JPH05500571A - 容器内の，特に車両の燃料タンク内の液面を測定する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 容器内の！特に車両の燃料タンク内の液面を測定する装置本発明は請求項１の上 位概念に挙げられたような装置に関する。熱１８素子をセンサとして使用するこ とには！液面の検出のために評価装置において又は搭載コンピュータを介して楽 に処理され得るＳ気信号を供給するという利点がある。１群のこのような熱ＩＩ 素子は容器内の異なる高さの所に少検出されるべき容器内液面の精度に対応する 相対間隔を置いて取り付けられる。熱電圧は！熱電素子の構成のために使用され る熱電対の両接続個所の一方が加熱されることによって実現する。熱電素子が液 体の中に，ＫＪち液面の下に穿又は液体の外部に＋ｊｊ［ｌち液面の上に１存在 するかどうかに関係してｔ興なる熱電圧が生じる。

なぜならば液体の中に熱が排出されるからである。これらの熱電圧は評価されか つ容器内の液面の明確な測定のために役立つ。

公知の装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７３６２０８号明細書）では！ 上下に重なっている２つの金属層が基板上に設けられツこれらの金属層のうち第 １の金属層はコンスタンタンから成り，第２の金属層は鰐から成った。その際ｐ エッチングにより第２の金属層Ｉ即ち鋼重の部分が一部除去されたので！液面測 定装置の複数の熱電対が生じた０基板の裏面に加熱導体があり，この加熱導体は これらの熱電対の一方の接続個所を加熱し，それにより金属の両接続個所の間に 熱電圧を発生した。これらの装置のｗｊａは面倒でありかつ費用がかさむ。

本発明の基礎になっている課題はｔコスト的に有利でかつ燃料の影響を受けない かつ容易に製造できる請求項１の上位概念に挙げられたようなＩ１頌性のあるＩ 容易に操作可能な装置を開発することである。これは本発明によればツ請求項１ の特徴部分に記載された手段によって達成されうこれらの手段には次のような特 別な意義がある。

スクリーン印刷法による材料の蒸着及び印刷は迅速にテ精確にかつ非常にコスト 的に有利に行える過程である。突片状のセンサは営所望の測定精度に対応する間 隔を置いて存在する。この間隔が！所定の液体量の供給の際に液面が上昇するよ うに選ばれる場合は！不変の測定段階で行われる測定値表示のためのツ複雑にさ れた容器形状が任意に解決できる。本発明により、特に、熱電対用の付加的材料 が不必要であることが認識された。

なぜならば突片の両端部上への導線としての金属導電接着剤の印刷によって−驚 くべきことにラセンサとして利用され得る熱電素子が生ずるからである。加熱導 体も金属導電接着剤を用いて印刷により支持体の裏面に生ぜしめられるのが好ま しい。突片又はセンサの蒸着のためにデ厚さ数ミクロンの材料で十分である。接 続個所及び導体列の印刷のためにも！最低量の材料で十分である。それによって ！装置のコスト的に有利な製造が達成される。更にｔ本発明により、半導体材料 の使用が金属導電接着剤と相まって驚くほど高い熱電圧を接続個所に生ぜしめる ことが認識された。突片又はセンサに！特に例えば材料Ｔｅ＋Ｓｉ＋Ｇｅ＋　［ 、ａＡｓのような半導体材料が適している。金属導電接着剤として、銀を含有す る物質が使用されるのが好ましい。

加熱導体も、請求項２に提案されているようにｔ支持体の裏面にＥ［Ｉ刷される のが好ましい。最も簡単な構成ｉｔ通常、各組のセンサのためにν特に請求項１ ４による構成がある場合しよツ独自の加熱導体を必要とする。しかし請求項１３ による加熱導体は、複数組のセンサを加熱するために使える。エネルギー節約の 理由から、液面表示はｔ自動車の場合？点火開始の際にしか使えないことが非常 に重要である。更に請求項１５によれば。

加熱導体の出力は？測定値偏差を回避するために１一定に保たれなければならな い。

請求項４から分かる柵の形をした突片又はセンサを設けることが適切であること が実証された。共通な接続導線は、請求項５に提案されてし′）るように・柵縦 支柱の端部範囲に係合することができるが？しかし請求項６により支柱の全長に わたって印刷を行うことが一層有利である。なぜならばそれによって導線低損が 比較的小さくなるからである。蒸着された材料からのこのような櫛の製造はＩ請 求項７により行われる場合！特に簡単かつ精確に実施可能でありｔこの場合Ｉ柵 形状の精確な輪郭は請求項８による打抜き品により得られる。このような打抜き 品の処理はｉｌｌｌ請求項２０１１による手段により容易にされている。しかし 請求項９による柵状構造体のＷａも可能でありうこの場合シペースト状で存在す る半導体材料はスクリーン印刷法により直接支持体部上に被覆される。

