KR20200028398A - 매체의 레벨을 감지하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 감지하기 위한 용량성 레벨 센서 장치로서, 상기 장치(1)는 특히 용기(1)의 벽(5), 특히 적어도 부분적으로 전기 절연 재료로 제조되는 벽에 실질적으로 놓이는 위치에서 용기(1)의 외측부에 설치되도록 구성되며, 상기 장치(10)는 레벨-감지 축(X)에 따라 실질적으로 종 방향을 따라 연장되는 회로 지지체(20)를 포함한다. 상기 회로 지지체(20)는 제1 종 방향 단부 및 제2 종 방향 단부를 가지며, 상기 회로 지지체(20)는 상기 제1 종 방향 단부를 포함하는 회로 지지체의 감지 영역(24)에서 적어도 하나의 제1 복수의 제1 용량성 요소들을 가지며, 상기 용량성 요소들은 바람직하게 상기 레벨-감지 축(X)을 따라 서로 이격된 거리에서 적어도 하나의 제1 전극(J)들의 제1 배열을 포함하고, 상기 제1 전극(J)은 전기 전도성 재료로 제조되고 회로 지지체(20)의 지지구조체(201, 202, 203)의 적어도 하나의 제1 측부(20a)에 해당 위치에 적어도 부분적으로 배열된다. 상기 제1 전극(J)은 전기 절연 및 밀봉 재료로 제조된 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40', 50)으로 덮이고, 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층은 실리콘, 또는 실리콘 유도체 또는 화합물 및 불소 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료로부터 선택된 재료로 제조된 층을 포함한다.

Description

매체의 레벨을 감지하기 위한 장치
본 발명은 액체, 유체 재료, 분말 재료 또는 벌크 상태의 재료 등과 같은 일반적인 매체의 레벨을 감지하기 위한 센서 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 차량에서 이용되는 레벨 센서, 바람직하게 용량성 레벨 센서를 참고하여 개발되었다.
상기 형태의 레벨 센서 장치가 예를 들어 본 출원인에 의해 출원된 문헌 제WO 2015/181770A호에 공지된다. 제1 실시예에 따르면, 문헌 제WO 2015/181770A호에 공개된 장치는 감지되는 액체 속에 잠기는 중공 케이싱을 가지며, 상기 중공 케이싱 내에 회로 지지체 또는 PCB(Printed-Circuit Board)가 부분적으로 수용된다. 회로 지지체는 실질적으로 서로 동일하고 레벨 감지 축을 따라 서로 떨어진 거리에서 지지체 상에 배열된 금속 전극으로 표시되는 용량성 감지 요소의 배열을 가진다. 중공 케이싱은 열가소성 재료의 성형을 통해 형성되는 별개의 부품으로서 구성되고, 다음에 감지 전극을 가지는 회로 지지체의 대응 부분이 상기 중공 케이싱 내에 삽입된다. 이어서, 케이싱의 공동 내에 전기적으로 비전도성 유체 충전 재료, 예를 들어, 폴리우레탄 수지 또는 겔, 바람직하게 실리콘 겔이 도입된다. 상기 유체 충전 재료의 존재는 주로 공동, 특히 회로 지지체 및/또는 해당 전극들 및 케이싱 사이의 접촉 영역에서 거칠기에 의해 결정된 미세 공동 내에서 레벨 측정에 악영향을 줄 수 있는 갭 및 에어 포켓의 존재를 방지하는 것을 목표로 한다(상기 개념은 인용 문헌의 도 14 및 15에 표시된 세부 사항으로도 명확하게 나타나며 지지체 및/또는 전극이 케이싱과 접촉하고, 상기 유체 충전 재료는 절연 층을 형성하지 않는다).
그 결과, 상기 장치의 상기 실시예에 의하면, 생산 공정은 중공 케이싱을 미리 배열하고 중공 케이싱 내에 회로 지지체의 삽입을 위한 특정 작업 및 유체 충전 재료를 케이싱의 공동 속으로 도입하기 위한 특정 작업(또한 케이싱 몸체 및 충전 재료의 공급과 이동의 관리)을 반드시 예상해야 한다.
제2 실시예에 따르면, 문헌 제WO 2015/181770호에 의하면, 상기 중공 케이싱을 회로 지지체 상에 플라스틱 재료를 직접 오버 몰딩함으로써 형성된 외부 코팅으로 대체하는 것이 고려된다. 상기 형태의 실시예에 의하면, 전체적으로 레벨 센서 장치의 생산이 단순화되지만 감지 전극 주변의 습도가 존재하여 감지 정확도가 저하된다.
실제로 본 출원인이 상기 장치를 이용한 후, 외부 코팅의 오버 몰딩된 플라스틱 재료는 감지되는 액체와 실질적으로 일정한 접촉으로 인해 습기를 흡수하려는 것을 확인했다. 시간이 지남에 따라 부정적인 영향을 미치는 상기 습도는 이미 이용되는 장치의 수명 동안 감지 부정확성을 초래한다. 장치의 중공 케이싱이 해당 하우징 공동에 의해 한정된 벽에 대해 회로 지지체를 가압하도록 구성되어 전극이 완전히 접촉하고 벽 자체가 제시간에 습도를 흡수하게 되는 것을 고려할 때, 문헌 제WO 2015/181770호의 상기 제1 실시예에 따라 구성된 장치에서도 동일한 문제를 가진다.
액체 및 전극 표면 사이의 거리가 선형적으로 증가함에 따라 액체가 감지 전극의 표면상에 설정되고 (실질적으로 지수적으로) 감소할 때, 용량성 측정의 감도는 최대이다. 그러나, 액체 대신에 일반적으로 수증기 또는 습도가 있는 경우에도 동일한 작용이 발생한다. 다시 말해서, 중공 케이싱의 재료 또는 오버 몰딩된 코팅의 재료에 습기가 존재하고 따라서 상기 재료와 접촉하는 전극 상에 습기가 존재하면 액체의 존재를 "모방"하는 효과가 있어서, 어느 정도 레벨 감지 정밀도가 손상되는 효과가 존재다.
오버 몰딩 코팅은 우수한 장벽(barrier) 특성 및 우수한 내습 특성을 갖는 플라스틱 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 그러나, 상기 형태의 재료는 오버 몰딩된 코팅을 형성하기 위해 일반적으로 많은 비용을 요구하고 처리하기 어렵다(장치의 감지 부분은 일반적으로 다소 길어 특정 폴리머를 이용하는 오버 몰딩 작업을 어렵게 한다).
또한, 본 출원인에 의하면, 우수한 장벽 특성 및 우수한 내습 특성을 가지는 특정 중합체가 몰딩 작업한 후에 및/또는 팽창 및 열 충격으로 인해 상당한 수축 및/또는 치수 변형을 나타내는 문제점을 갖는 것이 확인된다. 그 결과, 상기 폴리머가 직접 오버 몰딩되는 회로 지지체(즉, 해당 전기 경로 및/또는 전극 및/또는 전자 부품)에 결함이 발생될 수 있다. 또한, 상기 재료는 필연적으로 감지되는 액체와의 장기간 접촉한 후에 장기적으로 습기를 흡수하게 된다.
한편, 오버 몰딩된 코팅이 덜 비싸고 보다 쉽게 성형 가능한 다른 형태의 플라스틱 재료(예를 들어, 특정 열가소성 중합체)를 이용하여 형성될 수 있다. 그러나, 상기 재료는 일반적으로 습도에 대한 저항성이 열악하므로, 장치의 레벨 감지 정밀도가 더 빨리 감소된다.
문헌 제WO 2015/181770호의 제3 실시예에 따르면, 감지되는 매체를 포함하는 용기의 외측부, 즉 측벽에서, 벽을 향하는 전극 배열을 가지고 따라서 감지되는 매체로부터 전극 자체를 전기적으로 절연시키는 전극 배열을 가지는 센서 장치의 배열이 제안된다. 상기 실시예에서, 센서 장치(10)의 몸체는 횡 방향으로 개방된 외부 케이싱을 가져서 전극들은 상기 측벽의 각각의 부분으로 향하거나 설정된다.
그러나, 상기 형태의 실시예들에서, 감지 전극은 잠재적으로 레벨 측정의 정밀도 및 신뢰성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 외부 매체에 노출될 수 있다. 상기 외부 매체는 환경 습도(예를 들어, 안개가 자욱한 지역이나 비, 눈 등이 있는 곳에서 차량을 이용하는 경우) 또는 장치가 설치되는 환경(예를 들어, 차량 엔진이 작동한 후)에서 발생되는 증기 또는 환경에 존재할 수 있는 다른 액체(예를 들어, 장치에 도달하는 빗물 또는 상기 장치와 연결된 탱크를 충진하는 동안에 실수로 장치에 도달하는 다른 액체)일 수 있다. 측정 전극에 도달하는 경우에, 상기 외부 매체는 또한 감지되는 매체로부터 장치를 격리시키는 케이싱에 의해 습도 또는 액체의 흡수와 관련하여 앞서 설명한 효과와 유사한 부정적인 영향을 발생시킬 수 있다. 문헌 제WO 2015/181770호의 제3 실시예에 따른 장치에서 감지의 부정확성을 발생시킬 수 있는 외부 매체는 또한 특히 작은 치수(마이크로 또는 나노 미터 치수)를 가지고 전기 전도성 재료를 포함하며 측정 전극에 도달할 수 있는 미립자 또는 마찰 재료의 입자와 같이 환경에서 분산된 입자, 먼지, 분말을 포함할 수 있다. 측정 전극에 도달할 수 있는 환경 먼지, 분말 및 액체는 화학적으로 결합하여 잠재적으로 부식성을 가지거나 유해한 화합물을 생성할 수 있다. 상기 먼지 및 액체는 개별적으로 또는 조합하여 장치의 작동을 변경 또는 방해하고 예를 들어 전극들 사이에 기생 전기 저항 또는 단락을 일으키는 재료 또는 전해질을 형성한다.
발명의 요약 및 목적
상기 설명을 고려하여, 본 발명의 목적은 감지되는 매체를 포함하는 용기의 외측부, 특히 간단하고 경제적으로 설치된 용기의 외부 벽에 장착되도록 설계되고 유사한 적용을 위해 종래기술에 따라 설계된 장치와 비교하여 장기적으로 정확성, 감도 및 탐지 신뢰성이 향상되는 형태의 용량성 레벨 센서 장치를 제공하는 것이다. 아래 설명에서 더욱 명확해지는 상기 및 다른 목적이 본 발명을 따르고 첨부된 청구 범위에 특정된 특징을 갖는 레벨 센서 장치에 의해 달성된다. 청구 범위는 본 발명과 관련하여 본 명세서에 제공된 설명의 필수적인 부분을 형성한다.
본 발명의 추가의 목적, 특징 및 장점이 본 발명을 제한하지 않는 예로서 제공되는 첨부 도면들을 참고하여 아래 설명에 제공된다.
도 1은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 포함하는 일반적인 용기의 투시 단면도.
도 2는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시한 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시한 종 방향 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시한 사시도 및 정면도.
도 6 및 7은 각각 도 5의 VI-VI 및 VII-VII 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치의 가능한 조립 순서를 개략적으로 도시한 사시도.
도 13 및 14는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 4 및 도 5와 유사한 도면들.
도 15 및 16은 각각 도 14의 XV-XV 및 XVI-XVI 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 17 및 도 18은 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 4 및 도 5와 유사한 도면.
도 19 및 도 20은 각각 도 18의 XIX-XIX 및 XX-XX 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 21 및 22는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 4 및 도 5와 유사한 도면.
도 23 및 24는 각각 도 22의 XXIII-XXIII 및 XXIV-XXIV 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 25 및 도 26은 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 4 및 도 5와 유사한 도면.
도 27 및 도 28은 각각 도 26의 XXVII-XXVII 및 XXVIII-XXVIII 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 29 및 도 30은 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 4 및 도 5와 유사한 도면.
