および偏光ｓ（法線）の入射角の関数としての２つの材料間の界面での反射係数がフレネルの法則によって以下のように表される：
Figure 2019507359
反射光線の強度は、２つの状態成分ＲｓおよびＲｐの合成によって作られる。各入射角および関心のある範囲内の液体溶液の屈折率の各値についての式２および３を計算することによって、反射率の（パーセンテージ）値を光ビームの入射角の関数として知ることができる。式２および式３が１００％の反射率の値を生成する入射角は、「全内部反射の臨界角」と呼ばれる。
屈折角が界面自体に接する固体／液体界面における入射角の限界条件が存在するため、ｎ１は、本明細書で考慮される用途についての関心のある状況のようにｎ２よりも大きくなければならず、固体から液体への伝播が考慮される。臨界角よりも大きい傾斜を有する入射に対して、ビームは、界面で全反射される。
界面での屈折の臨界角は、以下の関係によって表されることがわかる。
Figure 2019507359
これは、反射率の値が式２および３を適用することによって計算される入射角θ１が変化する１００％に到達する状態を表す。
ｎ２がその濃度に依存する液体溶液の屈折率であり、関心のあるｎ２の全ての値について式４を計算すると、測定される濃度の値を固体／液体界面における反射光ビームの位置に関連付けることが可能である。
特に、以下の関係が適用される：
Figure 2019507359
Figure 2019507359
したがって、ここで想起されたことに基づいて、式５の関係を適用することによって、濃度自体を測定するために濃度が変化するのにともなって変化する全反射の臨界角の存在を利用することが可能である。
この目的のために、臨界角の周りの全ての関心のある角度、したがって臨界角よりも大きいおよび小さい入射角で界面を照射するように発散出力を有する光源、すなわちエミッタ４２を使用することが可能である。このようにして、以下の２つの領域が存在する：（臨界角よりも大きな入射角を有する光線に由来する）全反射光線によって入射される領域および（臨界角未満の入射角を有する光線に由来する）部分的に反射された光線によって照射されるより低い強度で入射される領域。それゆえに、出力部において、全内部反射によって高度に照射された領域とより少なく照射された領域（部分反射）との間の分離が液体の濃度の関数として可変である照射領域が得られる。
したがって、２つの領域に位置決めされた２つの光検出器４４ａおよび４４ｂを用いて、その出力信号の変化によって、液体物質または溶液の品質の最終分析において臨界角の変化、したがって組成または濃度の変化を評価することが可能である。
光学面３３ａおよび３４ａの傾斜は、好ましくは、空気／固体および固体／空気の界面における反射を最小限に抑えるために、光信号が光の入射面および出射面に対して可能な限り直交する方向にそれらを横切るように計算される。
エミッタ４２は、好ましくは、臨界角の関数として特定された方向にしたがって、関心のある領域（臨界角付近）に測定を集中させるために、狭い放射ビームを有する光源である（しかしながら、前述したように、フィルタおよび／または遮蔽の好ましい使用は、より広い放射ビームを有する光源の使用も可能にする）。このようにして、また、光検出器４４ａおよび４４ｂの直接照射によるいかなる干渉も最小限に抑えられる。様々な実施形態では、非拡散ランバート光源、すなわち、近接場において孔または変化のない空間において均一な発光を有する光源を使用することが好ましい。光源の最大強度の事実上一定の領域を利用して臨界角付近の領域における放射を制限するために、空間フィルタ４３も導入することが好ましい。
光線の経路は、図２２および図２３に例示されるように概略的に表すことができる。
上記の図では、２つの異なる角度を有する固体と流体との間の分離面に入射する光源の放射範囲内（すなわち、キャビティＨの底壁の（ここでは２１１によって指定される）外側）に含まれる２つの光線Ｒ１およびＲ２が現れる；光線Ｒ１およびＲ２の角度は、それぞれ、臨界角よりも小さくおよび大きい。光線Ｒ１が臨界角よりも低い入射角を有すると仮定すると、それは、光線Ｒ１１で屈折され且つ光線Ｒ１２で反射される。保存の法則により、光線Ｒ１の強度は、光線Ｒ１１と光線Ｒ１２との間に分布することになる。光線Ｒ１２は、以下では簡略化のために「上側光検出器」としても定義される第１の光検出器４４ａによって検出される。代わりに、光線Ｒ２は、臨界角よりも大きな角度で入射し、したがって、光線Ｒ２１で全反射される。散逸の場合を除いて、光線Ｒ２１は、光線Ｒ２と同じ強度を有する。全反射された光線は、以下では簡略化のために「下側光検出器」としても定義される第２のレシーバ４４ｂによって検出される。
図２２および図２３に示される概略図に使用される光線は、臨界角の変化（すなわち、液体溶液の屈折率の変化）の、すなわち液体溶液の濃度の関数としてその構成を変化させる照射領域の一部を形成する。図２４、図２５、および図２６においてより明確に例示されるのは、流体の３つの異なる濃度に関連する３つの動作条件である。
第１の組成物または濃度Ｃｏｎｃ１を有する液体物質または溶液の存在下で、図２４に示されるスキームが得られる：ビームＲの光線が臨界角に等しい角度で界面に入射すると仮定すると、入射光線の全反射として光線Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３が得られるのに対して、入射光線の部分反射として光線Ｒ４およびＲ５が得られる。したがって、下側レシーバ４４ｂは、全反射光線によって完全に照射されるが、上側レシーバ４４ａは、部分反射光線によって生成されるより低い強度または放射を受光することになる。
図２５は、液体物質または溶液の第２の濃度がＣｏｎｃ２に等しい条件を概略的に表しており、Ｃｏｎｃ２は、Ｃｏｎｃ１よりも小さい。エミッタ４２によって生成された照射ビームＲの光線は、常に同じ入射角を示す一方で、臨界角は減少する。したがって、光線Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３に加えて、全反射によって光線Ｒ４も得られるのに対して、光線Ｒ５は、部分反射によって引き続き得られることになる。この条件では、上側レシーバ４４ａにおける放射の強度は増加するが、下側レシーバ４４ｂにおける放射の強度は変化しない。
最後に、図２６は、液体物質または溶液の第３の濃度がＣｏｎｃ１よりも大きい値Ｃｏｎｃ３を有する条件を概略的に表している。この場合にも、エミッタによって生成された照射ビームＲの光線は、常に同じ入射角を示す一方で、臨界角は増加する。それゆえに、光線Ｒ１およびＲ２は、全反射によって常に得られるが、光線Ｒ３は、光線Ｒ４およびＲ５のように部分反射によって得られることになる。この条件では、上側レシーバ４４ａにおける放射の強度は減少するが、下側レシーバ４４ｂにおける放射の強度は変化しない。流体の濃度をさらに増加させることによって、全反射された光線の割合は減少し、下側レシーバ４４ｂにおける信号も変化する。この条件では、上側レシーバ４４ａにおける放射の強度は減少するが、下側レシーバ４４ｂにおける放射の強度は変化しない。流体の濃度をさらに増加させることによって、全反射された光線の割合は減少し、下側レシーバ４４ｂにおける信号も変化する。
結果として、理解されることができるように、光検出器４４ａおよび４４ｂは、反射光ビームの一部をそれぞれ受光するように位置決めされ、光検出器の一方は、臨界角よりも大きな角度で入射する光である高強度の放射を受光し、他方は、放射のプロファイルの「尾」における光である低強度の放射を受光する。
上述したことに基づいて、ＡおよびＢが光検出器４４ａおよび４４ｂからの出力における電圧信号である場合、それらが光源４２によって放射される光出力Ｐに依存する項を含むことは容易に理解できる。ＡおよびＢは、実際には、光電流の値、すなわち、トランスインピーダンス利得によって乗算される、光が入射する光検出器の電流の値によって生成された電圧信号である。光電流は、光検出器４４ａまたは４４ｂの応答（応答性）によって乗算される、光源４２によって放射された光出力Ｐに比例する。すなわち、以下のとおりである：
Ａ＝ｋａ＊Ｐ 応答＊トランスインピーダンス
Ｂ＝ｋｂ＊Ｐ 応答＊トランスインピーダンス
ここで、ｋａおよびｋｂは、光検出器４４ａまたは４４ｂに入射する光量を考慮した係数であり、屈折率の関数であり、したがって臨界角の関数として可変である。
ピーク強度値にかかわらず、Ｐに対する依存性をなくし、ひいては照射領域の重心の位置のみに依存する信号を得るためには、正規化された信号を導入すれば十分である。この信号は、例えば予め定められたデータに基づいて実行されることができる適切な較正を介して、検出される液体物質または溶液の濃度の変化に相関があることができ、したがって、それは照射出力Ｐとは無関係である。光源４２の放射における変化（例えば、熱変化または経時劣化による変化）に関連するいかなる外乱によっても測定が影響されないように、光出力の強度への依存性を排除することが便利である。
光検出器４４ａおよび４４ｂによって生成された２つの信号ＡおよびＢは、それらが電子コントローラＭＰに適合されるように、好ましくは、適切な較正を介して、液体溶液の濃度に直接相関がある信号Ｓを生成することができるアナログ調整ネットワークによって処理される。
図２７は、品質光センサの動作ブロック図の例を示している。この図において、Ｖｃｃによって指定されるものは、エミッタ４２の低電圧供給部であり、ブロックＯＧは、位置決め部位３０（形成部３１および対応する壁部２１）によって提供される光学的形状を表している。図示されるように、光検出器４４ａ、４４ｂからの出力における電圧信号ＡおよびＢは、調整回路ＣＣによって処理され、調整信号Ａ１およびＢ１は、溶液の濃度値を表す信号Ｓを生成するコントローラＭＰの対応する入力に到達する。構成要素ＣＣおよびＭＰは、好ましくは、液体物質または溶液の品質の検出を管理するコントローラＭＰによって回路支持部１５上に配置される。構成要素ＣＣおよびＭＰはまた、単一のマイクロコントローラ構成要素に一体化されることもできる。
様々な実施形態において、本発明にかかる装置１０の光モジュールと、回路支持部１５および／または回路装置１７上に設けられたものなどの対応するインターフェースおよび／または制御回路との間の接続は、端子の代わりに、配線、すなわち、電気配線、好ましくは外部絶縁配線を介して得ることができる。この種の実施形態は、例えば、図２８〜図３３に示されており、先の図のものと同じ参照符号は、既に上述したものと技術的に等価な要素を指定するために使用される。
電気配線の使用は、２つの部品の組立後にそれらの間の配線接続を形成するために、それらを別々に取り付けることができるように回路基板１５が光モジュールとは別個に保持されるのを可能にする。好ましくは、図３１〜図３３に特に示されているように、回路支持部１５の側方位置に接続孔５３が設けられており、前記電気配線（そのうちのいくつかは図３３の５０１によって指定されている）は、例えば、はんだ付けされることができる。孔５３はまた、金属化されたパッドまたは小さなピンによって置き換えられてもよい。回路支持部１５の寸法、特にその高さは、先に示された場合よりも小さくてもよい。
電気接続配線の使用の観点から、光モジュール４０の本体４５は、これまで図示されたものに対して僅かに変更される。特に、先に５０によって指定された端子は、より短く、本体４５を構成するプラスチック材料に一般に埋め込まれている（他の実施形態に関しては、例えば図３７および図３８を参照）。好ましくは、これらの端子は、それぞれの端部領域に貫通孔（またはパッド）を有し、モジュール４０の中央本体４５は、例えば、図３１および図３２に見られるように、前記孔（またはパッド）をアクセス可能にするように形成され、５０２によって指定されるものは、電気配線の接続を可能にするために埋設端子の前記孔にアクセスすることを可能にする本体４５の通路のいくつかである（この種の実施形態については、例えば、図３８および図５０も参照）。
この種の実施形態では、最初に回路基板１５がシート２２に挿入され、その後、光モジュール４０が、バネ６０を介して、先に説明されたものと略同様の方法で形成部３１に位置決めおよび固定されることが好ましい。次のステップは、回路支持部１５とモジュール４０との間に電気配線５０１を接続することである。一方、配線５０１は、形成部３１上へのその取り付け前に光モジュール４０上に接続されることができる。液体溶液の品質の検出に関する装置の動作原理は、先に説明したものと同様である。
電気接続配線の使用を必要とする解決策の利点は、濃度の測定のための光モジュール４０と回路支持部１５との間の結合に大きな柔軟性を与える（他方では、前記電気配線の代わりに、例えば打ち抜き金属ストラップまたはスタンプもしくは機械加工された金属から得られる端子の形態で他の電気接続または端子が設けられることができる；この種の電気端子は、光モジュール４０の本体４５〜４７とは異なるオーバーモールドされた本体を想定することができる）。
様々な実施形態では、センサ装置の本体のキャビティ内に設けられるものは、好ましくは暗色のまたは所定周波数で光放射もしくは光に対して不透過性の光遮蔽部であり、これは周囲光からの遮蔽の機能を果たす。
図３４〜図４８は、この意味における変形実施形態を示している。これらの図においても、特に形成部３１と開口２２との間の相対的な位置、並びに回路支持部１５に対する光モジュール４０の電気的接続の種類、すなわちその装置１７に関して、上述したものと技術的に等価な要素を指定するために先の図のものと同じ参照符号が使用されている。図３４〜図４８を参照して説明された実施形態は、基本的に、先の実施形態と比較して、キャビティＨ内における周囲光の拡散を制限することを目的とした遮蔽部または本体の存在、並びに光モジュール４０の位置における異なる固定モードによって区別される。
図３４を最初に参照すると、本体１０ａおよび回路支持部１５は、形成部３１の基本構造と同様に、図２〜図２７を参照して説明されたものと略同様の構造からなることができ、その上側付属部３５は、外部凹部を有する。
光モジュール４０は、場合によっては所定位置においてその固定モードに依存するいくつかの変更を有して、図２８〜図３３のものと略同様である：例えば、様々な実施形態において、モジュール４０は、異なる弾性要素またはバネ６０１と、停止または保持リング８０、特に弾性保持リングまたはサークリップ（Ｓｅｅｇｅｒ）とを介して所定位置に固定されることができる。
図３４において全体として７０によって指定されている前記光遮蔽部が図３５〜図３６に詳細に示されている。遮蔽部７０は、好ましくは、暗色材料などの所定波長の光放射に対して透過性でない材料、またはいずれの場合にも周囲光の通過を制限または防止することができる材料から構成された本体７１を有する。本体７１は、本体１０ａの壁２１に載置されるように設計された底壁７２と、必ずしもそうである必要はないが好ましくは本体１０ａの周壁２０（図３４）の少なくとも一部に対応する輪郭を有する周壁７３とを有する。この例では、この輪郭は半円形であり、壁２０の直径よりも僅かに小さい直径を有するか、または場合によっては僅かな干渉を伴う挿入を可能にする。
底壁７２には、壁７２が本体１０ａの底壁２１の位置決め部位３０と干渉しないかまたは被覆しないように形成された側方通路または凹部７２ａが画定されている。凹部７２ａ内に片持ち梁状に突出するものは、光形成部３１に嵌合するように設計された略フレーム状構造７４である。この目的のために、この構造は、２つの上部開口７４ａを画定し、そこでは、光形成部３１の直立部３３および３４を部分的に貫通することができ、これらの開口は、中間壁７４ｂによって互いに分離され、形成部３１の中間キャビティ３２に受け入れられることができる（前記直立部および中間キャビティを参照するために、図３９を参照）。
遮蔽部７０のフレーム状構造７４は、形成部３１の傾斜光学面３３ａおよび３４ａの少なくとも一部に面するように設計されたさらなる側方通路７４ｃを有する。
代わりに、光モジュール４０が図３７および図３８に示されている。明らかにされるように、その基本構造は、図２８〜図３３に示されるモジュールの構造と同様である。様々な実施形態では、モジュール４０の中央本体４５は、特に、上部構造５１と回路１５と接続するために電気配線（以下、５０１によって指定される）の接続用の通路５０２が画定される領域との間に画定されたバネ６０１の停止要素の位置決めのための開口４５ａを画定する。同様に好ましくは、開口４５ａの少なくとも一方側において、中央本体４５の上面は、保持リング８０（図３４）に対する停止の機能を果たす突起４５ｂを有する。
組み立てのために、遮蔽部７０は、本体１０ａのキャビティＨ内に挿入され、その底壁７２は、光形成部３１の上側付属部３５が遮蔽部自体のフレーム状構造７４の通路７４ａに侵入し、且つ遮蔽部の中間壁７４ｂが形成部３１自体の中間キャビティ３２に侵入するように、（図３９のように）底壁２１に対向している。図４０に見られるように、遮蔽部７０の位置決めに続いて、凹部またはシート３０ａおよび光学部位３０の可能なさらなる部分が露出したままである（遮蔽部の凹部７２ａを介して）；さらに、側方開口７４ｃは、光形成部３１の傾斜光学面３３ａおよび３４ａに対向して設定される。
そして、回路１５は、シート２２内に挿入され、モジュール４０は、前に既に説明され且つ図４１からわかるように、形成部３１上に取り付けられる。固定は、先に記載され且つ６０によって指定されたものと同じ種類のバネを用いて行うことができる。あるいは、モジュール４０の上側形成部５１上には、先に６０によって指定されたものとは僅かに異なる形状を有するが、略同様の構造および機能を有するバネ６０１が位置決めされ、前記バネは、図４２に見られるように、リング８０を介して所定位置にブロックされる。次に、モジュール４０は、先に説明され且つ図４３からわかるように、電気配線５０１を介して回路支持部１５に接続される。
