用于检测水平的系统的制作方法

本公开整体涉及电子换能器，并且更具体地讲，涉及用于检测液体水平的电容传感器。

背景技术：

在过去，半导体工业使用用于检测物理属性的变化并且生成指示这些变化的信号的各种方法和传感器。传感器可用于机械系统、化学系统和生物系统等等。例如，在机械系统中，传感器可用于基于速度、位置、移动、温度、高度等来提供输出信息；在化学系统中，传感器用于提供关于其环境的化学组成的信息；并且在生物系统中，传感器提供关于存在于生物环境中的分析物的信息。

在电子工业中，触摸传感器已被用作电子设备(诸如移动电话、便携式音频设备、便携式游戏控制台、电视机和个人计算机)的输入接口。现有静电电容型触摸传感器的示例在Takayasu Otagaki等人于2013年12月31日公布的标题为“Electrostatic Capacity Type Touch Sensor(静电电容型触摸传感器)”的美国专利8,618,818中有所公开。此类传感器的潜在缺点在于，不同传感器的灵敏度水平可能不同。

技术实现要素：

为了使用成本有效的结构来提供增加的灵敏度，公开了用于检测容器中物质的水平的系统。

根据本申请的一个方面，提供了用于检测水平的系统，该系统的特征在于包括：具有输入电极和驱动电极的基底；具有电极的容器，该电极的至少一部分沿着容器的高度尺寸延伸，其中容器被布置成与基底相邻，使得电极被容性耦接到输入电极或驱动电极；以及电路，在电极被容性耦接到输入电极或驱动电极时，该电路基于输入电极和驱动电极之间的有效电容来确定容器内物质的水平。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于容器和基底被电介质分开。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于电介质包括覆盖输入电极和驱动电极的保护层，或者分开容器和基底的间隙中的空气。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于容器被布置成与基底相邻以将电极容性耦接到输入电极。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于：容器还具有第二电极，第二电极的至少一部分沿着容器的高度尺寸延伸；并且容器被布置成与基底相邻以将电极容性耦接到输入电极，并且将第二电极容性耦接到驱动电极。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于容器内的物质包括流体、凝胶或粉末。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于基底包括印刷电路板(PCB)、金属板、碳板或氧化铟锡(ITO)板。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于电极位于容器内。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于电极的至少一部分沿着容器的内表面延伸。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于电极的至少一部分沿着容器的外表面延伸。

在一个实施方案中，用于检测水平的系统的特征在于电极的至少一部分从容器的底部延伸到至少靠近容器的顶部。

附图说明

通过阅读以下结合附图的详细描述将更好地理解本实用新型的实施方案，在所述附图中，类似的参考标号指示类似的元件，并且其中：

图1示出感测元件的示例的俯视图；

图2A示出放置在输入焊盘和驱动焊盘之间的间隔中的物质(例如，耦接到地的导电元件)的俯视图；

图2B示出放置在输入焊盘和驱动焊盘之间的间隔中的物质(例如，电介质)的俯视图；

图3A和图3B示出表示设备的示例性电路的示意图；

图4A和图4B示出根据至少一个实施方案的电容耦接的示例；

图5A和图5B是图4B的系统的代表性电路模型；

图6示出测量电压的值与有效电容的变化之间的关系；

图7示出根据至少一个实施方案的电容耦接的示例；

图8A和图8B示出根据至少一个实施方案的电容耦接的示例；并且

图9是根据至少一个实施方案的检测水平的方法的流程图。

为了图示的简单和清楚，图中的元件不一定按比例，并且不同图中的相同参考标号指示相同元件。此外，为使描述简单，省略了公知步骤和元件的描述和细节。本领域的技术人员将理解，本文所用的词语“期间”、“在…同时”和“当…时”不是意指在引发动作后即刻发生动作的确切词语，而是意指在初始动作所引发的反应与初始动作之间可能存在一些短暂但合理的延迟，诸如传播延迟。词语“大概”、“约”或“基本上”的使用意指元件的值具有预期非常接近陈述值或位置的参数。然而，如本领域所熟知，始终存在妨碍值或位置确切地为陈述值或位置的微小差异。本领域公认的是，至多约百分之十(10％)的偏差被认为是与确切如所述的理想目标相差的合理偏差。