도 31 및 도 32는 각각도 30의 XXXI-XXXI 및 XXXII-XXXII 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 33 및 34는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 4 및 도 5와 유사한 도면.
도 35 및 도 36은 각각도 34의 선 XXXV-XXXV 및 XXXVI-XXXVI 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 37 및 도 38은 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 4 및 도 5와 유사한 도면.
도 39 및 도 40은 각각도 38의 XXXIX-XXXIX 및 XL-XL 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 41 및 도 42는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 39와 유사한 도면.
도 43 및 44는 본 발명의 다른 가능한 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 4 및 도 5와 유사한 도면.
도 45 및 46은 각각 도 44의 선 XLV-XLV 및 XLVI-XLVI 선에 따라 개략적으로 도시한 단면도.
도 47은 본 발명의 가능한 변형 실시예에 따른 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시하고 도 1과 유사한 도면.
도 48 및 49는 도 47에 도시된 적용예에 적합한 레벨 센서 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
본 설명의 범위에서 "실시예", "일 실시예" 또는 "다양한 실시예" 등을 설명하는 것은, 실시예와 관련하여 설명된 적어도 하나의 세부 사항, 구성, 구조 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함되는 나타내기 위한 것이다. 따라서, 본 명세서의 여러 곳에서 "실시예에서", "일 실시예에서", "다양한 실시예에서" 등과 같은 용어는 반드시 하나의 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니고, 대신에 다른 실시예를 지칭할 수 있다. 더욱이, 본 설명에서 정의된 특정 형태, 구조 또는 특징은 제시된 것과 상이한 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 특히 도면에 도시된 실시예를 참고하여 본원에서 이용된 참고 번호 및 공간 관련 용어(예를 들어, "상부", "하부", "상측", "하측", "전방", "배면", "수직" 등)는, 단지 편의상 제공된 것이며, 따라서 보호 범위 또는 실시예의 범위를 정의하지 않는다. 본 명세서 및 첨부된 청구 범위에서, "재료"라는 일반 용어는 또한, 다수의 상이한 재료들의 혼합물, 조성물 또는 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서, 동일한 참고 번호는 서로 유사하거나 기술적으로 동등한 요소를 지정하기 위해 이용된다.
도 1을 참고할 때, 일반적인 재료의 일반적인 용기(1), 특히 자동차의 탱크가 도시된다. 용기는 예를 들어 액체, 예를 들어 연료 또는 물, 또는 첨가제를 포함하는 탱크 일 수 있다. 다양한 실시예에서, 용기(1)(간단한 설명을 위해 "탱크"라고 설명함)는 내연 기관의 시스템의 작동을 위해 필요한 물, 또는 내연기관의 배기가스를 처리하기 위한 시스템의 작동을 위해 필요한 첨가제 또는 환원제를 포함하도록 설계된다. 탱크(1)에 의해 제공되는 상기 시스템(2)이 도시된다. 처리 시스템(2)은 예를 들어, 탱크(1)가 물을 포함할 수 있는 ADI(폭파방지 인젝션) 시스템 또는 탱크(1)가 AdBlue ™라는 명칭으로 상업적으로 알려진 수용액에 요소(urea) 용액을 포함하는 SCR(선택적 촉매환원) 시스템일 수 있다. 두 경우 모두, 탱크(1)가 (0℃보다 낮은 온도로 표시되는)저온에 노출될 때 액체는 동결되기 쉽다. 따라서, 탱크(1)에 히터 장치가 장착될 수 있다. 그러나, 상기 용기(1)는 다른 목적 및/또는 자동차 이외의 분야에서 이용될 수 있고, 다른 재료를 포함하도록 설계될 수 있다.
탱크(1)의 주요 몸체(1a)는, 임의의 전기 절연 재료, 특히 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같이 공지 기술을 따르는 적합한 플라스틱 재료와 같이 화학적 저항성을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어 냉각 시 탱크 자체 및/또는 그 내용물을 가열하기 위해 이용되는 공지된 형태의 히터가 탱크(1)와 연결될 수 있다. 전기 히터는 도면에서 블록(EH)으로 개략적으로 표시된다.
개략적으로 도시된 예에서, 탱크(1)는 액체 재료를 충진하기 위한 개구부(3a)가 제공되는 상측 부분(3), 예를 들어 상부 벽을 가진다. 탱크(1)의 하측 부분(4), 예를 들어 탱크의 바닥 벽은 (도면에 도시되지 않은) 유출구 개구부를 가지고, 상기 유출구 개구부를 통해 용액이 유출되거나 액체를 시스템(2)에 공급하기 위해 예를 들어 펌프를 통해 빠져나간다. 탱크(1)는 본 발명의 다양한 실시예들을 따르는 센서 장치의 몸체인 외측부에 고정된 주변 벽(5) 또는 측벽을 갖는다. 다양한 선호되는 실시예에서, 실제로, 본 발명에 따른 센서 장치는 일반 용기의 외측부에 설치되거나 적어도 부분적으로 전기 절연 재료로 제조된 용기의 벽에 놓이는 (심지어 직접 접촉하거나 설치되는) 위치에서 레벨이 감지되는 매체를 포함하는 용기의 외측부에 설치되어 적어도 상기 벽은 센서 장치 및 감지되는 액체 재료 사이에 설치된다. 상기 "놓이는(resting)"은 센서 장치의 구조 자체가 용기의 상기 벽과 직접 접촉한다는 의미로 이해되지 않아야 한다. 실제로, 다양한 실시예에서 알 수 있는 것처럼, 센서 장치(특히 센서 장치의 감지 부분) 및 용기의 상기 벽사이에 센서 장치를 벽에 대해 제 위치에 고정하거나 유지하도록 설계된 접착제 또는 결합제와 같은 추가 재료가 설치될 수 있다.
센서 장치(10)는 탱크(1)의 외측부에서, 특히 바람직하게 실질적으로 수직인(그러나 필요한 경우에 수직에 대해 기울어진) 레벨 감지 축(X)을 따라 연장되도록 설계된 레벨 감지 부분(11)을 포함한다. 선호적으로, 감지 부분(11)의 근위 단부 영역은 탱크(1)의 외부측에서 바닥 벽(4)과 상대적으로 가까운 높이에서 연장되어 탱크 내에서 심지어 매우 낮은 레벨의 액체의 존재를 감지할 수 있다. 본 발명에 따른 장치(10)는 탱크(1)의 외측부에 장착된 또 다른 몸체 또는 부품, 예를 들어 적어도 하나의 히터 장치를 포함하는 부품을 형성하거나 연결되거나 일체구성될 수 있다.
도 2 및 도 3에서, 가능한 실시예들에 따른 장치(10)가 부분적으로 단면으로 도시되고 종 방향 단면으로 도시되며 독립되어 도시된다. 예시된 경우에서, 장치(10)는 전기 절연 재료로 제조되고 주로 장치(10)의 감지 부분(11)에 속하는 적어도 하나의 감지부(14)를 포함하는 케이싱 몸체를 포함한다(도 1). 하기 설명에서 알 수 있는 것처럼, 상기 케이싱 몸체 또는 적어도 케이싱 몸체의 감지부(14)의 존재는 본 발명의 본질적인 특징을 구성하지 않는다.
다양한 실시예에서, 장치의 케이싱 몸체는 외부 시스템, 예를 들어 도 1의 시스템(2)에 속하는 제어 장치에 장치(10)를 전기적으로 연결하기 위한 연결부 및/또는 제어 부분(15)(하기 설명에서, 간단히 "연결 부분"으로 설명함)을 포함한다.
다양한 실시예에서, 상기 케이싱 몸체는 작동 위치에서, 예를 들어 도 1에 도시된 탱크(1)의 주변 벽(5)의 외측부에서 장치의 고정 기능을 수행하기 위해 사전에 배열된다. 선호되는 실시예에서, 상기 케이싱 몸체는 도 1에 예시된 것처럼, 고정 요소(16)를 가지고 상기 고정 요소는 바람직하게 케이싱 몸체에 속하는 코팅과 일체 구성되는 하나 이상의 브라켓을 포함할 수 있다(상기 브라켓(16)의 표현은 명확한 이해를 위해 생략된다).
다양한 실시예에서, 연결부 및/또는 제어부(15)는 일반적으로 중공 형태의 커넥터 몸체(15a)를 포함하고, 도 3에서 부분적으로 도시되는 전기 단자(17)의 각 부분이 상기 커넥터 몸체 내에서 연장된다. 다양한 실시예들에서 예를 들어, 금속 스트랩으로부터 스탬핑 또는 블랭킹을 통해 형성되는 단자(17)들은 커넥터 몸체(15a)와 함께 시스템 몸체(2)의 상기 제어 유닛에 대해 장치(10)의 외부 연결을 형성하기 위한 인터페이스를 형성한다. 선호적으로, 각각의 단자(17)는 커넥터 몸체(15a)의 공동 내에 위치하도록 설계되는 접촉 부분, 바람직하게 라미나(lamina) 부분, 및 예를 들어 아래 설명되는 회로 지지체 또는 기판 상에 존재하는 각각의 접촉 요소와 전기적 결합과 기계적 결합을 위해 설계되고 좁게 형성된 상호 연결 부분을 가진다.
회로 지지체 또는 PCB(인쇄 회로 기판)(20)가 도 2 및 도 3에서 부분적으로 도시되고, 도시된 비 제한적인 예에서 상기 PCB는 적어도 장치의 케이싱 몸체의 감지 부분(14) 및 바람직하게 연결부 및/또는 제어 부분(15) 내에서 연장된다.
상기 도면들에서, 2개의 몸체 부분(21 및 22)은 PCB(20)의 근위 단부 부분의 삽입에 의해 서로 결합되며, 몸체 부분(22)은 오버 몰딩 또는 수지 증착을 통해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 상기 몸체 부분(21)은 개별적으로 부분-쉘(half shell) 성형될 수 있고, 이어서 몸체 부분(22)을 제공하기 위해 후속 수지 증착 또는 오버 몰딩에 의해 PCB(20) 상에 장착될 수 있다.
도 3의 예에서, 몸체 부품(21 및 22)은 선호적으로 커넥터 몸체(15a)를 형성하고 상기 전기 단자(17)와 일체 구성되는 몸체 부분(21)에 의해 케이싱 몸체의 연결 부분(15)를 적어도 부분적으로 형성한다. 장치(10)의 케이싱 몸체의 부분(15)은 또한 다른 방식에 의해 장치의 케이싱 및/또는 적어도 부분적으로 오버몰딩된 상기 케이싱의 일체 구성 부분과 동일한 재료로 제조된 몸체 부분(21 및/또는 22) 및/또는 부분(15)에 의해 형성될 수 있다.
도시된 예에서, 감지 부분(14)은 바람직하게 전기 절연 재료로 제조되는 외부 케이싱(30)을 포함한다. 상기 외부 케이싱(30), 즉 외부 케이싱을 형성하는 재료는 장치(10)의 케이싱 몸체에 속하는 일종의 쉘을 형성하며 용기(1)의 마주보는 측부에서 PCB(20)의 감지 영역을 단지 부분적으로 둘러싸도록 설계된다. 외부 케이싱(30)은 PCB(20) 상에서 적어도 부분적으로 오버 몰딩된 요소 또는 그 자체로 형성된 다음에 PCB(20)에 결합된 요소로서 구성될 수 있다.