生ずる熱電圧を高めるためにかつそれにより評価装置を簡単化するために！少な くとも２つの突片を容器内のほぼ同じ高さの所に配置しかつｌ請求項１２による 手段により提案されているように、これらの突片を直列接続することが好ましい 。これらの突片を相並んでいる縦区域に配置することも可能であり中それは比較 的に簡単に実現できる。別の非常に有利な測定値検出可能性は！請求項３により すべてのセンサを前後に＋ｆｆｉち直列に接続することに存する。これにはナセ ンサ組の一方の端部にある測定導線及び他方の端部にある接続導線で間に合うと し１う利点がある。この意味で＋　２つ又はそれ以上の組の突片を使ぅこともで きる。それによって個々の熱電圧が加算される。こうして、液面に相当するがｔ しかし逆の全電圧が得られる。この場合、２つの柵状打抜き品を前遼とすればｌ 請求項１７により２両方の支柱を打抜き部又は分離切断部により中断することが 必要である。請求項１６による！最適化された配置によって１本発明によるタン ク発信器の立体的寸法！従って又製造費用が著しく減少され得る。２つの打抜き 品を面対称的に配置しかつずらせることは！請求項１８に強調された１一方の接 続個所の線跋方向づけを可能にし！それによって２既に請求項１３に強調された 共通な加熱導体が使用可能である。逆の全電圧は賃評価装置のＩＣ又は搭載コン ピュータによりツ液面に相当する測定値電圧に変換されなければならない。

特に自動車用タンクに装置を使用する場合ｌ請求項１９により被覆箔を処理する ことがａ切であることが実証された。エポキシ樹脂で被覆箔は燃′Ｂ漏れのない ようにかつ気泡なしＧこ積層され得る。メタノールのようなアルコール添付物を 含む燃料を使用する場合はｌ請求項２０による。熱電素子支持体の燃料漏れのな い被覆が非常に重要である。即ち、このような燃料は通常！高いコンダクタンス を持っており！それにより電気分路が生じフこれらの分路は測定値を誤らせる。

請求項２１による。

被覆箔の金属覆いはプ外乱信号が一緒に測定され！誤りを生ぜしめることを防止 する。短絡を回避するために、！触素子の範囲ｉ：　金ＩＩ覆いが切り欠かれな ければならない。そこもこ生ずる外部電圧及び外乱電圧を導出するために１請求 項２２により金属層とアースとの接続を行わなければならない。

金属被覆として銅又はアルミニウムが適することが実証された。箔材料は１請求 項２５によれば！耐熱性及び耐燃料性材料から成るのが好ましい。

請求項２６によりｐ信号処理用のＩＣモジュールを直接支持体に設けかつこのＩ Ｃモジュールを被覆箔の下に一緒に積層することはＩ場所を節約する。その代わ り支持体の上側端部に場所が得られる。なぜならばこれは液面の測定のためにも ともと必要とされずかつ測定器又は搭載コンピュータとの接続導線の接続のため にかつ加熱導体接続のために使われるからである。この手段により？多数の導線 は支持体のこの範囲に限られている。

なぜならばそこに設けられたＩＣにおいて既に評価が行われるからである。この ＩＣは装置のその都度の使用に合わされており、従って顧客に合わせて（ＡＳＩ Ｃ）形成されておりかつプログラミングにより個々のタンク形状を考慮に入れる ことができる。

この場合１表示区域の振張により「予備」表示も一層正確に読み取られ得る。従 って９支持体側のモジュールから表示装置へ通じている接続導線は！特に簡単な 構成を持っている。変化する搭載電源にも向らず再現可能な測定値電圧を保証す るためにツＩＣモジュールの供給電圧は安定化されなければならない。このため に１後で詳細に説明されるようにう連結装置に定電圧装置が存在する。独自の搭 載コンピュータを持つ車両の場合ツこのコンピュータはＩＣモジュールの機能を 一緒に引き受けるので、評価装置が省ける。この場合！すべてのセンサの前述の 直列接続は非常に投置つ。表示装置は電圧符号化装置の形で動作し、即ち、測定 値電圧はタンク内の液面に対応して変化する。

熱電素子の支持体又はこのような支持体と箔との結合体が請求項２３又は２４に 基づき折り畳み及び／又＋１巻くことにより寸法縮小される場合は９更なる重要 な作業及び場所節約力Ｓできる。

移動せしめられる容器内の液面を測定するために、センサを管の内部に収容する ことが重要であり」この管は９管端部にある流れ抵抗により１例えば絞りにより １１ｗ体を収容する容器の残りの空間と接続している。このような流れ抵抗によ り管内部の液面の均一化ができる。なぜならばそこにはＩ誤測定を生せしめるよ うな穿容器の移動による波形成がもはや認められないからである。支持体の上述 の形状変化により管形状への適合が行われ！モして又支持体自体が管の１１１或 のために用いられ得る。

本発明のそれ以外の手段及び利点はｔ以下の説明及び図面から明らかになる。本 発明は、請求項にはっきりと記載されていないとしても貧それから分かるすべて の新しい特徴及び特徴組合せに向けられている。図面に本発明の複数の実施例が 示されている。