上述したように、プラスチック構成要素７０は、装置１０の外部および／または光モジュール４０への任意の光放射に由来する周囲光に対する遮蔽機能を果たす。品質光センサの動作原理が光放射の検出に基づくと仮定すると、液体溶液および／または光検出器４４ａ、４４ｂに入射する「寄生」周囲光を有する可能性が測定を妨害し得る。この状態は、例えば、透明または非不透明のタンクへの本発明にかかる装置の適用によって、または装置１０の本体１０ａ全体が光放射に対して透過性の材料から作られる場合に生じ得る：したがって、周囲光は、タンクの壁および／または本体１０ａの部分を介して流体および／または光検出器４４ａ、４４ｂを照射することができ、それゆえに測定を妨げる。本体１０ａ内に取り付けられたプラスチック遮蔽部７０は、例えば、周囲光からの遮蔽を可能にし、それにより周囲光による外乱の危険性を排除することができる。
図４４は、バネ６０１の可能な実施形態を示している。この場合にも、バネの構造は、２つの対向するアーム６２から分岐している中央部６１を含み、その端部は、モジュール４０の側部本体４６、４７の外面に設けられた対応するシート４６ａ、４７ａに係合するように形成されている（図３７〜図３８を参照）。好ましくは、これらの端部６２ａはまた、組み立て中に溝４６ａおよび４７ａ内を摺動することができるように湾曲している。
この場合、好ましくは、中央部６１は、孔または開口を有し、その輪郭は、モジュール４０の上側形成部５１および光形成部３１の上側付属部３５によって画定された平面図における外側輪郭に略対応する（この実施形態では、モジュール４０の本体４５の通路５１ａ（図３７〜図３８）および前記付属部３５は、付属部が形成部５１の外側輪郭を越えて、適用可能な範囲で、横方向に突出するように構成されていることに留意すべきである：図４１を参照）。さらにまた、バネ６０１の中央部６１の一方側、ここでは前側には、ここでは歯のように下方に曲げられたタブの形態の停止要素６１ｂが突出している。
図４５には、保持リング８０の可能な実施形態が示されている。好ましい実施形態では、リング８０は、実質的にサークリップ（Ｓｅｅｇｅｒ）、すなわち、好ましくは金属製、非常に好ましくは弾性鋼製の略平坦構成を有するリングであり、その外周は完全ではなく、その両端領域において、サークリップペンチ（Ｓｅｅｇｅｒプライヤー）などの、その適用および除去のための適切なツールの挿入のための孔が画定される。図示される場合、本発明の特徴によれば、少なくともリング８０の内側輪郭は、上側形成部５１および上側付属部３５の平面図において、バネ６０１の開口６１ａの輪郭の一部を実質的に再現し、および／または前記外側輪郭の一部を補完し、したがって２つの対向する突起または凹部８０ａを有する略円形の輪郭を呈している。一方の端部では、対応する孔を越えて、リング８０は、戻り止め突起またはシート８０ｂを画定する。さらに、好ましくは、孔を備えたリングの他端は、外側コントラスト面８０ｃを画定する。突起またはシート８０ｂおよびコントラスト面８０ｃの少なくとも１つは、リング８０のための回転防止手段を画定する。
特に図４０から、本発明の様々な実施形態において、どのように形成部３１の上側付属部３５が、それらの上端領域およびその外側において、３５ａによって指定される側方凹部を有するのかに留意すべきである（単なる参照のために、図７９も参照）。
既に指摘したように、バネ６０１は、既に説明されたものと同じ機能を果たすが、リング８０によってブロックされている場合、光モジュール４０の形成部５１に締まり嵌めによって取り付けられていない。図４６〜図４８は、バネ６０１および対応する保持リング８０の組み立ての可能なシーケンスを強調している。
モジュール４０が光形成部３１に取り付けられた後、好ましくは遮蔽部７０の構造７４がその間に設定された状態で、図４６のように形成部５１および付属部３５の突出部がその中央開口６１ａ（図４４を参照）に挿入されるように、バネ６０１がモジュールに取り付けられる。さらに、この挿入により、バネの素子６１ｂが光モジュール４０の中央本体４５の開口４５ａに係合し、それによりバネ６０１の回転を防止する機能を有する。
そして、図４７のように、形成部５１および付属部３５には、その挿入を可能にするその角度位置においてリング８０が取り付けられる。実際には、リング８０のこの角度位置において、その２つの突起または凹部８０ａ（図４５）は、付属部３５に対応する位置にあり、すなわち、リング８０の内側輪郭は、形成部５１および付属部３５によって画定された外側輪郭の一部に対応する。次に、例えばリング８０の２つの孔を利用して通常の一対のサークリッププライヤを使用することによって、その戻り止め突起８０ｂおよびコントラスト面８０ｃがモジュール４０の本体４５の上面に画定された突起４５ｂに当たるまで、リング自体が付属部３５の側方凹部３５ａに係合するように回転するように構成される（図４０を参照）。この最後のブロック状況は、図４８において強調されている。
図４４〜図４８を参照して説明される締め付けシステムは、バネの全体寸法の縮小を可能にし、機械的締まり嵌めによるその固定を回避し、これにより、形成部３１および／または５１が作られるプラスチック材料に対する故障または損傷の可能な問題を生じさせることができる。この種のバネの固定は、７０によって指定されたタイプの光遮蔽部の存在にかかわらず、実質的に４０によって指定されるタイプの光モジュールおよび／または他の装置の使用を想定した本明細書に記載された他の実施形態においても使用可能である。一方、前述したように、原則として、先の図２〜図３３を参照して説明されたタイプの弾性固定要素の図３４〜図４８の装置においても使用を排除することは何もない。さらにまた、例示されたものとは異なる形状を有するが同じ目的を有する説明されたタイプの遮蔽部が本明細書に記載された全ての実施形態において使用されてもよい。
本発明の様々な実施形態では、光モジュールの固定要素は、光形成部に対して、その角度運動によって所定位置に固定されるように作られる。この種の可能な実施形態は、図４９〜図６０を参照して説明される。これらの図においても、既に説明したものと技術的に同等の要素を指定するために、先の図のものと同じ参照符号が使用されている。
図４９〜図５０からわかるように、様々な実施形態において、モジュール４０の側部本体４６１および４７１が設けられ、これらは、少なくとも１つの側部領域において、例えば本体自体の上面に向かって延びる傾斜面または湾曲面などの導入面４６ｃまたは４７ｃを有する。好ましくは、導入面４６ｃは、本体４７１に画定された導入面４７ｃに対向する位置で本体４６１内に画定される。残りについては、光モジュール４０は、貫通孔５１ａを有して形成部５１の上側において且つ形成部５２の下側において画定する中央本体４５を有し、先の実施形態を参照して説明したものと略同様の方法で得られる。この場合にも、端子５０は、本体４５のプラスチック材料に大部分が埋め込まれ、本体４５の通路５０２に位置合わせされたはんだパッドまたは孔をそれぞれの端部領域に有することが好ましい。
好ましい実施形態では、本体４５の少なくとも１つの縁部（ここでは前縁部）には、位置決め凹部４５ａ１が画定されており、その機能は以下に明らかに示される。また、部位３０または光形成部３１（図５８〜図５９）は、特に付属部３５の上端領域における側方凹部３５ａの存在に関して、図３２〜図４４を参照して説明したものと同様である。
この種の実施形態でも、モジュール４０は、先に説明したものと同様の態様によって形成部３１上に取り付けられるが、異なる構成を有する弾性ブロックおよび／または位置決め要素を介して固定が得られ、その可能な実施形態は、図５１において示され、前記バネ要素は、全体として６０２によって指定されている。
この場合にも、弾性要素６０２は、貫通孔６１ａおよび２つの弾性的に柔軟な対向アーム６２を備えた中央部分６１を有する。好ましくは、これらのアーム６２の先端６２ａは、以下に記載されるように、本体４６１および４７１上での、特に角度方向または回転方向への摺動を容易にするために、曲げられているかまたはいずれの場合にも形成されている。部品６１は、対向位置に、好ましくはアーム６２の位置に略対応する位置に、孔６１ａ内に２つの可撓性タブ６１ｃを画定するように形成されている。ここでは略アーチ型の構成を有するタブ６１ｃは、それぞれ、孔６１ａの輪郭の一部に追従し、さらに、この輪郭は、それぞれ実質的に各タブ６１ｃの自由端において直径方向に対向する位置に一対の拡幅部を呈する。さらに、好ましくは、中央部分６１から分岐するものは、一般にアーム６２に対して横方向または直交に設定される付属部６１ｅである。弾性要素６０２は、先に説明したものと同様に、好ましくは金属から作られ、打ち抜かれて変形されたストラップから始まる。
図５２および図５３からわかるように、要素またはリング６０２は、モジュール４０の形成部５１および形成部の側面に突出する付属部３５の突出部に取り付けられる。これは、このステップが前記付属部に対応する位置にある拡幅部６１ｄの存在によって可能とされる。次に、最初にバネの孔の縁部（図５４）、次いでタブ６１ｃ（図５５）の縁部が付属部３５の凹部３５ａに浸透するように（図５８〜図５９も参照）、バネが（図５３〜図５７に示されるように、反時計回りの方向に）回転する。角度運動の特定点において、バネのアーム６０の自由端は、図５５からわかるように、導入面４６ｃおよび４７ｃと干渉するようになる。前述したように、アーム６２の端部６２ａは、好ましくは、摺動を容易にするように湾曲または形成されおよび／またはいかなる固着も防止する：例では、これらの端部は、実質的に曲げられてＣを形成する。
そして、バネ６０２の角運動の実行は、図５６からわかるように、本体４６１および４７１の上面においてできるだけ遠く摺動することができるバネの端部６２ａにより、このステップにおいてシュートとして機能する傾斜したまたは湾曲した導入面４６ｃ、４７ｃの存在によって可能とされる。このようにして、対応する形成部３１の上に本体４６１および４７１、したがって全体としてモジュール４０を付勢するアーム６０の弾性的な曲げ、すなわちその予荷重がもたらされる：光学フィルタ４３、したがって本体４６１は、傾斜面３３ａで弾性的に押圧されるのに対して、本体４７１の下側付属部４７ｂは、対応するコントラスト３７（図５８を参照）に弾性的に押圧される。
付属部３５の凹部３５ａにおいて、バネ６０２の２つのアーム６２の端部６２ａが本体４６１および４７１の上面の略中央位置にあるとき、すなわちバネ６０２が正しい位置にあるとき、タブ６１ｃの終端領域は、いずれの場合にも係合しており、図５６からわかるように、バネ６０２から前方に分岐している付属部６１ｅは、凹部４５ａ１と整列している。そして、図５７からわかるように、凹部４５ａ１に係合するという意味において、付属部６１ｅの塑性変形を生じさせることによって、バネは所定位置に固定されることができる。次に、図５８〜図５９からわかるように、回路支持部１５は、対応するシート２２（図５２）に挿入されることができる。そして、光モジュール４０は、既に説明した態様で、図６０と同様に、電気配線５０１を介して回路支持部１５に電気的に接続されることができる。
もちろん、図４９〜図５９を参照して説明された固定システムは、本発明にかかる装置の本明細書に記載された他の実施形態においても使用されることができる。
以上説明した実施形態では、光モジュール４０の光放射のエミッタ４２およびレシーバ４４ａ〜４５ａは、対応する支持部４６または４６１および４７または４７１の下面に対応する位置に設定される。しかしながら、様々な実施形態では、逆の構成が可能であり、すなわち、前記支持部の外面にあるエミッタおよびレシーバを有する構成が可能である。この種の可能な実施形態は、図６１〜図７１を参照して説明されており、先の図のものと同じ参照符号は、既に上述したものと技術的に等価な要素を指定するために使用される。
この種の様々な実施形態では、使用されるエミッタおよびレシーバ電子構成要素は、一般に「逆ガルウイング」と呼ばれるタイプの各パッケージを有する。この可能性は、例えば先に４３によって指定されたタイプの、空間フィルタを光モジュール４０の構造に直接組み込むこと、エミッタ４２および／またはレシーバ４４ａ〜４４ｂを対応する支持部４６、４７の外面に組み立てることを有利には利用可能である。モジュール４０の動作原理は、上述したバージョンに関して変更されず、また、光センサの基本要素は、僅かに異なる形状であっても、既に説明したのと同じ特性を維持することが好ましい。使用されるバネは、先に６０によって指定されたタイプであってもよい。
特に図６２〜図６３からわかるように、モジュール４０の構造は、先に説明したものと略同様である、すなわち、中央本体４５と、導体４８、４９および端子５０にオーバーモールドされた（ここでは４６２および４７２によって指定された）側部本体とを有する。例示された場合には、ここでは５２１によって指定される中央本体４５の下側形成部は、先にバージョンに対して僅かに変更されているが、いずれの場合にも、光形成部３１の対応する中間キャビティと結合するように設計された横壁５２ａの存在によって区別される。形成部３１のセンタリングおよび載置を可能にするために、先に示された実施形態の壁５２ｂは、突起５２ｂ１によって、および本体４５の下面から垂直に下方に延びる壁５２ｂ２上に設けられた軸方向リブによって置き換えられる。本体４５〜４７が、好ましくは、暗色材料から作られるか、または可視光および／または所定の波長の光放射に対して透過性でない材料でいずれかの場合に作られるので、モジュール４０のための支持部を構成するために本体１０ａのキャビティＨの壁２１にその下縁が載置されるような高さを有することができる壁５２ｂ２はまた、有利には、周囲光からの後側遮蔽部の機能も果たす。
側部本体４６２および４７２には、特に図６３に示すように、光放射の通過を可能にするための貫通開口４６ｄおよび４７ｄが設けられている。自律的に本発明自体の態様によれば、本体４６２または少なくとも開口４６ｄはまた、前述した空間フィルタの機能も果たす、すなわち、モジュール４０の本体４６２は、少なくとも１つの貫通開口または孔、好ましくは円形またはスリット状形状を画定し、これによりエミッタ４２によって放射された光ビームをフィルタリングして選択または集光する。
本体４６２および４７２の上面に電子部品４２および４４ａ〜４４ｂを組み立てることは、バネ６０がその圧力を加える領域に保護面を導入する必要がある。バネ６０が前記電子部品に直接的に力を加えるのを防止するために、様々な実施形態では、有利には周囲光に対する遮蔽機能も果たすことができる図６１において全体として９０によって指定される保護要素が使用される。したがって、バネは、保護要素６１に力を及ぼし、間接的にモジュール４０にも力を及ぼす。空間フィルタ４３はもはや存在しないため、構成要素の常に適切な位置決めを保証するために、側部本体４６２および形成部３１が互いに確実に当接することが好ましいことに留意すべきである：この目的のために、本体４６２の下側付属部４６ｂ（図６３を参照）および対応する位置決め要素３７は、互いに当接するように、および／または相互位置決めを画定するように構成される（例えば、図７０を参照）。
保護要素または遮蔽部９０の可能な実施形態が図６４に示されている。図示した例を参照すると、遮蔽部は、底壁９２および周壁９３で画定された一般に開放した環状形状（ここでは略楕円形）を有する好ましくは暗いまたは光に対して透過性でないプラスチック本体９１を有する。底壁９２から立ち上がるのは前壁９４であり、装置の組み立てられた状態では、周囲光に対する前方遮蔽を生み出すように、エミッタ４２およびレシーバ４４ａ〜４４ｂの位置決め領域の前方に位置する。遮蔽部９０は、バネ６０の反対側のアームの端部の外面シート９５ａを画定する、一般に反対の位置に傾斜した上側付属部９５を画定するように形成されている。付属部９５は、以下に現れるエミッタ４２および光検出器４４ａ、４４ｂを収容して保護するための一種のシートを画定するように形成されている。底壁９２は、モジュール４０が対応する形成部３１上に取り付けられた後に遮蔽部９０の位置に取り付けるための軸方向通路を画定するように形成されている。この目的のために、周壁９３もまた、中断部９３ａを有する。
遮蔽部９０を使用する場合には、バネ６０がそれ自体の圧力をかけることを条件に、少なくとも１つの遮蔽部自体の位置決めまたはコントラスト要素をキャビティＨの底壁２１に設けることが好ましい。図示の場合（特に図６５および図６６を参照）には、キャビティＨの下部２１から立ち上がる壁によって構成された少なくとも１つの位置決め要素２１ａがこの目的のために設けられており、前記壁２１ａは、ここでは遮蔽部９０の周壁９３の外側輪郭の一部に対応する湾曲形状を有している。ここでは、中断部９３ａによって分離された２つの伸長部を含む周壁９３の輪郭の反対側の部分は、キャビティＨの周壁２０の輪郭に従う：このようにして、遮蔽部９０は、要素２１ａと周壁２０との間に位置決めされることができる。さらに、図示の例では、キャビティＨの底壁２１にはまた、部位３０の反対側の端部に、遮蔽部９０用のさらなるコントラスト要素２１ｂが画定されている。
組み立ての目的で、モジュール４０は、図６５〜図６６に概略的に示されているように、既に説明したものと同様の態様で形成部３１に取り付けられ、その後、図６６および図６７に概略的に示されるように、本体１０ａのキャビティＨ内に遮蔽部９０が位置決めされる。遮蔽部９０の周囲輪郭における中断部９３ａの存在は、モジュール４０の固定後に遮蔽部自体の組み立てを可能にするかまたは容易にすることを目的としている。
遮蔽部９０を組み立てた後、モジュール４０は、図６８からわかるように、弾性要素６０を介して所定位置に固定されることができ、そして、回路１５は、対応するシート２２に位置決めされ、図６９からわかるように、電気接続配線５０１によって接続が構成される。有利には、配線を本体１０ａに固定する前に、配線５０１がモジュール４０に溶接されることができ、および／または端子５０は、スナップインタイプおよび／または絶縁穿孔タイプの電気的接続を含むことができる。
組み立てられた状態は、図７０および図７１に示される断面で明確に確認できる。特に、図７０から、形成部３１の傾斜面３３ａおよび３４ａに対する本体４６２および４７２、したがってエミッタ４２および光検出器４４ａ、４４ｂの正確な位置決めを保証するために、どのように本体４６および４７の下側突起４６ｂおよび４７ｂが各位置決めシート３７に挿入され、および／または対応するコントラスト要素に当接するのかに留意すべきである。本体４６２および４７２を中央本体４５に接続する導体４８、４９の柔軟性のおかげで、位置決めの精度が可能な状態とされる。モジュール４０は、バネ６０のおかげで所定位置に保持され、そのタブ付き孔は、形成部５１および付属部３５の外側に干渉して係合し、遮蔽部９０およびモジュール４０に推力を加える。遮蔽部９０は、要素２１ａ、２１ｂ（図６５〜図６６）とキャビティＨの周壁２０との間に上述したように位置決めされ、遮蔽部の付属部９５の外部シート９５ａに係合している（図６４を参照）バネ６０のアーム６２のおかげで所定位置に保持される。理解されるように、組み立てられた状態において、遮蔽部の付属部９５は、エミッタ４２および光検出器４４ａ、４４ｂに対する保護の機能を果たすようになる。