具体实施方式

本申请要求发明人T.Otagaki和K.Ishikawa于2017年8月28日提交的标题为“Capacitive sensor for liquid sensing(用于液体感测的电容传感器)”的美国申请15/688,641的优先权。

图1示出感测元件(或传感器)2100的示例的俯视图。感测元件2100包括输入焊盘2102和驱动焊盘2104。输入焊盘2102和驱动焊盘2104通过间隙2108彼此间隔开。例如，输入焊盘2102和驱动焊盘2104可通过间隙2108中的介电材料或空气彼此间隔开。

驱动焊盘2104和输入焊盘2102形成电容器。当在驱动焊盘2104和输入焊盘2102之间施加电压时，电容器被充电。一个焊盘(例如，输入焊盘2102)获取负电荷，而另一个焊盘(例如，驱动焊盘2104)获取相等量的正电荷。因此，在两个焊盘之间存在电力线(例如，电场)。

继续参考图1，焊盘2102、2104可被建模为两个板。电容器的电容C可等于εS/d，其中ε指示在两个板之间的间距或间隔(参见例如间隙2108)中的介电常数，S指示每个板的表面积，并且d指示两个板之间的距离。

图2A示出放置在输入焊盘2102和驱动焊盘2104之间的间隔中的物质(例如，耦接到地的导电元件)的俯视图。当耦接到地的导电元件(例如，指状物2106)被放置在该间隔中时，电荷比在空气中流动更不容易。当耦接到地的导电元件填充间隔时，电容器的电容C减小量ΔC。因此，电容器的有效电容变为C-ΔC。

作为另一个示例，图2B示出放置在输入焊盘2102和驱动焊盘2104之间的间隔中的物质(例如，电介质)的俯视图。虽然空气的介电常数为约1，但水2110具有的介电常数为约80。因此，当诸如水2110(而非空气)之类的电介质填充输入焊盘2102和驱动焊盘2104之间的间隔时，如使用公式C＝εS/d计算的C的值增加。

图3A和图3B示出表示设备2300的示例性电路的示意图。设备2300包括传感器2100。设备2300可以是集成电路(IC)。节点2302表示传感器2100的驱动焊盘2104。节点2304表示传感器2100的输入焊盘2102。设备2300还包括开关2308和差分放大器2310。差分放大器2310具有输入端子2312和2314。设备2300还包括校正电容器(可变电容器)2316。在操作中，校正电容器2316的电容根据传感器2100的电容来调整。例如，校正电容器2316的电容调整为等于传感器2100的电容。

传感器2100可在一种或多种情况中的每一种下进行校准。在每次校准期间，监测差分放大器2310的输出。如将在下文中更详细地描述，当差分放大器2310的输出变为逻辑低(例如，0V)时，记录校正电容器2316的电容。

在设备2300处的校准现在将参考以下情况描述，其中缺少与输入焊盘2102和驱动焊盘2104之间的间隔相邻的材料(例如，指状物2106或水2110不位于间隙2108处)。

将振幅脉冲2318Vdd施加在驱动焊盘2104和脉冲的返回(例如，GND)之间。由驱动焊盘2104和输入焊盘2102形成的电容器具有电容C。在校准期间，校正电容器2316的电容调整为等于传感器2100的电容。当两个电容值彼此相等时，驱动焊盘2104和输入焊盘2102之间的电压变得等于校正电容器2316两端的电压。例如，当脉冲2318将Vdd施加在驱动焊盘2104和返回之间时，驱动焊盘2104和输入焊盘2102之间的电压和校正电容器2316两端的电压变得等于Vdd/2。

