JPH0217299Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は長く拡がる支持体上に互いに軸平行に
配置された、測定コンデンサを形成する測定電極
および補償コンデンサを形成する補償電極を備え
るセンサを有し、測定電極が測定すべき媒体によ
つて可変の高さに包囲され、補償コンデンサによ
り媒体の異なる誘電率が測定コンデンサおよび補
償コンデンサと接続する評価回路における測定結
果におよぼす影響を補償する、とくに自動車タン
ク内の容量形液面測定装置に関する。

この方式の公知の容量形液面測定装置の場合セ
ンサは支持体に固定された少なくとも２つの互い
に軸平行に配置された電極を有する。詳細には１
つの電極は支持体としての細長い絶縁板上にある
導電層から形成され、他の電極は細長い金属の支
持体の形に形成され、これに導電層を有する絶縁
板が支持体に面して固定される。オツシレータを
含む評価回路がハイブリツド技術により電極と結
合され、液面を表示するために適当な電流を発生
する。評価回路はセンサの被測定媒体から突出す
る部分に固定される。電極から形成された測定コ
ンデンサだけしか液面測定のために含まないこの
装置の場合、測定すべき媒体の誘電率が測定結果
へ影響するので、液面の誤つた指示が生じうる。
これはとくに誘電率が種々のメタノール含量で変
動する燃料の液面測定の場合に認められる。これ
に基づく表示誤差を避けるため、首記の装置と関
連して測定コンデンサを形成する２つの電極に対
し付加的に補償電極とも称される少なくとも１つ
の参照電極を備えることが公知である。この参照
電極は絶縁板上のもう１つの導電層によつてつく
られる。この電極は金属支持体または板ストリツ
プのこの電極に相対する部分とともに参照容量ま
たは補償コンデンサを形成する。これによつて異
なる誘電率が測定結果へおよぼす影響が補償され
る。そのため評価回路はオツシレータを有し、そ
の出力はそれぞれ１つの抵抗を介して測定コンデ
ンサおよび補償コンデンサと結合される。２つの
コンデンサは差動増幅器の２つの入力と結合し、
その出力はたとえば比率測定回路にある。

被測定媒体の種々の誘電率の影響の前記補償に
は、補償コンデンサがつねに均一に、すなわち一
般には完全に媒体によつて包囲されていることが
前提となる。そのため補償コンデンサの補償電極
は現在まで被測定媒体を収容する容器の底部の上
に配置された。しかしこの配置は容器がいかなる
場合もこの補償電極の高さより低く空にされては
ならないことを意味する。補償電極を容器の下部
へあまり深く配置すると、この位置で補償電極を
包囲する媒体が測定電極の配置された範囲の媒体
と異なる組成を有する可能性がある。これはとく
に燃料中に含まれる水が時間の経過とともに底に
沈降する自動車のタンクの場合に生ずる。さらに
底部付近の補償電極のこの配置によればかさ張る
配置を避けなければならない場合この補償電極の
容量を比較的小さくしなければならない。さらに
この補償電極へのリード線は比較的長いので、リ
ード線によつて形成される容量を場合により付加
的に補償しなければならない。

上記欠点は補償コンデンサが測定コンデンサに
公知の方式で形成され、２つの電極がクシ状に互
いに噛合う２つのストリツプの形で絶縁支持体上
に配置される場合とくに明らかである。

本考案の目的は前記概念の容量形液面測定装置
を、補償コンデンサが被測定媒体を含む容器また
は自動車タンク内のセンサに問題なく収容され、
それゆえ測定コンデンサおよび補償コンデンサを
有するセンサ全体を迅速容易に組込みうるように
形成することである。センサ自体の製造も同様費
用が大きくてはならない。

この目的は本考案により首記概念の装置の測定
電極および補償電極を長く拡がる可撓性の共通の
絶縁体の別個のセクシヨンに配置され、補償電極
が媒体吸込通路に、吸込の全過程の間媒体によつ
て包囲され、かつ洗われるように配置されている
ことによつて解決される。