図６１〜図７１の装置の動作は、液体溶液の品質の検出に関して、先の実施形態のものと同様である。
これまで説明した実施形態では、本発明にかかるセンサ装置は、本体１０ａおよびカバー１３を含むそれ自体のケーシングを有する。他の様々な実施形態では、このケーシングの少なくとも一部は、装置が関連する異なる要素または構成要素に属する異なる本体によって画定されてもよい。この種の実施形態は、図７２〜図７８の例を参照して説明されており、先の図面のものと同じ参照符号は、既に説明したものと技術的に同等な要素を指定するために使用される。図示された場合、本発明にかかる装置は、レベルセンサに結合されているが、他の実施形態では、本発明にかかる装置は、ＵＤＭ装置もしくは構成要素、または先に言及したタイプのヒータに取り付けられることができるか、または少なくとも一部が一体化されることができる。
図７２〜図７８には、本発明にかかる装置の本体またはケーシングが、１１０ａによって指定される本体などのレベルセンサ１１０の少なくとも１つの第１の本体と、１０によって指定される本体などの光センサもしくはアセンブリの第２の本体とを備える例が示されており、それらは、密閉された方法で、好ましくは少なくとも１つのさらなる本体またはシーリング要素を介在させて、および／またははんだ付けまたは接着を介して、互いに連合されている。場合によっては、レベルセンサ１１０の第１の本体１１０ａおよび光センサまたはアセンブリ１０の第２の本体１０ａの少なくとも一方に、少なくとも１つのさらなる本体またはシーリング要素がオーバーモールドされる。
様々な実施形態では、少なくとも前記第１の本体は、熱可塑性ポリマー（例えば、ＨＤＰＥ）または熱硬化性ポリマー（例えば、エポキシ樹脂）から作られるのに対して、前記第２の本体は、熱可塑性ポリマー（例えば、ＰＳＵまたはＣＯＣ）から作られ、前記さらなる本体は、好ましくは、弾性的に圧縮可能なポリマーから作られる。
したがって、様々な実施形態では、ここでは好ましくはレベルセンサの貫通シートに結合されるレベルセンサとして想定されることができる異なる機能装置の本体とは別個の独立した構成要素として液体物質または溶液の濃度（または他の特性量）を測定するための光学アセンブリを製造することが可能である。あるいは、レベルセンサまたは他の装置の異なるバージョンの本体を収容および／または固定するための、またはレベルの測定または異なる量（例えば、１５ｂによって以下で指定される回路基板１５の一部など）の測定を担う回路支持部１５の少なくとも一部を受け入れるために先に符号１４によって指定されたものと同じ種類のケーシングを画定する光学アセンブリの本体を設けるための貫通シートを有する、１２によって先に指定されたハウジングおよび／またはアセンブリ部の機能を果たす部分を画定する本体を有する光学測定装置を製造することも可能である。
このようにして、本発明にかかる光学測定装置は、例えば、レベル測定装置などに組み込むことができる。この種の解決策の実質的な利点は、本発明にかかるレベルセンサの本体および光学装置の本体を形成する材料が異なる可能性があることである：例えば、位置決め部位３０を画定する光学装置の本体について、例えばより良好な光学特性を得るように設計された透明材料を使用することができるのに対して、レベルセンサ（または他の装置）の本体について、例えばより良い機械的特性を得るように設計された透明でない材料を含む異なる材料を使用することができる。様々な実施形態において、本発明にかかる光学装置の本体は、熱可塑性材料、特にＰＳＵから作られるが、異なる装置の本体は、好ましくは熱硬化性材料または樹脂から作られる。
例えば、図７２〜図７３を参照すると、１１０ａによって指定されるものは、例えばタンク１などの容器内に少なくとも部分的に対向するおよび／または延びるように設計されたレベル検知部１１１を有するレベルセンサ１１０の本体である。そして、本体１１０ａは、例えば、場合によっては異なる、すなわちより大きな直径を有する図１において符号６によって指定されたものと同様の開口に、密閉された方法でタンクに結合されるように構成されたハウジングおよび／またはアセンブリ部１１２を含む：このようにして、取り付け状態では、本体１１０ａの一部、特にその部分１１１は、液体物質と接触するタンクの内側にも面するハウジング部１１２の下部で、タンク内で略垂直に延びる。ハウジングおよびアセンブリ部１１２には、好ましくは、適切な直径のカバー１３と同様の形状を有する対応する閉鎖カバー１１３が設けられる。
好ましくは、本体１１０ａは、レベル検知構成要素の少なくとも一部、特に容量型のレベルセンサの構成要素、並びに本発明にかかる装置１０の構成要素の少なくとも一部を収容するために中空である。特に、本体１１０ａは、検知部１１１に対応する位置に、一般に細長い形状を有する中空ケーシング１１４を画定する。図示の例では、ケーシング１１４は、略角柱形状、特に略平行六面体形状を有する。好ましい実施形態では、本体１１０ａは、単一のプラスチック材料で、ハウジング部１１２およびケーシング１１４を画定する。他方では、例えば相互結合手段を介して、あるいは溶接またはオーバーモールディングを介して、密閉された方法で固定された別個の部品に本体１１０ａを設ける可能性が排除されていない。
同様に図７２では、カバー１１３とともに電気的および電子的な検知構成要素の一部のハウジングを画定するハウジング部１１２が全体としてＨ１によって指定されたキャビティをどのように画定しているかが留意されることができる。好ましい実施形態では、これらの構成要素の少なくとも一部は、先に説明した実施形態とは異なる形状を有する回路支持部１５に取り付けられる。特に、図７２の回路支持部１５には、ハウジング部１１２内に収容される第１の部分１５ａと、ケーシング１１４内に収容される第２の部分１５ｂとが示されている。
本発明にかかるレベルセンサ１１０および光センサ装置１０の双方に接続されることが好ましい検知および／または制御電子構成要素は、回路支持部１５の部分１５ａに一般に連合されている。前記構成要素は、好ましくは、レベル検知信号の処理のための構成要素と、品質検知信号の処理のための構成要素との双方を含む。端子１６は、カバー１１３のコネクタ本体１１３ａとともに、レベルセンサ１１０および光学装置１０によって形成されたアンサンブルの外部電気的接続のためのインターフェースまたはコネクタを例えば車両に搭載されたシステム２の制御ユニットに対して形成する。回路基板１５の部分１５ｂには、レベル検知に使用される構成要素の少なくとも一部が連合されている。様々な実施形態では、前記構成要素は、実質的に検知部１１の近位端から遠位端まで部分１５ｂの軸を横切る方向に延びる電極などのＪによって指定されるブロックによって概略的に表される電極の線形または２次元アレイを含む。好ましくは、レベル検知は、特に信頼性の理由から、フロートなどの可動部品を持たない測定装置によって得られる；この目的のために、様々な実施形態において、レベル測定装置は、本特許出願人の名義で出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５４０２０号明細書、ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５７０３６号明細書およびＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５７０４３号明細書のいずれか１つに記載された技術にしたがって得られ、この点に関する教示は、参照として本明細書に援用される。
図示された例では、部分１５ａおよび１５ｂが画定された単一の回路支持部１５が設けられているが、可能な変形実施形態では、一方の部分の導電性経路を他方の部分の導電性経路に電気的に接続するための導体またはコネクタを有するための例えば部分１５ａに対応する回路支持部および部分１５ｂに対応する回路支持部、またはレベル検知のための構成要素の少なくとも一部を担持する回路支持部に接続された、品質（または物質の他の特性）の検出のためだけの構成要素の部分を担持する回路支持部など、適切な電気的相互接続手段、場合によっては機械的相互接続手段によって一緒に接続されたいくつかの回路支持部が想定されることができる。
様々な実施形態において、本体１１０ａのハウジングおよび／またはアセンブリ部１１２は、電気および／または電子部品を収容するように設計されたキャビティＨ１を画定する周壁１２０および底構造または壁１２１を含む。好ましくは、周壁１２０（ここでは略円筒形状を有する）は、本体１１０ａを所定位置に固定するためのフランジ１２０ａを有する。装置１０が取り付けられた状態では、底構造または壁１２１の少なくとも一部、特にその外側は、タンクに収容された液体溶液と接触することになる。底壁１２１には、レベルセンサの検知部（電極Ｊを担持する回路支持部１５の部分１５ｂなど）または他の実施形態では異なるセンサもしくは電気加熱装置を収容することができるケーシング１１４の内部キャビティにキャビティＨ１を接続する少なくとも１つの開口またはシート１２２が画定される。
上述したように、カバー１１３は、電気端子１６を収容するための略中空のコネクタケーシング１１３ａを含むかまたは画定している。カバー１３は、好ましくは密閉された方法でキャビティＨ１を閉鎖するように主本体１１０ａ、特にそのハウジングおよびアセンブリ部１１２に固定されるように設計されている。様々な実施形態において、カバー１１３は、その目的のために、部品１１２のフランジ１２０ａに固定するためのフランジ１１３ｂを画定する。好ましくは、本体１１０ａおよび１１３の少なくとも１つにおいて、周縁の孔、例えばフランジ１２０ａの孔１２０ｂおよびフランジ１１３ｂの１つ以上の半径方向形成部１１３ｃの孔１１３ｄなど、レベルセンサ（または他の装置）をタンクに固定するための手段が設けられる。
様々な実施形態において、本体１１０ａは、本発明にかかる装置１０が密封された方法で取り付けられることに対応する位置において、その底壁１２１にシートまたは貫通開口１２１ｃを有する。
装置１０は、図７４〜図７５の異なる図で見ることができる。装置１０は、光または光センサの動作光放射に対して透明な材料の少なくとも一部に構成された各主本体１０ａを有する。本体１０ａは、好ましくはフランジ部２０ａを画定する周壁２０と、タンク１に収容された物質に曝されるように設計された底壁２１とを有する。さらに、好ましくは、周壁２０に沿って画定されるものは、図７６のみに１５０によって指定される環状シール要素用のシート２０ｃである。
様々な実施形態において、その上部、特にその周壁において、本体１０ａから立ち上がるものは、本体１１０ａの開口１２１ｃに係合するための係合要素２０ｄである。係合要素２０ｄは、シール要素１５０と組み合わせてシールされた固定を画定してもよく、あるいは製造工程中に仮固定を提供してもよく、最終的な固定および／またはシールは、例えば溶接または接着または本体１０ａと本体１１０ａとの間の樹脂接合（例えば、レーザもしくは振動溶接、または本体１０ａと本体１１０ａとの間の少なくとも１つの材料の溶融による溶接）などのいくつかの他の方法で得られる。
本体１０ａの上面、すなわちその壁２１の内側には、光モジュール３１を含む位置決め部位３０が存在し、その上に光モジュール４０が搭載され、部位、モジュール、対応する接続は、場合によっては先に説明および／または図示された実施形態のいずれか１つにしたがって実質的に得られる。回路支持部１５への接続は、場合によってはスナップインタイプの電気配線もしくは電気コネクタ、または適切な形状の端子５０を介して得られることができる。
この種の実施形態では、先の実施形態の別個のバネ（６０、６０１、６０２）が、本体１１０ａの壁１２１に対して固定されるかまたは固定される開口１２１ｃの対向する部分の間に延在するブリッジ状要素６０３によって置き換えられることが好ましい。例えば、図７７を参照すると、要素６０３もまた、したがって、形成部５１および付属部３５の平面図における輪郭と一致する輪郭を有する孔６１ａを備えた中央部６１を含む。２つの対向するアーム６２が中央部６１から延びている。
理解されるように、装置１０は、特に形成によって、好ましくはシール要素１５０と関連して本体１０ａを設けることによって得られる。モジュール４０は、先に説明したものと同様の態様でその形成部３１に取り付けられ、次いで、装置１０は、歯２０ｄが壁１２１自体の内側に係合するように底壁１２１の外側から始まって対応するシート１２１ｃに密閉された方法で取り付けられ、それによって正確な密閉結合を保証することができる。本体１０ａと１１０ａとの間の結合は、シーリング要素１５０の介在に追従する弾性タイプのものであってもよく、この場合、本体１１０ａと一緒に構成されたブリッジ状要素などの剛性の可能なブリッジ状要素６０３に対して装置１０を弾性的に取り付けることができる。
装置１０の位置決めは、モジュール４０の形成部５１および形成部３１の付属部３５のそれぞれの突出部がブリッジ状要素６０３の中心孔６１ａに嵌め込まれていることを確認することによって行われる。取り付けられた状態では、図７７からわかるように、要素６０３のアーム６２は、本体４６および４７の外側に設けられたシート４６ａ、４７ａ（図７６）と係合し、コントラスト要素に対して接触する対応位置に弾性的に本体自体を位置決めおよび／または強制する：このようにして、形成部３１の傾斜面に対するエミッタ４２と光検出器４４ａ、４４ｂの正確な位置決めが保証される。次に、図７８からわかるように、回路支持部１５への接続は、例えば電気配線５０１を介して行われる。
本発明のさらなる可能な実施形態によれば、光学アセンブリの本体、例えば先に１０ａによって指定されたタイプの本体を提供し、その後に、光学アセンブリの本体を他の装置またはセンサの本体にオーバーモールドするように、その上に異なる装置またはセンサの本体、例えば１１０ａによって先に指定されたタイプの本体をオーバーモールドすることができ、またはその逆であってもよいことに留意すべきである。もちろん、この種の実施形態、すなわち、光センサの本体上にセンサ装置を本体のオーバーモールドすることによる実施形態は、本特許出願に記載および／または図示されている本発明の全ての実施形態で実装することができる。
理解されるように、図７２〜図７８のものなどの様々な実施形態では、本発明にかかる光センサ装置と、異なるセンサ（レベルセンサ、場合によっては少なくとも１つの温度センサ）および／または異なる装置または構成要素は、ここではコネクタ１１３ａ、１６によって表される共通の電気コネクタを有する。同様に、本発明の主題を形成する装置と、少なくとも１つのさらなる装置または構成要素、またはさらなる検知構成、またはレベル検知構成および／または温度検知装置などの異なるセンサは、１つの同じ回路構成の一部、特に少なくともその電子コントローラＭＰを共有することができ、したがって複数の異なるセンサおよび／または装置の動作を管理するように構成される。同様に、好ましくは、（ここでは回路支持部１５によって表される）１つの同じ回路は、光センサのおよび／または光センサのエミッタおよびレシーバのおよびレベルセンサおよび／または温度センサなどの少なくとも１つのさらなるセンサの検知および／または制御手段の接続部の少なくとも一部を判定する。
可能な実施形態によれば、部位３０、特にその形成部３１は、その光学表面、特に傾斜面３３ａ上に回折格子を備えることができる。
これらの実施形態では、光センサの動作原理は変化しないままであり、同様に液体溶液の濃度の関数としての臨界角の変化に基づいている。本明細書に記載された全ての実施形態に適用されることができる変更は、エミッタに面する光学面３３ａ、すなわち図７９を参照すると、１０７によって指定される領域、好ましくは傾斜領域または面において回折格子を挿入することにある。基本的な構造は、これまでに説明されてきたものに関しては何ら変わりはない。
回折格子１０７は、入射単色光ビームの存在下で、透過ビームおよび様々な回折ビームを発生させ、回折角は、回折格子１０７の行間の距離と入射光の波長との比に依存する。同じ格子１０７の場合、より長い波長を有する光は、入射光線の方向よりも広い角度で偏向される。したがって、回折格子１０７によって、入射光線は、回折次数またはモードと呼ばれる様々な光線に分解される。
回折格子１０７は、図８０に概略的に表されるように、光学面３３ａ、すなわち、エミッタ４２に面する側に、一種の梨地または一連の畝を、好ましくは互いに平行に与える凹部および／またはレリーフの規則的な交互を設けることによって得られる（少なくともいくつかのレリーフおよび／または凹部はまた、場合によっては異なる方向に延びるかまたは少なくとも一部が互いに交差することができる）。もちろん、格子のピッチ、すなわち凹部および／またはレリーフ間の寸法および距離は、上記説明したことにしたがって選択されなければならない。
エミッタによって放射された単色光線を分解することにより、臨界角よりも大きく、および小さい異なる角度で、液体／固体界面、すなわち、形成部３１の２つの部分３３、３４の間の壁２１の外面２１１（図７９）に入射する回折光線が生成される。境界面２１１上の臨界角よりも大きな入射角で入射する回折光は、全反射されるのに対して、入射角の小さい光線は、常に部分的に反射されて部分的に屈折される。前述したように、液体溶液の濃度が変化すると、臨界角が変化し、結果的に２つの光検出器４４ａ、４４ｂ上の光線の強度も変化する。したがって、２つの光検出器によって生成される電気信号は、濃度の関数として変化し、２つの光検出器の信号の変化を測定することによって、濃度の変化を測定することが可能となる。