필요한 전기 연결 요소(예를 들어, 리드 또는 전기적 경로) 및/또는 레벨 감지를 위해 필요한 전기 및/또는 전자 부품류의 적어도 일부가 PCB(20) 상에 제공된다. PCB(20)는 인쇄 회로를 형성하기 위해 적합한 전기 절연 재료로 제조된 하중 지지 구조체 또는 지지 구조체를 갖는다. 다양한 실시예에서, PCB(20)는 유리 섬유 즉 실리콘 산화물을 포함하는 적어도 한 개의 복합 재료 선호적으로 수지로 함침된 일종의 부직포를 형성하도록 배열된 유리 섬유들을 포함하는 복합 재료를 이용하여 형성된다. 이와 관련하여, 선호되는 재료는 예를 들어 FR4, 베트로나이트 및 유사한 전기 절연 복합 재료, 예를 들어 GRP (유리보강 플라스틱)이다. 다른 한편, 하기 설명에서 알 수 있듯이, PCB(20)의 지지 구조체를 형성하기 위해 예를 들어, 세라믹 또는 폴리머계 재료, 반드시 복합재 및/또는 실리콘 또는 실리콘 유도체 또는 화합물을 포함한 재료와 같은 다른 재료의 이용이 본 발명에 따라 배제되지 않는다.
PCB(20)는 레벨 감지 축(X)을 따라 두 개의 단부들 사이에서 종 방향으로 연장되며 일반적으로 평평한 형상부를 가지며 두 개의 마주보는 주요 측부들(도 8에서 20a로 지정됨)을 포함하고, 상기 PCB는 (도 8에서만 20a로 지정된) 두 개의 마주보는 주요 측부들을 포함하고 주요 측부들사이에서 (도 4에만 도시된) PCB 두께(T)가 형성되며 (도 8에서만 20b로 지정된) 두 개의 마주보는 종 방향 변부들을 포함하고, 두 개의 종 방향 변부들사이에서 (도 4에만 도시된) PCB 폭(W)이 형성된다.
도 8에서 독립적으로 도시된 PCB(20) 내에서 장치(10)의 감지 부분(11)에 속하고 PCB 자체의 원위 단부 및 간단한 설명을 위해 "제어 및/또는 연결 영역"으로 설명되고 PCB의 근위 단부를 포함하는 제2 영역(25)을 포함한다. 두 개의 영역(24,25) 들사이에 도 8에 도시된 중간 영역(26)이 제공될 수 있다.
PCB(20)의 영역(25)에 장치(10)의 전기 및 전자 처리 및/또는 제어 부품류의 적어도 일부가 연결되고 장치(10)의 외부 전기 연결을 위한 단자(17)(도 3)가 연결된다. 대신에, PCB(20)의 영역(24)에 주로 레벨 감지 부품이 연결된다. 보다 구체적으로, 용량성 요소들의 적어도 하나의 제1 배열이 영역(24)과 연결되고 PCB의 주요 측부에 해당하는 위치에서 제1 전극의 적어도 하나의 제1 시리즈를 포함한다(예를 들어, 주요 측부는 고려되는 실시예에 따라 층(203) 또는 층(201)에 의해 식별된다). 전극과 관련하여 이용되고 하기 상세한 설명과 청구범위에 언급되는 "주요 측부에 해당 위치에서" 또는 "주요 측부에서"와 같은 용어들은 반드시, 언급된 전극들이 상기 측부의 외측부 즉, 측부의 외측면에 배열되는 것을 의미하는 것은 아니다. 그 자체로 진보성을 가지는 다양한 선호되는 실시예에서, PCB(20)는 구조체의 두 개의 전기 절연 재료 층들 사이에 배열된 상기 전극들과 함께, 소위 다층 형태의 PCB, 즉 복수의 전기 절연 재료의 층, 예를 들어, 적층을 포함하는 다층지지 구조를 갖는 회로 지지체이다.
한 개이상의 중간 층들 상에 형성되는 종래기술의 다층 PCB에 해당 전기 전도성 경로, 및 가능하면 전기 회로 장치의 다른 능동 및/또는 수동 부품들이 위치하고, 상기 부품들은 다층 구조체 내에 "포함"되며, 경로 및/또는 하나의 층 상에 존재하는 회로 부품은 소위 금속화된 "비아(vias)" 또는 홀을 통해 다른 층 상에 존재한다.
본 명세서에서 제안된 본 발명의 실시예에 따르면, 용량성 레벨 감지에 이용되는 적어도 하나의 제1 전극의 제1 배열을 내부에서 일체 구성하는 다층 PCB(20)가 레벨-센서 장치 내에서 이용되어 탱크(1)(도 1)의 상기 제1 전극 및 주변 벽(5)사이에 또는 더 일반적으로는 장치 외측부에 PCB(20)의 다층 구조의 하나 이상의 층이 존재한다. 도 2 내지 도 3에 예시된 것처럼, 상기 제1 감지 전극들 중 일부는 문자 "J" 자 형태로 표시된다(도 8에서 상기 전극은 PCB(20)의 외부 층(203)에 의해 덮여서 보이지 않는다). 도시되지 않은 변형예에 따르면, 내부 전극을 갖는 다층 회로 지지체 또는 PCB들을 참고하여 설명한 다양한 구성들은, 반드시 다수의 층들을 가진 지지체를 제공할 필요없이 예를 들어, 성형된 금속 스트랩과 같이 복수 개의 전극들 및 전기 전도성 경로들을 제공하여 다른 방법으로 형성되고 다음에 전극 및 다른 회로 요소(전도성 경로, 금속화된 홀 또는 비아, 전기 및/또는 전자 부품 등)를 위한 지지 구조체를 제공하는 전기 절연성 중합체로 오버 몰딩된다. 다른 실시예들에 따르면 모든 경우에서, PCB(20)는 바람직하게 다층 형태이고, 및/또는 PCB의 감지 전극들은 측부들 중 적어도 하나, 바람직하게 주요 측부들의 적어도 하나의 외측부에 배열될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 제1 배열의 전극(J)은 실질적으로 서로 동일하고 레벨 감지 축(X)을 따라 미리 정해지고 선호적으로 균질하게 서로 떨어져 위치한다. 그러나, 가능한 실시예에 따르면(도시되지 않음), 용량성 요소들의 하나의 동일한 배열은 다수의 상이한 일련의 전극들을 포함할 수 있으며, 하나의 일련의 전극들은 동일한 배열을 가진 다른 일련의 전극들의 기하학적 구조와 상이한 기하학적 구조를 갖는다. 다른 실시예들에서, 전극들은 레벨 감지 축(X)의 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 전극들(J)은 제어 회로에 속하고 예를 들어, PCB(20)의 영역(25)에 위치하며 MC로 표시되고 도 8에 개략적으로 도시된 제어기의 각각의 입력부에 연결된다. 그러나, 다수의 전극(J)을 서로 병렬로 연결하고 상기 제어기의 동일한 입력에 연결하는 경우가 포함될 수 있다. 바람직하게, 전극(J)은 서로 동일한 기하학적 형상을 가지거나 다른 형상을 갖지만 동일한 표면 치수를 가지거나 일반적으로 동일한 전기 용량을 갖는 기하학적 형상을 갖는다. 전극(J)은 PCB(20) 또는 레벨-감지 축(X)을 가로지르는 방향으로 연장되는 것이 선호된다.
전극(J)은 전기 전도성 재료, 예를 들어 금속 재료 또는 금속 합금으로 제조된다. 전극(J)은 바람직하게 해당 배열 내에서 서로에 대해 공면(coplanar) 상에 있고, 예를 들어 PCB(20)의 지지 구조체 상에 침지되거나 도포되는 판 또는 적층의 형태를 가지거나, 예를 들어 실크 스크린 인쇄 기술 등을 이용하여 PCB(20)의 지지 구조체 상에 증착된 전기 전도 층에 의해 형성될 수 있다. 다양한 실시예에서, PCB(20) 또는 PCB(20)의 층들 중 적어도 하나는 전극(J)을 서로 전기적으로 연결 및/또는 해당 전도성 연결 경로에 전기적으로 연결 및/또는 가능한 다른 전기적 부품 및/또는 PCB(20) 내에 구성된 전자 부품에 전기적으로 연결하기 위한 전기 전도성 재료를 포함하는 비아 또는 관통 홀을 갖는다.
PCB(20)의 영역(25)은 바람직하게 PCB 자체의 근위 단부 및 해당 배열의 제1 전극(J) 사이에 포함된다(이와 관련하여, 도 8에서 연결 및/또는 제어 영역(25)은 또한 중간 영역(26)에 해당하는 영역을 포함할 수 있다). 그러나, 장치(10)의 회로 배열에 속하는 전기 및/또는 전자 제어 및/또는 처리 부품들이 전체 PCB(20)를 따라 배열되거나 감지 영역(24) 내에 배열되는 경우도 본 발명의 범위에 포함된다. 이와 관련하여, 연결 및/또는 제어 영역(25)은 실질적으로 PCB(20)의 길이 전체에 걸쳐 연장될 수 있고, 연결 및/또는 제어 영역의 일부분은 감지 영역(24)과 공통이다. 특히, 예시된 형태의 즉 다층 구조를 갖는 PCB(20)에서 설명된 것처럼, 상기 전기 및/또는 전자 제어 및/또는 처리 부품들 중 적어도 일부는 다층 구조의 전기 절연 재료로 형성된 2개의 층들 사이에 배열될 수 있다.
이미 설명된 것처럼, 다양한 실시예에서, 장치(10)를 가지는 측정 회로 장치의 부품은 (예를 들어, 마이크로 컨트롤러, 마이크로프로세서, CPU, DSP 또는 디지털 신호 프로세서, 메모리, 집적회로, 작동 회로, A/D 변환기 회로, 전자 스위칭 회로를 포함하는 군으로부터 선택된) 적어도 하나의 제어 유닛 또는 제어기(MC) 및 추가의 능동 및/또는 수동 부품(예를 들어, 트랜지스터, MOSFET, 저항기, 커패시터, 다이오드 등)을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 제어기(MC)는 전극들(J)이 개별적으로 연결되는 복수의 입력들을 갖거나, 서로 평행한 다수의 전극들(J)이 제어기(MC)의 하나의 동일한 입력에 연결된다. 제어기(MC)는 바람직하게 아날로그/디지털 형태의 입력들 중 적어도 하나의 처리 로직 유닛, 메모리, 및 입력 및 출력을 포함한다. 제어기(MC)는 예를 들어 Microchip Technology Inc.에 의해 제조된 코드 PIC16F1517에 의해 식별된 마이크로프로세서 또는 Cypress Semiconductor Corporation에 의해 제조된 CY8C4200M 시리즈의 코드에 의해 식별된 마이크로프로세서 일 수 있다. 그러나, 용량성 형태의 전극(J)에 의해 장치(10)에 의해 구현되는 특정 레벨-감지 모드들은, 예를 들어 본 출원인의 이름으로 출원된 문헌 제WO2015/181770호, 제 WO2016/042456호 및 제WO2016/042459호의 설명을 따르는 공지된 형태를 가질 수 있다.
상기 설명과 같이, PCB(20)에 전극(J), 가능한 추가의 전기 및/또는 전자 부품, 및 단자(17)와 같은 다양한 회로 요소의 연결을 위한 전기 전도성 경로가 제공된다(제어기(MC)로부터 분리된 상기 경로 중 일부가 점선을 이용하여 개략적으로 표시된다). 상기 설명과 같이, PCB(20)는 상이한 전도성 경로들을 서로 연결 및/또는 외부 및/또는 내부에 대해 PCB(20)의 서로 다른 층들 또는 부분들에 제공된 전도성 경로 및/또는 회로 부품을 연결하기 위해 (도 8에서 점선 원으로 개략적으로 표시된)금속화된 비아 또는 홀을 가질 수 있다. PCB(20)의 일부를 외부 세계 및/또는 내부로. 상기 설명과 같이, 다양한 선호되는 실시예에서, PCB(20)는 다층지지 구조체를 갖는 PCB이며, 상기 경로는 PCB 자체의 내부 또는 중간층에 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 본 발명에 따른 센서 장치는 물질의 레벨과 다른 적어도 하나의 추가적인 양을 감지하기 위한 적어도 하나의 추가 센서 수단을 포함한다. 추가 센서 수단은, 예를 들어, 유체의 질적 특성 및/또는 조성의 특성 및/또는 유체의 화학-물리적 특성을 감지하도록 설계된 온도 센서 및 광학 센서로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 장치(10)의 회로 구성은 적어도 하나의 온도 센서, 특히 NTC 또는 PTC 형태의 센서와 같은 온도-가변 전기 저항을 갖는 센서를 포함한다. 상기 센서는 (도 1의) 탱크(1)의 주변 벽(5)을 향하는 부분에서 PCB(20)의 근위 단부 영역, 원위 단부 영역 및 감지 영역(24)의 중간 영역 중 적어도 하나에 해당 위치에 장착될 수 있다. 상기 온도 센서는 도 8에서 블록(TS)로 개략적으로 표시된다.