図１は９本両の燃料タンク内にあるｔ本発明による装置の使用例を概略的に示し た図である。

図２はｔ測定部材が中に入っているのが認められる。［１１の装置に示された測 定器を一部切り欠いて示した斜視図である。

図３はｔ本発明により構成されたセンサを持つこのような測定部材の前面を概略 的に示した図である。

図４は１本発明により構成された加熱及び戻り導線を持つ！図３の測定部材の裏 面を示した図である。

図５はｔ測定部材のｔ本発明によるセンサの原理的な並列接続を概略的に示した 図である。

図６は７本発明による測定部材の変形例のｔ本発明によるセンサの原理前な直列 接続を概略的に示した図である。

図７は１更に先へ通じている接続導線のための接触部を明確にするために１図３ に示された測定部材の層構成の賓断面の一部を拡大して示した図である。

図８は２本発明によるセンサの′ｍａのための第１の方法段階を明確にするため に！上側及び下側被覆を持つ箔の欄断面を拡大して示した図である。

図９は１図８から分かる−はば実物大の中間製品の平面図ひある。

図１０は嘗更なる製造段階の実施後の測定部材の層構成の槓画面を縮尺に従わず に拡大して示しＩた図である。

図１１はＩ直列接続された２つのセンサを持つ別の測定部材の構成の榎断面を拡 大して示した図である。

図１２はｔ対をなして前後に接続されたセンサを持つｔ本発明による測定部材の 第４の実施例の一部を切り欠いて概略的に示した拡大平面図である。

図１３は市前後に接続されたセンサの両方の櫛状列用に短縮された導線経路及び 唯］つの共通な加熱導体を持っセンサの直列接続の最適化された実施例を示した 図である。

図１に示されているようにｔ本発明による装置１０は容器１１のその都度の充填 内容を測定するために使われｔそのために２この場合は？車両の燃料タンクが使 用される。この燃料タンクはツ車両内の使用できる空間の一層良好な利用のため に、複雑な空間形状を持つことができる。装置は９図１に全体として１２で示さ れた測定器を容器内部１９に含んでおり穿この測定器は接続導線１８を介して信 号を評価装置１３へ伝送し、そこで信号が処理されかつ接続導線１８′を介して この接続導線と接続された表示装置１４を制御する。装置は点火開始後に！図１ の評価装置１３の範囲に示されているように、車両側の給電装置に接続される。

測定器１２はＩ容器１１に収容された液体１５の中へ規定された高さに没入し１ この液体の！矢印１６により示されだ液面高さは装置ｌＯにより検出される。後 で詳細に説明されるように、これはＩ容器ｌｌ内の液面１７の高さ位置を電子的 に測定することによって行われる。

図２に詳細に示されているように１測定器１２は没入管２２を含んでおり、この 没入管はＩ測定されるべき液面高さ１６の範囲に、１ｌｌｌの容器内部１９に固 定的に配置されている。没入管２２の内部２５にｔ後で詳細に説明される測定部 材２０があり。

この測定部材は１群の特別なセンサ３０を備えている。測定部材２０の上側端部 に！集積回路を持つＩＣモジュール２１も設けることもでき、このＩＣモジュー ルは装置ＩＯの使用例に合わされておりかつセンサ３０から送られて来る信号は 全部又は一部が既に評価され１次いでこれらの信号は接続導線１８を介して伝送 される。車両に使用する場合はり液面１７の抑制できない波状運動を引き起こす ような車両移動が考慮に入れられなければならない。没入管２２の開口は管内部 ２５の液体の均一化に至らせるがｌ狭くされた開口２３を持つ絞りを下側に設け ることが好ましい。液体の流れ２４はこの狭あい部２３を通ってゆっくり流れる ことしかできないので！投入管２２の外部の液面１７の急激な短時間の高さ変化 は管内部２５の高さ変化には作用し得ない。液面１７は測定部材２０の範囲にお いてほぼ所定の高さに止まっておりかつ液面の実際の変化にしか応答しない。

センサ３０の接続の第１の可能性、８ち並列接続！が図５に詳細に示されている 。センサとして一層の特別な熱電素子３０が使用されνこれらの熱電素子は！後 続の面に初めて詳細に示される支持体２７上に配置されており！この支持体は２ ５に省略されている。これらの熱電素子３０は、互いに規定された高さ間隔３１ ．３１’を置いて配置されており、この高さ間隔は！上述の液面高さ１６の所望 の測定＃度に合わされている。高さ間＠３１＋　３１’を９図５に示されている ように！互いに異なるように設けることができうそれによる。高さの一様でない 形状を持つような容器ｌｌ内の所定の単位容積に応じて均一な測定段階を検出す ることができる。複雑な容器形状による液面高さのこのような異なる増大は！評 価装置Ｉ３により又は測定部材２０に組み込まれたＩＣモジュール２１により全 部又は少なくとも一部が検出され得る。

熱Ｓ素子は２つの異なる材料から成る。第１の材料成分として、金属及び半導体 又はその化合物を例えば理素、ゲルマニウム、ひ化ガリウム！酸化錫（ＳｎＯ） ＋セレン又はテルルが使用される。これは薄い箔４１上への蒸着により行われう それは図８ないし１０との関連で後で詳細に説明される。場合によってはスクリ ーン印刷法も用いることができ、このスクリーン印刷法では上述の材料がペース ト状で使用される。別の被覆の可能性は吹付けにより又はＣＶＤ方法により得ら れる。この材料から！互いに上下に間隔３１．３１’を看いて位置する１群の突 片３４が生ずる。形成されるべき熱電素子３０の第２の材料成分はＩ後で説明さ れるようにデ金属導電接着剤！なるべく銀導電接着剤宇の形の導線のＥｆＪ刷に より両方の突片端部３２＋３３に生ずる。

