KR20200029575A - 매체의 레벨을 검출하기 위한 장치 - Google Patents

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KR20200029575A
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Abstract

용기(1)에 포함된 매체의 레벨을 검출하기 위한 용량성 레벨 센서 장치(10)는 실질적으로 레벨 검출 축에 따라 종 방향으로 연장되는 회로 지지체(20)를 포함한다. 회로 지지체(20)는, 검출 영역(24)에, 바람직하게는 레벨 검출 축을 따라 서로 이격되어 회로 지지체(20)의 적어도 하나의 제 1 측면(20a)에 대응하는 위치에 배치되는 제 1 전극(J)의 적어도 하나의 제 1 어레이를 포함하는 적어도 하나의 제 1 복수의 제 1 용량성 요소를 갖는다. 센서 장치(10)는 회로 지지체(20)의 검출 영역(24)을 덮는 전기 절연성 및 유체 기밀 검출부(14)를 포함하는 케이싱 본체를 갖는다. 케이싱 본체의 검출부(14)는 레벨이 검출되어야 하는 매체와 접촉하도록 설계된 케이싱 본체의 외부 표면을 한정하는, 제 1 전기 절연성 중합체 재료로 제조된 오버 몰딩된 외부 코팅(30)을 포함한다. 제 1 전극(J)은 적어도 검출 영역(24)에서 회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203) 내에 둘러싸이고, 적어도 검출 영역(24)에서, 오버 몰딩된 외부 코팅(30)과 회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203) 사이에는, 제 1 재료와 다른 전기 절연 재료로 제조된 적어도 하나의 중간 층(40, 40'; 50)이 설정되어 있다.

Description

매체의 레벨을 검출하기 위한 장치
본 발명은 액체, 유체 물질, 분말 재료 또는 벌크 상태의 재료 등과 같은 일반적인 매체의 레벨을 검출하기 위한 센서 장치에 관한 것이다. 본 발명은 차량에 사용되는 레벨 센서, 바람직하게는 용량형 레벨 센서를 참조하여 개발되었다.
언급된 유형의 레벨 센서 장치는 예를 들어 본 출원인의 이름으로 출원된 WO 2015/181770 A로부터 공지되어 있다. 제 1 실시예에 따르면, WO 2015/181770에 개시된 장치는 중공 케이싱을 가지며, 이는 검출되는 액체에 침지되며, 그 안에는 부분적으로 회로 지지체 또는 PCB(Printed-Circuit Board)가 수용된다. 회로 지지체는 실질적으로 서로 동일하고 레벨-검출 축을 따라 서로 떨어진 거리에 지지체 상에 배열된 금속 전극으로 표현된 용량성 검출 소자의 어레이를 보유한다. 중공 케이싱은 열가소성 재료의 성형을 통해 얻어진 별개의 구성 요소로서 구성되고, 그 뒤에 검출 전극을 보유하는 회로 지지체의 대응 부분이 삽입된다. 이어서, 케이싱의 공동에 전기 비-전도성 유체 충전 재료, 예를 들어 폴리우레탄 수지 또는 겔, 바람직하게는 실리콘 겔이 도입된다. 상기 유체 충전 재료의 존재는 레벨 측정에 악영향을 미칠 수 있는, 회로 지지체 및/또는 대응하는 전극과 케이싱 사이의 접촉 면적의 거칠기에 의해 결정된 미세 공동 내에, 갭 및 에어 포켓의 존재를 방지하는 것을 목표로 한다(이러한 개념은 인용된 문서의 도 14 및 도 15에 표시된 세부 사항으로도 명확해지며, 여기에서 지지체 및/또는 전극이 케이싱과 접촉하고/있으며, 상기 유체 충전 재료는 절연 층을 형성하지 않는다).
상기 장치의 상기 실시예는 생산 공정이 중공 케이싱의 사전 배열, 중공 케이싱 내에 회로 지지체의 삽입을 위한 특정 작업 및 케이싱의 공동으로 유체 충전 재료를 도입하기 위한 특정 작업을 반드시 고려해야 한다는 결과를 갖는다(명백히, 케이싱 본체 및 충전재의 공급 및 이동 관리 이외의 것임).
제 2 실시예에 따르면, WO 2015/181770은 상기 중공 케이싱을 회로 지지체 상에 플라스틱 재료를 직접 오버 몰딩함으로써 형성된 외부 코팅으로 대체하는 것을 고려한다. 이 유형의 솔루션은 전체적으로 레벨 센서 장치의 생산을 단순화하지만 검출 전극 주변의 습도가 존재함에 따라 검출 정확도가 저하되는 것을 의미한다.
본 출원인은 실제로 장치를 사용한 후, 외부 코팅의 오버 몰딩된 플라스틱 재료는 검출되는 액체와의 실질적으로 일정한 접촉으로 인해 습도를 흡수하는 경향이 있음에 주목하였다. 시간이 지남에 따라 부정적인 영향을 미치는 이 습도는 장치의 서비스 수명 동안 이미 검출의 부정확성을 초래한다. 중공 케이싱이 상응하는 하우징 공동에 의해 한정된 벽에 대해 회로 지지체를 가압하여 전극이 자체적으로 시간 내에 습도를 흡수하기 쉬운 벽과 엄격한 접촉을 하도록 구성되는 것을 고려할 때, WO 2015/181770의 상기 제 1 실시예에 따라 구축된 장치에서도 동일한 문제가 존재한다.
용량성 측정의 감도는 액체가 검출 전극의 표면 상에 설정되고 액체와 전극 표면 사이의 거리가 선형적으로 증가함에 따라(실질적으로 지수적으로) 감소하는 경우 최대이다. 그러나 액체 대신 일반적으로 수증기 또는 습도가 있는 경우에도 동일한 동작이 발생한다. 다시 말해서, 중공 케이싱의 재료 또는 오버 몰딩된 코팅의 재료에 습도의 존재, 따라서 상기 재료와 접촉하는 전극 상의 액체의 존재를 "모방"하는 효과가 있어, 특정의 레벨 검출 정밀도를 확장한다.
오버 몰딩 코팅은 우수한 배리어 특성 및 우수한 내습성 특성을 갖는 플라스틱 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 유형의 재료는 일반적으로 오버 몰딩된 코팅의 형성을 위해 비용이 많이 들고 가공하기 어렵다(장치의 검출 부분은 일반적으로 다소 길기 때문에 특정 중합체를 사용한 오버 몰딩 작업이 어려워진다).
본 출원인은 또한 우수한 장벽 특성 및 우수한 내습성 특성을 나타내는 특정 중합체는 성형 작업 후 및/또는 팽창 및 열 충격으로 인해 상당한 수축 및/또는 치수 변형을 나타내는 단점이 있다는 것을 발견하였다. 이는 그러한 중합체가 직접 오버 몰딩되는 회로 지지체(즉, 대응하는 전기 경로, 및/또는 전극 및/또는 전자 부품)에 결함을 야기할 수 있다. 어떤 경우든, 이들 물질은 또한 검출되는 액체와의 장기간 접촉에 따라 장기적으로 습도를 흡수하는 것이 불가피하다.
한편, 오버 몰딩된 코팅은 다른 유형의 플라스틱 재료(예를 들어, 특정 열가소성 중합체)를 사용하여 얻어질 수 있으며, 이는 덜 비싸고 보다 쉽게 성형 가능하다. 그러나, 이들 재료는 일반적으로 습도에 대한 저항 특성이 열악하므로, 장치에 의한 레벨 검출의 정밀도가 더 빨리 감소된다.
위에서 설명한 내용을 고려할 때, 본 발명의 목적은 간단하고 경제적으로 유리하지만, 유사한 응용 분야를 위해 설계된 알려진 장치와 비교하여 증가된 정밀도, 감도 및 장기적으로 검출의 신뢰성에 의해 구별되는 용량성 레벨 센서 장치를 제공하는 것이다. 이하에서 보다 명확하게 나타날 상기 및 다른 목적은 첨부된 청구범위에 특정된 특성을 갖는 레벨 센서 장치에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 청구 범위는 본 발명과 관련하여 본 명세서에 제공된 기술 교시의 필수적인 부분을 형성한다.
본 발명의 추가의 목적, 특징 및 이점은 비 제한적인 예로서 제공되고 첨부된 도면을 참조하여 다음의 설명으로부터 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 포함하는 일반 용기의 투시 단면도이다.
도 2는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치의 개략적인 종단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치의 개략적인 사시도 및 정면도이다.
도 6 및 도 7은 각각 도 5의 VI-VI 및 VII-VII 선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치의 가능한 조립 순서를 개략적인 사시도를 통해 도시한다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 4 및 도 5와 유사한 개략도이다.
도 15 및 도 16은 각각 도 14의 XV-XV 및 XVI-XVI 선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 4 및 도 5와 유사한 개략도이다.
도 19 및 도 20은 각각 도 18의 XIX-XIX 및 XX-XX 선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 4 및 도 5와 유사한 개략도이다.
도 23 및 도 24는 각각 도 22의 XXIII-XXIII 및 XXIV-XXIV 선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 4 및 도 5와 유사한 개략도이다.
도 27 및 도 28은 각각 도 26의 XXVII-XXVII 및 XXVIII-XXVIII 선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 29 및 도 30은 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 4 및 도 5와 유사한 개략도이다.
도 31 및 도 32는 각각 도 30의 XXXI-XXXI 및 XXXII-XXXII 라인에 따른 개략적인 단면도이다.
도 33 및 도 34는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 4 및 도 5와 유사한 개략도이다.
도 35 및 도 36은 각각 도 34의 라인 XXXV-XXXV 및 XXXVI-XXXVI에 따른 개략적인 단면도이다.
도 37 및 도 38은 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 4 및 도 5와 유사한 개략도이다.
도 39 및 도 40은 각각 도 38의 XXXIX-XXXIX 및 XL-XL 라인에 따른 개략적인 단면도이다.
도 41 및 도 42는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 39와 유사한 개략 단면도이다.
도 43 및 도 44는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치에 관한 도 4 및 도 5와 유사한 개략도이다.
도 45 및 도 46은 각각 도 44의 XLV-XLV 및 XLVI-XLVI 라인에 따른 개략적인 단면도이다.
본 설명의 범위에서 "실시예", "하나의 실시예" 또는 "다양한 실시예" 등을 언급하는 것은 실시예와 관련하여 설명된 적어도 하나의 세부 사항, 구성, 구조 또는 특성은 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 나타내도록 의도된다. 따라서, 본 명세서의 다양한 지점에 존재할 수 있는 "실시예에서", "하나의 실시예에서", "다양한 실시예에서" 등과 같은 문구는 반드시 하나의 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니지만, 대신에 다른 실시예를 지칭할 수도 있다. 더욱이, 본 설명에서 정의된 특정 형태, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있으며, 심지어 도시된 것과 상이할 수도 있다. 특히 도면의 실시예를 참조하여 본원에 사용된 참조 번호 및 공간 참조(예를 들어, "상부", "하부", "상단", "바닥", "전방", "배면", "수직" 등)는 단지 편의상 제공된 것이며, 따라서 보호 영역 또는 실시예의 범위를 정의하지 않는다. 본 명세서 및 첨부된 청구 범위에서, "재료"라는 일반 용어는 또한 다수의 상이한 재료의 혼합물, 조성물 또는 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 서로 유사하거나 기술적으로 동등한 요소를 지정하는데 사용된다.