본 발명의 특징에 따르면, 적어도 감지 전극(J), 바람직하게 PCB(20)의 대응 부분이 환경오염을 포함하는 외부 물질로부터의 절연 또는 보호를 위해 적어도 하나의 층으로 덮여 지거나 보호되고,상기 층은 전기 절연성 및 유체 기밀성 재료를 제조되고, 장치의 작동 또는 레벨 측정 정밀도에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 외부 매체가 전극에 도달하는 것을 방지하거나 지연시킨다. 본 설명의 서두에서 설명된 것처럼, 외부 매체는 예를 들어 장치(10)가 설치된 영역에서 발생될 수 있는 환경 습도, 및/또는 일반적인 증기, 예를 들어, 더러운 물이 튀거나 지면으로부터 먼지와 같이 상기 영역에 도달할 수 있는 또는 액체 또는 분말 또는 일반적인 것으로 구성될 수 있다 이 지역에 닿을 수 있는 액체 또는 분말 또는 일반적인 오염물, 또는 차량의 다른 부분에서 누출하는 오일 또는 그리스 또는 연료를 포함한다. 다양한 실시예에서, 절연 또는 보호를 위한 하나 이상의 층은 고체 재료, 바람직하게 성형성 또는 중합성 재료이다.
선호되는 실시예에서, 전극(J)을 덮는 적어도 하나의 절연 또는 보호층은 실리콘(또는 실리콘의 유도체 또는 화합물)을 포함하는 재료, 즉 물속에서 실질적으로 불용성이고 산(acids) 공격이 없는 재료의 층을 포함한다. 상기 중요한 재료 중에는, 예를 들어 침투성 유리질 층을 제공할 수 있는 실리카, 즉 실리콘 산화물(실리콘 이산화물)이 있다.
본원에 제안된 출원을 고려할 때, 실리카 필름 또는 층의 합성을 위한 선호되는 전구체는 실라잔, 특히 폴리실라잔, 즉 질소 원자에 의해 가교된 규소 원자로 구성되는 구조(skeleton)를 가진 중합체이다. 선택적으로, 본원에 제안된 적용예를 위해, 실리카 필름 또는 층의 합성을 위한 전구체로서 바람직하게 액체 또는 분말 형태를 가진 실리카(SiO2), 가능하게는 액체 내에서 분산되고 특히 PCB 상에 증착/PCB의 적어도 일부분을 코팅하도록 설계된 형태를 가진 이산화규소를 포함한 다른 화합물을 이용될 수 있다.
Si-N 결합의 길이는 일반적으로 1.70 내지 1.75Å으로 추정되는 반면에, 결합 각도는 규소 및 질소 치환기에 의존한다. Si-N 결합의 극성 및 질소의 염기성으로 인해, 폴리실라잔은 특히 물(또는 알코올 또는 산과 같은 양성자성 용매)이 존재할 때 가수 분해와 관련하여 반응성을 가진다. 상기 반응에 의해 실리콘 및 질소 사이의 결합이 파괴되고 실리카와 암모니아가 신속하게 형성된다. 이와 관련하여 특히 유망한 전구체는 실리콘, 질소 및 수소로 구성되고 3차원 격자구조와 유사한 구조를 가진 퍼하이드로폴리실라잔(PHPS)이며, 여기서 실리콘 원자는 질소 가교(bridges)를 통해 함께 연결된다.
다른 폴리실라잔과 마찬가지로 퍼하이드로폴리실라잔은 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 촉매와 함께 실온에서 일반적인 비 흡수제 표면상에 도포될 수 있는 액체 조성물을 형성하기 위한 기제로서 이용될 수 있다. 상기 액체 조성물을 도포 한 후, 실질적으로 유리질 실리카로 제조된 영구 장벽 층이 형성되고 상기 장벽 층은 실온에서 기판에 화학적으로 결합하고 공기 중에 존재하는 습도와 중합된다. 이 형태의 조성물은 다양한 제조사로부터 상업적으로 입수할 수 있으며, 전통적으로 목재로 제조된 운송 수단 또는 구조체의 외부 표면을 보호하기 위해 이용된다.
상기 조성물의 도포하기 위해, 해당 기판- 여기서 PCB(20)-은 미리 그리스, 유성 물질이 없는 상태로 세척되고 건조되어야 한다. 적용 온도는 선호적으로 + 5℃ 내지 + 30℃ 사이이며 상대 습도는 30%와 80% 사이이다. 용액은 예를 들어 딥-코팅 기술을 이용하여 액체 용액을 포함하는 용기 내에 PCB 자체를 침지하거나 분무하여 층 형태로 PCB(20) 상에 도포될 수 있다. 실질적으로 완전한 중합은 실온에서, 일반적으로 도포 후 대략 8 내지 12시간 후(중합완료는 대략 7일 후에 실온에서 일어난다)에 형성될 수 있다. 한편, 중합 속도를 높이기 위한 열 처리 단계가 본 발명의 범위에 속한다. 중합 후, 도포된 층은 실질적으로 얇은 유리 층의 외관을 가지며 투명하다.
추가적으로 및/또는 선택적으로, 전극(J)을 덮는 적어도 하나의 절연 또는 보호층은 실리콘, 또는 실리콘의 유도체 또는 화합물, 예를 들어 실리콘 산화물을 포함하는 복합 재료의 층을 포함할 수 있다. 실질적으로 불투과성을 가지는 상기 형태의 복합 재료는 예를 들어 유리 섬유 필러가 보충된 에폭시 수지의 베이스를 갖는 매트릭스를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 장치의 이용 조건에 따라 전극(J)과 탱크(1)의 주변 벽(5) 사이에 설정되는 적어도 하나의 절연 또는 보호층은 적어도 2개의 상이한 재료 층을 포함하고, 재료 층들 각각은 실리콘 또는 실리콘의 유도체 또는 화합물을 포함한다. 상기 2개의 재료 층은 상기 설명과 같이 폴리실라잔계 액체 용액으로부터 형성된 유리질 실리카를 주로 포함하는 2개의 층일 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 절연 층은 상기 절연 층은 상기 폴리실라잔으로부터 형성되는 유리질 실리카를 포함하는 제1층의 재료, 및 예를 들어 유리 섬유를 포함하는 상기 형태의 복합 재료의 제2층을 포함한다. 다양한 선호적인 실시예에서, 상기 제2 복합 재료 층은 제1 재료 층과 전극(J) 사이의 중간 위치에 있다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 절연 층은 적어도 2개의 상이한 재료 층을 포함하고, 재료 층들이 중 제1 절연 층은 실리콘, 또는 실리콘 유도체 또는 화합물을 포함하고, 케이싱이 장착되거나 케이싱(30)의 재료가 오버몰딩되는 다른 절연 층은 제1층의 재료보다 덜 단단한 중합체, 예를 들어 불소 유도체 또는 화합물을 포함하고 실질적으로 불침투성 중합체보다 더 유연한 중합체로 제조된다.
다양한 실시 형태에서, 적어도 하나의 절연 또는 보호층은 예를 들어 불소 중합체 또는 엘라스토머와 같이 케이싱(30)이 장착되거나 케이싱(30)의 재료가 오버몰딩되고 적어도 부분적으로 가요성을 가지거나 변형 가능하거나 압축 가능한 적어도 하나의 재료 또는 중합체를 포함하고, 케이싱(30)은 상기 절연 층의 재료보다 더 단단한 중합체로 제조된다.
상기 전극(J)은 또한, 실리콘 또는 실리콘 화합물을 포함하지 않고 전기 절연성 및 실질적으로 불투과성을 가진 재료로 제조된 적어도 하나의 절연 층으로 덮일 수 있다. 특히 유리한 실시예에서, 상기 재료는 아래 설명과 같이 불소 또는 불소 유도체 또는 화합물을 포함하는 중합체이다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 절연 층의 실리콘 없는 재료는 에폭시계 재료를 포함하는 층, 예를 들어 "솔더-레지스트"로 알려진 형태의 층, 즉 산화에 대해 보호기능을 가지도록 설계된 폴리머 재료, 특히 에폭시계 재료의 얇은 층을 포함하는 층이다. 솔더-레지스트 또는 에폭시계 층을 구성하는 재료가 광감지 형태의 페인트 또는 잉크와 유사한 경우에, 상기 재료는 실크-스크린 인쇄 기술 등을 이용하여 분무되거나 도포될 수 있고, 한편 솔더-레지스트 또는 에폭시계 층은 또한 진공 적층화 방법을 이용하여 도포된 필름의 형태로 제조될 수 있다.
도 2 내지 도 3에 예시되고 해당 도 4 내지 도 7에 예시된 경우에 있어서, 전극(J)은 하기 요소들에 의해 덮여지고 절연된다.
i) 복합 재료의 제1층;
ii) 솔더-레지스트 또는 에폭시계 형태를 가지는 것으로 가정되는 재료의 제2 층; 및
iii) 제3 실리카계 층.
예시된 경우에서, 복합 재료의 제1 층은 유리 섬유로 충진된 에폭시수지계 매트릭스를 갖는다. 매우 유리하게, 상기 제1 복합 재료는 PCB(20)의 다층 구조체 자체의 층들 중 하나에 의해 구성될 수 있다. 도 4 내지 도 7을 참고하면, 비 제한적인 예에서, PCB(20)의 지지 구조체는 적어도 하나의 지지층(201)을 포함하고 상기 지지층의 외부 면에 해당 전극(J)이 배열된다.
선호적으로, PCB(20)의 지지 구조체는 전극(J)을 운반하는 층과 마주보는 층(201)의 면에 해당하는 위치에서 하나 이상의 추가 층(202)을 포함할 수 있다. 다음에 전극(J)을 운반하는 층(201)이 다층 구조체 자체의 외부 층(203)으로 코팅되어 전극(J)이 코팅된다.
첨부된 도면을 참고할 때 단지 설명을 위해, 예시된 다층 구조체의 중심에 대해 균질한 위치(즉, 전극들(J)이 위치하는 층들(201 및 203)과 마주보는 위치에서)에 있는 층(201 및 203)들이 제공되고, 중간에 설정되는 일부 층(202)들이 제공된다. 그러나, 실제 실시예에 의하면, 전극(J)을 운반하는 단일 층(201) 및 단일 층(201)을 덮는 단일 층(203)으로 충분할 수 있다. 도시된 예에서, 외부 층(203)은 PCB(20)의 마주보는 주요 측부(20a, 도 8)를 형성하지만, 상기 설명과 같이, 상기 마주보는 주요 측부들은 한쪽 측부에서 단일 층(203)에 의해 형성되고 다른 한쪽 측부에서 단일 층(201)에 의해 형성된다.
PCB(20)의 다양한 층(201, 202 및 203)은 바람직하게 예를 들어 FR4 등의 동일한 재료로 제조되지만 필수적인 특성은 아니다.