Ｅ！Ｊ刷された金属導電接着剤は同時に、一方の接続個所３２から出る導線を生 ぜしめ！これらの導線は！図５に示されているようにツすべてのセンサ３０につ いて共通な導線３５へ移行している。この導線は導体端部３７へ通じておりｔ以 下に簡単に「従続導線３５」と称せられる。しかし各突片３４の反対側の端部３ ３に、互いに絶縁されて延び、これらの金属導電接着剤から成る導線３６が係合 し！これらの導線は＋　３８＋　３８’で示された導体端部を持っており、Ｕ下 に簡単に「測定導線３６」と称せられる。これらの両接続個所３２＋３３の間に 、これらの接続個所が互いに興なる温度にある場合に熱電圧が生ずる。これは、 この場合に書突片３４の一方の接続個所３３にある１１１気的に結締されてはい るがｔしかし熱的に接触している共通な加熱導体２６により達成され！この接続 個所は９図５の場合に！センサ３０の個々の測定導線３８又は３８′が出る接続 個所である。図５に液面高さ１６が仮定されており、この液面高さは、最後のセ ンサと最後から２番目のセンサ３０との間の高さ範囲に液面１７をもたらす。そ の結果、加熱導体２６により発生された熱は中まだ液体１５の中へ没入している センサ３０において１既に飯面１７の上にあってツ図５に見える一番上のセンサ ３０におけるより良く導出される。そこに生ずる１両方の接続個所３２＋３３の 大きい温度差により！その下にあってｔ液面高さ１６以内にあるセンサ３０にお けるより大きい熱電圧が生ずる。評価装置１３により又は上述のＩＣモジュール ２１によりｌ＃続導線３５の共通な導体端部３７と糎々の測定導線３６の便々の 導体端部３８との聞に生ずる電圧が相次いで測定される。この場合叩最後の測定 導線３６の導体端部３８′と導体端部３７との間に、測定導線端部３８とその下 にある他のすべてのセンサ３０の共通な導体端部３７との間より高い熱電圧が生 ずることが分かる。そのことから評価装置は聾液面１７が最後のセンサと最後か ら２番目のセンサ３０との間になければならないことを推定し！それはＩ′ｖＣ いで電子装置を介して表示装置Ｉ［１４で知らされる。これらの測定は毎分４な いし５測定サイクルで行える。加熱導体にとって１工ネｌレギー節約及び熱発生 の減少の目的で１測定サイクル当たり約５秒の設定時間で十分である。

センサ３０の接続の第２の可能性が図６に示されており嘗この場合、センサ３０ はｎ８１にテ即ち直列に１接続されている。

構成部材を示すために１図５の場合と同じ符号が使用されているので、その限り ではこれまでの説明が適用される。相違点にふれるだけで十分である。隣接する センサ３０の低温及び高温の接続個所３２．３３は？互いに接続導線７９により 連続するように接続されている。それにより加算的なｆしかし逆の全電圧が容器 ｌｌ内の前述の液面１６に対応して発生される。この接続の利点は測定導線３６ の数の減少に存する。最適の場合においてｔ全電圧を評価装置１３又は搭載コン ピュータへ伝送するために唯１つの測定導線３６及び唯１つの接続導線３５で十 分である。

表示装置は電圧符号化装置の形で動作する。

ｙ８ないし１０によれば１センサを含むｍ足部材２０は次のようにして実現され る６図８によれば、可撓性プラスチック箔４１上に１例えば厚さが０・５ないし 約３．５１１ｍのＴｅから成る層４０が蒸着されう下側に溶解接着層３９があり 、この溶解接着層は更なる処理を簡単化する。図８のこの面構凸体４２から打抜 き品４３が切り取られ！この打抜き品の切断１所が図８に１点鎖線で示されてお りかつこの打抜き品は１ｍ縦支柱４４から成る？例えば「柵」の輪郭を持ってお りｔこの柵縦支柱において１群の（２）歯３４が出ており１これらの柵歯は突片 の上述の機能を果たす。この打抜き品４３の接着層３９は１図１Ｏに示されてい るようにｔ既に述べた支持体２７の前面２８に取り付けられ審この支持体は薄片 状のプラスチックから成り雫そのために可撓箔が使用されるのが好ましい。この 前製品２７１４３は１図１０に示されているように書既に述べたスクリーン印刷 法を受け！その際フ蒸着された金属Ｎ４０の両突片端部３２＋３３上に支持層４ ５１４８が設けられ、この支持層は・既に述べた金属導電接着剤から成りかつ既 に述べた接続及び測定導線３５＋　３６を同時に生ぜしめ賢これらの導線の延び 具合はｙ理的に図３の支持体の正面図から分かる。支持体２７の上側範囲に、空 いた区域４９が設けられており、そこに上述の導体端部３７．３８がありかつ、 ＞示されていない接続部を介して？既に図２に示されたＩＣモジュール２１と接 続している。図３によれば誉金属導Ｓ接着剤４６の印刷の際に菅上述の接続導線 ３５が１図９から分かる９上述の柵縦支柱４４に沿って延びておりかつそれによ りセンサのすべての基点を接続し、これらの基点に図５の接続導線３２が生ずる ようにしている。それによって！特に導体帯低損の減少も実現される。