도 1에서, 전체적으로 1로 표시된 것은 일반적인 물질의 일반적인 용기, 특히 자동차의 탱크이다. 용기는 예를 들어 액체, 예를 들어 연료 또는 물, 또는 첨가제를 함유하는 탱크일 수 있다. 다양한 실시예에서, 용기(1)(이하, 간단히 "탱크"라고도 칭함)는 내연 기관의 시스템의 작동에 필요한 물, 또는 내부 연소 엔진의 배기 가스의 처리를 위한 시스템의 작동에 필요한 첨가제 또는 환원제를 함유하도록 설계된다. 탱크(1)가 제공하는 이러한 시스템은 2로 지정된다. 처리 시스템(2)은 예를 들어 ADI(Anti-Detonant Injection) 시스템일 수 있으며, 이 경우, 탱크(1)는 물 또는 SCR(선택적 촉매 환원) 시스템을 포함할 것이고, 이 경우 탱크(1)는 AdBlue™라는 명칭으로 상업적으로 알려진 것과 같은 수용액 중의 요소 용액을 함유할 것이다. 두 경우 모두, 탱크(1)가 저온(표시적으로 0 ℃보다 낮은 온도)에 노출될 때 액체는 동결되기 쉽다. 이러한 이유로, 탱크(1)에는 히터 장치가 장착될 수 있다. 그러나, 용기(1)는 다른 목적으로 및/또는 자동차와 다른 분야에서 사용될 수 있고, 다른 물질을 함유하도록 설계될 수 있다.
탱크(1)의 본체(1a)는 임의의 재료, 특히 함유된 물질에 대해 화학적으로 저항력이 있고 바람직하게는 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)와 같은 공지된 기술에 따라 적합한 플라스틱 재료를 전기적으로 절연하는 재료로 제조될 수 있다. 탱크(1)에는, 예를 들어 냉동의 경우에 탱크 자체 및/또는 그 내용물을 가열하는데 사용되는 자체 공지된 유형의 히터가 관련될 수 있다. 전기 히터는 EH로 지정된 블록으로 도면에 개략적으로 표시된다. 다양한 실시예에서, 하나의 이러한 히터는 본 발명에 따른 센서 장치와 관련되거나 센서 장치에 통합된다.
도시된 개략적인 예에서, 탱크(1)는 상부(3), 예를 들어 상부 벽을 가지며, 여기서 액체 물질의 토핑을 위해 개구(3a)가 제공된다. 탱크(1)의 하부(4), 예를 들어 저부 벽은 배출구(5)를 가지며, 이를 통해 용액이 시스템(2)에 공급하기 위해 예를 들어 펌프를 통해 배출되거나 배출된다. 또한 하부 부분(4)에서, 탱크(1)는 6으로 지정된 제 2 개구를 가지며, 여기서 본 발명의 다양한 가능한 실시예에 따른 센서 장치의 본체는 밀봉 방식으로 고정된다. 다양한 바람직한 실시예에서, 실제로, 본 발명에 따른 센서 장치는 일반 용기의 하부에 설치되어, 본체의 외부 표면은 또한 이 물질이 용기에서 매우 낮은 레벨을 가질 때 액체 물질과 적어도 부분적으로 접촉한다.
전체적으로 10으로 표시되는 센서 장치는 탱크(1) 내부, 특히 바람직하게는 실질적으로 수직 인(그러나, 필요한 경우, 수직에 대해 기울어질 수 있음) 레벨 검출 축(X)에 따라 탱크(1) 내부에 적어도 부분적으로 연장되도록 설계된 레벨 검출부(11)를 포함한다. 우선, 검출부(11)의 근위 단부 영역은 탱크 내에 매우 낮은 레벨의 액체의 존재를 검출할 수 있도록 탱크(1) 내부에서 바닥 벽(4)에 상대적으로 가까운 높이로 연장된다. 주목할 점은, 탱크(1)의 개구(6)에 직접 장착되지 않고, 본 발명에 따른 장치(10)는 탱크(1)의 다른 개구에 밀봉 방식으로 있는 추가 본체 또는 구성 요소, 예를 들어, 탱크(1) 내부로 연장되고 탱크(1) 내에 존재하는 액체의 일부를 함유하기에 적합한 제 2 용기의 벽을 얻도록 형성될 수 있는 히터 및 펌프 중 적어도 하나를 포함하는 구성 요소 또는 섹터에서 UDM(요소 전달 모듈)이라고 알려진 유형의 모듈, 또는 차량의 이동 중에 액체 레벨의 갑작스러운 변화를 방지하도록 설계된 구성 요소를 형성하거나, 이와 관련되거나, 또는 이에 통합될 수 있다.
도 2 및 도 3에서, 가능한 실시예들에 따른 장치(10)는 부분 단면도 및 종 단면도를 통해 분리되어 도시되어 있다. 장치(10)는 적어도 하나의 검출 부분(14)을 포함하는 케이싱 본체를 가지며, 이는 전기 절연성 및 방진성이며 주로 장치(10)의 검출 부분(11)에 속한다(도 1).
다양한 실시예에서, 장치의 케이싱 본체는 또한 다음을 포함한다:
- 외부 시스템, 예를 들어, 도 1의 시스템(2)에 속하는 제어 유닛에 대한 장치(10)의 전기적 연결을 위한 연결 및/또는 제어 부분(15)(이하, 간단하게 "연결 부분"으로 지칭됨), 및
- 다른 장치, 예를 들어 도 1의 탱크의 개구(6)에서 장치(10)의 밀봉된 결합 및/또는 배치를 위해 구성된 장착부(16).
다양한 실시예에서, 연결 및/또는 제어부(15)는 도 3에서 부분적으로 볼 수 있는 전기 단자의 각각의 부분인 연장되는 대체로 중공형 커넥터 본체(15a)를 포함하며, 여기서 그것들은 17로 표시된다. 다양한 실시예에서, 예를 들어 금속 스트랩으로부터 스탬핑 또는 블랭킹을 통해 얻어진 단자(17)는 커넥터 본체(15a)와 함께 장치(10)의 외부 연결을 위한 인터페이스, 예를 들어 전술한 시스템(2)의 제어 유닛을 형성한다. 바람직하게는, 각각의 단자(17)는 커넥터 본체(15a)의 공동 내에 위치되도록 설계된 접촉 부분, 바람직하게는 라미나 부분 및 상호 연결 부분을 가지며, 이는 바람직하게는 좁고, 예를 들어 후술하는 회로 지지체 또는 기판 상에 존재하는 각각의 접촉 요소와의 전기적 및 기계적 결합을 위해 설계된다.
다양한 실시예에서, 장착부(16)는 검출부(14)와 연결부 및/또는 제어부(15) 사이에서 축 방향으로 연장되고, 그 외주면에, O- 링 개스킷과 같은 환형 밀봉 요소를 위한 적어도 하나의 시트(19a)를 가지며, 이는 예를 들어 상기 장치가 장착된 탱크(1)에 대하여 장치(10)의 탄성 장착 기능을 수행할 수도 있다.
다양한 실시예에서, 특히, 본 발명에 따른 센서 장치가 상이한 기능적 구성 요소(예를 들어 UMD 모듈 또는 ADI 모듈)와 결합되도록 통합되거나 설계되는 것들에서, 검출부(14)는 이러한 기능성 구성 요소의 하우징 본체에 속할 수 있는 한편, 연결 부분(15) 및/또는 장착 부분(16)은 전술한 기능성 구성 요소의 하우징 본체에 의해 생략되거나 적어도 부분적으로 정의될 수 있다.
도 2 및 도 3에서 부분적으로 볼 수 있는 것은 회로 지지체 또는 PCB(인쇄 회로 기판)이며 20으로 전체적으로 지정되어 있고, 이는 적어도 장치의 케이싱 본체의 검출부(14)에서, 바람직하게는 장착부(16) 및 연결부 및/또는 제어부(15)에서 연장된다.
이들 도면에서, 21, 22 및 23으로 표시되는 3 개의 본체 부분은 PCB(20)의 근위 단부가 개재되어 결합되어야 한다.
도 3의 예에서, 부품(21 및 22)은 케이싱 본체의 연결부(15)를 적어도 부분적으로 형성하며, 커넥터 본체(15a)를 우선적으로 정의하고 전기 단자(17)를 통합하는 부품(21)을 갖는다. 다시도 3에 도시된 예를 참조하면, 동일한 부분(21)은 부분(23) 및 오버 몰딩 코팅(30)의 일부와 함께 장착 부분(16)의 적어도 일부를 형성한다. 장치(10)의 케이싱 본체의 부분들(15 및 16)은 또한 다른 방식으로, 예를 들어 오버 몰딩 코팅 및/또는 코팅의 필수 부분과 동일한 재료로 제조된 부분들(21, 22, 23) 및/또는 부분들(15 및 16) 중 적어도 일부와 함께 형성될 수 있고, 이에 의해 검출 부분과 관련하여 설명된 특성을 포함할 수 있다.
검출부(14), 및 바람직하게는 장착부(16)의 적어도 일부는 반드시 제 1 전기 절연 재료로 제조된 오버 몰딩된 외부 코팅(30)을 포함한다. 이 외부 코팅(30), 즉 그것을 형성하는 재료는 레벨이 검출되어야 하는 매체 또는 물질과 접촉하도록 설계된 장치(10)의 케이싱 본체의 외부 표면을 규정한다.
PCB(20) 상에는 필요한 전기 연결 요소(예를 들어 리드 또는 전기 경로) 및/또는 레벨 검출에 필요한 전기 및/또는 전자 부품의 적어도 일부가 제공된다. PCB(20)는 인쇄 회로를 생성하기에 적합한 전기 절연 재료로 제조된 하중 지지 구조물 또는 지지 구조물을 갖는다. 다양한 실시예에서, PCB(20)는 유리 섬유를 포함하는 하나 이상의 복합 재료, 즉 실리콘 산화물, 바람직하게는 유리 섬유가 포함된 에폭시 수지 매트릭스를 갖는 복합 재료를 사용하여 형성되며, 여기서 유리 섬유는 수지로 함침된 부직포의 일종을 형성한다. 이러한 의미에서 바람직한 재료는 예를 들어 FR4, 베트로나이트 및 유사한 전기 절연 복합 재료, 예를 들어 GRP(Glass-Reinforced Plastic)이다. 한편, 이하에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위에서 배제되지 않는 것은 반드시 복합 재료일 필요는 없는 세라믹 또는 중합체계 재료, 및/또는 규소 또는 이의 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료와 같은 PCB(20)의 지지 구조물을 얻기 위한 다른 재료의 사용이다.
PCB(20)는 레벨-검출 축(X)을 따라 두 단부 사이에서 종 방향으로 연장되고 일반적으로 평평한 형상을 가지며, 이는 이들 사이에 PCB 두께(T)를 정의하는(도 4) 2 개의 반대쪽 주요 측면(도 8에서만 20a로 지정됨), 그리고 그들 사이에 PCB 너비 W(도 4에만 표시)를 정의하는 두 개의 반대쪽 종 방향 에지(도 8에서만 20b로 지정)를 포함한다.
PCB(20)에서 - 도 8에 분리되어 표시됨 - 장치(10)의 검출 부분(11)에 속하고 PCB 자체의 원위 단부뿐만 아니라 제 2 영역(25)을 포함하는 검출 영역(24)을 식별하는 것이 가능하며, 이하에서는 또한 단순화를 위해 "제어 및/또는 연결 영역"으로서 정의되며, 이는 PCB의 근위 단부를 포함한다. 두 영역(24 및 25) 사이에는, 특히 장치(10)의 케이싱 본체의 장착부(16)에 대응하는 위치에 있도록 설계된, 도 8에서 26으로 지정된 것과 같은 중간 영역이 제공될 수 있다.
PCB(20)의 영역(25)에는, 장치(10)의 전기 및 전자 처리 및/또는 제어 구성 요소의 적어도 일부가 연관될 수 있고, 여기에는 장치(10)의 외부 전기 연결을 위한 단자(17)(도 3)가 연관될 수 있다. 그 대신에, PCB(20)의 영역(24)과 주로 연관되는 것은 레벨 검출 구성 요소이다. 보다 구체적으로, 영역(24)과 관련된 적어도 하나의 제 1 용량성 요소 어레이는, PCB의 주요 측면에 대응하는 위치에 적어도 하나의 제 1 일련의 제 1 전극을 포함한다(예를 들어, 이하에서 고려되는 실시예에 따라 층(203) 또는 층(201)에 의해 식별되는 주요 측면). 전극을 참조하여 사용된 "주요 측면에 대응하는 위치에서" 또는 "주요 측면에서"와 같은 문구는 또한 본 설명의 후속편 및 첨부된 청구 범위에 존재하며, 반드시 전극이 상기 언급된 측면의 외부면, 즉 그 외부 면에 배치된다. 다양한 바람직한 실시예에서, 그 자체로 자발적으로 발명적인 것은, PCB(20)는 소위 다층 타입의 PCB, 즉 복수의 전기 절연 재료의 층을 포함하는 다층 지지 구조물을 갖는 회로 지지체, 구조물의 전기 절연 재료의 두 층 사이에 배치된 상술한 전극을 갖는 예를 들어 서로 적층된 회로 지지체이다.