도 2 내지 도 7에 도시된 비 제한적인 예를 참고하면, 솔더-레지스트 또는 에폭시계 형태를 가지는 것으로 추정하는 PCB(20)의 다층 구조체의 외부 층(203)들 중 적어도 하나에 각각의 제2 층(40)이 구성된다. 전극(J)은 PCB(20)의 지지 구조체 내에 배열되기 때문에 상기 층들이 솔더-레지스트 또는 에폭시계 형태를 가질 때 상기 층(40)은 발생 가능한 단락을 방지하는 것이 아니라 발생 가능한 산화 현상 및/또는 습도 및/또는 증기, 및/또는 액체 및/또는 먼지의 침투 현상을 방지하기 위한 것이다.
도시된 예에서, 층(40)은 PCB(20)의 층(203)의 외부 면에만 코팅하는 것이 바람직하지만, 다른 실시예에서 층(40)은 PCB(20) 또는 주요 측부들에서 PCB의 적어도 일부분 및 횡 방향 변부들 또는 (아래 설명에서와 같이 층 또는 코팅(50)을 위한) 주요 측부들을 둘러싸는 단일 코팅에 속할 수 있다. 다른 실시예들에서, 전극(J) 아래에 위치한 층(203)을 덮는 단지 하나의 층(40)이 제공될 수 있다.
마지막으로, PCB(20) 상에 즉 각각의 층(40) 상에 실리카로 제조된 제3층(50)이 있다. 상기 제3 층(50) 또는 각각의 제3 층(50)은 각각의 층(40)을 코팅하는 개별 층으로서 도포되거나 예시된 경우에서와 같이, 다수의 측부들 및 변부들 위에서 PCB(20)를 둘러싸는 코팅으로서 도포될 수 있다. 따라서, 다음에, 층(50)은 또한 "외부 코팅"으로 식별될 수 있다. 또한, 외부 코팅 또는 층(50)은 전체 PCB(20)를 둘러싸거나 PCB의 일부만 둘러쌀 수 있다. 다른 실시예들에서, 단지 하나의 층(50)이 단일 층(40) 상에 제공될 수 있고 다음에 상기 단일 층은 층(203)을 차례로 덮고 상기 층(203) 아래에 전극(40)이 위치한다.
예를 들어, 복합 재료의 층(203)은 0.2 mm 내지 0.4 mm의 두께를 가질 수 있고, 층(40)은 10μm 내지 30μm의 두께를 가질 수 있고, 외부 코팅(50)(또는 적어도 전극들(J)이 위치하는 PCB(20)의 주요 측부들을 코팅하는 외부코팅의 층)은 10㎛ 내지 30㎛의 두께를 가질 수 있다. 외부 케이싱(30)은 1mm 내지 2.4mm, 바람직하게 1.4mm 내지 1.8mm, 매우 바람직하게 1.5 내지 1.6mm의 두께를 가질 수 있다.
복합 재료로 제조된 층(203)은 다층 구조체의 일부를 구성하는 PCB(20) 자체가 제조되는 동안 형성된다. 상기 설명과 같이, PCB(20)의 다층 구조체는 FR4 또는 베트로나이트 또는 GRP(Glass-Reinforced Plastic) 형태의 유사한 전기 절연 복합 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 이용되는 선호되는 복합체는 유리 섬유를 갖는 에폭시 수지와 같은 에폭시계이다. 다층 PCB의 제조 분야에서 자체 공지된 기술에 따라, PCB 구조의 다양한 층들이 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 재료를 도포하는 것을 배제하지 않는다.
또한, 유리질 절연 코팅(50)을 제공하기 위해, 주로 실리카로 변환되어야 하는 폴리실라잔 또는 이산화규소에 기초한 용액이 분무 코팅 기술을 이용하여 증착되거나 딥 코팅 기술을 이용하여 액체 용액을 포함하는 용기 내에 부분적으로 또는 전체적으로 PCB를 침지하여 도포될 수 있다. 한편, 증착은 스핀 코팅(PCB의 회전에 의한 증착), 흐름 코팅(PCB에 충돌하는 흐름을 통한 증착), CVD(화학 증기 증착), PVD(물리적증기 증착) 등과 같은 다른 알려진 기술을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 기술은 층(40)의 증착에도 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J), 즉 전극들을 지지하는 구조체(201, 202)를 외부 환경 및/또는 감지되는 액체를 포함하는 탱크(1)의 주변 벽(5)으로부터 분리시키는 적어도 3개의 절연 요소 또는 층(30, 50, 40, 203)을 포함할 수 있다. 도 6 내지 도 7을 참고한다.
도 9 내지 도 12를 참고할 때, 본 발명의 가능한 실시예에 따른 장치의 케이싱 몸체를 제조하기 위한 가능한 시퀀스가 도시된다. 도 9를 참고할 때, PCB(20), 층(40) 및 외부 코팅 또는 층(50)을 포함하는 반제품(20')이 도시된다. 상기 반제품(20')(하기 설명에서 "코팅된 PCB(20)"로도 정의됨)은 전극(J)뿐만 아니라 감지 및/또는 처리 회로의 나머지 부분을 가진다고 가정한다. 예를 들어 PCB(20)(도 8), 즉 반제품의 영역(25, 26)을 적어도 부분적으로 수용하도록 설계된 공동을 형성하는 쉘 형상을 가진 몸체 부분(21)이 반제품(20')에 대해 적용된다. 상기 설명과 같이, 바람직하게 부품(21)은 커넥터 몸체(15a)와 단자(17)를 통합하며, 이 단계에서 상기 단자는 PCB(20)의 해당 전도성 경로에 전기적으로 연결된다.
다음에, (도 10 참고할 때) 몸체 부분(22)이 반제품(20')에 적용되고, PCB(20), 즉 반제품(20')의 제어 영역(25)(도 8)의 적어도 일부가 사이에 설정된다. 몸체 부분(22)은, 예를 들어, 몸체 부분(21)에 고정된 (예를 들어, 스냅 동작, 나사산 수단을 통해 고정되거나, 용접되거나 접착된) 뚜껑 형태의 구분된 부품으로서 구성되거나 그 자체가 오버 몰딩 또는 수지 적층 부품으로서 구성될 수 있다. 2개의 몸체 부분(21,22)은, 특히 구분된 부품들로 구성될 때, 몸체 부분(22)의 해당 시트 및 핀과 결합하도록 설계된 몸체 부분(21)의 핀 및 시트와 같은 상호 결합을 위한 수단을 가질 수 있다.
바람직하게, 몸체 부분(21,22)은 260℃보다 높은 융점을 갖는 중합체로 제조되거나 또는 임의의 경우에 특히 상기 온도에 저항하도록 설계되어 250℃ 미만의 온도에서 하나 이상의 중합체, 예를 들어 장치(10)의 케이싱 몸체의 외부 케이싱(30)을 제공하도록 설계된 중합체의 가능한 오버 몰딩을 견딜 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 몸체 부분(21,22)의 재료는 폴리프탈아미드(PPA), 폴리아미드 공중합체(PA66) 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS)로부터 선택된다.
상기 영역에 위치한 전기 및/또는 전자 부품을 보호하는 특성을 개선하기 위한 수지가, 상기 공동 내에 수용된 몸체 부분(21) 및 반제품(20'), 즉 PCB(20)의 해당 부분의 공동에 해당 영역에 도포될 수 있다. 수지 또는 이용되는 유사한 재료는 바람직하게 낮은 융점 또는 중합 온도, 특히 전기 및/또는 전자 부품을 손상시키지 않는 변태 온도(예를 들어 180℃ 내지 240℃의 온도, 바람직하게 200℃에 근접한 온도)를 가진다. 바람직하게 비교적 탄성을 가지거나 강성을 가지지 않는 적합한 열가소성 재료는 소위 핫멜트 또는 핫-글루 형태일 수 있다.
다음으로, 필요한 경우에, 감지 영역(24)을 포함하는 PCB(20), 즉 반제품(20')의 적어도 일부가 외부 케이싱(30)을 제공하는 중합체 재료를 오버 몰딩하기 위해 몰드 내에 삽입된다. 케이싱(30)의 오버 몰딩에 이용되는 재료는 열가소성 재료 또는 다른 열경화성 재료일 수 있다. 선호되는 재료는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리프탈아미드(PPA) 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS)이다. 한편, 다른 실시예에서, 외부 케이싱(30)은 개별적으로 제조된 후 반제품(20') 상에 도포될 수 있는 부품으로서 구성될 수 있다.
바람직하게, 몰드는 몸체 부분(21,22)을 가지며 중간 영역(26)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다. 이 경우에, 오버 몰딩 작업 중에 PCB(20) 즉, 반제품(20')의 중간 영역(26)에 존재하고, 회로 부품은 오버 몰딩 영역 내에 위치하더라도 상기 중간 영역이 몸체 부분(21,22)들 사이에 둘러싸이는 것을 고려할 때 수지에 의해 보호기능이 더욱 증가된다.
외부 케이싱(30)의 오버 몰딩(또는 별도의 도포) 작업의 결과가 도 11에 예시되며, 여기서 장치의 케이싱 몸체가 형성된다. 케이싱(30)은 반제품을 둘러싸지 않고, 적어도 반제품의 표면이 노출된 상태로 놓이며 도 1의 탱크(1)의 주변 벽(5)에 대해 설치될 수 있다.
도 11 및 도 12에서, 외부 케이싱(30)으로부터 돌출되거나 분리되고 예를 들어, 나사 부재들 또는 연결수단에 의해 도 1에 도시된 탱크(1)의 주변 벽(5)에 장치(10)를 고정하기 위한 요소들과 같은 브라켓(16) 등을 형성하기 위해 상기 외부 케이싱(30)이 유리하게 형성될 수 있는 방법이 도시된다. 한편, 장치(10)의 몸체로부터 구분된 부품으로서 구성된 브라켓 또는 유사한 고정 수단이 제공될 수 있다.
브라켓 등에 대해 추가적으로 또는 선택적으로, 탱크(1)에 대해 설치되어야 하는 장치(및 PCB(20))의 표면상에 증착된 결합제 층을 이용하여 센서 장치(10)는 주변 벽(5)에 고정될 수 있다. 상기 결합제 층은 도 12에서 G로 표시된다.
상기 설명과 같이 다를 수 있는 고정 모드와 무관하게, 다양한 선호되는 실시예에서, 장치(10)는 탱크(1)의 측벽(5)에 대해, 예를 들어 측벽과 접촉하며 배열되어, 전극(J)에 해당하는 위치에 배열된 장치(10)의 표면과 벽(5) 및 상기 벽(5)의 외측부 사이에서 실질적으로 임의의 공기 간격의 존재를 방지한다(상기 설명과 같이, 표면 거칠기에 의해 발생될 수 있는 미세 공동을 충진하도록 설계된 결합제 또는 겔의 층을 삽입할 수 있다). 부품들 사이의 접촉을 개선하고 공기 간격의 존재를 감소시키기 위해 장치(10)는 상기 측벽(5)에 대해 벽 자체에 대한 약간의 탄성 압력을 가지는 상태로 고정될 수 있다.
도 2 내지 도 7에 도시된 실시예에 의하면, 실시예들이 상기 외부 매체, 및 감지되는 액체와 장기간 접촉한 후에 벽(5)이 흡수할 수 있는 습도가 전극(J)에 도달하는 것을 방지하고 적어도 실시예들이 상기 매체들이 상기 전극(J)에 도달하는 것을 지연시키기 때문에 특히 유리하다.
다양한 실시예에서, 층(40)은 생략된다. 이와 관련하여 예가 도 13 내지 도 16에 도시되며, PCB(20)의 층(203) 및 외부 코팅(50)으로 표시되고 실리콘 또는 실리콘 유도체 또는 화합물을 포함한 두 개의 층들이 (예를 들어, 탱크의 주변 벽(5)을 포함하는) 외부 환경 및 각각의 배열의 전극(J)사이에 제공된다. 도 13 내지 도 16에 도시된 형태의 실시예에서, 외부 환경과 전극(J) 사이에 서로 다른 재료의 2개의 층(50과 203)이 설정된다. 벽(5)을 침투할 수 있는 습도 또는 액체를 포함한 외부 매체로부터 전극(J)의 절연은, 도 2 내지 도 6에 예시된 형태의 실시예에 비해 감소되더라도 장치의 다양한 적용예들에서 높고 충분하다.