在上述情况下，在差分放大器2310的输入端子2314处的输入变得等于Vdd/2。当开关2308闭合时，在差分放大器2310的输入端子2312处的输入也等于Vdd/2。因此，差分放大器2310的输入彼此相等。因此，差分放大器2310的输出变为逻辑低。这指示校正电容器2316的电容已调整为等于传感器2100的电容。因此，记录校正电容器2316的电容(C)。

在设备2300处的校准现在将参考以下情况描述，其中存在与输入焊盘2102和驱动焊盘2104之间的间隔相邻的材料(例如，指状物2106或水2110位于间隙2108处)。

参考图3A，将振幅脉冲Vdd施加在驱动焊盘2104和脉冲的返回(例如，GND)之间。由驱动焊盘2104和输入焊盘2102形成的电容器具有电容C-ΔC。减小ΔC是由于电场的减小，因为指状物2106耦接到地。在校准期间，校正电容器2316的电容调整为等于传感器2100的电容。当两个电容值彼此相等时，驱动焊盘2104和输入焊盘2102之间的电压变得等于校正电容器2316两端的电压。例如，当脉冲2318将Vdd施加在驱动焊盘2104和返回之间时，驱动焊盘2104和输入焊盘2102之间的电压和校正电容器2316两端的电压变得等于Vdd/2。

在图3A的情况下，在差分放大器2310的输入端子2314处的输入变得等于Vdd/2。当开关2308闭合时，在差分放大器2310的输入端子2312处的输入也等于Vdd/2。因此，差分放大器2310的输入彼此相等。因此，差分放大器2310的输出为逻辑低。这指示校正电容器2316的电容已调整为等于传感器2100的电容。因此，记录校正电容器2316的电容(C-ΔC)。

参考图3B，将振幅脉冲Vdd施加在驱动焊盘2104和脉冲的返回之间。由驱动焊盘2104和输入焊盘2102形成的电容器具有电容C+ΔC。增加ΔC是由于相对于空气的介电常数流体(例如，水2110)的更高的介电常数。在校准期间，校正电容器2316的电容调整为等于传感器2100的电容。当两个电容值彼此相等时，驱动焊盘2104和输入焊盘2102之间的电压变得等于校正电容器2316两端的电压。例如，当脉冲2318将Vdd施加在驱动焊盘2104和返回之间时，驱动焊盘2104和输入焊盘2102之间的电压和校正电容器2316两端的电压变得等于Vdd/2。

在图3B的情况下，在差分放大器2310的输入端子2314处的输入变得等于Vdd/2。当开关2308闭合时，在差分放大器2310的输入端子2312处的输入也等于Vdd/2。因此，差分放大器2310的输入彼此相等。因此，差分放大器2310的输出为逻辑低。这指示校正电容器2316的电容已调整为等于传感器2100的电容。因此，记录校正电容器2316的电容(C+ΔC)。

在设备2300处的初始测量可在特定时间执行(例如，当设备被放置在用于容纳液体的容器中，并且该容器是空的)。此时，记录校正电容器2316的电容(例如，C)。该值可被存储为参考值。

在后续校准的每一次期间，记录校正电容器2316的电容并且将其与参考值进行比较。如果校正电容器2316的电容与参考值之间存在很小的差值或不存在差值，则可以确定缺少与输入焊盘2102和驱动焊盘2104(例如，传感器2100)之间的间隔相邻的流体。因此，可以确定流体表面不在传感器2100的水平面处。如果校正电容器2316的电容与参考值之间存在较大的差值，则可以确定存在与输入焊盘2102和驱动焊盘2104(例如，传感器2100)之间的间隔相邻的流体。因此，可以确定流体表面在传感器2100的水平面处。

本公开的方面涉及检测容器内的物质(例如，流体)的水平。各种实施方案涉及改善检测的准确性。因此，可检测到的值跨越更大分辨率的更宽范围的值(例如，线性函数的值)。如将参考各种实施方案更详细地描述的，减少所需的直接连接(例如，有线连接)的数量，以便降低复杂性。例如，使用电容耦接。如另外将参考各种实施方案描述的，用于检测流体水平的基底可相对于容器以各种取向定位。例如，基底可被定位成与容器的底侧相对，与容器的顶侧相对，或者与容器的既不是容器的顶侧也不是底侧的侧面相对。