통상적인 다층 PCB에서, 적어도 하나의 중간층에 정의된 것은 상응하는 전기 전도성 경로, 및 가능하게는 전기 회로 장치의 다른 능동 및/또는 수동 구성 요소이며, 이어서 다층 구조 내에서 "봉입"되고, 하나의 층에 존재하는 경로 및/또는 회로 구성 요소는 소위 금속화된 "비아" 또는 홀을 통해 다른 층에 존재하는 경로 및/또는 회로 구성 요소에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 명세서에서 제안된 본 발명의 해결책에 따르면, 레벨 센서 장치에 사용되는 것은 용량성 레벨 검출에 사용되는 제 1 전극의 적어도 하나의 제 1 어레이를 내부에 통합하는 다층 PCB(20)이므로, PCB(20)의 다층 구조의 적어도 하나의 층은 상기 언급된 제 1 전극과 외부 코팅의 오버 몰딩된 재료 사이에 설정된다. 이러한 경우는 도 2 내지 도 3에 예시되어 있으며, 상기 제 1 검출 전극 중 일부는 문자 "J"로 표시되어 있다(도 8에서, 이들 전극은 PCB(20)의 외부 층(203)에 의해 덮여있는 한 보이지 않는다). 표시되지 않은 변형예에 따르면, 내부 전극이 있는 다층 회로 지지체 또는 PCB를 참조하여 설명한 다양한 구성을 다른 방식으로 얻을 수도 있으며, 반드시 여러 층을 갖는 지원체를 고려할 필요는 없는데, 예를 들어, 전극 및 기타 회로 요소의 지지 구조물을 제공하는 전기 절연성 중합체로 오버 몰딩된 금속성 스트랩과 같은 복수의 전극 및 전기 전도성 경로를 고려할 필요는 없다(전도성 경로, 금속화된 홀 또는 비아, 전기 및/또는 전자 부품 등). 알 수 있는 바와 같이, 어떤 경우에도, 다른 실시예에 따르면, PCB(20)는 바람직하게는 다층 타입이고, 및/또는 그것의 검출 전극은 그것의 측면들 중 적어도 하나, 바람직하게는 그것의 주요 측면들 중 적어도 하나의 외부에 배열될 수 있다.
다양한 실시예에서, 전술한 제 1 어레이의 전극(J)은 실질적으로 서로 동일하고 레벨 검출 축(X)을 따라 서로 떨어져 있고 미리 정의되고 바람직하게 균질한 방식으로 설정된다. 그러나, 가능한 실시예들(미도시)에 따르면, 하나의 동일한 용량성 요소의 어레이는 또한 다수의 상이한 일련의 전극을 포함할 수 있으며, 하나의 일련의 전극은 동일한 일련의 다른 어레이의 전극과 상이한 기하학적 구조를 갖는다. 다른 실시예들에서, 전극들은 레벨 검출 축(X)의 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
다양한 바람직한 실시예에서, 센서(10)는 또한 PCB(20)의 검출 영역(24) 상에 제 2 용량성 요소의 제 2 어레이를 포함하고, 여기서 이러한 제 2 어레이는 적어도 하나의 제 2 일련의 제 2 전극을 포함하고, 바람직하게는 서로 실질적으로 동일하고, 동일 평면 상에 있고, 레벨 검출 축(X)을 따라 서로 이격되고, PBC(20)의 제 2 주요 측면에 대응하는 위치에 배열된다. 이 특성은 예를 들어 도 3에서 알 수 있고, 여기서 상기 언급된 제 2 전극 중 일부는 설계된다.
이하, 대표되는 경우, 즉 전극(J 및 J1)의 2 개의 어레이를 포함하는 PCB를 참조하여 본 발명을 설명할 것이다: 그러나, 도시되지 않은 실시예들에 따르면, PCB는 그 측면들 중 어느 하나에 대응하는 위치에서 단일 전극 어레이를 포함할 수 있다.
도 3에 표시된 예에서, 제 1 전극(J) 및 제 2 전극(J1)은 PCB(20)의 2 개의 대향하는 주요 측면을 참조하여 실질적으로 미러링되거나 상호 정렬된 위치(즉, 엇갈리지 않는 위치)에 있다: 그러나, 여기에 나타내지 않은 다른 실시예에서, 제 2 전극(J1)은 레벨 검출 축(X)을 참조하여 제 1 전극(J)에 대해 엇갈린 위치에 있다: 이러한 종류의 변형예는 장치(10)의 레벨의 측정 해상도를 증가시킬 수 있으며; 이를 위해, 전극(J1)은 전극(J1)에 의해 중간 위치에서 연장되는 것이 바람직하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이므로, 전극(J1)은 전극(J)에 의해 검출 가능한 레벨에 중간인 레벨을 검출할 수 있다.
다양한 실시예에서, 전극(J 및 J1)은 제어기의 각각의 입력에 개별적으로 연결되며, 도 8에 개략적으로 도시되어 있고, 여기서 MC에 의해 지정되며 제어 회로에 속하고 예를 들어 PCB(20)의 영역(25)에 위치한다. 그러나, 다수의 전극(J 및/또는 J1)을 서로 병렬로 그리고 상기 제어기의 동일한 입력에 연결하는 경우는 배제되지 않는다. 바람직하게는, 전극(J 및 J1)은 서로 동일하거나 다른 형상을 갖지만 동일한 표면 치수를 갖거나 일반적으로 동일한 전기 용량을 갖는 기하학적 형상을 갖는다. 전극들(J 및/또는 J1)은 PCB(20) 또는 레벨-검출 축(X)에 횡 방향으로 우선적으로 연장된다.
전극(J 및 J1)은 전기 전도성 재료, 예를 들어 금속 재료 또는 금속 합금으로 제조된다. 전극(J 및 J1)은 바람직하게는 대응하는 어레이 내에서 서로에 대해 동일 평면 상에 있으며, 예를 들어 PCB(20)의 지지 구조물에 침지되거나 가해지는 판 또는 층의 형태일 수 있고, 또는 다른 방법으로, 예를 들어 실크 스크린 인쇄 기술 등을 사용하여 PCB(20)의 지지 구조물 상에 증착된 전기 전도성 층으로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, PCB(20) 또는 그 층 중 적어도 하나는 전극(J 및 J1)을 함께 전기적으로 연결하기 위해, 및/또는 대응하는 전도성 연결 경로로, 및/또는 PCB(20)에 존재하는 가능한 다른 전기 및/또는 전자 부품으로, 전기 전도성 물질을 함유하는 비아 또는 관통 홀을 가진다.
PCB(20)의 영역(25)은 바람직하게는 PCB 자체의 근위 단부와 대응하는 어레이의 제 1 전극(J 또는 J1) 사이에 포함된다(이 관점에서, 연결 및/또는 제어 영역(25)은 또한 도 8에서 26으로 지정된 중간 영역에 대응하는 영역을 포함할 수 있다). 그러나, 본 발명의 범위에 또한 포함되는 것은 장치(10)의 회로 구성에 속하는 전기 및/또는 전자 제어 및/또는 처리 구성 요소는 전체 PCB(20)를 따라 또는 그의 검출 영역(24) 내에, 즉 전극(J 또는 J1) 근처에 및/또는 전극 사이에 배열된다는 것이다. 이 관점에서, 연결 및/또는 제어 영역(25)은 PCB(20)의 길이 전체에 걸쳐 실질적으로 일부가 검출 영역(24)과 공통으로 연장될 수 있다. 전술한 바와 같이, 특히 예시된 유형의 PCB, 즉 다층 구조를 갖는 PCB(20)의 경우, 전술한 전기 및/또는 전자 제어 및/또는 처리 구성 요소 중 적어도 일부는 다층 구조의 전기 절연 물질의 2 개의 층 사이에 배열될 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 다양한 실시예에서, 장치(10)를 장비하는 측정 회로 장치에 속하는 구성 요소는 적어도 하나의 제어 유닛 또는 제어기(MC)(예를 들어, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서, CPU, DSP - 디지털 신호 프로세서, 메모리, 집적 회로, 동작 회로, A/D 변환기 회로, 전자식 스위칭 회로), 그리고 추가의 능동 및/또는 수동 부품(트랜지스터, MOSFET, 저항기, 커패시터, 다이오드 등)을 포함한다.
다양한 실시예에서, 제어기(MC)는 전극들(J 및 J1)이 개별적으로 연결되는 복수의 입력들을 갖거나, 또는 서로 평행한 다수의 전극들(J 및/또는 J1)이 제어기(MC)의 하나의 동일한 입력에 연결된다. 제어기(MC)는 바람직하게는 아날로그/디지털 유형의 입력들 중 적어도 하나의 처리 로직 유닛, 메모리, 및 입력 및 출력을 포함한다. 제어기(MC)는 예를 들어 Microchip Technology Inc.에서 제조한 코드 PIC16F1517로 식별된 마이크로 프로세서 또는 Cypress Semiconductor Corporation에서 제조한 CY8C4200M 일련의 코드로 식별된 마이크로 프로세서일 수 있다. 그러나, 용량성 유형의 전극(J 및/또는 J1)에 의해 장치(10)에 의해 구현되는 특정 레벨-검출 양식은, 예를 들어 본 출원인의 이름으로 출원된 WO2015/181770, WO2016/042456 및 WO2016/042459 중 임의의 문헌의 가르침에 따라 섹터에 공지된 임의의 유형일 수 있다.
언급된 바와 같이, PCB(20)에는 전극(J 및 J1), 가능한 추가의 전기 및/또는 전자 부품, 및 단자(17)와 같은 다양한 회로 요소의 연결을 위한 전기 전도성 경로가 제공된다(이 경로 중 일부는 컨트롤러(MC)에서 출발하는 점선을 통해 도 8에 개략적으로 표시되어 있다). 언급된 바와 같이, PCB(20)는 상이한 전도성 경로를 함께 연결하기 위해 및/또는 PCB(20)의 상이한 층 또는 부분에 제공된 전도성 경로 및/또는 회로 구성 요소를 외부 세계 및/또는 내부에 연결하기 위해 금속화된 비아 또는 홀(도 8에서 점선으로 개략적으로 표시됨)을 제공할 수 있다. 전술한 바와 같이, 실제로 다양한 우선적인 실시예에서, PCB(20)는 다층 지지 구조물을 갖는 PCB이고, 여기서 상기 경로는 PCB 자체의 내부 또는 중간 층에 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 본 발명에 따른 센서 장치는 물질의 레벨과 다른 적어도 하나의 추가의 정량을 검출하기 위한 적어도 하나의 추가 센서 수단을 포함한다. 추가의 센서 수단은, 예를 들어 온도 센서, 압력 센서, 품질 센서, 유체의 조성 및/또는 화학-물리적 특성(예를 들어, 광학식 센서)을 검출하도록 설계된 센서로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 장치(10)의 회로 구성은 적어도 하나의 온도 센서, 특히 NTC 또는 PTC 유형의 센서와 같은 온도-변형 전기 저항을 갖는 센서를 포함한다. 이러한 센서는 PCB(20)의 검출 영역(24)의 근위 단부 영역, 원위 단부 영역 및 중간 영역 중 적어도 하나에 대응하는 위치에 장착될 수 있다. 이러한 온도 센서 중 하나가 도 8에서 블록 TS로 개략적으로 표시된다.
일 양태에 따르면, 본 발명은 오버 몰딩된 외부 코팅(30)을 형성하는 재료로부터 (적어도 그 레벨이 측정될 매체를 향하는 표면) 각각의 어레이의 검출 전극(J 또는 J1)의 거리 또는 이격을 제안한다: 본 발명의 양태에 따르면, 이 측정은 레벨 검출 대상 액체의 습도에 의해 전극에 도달하는 것을 방지하거나 지연시킬 수 있으며, 이는 시간이 지남에 따라 동일한 액체와 접촉하는 오버 몰딩된 재료에 의해 흡수된다.