본 발명의 특징에 따르면, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J), 즉 전극(J)을 지지하는 구조체(201, 202)를 외부 환경 및 이와 관련하여 감지되는 액체를 포함한 탱크(1)의 주변 벽(5)으로부터 분리시키는 적어도 2개의 절연 요소 또는 층(30, 50, 40)들을 포함한다. 이와 관련하여 도 15 및 도 16을 참고한다.
다양한 실시예에서, 전극(J)은 PCB(20)의 구조체 내에 배열되지 않고 상기 구조체의 각각의 외부면에 배열된다. 이와 관련한 예가 도 17 내지 도 20에 도시된다. 상기 도면에 도시된 예에서, PCB(20)의 외부 층(203)은 존재하지 않으며, 전극(J)은 PCB 자체의 외측부, PCB의 주요 측부에 직접 제공된다(여기서 전극을 운반하는 층(201)이 표시됨). 상기 실시예들에서, PCB(20)는 반드시 다층 구조체를 가지는 것이 아니다. 도 17 내지 도 20의 경우에 있어서, 전극(J)을 덮기 위해 PCB(20)의 층(201) 상에 직접 도포된 솔더-레지스트 또는 에폭시 형태의 층(40)이 존재한다. 페인트 또는 잉크 형태를 가지고 층(40)의 형성에 필요한 재료가 필요한 경우, 예를 들어 실크 스크린 증착을 통해 도포되어 층(40)의 외부 표면은 도시된 경우에서와 같이 실질적으로 평면이다(즉, 층들(40)의 두께가 전극들(J)의 영역에서 더 작게 해당 재료가 증착된다). 그러나, 이것은 장치의 작동을 위한 필수적인 특징이 아니다.
또한, 도 17 내지 도 20에 도시된 형태의 실시예에서, 상이한 재료의 2개의 추가 층들(40 및 50)이 외부 환경과 전극(J) 사이에 설정되어, 다양한 응용에서 장치(10)의 감지 영역이 효과적으로 보호될 수 있다.
또한, 이 경우 본 발명의 특징에 따르면, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J), 즉 전극을 지지하는 구조체(201, 202)를 외부 환경 및 감지되는 액체를 포함하는 탱크(1)의 주변 벽(5)으로부터 분리시키는 적어도 2개의 절연 요소 또는 층(30, 50, 40)을 포함한다. 이와 관련하여 도 19 및 도 20을 참고한다.
다양한 실시예에서, 외부 코팅 또는 층(50)은 생략된다. 이와 관련한 예가 도 21 내지 도 24에 도시되며, 각각의 배열이 가지는 전극(J)과 벽(5) 사이에 상이한 재료의 2개의 층들, 여기서 PCB(20)의 층(203) 및 예를 들어, 솔더-레지스트 또는 에폭시계 형태의 층(40))들이 제공된다. 따라서, 이 경우에도, 코팅(30) 이외에, 상기 외부 매체들이 전극에 도달하는 것을 방지하거나 외부 매체들을 지연시키는 상이한 재료의 적어도 2개의 층들(층(40 및 203))이 외부 환경과 전극(J) 사이에 설치된다.
따라서, 이 경우에도, 레벨 센서 장치(10)는 전극(J), 즉 전극을 지지하는 구조체(201, 202)를 외부 환경 및 감지되는 액체를 포함하는 탱크(1)의 주변 벽(5)으로부터 분리시키는 적어도 2개의 절연 요소 또는 층(30, 40, 203)들을 포함한다. 또한 도 23 및 도 24를 참고한다.
도 25 내지 도 28에 도시된 또 다른 가능한 실시예에 의하면, 층(40)이 생략되고 전극(J)은 PCB(20)의 구조체 내에 배열되지 않고 상기 구조체의 각각의 외부 면에 해당하는 위치에 배열된다. 따라서, 이 경우에도, PCB(20)의 외부 층(203)은 생략되고 PCB의 외측부에 직접 제공되는 전극(J)은 2개의 주요 측부들 중 하나(여기서 전극을 운반하는 층(201))에 해당 위치에 존재하지 않는다. 외부 코팅 또는 층들(50)은 또한 전극들(J)을 덮기 위해 PCB(20)의 층들(201) 상에 직접 도포된다. 상기 형태의 실시예들에 의하면, PCB(20)는 반드시 다층 구조체를 가질 필요는 없다. 도 25 내지 도 28에 도시된 형태의 실시예에 의하면, 도 27 내지 도 28에 도시된 것처럼, (30) 이외에 적어도 실리카계 외부 코팅 또는 층(50)이 외부 환경과 전극(J) 사이에 설치된다.
외부 매체에 대한 상기 절연은 비록 상기 다른 실시예와 비교하여 감소되더라도 장치의 다양한 적용예들에 대해 충분하며 특히 절연 층(50)을 제공하기 위해 이용되는 재료가 유리질이거나 실리카계 층일 때 통로 또는 기공을 남기지 않고 PCB(20)를 균일하게 코팅하고, 따라서 작은 두께를 가지더라도 우수한 밀봉 특성을 갖는다.
도 29 내지 도 32에 도시된 다른 가능한 실시예에 의하면, 외부 층(203) 아래에서 PCB(20)의 다층 구조체 내에 배열된 전극(J)을 가지고, 층(40) 및 외부 코팅 또는 층(50)이 생략된다. 상기 형태의 실시예에 의하면, 케이싱(30) 이외에 PCB(20)의 다층 구조체에 속하는 하나의 층(203)이 외부 환경과 전극(J) 사이에 설치된다. 또한, 상기 형태의 구조체는 상기 다른 형태의 외부 매체들이 가지는 부정적 효과를 방지하거나 지연시키기에 충분하다.
마찬가지로, 도 33 내지 도 36에 도시된 다른 가능한 실시예에 의하면, 외부 코팅 또는 층들(50)이 생략되고 전극들(J)이 PCB(20)의 구조체 내에 배치되지 않고 구조체의 각각의 외부면에 해당하는 위치에 배열된다. 따라서, 이 경우에도, PCB(20)의 외부 층(203)은 존재하지 않고 전극(J)을 운반하는 층(201)(및 여기에서 마주보는 층(201))상에 솔더 레지스트 또는 에폭시계 형태의 각각의 층(40)이 배열되어 전극을 덮는다. 또한, 상기 형태의 실시예에서, PCB(20)는 반드시 다층 구조체를 가질 필요는 없다. 상기 형태의 실시예에서, 레벨이 감지되는 액체와 전극(J) 사이에 탱크의 벽(5) 이외에 단지 층(40)이 배열되어 다양한 응용예에 충분하다.
폴리실라잔계 조성물로부터 형성된 실리카에 의해 주로 제조된 외부 코팅 또는 층(50)이 제공되면, 해당 중합 과정 동안에 실리콘이 해당 기판(20) 및/또는 기판(40)의 -OH기에 결합하기 때문에 특히 유리하다. 따라서, 2차 추세 형태의 결합이 외부 코팅(50)과 (경우에 따라 층(40) 또는 층(203)들로 구성된) 하부 기판 사이에 형성되어 재료들의 고정을 향상시킨다. 이와 관련하여, 상기 설명과 같이, 다양한 실시예에서, PCB(20) 및/또는 층(40)은 에폭시계 재료, 즉 -OH기를 포함하는 재료를 이용하여 선호적으로 형성되어 외부 코팅(50) 및/또는 층(40)의 화학적 결합을 보장한다. 이와 관련하여 다시 한번, 전극(J)은 바람직하게 금속 또는 금속 합금(예를 들어, 구리 또는 구리계 합금)으로 제조된다. 폴리실라잔계 또는 이산화규소계 용액이 전극(J)과 부분적으로 접촉하여 도포되는 경우에도 상기 금속의 제조 단계에서 -OH 작용기의 그라프팅에 의해 의사 산화 공정이 발생하는 경우에, 염기성 화학 결합(-OH 또는 다른 O * 작용기)이 금속과 폴리실라잔 또는 이산화규소 사이에 형성되며, 결과적으로 상이한 재료들 사이의 고정시 유리하다.
다양한 특히 유리한 실시예에서, 에폭시계 층(40)은 불소의 전구체 또는 유도체 또는 화합물, 예를 들어 선호적으로 퍼플루오로옥탄 설포 네이트(PFOS) 및 퍼플루오로 옥탄산(PFOA)이 없는 플루오르화 중합체 또는 플루오로 중합체 또는 퍼플루오르화 중합체로 제조된 층(40')으로 대체될 수 있다. 따라서, 상기 다양한 도면들에서, 도면 번호 40은 도면 번호(40')와 관련된다. 예를 들어 선호되는 재료는 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오르 에틸렌(PTFE) 및 보다 일반적으로 플루오르-아크릴레이트계 중합체이다. 따라서, 층(40)들이 제공되는 상기 구성들은, 불소의 전구체 또는 유도체 또는 화합물을 포함하는 중합체로 제조된 층(40')으로 대체되는 경우에 유효하다. 또한, 상기 층들(40')은 PCB(20)를 둘러싸는, 즉 PCB의 변부 또는 작은 측부에서 연장되는(중간 또는 외부) 절연 코팅에 속할 수 있다(예를 들어, 도 37 내지 도 46에 도시됨). 상기 층(40') 또는 코팅은 10 ㎛ 내지 70 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 출원인에 의해 수행된 연구에 의하면, 불소계 중합체 재료, 또는 불소의 유도체 또는 화합물(예를 들어, 완전히 또는 부분적으로 불소화된 불소 중합체)이 본원에 제안된 적용예에서 특히 유리하다는 것이 확인된다. 불소화물은 화학적으로 내성이 크고 고온에서도 우수한 내성을 나타내며 외부 케이싱(30)의 가능한 오버 몰딩을 완벽하게 견딘다. 상기 재료는 또한, 비교적 유연하며 뻣뻣하지 않고, 비교적 변형 가능하거나 압축성을 가져서 열팽창 및 열충격을 매우 잘 견뎌 낼 수 있고 또한 매우 낮은 마찰 계수를 나타내며 그 결과, 서로 다른 열팽창 계수로 인해 케이싱(30) 및 PCB(20)(및/또는 층(40) 및/또는 층(50)과 같은 가능한 다른 층) 사이에서 발생할 수 있는 상대 운동을 견딜 수 있다.
본 출원인에 의해 수행된 실제 투과 시험에 의하면, AdBlue와 같은 물-우레아 용액에 대한 내성과 관련하여 소수성이 높은 불소화 중합체가 가지는 매우 낮은 표면 에너지에 의해 불소화된 중합체는 우수한 결과를 가지는 것으로 확인되었다. 상기 특징에 의하면, 레벨이 감지되는 액체가 물 또는 (예를 들어, 주로 물로 구성된 AdBlue와 같은) 수성 용액인 경우에 특히 유리하고 상기 액체가 벽(5)을 오랫동안 침투하거나 탱크(1)가 충진되는 동안에 장치(10)와 우연히 접촉할 수 있는 경우에 특히 유리하다.
또한, 플루오르화 중합체로 제조된 절연 층(40')이 존재하면, 물-우레아 용액과 같은 공격성 액체가 침투하는 경우에 전극 및/또는 PCB(20)의 화학적 공격에 대해 양호하게 보호될 수 있다. 플루오르화 중합체로 제조된 층(40')이 존재하면, 외부 환경, 예를 들어 겨울철에 도로에 존재하여 상기 장치(10)의 적어도 일부분에 도달할 수 있는 물과 소금을 포함하는 용액으로부터 전극(J)이 보호될 수 있다.