同じ金属導電接着剤から９支持体裏面２９にもう既に述べた側熱導体２６が印刷 されうこの加熱導体は、２３の前面２８と相まって図４の裏面２９が示すように １個々の突片３４の上述の自由端３２と整列している。しかし逆のやり方が好ま しい場合もある。加熱導体２６の他にＩ同じ金属から成る導電接着剤による印刷 によって１図４から分かる戻り導線４７が支持体裏面２９に被覆され−しかしこ の戻り導線は加熱導体２６よりはるかに大きい層＠４８を持っている。両方の導 線２６＋４７に同じ電流が流れるが！しかしはるかに小さい層幅のため加熱導体 ２６だけが加熱され、１於戻り導線４７は低温のままである。図３及び４に示さ れたｌ　ＩＣモジュール２１を接続するための区域４９の上にＷ！＠素子７８が あり！この接続素子は支持体２７ｉこ続ン１ている。そこには導体帯５２．５２ ’が延びており、これらの導ａＭは、ＩＣモジュール２１で処理される信号の出 力導線として使われる。

ＩＣモジュール２１を取り付けた後に９エポキシＷｆｆｌＪの使用（こより燃料 彌れのないようにかつ気泡なしに！支持体２７の前面２８及び裏面２９にわたっ て被覆箔５０．５１が積層され、それはツ図７における完成した箔積響体２０の 、に大して示された断片から分かる。使用された支持体２７及び被覆箔５０＋５ １は、実際は３０ｐ＋ｏ程度の厚さしか持っていない。こうして生ずる測定部材 ２０を遮蔽するために番被覆１ｉ５５０，５＋の金属覆い５９が使われる。変更 を加えられた測定部材２１’に関する図１１の実施例により分かるようにｔ金属 覆い５９は接触素子を介してアース７１と接続されている。構成については後で 説明する接続素子７８の範囲に、！ｙＪ７に８０で示されているように！短絡を 回避するために金属覆い５９が切り欠かれなければならない。

完成した測定部材を容易に電気接続するためにν金属製のクリップ跋接触素子５ ３が使用されヌこれらの接触素子の断面構成が図７から分かる。これらの接触素 子は２つの柵端部５４を持っておりツこれらのＳ＠部はＩ箔積層体２０の中で接 続素子７８の範囲において図３及び４の導体帯５２．５２’を通りかつ縁を曲げ られる。図７によれば、柵端部５４はすべての層を通りかつこれらの欄端部に付 属する導体帯５２．５２’を通る際に？機械的結合及び電気的接続を行う。図３ 及び４に示された差込み部５５は接触素子５３と一体になっている。差込み部５ ５は接続５５は相補的なスリーブに結合され！これらのスリーブは１図１に示さ れた接続導線１８の構成要素であり！これらの接続導線は２次のような部分導線 に分かれる。ＨＩｃ続素子７８に加熱導線用の差込み部７３がありす更に、１つ 又は複数の測定導線用の１つ又は複数の差込み部７４があり、それからＩＣモジ ュールの電圧接続用の差込み部７５があい更に、ｒＣモジュールの制椰導線用の 差込み部７６がありｌ最後にアースの接続用の！既に述べた差込み部７１がある 。鋭敏な接触素子５３を燃料の腐食性及び半導伝性範囲のめに置くために！測定 部材の接続素子７８はこの接触後に１図３及び４に示された容器１１の蓋７７の 組立てスリットに差し込まれＩ接続素子７８の１図３から分がるストッパ肩部８ １ｆｆｉＭ７７に当たり１次いで１寸法に合致してエポキシ有脂注入７２により 全面的に結合される。Ｍ続素子７８の全面的注入７２によりＩ接触素子５３及び これらの接触素子の差込み部５５は確実な接続のために必要な安定性を得る。今 や！完成した測定部材２０があり！この測定部材は１図２に示された没入管２２ の内部２５に！例えば図示されていない保持部材により、伸ばされた状態で配置 される。しかし測定部材２ｏの場所を節約する形成のための！既に上に述べた７ 代わりの可能性箔積層体２０として構成された測定部材の可撓性はｔ形状寸法を ｔａｌｚするために利用され得る。このために１箔積層体２゜を折り畳むこと及 び／又は巻くことが役立つ。巻かれた状態でツこのような箔積層体２０は形状に 合わせて没入管２２の中に配置できる。更に宇このような巻かれた形状はう同時 に没入管２２の構成又は支持のために利用され得る。それによって本発明は極め て薄い箔積層体２０を形成するのみならず、このような積層体の幅もこのような 変形により著しく縮小され得るので７次体において長く伸ばされた構造体が生じ すこの構造体のセンサ３０が９図５又は６の！既に述べた１規定された高さ間１ １ｉ１３１＋　３１’を置いて配置されておりかつ図１の容器内部１９の、監視 されるべき液面１６全体にわたって延びている。

熱電素子３０の構成の際に前述の材料組合せにより予想外に高い熱電圧が生ずる が！この熱電圧は歩なくとも２組のセンゼ３０、　：１０’の直列接続により２ 倍になり又は複数の組のセンづにより数倍に高まる。図１１はＩ変更を加えられ て構成された箔ｍｔｉｉ体２０／による可能性を示（）ておリラこの箔８Ｉ層体 は拡大して！し／かし縮尺通りでなくＩ槓断面を示されている。構成部（Ａを示 すために繁前の実施例のＳ合と同じ符号が使用されでいるので、その限りではこ れまでの説明が適用される。相違点にふれるだけで十分である。

図１１の箔積層体２０’には１図９に述べたような２つのｊ」抜き品４３．４３ ’が使用さｔｌｌこれらの打抜き品は雫相並んでいる２つの縦区域５６．５７に おいて共通な支持体２７上に設けられる。