この帯状体として形成されたセンサはそれゆえ
測定コンデンサも補償コンデンサも支持する。こ
れらのコンデンサは、測定コンデンサの容量がほ
とんどもつぱら測定すべき媒体の液面によつて影
響され、この媒体中で測定電極が帯状体に沿つて
拡がり、それゆえ測定電極は容器の底部から上へ
最高の液面の位置まで達し、補償電極はこれに反
し帯状体の他の部分に、補償電極の均一な表面部
分すなわちできるだけ全体の表面が吸込通路内に
ある媒体のできるだけ直接の影響範囲にあるよう
に、離れて配置される。補償電極の吸込通路への
空間的配置は吸込通路が測定すべき媒体によつて
つねに完全に満たされているため一定なので、補
償電極は測定すべき媒体の液面の変化によつて影
響されず、この媒体の異なる誘電率によつてのみ
影響される。吸込通路へ補償電極を配置すること
により補償電極は容器の底部からも離れて配置す
ることができ、測定すべき媒体は補償電極が存在
する液面より深くまで排出しうる大きい利点が得
られる。さらに吸込通路は一般に媒体が貫流する
ので、容器の底部に沈降する物質の性質に基づく
測定結果の変動はほとんど除去される。

共通の帯状体に補償電極と測定電極を別のセク
シヨンに配置することはこのセクシヨンが容器の
種々の長さ部分で形成されることを表わす。しか
しセクシヨンに離れた配置は電極配置が縦方向の
すべてのセクシヨンで等しく、測定電極を有する
セクシヨンおよび補償電極を有するセクシヨンが
断面自体内に形成されることも表わす。これは後
述の実施例の説明から明らかである。ここでいず
れの場合にも測定電極および補償電極は測定すべ
き媒体のオーム抵抗が測定結果へ影響しないよう
にこの媒体に対し電気的に絶縁されていることを
指摘しておく。

装置の第１実施例によればこの装置は帯状体を
備え、その拡げた状態で上部セクシヨンに測定電
極、下部セクシヨンに補償電極が配置され、測定
コンデンサおよび補償コンデンサからリードが支
持体上へ導かれ、かつ下部セクシヨンは吸込通路
へ導入するため上向きに折曲げることができる。

この実施例によればそれゆえ絶縁材料からなる
平らな帯状体が測定電極の配置も補償電極の配置
も支持する。この配置はスペースを要さず、補償
コンデンサおよび測定コンデンサを実現するため
１つの帯状体をつくつて組立てるだけでよい特殊
な利点を有する。この帯状体は、大きい上部セク
シヨンが測定すべき媒体によつて可変の液面で包
囲され、下部セクシヨンがつねに媒体で満たされ
た吸込通路へ突出するように上向きに折曲げて収
容される。それゆえ媒体は補償コンデンサの機能
を害することなく容器の底部まで吸出することが
できる。

装置の前記実施例は測定電極および補償電極が
帯状体の各部分に２つのクシ状に互いに噛合う電
極配置を形成し、この配置を矩形の絶縁ストリツ
プに被覆した金属被覆から腐食により形成すれば
とくに有利である。

この場合測定電極は帯状体の長さ方向に拡が
り、補償電極はこれと直角に配置することができ
る。このクシ状に互いに噛合う形の電極配置によ
り容量が大きくなる利点が得られる。被覆した絶
縁ストリツプから腐食によりつくつた電極を有す
るこのセンサの製造は測定コンデンサと補償コン
デンサの別個の製造に比して費用が小さい。

この実施方式は帯状体の上部セクシヨンの上に
ハイブリツド技術で形成された評価回路を配置し
うる有利な特徴を有する。

評価回路の導線路は被覆した絶縁ストリツプか
ら電極とともに腐食により形成することができ
る。ハイブリツド技術で形成された評価回路はこ
の場合帯状体の測定すべき媒体から出る部分の上
に配置される。すなわち評価回路は測定コンデン
サおよび補償コンデンサの形成に役立たない部分
に配置される。

さらに前記実施例と関連して帯状体を収容する
ため、支持要素が本体およびロツク装置によりロ
ツクしうる、蝶番で開くふたを備え、ふたと本体
との間に帯状体の上部セクシヨンを収容する空間
が測定すべき媒体の入る少なくとも１つの孔をも
つて形成され、この空間と平行に本体内に吸込通
路が配置され、この通路へ補償電極を有する帯状
体の折曲げた下部セクシヨンが導入される。