图4A和图4B示出根据至少一个实施方案的电容耦接的示例。参考图4A，提供了容器402。如图所示，容器402具有盒的形状。然而，应当理解，容器402可具有其他类型的形状。容器402用于保持物质404。如图4A所示，物质404是流体。然而，应当理解，物质404可包括液体和/或其他类型的物质(例如，凝胶、粉末等)。容器402的容积409不含物质404。在本文所述的实施方案中，假设容积409包含空气。

在至少一个实施方案中，容器402具有第一电极406和第二电极408。每个电极406、408的至少一部分沿着容器402的高度尺寸延伸。例如，电极406的部分406a沿着容器402的高度尺寸延伸。更具体地讲，部分406a可从容器402的底部延伸到至少靠近容器的顶部。类似地，电极408的部分408a沿着容器402的高度尺寸延伸。更具体地讲，部分408a可从容器402的底部延伸到至少靠近容器的顶部。

如图4A所示，电极406和408位于容器402之外。因此，电极406的部分406a沿着容器402的外表面延伸。类似地，电极408的部分408a沿着容器402的另一个外表面延伸。

然而，应当理解，电极406和408无需位于容器402之外。例如，电极406和408可位于容器402内。在这种情况下，部分406a和部分408a可沿着容器402的内表面延伸。

基底410也示于图4A中。在至少一个实施方案中，基底410由印刷电路板(PCB)形成。另选地，在至少一个实施方案中，基底410由PCB和/或一个或多个其他层(诸如金属板、碳板、氧化铟锡(ITO)板等)形成。

输入电极412和驱动电极414位于基底410上。输入电极412具有与输入焊盘2102类似的功能，该功能参考图1、图2A、图2B、图3A和图3B在前面描述。驱动电极414具有与驱动焊盘2104类似的功能，该功能也参考图1、图2A、图2B、图3A和图3B在前面描述。

IC 416也位于基底410上。IC 416可包括与前面参考图3A和图3B的设备2300描述的电路类似的电路。

在至少一个实施方案中，提供了层420。如图4A所示，层420覆盖输入电极412和驱动电极414。层420可用作保护层。例如，层420用作屏障，该屏障阻止物质(例如，物质404)与输入电极412和驱动电极414接触。在至少一个实施方案中，层420由塑料、丙烯酸玻璃、和/或具有足够高的线性介电常数的另一种类型的非导电材料形成。

另选地，代替(或除了)层420，间隙位于容器402和基底410之间。在这种情况下，间隙中的空气用作介电材料。

关于图4B的系统400，容器402和基底410被布置成彼此相邻。如果提供了层420，则层420变得位于容器402和基底410之间。换句话讲，当容器和基底被布置成彼此相邻时，层420将容器402和基底410彼此分开。

更具体地讲，容器402和基底410以使得(电极408的)部分408b与输入电极412相对定位的方式布置。在操作期间，该布置将电极408容性耦接到输入电极412。以这种方式，出于感测的目的，电极408用作输入电极412的“延伸部”，该延伸部沿着容器402的高度延伸。同时，容器402和基底410的布置将(电极406的)部分406b与驱动电极414相对定位。在操作期间，该布置将电极406容性耦接到驱动电极414。以这种方式，出于感测的目的，电极406用作驱动电极414的“延伸部”，该延伸部沿着容器402的高度延伸。

在其中存在层420的实施方案中，层足够薄以便于电极408和输入电极412的电容耦接，以及电极406和驱动电极414的电容耦接。

电极408和输入电极412之间的电容耦接不需要直接连接(例如，有线连接)。类似地，电极406和驱动电极414之间的电容耦接不需要直接连接。不需要此类有线连接减少了系统400中的直接连接的数量，并且因此降低了复杂性。例如，容器402和基底410可更容易地朝向或远离彼此移动，以耦接或解耦电极。