それにより９区３及び５との関連で既に述べたｔ先へ続＜接続及び測定導線３５ ．３６を生ゼしめるり既にｙｌＯとの関連で説明された金属導電接着剤４５＋４ ６が８］刷されるのみならず１図１１から分かるように１両方の打抜き品４３＋ ４３’の間に、接続部５８として１両側の櫛歯と個々に接触する！金属導電接着 剤の別の条片が設けられる。測定導線３６と接続されている櫛歯は１図１２の別 の実施例２０’で示されているような中断部分６３を得る。

それによって２組の熱唱素子３０＋　３０’が生じ！これらの熱ｓ！Ｘ子は対を なして箔積層体２０’の中の同じ高さの所に位置しておりかつ互いに１列接続さ れている。この箔積層体２０′には２つの加熱導体２６＋２６’が配置されてお り、これらの加熱導体は。

１つの群について既にｙｌＯとの関連で説明されたように！両方の熱電素子３０ ．３０’の高温の接続個所を生ぜしめる。この箔積層体２０′に！既に述べた外 側被覆箔５０．５１が付属しており！これらの被覆箔は１図１１から分かるよう に！なるべく外側へ向く金属層５９で覆われているのが好ましい。この金属覆い ５９は、既に述べたように、７１の所でアースに接続されている。

この金属層５９は０．０１ないし１　、５ｐ　ｍの厚さを持ちかつ例えばアルミ ニウム又は銅から成ることができる。この金属層はこの箔積層体２０′の内部に ある導線を遮蔽するために使われる。

図１２は＋２組の熱電素子３０．３０’が直列接続された！！！１８１ｉｉ１体 ２０′の代案を示しており嘗この場合、金属導電接着剤の印刷により生ぜしめら れた導線及び接続導線の延び臭合は単に破線で丞されており！それは接続部を示 している。この場合！支持体２７の共通な前面２８に両方の打抜き品４３＋４３ ’が互いに面対称的に配置されており！従って縦支柱４４＋４４’は互いに反対 側に向いている。生ずる櫛歯３４．３４’の自由端３３．３３’は互いに向き合 っておりかつ縦区域６１にあり！この縦区域には支持体側に共通な加熱導体２６ がある。従って加熱されるべき両端部３３．３３’は電気的に絶縁されて相並ん で配置されるがｔしかし同時に同じ加熱導体２６により加熱される。このことは ！使用する場合に最小のエネルギー消費及び監視されるべき液体の僅かな加熱と いう利点がある。金属導電接着剤により生ずる導線の印刷は多段式に実施されな ければならずかつ交差する導線列を絶縁するために中間箔６ｏが使用されなけれ ばならない。

第１の方法段階において１図１２から分かる両支持層４５＋５８接咬導線３５と して先へ延ばされておりかつ図５により測定の際に機能を果たす。このＷＩ８Ｉ ！ｉｌＣ！、２０１の用途に適した使用の際に！これらの位置に低温の１ｆ！、 続個所３２＋３２’が生ずる。填縦支柱４４′の低温の接続個所３２′から個々 の接続導線５８が隣接の釘抜き品４３の高温の接続個所３３へ行き、こうして高 温のＭ続個所３３及び反対側の低温の接続個所３２′の・あとになってからの直 列接続を行う。支持体上の打抜き品４３′の接着後に例えば打抜きにより生ぜし められる中断部６３はＩ柵縦支柱４４′において櫛歯３４′を個別化する。

この前製品の完成後に訃中間箔６ｏは図１２によりｉ支持体２７に取り付けられ た一方の打抜き品４３′上に接着され、箔＃６２は？上述した高温の接続個所３ ３′より後ろへ下げられておりかつこれらのＭ！続信所を空けておく。それから ！中間Ｆｉ６０の上方に向く前面に１更なる方法段階で！金属導電接着剤の個々 の支持層４６が８］刷されヤこれらの支持層は中間箔６ｏの奇縁６２を越えて高 温の接続個所３３′を覆いかっそこで必要な熱電素子接触を行う。これらの支持 １１４６は、図５により、それぞれの測定導線３６により先へ延ばされ得る。

図１３に、測定部材２０′／　／の、特に場所及び費用を節約する構成が示され ている。この場合にも、２組のセンサ３０．３（１’があるがツしかしこの場合 はすべてが前後に、Ｂち直列にＩ！！！続される。加算的な事しかし逆の測定電 圧が発生され鵞この測定電圧は容器１１内の液面高さ１６に対応して変化する。

センサ３０゜に柵ピッチ７０の半分だけずらして行われツそれによって信々の突 片３４．３４’の形成が可能である。高温の接続個所３３・３３′は線状に整列 しておりかつ加熱導体の配置のための縦区域６１を決定する。それにより縦区域 ６１の幅は最小にされ得る。いずれにしても１つの加熱導体が必要であり！この 加勢導体の利点は既に図１２との関連で説明された。

接着された打抜き品４３．４３’の両側の支柱４４＋４４’に沿って曽中＃ｆｒ 部６３が打ち抜かれｔそれによって少最初はＳ次の打抜き品４３＋４３’から１ ４字状部分が生じ！これらの部分がセンサ３０＋３０’の個別化を行う。この角 形のセンサ形状及び互いにかみ合い形成されたセンサ配置により９高温の接続個 所３３．３３’は低温の接続個所３２＋　３２’に直接対向しておりヤそれによ って、上述の金具導電接着剤からの１極めて短い接続導線５８で十分である。