층 또는 코팅(40')을 제조하기 위해 플루오로 중합체를 이용하면, 다양한 구성에서 재료의 중합화 과정 동안에 해당 기판의 재료와 화학적 결합 및/또는 구조적 결합을 형성할 수 있어서 특히 유리하다. PCB(20) 및/또는 층(40)이 에폭시계 재료로 제조될 때 특히 유리하다. 이와 관련하여, 이미 설명한 것처럼, PCB(20)의 재료는 선호적으로 에폭시계(예를 들어, 일반적으로 에폭시 수지로 구성되는 매트릭스를 가지는 FR4)이고, 솔더-레지스트 형태의 층(40)이 에폭시수지로 제조된다.
예를 들어, 도 37 내지 도 40에 도시되고 전극(J)이 하기 구성요소들에 의해 덮이고 보호된다.
i) 복합 재료의 제1 층(203);
ii) 재료의 제2 층(40); 및
iii) 플루오르화 중합체 베이스를 갖는 제3 층(40').
(도면에 도시되지 않은) 실시예에 따르면, 복합 재료의 층(203)은 생략될 수 있다.
도면에 예시된 경우에서, 복합 재료의 제1층은 PCB의 다층 구조체의 외부 층(203)에 의해 구성되어 이에 따라 전극(J)이 코팅되고, 층(40)은 PCB(20)의 주요 측부 및 변부 또는 작은 측부에서 PCB의 구조체를 코팅하는 솔더 레지스트 또는 에폭시계 형태의 절연 코팅에 속한다. 대신에, 제3 층(40')은 층(40)이 속하는 에폭시계 코팅을 둘러싸고 예를 들어 FEP로 제조된 추가의 플루오르화된 중합체 절연 코팅에 속한다. 외부 케이싱(30)의 재료는 층(40')이 속하는 코팅 상에 오버 몰딩될 수 있다.
도 37 내지 도 40에 예시된 형태의 실시예에서, 층 또는 코팅(40)으로 표시되는 에폭시계 기질의 -OH 기 및 층 또는 코팅(40')을 제공하는 플루오르화 중합체, 예를 들어 FEP의 불소의 전기 음전기 원자 사이의 수소 결합이 층 또는 코팅(40')과 층 또는 코팅(40) 사이에 제공된다. 수소 결합 또는 수소 가교는 분자간 힘(intermolecular force)의 특별한 경우이며, 이 경우 수소 원자가 매우 강한 음전기 원소(예를 들어, 불소, 산소 또는 질소)와 공유 결합에 관여하여 원자가 전자를 끌어당겨 부분 음전하(δ-)를 획득하고 부분 양전하(δ+)를 가진 수소를 남겨둔다. 동시에, 수소는 근처 분자의 음전기 원자에 의해 끌어당겨 진다.
따라서, 상기 결합은 재료들 사이의 고정작용을 개선시키고 따라서 구조의 강도에 기여한다. 층(40') 또는 코팅이 적어도 부분적으로 에폭시 수지에 의해 제조된 PCB(20) 상에 직접 도포될 때 상기 결합과 유사한 결합이 형성된다. 상기 형태의 케이스는 도 41 및 도 42에 예로서 도시된다. 도 41은 다층 PCB(20)를 코팅하는 코팅(40')의 경우에 관한 것이며, 전극(J)은 복합재료로 제조된 층(203)으로 덮이고, 도 42는 케이스에 관한 것이다. (즉, 층들(201)의 외부 면들에) 노출된 전극들(J)을 갖는 PCB의 회로의 경에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 예를 들어, 상기 케이싱(30)의 오버 몰딩 재료의 수축 및/또는 (예를 들어, 냉각상태의 액체가 가열 및/또는 주변 온도가 변화한 후에) 열 점프 또는 충격으로 인한 치수 변화에 의해 PCB(20) 및/또는 PCB에 의해 운반되는 회로 부품, 및/또는 PCB 및 외부 케이싱(30) 사이의 중간 재료 층과 같은 레벨-센서 장치의 내부 요소가 받을 수 있는 가능한 기계적응력의 제거 또는 적어도 감소를 제안한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따라 그리고 상기 설명과 같이, 장치의 적어도 하나의 절연 층은 기계적 보상 기능을 수행하고, 이를 위해 케이싱(30)을 적용되거나 케이싱(30)을 제공하는 재료를 오버 몰딩하며 적어도 부분적으로 가요성을 가지거나 변형 가능하거나 압축 가능한 재료 또는 중합체를 포함하고, 바람직하게 케이싱(30)은 보상 기능을 수행하는 상기 절연 층의 재료보다 더 단단한 폴리머로 제조된다.
예를 들어, 상기 설명과 같이, 플루오로 중합체는 상대적으로 가요성 및/또는 변형 가능성을 가지고, 낮은 표면 마찰을 가져서, 해당 층들이 예를 들어 기계적 보상 기능을 유리하게 수행하여 PCB(20) 또는 코팅(40)과 같은 하부 기질에 대하여 케이싱(30)에 의해 결정되는 기계적 응력을 흡수할 수 있다. 상기 설명과 같이, 상기 기계적 응력은 장치의 부품의 치수 변화를 발생시킬 수 있는 열 충격에 따른 외부 케이싱(30)의 수축 및/또는 센서 장치의 응력에 의해 발생될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 응력의 보상 기능은 상기 엘라스토머 또는 중합체와 다르며 심지어 불소 유도체 또는 화합물을 포함하지 않고 상대적인 탄성 및/또는 압축성 및/또는 변형 가능성을 가진 엘라스토머 또는 중합체로 제조된 하나 이상의 층(40')에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 특히 유리한 실시예에 의하면, 비교적 큰 강성과 취성을 가지며 따라서 잠재적으로 기계적 응력 또는 변형에 따른 균열의 위험을 가진 형태의 절연 층 또는 코팅(50)을, 예를 들어 층(50)에 응력 또는 균열을 발생시킬 수 있는 외부 케이싱(30)의 과도한 추력 및/또는 수축 및/또는 변형을 방지하는 불소화된 층 또는 코팅을 결합할 수도 있다.
층(50) 상에 장착된 외부 케이싱(30)에 있어서, 예를 들어 다양한 부품의 제조시 잘못된 위치 결정 또는 치수 공차로 인해 조립 단계에서 과도한 기계적 인장 또는 압축 응력이 발생할 수 있고, 오버 몰딩된 외부 케이싱(30)에 있어서 생산 단계에서 수축 또는 과도한 변형에 따라 응력이 발생할 수 있다. 두 경우 모두, 재료의 치수 설정에 따라 또는 주변 온도의 변화에 따른 팽창 및/또는 수축에 의해 추가 응력 또는 변형이 발생할 수 있고, 차량이 이동하는 동안에 진동 또는 탱크의 충전 또는 심지어 센서 장치(10)의 방향으로 냉각 및 팽창될 수 있는 탱크 내부의 액체의 가열 및/또는 냉각에 따른 탱크 벽의 치수 변화와 같은 외부의 기계적 응력에 따라 다른 응력 또는 변형이 발생할 수 있다.
도 43 내지 도 46에 예시된 실시예에 의하면, 상기 형태를 가지는 실리카 또는 산화 규소로 제조된 절연 코팅(50)이 다층 PCB(20)에 도포되고, 상기 절연 코팅에 대해 불소 중합체로 제조된 절연 코팅(40')이 차례로 도포된다. 도 45 내지 도 46에 도시된 것처럼, 상기 종류의 실시예에 의해 외부 매체에 대해 전극(J)의 절연이 최대화될 수 있다.
또한, 상기 설명과 같이, 유리질 형태(50) 또는 복합 형태(20) 또는 에폭시 형태(20, 40)의 해당 기질과 비교하여 플루오로 중합체로 제조된 절연 코팅이 가지는 상대적으로 높은 유연성(또는 항복특성, 압축성 또는 변형성)은 기질을 기계적응력 또는 변형으로부터 보호한다.
일반적으로, 도 37 내지 도 42를 참고하여 설명된 상기 기계적 보상기능이 특히 유리질 코팅(50)의 일체 구조(integrity)를 보장하기 위해 도 43 내지 도 46에 예시된 경우에도 적용된다.
상기 센서 장치(10)의 몸체는 외부 케이싱(30)을 포함하고, 상기 외부 케이싱(30)은 감지 전극(J)이 위치한 회로 지지체(20)의 감지 영역(24)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 오버 몰딩된 형태이거나 별도로 제조된 후에 회로 지지체에 결합될 수 있는 상기 외부 케이싱(30)은 장치의 보호 목적을 위해 바람직하지만 단지 선택적인 것으로 고려되어야 한다.
도 47에 부분적으로 도시된 탱크(1)는 레벨 센서 장치(10)를 가지고, 레벨 센서 장치의 감지 부분(11)은 외부 케이싱(30)을 가지지 않는다. 또한, 상기 형태의 실시예에서, 레벨 센서 장치(10)는 탱크(1)의 몸체(1a)의 외측부, 특히 전기적으로 비전도성 횡 방향 또는 주변 벽(5)에 고정되어 레벨-감지 축(X)을 따라 연장되고 벽(5)의 외부 표면을 향하고 선호적으로 벽에 위치하거나 접촉하며 전극(J)이 위치하는 장치의 측부를 가진다.
상기 실시예들에 따라 구성되는 도 47의 장치(10)가 가지는 유일한 차이점에 의하면, 상기 설명과 같이 외부 케이싱(30)이 제공되지 않는다. 도 48에 도시된 상기 장치(10)의 예는 도 10에 따라 설명된 것으로 이해될 수 있다. 이와 관련하여, 회로 지지체 또는 PCB 상에 상기 하나 이상의 층 또는 코팅(40, 40', 50)이 이미 존재한다는 것을 표시하기 위해 도면 부호 20'가 사용된다. 따라서, 도 48에 도시된 장치(10)의 케이싱 몸체는 기본적으로, 코팅된 PCB(20')의 해당 영역(25)을 적어도 부분적으로 둘러싸는(도 8을 참고) 장치의 연결 및/또는 제어를 위한 부분(15)만 포함한다.
도 47 및 도 48에 예시된 형태의 실시예에서, 탱크(1)를 향하는 장치의 면(및 코팅된 PCB(20')의 층)에 걸쳐 확산되는 결합제 층을 이용하여 탱크의 벽(5)에 대해 센서 장치(10)가 고정될 수 있다. 상기 결합제 층은 도 49에서 G로 표시된다. 상기 예에서, 유리하게 절연 기능을 수행할 수 있는 상기 결합제 층(G)이 도포되어 상기 부분(15)에 포함된 부분을 제외하고 감지 전자장치가 배열되는 코팅된 PCB(20')의 면을 코팅하기 위해 도포된다. 일반적으로, 결합제 층(G)은 PCB(20)의 해당 면을 보호하는 외부 층 또는 코팅의 적어도 일부분 상에서 확산될 수 있고, 상기 외부 층 또는 코팅은 경우에 따라 층(203 또는 40 또는 40' 또는 50) 일 수 있다.
또한, 도 47 내지 도 48에 예시된 형태의 실시예에서, 결합제 층(G)에 추가하여 또는 대안으로서, 별도의 브라켓과 같은 다른 고정 수단이 이용될 수 있다.
이미 설명한 것처럼, 다양한 실시예에서, 탱크 상에 센서 장치는 탄성 형태로 설치되어 가능한 생산 공차 또는 공정 스프레드(process spread)를 보상 및/또는 센서 장치 상에 탱크의 벽이 발생시키는 변형(예를 들어, 태양 아래에 서 있는 차량의 온도 또는 가열 또는 탱크 벽의 동결 및 변형 및 탱크 자체 내부의 액체 팽창에 따른 변형) 및 결과적인 추력에 따른 손상 또는 파손을 방지할 수 있다. 이를 위해, 센서 장치와 탱크 벽 사이에 설정된 결합제는 탄성 형태일 수 있다. 또한, 층 또는 코팅(40')과 같은 외부 층 또는 코팅은 상기 목적에 유용한 것으로 입증될 수 있는 탄성 특성을 유리하게 제공할 수 있다.