この支持装置は支持要素によつて帯状体の個々
のセクシヨンを測定すべき媒体に対し確実に対応
配置させるために役立つので、有利に帯状体を補
足する。測定電極を支持する帯状体の上部セクシ
ヨンはそのつどの液面高さの測定すべき媒体によ
つて包囲され、補償電極を支持する上向きに折曲
げたセクシヨンは支持要素内に設けた吸込管へ突
入する。帯状体は開いた支持要素へ簡単に挿入さ
れ、支持要素のふたを閉じてロツクすることによ
りこの中に固定される。

この目的で帯状体は有利にふたと本体の間に挾
みこまれる。

帯状支持体をさらに正確に配置するため、装置
は有利に支持要素の空間内に位置ぎめピンが帯状
体の収容のため設けられる。

支持要素がプラスチツクからなり、開閉可能の
ふたが本体と少なくとも１つのフイルム蝶番によ
つて結合していることによつてこの装置は支持要
素の個々の部材の製造が簡単になり、かつ紛失が
避けられる。

装置の組立は、支持要素の上部が旋回可能に形
成され、かつばねを備え、このばねが支持要素を
媒体収容容器の底部へ向つて押すことによつて簡
単化される。

装置の第２実施例によれば帯状体はプラスチツ
クの丸ケーブルとして形成され、ケーブル中に互
いに離れた電極の２つの同心リング状配置が導体
列として埋込まれ、電極の間に中空室が設けら
れ、内側円形配置の補償電極として接続された電
極の間の室が吸込室として接続され、外側リング
状配置の測定電極として役立つ電極の間の室が測
定すべき媒体と連絡している。

このセンサはその長さの拡がり全体にわたつて
均一に形成され、特別の不連続的製造過程なしに
連続的に製造できるので、とくに有利である。任
意の長さで製造したケーブルはセンサを形成する
ため容器の深さに適する長さに切断することだけ
が必要である。このセンサのための特殊な支持要
素は必要でない。というのはこの中には測定すべ
き媒体と連絡する通路も吸込管として作用する通
路も含まれているからである。これらの通路は測
定電極および補償電極に対して均一な固定的対応
で配置され、その製造および維持のため特殊な手
段を組立の際にとる必要がない。

全体的にこの実施例はとくに低い製造費および
簡単に組立てできることで優れている。

この場合有利にケーブルは押出成形プラスチツ
クからなり、この中へ電極が埋込まれている。こ
のセンサの製造は押出成形法で行われ、そのため
測定すべき媒体に対し安定なプラスチツクが使用
される。

次に実施例を図面により説明する。

第１図は帯状体として形成されたセンサを示
す。帯状体は被覆した金属層を有する矩形絶縁ス
トリツプ１からなり、この金属層から腐食により
電極配置がつくられる。

詳細には絶縁ストリツプの上部セクシヨン２か
ら絶縁ストリツプの長さ方向に拡がるクシ状に噛
合う２つの電極３および４が腐食によりつくられ
る。この電極配置３および４は測定コンデンサを
形成し、したがつてこの電極は測定電極と称され
る。測定コンデンサを図示されていない評価回路
へ接続するため接続リード５および６が役立つ。

拡げた絶縁ストリツプの下部セクシヨンに同様
クシ状に噛合う２つの電極装置７および８が腐食
により形成される。絶縁ストリツプに対し横方向
に拡がるこの電極配置は補償コンデンサを形成す
る。したがつてこの電極は補償電極と称される。
補償コンデンサを評価回路へ接続するため接続リ
ード９が設けられ、測定コンデンサの接続リード
５は補償コンデンサの接続にも役立つ。

帯状体は可撓性に形成され、下部セクシヨン２
ａは上へ折曲げることができ、この状態で被測定
媒体は後述のように帯状体を回つて流れる。

帯状体の上部セクシヨン２の上にハイブリツド
技術により評価回路を直接設置することができ
る。それによつて評価回路と電極の間の電気的結
合はとくに短く保持することができる。