この種の実施形態では、エミッタ４２が集光された、すなわちコリメートされたタイプのものであることが好ましく、放射の発散が数度、好ましくは３°未満に制限される（格子１０７を想定しない実施形態では、エミッタ４２がコリメート型である必要はない）。いずれの場合も、空間フィルタ４３は、回折格子１０７上で発生する光をより多くコリメートするために使用されることが好ましい。エミッタ４２が単色タイプである場合、回折光線は、常に単色タイプであり、したがって、光検出器４４ａ、４４ｂもまた、光源のものと同じ単色光線に感受性がなければならない（すなわち、特定の波長を有する）。
代わりに、エミッタ４２が多色タイプのものである場合、回折格子１０７は、光線を波長の観点で（すなわち、様々な色に）分離することも可能にする：動作原理を考慮すると、２つの光検出器４４ａ、４４ｂは、異なる波長を有する光線を受光し、結果として、それらは、異なる波長の光線に感受性がなければならない。あるいは、異なる波長のいくつかのエミッタ４２によって光を常に２つの光検出器上に導くように設計された、異なるピッチを有するいくつかの回折格子１０７を使用することが可能である。これらの実施形態では、エミッタ４２は、異なる時間にオンにされ、結果として得られる信号は、常に同じ光検出器を使用して取得される。
いかなる場合でも、単色光源４２を使用して、液体の濃度の関数としてだけでなく、波長の関数としての屈折率（したがって臨界角）の変化の導入を防止することが好ましい。
回折格子１０７に関しては、所望の効果を得るために、例示されたものとは異なる形状を含む様々な形状が明らかに可能である。格子１０７の外形は、機械的エッチング、またはホログラフィック技術を介して、または好ましくはマイクロエレクトロニクスから借りたマイクロマシニング技術を用いて、あるいはマイクロ形成技術を用いて得られることができる。特に、回折格子１０７が形成部３１（すなわち、本体１０ａまたは本体１０１）と一体形成される解決策が好ましい。この場合、使用される金型は、モジュールタイプであってもよく、すなわち、格子１０７が画定されるべき点において、インサートが適切に微細構造とされてもよい。
様々な実施形態では、本発明にかかる装置は、物質の品質または他の特性を検出するための光センサを備え、その動作原理は、内部反射または光導波路の使用に基づいている。この種の実施形態は、図８１〜図８８および図８９〜図９７を参照して説明され、先の図のものと同じ参照符号は、既に上述したものと技術的に同等な要素を指定するために使用される。
知られているように、光ファイバの入射部を照射する光源を考えると、ファイバのコアの材料とクラッドの材料との間の屈折率の不連続性は、これが十分に受け入れの円錐の中に含まれるグレージング角を維持する限り、光放射をトラップする。実際には、全反射にしたがって適切に機能するように、ファイバは、過度に鋭い曲線を提示してはならない。２つの媒質、すなわち、本体１０ａまたは１０１のプラスチック材料と本体に接触している液体物質または溶液との間の屈折率の差と、この物質または溶液の濃度の関数としての屈折率の変化とを同様に考慮することによって、全内部反射の原理が特性または濃度の測定に利用されることができる。
図８１を最初に参照すると、様々な実施形態において、本体１０ａの壁２１の内側に位置決め部位３０１が画定され、これは先の実施形態とは異なる形状も有する、光モジュール４０１用のシート３１１を含む。図示した例では、図８２に明確に示されているように、モジュール４０１の支持構造は、略板状の本体４１１を備え、その下面にエミッタ４２およびここでは単一の光検出器からなるレシーバ４４が連合されている。本体４１１は、電子構成要素４２および４４の電気的接続のための導電性材料の経路４８１および４９１が設けられたＰＣＢなどの印刷回路基板によって有利に構成されることができる。回路支持部４１１は、モジュール４０１の電気的接続のために、例えば、はんだパッドおよび／または金属化された貫通孔の形態で、前記経路に接続された各接続要素５０３を有する。この場合にも、先に説明したタイプの対応する空間フィルタ４３がエミッタ４２に好ましくは連合されている。可能な他の実施形態（図示せず）によれば、回路支持部４１１もまた、先の実施形態に関連して説明したものと同様の技術で得られることができる；すなわち、それは、経路４８１、４９１および接続要素５０３の機能を果たす導電性材料からなることができる電気接続要素上にオーバーモールドされ、したがって先の実施形態に関連して説明したものと同様の技術を使用する例えばプラスチック材料などの電気絶縁材料から作られた本体を備えることができる。
この例では、回路支持部４１１は、略四角形の形状を有し、壁２１の内側に画定されたシート３１１は、エミッタ４２およびレシーバ４４が壁２１に面し、回路支持部４１１の少なくとも一部の内部に受け入れるようにそれに応じて形成されている。明らかに、シート３１１および回路支持部４１１のための他の形状も可能である。好ましくは、壁２１は、同様に、シート３１１内の回路支持部４１１を静止させるためのコントラスト要素を画定し、これらのコントラスト要素の１つは、図８１において３７１によって指定される。他端では、壁２１の外側において、本体１０ａは、エミッタ４２によって放射された光または光放射をレシーバ４４まで拡散させるように設計された光ガイドを画定するかまたは備えている。図８３の符号３１２によって指定されたこのガイドは、好ましくは、略Ｕ字形の形状を有し、その両端は、壁２１の内側においてシート３１１によって外接される領域に位置する。光ガイド３１２は、本体１０ａ内に一体化されてもよく、例えば、単一の部品で形成されてもよく、特に放射される光放射または光に対して透過性の材料から作られてもよい。あるいは、光ガイド３１２は、本体１０ａ内に取り付けられてもよく、例えば、それは、好ましくは、光放射または光に対して透過性であり、別個に形成され、次いで、本体１０ａに取り付けられるプラスチック材料から作られた、図７２〜図７８の本体１０ａに類似のタイプのそれ自体の本体に連合されてもよく、あるいは本体１０ａ上にオーバーモールドされ、本体は、光放射または光に対して透過性でないプラスチック材料などの異なるタイプの材料から作られてもよい。
光ガイド３１２は、好ましくは、塊状であり、すなわち完全であり、実質的に光ファイバコアの機能を果たすために、先に説明したように、光放射の拡散に適した材料から作られる：わかるように、このファイバのクラッディングの機能は、代わりに、ガイド３１２が浸漬されているタンクに含まれる液体溶液によって行われる。
モジュール４０１は、好ましくは、ガイド３１２の２つの端部に対するエミッタ４２およびレシーバ４４の構成要素の正確な組み立てを行うために、図８４からわかるように、対応するシート３１１に差し込まれる。好ましい実施形態では、モジュール４０１の組み立てをより頑丈で丈夫にするために、シート３１１における樹脂接合および／または接着を想定することが可能である。
この種の実施形態においても、回路１５は、図８４に概略的に示されるように、本体１０ａのキャビティ内に留まる回路自体とともに、そのシート２２に挿入される。そして、図８５からわかるように、回路１５に設けられた孔またはパッド５３などに接続された電気配線５０１または他の端子を使用してモジュール４０１の電気的接続を形成することができる。
図８６からわかるように、モジュール４０１が組み立てられた構成では、エミッタ４２およびレシーバ４４は、光ガイド３１２の各端部にそれぞれ対向して設定され、装置１の取り付け状態では、液体溶液内に浸漬される（実際の使用形態においては、装置１０は、好ましくは、図に示されているものに対して１８０°逆さまにされた位置に設定されることを想起されるべきである）。上述したように、放射された光放射の集中を改善してガイド３１１の受け入れコーン内に落とすために、好ましくは空間フィルタ４３がエミッタ４２に連合される。
動作時、エミッタ４２は、前述したように、好ましくは本体１０ａ内に一体化された、すなわちそれと一体の部品で構成されたガイド３１２の第１の端部の前方に光を放射し、その濃度が測定されることになる溶液内に浸漬され、クラッディングの機能を果たす。ガイド３１２の反対側の端部の前方には、内部反射を利用してガイドのプラスチック本体内を伝播した、エミッタ４２によって放射された光ビームを捕捉するように設計されたレシーバ４４が配置されている。
図８７および図８８は、２つの異なる濃度の液体溶液を用いた２つの状況を例示している。図８７の場合、臨界角がエミッタ４２によって放射される光線Ｒの入射角よりも小さくなるように、溶液は第１の濃度Ｃｏｎｃ１を有する。したがって、光線Ｒは全反射され、ある強度でレシーバ４４に到達する。したがって、濃度ＣｏｎｃＣｏｎｃ１の値に割り当てられるのは、レシーバ４４からの出力におけるある信号の値である。図８８は、溶液の濃度がＣｏｎｃ１よりも高い濃度Ｃｏｎｃ２を有する場合を強調している。この場合、臨界角が増加し、図８８に例示されるように、同じ角度でガイド３１２の材料と液体との間の界面に入射する光線Ｒは、部分的に反射されて部分的に屈折される。前のステップで反射した光線が境界面に当たるたびに、様々な反射および屈折が続く。その結果、光線Ｒは、部分反射／屈折によって、すなわち図８７の濃度Ｃｏｎｃ１に対応する以前の場合よりも低い強度で生じるある減衰でレシーバ４４に到達する。したがって、レシーバ４４からの出力で放射される信号は、前の場合とは異なり、それゆえに濃度値の弁別を可能にする。レシーバ４４のトランスインピーダンス、利得、および応答を考慮すると、既に記載されているように、レシーバに入射する強度Ｐの関数として、したがって流体の濃度の関数として変化する信号Ａが得られる：
Ａ＝ｋａ＊Ｐ＊応答＊トランスインピーダンス
レシーバ４４に入射する強度Ｐは、放射の円錐内でエミッタ４２によって放射された全光線の組み合わせによって与えられ、全体的に且つ部分的にガイド３１２において反射される。したがって、部分的に反射された光線は、各反射において減少する強度を有する。強度Ｐが十分に高くない場合、これらの光線は、消えてレシーバ４４に到達しない可能性がある。
前述したように、測定は、強度の検出に基づいている：レシーバ４４は、液体溶液の濃度の関数である入射光強度の変化に基づいてその出力信号を変化させる。
参照されたタイプの実施形態では、品質測定システムは、経時変化および温度変化によって原理的に生じるエミッタ４２の動作の変動、および主に壁２１およびガイド３１２を構成するプラスチック材料の特性の変動に感受性がある。これらの要因は、放射される光線の光強度（光源の経時変化）またはプラスチック材料の光学特性（屈折率および結果として臨界角）を変化させる可能性があり、それゆえに測定誤差を引き起こす可能性がある。
したがって、特に有利な実施形態によれば、検出されるべき流体に浸漬されていない少なくとも１つの参照光学要素または導波路を介在させて、好ましくは互いに向かい合う追加または補助エミッタおよび追加または補助レシーバが設けられる；この参照光ガイドは、好ましくは、キャビティＨおよび／または壁２１の内側に配置される。好ましくは、前記参照光学要素またはガイドは、検知光ガイド３１２および／または壁２１および／または本体１０ａ（または１０１）と同じ材料から作られる。図８５に例示されている場合では、４２１および４４１によってそれぞれ指定される、追加のエミッタおよびレシーバは、シート３１１とシート２２との間に含まれる空間に好ましくは画定された形成部３７２の２つの対向する端部に設定され、したがって、この形成部は、前記参照光学要素またはガイドを提供する。しかしながら、前記参照光ガイドは、エミッタ４２１とレシーバ４４１との間に取り付けられた独立した要素として構成されてもよく、または、同様にシート３１１の壁のうちの１つ、例えばシート２２に近い後壁によって画定されてもよい。
図示した例では、エミッタ４２１およびレシーバ４４１は、回路基板自体を対応するシート２２に完全に挿入した後、それらが形成部３７２の２つの端部に面して設定されるような領域において回路支持部１５（図８４を参照）に取り付けられる。
エミッタ４２１によって放出され、結果的にレシーバ４４１によって受光された光線は、光線が本体１０ａ内に、および正確にその形成部３７２内に優勢に閉じ込められている限り、液体溶液による可能な屈折／反射には関与しない。電子構成要素４２１および４４１は、特性の観点で、濃度測定のために使用される電子構成要素４２および４４と同様のものである。このようにして、前記追加の構成要素を介して、正規化された測定のために使用されるべき放射された光の強度に関する基準を有することができ、本体１０ａの材料のおよび参照光ガイド３７２および／または検知光ガイド３１２の経時変化および／または環境変動によって生じる強度の変動を補償することができる。この基準は、レシーバ４４１によって放射される信号によって作られ、レシーバ４４によって放射される信号の必要な補償を行うために制御電子回路によって使用される。
図７２〜図７８を参照して説明したように、モジュール４０１、シート３１１、および光ガイド３１２、場合によっては参照光ガイド３７２および／または対応するエミッタ４２１およびレシーバ４４１は、別個のユニットに属し、レベルセンサまたは異なるセンサまたはＵＤＭコンポーネントまたはヒータ装置などの異なる装置または構成要素の対応する貫通開口に密閉されて配置されることができることに留意すべきである。
様々な実施形態では、測定に使用される電子構成要素４２および４４と、行われる測定を補正するために使用される同様の構成要素４２１および４４１はまた、１つの同じ光モジュールに一体化されてもよい。この種の変形実施形態は、図８９〜図９７を参照して説明されており、先の図と同じ参照符号は、既に説明したものと技術的に同等の要素を指定するために使用される。
図８９〜図９０を最初に参照すると、４０２によって指定される光モジュールは、上述したタイプの光モジュール、すなわち、構成要素４２、４４および４２１、４４１を備え、本体１０ａの壁２１に画定された位置決め部位３０２に取り付けられるように設計された光モジュールである。部位３０２は、略平行であって前述した実施形態の付属部３５と機能的に類似する少なくとも２つの装着された部品または付属部３５を備える形成部３１３を含む。形成部３１３は、底壁２１に画定されたシート３１４内に配置されている。この例では、前記シートは、略Ｃ字形であり、より大きな壁と、壁２１の内側から突出する２つの側壁とによって画定される。同様に、壁２１から突出するものは、さらなる壁３１５であり、以下では明確化されるように、モジュール４０２の組み立てられた状態で、補助エミッタと補助レシーバとの間に設定されるように、ここではシート３１４のより大きな壁に略平行である。モジュール４０２は、中央タブ付き孔が設けられた略リング形状のブロックおよび／または位置決め要素６０４を介して形成部３１３上に固定されるように設計されている。様々な実施形態では、モジュール４０２は、図２〜図２６を参照して説明したものと同様の態様、すなわちモジュール自体の弾性的に柔軟な端子を利用する態様、または前述したような配線もしくは他の方法で接続された態様で回路支持部１５に電気的に接続されている。
モジュール４０２およびその構造４１２の可能な実施形態が図９１〜図９３に示されている。モジュール４０２の耐荷重構造４１２は、基本的には、プラスチック材料から作られた略Ｃ字形の本体から構成され、すなわち中央上部壁４５３、その両端部において中央壁に略直交する２つの側壁４６３および４７３、または場合によっては中央壁４５３に対して傾斜している壁４６３および４７３とを備える。この本体は、図２〜図２６の端子５０と機能的に同様の、好ましくは回路１５への接続用に設計された少なくとも部分的に弾性的に可撓性である接続端子５０にオーバーモールドされる。構造４１２の本体は、エミッタ４２およびレシーバ４４のそれぞれの電気的接続のために、壁４５３の下側で部分的にアクセス可能な、導体４８２および４９２、並びに補助エミッタ４２１および補助レシーバ４４１の接続のために、壁４６３および４７３の外側で部分的にアクセス可能な端子と同様にオーバーモールドされる（図９１では、エミッタ４２１の導体の１つが４８４によって指定され、レシーバ４４１の接続用の導体は、略同様の構成を有する）。
中央壁４５３の上面には、対応する貫通開口５１ａを有する形成部５１が設けられているが、同じ壁の下面には、前述した様々な実施の形態のように、対応する壁５２ａを有する形成部５２が設けられている。補助電子構成要素４２１および４４１は、基本的には空間フィルタの機能を果たすエミッタ４１１に設けられた孔４６３ａに貫通孔４６３ａおよび４７３ａが目的的に設けられた壁４６３および４７３の外側に取り付けられている。電子部品４２および４４は、壁４５３の内側に取り付けられている。好ましくは、エミッタ４２には、例えば先に４３によって指定されたタイプの対応する空間フィルタが連合されている。
さらに、好ましくは、中央壁４５３の上面は、ブロック要素６０４のための２つの位置決め突起５１１を有し、その輪郭は、前記突起５１１と係合可能な凹部を画定する。
示されるように、図８１〜図８８のバージョンと比較して、エミッタ４２および本体１０ａのプラスチック材料の経時変化を補償するために設けられた補助エミッタ４２１および補助レシーバ４４１は、主検知エミッタ４２および主検知レシーバ４４も担持するモジュール４０２に取り付けられている。
例示される場合、モジュール４０２は、好ましくは可撓性端子５０を介して回路１５に接続されるが、剛性タイプの他の接続を使用することも可能である。遮断要素６０４は、対応する位置決め突起５１１も利用するモジュール４０２の上側構造５１上に予め組み立てられてもよい。図９５および図９６に概略的に示されるように、モジュール４０２がシート３１４上に載置されるまで、回路は、図９４に概略的に示されるように、シート２２に挿入される。このステップでは、形成部３１３の２つの付属部３５が貫通開口５１ａを貫通し、モジュールの下側構造５２の壁５２ａは、付属部３５の外側に必要なグリップを付与するブロック要素６０４の中央孔のいくつかのタブを有して、２つの付属部（図９６を参照）の間を貫通する。
それゆえに組み立てられた状態では、図９７にも示されるように、エミッタ４２１とレシーバ４４１との間には、壁３１５（または他の適切な形状の壁）が設定される：エミッタ４２１によって生成された光線は、壁３１５を通過してレシーバ４４１に到達し、それゆえに基準信号を発生させる。