可基于驱动电极414和输入电极412之间的有效电容来确定容器402中物质404的水平。有效电容将参考图5A和图5B的代表性电路模型更详细地描述。

图5A和图5B示出图4B的系统400的电路模型。驱动电极414和输入电极412之间的有效电容可被建模为四个电容器的连接：电容器502、504、506和508。电容器502、504、506和508中的每个对应于位于驱动电极414和输入电极412之间和/或电极414和412的相应“延伸部”之间的相应介电材料。如下文将更详细地描述的，电容器502和508对应于层420，电容器504对应于物质404，并且电容器506对应于存在于容积409中的物质(例如，空气)。

如图5A所示，电容器502与电容器504和506的并联连接串联连接，该并联连接继而与电容器508串联连接。电容器502、504、506和508的所示连接对驱动电极414和输入电极412之间的有效电容(例如，总电容)进行建模。

图5B示出从驱动电极414传递到输入电极412的电场线。如前参考图4B所述，驱动电极414容性耦接到电极406，并且输入电极412容性耦接到电极408。以这种方式，电极406和408可被分别被认为是驱动电极414和输入电极412的“延伸部”。因此，认为从驱动电极414传递到输入电极412的电场线包括从电极406传递到电极408的电场线。

从驱动电极414传递到输入电极412的电场线包括：穿过物质404传递的电场线(例如，电场线512)；穿过容积409传递的电场线(例如，电场线514)；以及穿过物质404和容积409传递的电场线(例如，电场线516)。

如前所述，可基于驱动电极414和输入电极412之间的有效电容来确定容器402中物质404的水平。根据至少一个实施方案，有效电容的变化继而基于测量的电压(例如，图3A和图3B的Vout)。图6示出测量电压的值与有效电容的变化之间的关系600。如图6所示，关系600通常是线性的。

在已参考图4B描述的实施方案中，输入电极412和驱动电极414均容性耦接到相应电极(例如，电极408和406)。在其他实施方案中，只有输入电极412容性耦接到对应的电极，或者只有驱动电极414容性耦接到对应的电极。当相对较低的准确度(相对于检测到的液体水平)是可接受的时，可以使用这样的配置。

例如，根据至少一个实施方案，只有输入电极412容性耦接到对应的电极(例如，图4B的电极408)。在这种情况下，电极406不存在，并且驱动电极414不容性耦接到沿着容器402的高度延伸的电极。从驱动电极414传递到输入电极412的电场线包括从驱动电极414传递到电极408的电场线。

根据至少另一个实施方案，只有驱动电极414容性耦接到对应的电极(例如，图4B的电极406)。在这种情况下，电极408不存在，并且输入电极412不容性耦接到沿着容器402的高度延伸的电极。从驱动电极414传递到输入电极412的电场线包括从电极406传递到输入电极412的电场线。

在已参考图4B描述的实施方案中，基底410被定位在容器402下面。根据其他实施方案，基底相对于容器布置在别处。

图7示出根据至少一个实施方案的电容耦接的示例。电极706和708位于容器702之外。例如，电极706和708沿着容器702的相同外表面延伸。

应当理解，电极706和708无需位于容器702之外。例如，电极706和708可位于容器702内。在这种情况下，电极706和708可沿着容器702的相同内表面延伸。

基底710被布置成与容器702的表面相对，电极706和708位于该表面处。因此，基底710被定位成与容器702的不是容器的顶部或底部的侧面相对。

更具体地讲，容器702和基底710以使得电极708与输入电极712相对定位的方式布置。在操作期间，该布置将电极708容性耦接到输入电极712。以这种方式，出于感测的目的，电极708用作输入电极712的“延伸部”，该延伸部沿着容器702的高度延伸。同时，容器702和基底710的布置将电极706与驱动电极714相对定位。在操作期间，该布置将电极706容性耦接到驱动电极714。以这种方式，出于感测的目的，电极706用作驱动电极714的“延伸部”，该延伸部沿着容器702的高度延伸。

