专利名称：包括在绝缘基板上的叉指电极的电容式液位计的制作方法
包括在绝緯^^上的叉指电极的 电容式液位计
本发明涉及一种包括在绝缘基板(纟色缘衬底，insulating substrate )上的叉冲旨电才及(interdigital electrode )的电容式'液^f立i十(电 容式量i十，capacitive gauge )、用于弟'J造这才羊的液《立i十的方;去以及i亥 液位计作为燃料箱中的液位计的应用。
迄今为止，已经提出了许多用于测量箱体中并且尤其是机动车 辆的燃料箱中的液位的装置。这些已知装置通常使用液位传感器或 液位计来发送(delivering)表示箱体中燃料液位的信号。
在变型中，这些液位传感器或液位计包4舌用于测量的电电容器 (电力电容器，electrical capacitor)以及用于参考(参比)的电气 电容器。用于测量的电容器通常存在于箱体的整个高度范围内 (over)，并且其电容随箱体中燃料的高度而改变。用于参考的电容 器始终浸没在燃料中并且提供燃料介电常数的参考值。适当的电子 电5各确定箱体中燃料的液位。这些传感器的电容器可以是平4反或圆 筒形板，燃料可在它们之间下降和上升并通过趋肤效应(表面效应， skin effect)而影响电容。可替换地，它们可以是叉指(接合的梳状 (交4普的桥d犬，engaged comblike ))电才及，这些电才及通过干涉岁文应 而相互作用，它们(后者)附着于基板并且看起来像印刷电路。此 夕卜，可& 的电才及-
4因此，美国专利4,296,630 4皮露了两种电容式液位计，其中一 种电容式液4立计具有干涉凌文应(interference effect)并包4舌通过4曼蚀 附着于带形平坦和柔性基板的金属层而获得的叉指电极，而另一种 电容式液位计具有趋月夫岁丈应，其呈电缆(缆线，cable)形式，该电 缆通过对在^^出工艺中以环形方式(annular fashion )设置的电才及进 行过模制(过模塑，overmoulding)而获得。第一种变型具有以下 缺点低活性表面并且需要保护罩，尤其是用来避免波浪影响(波 动的影响)。第二种变型^5,以在实际中生产，此外在所涉及的专利 中没有解释该第二种变型的制备。
本申请寻求通过提供一种具有大活性表面、无需保护罩(尤其 是，克月良波动的液压4呆护(hydraulic protection))且易于在实际中 生产的电容式滴J立计来解决这些问题。
为此，本发明涉及一种电容式液位计，该电容式液位计包括在 绝缘基板上的叉指电极，其中该绝缘基板为具有内表面和外表面的 中空圆筒(圓柱体)的形式，该叉指电极被设置在该圆筒的内表面 上。
术语"液位计"用来指才是供表示箱体中的液位(液面)的信号 的装置。该装置可以包^"用于处理该信号的电子电^各，这〗吏得可以 确定箱体中燃津+的液位和量。可替换地，该装置可以连接至上述的 电路。使用集成电路是有利的，尤其是因为前面提及的制造工艺上 的^H以斗生。
关于在电极与电子信号处理电路之间的电连接，这些电连接优
选地:帔绝纟彖基板覆盖以 <更不干扰测量。
术语"叉指，，电极用来指具有线圏(盘绕，coil)形式的电极， 其中的指状物(digit)形式的环路(回路，loop)彼此梳状(梳齿状，comblike)地接合，并且这如在上述美国专利中所描述的。优 选地，这些指状物沿圆筒的内部母面(内部母线，internal generatrices )竖直地延伸。具有竖直地定^立在箱体中的液位计的这 个事实又使得可以根据待测的液位而获得基本上线性的信号。
有利地，并且如在上述美国专利中所描述的，才艮据本发明的液 位计可以包括一对叉指测量电4及，以及一对也是叉指型的参考电 极。该参考电极优选地位于基板的将被放置/固定在箱体(优选地， 如果合适的话，甚至在备用箱体中)底部的一端以Y更确保其始终浸 没在箱体内存在的液体中。这4吏得可以忽略温度、压力、液体性质、 以及其他可能会千扰测量的干扰因素的变化。相对于 一对测量电极 所占有的相对圆筒高度，该参考电极所占有的相对圆筒高度优选较 小，以使得该测量电极可以存在于液体的基本上整个高度范围内。 优选地，测量电极以及参考电极的环路都是竖直的。此外，它们有 利地具有至少一部分共有的电极。