測定コンデンサおよび補償コンデンサの電極な
らびに評価回路はこのように一体のユニツトを形
成する。

容器とくに燃料タンクに収容するため、第１図
に示す帯状体は第３図に示す支持要素に収容され
る。

プラスチツクからなる支持要素は本体１０を有
し、これにフイルム蝶番１１を介してふた１２が
設置される。ふたと本体の間に支持要素の長さ方
向に拡がる通路１３が形成され、この通路は被測
定媒体が入るための孔１４を有する。この通路１
３と平行に本体内に吸込通路１５が配置され、こ
の通路は孔１６と吸込管１７の間に拡がる。

フランジ１８に成形された吸込管はホース１９
を介して吸込通路１５と旋回可能に結合する。さ
らにフランジと支持要素の間にばね２０が配置さ
れ、このばねは支持要素を容器の底２１へ向つて
旋回するように押す。

帯状体はその上部セクシヨン２が通路１３内に
あるように支持要素へ挿入される。帯状体配置折
曲部２２を回つて下部セクシヨン２ａが上部セク
シヨン２と平行に上へ拡がる。拡げた状態での下
部セクシヨン２ａはそれゆえ支持要素内を上部セ
クシヨン２と平行に走る。上部セクシヨン２は通
路１３内に支持要素の内部に成形された位置ぎめ
ピン２３上に配置される。上部セクシヨン２はこ
の場合ふた１２と本体１０の間に挾まれる。結合
リード線２４は帯状体に配置された評価回路装置
２５をフランジ１８に設けたソケツト２６と結合
する。

フランジ、支持要素、その中に収容された帯状
体からなる第２図に示す全ユニツトはきわめて簡
単に容器とくに自動車タンクに挿入することがで
きる。

第３図にはさらに帯状体を、被測定媒体が通路
１３内でも吸込通路１５内でも妨げられずに帯状
体とくに電極に近づきまたはこれを包囲して流れ
るように、支持要素へ収容していることが明らか
であり、その際電極は被測定媒体に対し薄層によ
つて電気的に絶縁されているだけである。

第３図から本体の突出部２７およびふたの溝付
き突出部２８から形成されるロツク装置が明らか
であり、これによつてふたはふたと本体の間に帯
状体を挾みながら本体に固定される。

第４図は断面が電極を有する丸ケーブルとして
形成された帯状体を示す。詳細にはプラスチツク
からなるケーブルへリング状の２つの電極配置が
埋込まれる。この場合電極は扁平であり、半径方
向に向かう。外側のリング状電極配置２９は測定
電極３０からなり、内側のリング状電極配置３１
は補償電極３２からなる。外側リング状電極配置
および内側リング状電極配置の各２つの電極の間
にそれぞれ１つのリングセグメント状通路３３ま
たは吸込通路３４がある。

電極および通路または吸込通路を有するケーブ
ルは押出成形法で連続的に製造することができ
る。ケーブルは液面測定に使用するため、適当な
長さに切断して接続するだけでよい。そのため吸
込通路に吸込管と結合されるので、被測定媒体は
吸込通路を通つて流れ、外側リング状電極配置の
間の通路は容器内の被測定媒体に通じるので、こ
の通路内の媒体は容器内と同じ高さになる。リン
グ状に配置された測定電極は第１図に示す電極結
合と同様互いに結合されているので、電極間の電
気力線は室３３を貫通する。同様内側電極配置の
補償電極は互いに電気的に結合されるので、電気
力線は吸込室を通過する。測定電極および補償電
極はそれぞれ隣接の室に対し薄いプラスチツク層
で絶縁され、このプラスチツクに電極が埋込まれ
ている。