このように、既に説明したように、主エミッタ４２の経時変化による光強度の可能な変動を補償するための基準を有することが可能である。前述したように、実際には、エミッタ４２および４２１は同様である。さらにまた、壁３１５の存在のおかげで、レシーバ４４１に入射する光線は、本体１０ａのプラスチック材料によって導入された屈折の関数である。このようにして、図８１〜図８９を参照して説明したように、プラスチック材料の経時変化による屈折率の変化は、屈折光線の強度の変化、したがってレシーバ４４１上の光強度の、すなわち、レシーバによって放射された信号の強度の変化を伴う。したがって、補助レシーバ４４１の信号を基準として考えると、材料の特性および／または他の環境要因または使用条件に起因する変化のばらつきを補償することが可能である。
図９８に例示されているのは、レベル検知装置１０の回路支持部１５によってここでは表されている対応するインターフェース回路へのその接続のための、モジュール４０２の可能な電気回路図である。図示されるように、端子５０は、好ましくは、エミッタ４２およびエミッタ４２１の供給レベルＶｃｃ、グラウンドＧＮＤ、および２つの光検出器４４および４４１に対応する２つの電圧信号ＡおよびＣを入出力信号として有することを可能にする。これらの信号ＡおよびＣは、コントローラＭＰ内で（図９９に概略的に示されるように）数値処理のために回路支持部１５に送られ、および／または電気コネクタ１３ａ、１６（または１１３ａ、１６）を介して外部回路に送られる。
代わりに、図９９に例示されているのは、モジュール４０２を含む品質光センサの動作のブロック図である。この図において、Ｖｃｃによって指定されるものは、エミッタ４２および４２１の低電圧電源であり、ブロックＯＧは、ガイド３１１および壁２１の対応する部分によって画定される光学幾何学的形状を表し、ブロックＯＲは、エミッタ４２１とレシーバ４４１との間に設定された本体１０ａの部分３１５を表している。図示されるように、レシーバ４４および４４１からの出力における電圧信号ＡおよびＣは、調整回路ＣＣによって処理され、調整信号Ａ１およびＣ１は、マイクロプロセッサＭＰの対応する入力に到達し、信号Ｃ１の関数として信号Ａ１を補正することによって、溶液の濃度の値または他の何らかの特性の値または物質の種類を表す信号Ｓを生成する。この場合においても、構成要素ＣＣおよびＭＰは、回路基板１５上に配置されることが好ましく、マイクロコントローラＭＰは、液体溶液のレベル検知および品質検知の双方を管理する。もちろん、図９９のブロック図はまた、図８１〜図８８を参照して説明した実施形態に関しても適用される。
また、図８９〜図９９の品質光センサの一般的な動作は、図８１〜図８８を参照して、特に光ガイド３１２と組み合わせた光エミッタ４１およびレシーバ４４の使用に関して記載されたものと同様である（特に、図８７〜図８８に関する記載の部分を参照）。
明らかに、部位３０２、形成部３１３、シート３１４、および壁３１５のうちのそれぞれは、それらの機能が維持される限り、例示したものとは異なる形状を有することができ、可撓性端子５０の代わりに、先に５０１によって指定されたタイプの電気配線が使用されることができる。
様々な実施形態において、本発明にかかる装置１０を装備する光センサは、その動作が、光屈折の法則、特に固体から流体への通過における光線の屈折（互いに異なる屈折率を有する２つの媒質）および流体の濃度による屈折率の変化に少なくとも部分的に基づいている。物理学およびスネルの方程式から知られているように、入射光線の同じ入射角が与えられている場合、既に上述したようにその濃度を表す、流体の屈折率の変化は、流体を通って屈折した光線の角度の変化を伴う。光放射を受ける要素を適切に事前に配置することによって、屈折した光線の入射位置を検出することができ、したがって流体の濃度および／または特性を測定することができる。
この種の実施形態は、図１００〜図１１１を参照して説明され、先の図のものと同じ参照符号は、既に説明したものと技術的に等価な要素を指定するために使用される。
図１００を最初に参照すると、この種の実施形態では、壁２１から本体１０ａのキャビティＨの内側に向かって立ち上がる形成部２１０を含む位置決め部位３０３が設けられている。形成部２１０は、必ずしもそうである必要はないが、好ましくはキャビティＨを通って延び且つ光モジュール４０３について上部に位置決め要素を有する形成壁を備える。この例では、このモジュール４０３は、図１０５および図１０６からわかるように、モジュール４０３についての少なくとも１つの上側付属部２１０ａおよび非常に好ましくは側部コントラスト要素２１０ｂを好ましくは画定する形成部２１０の上面に載置されるように設計されている。
この種の実施形態では、全体として２２０によって指定される光線の伝播のための形成された光学インサートを使用することが想定されており、例えば壁２１のものと同じ材料など、透明材料またはセンサの動作光放射に対して透過性の材料の少なくとも一部から作られる。光学インサート２２０は、図１０１に明確に示されているように、壁自体の主面から突出するキャビティを画定するように形成された底壁２１の一部から基本的に構成された対応するシート２３０に収容されるように設計されている。この図１０１に示されているように、液体溶液に浸漬されるシート２３０を画定する部分は、互いに対して傾斜した２つの外面２３０ａ、２３０ｂを含む。この例では、２つの表面２３０ａおよび２３０ｂは、それらの間に９０°よりも大きな角度を形成する。
インサート２２０は、図１０２および図１０３の異なる図で表され、好ましくはプラスチック材料で形成および／または構成されている。インサート２２０の本体は、好ましくは平面であり且つ形成部２１０の付属部２１０ａと結合するように設計された貫通孔２２１ａを備えた主壁２２１を有する。壁２２１の上側に好ましくは突出するものは、光モジュール４０３の位置決めのための付属部２２１ｂである。
壁２２１の下面には、光の透過用の２つの要素２２２および２２３が突出しており、そのそれぞれは、先端に、好ましくは約４５°傾斜した傾斜面２２２ａおよび２２３ａを有する。さらに、好ましくは、インサート２２０の本体は、同様に、各透過要素２２２および２２３に対応する位置にそれぞれある壁２２１の上側に開放した２つのハウジングまたはシート２２２ｂおよび２２３ｂを画定する。インサートの本体は、好ましくは、透過要素２２２および２２３を含む単一部品から構成される。図示するように、シート２２２ｂおよび２２３ｂは、光モジュール４０３のエミッタおよびレシーバの少なくとも一部を収容するように設計されている。好ましくは、対応する傾斜面２２３ａが入射光線を受け入れるように設計されている場合、透過要素２２３は、細長い断面、例えば、略矩形であり、その位置は、液体溶液の濃度の関数として、表面２２３ａの長手方向において変化することができる。透過要素２２２は、この例では円形断面を有する。
シート２３０（図１００〜図１０１）は、その内部に透過要素２２２および２２３の少なくとも一部を収容するように設計されており、したがって、それに応じて形成され、および／または少なくとも部分的に相補的な形状を有し、好ましくはシート２３０の少なくともいくつかの内壁により、透過要素２２２および２２３の少なくともいくつかの面に面して設定されるかまたは結合されている。
図１０４を参照すると、光モジュール４０３は、好ましくは、形成部２１０の付属部２１０ａおよびインサート２２０の付属部２２１ｂのために、２つの貫通開口４１３ａおよび４１３ｂを有する印刷回路支持部またはＰＣＢによって構成された略板状の支持部を備える構造４１３を有する。
構造４１３の下側には、少なくとも１つのエミッタ４２２と、光放射、好ましくは可視放射の少なくとも１つのレシーバ４４２とが連合されている。エミッタ４２２は、例えば、発光ダイオードであってもよい。好ましい実施形態では、レシーバ４４２は、光検出器によってそれぞれ構成された独立した画素の線形または２次元のアレイを含むＣＭＯＳアレイタイプのレシーバである。構造４１３は、例えば導電性材料から作られた経路と前記構成要素の端子用の金属化された孔とを備える明確さの理由から図示されていない構成要素４２２および４４２の電気的接続のための適切な要素を含む。可能な他の実施形態（図示せず）によれば、構造４１３はまた、前記経路および孔の機能を果たす、すなわち先の実施形態に関して説明したものと同様の技術を使用して、導電性材料から作られた電気接続要素上にオーバーモールドされた例えばプラスチック材料などの電気絶縁材料から作られた本体を備えることができる。
好ましい実施形態では、モジュール４０３と装置の回路支持部１５との間の電気的接続は、例えば図１００〜図１０１において５０４によって指定されるフラットケーブルを介して得られ、この場合、回路１５は、好ましくは、接続用のコネクタまたは経路および／または導電パッドを備える。明らかに、前述したことにしたがって、別個の可撓性端子または電気配線または他の接続部を介して接続を提供することも可能である。もちろん、フラットケーブルはまた、前述した様々な実施形態の光モジュールの接続に使用することもできる。
組み立ての目的で、光学インサート２２０は、図１０５に概略的に示されるように、特にその壁２２１の下面が形成部２３０の上面に載置されるように、本体１０ａに取り付けられる。このステップでは、インサート２２０の孔２２１ａが形成部２１０の付属部２１０ａに嵌め込まれていることを確認するように注意を払わなければならない。取り付けられた状態では、図１０６からわかるように、形成部２１０の上側コントラスト要素は、インサート２２０の適切な位置決めに寄与する。さらに、この状態では、インサートの要素２２２および２２３は、特にシート２３０の外面２３０ｂに対向する位置において（図１０１および図１０９を参照）要素２２２の傾斜面２２２ａおよびシート２３０の外面２３０ａと対向する位置において（図１０１および図１１１を参照）要素２２３の傾斜面２２３ａとともに対応するシート２３０に挿入される。
次に、モジュール４０３が予め組み立てられた回路支持部１５は、モジュール自体がインサート２２０の上側に載置されるまで、本体１０ａのキャビティ内に挿入される。位置決めの目的のために、光モジュールの構造の孔４１３ａおよび４１３ｂはまた、図１０７からわかるように、それぞれ、形成部２１０の付属部２１０ａおよびインサート２２０の付属部２２１ｂに結合される。さらに、この状態では、エミッタ４２２およびレシーバ４４２は、インサート２２０の対応するシート２２２ｂおよび２２３ｂ内に位置決めされるおよび／または少なくとも部分的に収容される（図１０９および図１１１を参照）。
この時点で、モジュールは、実質的に６０４によって指定されるタイプの固定リングを介して所定位置に固定され、そのタブ付き孔は、付属部２１０ａと干渉して係合する。リング６０４は、好ましくは、バネとしても動作し、モジュール４０３と光学インサート２２０の位置決めおよび／または可能な組立公差の回復を可能にする。そして、回路がカバー自体のそれぞれのシート１３ｆ（図１０１）に結合するように注意しながら、カバー１３が本体１０ａに固定される。
理解されるように、少なくとも付属部２１０ａおよび孔２２１ａは、可能なコントラスト要素２１０ｂと組み合わせて、形成部２１０に対するインサート２２０の位置決めおよびセンタリングのための手段を提供するが、付属部２１０ａ自体およびインサート２２０の付属部２２１ｂは、孔４１３ａおよび４１３ｂとともに、形成部２１０およびインサート２２０に対するモジュール４０３の位置決めおよびセンタリング手段を提供する。
インサート２２０は、エミッタ４２２によって生成された光線をレシーバ４４２まで本体１０ａも介して、特に対応するシート２３０の壁２３０ａおよび２３０ｂを介して、壁が浸漬される液体物質も介して伝播するように設計されている。したがって、インサートの光学面２２２ａおよび２２３ａは、空気とプラスチック材料との間の界面も考慮して、光線を正しい方法で反射するように設計されている。同様に、シート２３０、特にその外面２３０ａおよび２３０ｂは、プラスチック材料と液体溶液との間の界面で光線を屈折させる目的で設計されている。
光センサの動作が図１０９〜図１１１に例示されている。図１０９を最初に参照すると、光線Ｒは、固体と空気との間の界面を表す４５°で傾斜した光学面２２２ａに当たるまで、インサート２２０、特に要素２２２内のエミッタ４２２によって放射される。この目的のために、エミッタ４２２は、関心のある方向に高濃度の放射を得るために、コリメート型であることが好ましい。
光学面２２２ａは、入射光線Ｒに対して９０°の出射光線Ｒ１を有して固体と空気との間の界面で全反射させるように設計されて傾けられていることが好ましい。要素２２２とシート２３０の対応する部分との間の界面は、互いに平行であり、入射光線Ｒ１と直交しており、適切な表面仕上げが施されている。光線Ｒ１は、インサート２２０とシート２３０との間の小さな距離によって生成される微小な屈折を無視して、方向を変えることなく伝播する。
ここで図１１０を参照すると、光線Ｒ１は、シート２３０と液体溶液との間の界面の光学面に当たり、この表面は、シート２３０の外面２３０ｂによって表される。光学面２３０ｂは、光線Ｒ１が液体内の光線Ｒ２において、シート２３０の外面２３０ａによって表される液体とシート２３０との間の界面の他方の光学面に向かって屈折されるように設計されて傾けられている。入射光線Ｒ２が第２の境界面２３０ａに到達すると、屈折の結果として、シート２３０の対応する壁を通る光線Ｒ３に変換される。
また、図１１１を考慮すると、光線Ｒ３は、シート２３０の内側からインサート２２０まで、特にその要素２２３まで通過する。２つの界面、すなわち、プラスチック材料（シート２３０）と空気との界面および空気とプラスチック材料（要素２２３）との間の界面は、同様に空気中の小さな距離を無視できるものと仮定して光線が偏向を受けないように、互いに平行であり且つ入射光線Ｒ３と直交している。光線Ｒ３は、要素２２３の４５°に傾斜した光学面２２３ａに入射し、レシーバ４４ａに向けて全反射される光線Ｒ４に変換される。
光線Ｒ４は、レシーバ４４２の線形または２次元アレイに入射し、所与の画素を照射させる：このようにして、液体溶液の所与の濃度Ｃｏｎｃ１には、照射された所与の画素、したがってレシーバ４４２によって生成された信号が連合される。光線Ｒ４がいくつかの隣接画素を照射する場合、信号を処理して対応する平均画素または平均点を画定することが可能である；あるいは、光ビームの中心点に対応する最高画素値を考慮して、各画素に関連する異なる光強度を検出することができる。溶液濃度が異なる濃度Ｃｏｎｃ２の場合には、溶液自体の屈折率が変化する：したがって、境界面における光線Ｒ１の入射角を一定に保つと、光線Ｒ２の角度、したがって濃度Ｃｏｎｃ１の場合に対応する光線Ｒ３の角度は、図１１０において光線Ｒ２’およびＲ３’によって表される濃度Ｃｏｎｃ２の場合に変更される。図１１１に示す場合のように、光線Ｒ３’は、光線Ｒ４と同様に、レシーバ４４２に直角に入射するが光線Ｒ４とは異なる点における別の光線に変換され、結果的に先のものとは異なる画素を照射する（先に濃度Ｃｏｎｃ１で照射された画素は、代わりにオフになる）。光線Ｒ４がいくつかの隣接画素を照射する場合、様々な画素および／または対応する信号強度を検出し、対応する平均画素または平均点を計算することが可能である。線形または２次元の画素アレイ内の照射の変化は、レシーバ４４２上の入射光線の正確な位置を識別することを可能にする：このようにして、液体溶液の濃度を表す所与の値を線形または２次元アレイの画素上の各照射変化に関連付けることが可能になる。
前述の説明から、本発明の特徴は、同様にその利点を発揮するので、明らかに出現する。
当業者であれば、以下の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、例として記載された光センサに多くの変更を加えることができることは明らかである。
例えば経時変化または使用条件にしたがって変化する装置の本体のプラスチック材料の少なくとも１つの特性の検出を目的とした補助または基準装置の存在は、自律的に進歩的であると理解されるべきであり、すなわち、エミッタ４２、４２２およびレシーバ４４、４４２を含むものなど、主光検知装置の存在に必ずしも関連していなくてもよく、あるいは温度検知装置および／またはレベル検知装置の存在に関連していなくてもよい。
装置１０の本体の材料の特性を検出するためのこのような補助または基準装置は、例えば、エミッタ４２１およびレシーバ４４１（図８４〜図８９および図９０〜図９９）を参照して先に例示したタイプの光学タイプであってもよく、あるいは（本体１０ａなど）本体の材料の静電容量および／またはインピーダンスの変化、または熱伝導率および／または抵抗の変化を検出する装置など、その目的のために設計されたいくつかの他の種類のものであってもよい。
説明したように、前記補助装置によって行うことができる検出は、装置の本体の材料、特に光放射に対して透明または透過性の材料の状態に関する情報を供給する。この種の情報は、対応する検出が間接的に行われた場合に、すなわち、検出される（温度センサ１９ａまたは電極Ｊなどの）検知手段と流体（物質または周囲空気）との間に設定された壁（本体１０ａの壁２０もしくは２１または本体１１０ａのケーシング１１４の壁など）の存在下で、レベルセンサおよび／または温度センサなどの自律的に発明的な態様にかかる装置の他のセンサを用いて行われる検出の補償の目的のために有用である。
例えば、前述の介在壁の材料の経時変化および／またはこの材料によって受ける熱応力は、問題の材料の熱伝導率の特性の変化を引き起こす可能性があり、これは、温度検知の精度に悪影響を与えることがあることが理解される。この目的のために、例えば、少なくとも１つの電気ヒータと１つの温度センサとを備え、同一の基準壁の異なる点に連合された熱式の基準装置を考えることができる。
前述の介在壁の材料の経時変化および／または熱応力および／または変質は、問題の材料の電気絶縁の特性および／または誘電特性および／または電気インピーダンスの特性の変化を引き起こし、その結果、例えば、（本体１１０ａの壁１１４および／または１２０などの）壁を介して検出されるべき流体から隔離された電極を有する容量性センサ手段および／またはレベル検知手段を介して行われる場合に検出の精度に悪影響を与える。この目的のために、１つの同じ基準壁の異なる点に連合された少なくとも２つの電気導体または電極を備える少なくとも１つの静電容量、および／またはインピーダンス、および／または電気抵抗を検出するように設計された基準装置が設けられることができる。