回路を交差なしに構部することにより！中間箔の使用が回避される。それにより 測定部材ｚｏ”’の製造のための工程の数が減少される。既に述べたようにメす べてのセンサ３０，３０’の直列接続により唯１つの接続導線３５及び１つの測 定導線３６シか必要でなく、これらの導線は評価装置１３又は搭載コンピュータ へ導かれる。他のすべての測定導線及び図３及び４による付属の接触素子５３を 節約することにより１著しい費用低減が達成される。

ＦＩＧ　３　ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ　８ 要　約 ＦＩＧ、　１７ 補正音の写しく翻訳文）橿出書 このようなＭ置において＋１ｇの熱ｇ１素子がセンサとして箔材料製の支持体の 前面に使用されうこの支持体の裏面は電気加熱導体を備えている。熱ｇ素子の面 接続個所に珈共通な接続導線の他に個々の測定導線も配置されておりツこれらの 測定導線は液面の表示のために利用される。装置のコスト的に有利な！容易な製 造を達成するためにＩ　１群の突片の形で支持体上に蒸着又は８１１刷すること により熱ＩＥ素子の一方の材′Ｂ酸成分得ることが提案されておリラこれらの突 片は互いに間隔を置いて配置されている。そのために！特にテルルのような半金 属が使用される。それにより接続導線及び測定導線が金ｌｌ４Ｎ接着剤によって 支持体の前面に印刷され−これらの導線はそれぞれ個々の突片の一方又は他方の 端部を覆う。それにより！これらの両契片端部の間に温度差が生ずる場合に１接 触の他に同時に熱電圧が発生される。このような箔積ｉｉ１体を容易に折り畳み かつ巻くことができｔそれにより場所を節約して配置することができる。

センサの直列接続により！液面に対応する測定値電圧が発生され、この測定値電 圧は唯２つの導線を介して評価装置又は搭載コンピュータへ供給されかつそこで 公知の電圧符号化方法により測定値に変換される。