第５図には第４図のケーブルと同様電極を有す
る導体の類似の実施例が示されるけれど、測定電
極３５および補償電極３６は扁平でなく、円形断
面で形成される。それによつて電極が縦軸に対し
て対称になるので、製造がさらに簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は帯状体として形成されたセンサの拡げ
た状態を示す図、第２図は支持要素に収容したセ
ンサの縦断面図、第３図は第２図Ｃ−Ｄ線断面
図、第４図はケーブルとして形成されたセンサの
横断面図、第５図はケーブルとして形成されたセ
ンサのもう１つの実施例の横断面図である。 １……絶縁ストリツプ、３，４……測定コンデ
ンサ電極、７，８……補償コンデンサ電極、１０
……支持要素本体、１７……吸込管、２５……評
価回路装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 長く拡がる支持体上に互いに軸平行に配置さ
   れた、測定コンデンサを形成する測定電極およ
   び補償コンデンサを形成する補償電極を備える
   センサを有し、測定電極が測定すべき媒体によ
   つて可変の高さに包囲され、補償コンデンサに
   より媒体の異なる誘電率が測定コンデンサおよ
   び補償コンデンサと接続する評価回路における
   測定結果におよぼす影響を補償する、自動車タ
   ンク内の容量形液面測定装置において、 センサが吸込通路１５，３４を有する媒体の
   輸送系に配置され、 測定電極３，４，３０，３５および補償電極
   ７，８，３２，３６が長く拡がる可撓性の共通
   の絶縁体（第１図の帯状体、第４および５図の
   ケーブル）の別個のセクシヨン（第１図の２，
   ２ａ部、第４図のリング状電極配置２９，３
   １）に配置され、補償電極が媒体の吸込系の通
   路（第２図の１５、第４図の３４）に、吸込の
   全過程の間液面の高さと無関係に、流れる媒体
   に全面的に浸漬するように配置されていること
   を特徴とする容量形液面測定装置。 ２ 帯状体を有し、その拡げた状態で上部セクシ
   ヨン２に測定電極３，４が配置され、その下部
   セクシヨン２ａに補償電極７，８が配置され、
   測定コンデンサ（測定電極３，４）および補償
   コンデンサ（補償電極７，８）からリードが支
   持体上へ導かれ、下部セクシヨン２ａが吸込通
   路（第２図の１５）へ導入するため上向きに折
   曲げ可能である実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の装置。 ３ 測定電極３，４および補償電極７，８が帯状
   体のそれぞれのセクシヨン２または２ａで互い
   にクシ状に噛合う２つの電極配置を形成し、こ
   の電極配置が矩形の絶縁ストリツプ１に被覆し
   た金属被覆を腐食してつくられている実用新案
   登録請求の範囲第２項記載の装置。 ４ ハイブリツド技術で形成された評価回路が帯
   状体の上部セクシヨン２の上に配置されている
   実用新案登録請求の範囲第２項または第３項記
   載の装置。 ５ 帯状体を収容するため支持要素１０，１１，
   １２が本体１０、およびロツク装置１７，１８
   によつてロツクしうる蝶番で開くふた１２を備
   え、ふたと本体の間に帯状体の上部セクシヨン
   ２を収容するための、測定すべき媒体の少なく
   とも１つの入口孔１４を有する空間（通路１
   ３）が形成され、この空間と平行に本体内に吸
   込通路１５が配置され、この通路へ補償電極
   ７，８を有する帯状体の折曲げた下部セクシヨ
   ン２ａが導入される実用新案登録請求の範囲第
   ２項から第４項までのいずれか１項に記載の装
   置。 ６ 帯状体がふた１２と本体１０の間に挾まれて
   いる実用新案登録請求の範囲第５項記載の装
   置。 ７ 支持要素の空間（通路１３）に帯状体を収容
   するための位置ぎめピン２３が配置されている
   実用新案登録請求の範囲第５項または第６項記
   載の装置。 ８ 支持要素１０，１１，１２がプラスチツクか
   らなり、開閉可能のふた１２が少なくとも１つ
   のフイルム蝶番１１によつて本体１０と結合し
   ている実用新案登録請求の範囲第５項から第７
   項までのいずれか１項に記載の装置。 ９ 支持要素の上部が旋回可能（ホース１９）に
   形成され、かつばね２０を備え、このばねが支
   持要素を媒体収容容器の底部２１に向かつて押
   している実用新案登録請求の範囲第５項から第
   ８項までのいずれか１項に記載の装置。 10 帯状体がプラスチツクの丸ケーブルとして形
   成され、このケーブル内に互いに離れた電極３
   ０または３２の２つの同心リング状配置２９，
   ３１が導体路として埋込まれ、電極の間に中空
   室３３または３４が設けられ、内側円形配置の
   補償電極として接続された電極３２の間の室が
   吸込室３４として接続され、外側のリング状配
   置の測定電極として役立つ電極３０の間の室が
   測定すべき媒体と連絡している実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の装置。 11 ケーブルが押出成形したプラスチツクからな
   り、この中に電極３０，３２，３５，３６が埋
   込まれている実用新案登録請求の範囲第10項記
   載の装置。