전술한 본 발명의 양태에 기초하여, 오버 몰딩된 외부 코팅(30)과 각각의 어레이의 전극(J 및 J1) 사이에, 코팅(30)을 형성하는 재료와는 다른 전기 절연성 및 실질적으로 불투과성 재료로 이루어진 적어도 하나의 중간층이 설정되고, 여기서 적어도 하나의 중간층은 코팅(30)의 오버 몰딩 전에 얻어진다.
바람직한 실시예에서, 오버 몰딩된 코팅(30)과 전극(J 및 J1) 사이의 적어도 하나의 중간층은 실리콘(또는 이의 유도체 또는 화합물)을 포함하는 재료의 층, 즉 물에 실질적으로 불용성이고 산에 의해 공격될 수 없는 재료를 포함한다. 이러한 중요한 재료 중에는, 예를 들어 실리카, 즉 실리콘 산화물(실리콘 이산화물)이 있으며, 이는 불침투성 유리체 중간층을 제공할 수 있다.
본원에 제안된 출원의 관점에서, 실리카 필름 또는 층의 합성을 위한 바람직한 전구체는 실라잔, 특히 폴리실라잔, 즉 골격이 질소 원자에 의해 가교된 규소 원자로 구성되는 중합체이다. 대안적으로, 본원에 제안된 적용을 위해, 실리카 필름 또는 층의 합성을 위한 전구체로서, 실리카(SiO2), 바람직하게는 액체 또는 분말 형태, 가능하게는 액체에 분산된 이산화 규소 또는 실리카 분말 형태, 특히 PCB 상에 증착되도록 설계되고 그리고/또는 PCB의 적어도 일부를 코팅하도록 설계되는 형태를 포함하는 다른 화합물이 사용될 수 있다.
Si-N 결합의 길이는 일반적으로 1.70 내지 1.75A으로 추정되며, 결합각은 실리콘 및 질소 치환기에 의존한다. Si-N 결합의 극성 및 질소의 염기성으로 인해, 폴리실라잔은 물의 존재 하에서 가수 분해와 관련하여 특히 반응성이 있다(또는 알코올 또는 산과 같은 양성자성 용매). 이러한 반응은 실리콘과 질소 사이의 결합을 깨뜨리고 실리카와 암모니아의 형성으로 빠르게 이어진다. 이러한 의미에서 특히 유망한 전구체는 실리콘, 질소 및 수소로 구성되고 3 차원 격자와 유사한 구조인 퍼하이드로 폴리실라잔(PHPS)이고, 여기서 실리콘 원자는 질소 브릿지를 통해 함께 연결된다.
다른 폴리실라잔과 마찬가지로, 퍼하이드로 폴리실라잔은 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 촉매와 함께 실온에서 일반적인 비-흡수제 표면에 적용될 수 있는 액체 조성물을 수득하기 위한 기제로서 사용될 수 있다. 이러한 액체 조성물을 도포한 후, 실질적으로 유리질 실리카로 제조된 영구 장벽층이 형성되는데, 이는 실온에서 기판에 화학적으로 결합하고 공기 중에 존재하는 습도와 중합된다. 이러한 유형의 조성물은 다양한 제조사로부터 상업적으로 입수할 수 있으며, 전통적으로 운송 수단 또는 목재로 제조된 구조물의 외부 표면을 보호하기 위해 사용된다.
전술한 조성물의 적용을 위해, 관심 기판(여기서는 PCB(20))은 미리 그리스, 유성 물질이 없는 상태로 세척되고 건조되어야 한다. 적용 온도는 우선적으로 +5 ℃와 +30 ℃ 사이이며 상대 습도는 30 %와 80 % 사이이다. 용액은 예를 들어 딥-코팅 기술을 사용하여 액체 용액을 함유하는 용기에 PCB 자체를 분무 또는 다른 방식으로 침지함으로써 층 형태로 PCB(20) 상에 적용될 수 있다. 실질적으로 완전한 중합은 실온에서, 일반적으로 적용으로부터 대략 8 내지 12 시간 후에 수득될 수 있다(중합은 대략 7 일 후에 실온에서 일어난다). 한편, 본 발명의 범위에서 배제되지 않는 것은 중합 속도를 높이기 위한 열 처리 단계이다. 중합 후, 적용된 층은 실질적으로 얇은 층의 유리를 갖는 투명한 것이다.
또한, 및/또는 대안으로서, 오버 몰딩된 코팅(30)과 전극(J 및 J1) 사이의 적어도 하나의 중간층은 실리콘, 또는 그의 유도체 또는 화합물, 예를 들어 실리콘 산화물을 포함하는 복합 재료의 층을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 실질적으로 불투과성인 복합 재료는 예를 들어 유리 섬유 필러가 보충된 에폭시 수지의 베이스를 갖는 매트릭스를 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 오버 몰딩된 코팅(30)과 전극(J 및 J1) 사이의 적어도 하나의 중간 층은 각각 실리콘 또는 그의 유도체 또는 화합물을 포함하는 적어도 2 개의 상이한 재료 층을 포함한다. 상기 2 개의 층은 상기에 언급된 바와 같이 폴리실라잔계 액체 용액으로부터 출발하여 얻은 유리질 실리카를 주로 포함하는 2 개의 층일 수 있다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 중간층은 상기 언급된 폴리실라잔으로부터 출발하여 수득된 유리질 실리카를 포함하는 제 1 층의 재료, 및 예를 들어 유리 섬유를 포함하는 상기 언급된 유형의 복합 재료의 제 2 층을 포함한다. 다양한 우선적인 실시예에서, 전술한 제 2 복합 재료 층은 제 1 재료 층과 전극(J, J1) 사이의 중간 위치에 있다.
다른 실시예에서 여전히, 적어도 하나의 중간 층은 둘 이상의 상이한 재료 층을 포함하고, 이들 중에서, 실리콘, 그의 유도체 또는 화합물을 포함하는 제 1 중간층, 및 코팅(30)의 재료가 오버 몰딩되도록 설계된 다른 중간층 - 제 1 층의 재료보다 덜 강성인, 즉, 더 유연한 중합체, 예를 들어 불소 유도체 또는 화합물을 함유하는 실질적으로 불침투성인 중합체로 제조됨 - 이 있다.
다양한 실시예에서, 적어도 하나의 중간층은 코팅(30)의 재료가 오버 몰딩되도록 설계된 플루오로 중합체 또는 엘라스토머와 같이 적어도 부분적으로 가요성이거나 변형 가능하거나 압축 가능한 하나 이상의 재료 또는 중합체를 포함하고, 여기서 바람직하게는 코팅(30)은 상기 중간층의 재료보다 더 강성인 중합체로 제조된다.
오버 몰딩된 외부 코팅(30)과 전극(J 및/또는 J1) 사이에는 실리콘 또는 그 화합물을 포함하지 않는 전기 절연성 및 실질적으로 불투과성인 재료로 제조된 적어도 하나의 중간층이 설정될 수 있다. 특히 유리한 실시예에서, 이 재료는 후술하는 바와 같이 불소 또는 그 유도체 또는 화합물을 함유하는 중합체이다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 중간층의 실리콘이 없는 재료는 에폭시계 재료, 예를 들어 "솔더-레지스트"로 알려진 유형의 층을 포함하는 층인데, 즉, 산화에 대한 보호를 제공하도록 설계된 얇은 중합체 재료 층, 특히 에폭시계 재료이다. 솔더-레지스트 또는 에폭시-계 층을 구성하는 재료가 페인트 또는 잉크, 아마도 감광성 유형과 유사한 경우, 실크-스크린 인쇄 기술 등을 사용하여 분무되거나 적용될 수 있고; 한편, 솔더-레지스트 또는 에폭시-계 층은 또한 진공 라미네이션 방법을 사용하여 적용된 필름의 형태로 제조될 수 있다.
도 2 내지 도 3 및 대응하는 도 4 내지 도 7에 예시된 경우에, 오버 몰딩된 외부 코팅(30)과 각각의 어레이의 전극(J 및 J1) 사이에는 다음이 제공된다:
i) 복합 재료의 제 1 층;
ii) 여기서 솔더-레지스트 또는 에폭시-기반 유형인 것으로 가정되는 재료의 제 2 층; 및
iii) 제 3 실리카 기반 층.
예시된 경우에, 복합 재료의 제 1 층은 유리 섬유로 충전된 에폭시 수지계 매트릭스를 갖는다. 매우 유리하게는, 상기 제 1 복합 재료는 PCB(20)의 다층 구조물 자체의 층 중 하나에 의해 구성될 수 있다. 도 4 내지 도 7을 참조하면, 도시된 비 제한적인 예에서, PCB(20)의 지지 구조물은 외부면 상에 대응하는 전극(J 및 J1)이 각각 설정된 2 개의 층(201)을 포함한다. 반드시 그런 것은 아니지만, 바람직하게는, 2 개의 층(201) 사이에 하나 이상의 추가의 중간 층(202)이 제공된다(그런데, 표현되지 않은 다른 실시예들에서, 전극들(J 및 J1)은 심지어 PCB(20)의 하나 및 동일한 층의 반대쪽 주요 면들에 배열될 수도 있다). 층들(201)(또는 전술한 것과 동일한 층의 대향 면들)은 전극들(J 및 J1)이 대응하여 피복되도록 동일한 다층 구조의 각각의 외부 층들(203)에 의해 차례로 피복된다. 따라서, 예에서, 층(203)은 PCB(20)의 반대쪽 주요 측면(20a,도 8)을 구성한다. PCB(20)의 다양한 층(201, 202 및 203)은 바람직하게는 이것이 필수적인 특징이 아니더라도 하나의 동일한 재료, 예를 들어 FR4 등으로 형성되는 것이 바람직하다.
다시 도 2 내지 도 7에 도시된 비 제한적인 예를 참조하면, PCB(20)의 다층 구조의 외부 층(203)에는 각각 40으로 지정된 솔더-레지스트 또는 에폭시-기반 유형인 것으로 가정되는 각각의 제 2 층(40)이 존재한다. 전극(J, J1)은 PCB(20)의 지지 구조물 내에 배치되기 때문에, 층(40)의 주요 기능은, 이들이 솔더-레지스트 또는 에폭시-기반 유형일 때, 가능한 단락을 방지하기 보다는, 가능한 산화 현상 및/또는 습도 및/또는 액체의 침윤 현상에 대응하는 것이다.
예에서, 층들(40)은 PCB(20)의 층들(203)의 외부 면만을, 바람직하게는 완전히, 코팅하지만, 그러나 다른 실시예에서 층들(40)은 PCB(20)를 둘러싸는 단일 코팅 또는 그 주 측면 및 측면 에지 또는 부 측면에서(이하에서 설명되는 층 또는 코팅(50)에 대해) 단일 코팅에 속할 수 있다.
마지막으로, PCB(20) 상에, 즉 각 층(40) 상에 존재하는 제 3 층은 실질적으로 실리카로 이루어지고, 50으로 표시된다. 제 3 층(50) 또는 각각의 제 3 층(50)은 각각의 층(40)을 코팅하는 개별 층으로서 적용될 수 있거나, 또는 예시된 경우에서와 같이, 그 자체가 다수의 측면 및 에지에서 PCB(20)를 둘러싸는 코팅으로서 적용될 수 있다. 이러한 이유로, 다음에, 층(50)은 또한 "중간 코팅"으로 식별될 것이다. 또한, 중간 코팅 또는 층(50)은 전체 PCB(20)를 둘러싸거나 또는 그 일부만 둘러쌀 수 있다.
예를 들어, 복합 재료의 층(203)은 0.2 mm 내지 0.4 mm의 두께를 가질 수 있고, 층(40)은 10 μm 내지 30 μm의 두께를 가질 수 있고, 중간 코팅(50)(또는 적어도 PCB(20)의 주 측면의 그 층)은 10 ㎛ 내지 30 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 오버 몰딩된 외부 코팅(30)은 1 mm와 2.4 mm 사이, 바람직하게는 1.4 mm와 1.8 mm 사이, 매우 바람직하게는 1.5와 1.6 mm 사이의 두께를 가질 수 있다.