（特許法第１８４東の７第１項） 平成３年１１月１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　１群の，センサとしての熱電素子（３０）が，異なる２つの材料（熱電対） の間に２つの接続個所（３２，３３）を持つておりかつ電気的に絶縁する薄片状 の支持体（２７）の前面（２８）に取り付けられておりかつこの支持体により容 器内部（１９）の規定された異なる高さ（３１，３１′）に配置されており，支 持体（２７）の裏面（２９）にすべての熱電索子（３０）の一方の接続個所の範 囲に電気加熱導体（２６）が配置されており，更に，熱電素子（３０）の接続個 所（３２，３３）が導線（３５，３６）により評価装置（１３）と接続されてお り，この評価装置が液面高さ（１６）の表示（１４）を可能にする，容器（１１ ）内の，特に車両の燃料タンク内の液体（１５）の液面高さ（１６）を電子的に 測定する装置（１０）において，熱電索子（３０）の一方の材料が，例えばテル ルのような材料（４０）の蒸着により製造されておりかつ互いに間隔（３１）を 置いて配置された１群の突片（３４）の形で支持体（２７）に付いており，導線 （３５，３６）及び１群の測定導線（３６）が金属導電接着剤（４５，４６）を 用いて支持体の前面（２８）の線状印刷により生ぜしめられており，これらの導 線が個々の突片（センサ）の一方の端部（３２）及び他方の端部（３３）に金属 導電接着剤から支持層（４５，４６）を生ぜしめかつ接触の他に同時にそこで， 熱電圧の発生のために必要な他の材料を形成しかつ突片（センサ）を補足して熱 電素子（３０）にすることを特徴とする，容器内の，特に車両の燃料タンク内の 液体の液面高さを電子的に測定する装置。 ２　加熱導体（２６）又はこれらの加熱導体の戻り導線（４７）が，金属導電接 着剤を用いて支持体裏面（２９）の帯状印刷により生ぜしめられていることを特 徴とする，請求項１に記載の装置。 ３　すべてのセンサ（３０，３０′）が前後に，即ち直列に接続されている〔図 ６，１３参照）ことを特徴とする，請求項１又は２に記載の装置。 ４　熱電素子（３０）の第１の材料を形成し，支持体（２７）上にある材料が櫛 状輪郭（櫛４３）を持つており，その櫛歯（３４）が突片（センサ）を生ぜしめ ることを特徴とする，請求項１ないし３のうち１つに記載の装置。 ５　印刷された導線（３５）が櫛縦支柱（４４）の端部範囲だけを覆うことを特 徴とする，請求項４に記載の装置。 ６　印刷された一方の導線（３５）が櫛縦支柱（４４）のほぼ全長にわたつて延 びていることを特徴とする，請求項４に記載の装置。 ７　熱電素子の房１の材料を形成する材料（４０）が，支持体（２７）から分離 された箔（４１）上に蒸着されかつこうして被覆された面構造体（４２）が支持 体（２７）に取り付けられることを特徴とする，請求項４ないし６のうち１つに 記載の装置。 ８　箔（４１）が全面的に材料（４０）で蒸着されているが，しかしこうして被 覆された箔（４２）から，櫛（４４，３４）を形成する打抜き品（櫛打抜き品４ ３）が切り取られかつ支持体（２７）上に取り付けられていることを特徴とする ，請求項７に記載の装置。 ９　突片（センサ）又は櫛がスクリーン印刷法により，ペースト状で存在する半 導体材料を用いて直接支持体（２７）上に被覆されていることを特徴とする，請 求項１ないし８のうち１つに記載の装置。 １０　櫛を形成する箔（４１）又は被覆された箔（４２）から切断されだ櫛打抜 き品（４３）が箔裏面で接着剤（３９）を用いて被覆され，この接着剤が支持体 （２７）における取付けのために役立つことを特徴とする，請求項７，８又は９ のうち１つに記載の装置。 １１　接着剤（３９）が，熱により液化する溶解接着剤であることを特徴とする ，請求項１０に記載の装置。 １２　少なくとも２組（４３，４３′）の突片（３４，３４′）が支持体（２７ ）に互いに並んでおり，熱電素子（３０，３０′）を生ぜしめる，金属導電接着 剤（４５，４６）による印刷の際に同時に帯状の接続導線（５８）が突片（３４ ，３４′）の間に生じ，これらの導線が，熱電圧を高めるために，これらの突片 から生ぜしめられた熱電素子（３０，３０′）を直列接続する（図１１，１３参 照）ことを特徴とする，請求項１ないし１１のうち１つに記載の装置。 １３　共通な加熱導体（６０が，複数の組（４３，４３′）のセンサ（３０，３ ０′）の接続個所（３３，３３′）を加熱するために使われることを特徴とする ，請求項１２に記載の装置。 １４　ほぼ同じ高さに配置された突片（３０，３０′）が，支持体の分離された 縦区域（５６，５７）にありかつ独自の加熱導体（２６，２６′）を持つている （図１０参照）ことを特徴とする，請求項１２に記載の装置。 １５　点火の開始後に加熱導体（２６，２６′，６１）を通る電流が，加熱出力 が不変であるように一定に保たれることを特徴とする，請求項１ないし１３のう ち１つに記載の装置。 １６　導線経路を最小にするために，２つの櫛状打抜き品（４３，４３′）が互 いに面対称的に配置されておりかつこれらの打抜き品の突片（３４，３４′）が 互いに櫛ピツチ（７０）の約半分だけすらされて配置されておりかつ箱状形成の ために交互に突片（３４，３４′）の間の自由間隔に係合することを特徴とする ，請求項１ないし１５のうち１つに記載の装置。 １７　２つの櫛状打抜き品（４３，４３′）を使用する際に一方又は両方の支柱 （４４，４４′）が打抜き部（６３）又は分離切断部（６３）により中断されて おりかつ付属の突片（３４，３４′）が個別化されている（図１２，１３参照） ことを特徴とする，請求項１２ないし１６のうち１つに記載の装置。 １８　支持体（２７）上に取り付けられた打抜き品（４３，４３）の接続個所（ ３３，３３′）がほぼ線状に合わされておりかつこれらの打抜き品に共通な加熱 導体（６１）が付属している（図１３参照）ことを特徴とする，請求項１２ない し１７のうち１つに記載の装置。 １９　外側被覆箔（５０，５１）が熱電素子支持体（２７）又は結合体（２０） の前面及び／文は裏面上へエポキシ樹脂で積層されている（図７，１１参照）こ とを特徴とする，請求項１ないし１８のうち１つに記載の装置。 ２０　積層された被覆箔（５０，５１）が燃料に対し強くかつ燃料漏れしないこ とを特徴とする，請求項１９に記載の装置。 ２１　被覆箔（５０，５１）が金属層（５９）で覆われており，接触素子（５３ ）の範囲に金属層（５９）が切り欠かれている（図７，１１参照）ことを特徴と する，請求項１９又は２０に記載の装置。 ２２　金属層（５９）が接触素子（５３，５４，５５）を介してアース（７１） と導電接続されていることを特徴とする，請求項２１に記載の装置。 ２３　熱電素子支持体（２７）又はこのような支持体（２７）との結合体（２０ ，２０′，２０′′，２０′′′）が，部分的に折り畳みかつ／又は巻くことに より寸法縮小可能であることを特徴とする，請求項１ないし２１のうち１つに記 載の装置。 ２４　熱電素子支持体（２７）又は結合体（２０ないし２０′′′）が，巻いた 後に，重なる縦辺に沿つて管状構造体になるように結合されていることを特徴と する，請求項２３に記載の装置。 ２５　箔材料（４１，４１′，６０，５０，５１）及び場合によつては支持体材 料（２７）が耐熱性であることを特徴とする，請求項１ないし２４のうち１つに 記載の装置。 ２６　支持体（２７）上に，検出された測定値の電子信号処理のだめのＩＣモジ ュール（マイクロチップ２１）が付いており，このＩＣモジユールが端部点（３ ７，３８）を介して導線（３５，３６）と接続されておりかつ被覆箔（５０，５ １）の下に積層されている（図２ないし４参照）ことを特徴とする，請求項１な いし２５のうち１つに記載の装置。 ２７　測定部材（２０ないし２０′′′）の接触素子（５３）が容器（１１）内 の液体（１５）の外部に配置されていることを特徴とする，請求項１ないし２６ のうち１つに記載の装置。 ２８　測定部材（２０ないし２０′′′）の接続素子（７８）に取り付けられた 接触素子（５３）が，熱可塑性樹脂に埋め込まれていることを特徴とする，請求 項２７に記載の装置。