この種の用途では、センサ装置の制御電子装置は、補助装置を介して取得された情報の関数として行われる検出を補償するために適切に設けられ、したがって問題の物質の特性の可能な変動を示す。この目的のために、例えば制御電子装置の記憶手段には、考慮されるプラスチック材料の基準特性（光学特性、特にその屈折率など）とセンサ装置が設計される測定に影響を及ぼすそれらの他の特性（導電率またはインピーダンスおよび／または熱伝導率または抵抗など）との間に存在する相関関係を表現することを目的として、例えば表形式でおよび経験的調査に基づいて対応する情報が符号化されることができる。この情報は、例えば温度および／またはレベル検知ステップなどの前述の測定の過程で必要な補償を行うために、制御電子装置、特に電子コントローラによって使用される。
明らかに、補助または基準装置は、それを搭載するセンサ装置の本体の任意の適切な位置に設けることができ、記載されたタイプの光学基準装置の場合、対応するエミッタとレシーバとの間にその特性が監視されるものと同じプラスチック材料から作られた一部が設定されることが好ましい。
前述したように、本発明にしたがって提供される光モジュールの支持および電気接続構造を得るための態様は、異なっていてもよく、例えば、フレキシブル回路支持部上の構造の１つ以上の本体のオーバーモールディングまたは結合を備えてもよい。
図１１２〜図１１６は、オーバーモールディングに基づいて、実質的に図３７〜図３８に示されたタイプの光モジュールの実装可能なモードの例を示している。これらの図においては、既に上記説明したものと技術的に同等の要素を指定するために、先の図のものと同じ参照符号が使用されている。図１１２において、全体として３００によって指定されているのは、電気接続要素および好ましくは接続端子を一体化したフレキシブル回路支持部またはＰＣＢである。この目的のために、回路支持部３００は、例えば、ポリアミド、カプトン（登録商標）または液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの少なくとも１つのポリマーまたはポリエチレンポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）もしくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエチレン（ＰＥ）から作られた実質的にフィルム状の絶縁基板３０１を備える。基板３０１には、導体４８および４９好ましくは端子５０も形成する、例えば金属または金属合金または導電性フィラーを添加したポリマーからなる導電路が設けられている。
回路支持部３００には、中央部３００１と２つの側部３００２、３００３が示されている。側部３００２および３００３の先端部には、光エミッタおよびレシーバに接続されるべき導電路４８、４９の端部が配置されており、経路の端部は、好ましくはパッドの形態である（図示せず）。好ましくは、経路４８、４９の反対側の端部は、代わりに、端子５０を提供するために、回路支持部３００の中央部３００１、特にその端部の近傍に配置されている。この例では、これらの端子は、基板３０１に設けられた対応する貫通孔と同軸の中央開口を有するパッドによって構成されている。
光モジュールに図３６〜図３７において４５ａによって指定されたものと同様の位置決め開口を設けなければならない場合、基板３０１は、対応する貫通開口３００ａを有する。前述の位置決め開口が不要な他の実施形態では、開口３００ａは、省略されてもよい。好ましい実施形態では、回路支持部３００の基板３０１は、いずれの場合にも、いくつかが３００ｂおよび３００ｃによって指定される１つ以上の通路を備えていてもよく、示されるように、この通路を介して、支持および／または位置決め体の絶縁材料の一部が回路支持部３００上にオーバーモールドされ、貫通して凝固することになる。好ましくは、少なくとも１つの開口３００ｂが、回路支持部３００の側部３００２、３００３の各先端領域に設けられるとともに、中央部３００１に電気的支持および接続構造の中央本体に適切な開口を設けるためにも必要な２つの開口３００ｃが設けられる。
様々な実施形態において、回路支持部３００上にオーバーモールドされたものは、先に４５、４６、および４７によって指定された本体の機能を果たすように設計された１つ以上の本体である。図１１３および図１１４は、回路支持部３００の各領域、特に中央部３００１および側部３００２、３００３の先端領域上にオーバーモールドされた３つの前記本体４５、４６、および４７を含む支持および／または電気接続構造４１４の場合を例示している。この目的のために、図１１２からわかるように、回路支持部３００は、本体４５〜４７の輪郭の定義に必要な印象を有する適切な金型（例えば、適切な印象を有する図１５のものと略同様の金型）に設定され、本体自体を形成するのに必要な電気的絶縁材料、例えばポリマーまたは熱可塑性材料が注入される。したがって、前記本体は、既に前述した要素を提示するように形成されることができる：例えば、中央部３００１には、対応する貫通開口５１ａとともに、拘束突起４５ｂ、並びに上側形成部５１および下側形成部５２を画定することができるのに対して、側部３００２、３００３には、シート４６ａ、４７ａおよび付属部４６ｂおよび４７ｂが画定されることができる。形成の過程で、基板３００１の通路３００ｂ、３００ｃの存在（図１１２）は、材料の注入点の反対側の回路支持部３００の面に向かって注入材料の必要な流れを可能にし、および／または、材料の固化後に、回路支持部３００上での本体自体の固体固定を確実にする。図示されているような様々な実施形態において、通路３００ｃはまた、貫通開口５１ａの画定のためにも必要である。好ましくは、様々な実施形態において、回路支持部３００に対する本体４５、４６、４７の少なくとも１つの固定の目的のために、成形材料が通路３００ｂ、３００ｃに、および回路支持部３００の双方の面の少なくとも一部に設けられ、および／または形成材料が回路基板３００の縁の少なくとも一部に沿って、および回路支持部３００の双方の面の少なくとも一部に設けられる。
好ましくは、側部本体４４および４７は、光モジュールのエミッタおよびレシーバの位置決めおよび電気的接続に必要な回路支持部３００の対応する領域を露出したままとするために、対応する下面に、図１１４において４６ｅおよび４７ｅによって指定される少なくとも１つの通路を提供するように、回路支持部３００上にオーバーモールドされる。本明細書に例示されるタイプの端子５０の場合、図１１４に明確に示されるように、例えば光モジュールの配線または電気コネクタのはんだ付けのその後の動作を容易にするために、端子自体もまた少なくとも部分的に露出されたままでとされる通路を画定するように本体４５の下面が形成されることもまたさらに好ましい。
金型からの取り出し後、構造４１４は、図１１３および図１１４に示されているようになり、全体として４０４によって指定される光モジュールを得るために、図１１５からわかるように、それぞれ各導電性経路４８および４９に接続されるエミッタ４２およびレシーバ４４ａ、４４ｂがその上に取り付けられる。そして、モジュール４０４は、実質的に以前に説明した態様で、装置の本体の対応する光学的部位に取り付けられることができる。この種の実施形態では、側部本体４６、４７と中央本体４５との間に、図１１６では３０１ａのみによって指定される全体として可撓性および／または変形可能な回路支持部３００の各部が露出したままとされる。回路支持部３００のこれらの部分３０１ａの可撓性および／または変形可能性を利用することにより、側部本体４６、４７、したがってエミッタおよびレシーバは、上述したように、例えば使用されるブロックおよび／または位置決め部材（図２０において６０によって指定されるタイプの部材など）によって加えられる推力の結果として、部位の対応する光学面（図１９に示される面３３ａ、３４ａなど）に対して正しい位置をとることができる。
もちろん、本体４５〜４７は、例示したものとは異なる構成を有することができ、側部本体４６、４７と中央本体との間に延在する薄い接続部、またはいずれの場合にも弾性的に変形可能な部分を画定するようにオーバーモールドされることができる。
本発明のさらなる実施形態では、１つ以上の別個の位置決めおよび／または支持部が回路支持部に連合されている。この種の実施形態は、図１１７〜図１１９に例示されており、先の図のものと同じ参照符号は、既に上述したものと技術的に等価な要素を示すために使用される。
図１１７および図１１８を最初に参照すると、様々な実施形態において、フレキシブル回路支持部３００は、例えば図１１２〜図１１５を参照して既に説明したタイプの目的のために使用され、導体４８、４９および端子５０を導電性経路の形態で一体化する。
全体的に４１’によって指定されているものは、３つの上側半体、特に４５’によって指定される中央半体および４６’および４７’によって指定される２つの側部半体が識別された単一体であり、これらは、以下に４５、４６、および４７によって指定される支持および／または位置決め部の上部を提供するものである。この例では、側部半体４６’および４７’は、好ましくは比較的薄いおよび／または可撓性の構成を有する少なくとも１つの接続部１６０を介して中央本体に接合される。３つの半体４５’〜４７’の上面は、必要な機能要素を画定するように形成されている。例えば、図１１７を参照すると、半体４５’は、拘束突起４５ｂ、上側形成部５１、および孔５０２、並びにここでは４５ａ’および５１ａ’によって指定される貫通開口の各部を画定する。半体４６’および４７’は、代わりに、対応するシート４６ａ、４７ａおよび付属部４６ｂ、４７ｂを画定する。
代わりに、４５’’、４６’’および４７’’によって指定されるものは、互いに区別される３つの下側半体であり、これらは、以下に４５、４６、および４７によって指定される支持および／または位置決め部の下部を提供するものである。この視点では、例えば図１１８に見られるように、下側半体４５’’は、形成部５２、並びに必要な貫通開口の各部４５ａ’’および５１ａ’’、並びに端子５０の一部を露出したままにするための開口１７０を画定する。下側横半体４６’’および４７’’は、代わりに、略フレームの形態で構成され、それぞれが各通路４６ｅおよび４７ｅを画定する。
様々な実施形態において、前記支持および／または位置決め部、すなわちそれらを形成する半体４５’〜４７’および４５’’および４６’’は、熱可塑性または熱硬化性材料などのポリマー、または樹脂から作られる。好ましくは、使用される材料は、特に比較的厚い、例えば少なくとも１ｍｍよりも局所的に厚さで成形される場合、必要な支持および／または位置決め機能を保証するために、比較的剛性のタイプからなる。接続部１６０は、同じ材料から作られることができ、関節接合部またはヒンジを備えていてもよく、あるいは、例示された場合のように略薄板の形態であってもよく、またはいずれの場合にも適切な柔軟性を保証するために、比較的小さい寸法（１ｍｍ未満の厚さなど）を有する。あるいは、半体４５’〜４７’’（および場合によっては半体４５’’〜４７’’）は、比較的剛性のポリマーから作られてもよく、代わりに別のフレキシブルな材料から作られた接続部１６０に共モールドもしくはオーバーモールドまたは連合されてもよい。
様々な実施形態では、半体４５’〜４７’および半体４５’’〜４７’’は、例えばスナップ動作結合手段および／またはスロット嵌合および／または締まり嵌め手段などの相互結合手段を備えている。例示された場合では、例えば、半体４５’〜４７’の下面には、半体４５’’〜４７’’の上面に設けられた対応するシート１９０および突起１８０に連結されることになる突起１８０およびシート１９０が設けられている。様々な実施形態において、前記シート１９０は、貫通シートであるが、他の可能な実施形態では、シートがブラインドシートであってもよい。上述したように、好ましくは、突起１８０は、対応するシート１９０におけるスナップ動作によって結合されてもよい。半体４５’の下面に画定された対応突起２１０（図１１８）を受け入れることになる半体４５’’の上面に画定されたシート２００（図１１７）などのさらなる相互位置決め要素を設けることも可能であり、これらのシートおよび突起は、基板３００１の開口３００ｃに配置されるように設計されている（図１１７）。突起２１０およびシート２００はまた、例えば、図１１７および図１１８に示されるように、半体４６’〜４６’’および４７’〜４７’’に、特に基板３００１の開口３００ｂのものに対応する位置に設けられてもよい。
半体４５’〜４７’（すなわち、本体４１’）および半体４５’〜４７’’は、別個に成形されることができ、例えばポリマーから作られることができ、その後、図１１８からわかるように、エミッタ４２およびレシーバ４４ａ、４４ｂが事前に取り付けられることができる回路支持部３００の介在により一体に結合されることができる。例えば、例示した場合を参照すると、本体４１’の底面は、位置決め突起２１０、２１０ａが開口３００ｂ、３００ｃを貫通するように、回路支持部３００の上面に対して配置されている。反対側において、半体４５’’〜４７’’の上面は、突起１８０、２１０と対応するシート１９０、２００との間の結合を生み出すように、回路支持部３００の下面に対向して配置されている。下側半体４６’’および４７’’の通路４６ｅ、４７ｅの存在は、回路支持部３００へのエミッタおよびレシーバの事前組立を可能にする。上述したように、例示された場合、突起１８０およびシート１９０は、スナップ動作結合のために構成されているが、それらの結合のタイプ、並びにそれらの数および／または位置は、異なっていてもよい。
半体４５’〜４７’と半体４５’’および４７’’との間の結合に続いて、光モジュールが画定され、その構造は、本体４５、４６および４７を備え、そのそれぞれは、図１１９からわかるように、対応する半体４５’〜４５’’、４６’〜４６’’、および４７’〜４７’’によって形成され、モジュールは、全体として４０５によって指定されている。この種の実施形態においても、側部本体４６、４７と中央本体４５との間には、可撓性または変形可能な回路支持部３００の各部３０１ａ、並びに可撓性を有するかまたは関節式に接続されている中間本体部１６０が露出したままである。回路支持部３００のこれらの部分３０１ａおよび中間部１６０の可撓性を利用することによって、側部本体４５〜４７、したがってエミッタおよびレシーバは、使用されるブロックおよび／または位置決め部材によって加えられる推力の結果として、部位の対応する光学面に対して正しい位置をとることができる（これに関して、図１１９は、モジュールが組み立てられた状態を例としてシミュレートすることに留意すべきである）。
明らかに、スナップ動作結合手段、および／またはスロット嵌合手段、および／または締まり嵌め手段の代わりに、半体４５’〜４７’および４５’’〜４７’’は、これらが想定される場合、例えば、結合手段１８０〜２１０自体の接着、または溶接、または部分的再溶融を介して、回路支持部３００の介在によって何らかの他の方法で互いに固定された状態とすることができる。さらに、中間接続部１６０の存在は、製造の観点から、特に取り扱いを容易にするためには有利であり、場合によっては回路支持部３００の導電路を保護する目的で有用であるが、実装の目的のためには厳密には不可欠ではないことが理解される。他方では、好ましくは、半体４５’’〜４７’’はまた、１６０によって指定される部分と同様の中間可撓性部を介して一緒に接合されて単一の本体を形成することができる。一方では、例えば導電路の保護をモジュールに提供することが望まれる場合には、回路支持部３００の上面および／または下面において、１６０によって指定されたものと同じタイプの中間接続部もまた、図１１２〜図１１５を参照して説明したものと同じタイプの実施形態の場合に想定されることができる。
さらに、例えば３００によって指定されるものと同じタイプのフレキシブル回路はまた、特に中央本体４５のオーバーモールディングの場合、図７〜図９または図９１〜図９３を参照して説明したタイプの可撓性タイプの金属接続端子５０を備えることもできることを理解されたい。
可能な変形実施形態では、本体４１’は、例えば図１１９のように半体４５’に対して既に傾斜した構成の半体４６’および４７’を用いて、特に中間本体部１６０の存在を利用して成形されることができる；場合によっては、この目的のために、半体４５’’〜４７’’もまた、中間本体部を介して半体４５’’に接合されることができる。この種の変形例は、特に本体４５〜４７が中間本体部を介して一緒に接合されているとき、図１１２〜図１１６のものと同じタイプのオーバーモールド構造の場合にも適用することができる。
明らかに、図１１２〜図１１６および図１１７〜図１１９を参照して説明したタイプの光モジュールは、前述の全ての実施形態で使用することができる。
１つの実施形態に関連して記載された個々の特性が、本明細書に記載される他の実施形態において使用されることができることは、当業者にとって明らかであり、様々な実施形態において、先の例とはさらに異なることがある前述した個々の特性の組み合わせを備える本発明にかかるセンサ装置を提供することが可能である。
例えば、記載された様々な実施形態の全ては、図７２〜図７８の実施形態に関連して提供される教示にしたがって実装されてもよい。同様に、参照光ガイド（先に４２１、４４１、３７２、３５２によって指定された要素など）を介在させて、少なくとも１つのエミッタおよび少なくとも１つの基準光放射のレシーバを想定する解決策は、全ての実施形態において実装されることができる。
様々な実施形態では、本体１０ａの閉鎖または底構造はまた、タンク１の内側に向かって突出するハウジング部１２の周壁２０の一部、または液体物質と接触する対応する外面を含むことができる。この種の実装形態では、物質の品質および／または他の特性を検出するための光学装置は、光センサの動作光放射に対して透明な材料から作られる周壁２０のこの突出部に連合されることができる。例えば、図１００〜図１１１の実施形態を参照すると、シート２３０は、周壁２０の前記部分に画定されることができ、周壁は、少なくとも表面２３０ａ〜２３０ｂ（図１０１および図１１０）を画定するように形成されることができる。