복합 재료(203)로 제조된 층은 그 자체가 다층 구조의 일부를 구성하는 PCB(20) 자체의 제조 동안 형성된다. 전술한 바와 같이, PCB(20)의 다층 구조는 FR4와 같은 재료, 또는 GRP(Glass-Reinforced Plastic) 타입의 베트로나이트 또는 유사한 전기 절연 복합 재료를 사용하여 얻어질 수 있다. 사용되는 바람직한 복합체는 유리 섬유를 갖는 에폭시 수지와 같은 에폭시계이다. 다층 PCB의 제조 분야에서 자체 공지된 기술에 따라, PCB 구조의 다양한 층이 서로 적층되는 것이 바람직하다.
층들(40)은 층들(203)의 외부 면에 분무될 수 있지만, 원칙적으로 다른 방식으로, 예를 들어 오버 몰딩을 통해 층들(40)의 에폭시 재료의 적용을 배제하는 것은 없다.
또한, 폴리실라잔 또는 이산화 규소에 기초한 용액은 주로 실리카로 전환되어, 즉 유리질 중간 코팅(50)을 제공하고, 분무 코팅 기술을 사용하여 증착 또는 도포될 수 있거나, 또는 액체 용액을 함유하는 용기에 PCB를 전체적으로 또는 부분적으로 침지함으로써, 즉 딥 코팅 기술을 이용하여 도포될 수 있다. 한편, 증착은 스핀 코팅(PCB의 회전에 의한 증착), 흐름 코팅(PCB에 충돌하는 흐름을 통한 증착), CVD(화학 기상 증착), PVD(물리 기상 증착) 등과 같은 다른 알려진 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 이들 기술은 층(40)의 증착에 사용될 수도 있다.
알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 양태에 따르면, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J, J1), 즉 전극을 지지하는 구조물(201, 202)을 검출되는 액체로부터 분리하는 4 개의 절연 요소 또는 층(30, 50, 40, 203)을 포함할 수 있다.
도 9 내지 도 12에 예시된 것은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 장치의 케이싱 본체를 제조하기 위한 가능한 시퀀스이다. 도 9에는 PCB(20), 층(40) 및 중간 코팅 또는 층(50)을 포함하여 반제품(20')으로 지정된 반제품이 도시되어 있다. 상기 반제품(20')은 전극(J 및 J1)뿐만 아니라 검출 및/또는 처리 회로의 나머지 부분에도 이미 제공되어 있다고 가정한다. 반제품(20')에는 예를 들어 PCB(20)(도 8)의 영역(25, 26), 즉 반제품(20')의 영역(25, 26)을 적어도 부분적으로 수용하도록 설계된 공동을 형성하는 쉘과 같은 본체 부분(21)이 적용된다. 설명된 바와 같이, 바람직하게는, 부분(21)은 커넥터 본체(15a)와 단자(17)를 통합하며, 후자는 이 단계에서 PCB(20)의 대응하는 전도성 경로에 전기적으로 연결된다.
다음(도 10 참조), 반제품(20')에 본체 부분(23)이 적용되며, 이는 예를 들어, 여기서는 중간 영역(26)을 부분적으로만 수용할 수 있는 공동을 정의하는 쉘 부분처럼 형성되어(도 8), 후자가 상기 부분(23)과 부분(21)의 대응 부분 사이에 둘러싸인다(상기 대응 부분은 본체 부분(21)에 구별되고 결합된 구성 요소로서 구성될 수 있다). 두 부분(21 및 23)에는, 특히 이들이 모두 쉘 형상 일 때, 부분(23)의 대응하는 시트 및 핀과 결합하도록 설계된 부분(21)의 핀 및 시트와 같은 상호 결합 수단이 제공될 수 있다.
바람직하게는, 본체 부분(21 및 23)은 260 ℃보다 높은 융점을 갖는 중합체로 이루어지거나 또는 이 경우 특히 이 온도에 저항하도록 설계되어 250 ℃ 미만의 온도에서 적어도 하나의 중합체, 특히 장치(10)의 케이싱 본체의 외부 코팅(30)을 제공하도록 설계된 중합체의 가능한 오버 몰딩을 견딜 수 있도록 하기 위한 중합체로 제조된다. 이를 위해, 다양한 실시예에서, 본체 부분(21 및 23)용 재료는 폴리프탈아미드(PPA), 폴리아미드 공중합체(PA66) 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS)로부터 선택된다.
아마도, 외부 코팅(30)을 오버 몰딩하기 전에, 본체 부분(21, 23)의 공동 및 상기 공동에 수용된 반제품(20'), 즉 PCB(20)의 대응 부분에서, 이들 영역에 위치된 전기 및/또는 전자 부품의 보호 특성을 개선하기 위한 수지가 적용될 수 있다. 사용되는 수지 또는 유사한 재료는 바람직하게는 낮은 융점 또는 중합 온도, 특히 전기 및/또는 전자 부품을 손상시키지 않는 변형 온도를 갖는 유형이다(예를 들어 180 ℃ 내지 240 ℃, 바람직하게는 200 ℃에 가까운 온도). 바람직하게는 비교적 탄성이거나 강성이 아닌 목적에 적합한 열가소성 재료는 소위 핫-멜트 또는 핫-글루 타입일 수 있다.
다음으로, 검출 영역(24)을 포함하는 PCB(20), 즉 반제품(20')의 적어도 일부는 외부 코팅(30)을 제공하는 중합체 재료를 오버 몰딩하기 위해 몰드에 삽입된다. 코팅(30)의 오버 몰딩에 사용되는 재료는 열가소성 재료 또는 다른 열경화성 재료일 수 있다. 바람직한 재료는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리프탈아미드(PPA) 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS)이다.
바람직하게는, 몰드는 본체 부분(21 및 23)가 제공된 중간 영역(26)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다. 이 경우, 오버 몰딩 작업 중에, PCB(20), 즉 반완성 제품(20‘)의 중간 영역(26)에 존재하는 회로 부품은, 오버 몰딩 영역 내에 위치하더라도, 이 중간 영역이 본체 부분(21, 23) 사이에 둘러싸여 있다는 사실을 고려하여 어떠한 경우에도 보호되고; 상기 수지의 존재 하에 보호가 더욱 증가된다.
코팅(30)의 오버 몰딩 작업의 결과가 도 11에 예시되어 있고, 여기서 장치의 케이싱 본체는 이제 일반적인 범위로 형성된다: 알 수 있는 바와 같이, 오버 몰딩된 코팅(30)은 케이싱 본체의 적어도 검출부(14) 및 바람직하게는 장착부(16)의 적어도 일부를 형성하며, 후자의 외부는 주로 본체 부분(23) 및 본체 부분(23)의 대응 부분 위에 성형된 재료에 의해 얻어진다.
이어서, 장치(10)의 케이싱 본체는 특히 대응하는 연결부(15)를 얻기 위한 목적으로 도 11의 반제품에 하나 이상의 추가 본체 부품을 연관시킴으로써 완성될 수 있다. 이를 위해 도 12를 참조하면, 본체 부분(22)은 본체 부분(21)에 결합되고, 이는 PCB(20)의 제어 영역(25)(도 8)의 적어도 일부, 즉 사이에 설정된 반제품(20')의 적어도 일부로, 코팅(30)의 재료에 의해 덮이지 않는다. 본체 부분(22)은 예를 들어 본체 부분(21)에 고정된 쉘 형태(예를 들어, 스냅-피팅에 의해 고정되거나, 나사산 수단을 통해 고정되거나 용접 또는 접착됨)와 같은 별개의 구성 요소로서 구성될 수 있고, 또는 본체 부분(22)은 또한 오버 몰딩된 부분으로 구성될 수 있다.
도 2 내지 도 7에 도시된 종류의 실시예는 코팅(30)의 재료에 의해 흡수된 습도가 전극(J 및 e J1)에 도달하는 것이 방지되는 한 특히 유리하고, 또는 적어도 전극(J 및 J1)에 도달할 때 그러한 습도를 상당히 지연시킨다. 이러한 관점에서, 상기 해결 방안은 오버 몰딩된 코팅(30)을 얻기 위해, 습도 침투에 대한 내성이 낮더라도 비교적 저렴하고 및/또는 더 쉽게 성형 가능한 열가소성 재료를 가능하게 사용할 수 있다.
다양한 실시예에서, 층(40)은 생략된다. 이러한 의미의 예가 도 13 내지 도 16에 나와 있다. 각각의 어레이의 전극(J, J1)과 코팅(30) 사이에는 실리콘 또는 이의 유도체 또는 화합물을 함유하는 2 개의 층이 제공되며, 여기서는 PCB(20)의 층(203) 및 중간 코팅(50)으로 표시된다. 도 13 내지 도 16에 도시된 유형의 실시예에서, 임의의 경우, 레벨 검출을 받는 액체와 전극(J 및 J1) 사이에는, 외부 코팅(30)에 추가하여, 상이한 재료(50 및 203)의 2 개의 추가 층이 있다. 코팅(30)을 함침시킬 수 있는 습도 또는 액체로부터 전극(J 및 J1)의 절연은, 도 2 내지 도 6에 예시된 유형의 실시예에 비해 감소되었음에도 불구하고, 어떠한 경우에도, 장치의 다양한 적용, 예를 들어 코팅을 얻기 위한 일부 열가소성 재료의 사용을 위해 높고 충분한 상태로 유지된다.
알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 양태에 따르면, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J, J1), 즉 전극을 지지하는 구조(201, 202)를 검출되는 액체로부터 분리하는 적어도 3 개의 절연 요소 또는 층(30, 50, 40)을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 전극들(J 및/또는 J1)은 PCB(20)의 구조 내에 배치되지 않고 상기 구조의 각각의 외부 면에 배치된다. 이러한 의미의 예가 도 17 내지 도 20에 나와 있다. 이들 도면에 도시된 예에서, PCB(20)의 외부 층(203)은 존재하지 않으며, 전극(J 및 J1)은 PCB의 외부에 직접 나오는 전극(J 및 J1)은 그 반대쪽 주요 측면(여기서는 전극을 보유하는 층(201)에 의해 표현됨)에 대응하는 위치에 있지만; 그러나 이미 언급한 바와 같이, 전극은 PCB의 한쪽에만 설정될 수 있다. 이러한 종류의 실시예에서, PCB(20)는 반드시 다층 구조를 가질 필요는 없음이 이해될 것이다. 도 17 내지 도 20의 경우에, 전극(J 및 J1)을 또한 덮도록 PCB(20)의 층(201) 상에 직접 도포된 솔더-레지스트 또는 에폭시 유형의 층(40)이 존재한다. 층(40)의 형성에 필요한 재료가 페인트 또는 잉크 형태인 유형의 실시예에서, 이러한 재료는, 필요한 경우, 예를 들어 실크 스크린 증착을 통해 층(40)의 외부 표면이 도시된 경우와 같이 실질적으로 평면이 되는 방식으로 적용될 수 있다(즉, 대응하는 재료는 층들(40)의 두께가 전극(J 및 J1)의 영역에서 더 작은 방식으로 증착될 것이다). 그러나, 이것은 장치의 동작 목적에 필수적인 특성을 구성하지는 않는다.
또한, 도 17 내지 도 20에 도시된 유형의 실시예에서, 어떠한 경우이든, 레벨 검출을 받는 액체와 전극(J 및 J1) 사이에는 - 외부 코팅(30)에 추가하여 - 상이한 재료의 2 개의 추가 층(40 및 50)이 설정되고, 이는 본원에 제안된 용도에 의해 요구되는 바와 같이 길이 방향으로 연장된 코팅을 얻기 위해 저렴하고 및/또는 보다 쉽게 작동 가능한 열가소성 재료로 오버 몰딩된 코팅(30)을 얻을 수 있게 한다.