才艮据本发明，叉指电极存在于圆筒形绝缘基板上。该基板可以 基于任何已知的用作印刷电路基板的绝缘材料，例如，基于选自聚 酰亚胺(诸如，通过商品名Capton⑧而已知的树脂)、环氧树脂和聚 酯的绝缘聚合物。该圆筒可以是沿母面(generatrix)连续或不连续 的。尤其是，其可以通过对平坦的绝缘基板进行焊接、粘合等而获 得。
根据有利的变型，圓筒形基板在其外表面上包括导电涂层，其 例如是金属的，充当静电保护屏。厚度为35至70 ium的铜基涂层 是理想的。
圆筒形基板的高度通常取决于箱体中液体的最大高度。其直径 通常在良好的测量精度与可接受的尺寸之间进行权衡(折衷)。本发明还涉及一种用于制造如上所述的液位计的方法。该方法 包括，通过任何已知方法(诸如侵蚀、光刻法等)来制造平一反形液
^f立i十(flat gauge),然后通过1"吏电才及向内翁34争来巻纟克(winding) i亥 平板形液4立计以 <更形成一个圆筒。
在该方法中，优选的是使用柔性基板，即， 一种这样的基板， 制造该基板的材料以及该基板的厚度使得该基板能够被巻绕。为 此，基于如上所述的绝纟彖聚合物的基4反是理想的。
通过用焊接、粘合等连接(结合)基板的两端，和/或通过将已 巻绕的基板插入到合适形状的板(例如，金属环)中，可以保持圓 筒形式。
最后，本发明还涉及如上所述的液位计作为燃一十箱中的液位计 的应用。
权利要求
1.一种电容式液位计，包括在绝缘基板上的叉指电极，其特征在于，所述绝缘基板为具有内表面和外表面的中空圆筒形式，并且其特征还在于，所述叉指电极被设置在所述圆筒的所述内表面上。
2. 一艮据前一4又利要求所述的液位计，其特4i在于，所述液位计发送表示箱体中的液位的信号，并且其特4正还在于，所述液位计 与用于处理所述信号的电子电3各相结合。
3. 根据前一权利要求所述的液位计，其特4i在于，所述电一及与所 述电子信号处理电路之间的电连接一皮所述绝缘基板覆盖以便 不干4尤测量。
4. 才艮据前述权利要求中任一项所述的液位计，其特征在于，所述 电极具有线圏形式，其中的指状物形式的环路彼此梳状地接 合，并且其特征还在于，所述这些指状物沿所述圆筒的内部母 面竖直地延伸。
5. 才艮据前一纟又利要求所述的液位计，其特4正在于，所述液〗立计包 括一对测量电极和一对参考电极，所述测量电才及和所述参考电 才及两者均通过竖直的指状物而成为叉指型的，所述参考电才及位 于所述圆筒的一端并占有所述圓筒的较小高度，而所述测量电 极在所述圓筒的基本上整个高度范围内延伸。
6. 才艮据前一权利要求所述的液位计，其特征在于，所述一对测量 电才及和所述一对参考电才及具有一部分共有的电才及。
7. 才艮据前述4又利要求中4壬一项所述的液4立计，其特4i在于，所述圓筒在其外表面上包括充当静电保护屏的导电涂层。
8. 制造才艮据前述片又利要求中任一项所迷的液4立计的方法，才艮据所 述方法制造电容式液位计，所述电容式液位计包括在平坦绝缘 基板上的叉指电极，并且所述液位计通过使电极向内翻转而被 巻绕以便形成圆筒。
9. 根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述液位计的所 述圆筒形式是通过焊接、粘合和/或使用合适形状的板来保持 的。
10. 根据权利要求1至8中任一项所述的液位计，或通过才艮据权利 要求9所述的方法获4寻的液位计作为燃冲牛箱中的液位计的应 用。
全文摘要
一种电容式液位计，包括在绝缘基板上的叉指电极，该绝缘基板为具有内表面和外表面的中空圆筒形式，该叉指电极被设置在该圆筒的内表面上。
文档编号G01F23/26GK101297181SQ200680040029
公开日2008年10月29日 申请日期2006年10月17日 优先权日2005年10月26日
发明者博洛迪亚·奈德诺夫 申请人:因勒纪汽车系统研究公司