様々な実施形態では、光放射に対して少なくとも部分的に透明または透過的である先の例に示された特性の少なくとも一部を一体化する、先に３１によって指定されたタイプの光学構造または光学プリズムは、対応するシートに取り付けられた別個のまたは独立した要素として構成される。例えば、図７２〜図７８を参照して説明された光学構造またはプリズム３１は、図１００〜図１１１を参照して説明された例の形成光学インサート２２０のような別個の要素とすることができるが、対応するシート２１ｃは、シート１３０のような光放射に対して透明な底壁および／または壁を有することができる。
上述したように、前述したタイプのセンサ装置は、適切な構造的変更（例えば、異なる角度αを有するおよび／または異なるエミッタおよび／またはレシーバを用いる）を行うことによって得られてもよく、あるいは他の実施形態でおよび／または他の用途のために得られてもよく、および／または燃料の特性を検出するためおよび／またはガソリン−エタノール混合物またはディーゼル−バイオディーゼル混合物などの燃料の混合物を区別するため、あるいは燃料の汚染の可能性を検出するために使用されてもよい。
上述したように、物質の特性を検出するための光センサを備える、記載されたタイプのセンサ装置は、発電機などの内燃機関または吸熱エンジンを想定する車両とは異なるシステムにおいても使用されることができる。
本発明は、検出の対象となる液体物質のタンクおよび包括的容器を特に参照して説明されたが、記載されたセンサ装置は、液体物質が収容され且つ／または流れる水圧ダクトにも同様に適用することができる：この観点で、先に使用された用語「容器」または「タンク」は、検出対象の物質の収容および／または通過を可能にするように設計された包括的ダクトも指すと理解されなければならない。

Claims (20)

  1. 液体物質の少なくとも１つの特性を検出するための光センサ装置であって、前記センサ装置（１０；１０、１１０）が、内面および外面を有する装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）を備え、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記外面の少なくとも一部が前記液体物質と接触するように設計され、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記内面が前記液体物質から離隔されるように設計された光センサ装置において、
    少なくとも１つの検出装置（１５、４０；１５、４０１；１５、４０２；１５、４０３）が、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）に連合され、可視または赤外線放射などの所与の光放射（Ｒ）の少なくとも１つのエミッタ（４２；４２２）および少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）を備え、
    前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の少なくとも１つの第１の部分が、前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料から作られており、前記少なくとも１つのエミッタ（４２；４２２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）が、前記第１の部分において前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記内面に光学的に結合されており、
    前記所与の光放射（Ｒ）が、特に前記液体物質の特性の関数として可変である角度および／または強度で、前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）に向かって前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記第１の部分を介して少なくとも部分的に伝播されるように、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記第１の部分が、前記少なくとも１つのエミッタ（４２；４２２）から前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）への特に屈折および／または反射による前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に寄与するように形成されており、
    前記検出装置（１５、４０；１５、１００；１５、４０１；１５、４０２；１５、４０３）が、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）とは別個の部分として構成された、前記少なくとも１つのエミッタ（４２；４２２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）の支持および電気的接続のための構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）を含む光モジュール（４０；４０１；４０２；４０３；４０４；４０５）を備え、
    前記支持および電気的接続のための構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）が、好ましくはオーバーモールディングを介して導電性材料から少なくとも部分的に作られた電気接続要素（４８、４９、５０；４８２；４８３；４８２、４８３、４９２、５０；３００）に連合された電気絶縁材料から作られた１つ以上の本体（４５〜４７；４５１〜４７１；４５２〜４７２；４５３〜４７３；４１１；４１３；４１’、４５’〜４７’、４５’’〜４７’’）を含む、センサ装置。
  2. 支持および電気的接続のための前記構造（４１；４１１；４１２；４１３）が、中央本体（４５；４５’〜４５’’）を含み、且つ、好ましくは可撓性を有するまたは弾性的に変形可能な本体部（１６０）および／または電気接続要素（４８、４９；３０１ａ）を介して、前記中央本体（４５；４５’、４５’’）に接続された２つの側部本体（４６、４７；４６１、４７１；４６２、４７２；４６’〜４６’’、４７’〜４７’’）を含み、前記少なくとも１つのエミッタ（４２）が第１の側部本体（４６；４６１；４６２；４６’〜４６’’）に連合され、前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が第２の側部本体（４７；４７１；４７２；４７’〜４７’’）に連合され、特に、
    前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が、それぞれ、前記第１の側部本体（４６；４６１；４６２；４６’〜４６’’）および前記第２の側部本体（４７；４７１；４７２；４７’〜４７’’）の内面に位置決めされ、前記第１の側部本体（４６；４６１；４６２；４６’〜４６’’）および前記第２の側部本体（４７；４７１；４７２；４７’〜４７’’）の少なくとも１つの他の面が、前記光モジュール（４０；４０１；４０２；４０３；４０４；４０５）の位置決めおよび／またはブロック部材（６０；６０１；６０２）の各端部（６２ａ）のための静止面を画定し、あるいは、
    前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が、それぞれ、前記第１の側部本体（４６２）および前記第２の側部本体（４７２）の外側に位置決めされ、前記第１の側部本体（４６２）および前記第２の側部本体（４７２）が、それぞれ、前記所与の光放射（Ｒ）の通過のための貫通開口（４６ｄ、４７ｄ）を画定する、請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 前記支持および電気的接続のための構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）が、
    複数の電気接続要素（４８、４９、５０；４８２；４８３；４８２、４８３、４９２、５０）にオーバーモールドされた１つ以上の本体（４５〜４７；４５１〜４７１；４５２〜４７２；４５３〜４７３；４１１、４１３）と、
    電気接続要素（４８、４９、５０）を備えるフレキシブル回路支持部（３００）上にオーバーモールドされた１つ以上の本体（４５〜４７）と、
    電気接続要素（４８、４９；３００、３０１ａ）によって一緒に接続された複数の別個の本体（４５〜４７；４１’、４５’〜４７’、４５’’〜４７’’）と、
    電気接続要素（４８、４９、５０、３０１ａ）を備え、特に成形体であり、フレキシブル回路支持部（３００）に連合された複数の別個の本体（４１’、４５’〜４７’、４５’’〜４７’’）と、
    電気絶縁性ポリマー材料によって成形された複数の本体およびポリマーを含む導電性材料によって成形された電気接続要素であって、好ましくは互いに共モールドまたはオーバーモールドされた前記本体および要素と、
    一緒に接続され、且つ装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）への光モジュールの組み立て中にその相対位置、特に相対角度位置を変化させることができる複数の成形体（４５〜４７；４５１〜４７１；４５２〜４７２；４５３〜４７３；４１１；４１３；４１’、４５’〜４７’、４５’’〜４７’’）と、
    のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のセンサ装置。
  4. 前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記内面が、前記光モジュール（４０；４０１；４０２；４０３；４０４、４０５）の位置決め部位（３０；３０１；３０２；３０３）を画定するように、前記第１の部分に形成されており、前記位置決め部位（３０；３０１；３０２；３０３）が、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記内面に対応する位置に突出する少なくとも１つの要素（３１；３１１；３１３；２０１ａ）を含み、特に、前記位置決め部位の少なくとも１つの突出要素（３１；３１１；３１３）が、反対方向に傾斜した２つの面（３３ａ、３４ａ）を画定する少なくとも１つの光学要素（３１）あるいは傾斜面（３３ａ、３４ａ）をそれぞれ画定する一対の光学要素（３３、３４）などの所与の光放射（Ｒ）の伝播のための１つ以上の光学要素（３３、３４）を備え、各傾斜面が、前記少なくとも１つのエミッタ（４２）または前記少なくとも１つのレシーバ（４４）にそれぞれ対向している、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
  5. 支持および電気的接続のための前記構造（４１；４１１；４１２；４１３）の少なくとも１つの本体（４５；４１２；４１３；４１’、４５’〜４５’’）が、前記位置決め部位（３０；３０１；３０２；３０３）の前記少なくとも１つの突出要素（３１；３１１；３１３；２０１ａ）に対する位置決めおよび／またはブロックのための手段（５１、５１ａ、５２ａ；４１３ａ、４１３ｂ）を備え、前記位置決めおよび／またはブロック手段（５１、５１ａ、５２ａ；２２１ａ、２２１ｂ）が、好ましくは、
    少なくとも部分的に中空であり、前記位置決め部位の少なくとも１つの突出要素（３１）を少なくとも部分的に収容することができるレリーフ（５１）と、
    前記位置決め部位の前記少なくとも１つの突出要素（３１；２１０ａ）を少なくとも部分的に収容することができる少なくとも１つの貫通開口（５１ａ；４１３ａ）と、
    前記位置決め部位の前記少なくとも１つの突出要素（３１）に画定された対応するシート（３２）内に少なくとも部分的に受け入れられることができるレリーフ（５２ａ）と、
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載のセンサ装置。
  6. さらに、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）および支持および電気的接続のための前記構造（４１；４１１；４１２；４１３）とは別個の部品として構成されたブロックおよび／または位置決め部材（６０；６０１；６０２；６０４）を備え、前記ブロックおよび位置決め部材（６０；６０１；６０２；６０４）が、前記光モジュール（４０；４０１；４０２；４０３；４０４、４０５）の位置決めを確実にするために、前記位置決め部位（３０；３０１；３０２；３０３）の前記少なくとも１つの突出要素（３１；２１０ａ）との係合のために事前に配置されており、前記ブロックおよび／または位置決め部材（６０；６０１；６０２；６０３；６０４）が、好ましくは、前記光モジュールの支持および電気的接続のための前記構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）の各本体（４６、４７；４６１、４７１；４６２、４７２）と協働することができるそれぞれが先端領域（６２ａ）を有する２つの略対向するアーム（６２）を備える、請求項４または請求項５に記載のセンサ装置。
  7. 前記ブロックおよび／または位置決め部材（６０；６０１；６０２；６０４）が、
    前記少なくとも１つの突出要素（３１；２０１ａ）に対する前記部材（６０）の軸方向移動により、前記位置決め部位（３０；３０１；３０２；３０３）の前記少なくとも１つの突出要素（３１；２１０ａ）と締り嵌めによって係合されることができる部材（６０；６０４）と、
    前記少なくとも１つの突出要素（３１）に対する前記部材（６０２）の角度移動または回転移動によって前記位置決め部位（３０；３０１；３０２；３０３）の前記少なくとも１つの突出要素（３１）の少なくとも１つのシート（３５ａ）と係合されることができる部材（６０２）と、
    前記位置決め部位（３０；３０１；３０２；３０３）の前記少なくとも１つの突出要素（３１）の少なくとも１つのシート（３５ａ）と係合可能な対応する拘束要素（８０）であって略環状であり且つ弾性変形可能な拘束要素であることが好ましい拘束要素（８０）を介して所定位置に固定されることができる部材（６０１）と、
    前記光モジュールの前記支持および接続構造の本体（４５）に画定された対応する係合シート（４５ａ；４５ａ１）と協働することができる回転防止要素（６１ｂ；６１ｅ）を有する部材（６０１；６０２）と、
    前記支持および電気接続構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）の本体（４５）の少なくとも１つの位置決めおよび／またはブロック手段（５１）と締まり嵌めで係合されることができる部材（６０；６０２；６０４）と、
    のうちの１つを備える、請求項６に記載のセンサ装置。
  8. 前記少なくとも１つのエミッタ（４２）が、前記所与の光放射（Ｒ）の単一エミッタからなり、前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が、互いに略並んだ位置に設定される前記所与の光放射（Ｒ）の少なくとも２つのレシーバ（４４ａ、４４ｂ）を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサ装置。
  9. 前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が、それぞれ、互いに向かって略向けられ且つ互いに対して角度をなして設定された放射および受光のための各能動部を有し、好ましくは、
    前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が、９０°よりも小さい、特に５０°から７０°の間に含まれる第１の角度（α）をそれらの間に形成する各載置面（４２ｘ、４４ｘ）にしたがって配置され、および／または、
    ２つの平面が、前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）の軸（４２ｙ、４４ｙ）をそれぞれ通過し、それらの間に９０°よりも大きい角度を形成し、および／または、
    前記液体物質と前記第１の部分の材料との間の対応する界面（２１１）に対して前記少なくとも１つのエミッタ（４２）によって放射された前記所与の光放射（Ｒ）の入射角が５０°から７０°の間に含まれる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサ装置。
  10. さらに、前記検出装置（１５、４０；１５、４０１；１５、４０２；１５、４０３）を介して行われる検出を変更する可能性があるいかなる光放射も遮蔽するための遮蔽手段（３２、５２ａ、７０、９０）を備え、前記遮蔽手段が、好ましくは、
    前記少なくとも１つのエミッタ（４２）と前記少なくとも１つのレシーバ（４４）との間の略中間の位置にある遮蔽要素（３２、５２ａ）であって、前記所与の光放射（Ｒ）に対して非透過性である遮蔽要素（３２、５２ａ）と、
    前記光モジュール（４０；４０２；４０４、４０５）、特にその支持および電気的接続のための構造（４１；４１２；４１４）に属する遮蔽要素（５２ａ）と、
    前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料から作られた前記第１の部分の内側に突出する光学要素（３１）の中間キャビティ（３２）を備える遮蔽要素と、
    前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料から作られた前記第１の部分の内側に取り付けられた光学遮蔽部（７０、９０）と、
    少なくとも周囲光に対して非透過性であり、前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）の位置決め領域の少なくとも一部に外接するように形成された光学遮蔽部（７０、９０）と
    のうちの少なくとも１つを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のセンサ装置。