상기 설명으로부터, 주로 제안된 레벨 센서 장치의 구성이 가지는 단순성, 포함된 비용, 및 정확성 및 신뢰성으로 대표되는 장점이 제시됨에 따라 본 발명의 특징이 명확하게 나타난다.
첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같이 예를 들어, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 예를 들어 순수하게 본 명세서에 설명된 장치 및 방법에 대해 많은 변형이 본 기술 분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있음이 명백하다.
전극들(J)이 PCB(20)의 하나의 측부에 해당 위치에 위치하는 것을 고려하면, 절연 층의 수는 도면에 도시된 것보다 더 작을 수 있다. 이와 관련하여, 특히 PCB를 보호하는 외부 케이싱(30)이 마주보는 측부 및 횡 방향 변부에 제공될 때, 예를 들어, PCB(20)의 가장 외측 층(203)들 중 하나만 본 발명의 목적을 위해 이용될 수 있고 및/또는 단지 하나의 층(40)(및/또는 40')이 PCB(20)의 관심 측부 상에 제공될 수 있다. 한편, 도시된 것처럼, 절연 구조체는 레벨-감지 전극이 존재하지 않는 PCB 측부 상에서 층들(40 및/또는 40' 및/또는 50)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 센서 장치의 PCB는 반드시 에폭시계 재료 또는 실리콘 또는 실리콘 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료를 이용하여 제조할 필요는 없다. 가능한 변형예에서, PCB(20)- 심지어 다층 구조체를 갖지 않는 PCB-는 예를 들어 플루오르화 중합체 또는 PTFE, 또는 폴리이미드 또는 세라믹 재료를 이용하여 얻을 수 있다.
본 발명은 액체 매체, 특히 물 또는 우레아 및 물 기초 첨가제의 레벨의 감지에 관해 설명되었지만, 이미 설명한 것처럼 센서는 상이한 물질 및 재료, 심지어 냉각에 의해 잠재적으로 고형화될 수 있는 것들과 조합하여 이용될 수 있다.
일부 응용에서, 각각의 상이한 측정 분해능을 가지며 장치(10)의 감지 부분(11)의 서로 다른 위치에 배열되는 상이한 감지 영역을 갖는 레벨 측정이 요구될 수 있다. 예를 들어, 주어진 영역에서 요구되는 측정 분해능 또는 허용 오차를 보장하기 위해 PCB(20)의 감지 영역(24)을 따라 형상 및 크기에 관해 상이한 기하학적 형상을 갖는 전극이 배열된다. 일부 경우에서 상기 선택은 장치의 제어 전자 장치, 특히 제어 전자 장치의 제어기의 비용을 최소화하기 위한 (입력의 갯수 및 제어기가 관리할 수 있는 전극의 수와 관련되는) 비용에 의해 제한된다. 따라서, 일부 응용에서, 최대 감지 해상도가 필요하지 않은 영역(전형적으로 양쪽 단부들에서)에서 전극의 크기를 증가시키는 것이 편리할 수 있다. 이와 관련하여, 가능한 변형에 따르면, 감지 영역(24)에서 PCB(20)의 주요 면에 해당하는 위치에 제공된 용량성 요소들의 배열은 형상 및/또는 크기와 관련하여 서로 다양한 다수의 일련의 전극(J)들을 포함할 수 있다.
상기 실시예들을 참고하여 설명한 개별 특징들은 다른 실시예들에서 서로 조합될 수 있다.
예를 들어, 불소 유도체 또는 화합물을 반드시 포함하지 않는 불소 유도체 또는 화합물 또는 엘라스토머의 베이스를 가진 재료로 제조된 하나 이상의 절연 층 또는 코팅에 의해 수행되는 기계적 보상 기능이 이전에 설명되었다. 탄성 및/또는 유연성(compliant)으로 인해 상기 형태의 층 또는 코팅은 감지 영역, 예를 들어 영역 (25 및/또는 26)과 다른 PCB의 영역에서 연장되거나 제공될 수 있어서 특히 회로 지지체 또는 기질의 노출된 위치에 장착된 가능한 전기 및/또는 전자 부품들을 코팅하고 보호한다.
상기 설명과 같이, 본 발명에 따른 장치의 회로 지지체 상에 적어도 하나의 온도 센서가 제공될 수 있으며, 적어도 하나의 온도 센서는 전극(J)과 같이 적어도 두 개의 재료 층들(50, 40, 40', 203)에 의해 레벨이 감지되는 액체로부터 절연될 수 있다.

Claims (17)

  1. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 감지하기 위한 용량성 레벨 센서 장치로서, 상기 장치(1)는 특히 용기(1)의 벽(5), 특히 적어도 부분적으로 전기 절연 재료로 제조되는 벽에 실질적으로 놓이는 위치에서 용기(1)의 외측부에 설치되도록 구성되며, 상기 장치(10)는 레벨-감지 축(X)에 따라 실질적으로 종 방향을 따라 연장되는 회로 지지체(20)를 포함하고, 상기 회로 지지체(20)는 제1 종 방향 단부 및 제2 종 방향 단부를 가지며,
    상기 회로 지지체(20)는 상기 제1 종 방향 단부를 포함하는 회로 지지체의 감지 영역(24)에서 적어도 하나의 제1 복수의 제1 용량성 요소들을 가지며, 상기 용량성 요소들은 바람직하게 상기 레벨-감지 축(X)을 따라 서로 이격된 거리에서 적어도 하나의 제1 전극(J)들의 제1 배열을 포함하고, 상기 제1 전극(J)은 전기 전도성 재료로 제조되고 회로 지지체(20)의 지지구조체(201, 202, 203)의 적어도 하나의 제1 측부(20a)에 해당 위치에 적어도 부분적으로 배열되며,
    상기 제1 전극(J)은 전기 절연 및 밀봉 재료로 제조된 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)으로 덮이고,
    상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층은 실리콘, 또는 실리콘 유도체 또는 화합물 및 불소 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료로부터 선택된 재료로 제조된 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)은 실질적으로 실리콘 산화물(50)로 제조된 적어도 하나의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  3. 제2항에 있어서, 실질적으로 실리콘 산화물(50)로 제조된 적어도 하나의 층은 실라잔, 특히 폴리실라잔, 바람직하게 퍼하이드로폴리실라잔을 포함하는 조성물로부터 시작하여 형성되는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)은 회로 지지체(20)의 지지 구조체(201, 202, 203)에 속하는 적어도 하나의 재료 층(203), 특히 복합 재료로 제조된 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  5. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)은 실질적으로 실리콘 산화물(50)로 제조된 적어도 하나의 층 및 회로 지지체(20)의 지지 구조체(201, 202, 203)에 속하는 적어도 하나의 재료 층(203)을 포함하고, 회로 지지체(20)의 지지 구조체(201, 202, 203)에 속하는 적어도 하나의 재료 층(203)은 실질적으로 실리콘 산화물(50) 및 제1 전극(J)의 중간 위치에 있는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)은 플루오로 중합체(40')를 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)은 실리콘, 또는 실리콘 유도체 또는 화합물로 제조된 하나 이상의 층(50; 203), 및 불소 유도체 또는 화합물, 특히 플루오로 중합체를 포함하는 재료로 제조된 적어도 하나의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)은 회로 지지체(20)의 지지 구조체(201, 202, 203)에 속하는 하나 이상의 재료 층(203)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)은 에폭시계 재료(40)의 적어도 하나의 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 회로 지지체(20)의 지지 구조(201, 202, 203)는 적어도 부분적으로 에폭시계 재료, 특히 에폭시 수지 매트릭스를 갖는 복합 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  11. 제10항에 있어서, 복합 재료는 에폭시 수지 매트릭스 내에 유리 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로 지지체(20)는 복수의 전기 절연 재료 층(201, 202, 203)을 포함하는 다층 지지 구조체를 가지며, 상기 제1 전극(J)은 상기 다층 지지 구조체의 두 개의 전기 절연 재료 층(201, 203)들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 부분적으로 전기 절연 재료로 제조된 외부 케이싱(30)을 포함하는 몸체(14, 15)를 가지고, 상기 외부 케이싱은 적어도 하나의 절연 또는 보호층을 가진 회로 지지체(20)를 부분적으로만 둘러싸며 특히 용기(1)의 상기 벽(5)을 향하는 감지 영역(24)의 적어도 한 부분을 노출된 상태로 남겨 두는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 외부 케이싱(30)은 상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)의 재료와 상이한 제1 전기 절연성 폴리머 재료로 제조되고 오버 몰딩된 케이싱이고,
    상기 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)은 상기 오버 몰딩된 케이싱의 적어도 일부 및 상기 제1 전극(J) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  15. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 감지하기 위한 용량성 레벨 센서 장치를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    i) 레벨-감지 축(X)에 따라 실질적으로 종 방향을 따라 연장되는 회로 지지체(20)를 제공하고, 상기 회로 지지체는 회로 지지체의 감지 영역(24)에서 회로 지지체(20)의 적어도 하나의 제1 측부(20a)에 해당하는 위치에서 적어도 하나의 제1 전극(J)들의 제1 배열을 가지며,
    ii) 상기 회로 지지체(20)의 감지 영역(24)을 전기 절연 및 밀봉 재료로 덮고, 적어도 하나의 절연층 또는 보호층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)이 실리콘 또는 실리콘 유도체 또는 화합물 및 불소 유도체 또는 화합물을 포함하는 재료로부터 선택된 전기 절연 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치를 제조하기 위한 방법.
  16. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 감지하기 위한 용량성 레벨 센서 장치로서, 상기 장치(1)는 특히 용기(1)의 벽(5), 특히 적어도 부분적으로 전기 절연 재료로 제조되는 벽에 실질적으로 놓이는 위치에서 용기(1)의 외측부에 설치되도록 구성되며, 상기 장치(10)는
    레벨-감지 축(X)에 따라 실질적으로 종 방향을 따라 연장되는 회로 지지체(20)를 포함하고,
    - 회로 지지체(20)의 감지 영역(24)에 있는 제1 배열의 전극 또는 용량성 요소들을 포함하고, 상기 제1 배열의 전극 또는 용량성 요소들은 회로 지지체(20)의 제1 측부(20a)에 해당하는 위치에서 적어도 하나의 시리즈의 전극(J)들을 포함하며,
    -전기 절연 및 밀봉 재료로 제조되고 상기 적어도 하나의 시리즈의 전극(J)들을 덮는 적어도 하나의 피복 층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치.
  17. 용기(1), 특히 탱크에 포함된 매체의 레벨을 감지하기 위한 용량성 레벨 센서 장치를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 장치(1)는 특히 용기(1)의 벽(5), 특히 적어도 부분적으로 전기 절연 재료로 제조되는 벽에 실질적으로 놓이는 위치에서 용기(1)의 외측부에 설치되도록 구성되며,
    상기 방법은
    i) 레벨-감지 축(X)을 따라 종 방향으로 연장되고 전기 절연 재료로 제조된 회로 지지체(20)를 제공하는 단계;
    ii) 회로 지지체(20)의 감지 영역(24) 내에 제1 배열의 전극 또는 용량성 요소들을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제1 배열의 전극 또는 용량성 요소는 회로 지지체(20)의 제1 측면(20a)에 해당하는 위치에서 적어도 하나의 시리즈의 전극(J)들을 포함하며,
    iii) 전기 절연 및 밀봉 재료로 제조되고 상기 적어도 하나의 시리즈의 전극(J)들을 덮는 적어도 하나의 피복 층(203, 40, 40', 50; 203, 50; 203, 40, 40'; 40, 40', 50; 203; 40, 40', 50)을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 레벨 센서 장치를 제조하기 위한 방법.
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