이 경우에도, 본 발명의 양태에 따르면, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J, J1), 즉 전극을 지지하는 구조(201, 202)를 검출되는 액체로부터 분리하는 3 개의 절연 요소 또는 층(30, 50, 40)을 포함한다.
다양한 실시예에서, 중간 코팅 또는 층(50)은 생략된다. 이러한 의미의 예는 도 21 내지 도 24에 나와 있고, 이에 따르면, 각각의 어레이의 전극(J, J1)과 코팅(30) 사이에는 상이한 재료의 2 개의 층이 있으며, 여기서는 PCB(20)의 층(203) 및 층(40), 예를 들어 솔더-레지스트 또는 에폭시-계 유형의 층으로 표시된 것이 임의의 경우에 제공된다. 따라서, 이 경우에도, 레벨 검출을 받는 액체와 전극(J 및 J1) 사이에는, 외부 코팅(30)에 추가하여, 상이한 재료의 2 개의 추가 층(층 40 및 203)이 설명되며, 이는 코팅(30)의 시간이 지나면서 함침될 수 있는 습도가 전극에 도달하는 것을 방지하거나 또는 지연시킨다.
따라서, 이 경우에도, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J, J1), 즉, 전극(J1, 202)을 지지하는 구조물(201, 202)을 검출되는 액체로부터 분리하는 3 개의 절연 요소 또는 층(30, 40, 203)을 포함한다.
도 25 내지 도 28은 추가 가능한 실시예들을 예시하며, 여기서 층들(40)은 생략되고 전극들(J 및/또는 J1)은 PCB(20)의 구조 내에 배치되지 않고, 이 구조의 각각의 외부 면에 대응하는 위치에 배치된다. 따라서, 이 경우에도, PCB(20)의 외부 층(203)은 존재하지 않으며, PCB의 외부에 직접 나오는 전극(J 및 J1)은 2 개의 주요 반대 측면에 대응하는 위치에 있다(여기서는 전극을 보유하는 층(201)으로도 나타냄). 따라서 중간 코팅 또는 층(50)은 전극(J 및 J1)도 덮도록 PCB(20)의 층(201) 상에 직접 도포된다. 또한, 이러한 유형의 실시예에서, PCB(20)는 반드시 다층 구조를 가질 필요는 없음이 이해될 것이다. 도 25 내지 도 28에 도시된 유형의 실시예에서, 레벨 검출을 받는 액체와 전극(J 및 J1) 사이에는, 코팅(30) 외에, 실리카계 중간 코팅 또는 층(50)만이 설정된다.
본 발명의 구성에서, 레벨 센서 장치(10)는 검출되는 액체로부터 전극(J, J1), 즉 전극을 지지하는 구조물(201, 202)을 분리하는 2 개의 절연 요소 또는 층(30, 50)을 포함한다.
이와 같이 얻어진 흡습 절연체는, 전술한 다른 실시예에 비해 감소될지라도, 특히 중간층(50)을 제공하기 위해 사용된 재료가 통로 또는 다공성을 남기지 않고 PCB(20)를 균일하게 코팅하는 유리질 또는 실리카계 층일 때, 어떤 경우에도 장치의 다양한 응용 분야에 충분하며, 따라서 두께가 작더라도 밀봉 특성이 우수하다.
도 29 내지 도 32는 가능한 다른 실시예를 예시하며, 여기서 층들(40) 및 중간 코팅 또는 층들(50)은 생략되며, 전극들(J 및 J1)은 PCB(20)의 다층 구조 내에, 외부 층들(203) 아래에 배열된다. 따라서, 이러한 유형의 실시예에서도, 레벨 검출을 받는 액체와 전극(J 또는 J1) 사이에는, 외부 코팅(30) 외에, PCB(20)의 다층 구조에 속하는 단지 하나의 층(203)이 설정된다. 또한 이러한 유형의 구조는 오버 몰딩된 코팅(30)을 얻기 위해 사용되는 재료에 의한 습도 또는 액체의 가능한 흡수의 부정적인 영향을 보호하거나 적어도 지연시키기에 충분하다.
본 발명의 구성에 있어서도, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J, J1), 즉 전극을 지지하는 구조물(201, 202)을 검출되는 액체로부터 분리하는 2 개의 절연 요소 또는 층(30, 203)을 포함한다.
마찬가지로, 도 33 내지 도 36은 가능한 다른 실시예들을 예시하며, 여기서 중간 코팅 또는 층들(50)은 생략되고, 전극들(J 및 J1)은 PCB(20)의 구조 내에 배치되지 않고, 구조의 각각의 외부 면에 대응하는 위치에 배치된다. 따라서, 이 경우에도, PCB(20)의 외부 층(203)은 존재하지 않지만, 전극(J 및 J1)을 보유하는 층(201) 상에, 전극 자체를 덮기 위해, 예를 들어 솔더-레지스트 또는 에폭시-기반 유형의 각각의 층(40)이 적용된다. 또한, 이러한 유형의 실시예에서, PCB(20)는 반드시 다층 구조를 가질 필요는 없음이 이해될 것이다. 이러한 유형의 실시예에서, 레벨 검출을 받는 액체와 전극(J 또는 J1) 사이에는, 외부 코팅(30)에 추가하여, 층(40)만이 설정되고, 이는 임의의 경우에 다양한 응용에 충분하다.
본 발명의 구성에 있어서도, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J, J1), 즉 전극을 지지하는 구조물(201, 202)을 검출되는 액체로부터 분리하는 2 개의 절연 요소 또는 층(30, 40)을 포함한다.
폴리실라잔계 조성물로부터 출발하여 수득된 실리카로 주로 제조된 중간 코팅 또는 층(50)을 제공하는 것은 상응하는 중합 동안 실리콘이 상응하는 기판(20 및/또는 40)의 -OH기에 결합하기 때문에 특히 유리하다. 이런 방식으로, 중간 코팅(50)과 하부 기판 사이에 2 차 유형의 결합이 바람직하게 얻어지고(이는, 경우에 따라, 층(40) 또는 층(203)으로 구성됨), 이는 재료 사이의 고정력을 향상시켜 구조의 강도를 향상시킨다. 이러한 관점에서, 전술한 바와 같이, 다양한 실시예에서, PCB(20) 및/또는 층(40)은 에폭시계 재료, 즉 -OH기를 포함하는 재료를 사용하여 우선적으로 형성되어 중간 코팅(50) 및/또는 층(40)과의 화학적 결합을 보장한다. 이러한 관점에서 다시 한 번, 전극(J 및 J1)은 바람직하게는 금속 또는 금속 합금으로 제조된다(예를 들어, 구리 또는 구리 기반 합금). 상기 금속의 제조 단계에서, 폴리실라잔계 또는 이산화 규소계 용액이 전극(J)에 부분적으로 접촉하여 적용되는 경우에도 -OH 작용기의 그라프팅에 의한 의사 산화 공정이 발생하는 경우를 고려할 때, 금속과 폴리실라잔 또는 이산화 규소 사이에 염기성 화학 결합(-OH 또는 다른 O* 작용기)이 형성되며, 그 결과 다른 재료 사이의 고정 측면에서 이점이 있다.
다양한 특히 유리한 실시예에서, 이전에 40으로 지정된 에폭시계 층은 바람직하게는 퍼플루오로옥탄 설포네이트(PFOS) 및 퍼플루오로옥탄산(PFOA)이 없이, 전구체, 또는 유도체, 또는 플루오르화 중합체 또는 플루오로 중합체 또는 퍼플루오르화 중합체와 같은 불소의 화합물을 함유하는 중합체로 제조된 층(40')으로 치환될 수 있다. 이러한 이유로, 전술한 도면 중 다양한 도면에서, 괄호 안에 있는 참조 번호(40')도 참조 번호 40과 관련된다. 바람직한 재료는, 예를 들어 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오르 에틸렌(PTFE) 및 보다 일반적으로 플루오르-아크릴레이트계 중합체이다. 따라서 층(40)이 고려되는 전술한 구성은 이들 층이 불소의 전구체 또는 유도체 또는 복합물을 함유하는 중합체로 제조된 층(40')으로 대체되는 경우에 유효한 것으로 이해된다. 또한 층들(40')은 PCB(20)를 둘러싸는, 즉 PCB의 에지 또는 작은 측면에서도 연장되는 중간 코팅에 속할 수 있다(예를 들어, 도 37 내지 도 46에 도시된 바와 같이). 층 또는 코팅(40')은 10 ㎛ 내지 70 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 출원인에 의해 수행된 연구는 불소계 중합체 재료, 또는 불소의 유도체 또는 화합물(예를 들어, 완전히 또는 부분적으로 불소화된 불소 중합체)이 본원에 제안된 적용의 목적에 특히 유리하다는 것을 확인할 수 있게 하였다. 불화물은 화학적으로 매우 내성일뿐만 아니라 고온에서도 우수한 내성을 나타내므로 코팅(30)의 오버 몰딩을 견디기에 완벽하게 적합하다. 이들 재료는 또한 비교적 가요성이고, 또는 강성이지 않으며, 비교적 변형 가능하거나 압축 가능하고, 따라서 열팽창 및 열충격을 잘 견뎌낼 수 있으며, 마찬가지로 매우 낮은 마찰 계수를 나타내며, 이에 따라 상이한 열팽창 계수로 인해, 코팅(30)의 오버 몰딩된 재료와 PCB(20)(및/또는 층(40 및/또는 50)과 같은 가능한 다른 층) 사이에서 발생할 수 있는 상대 운동을 견딜 가능성이 있다.
본 출원인에 의해 수행된 실제 침투 시험은 또한 플루오르화 중합체는 또한 소수성인 플루오르화 중합체의 표면 에너지가 매우 낮기 때문에 AdBlue와 같은 물-요소 용액에 대한 내성 측면에서 우수한 결과를 얻을 수 있게 한다. 이 특성은 레벨이 검출되는 액체가 물 또는 수계 용액인 경우에 특히 유리하다(예를 들어 주로 물로 구성된 AdBlue와 같은).
또한, 플루오르화 중합체로 제조된 중간층(40')의 존재는 코팅(30)을 통한 물-요소 용액의 침윤의 경우에 전극 및/또는 PCB(20)의 화학적 침습에 대해 우수한 보호를 가능하게 한다.
층 또는 코팅(40')을 제조하기 위한 플루오로 중합체의 사용은 다양한 구성에서 재료의 중합 동안 상응하는 기질의 재료와 화학적 및/또는 구조적 결합을 얻을 수 있다는 사실을 고려할 때 특히 유리하다. 이것은 PCB(20) 및/또는 층(40)이 에폭시계 재료로 제조될 때 특히 유리하다. 이러한 관점에서, 이미 언급된 바와 같이, PCB(20)의 재료는 우선적으로 에폭시계(예를 들어, 매트릭스는 일반적으로 에폭시 수지로 구성되는 FR4)이고, 솔더-레지스트 유형의 층(40)은 또한 에폭시 수지로 제조된다.
예를 들어, 도 37 내지 도 40에 도시된 것은 오버 몰딩된 외부 코팅(30)과 각각의 어레이의 전극(J 및 J1) 사이에 다음이 제공되는 경우이다:
i) 복합 재료의 제 1 층(203);
ii) 재료의 제 2 층(40); 및
iii) 플루오르화 중합체 베이스를 갖는 제 3 층(40');
실시예(미도시)에 따르면, 복합 재료 층(203)은 생략될 수 있다.
도면에 예시된 경우, 복합 재료의 가능한 제 1 층은 전극(J 및 J1)이 그에 따라 코팅되도록 PCB의 다층 구조의 외부 층(203)으로 구성되고, 반면에 층(40)은 솔더-레지스트 또는 에폭시-기반 유형의 중간 코팅에 속하며, 이는 PCB(20)의 주 측면 및 에지 또는 부 측면에서 코팅된다. 대신에, 제 3 층(40')은 층(40)이 속하는 에폭시계 코팅을 둘러싸는, 예를 들어 FEP로 제조된 추가의 플루오르화된 중합체 중간 코팅에 속한다. 외부 코팅(30)의 재료는 층(40')이 속하는 코팅 상에 오버 몰딩된다.