  11. 前記装置本体（１０ａ、１０ａ、１１０ａ）が、前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料から作られた前記第１の部分と、周囲構造（２０；１２０）とを含む底構造（２１；２１、１２１）によって画定されたハウジング部（１２；１１２）を有し、前記光モジュール（４０；４０１；４０２；４０３；４０４；４０５）が、少なくとも部分的に前記ハウジング部（１２；１１２）内に収容されており、好ましくは前記ハウジング部（１２；１１２）に連合されており、
    特に前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）、並びに、支持及び電気的接続のための前記構造（４１：４１１；４１２；４１３）とは別個の部品として構成された前記検出装置（１５、４０；１５、１００；１５、４０１；１５、４０２；１５、４０３）の回路支持部（１５）と、
    前記センサ装置（１０；１０、１１０）の電気的接続のためのコネクタ本体（１３ａ）を画定するカバー（１３、１１３）
    の少なくとも１つを前記ハウジング部が備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセンサ装置。
  12. 前記装置本体（１０ａ）が、前記底構造（２１）と前記周囲構造（２０）とを一緒に画定し、
    前記装置本体（１０ａ、１１０ａ）が、第２の本体（１１０ａ）の壁（２１）のシートまたは貫通開口（２１ｃ）に対応する位置に第１の本体（１０ａ）を備え、前記周囲構造（１２０）および前記底構造（２１、１２１）の少なくとも１つの部分（１２１）を画定し、好ましくは、
    前記底構造（２１、１２１）が、貫通開口（２１ｃ）が設けられた前記第２の本体（１１０ａ）の壁（１２１）を備え、前記第１の本体（１０ａ）が、前記貫通開口（２１ｃ）において前記検出装置（１５、４０）に属する光学アセンブリの本体（１０ａ）を備え、
    前記光学アセンブリの本体（１０ａ）が、前記所与の光放射（Ｒ）を伝播するように設計された材料から作られた前記第１の部分を含み、前記装置本体（１０ａ、１１０ａ）の前記内面および前記外面の部分をそれぞれ形成する内面および外面を有し、
    前記光モジュール（４０）が、前記光学アセンブリの本体（１０ａ）の前記内面に機械的且つ光学的に結合されている、請求項１０に記載のセンサ装置。
  13. さらに、前記ハウジング部（１１２）内に設定され且つ前記第２の本体（１１０ａ）に対して固定された位置にある前記光モジュール（４０）を位置決めするための要素（６０３）を備え、前記位置決め用の要素（６０３）が、前記シートまたは貫通開口（２１ｃ）をブリッジングすることが好ましい、請求項１２に記載のセンサ装置。
  14. 支持および電気的接続のための前記構造が、
    前記位置決めおよび／またはブロックのための手段（５１、５１ａ、５１１、５２ａ）を有する中央部（４５３；４５’）と、
    前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）の双方に関連する側部を有する中央部（４５３）と、
    前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が前記側部（４６３、４７３）に対して中間位置にある互いに略対向する２つの側部（４６３、４７３）と、
    それぞれ光放射のエミッタ（４２１）およびレシーバ（４４１）に連合された互いに略対向する２つの側部（４６３、４７３）と、
    のうちの少なくとも１つを画定する単一の本体（４１２；４１’）を含む、請求項５に記載のセンサ装置。
  15. さらに、参照光放射のエミッタ（４２１）およびレシーバ（４４１）と、前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料から作られた少なくとも１つの参照光ガイド（３１５、３７２）とを備え、
    前記参照光放射の前記エミッタ（４２１）および前記レシーバ（４４１）が、前記参照光ガイド（３１５；３７２）の略反対側端部にそれぞれ面しており、前記参照光ガイド（３１５；３７２）が、前記対応するエミッタから前記対応するレシーバへの前記参照光放射の伝播を可能にするように形成されており、
    好ましくは、
    前記参照光放射の前記エミッタ（４２１）および前記レシーバ（４４１）が、前記少なくとも１つのエミッタ（４２；４２１）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）をも支持する支持構造（４１２）によって支持され、あるいは、
    前記参照光放射の前記エミッタ（４２１）および前記レシーバ（４４１）が、前記検出装置（１５、４０１）の電気および／または電子制御構成要素（ＭＰ）を担持する回路支持部（１５）によって支持されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のセンサ装置。
  16. 前記装置本体（１０ａ）が、前記第１の部分において、好ましくは略湾曲したまたはＵ字形の進展を有して液体物質と接触する光ガイド（３１２）を備え、前記光ガイド（３１１）が、互いに離隔されて設定された第１の端部および第２の端部を有し、前記少なくとも１つのエミッタ（４２）が、前記第１の端部に面しており、前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が、前記第２の端部に面しており、あるいは、
    前記装置本体（１０ａ）が、前記第１の部分において、前記所与の光放射（Ｒ）の伝播のために設計された材料の少なくとも一部がから作られた形成体を有する光学インサート（２２０）のためのハウジングシート（２３０）を画定するように形成され、
    前記光学インサート（２２０）の外面の一部が、前記ハウジングシート（２３０）の内面の対応する部分に面しており、
    前記所与の光放射（Ｒ）の前記少なくとも１つのエミッタ（４２２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４２）が、互いに離隔されて設定された前記光学インサート（２２０）の各領域に面しており、
    前記少なくとも１つのエミッタ（４２２）から前記少なくとも１つのレシーバ（４４２）へと、前記所与の光放射（Ｒ）が、前記光学インサート（２２０）の本体の少なくとも一部を介して、前記ハウジングシート（２３０）の少なくとも１つの周壁を介して、好ましくは前記周壁と接触する前記液体物質も少なくとも部分的に介して、少なくとも部分的に伝播するように、前記ハウジングシート（２３０）および前記光学インサート（２２０）が形成されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
  17. 液体物質の少なくとも１つの特性を検出するための光センサ装置であって、前記センサ装置（１０）が、内面および外面を有する装置本体（１０ａ）を備え、前記装置本体（１０ａ）の前記外面の少なくとも一部が前記液体物質と接触するように設計され、前記装置本体（１０ａ）の前記内面が前記液体物質から離隔されるように設計された光センサ装置において、
    可視または赤外線放射などの所与の光放射（Ｒ）の少なくとも１つのエミッタ（４２）および少なくとも１つのレシーバ（４４）を備える検出装置（１５、４０１）が前記装置本体（１０ａ）に連合されており、
    前記装置本体（１０ａ）の少なくとも１つの第１の部分が、前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料から作られており、前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が、前記第１の部分において、前記装置本体（１０ａ）の前記内面に光学的に結合されており、
    特に前記液体物質の特性の関数として可変である角度および／または強度で前記所与の光放射（Ｒ）が前記少なくとも１つのレシーバ（４４）に向かって前記装置本体（１０ａ）の前記第１の部分を介して少なくとも部分的に伝播されるように、前記装置本体（１０ａ）の前記第１の部分が、前記少なくとも１つのエミッタ（４２）から前記少なくとも１つのレシーバ（４４）への特に屈折および／または反射による前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に寄与するように形成されており、
    前記検出装置（１５、４０１）が、前記装置本体（１０ａ）とは別部品として構成された前記少なくとも１つのエミッタ（４２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４）の支持および電気的接続のための構造（４１１）を含む光モジュール（４０１）を備え、
    前記装置本体（１０ａ）の前記外面が、前記第１の部分において、好ましくは略湾曲したまたはＵ字型の進展を有する一略突出した光ガイド（３１２）を備え、前記光ガイド（３１１）が、互いに離隔されて設定され且つ前記装置本体（１０ａ）の前記内面の各領域に連合されるかまたはそれによって画定された第１の端部および第２の端部を有し、前記少なくとも１つのエミッタ（４２）が前記第１の端部に面しており、前記少なくとも１つのレシーバ（４４）が前記第２の端部に面している、光センサ装置。
  18. 液体物質の少なくとも１つの特性を検出するための光センサ装置であって、前記センサ装置（１０）が、内面および外面を有する装置本体（１０ａ）を備え、前記装置本体（１０ａ）の前記外面の少なくとも一部が前記液体物質と接触するように設計され、前記装置本体（１０ａ）の前記内面が前記液体物質から離隔されるように設計された光センサ装置において、
    可視または赤外線放射などの所与の光放射（Ｒ）の少なくとも１つのエミッタ（４２２）および少なくとも１つのレシーバ（４４２）を備える検出装置（１５、４０３）が前記装置本体（１０ａ）に連合されており、
    前記装置本体（１０ａ）の少なくとも１つの第１の部分が、前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料から作られており、前記少なくとも１つのエミッタ（４２２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４２）が、前記第１の部分において、前記装置本体（１０ａ）の前記内面に光学的に結合されており、
    特に前記液体物質の特性の関数として可変である角度および／または強度で前記所与の光放射（Ｒ）が前記少なくとも１つのレシーバ（４４２）に向かって前記装置本体（１０ａ）の前記第１の部分を介して少なくとも部分的に伝播されるように、前記装置本体（１０ａ）の前記第１の部分が、前記少なくとも１つのエミッタ（４２２）から前記少なくとも１つのレシーバ（４４２）への特に屈折および／または反射による前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に寄与するように形成されており、
    前記検出装置（１５、４０３）が、前記装置本体（１０ａ）とは別部品として構成された前記少なくとも１つのエミッタ（４２２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４２）の支持および電気的接続のための構造（４１３）を含む光モジュール（４０３）を備え、
    前記装置本体（１０ａ）が、前記第１の部分において、光学インサート（２２０）のためのハウジングシート（２３０）を画定するように形成されており、
    前記ハウジングシート（２３０）が、前記装置本体（１０ａ）の内面および外面の一部をそれぞれ形成する内面および外面を有する前記装置本体（１０ａ）の略突出した中空形成部によって画定され、
    前記光学インサート（２２０）が、その外面の一部が前記ハウジングシート（２３０）の内面の対応する部分に面している、前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料から少なくとも部分的に作られた形成体を有し、
    前記所与の光放射（Ｒ）の前記少なくとも１つのエミッタ（４２２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４２）が、互いに離隔されて設定された前記光学インサート（２２０）の各領域に面しており、
    前記光学インサート（２２０）の本体の少なくとも一部を介して、前記ハウジングシート（２３０）の少なくとも１つの周壁を介して、また、好ましくは前記周壁と接触する前記物質を少なくとも部分的に介して、前記少なくとも１つのエミッタ（４２２）から前記少なくとも１つのレシーバ（４４２）へと前記所与の光放射（Ｒ）が伝播するように、前記ハウジングシート（２３０）および前記光学インサート（２２０）が形成されている、光センサ装置。
  19. 動力車のタンク（１）のような特に油圧システムまたは液体物質の容器のための光センサ装置であって、前記センサ装置（１０；１０、１１０）が、少なくとも１つの光学装置（１５、４０；１５、４０１；１５、４０２；１５、４２１、４４１）に連合された装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）を備え、前記光学装置が、光放射（Ｒ）の少なくとも１つのエミッタ（４２；４２１；４２２）および少なくとも１つのレシーバ（４４；４４１；４４２）を備えると共に、液体物質、光放射（Ｒ）に対して透過性の又は透明な前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の材料、および前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）に属するかまたは連合された光学プリズム（３１）または光ガイド（３１５；３７２）の材料のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの特性の検出のために設けられている、光センサ装置。
  20. 液体物質の少なくとも１つの特徴量を検出するための光センサ装置を製造する方法であって、
    ａ）内面および外面を有する装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）であって、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記外面の少なくとも一部が前記液体物質と接触するように設計されており、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記内面が前記液体物質から離隔されるように設計されている装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）を提供することと、
    ｂ）可視および赤外線の放射などの所与の光放射（Ｒ）の少なくとも１つのエミッタ（４２；４２２）および少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）の支持および電気的接続のための構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）を含み、支持および電気的接続のための前記構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）が前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）とは別部品として構成されている光モジュール（４０；４０１；４０２；４０３；４０４；４０５）を提供することと、
    ｃ）前記部分において、前記光モジュールの前記少なくとも１つのエミッタ（４２；４２２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）を前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記内面に光学的に結合することとを備え、
    ステップａ）が、前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に適した材料で前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の少なくとも１つの第１の部分を作ることを備え、特に前記液体物質の特性の関数として可変である角度および／または強度で、前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）に向かって、前記装置本体（１０ａ）の前記第１の部分を介して、前記所与の光放射（Ｒ）が少なくとも部分的に伝播されるように、前記第１の部分が、前記少なくとも１つのエミッタ（４２；４２２）から前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）への特に前記屈折および／または反射による前記所与の光放射（Ｒ）の伝播に寄与するように形成され、
    ステップｂ）が、前記少なくとも１つのエミッタ（４２；４２２）および前記少なくとも１つのレシーバ（４４；４４２）の電気的接続のために、導電性材料から少なくとも部分的に作られた電気接続要素（４８、４９、５０；４８２；４８３、４９２、５０）に好ましくはオーバーモールティングによって連合された電気的絶縁材料から作られた１つ以上の支持本体（４５〜４７；４５１〜４７１；４５２〜４７２；４５３〜４７３；４１’、４５’〜４７’、４５’’〜４７’’）による支持および電気的接続のための構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）を形成することを備え、
    ステップ（ｃ）が、前記装置本体（１０ａ；１０ａ、１１０ａ）の前記第１の部分の所定位置に前記光モジュールの支持および電気的接続のための構造（４１；４１１；４１２；４１３；４１４）を固定することを備える、方法。
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