도 37 내지 도 40에 예시된 유형의 솔루션에서, 층 또는 코팅(40')과 층 또는 코팅(40) 사이에는 여기서는 층 또는 코팅(40)으로 표시되는 에폭시계 기판의 -OH 기 사이의 수소 결합이 제공되며, 층 또는 코팅(40')을 제공하는 플루오르화 중합체, 예를 들어 FEP의 플루오르의 전기 음성 원자가 더 많다. 수소 결합 또는 수소 브릿지는 매우 전기 음성 요소(예를 들어, 불소, 산소 또는 질소)와 공유 결합에 관여하는 수소 원자인 분자간 힘의 특별한 경우이다. 이는 원자가 전자를 끌어당겨 부분 음전하(δ-)를 얻어, 수소를 부분 양전하(δ+)로 남겨둔다. 동시에, 수소는 근처 분자의 전기 음성 원자에 의해 당겨진다.
따라서, 상기 결합은 재료들 사이의 고정을 개선시키고, 따라서 구조의 강도에 기여한다는 것이 이해될 것이다. 방금 예시한 것과 유사한 결합은 40'으로 지정된 유형의 층 또는 코팅이 에폭시 수지의 적어도 일부로 제조된 PCB(20) 상에 직접 적용될 때 형성된다. 이러한 유형의 경우가 도 41 및 도 42에 예시되어 있다. 도 41은 다층 PCB(20)를 코팅하는 코팅(40')의 경우에 관한 것이며, 여기서 전극(J 및/또는 J1)은 복합재(203)로 제조된 층으로 이미 덮여있는 반면, 도 42는 전극(J 및/또는 J1)이 노출된(즉, 층(201)의 외부 면에서) PCB의 경우에 관한 것이다.
일 양태에 따르면, 본 발명은 예를 들어, 외부 코팅(30)의 오버 몰딩 재료의 수축 및/또는 동결된 액체에 의한 스러스트의 외부 압력으로 인한 변형 및/또는 열 점프 또는 충격으로 인한 치수 변화에 따른 변형(예를 들어, 냉동 액체의 가열 및/또는 주위 온도의 변화에 따라)으로 인해, 레벨 센서 장치의 내부 요소가 받을 수 있는 가능한 기계적 응력의 제거 또는 적어도 감소를 제안한다(예를 들어, PCB(20) 및/또는 PCB에 의해 보유되는 회로 구성 요소, 및/또는 PCB와 외부 코팅 사이의 재료의 중간 층).
이러한 이유로, 본 발명의 실시예에서 이미 전술한 바와 같이, 장치의 적어도 하나의 중간층은 기계적 보상의 기능을 수행하고, 이러한 목적으로 코팅(30)의 재료를 오버 몰딩해야 하는 적어도 부분적으로 가요성, 변형 가능성 또는 압축성인 재료 또는 중합체를 포함하고, 여기서 바람직하게는 코팅(30)은 상기 언급된 보상 중간 층의 재료보다 더 강성인 중합체로 제조된다.
예를 들어 앞에서 언급한 바와 같이, 플루오로 중합체는 비교적 가요성 및/또는 변형 가능하고, 낮은 표면 마찰로 구별되어, 예를 들어, PCB(20) 또는 코팅(40)과 같은 하부 기판에 대해 코팅(30)에 의해 결정된 가능한 기계적 응력을 흡수하기 위해, 상응하는 층이 유리하게는 기계적 보상의 기능을 수행할 수 있다. 언급된 바와 같이, 이들 기계적 응력은 외부 코팅(30)의 수축 및/또는 동결된 액체 또는 그 동결된 부분에 의해 유도된 센서 장치에 대한 응력 및/또는 장치의 부분의 치수 변화를 유도하는 열 충격에 따른 것일 수 있다.
다른 실시예에서, 전술한 가능한 응력의 보상 기능은 전술한 것, 심지어 불소 유도체 또는 화합물을 함유하지 않은 것과 상이한 비교적 탄성 및/또는 압축성 및/또는 변형 가능한 엘라스토머 또는 중합체로 제조된 적어도 하나의 층(40')에 의해 얻어질 수 있다.
본 발명의 특히 유리한 실시예에서, 50으로 미리 지정된 유형의 중간층 또는 코팅을 조합하는 것도 가능하며, 이는 상대적으로 보다 강성이고 취성이며, 따라서 제 1 층(50)을 코팅하는 플루오르화된 층 또는 코팅으로 기계적 변형 또는 스트레인에 따라 균열의 위험에 노출될 수 있어, 코팅의 오버 몰딩된 재료의 침강 단계 동안 과도한 수축 및/또는 변형을 방지할 수 있다.
이러한 경우는 도 43 내지 도 46에 예시되어 있으며, 여기서 다층 PCB(20)에는, 전술한 유형의 실리카 또는 산화 규소로 제조된 중간 코팅(50)이 적용되며, 그 위에는 불소 중합체로 제조된 중간 코팅(40')이 차례로 적용된다. 이러한 종류의 용액은 코팅의 오버 몰딩된 재료를 함침시킬 수 있는 습도 및/또는 액체와 관련하여 전극(J 및/또는 J1)의 절연을 최대화할 수 있음을 이해할 것이다.
유리체 유형(50), 복합 유형(20) 또는 에폭시 유형(20, 40)의 해당 기판과 비교하여 플루오로 중합체로 제조된 코팅의 높은 유연성(또는 유연성, 압축성 또는 변형성)은 검출되는 액체의 동결 동안 및 상기 액체에 형성된 얼음 조각에 대한 가능한 충격으로 인해 발생할 수 있는 기계적 변형, 스트레인 및 응력으로부터 후자를 보호한다.
일반적으로, 도 37 내지 도 42를 참조하여 전술한 기계적 보상의 기능은 특히 유리질 코팅(50)의 무결성을 보호하기 위해 도 43 내지 도 46에 예시된 경우에 적용된다.
전술한 설명으로부터, 본 발명의 특징은, 그 장점이 제안된 바와 같이, 주로 제안된 레벨 센서 장치의 구성의 단순성, 포함된 비용, 및 정확성 및 신뢰성으로 대표되는 바와 같이 명확하게 나타난다.
첨부된 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 예를 들어 순수하게 본 명세서에 설명된 장치 및 방법에 대해 다양한 변형이 본 기술 분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있음이 명백하다.
앞에서 설명한 바와 같이, 각각 PCB(20)의 일측에 대응하는 위치에 있는 2 개의 전극 어레이의 존재는 전극(J) 또는 전극(J1)만 제공될 수 있는 장치(10)의 필수 특성을 구성하지 않는다. 따라서, 이러한 유형의 장치(10)에서, 외부 코팅(30)과 전극들(J 또는 J1) 사이의 중간의 개수가 감소될 수 있고, 이는 예를 들어, 본 발명의 목적을 위해 PCB(20)의 최외곽 층(203) 중 하나만을 이용하고 및/또는 PCB(20)의 관심 측면에서 단 하나의 층(40 및/또는 40')을 제공함으로써 이루어진다. 그런데, 단일 어레이의 전극(J 또는 J1)이 제공된 장치(10)의 경우에도, 절연 구조는 레벨-검출 전극이 존재하지 않는 PCB의 측면 상에 층들(40 및/또는 40') 및/또는 (50)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 센서 장치의 PCB는 반드시 에폭시계 재료 또는 실리콘 또는 그 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료를 사용하여 제조될 필요는 없다. 가능한 변형 실시예에서, PCB(20)는 심지어 다층 구조를 갖지 않는 것조차도 예를 들어 불소화된 중합체 또는 PTFE, 또는 폴리이 미드 또는 세라믹 재료를 사용하여 얻을 수 있다.
본 발명은 특히 액체 매질, 특히 물 또는 요소 및 물 기반 첨가제의 레벨의 검출을 참조하여 설명되었지만, 하지만 이미 언급된 바와 같이, 기술된 센서는 다른 물질 및 재료와 함께 사용될 수 있으며, 심지어 동결에 의해 잠재적으로 응고된 것에 대해서도 사용될 수도 있다.
일부 응용에서, 상이한 검출 영역을 갖는 레벨 측정이 요구될 수 있으며, 각각은 상이한 측정 분해능을 가지며 장치(10)의 검출부(11)의 상이한 위치에 위치된다. 이것은, 예를 들어, 주어진 영역에서 요구되는 측정의 분해능 또는 허용 오차를 보장하기 위해 PCB(20)의 검출 영역(24)을 따라 상이한 형상을 갖는 전극을 - 형상 및 크기의 면에서 - 위치시키는 것에 이르게 한다. 이러한 선택은 일부 경우에 장치의 제어 전자 장치, 특히 그 제어 장치의 비용을 최소화할 필요성에 의해 제한된다(이는 입력의 개수 및 따라서 관리할 수 있는 전극의 개수에 관련됨). 이러한 이유로, 일부 응용에서, 검출의 최대 분해능이 필요하지 않은 영역(일반적으로 양 단부에서)에서 전극의 크기를 증가시키는 것이 편리할 수 있다. 이러한 관점에서, 가능한 변형 실시예에 따르면, PCB(20)의 주요 면 또는 각각의 주요 면에 대응하는 위치에 제공된 용량성 요소의 어레이 또는 어레이는, 검출 영역(24)에서, 형상 및/또는 크기 측면에서 서로 다각화된 다수의 일련의 전극(J 또는 J1)을 포함할 수 있다.
전술한 실시예를 참조하여 설명된 개별 특성은 다른 실시예에서 서로 결합될 수 있다.
적어도 하나의 중간층 또는 코팅에 의해 수행되는 기계적 보상의 기능이 이전에 언급되어 왔으며, 이는 예를 들어 불소 유도체 또는 화합물의 베이스를 갖는 재료, 또는 불소 유도체 또는 화합물을 반드시 포함하지 않는 다른 엘라스토머의 재료로 제조된다. 탄성 및/또는 유연한 특성으로 인해, 이러한 유형의 층 또는 코팅은 영역(25 및/또는 26)과 같은 검출 영역과 상이한 회로 지지 영역에서 연장되거나 또는 제공될 수 있어, 특히 PCB(20)와 같은 회로 지지체 또는 기판 상의 노출된 위치에 장착된 가능한 전기 및/또는 전자 부품을 코팅하고 보호할 수 있다.
언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치의 회로 지지체 상에는, 전극(J 및/또는 J1)과 같이, 적어도 2 개의 재료 층(30, 50, 40, 40', 203)에 의해 레벨 검출되는 액체로부터 절연될 수 있는 적어도 하나의 온도 센서가 제공될 수 있다.

Claims (16)

  1. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 검출하기 위한 용량성 레벨 센서 장치로서,
    상기 장치(10)는 레벨-검출 축(X)에 따라 실질적으로 종 방향으로 연장되는 회로 지지체(20)를 포함하고, 상기 회로 지지체(20)는 제 1 종 방향 단부 및 제 2 종 방향 단부를 가지며,
    회로 지지체(20)는, 상기 제 1 종 방향 단부를 포함하는 검출 영역(24)에서, 바람직하게는 레벨 검출 축(X)을 따라 서로 이격된 제 1 전극(J)의 적어도 하나의 제 1 어레이를 포함하는 적어도 하나의 제 1 복수의 제 1 용량성 요소를 가지며, 제 1 전극(J)은 전기 전도성 재료로 제조되고, 회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203)의 적어도 하나의 제 1 측면(20a)에 대응하는 위치에 적어도 부분적으로 배치되고,
    상기 장치(10)는 회로 지지체(20)의 검출 영역(24)을 덮는 전기 절연성 및 유체 기밀 검출부(14)를 포함하는 케이싱 본체를 가지며,
    상기 케이싱 본체의 검출부(14)는 바람직하게는 열가소성 중합체 및 열경화성 중합체 중에서 선택되는 제 1 전기 절연성 중합체 재료로 제조된 오버 몰딩된 외부 코팅(30)을 포함하고, 상기 제 1 전기 절연성 중합체 재료는 레벨이 검출되어야 하는 매체와 접촉하도록 설계된 케이싱 본체의 외부 표면을 한정하며,
    제 1 전극(J)은 적어도 그 검출 영역(24)에서 회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203) 내에 둘러싸이고,
    적어도 검출 영역(24)에서, 상기 오버 몰딩된 외부 코팅(30)의 적어도 일부와 회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203) 사이에는, 제 1 전기 절연성 중합체 재료와 상이한 전기 절연성 재료로 제조된 적어도 하나의 중간 층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)이 설정되어 있는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    회로 지지체(20)의 지지 구조물은 복수의 전기 절연 재료 층(201, 202, 203)으로 이루어진 다층 구조이고, 상기 제 1 전극(J)은 다층 구조의 전기 절연 재료(201, 203)의 2 개의 층 사이에 설정되어, 상기 2 개의 층 중 하나가 상기 적어도 하나의 중간 층을 획득하는, 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)은 실리콘 또는 이의 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료로 제조된 층을 포함하는, 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)은 오버 몰딩된 외부 커버링(30)의 제 1 전기 절연성 중합체 재료보다 더 가요성 또는 변형성 또는 압축성 또는 유연한 재료로 제조된 기계적 보상 층(40')을 포함하고, 제 1 전기 절연성 중합체 재료는 기계적 보상 층(40') 상에 오버 몰딩되는, 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)은 불소 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료로 제조된 층을 포함하는, 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 기계적 보상 층(40')은 플루오로 중합체를 포함하는, 장치.
  7. 제 3 항 및 제 5 항에 있어서,
    적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)은 규소, 또는 그의 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료로 제조된 적어도 하나의 층(50; 203), 및 불소 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료로 제조된 적어도 하나의 층을 포함하는, 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)은 실질적으로 바람직하게는 실라잔, 가장 바람직하게는 폴리실라잔, 예를 들어 퍼히드로 폴리실라잔을 포함하는 조성물로부터 출발하여 형성되는 산화 규소(50)로 제조된 적어도 하나의 층을 포함하는, 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203)는 에폭시계 재료, 바람직하게는 에폭시 수지 매트릭스를 갖는 복합 재료, 가장 바람직하게는 유리 섬유로 충전된 에폭시 수지 매트릭스로 적어도 부분적으로 형성되는, 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)은 또한 에폭시계 재료(40)의 적어도 하나의 층을 포함하는, 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    회로 지지체(20)는, 그 검출 영역(24)에, 바람직하게는 레벨-검출 축(X)을 따라 서로 이격된 제 2 전극(J1)의 제 2 어레이를 포함하는 적어도 하나의 제 2 복수의 용량성 요소를 갖고, 제 2 전극(J1)은 전기 전도성 재료로 형성되고, 바람직하게는 상기 제 1 측면(20a)과 반대인 회로 지지체(20)의 제 2 측면(20a)에 대응하는 위치에 적어도 부분적으로 배치되는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    또한 제 2 전극(J1)에 대응하는 위치에서, 오버 몰딩된 외부 커버링(30)과 회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203) 사이에, 제 1 전기 절연성 중합체 재료와 상이한 전기 절연성 재료로 제조된 상기 적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)이 설정되어 있는, 장치.
  13. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 검출하기 위한, 용량성 레벨 센서 장치를 획득하는 방법으로서,
    i) 레벨 검출 축(X)에 따라 실질적으로 종 방향으로 연장되고, 그 검출 영역(24)에, 회로 지지체(20)의 적어도 하나의 측면(20a)에 대응하는 위치에 적어도 하나의 전극 어레이(J, J1)를 포함하는 복수의 용량성 요소가 제공되는 전기 절연 재료(20)로 제조된 회로 지지체를 제공하는 단계,
    ii) 적어도 회로 지지체(20)의 검출 영역(24)을 전기 절연성 및 유체 기밀성 재료로 덮는 단계
    를 포함하고,
    단계 i)은 적어도 그 검출 영역(24)에서 회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203) 내에 제 1 전극(J)을 둘러싸는 단계를 포함하고,
    단계 ii)는 레벨이 검출되어야 하는 매체와 접촉하도록 설계된 장치의 케이싱 몸체의 외부 표면을 정의하는 제 1 전기 절연 재료를 갖는 오버 몰딩된 외부 커버링(30)을 형성하는 단계를 포함하며,
    단계 ii) 전에, 오버 몰딩된 외부 커버링(30)과 회로 지지체(20)의 지지 구조물(201, 202, 203) 사이에, 제 1 전기 절연 재료와 다른 전기 절연 재료로 제조된 적어도 하나의 중간 층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)이 설정되어 있는, 방법.
  14. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 검출하기 위한 용량성 레벨 센서 장치로서,
    장치(10)는 실질적으로 레벨-검출 축(X)에 따라 종 방향으로 연장되는 회로 지지체(20)를 포함하고, 회로 지지체(20)는 제 1 종 방향 단부 및 제 2 종 방향 단부를 가지며,
    회로 지지체(20)는, 상기 제 1 종 방향 단부를 포함하는 검출 영역(24)에서, 바람직하게는 레벨 검출 축(X)을 따라 서로 이격된 제 1 전극(J)의 적어도 하나의 제 1 어레이를 포함하는 적어도 하나의 제 1 복수의 제 1 용량성 요소를 가지며, 제 1 전극(J)은 전기 전도성 재료로 제조되고, 회로 지지체(20)의 하중 지지 구조물(201, 202, 203)의 적어도 하나의 제 1 측면(20a)에 대응하는 위치에 적어도 부분적으로 배열되며,
    장치(10)는 회로 지지체(20)의 검출 영역(24)을 덮는 전기 절연성 및 유체 기밀성 검출부(14)를 포함하는 케이싱 본체를 가지며,
    케이싱 본체의 검출부(14)는 바람직하게는 열가소성 중합체 및 열경화성 중합체 중에서 선택되는 제 1 전기 절연성 중합체 재료로 형성되는 오버 몰딩된 외부 커버링(30)을 포함하고, 제 1 전기 절연성 중합체 재료는 레벨이 검출되어야 하는 매체와 접촉하도록 설계된 케이싱 본체의 외부 표면을 한정하고,
    오버 몰딩된 외부 커버링(30)의 적어도 일부와 제 1 전극(J) 사이에는, 제 1 전기 절연성 중합체 재료와 다른 전기 절연 재료로 제조된 적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)이 설정되어 있고,
    적어도 하나의 중간층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)은 오버 몰딩된 외부 커버링(30)의 제 1 전기 절연성 중합체 재료보다 더 가요성이거나 또는 변형 가능하거나 또는 압축성이거나 또는 유연성인 재료로 형성된 기계적 보상 층(40')을 포함하는, 용량성 레벨 센서 장치.
  15. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 검출하기 위한 용량성 레벨 센서 장치로서,
    상기 장치(10)는,
    레벨 검출 축(X)에 따라 실질적으로 종 방향으로 연장되는 전기 절연 재료(20)로 이루어진 회로 지지체,
    회로 지지체(20)의 검출 영역(24)에 있는 전극 또는 용량성 요소의 제 1 어레이 - 상기 전극 또는 용량성 요소의 제 1 어레이는 회로 지지체(20)의 제 1 측면(20a)에 대응하는 위치에 적어도 하나의 일련의 전극(J, J1)을 포함함 - ,
    회로 지지체(20) 상에 적어도 부분적으로 오버 몰딩된 재료로 형성된 적어도 하나의 커버링(30)을 포함하는 케이싱 본체
    를 포함하고,
    바람직하게는 오버 몰딩된 커버링(30)의 적어도 일부와 상기 적어도 하나의 일련의 전극(J, J1) 사이에, 적어도 하나의 중간 재료 층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)이 설정되어 있는, 용량성 레벨 센서 장치.
  16. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 검출하기 위한 용량성 레벨 센서 장치를 획득하는 방법으로서,
    i) 레벨 검출 축(X)에 따라 실질적으로 종 방향으로 연장되는 전기 절연 재료(20)로 제조된 회로 지지체를 제공하는 단계,
    ii) 회로 지지체(20)의 검출 영역(24)에 제 1 어레이의 전극 또는 용량성 요소를 제공하는 단계 - 제 1 어레이의 전극 또는 용량성 요소는 회로 지지체(20)의 제 1 측면(20a)에 대응하는 위치에 적어도 하나의 일련의 전극(J, J1)을 포함함 - ,
    iii) 회로 지지체(20) 상에 적어도 부분적으로 오버 몰딩되는 커버링 재료로 형성된 적어도 하나의 본체 부분을 갖는 케이싱 본체를 제공하는 단계
    를 포함하고,
    바람직하게는, 단계 iii) 전에, 오버 몰딩된 커버링 재료의 적어도 일부와 적어도 하나의 일련의 전극(J, J1) 사이에, 적어도 하나의 중간 재료 층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40'; 50)이 설정되어 있는, 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11573102B2 (en) * 2020-11-17 2023-02-07 Ford Global Technologies, Llc Method of manufacturing multi-layer electrode for a capacitive pressure sensor and multi-layer electrodes formed therefrom
RU2763017C1 (ru) * 2020-12-31 2021-12-24 Осаюхинг Омникомм Система мониторинга расхода жидкости, содержащая один емкостный датчик уровня границы раздела сред
EP4105614A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-21 TE Connectivity Germany GmbH Sensor device for determining a level of a fluid material
CN115529714A (zh) * 2021-06-25 2022-12-27 全亿大科技（佛山）有限公司 线路板及制作方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2386811A1 (fr) * 1977-04-06 1978-11-03 Elf Aquitaine Detecteur de niveau de separation entre deux liquides
DE19504608C2 (de) * 1995-02-11 2002-03-21 Balluff Gebhard Feinmech Positionssensor und Verfahren zur Herstellung desselben
GB9513267D0 (en) * 1995-06-29 1995-09-06 Whitaker Corp Ultrasonic liquid level detector
JP2000517061A (ja) * 1997-06-12 2000-12-19 マチュレック，アンドリュウ，エム． 容量液レベル表示器
JP3073944B2 (ja) * 1997-09-09 2000-08-07 東亜電器株式会社 平型シート状界面センサー
US6130472A (en) * 1998-07-24 2000-10-10 International Business Machines Corporation Moisture and ion barrier for protection of devices and interconnect structures
US20030104693A1 (en) * 2001-11-30 2003-06-05 Siegel Harry M. Use of fluoropolymer coating for planarizing and passivating integrated circuit devices
DE10261767A1 (de) * 2002-12-19 2004-07-15 Hydac Electronic Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Kapazitätsmessung sowie Einrichtung zum Ermitteln des Füllstandes einer Flüssigkeit mit einer solchen Vorrichtung
US6881606B2 (en) * 2003-03-18 2005-04-19 Micron Technology, Inc. Method for forming a protective layer for use in packaging a semiconductor die
JP2005147779A (ja) * 2003-11-13 2005-06-09 Alps Electric Co Ltd 液面レベルセンサ
EP1677083A1 (fr) * 2004-12-22 2006-07-05 Roxer Industries S.A. Capteur de niveau d'un liquide.
US8215166B2 (en) * 2007-10-11 2012-07-10 Cube Investments Limited Capacitive probes and sensors, and applications therefor, and multimode wireless devices
DE102007059669A1 (de) * 2007-12-10 2009-06-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstandes eines Mediums
US7963164B2 (en) * 2008-06-09 2011-06-21 Rochester Gauges, Inc. Capacitive sensor assembly for determining level of fluent materials
CN201707102U (zh) * 2010-01-15 2011-01-12 宋玉兴 一种新型液位传感器
CN102322917A (zh) * 2011-05-27 2012-01-18 皇明太阳能股份有限公司 数字通讯渐变式传感器
CN202204566U (zh) * 2011-05-28 2012-04-25 宋玉兴 一种新型液位传感器
FR3013447B1 (fr) * 2013-11-15 2016-01-01 Valeo Sys Controle Moteur Sas Dispositif de mesure de niveau de liquide
WO2015181770A2 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Eltek S.P.A. A sensor for detecting the level of a medium
KR102633940B1 (ko) * 2018-06-12 2024-02-05 현대자동차주식회사 차량용 액체 저장탱크의 액위 모니터링 장치 및 방법

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