IC 716也位于基底710上。IC 716可包括与前面参考图3A和图3B的设备2300描述的电路类似的电路。

在至少一个实施方案中，提供了层720。如图7所示，层720覆盖输入电极712和驱动电极714。层720可用作保护层。例如，层720用作屏障，该屏障阻止物质(例如，物质704)与输入电极712和驱动电极714接触。在至少一个实施方案中，层720由塑料、丙烯酸玻璃、和/或具有足够高的线性介电常数的另一种类型的非导电材料形成。

另选地，代替(或除了)层720，间隙位于容器702和基底710之间。在这种情况下，间隙中的空气用作介电材料。

类似于前面参考图4B所述的实施方案，可基于驱动电极714和输入电极712之间的有效电容来确定容器702中物质704的水平。

在已参考图7描述的实施方案中，输入电极712和驱动电极714均容性耦接到相应电极(例如，电极708和706)。在其他实施方案中，只有输入电极712容性耦接到对应的电极，或者只有驱动电极714容性耦接到对应的电极。如前所述，当相对较低的准确度(相对于检测到的液体水平)是可接受的时，可以使用这样的配置。

图8A和图8B示出根据至少一个实施方案的电容耦接的示例。参考图8A，电极806和808位于容器802内。电极806和808沿着容器802的高度尺寸延伸。电极806从容器802的底部延伸到至少靠近容器的顶部。类似地，电极808从容器802的底部延伸到至少靠近容器的顶部。在至少一个其他实施方案中，电极806和808沿着容器802的相对内表面延伸。

参考图8A和图8B，基底810被布置在容器802上方。例如，基底810被布置成与容器802的顶部相对。

更具体地讲，容器802和基底810以使得电极808与输入电极812相对定位的方式布置。在操作期间，该布置将电极808容性耦接到输入电极812。以这种方式，出于感测的目的，电极808用作输入电极812的“延伸部”，该延伸部沿着容器802的高度延伸。同时，容器802和基底810的布置将电极806与驱动电极814相对定位。在操作期间，该布置将电极806容性耦接到驱动电极814。以这种方式，出于感测的目的，电极806用作驱动电极814的“延伸部”，该延伸部沿着容器802的高度延伸。

IC 816也位于基底810上。IC 816可包括与前面参考图3A和图3B的设备2300描述的电路类似的电路。

在至少一个实施方案中，提供了层820。如图8A所示，层820覆盖输入电极812和驱动电极814。层820可用作保护层。例如，层820用作屏障，该屏障阻止物质(例如，物质804)与输入电极812和驱动电极814接触。在至少一个实施方案中，层820由塑料、丙烯酸玻璃、和/或具有足够高的线性介电常数的另一种类型的非导电材料形成。

另选地，代替(或除了)层820，间隙位于容器802和基底810之间。在这种情况下，间隙中的空气用作介电材料。

类似于前面参考图4B所述的实施方案，可基于驱动电极814和输入电极812之间的有效电容来确定容器802中物质804的水平。

在已参考图8B描述的实施方案中，输入电极812和驱动电极814均容性耦接到相应电极(例如，电极808和806)。在其他实施方案中，只有输入电极812容性耦接到对应的电极，或者只有驱动电极814容性耦接到对应的电极。如前所述，当相对较低的准确度(相对于检测到的液体水平)是可接受的时，可以使用这样的配置。

图9是根据至少一个实施方案的检测水平的方法的流程图900。

在框902处，提供具有电极的容器(例如，具有电极408和/或电极406的容器402)。电极的至少一部分沿着容器的高度尺寸延伸。

在框904处，提供具有输入电极和驱动电极的基底(例如，具有输入电极412和驱动电极414的基底410)。

在框906处，至少容器或基底被布置成彼此相邻，以将电极容性耦接到输入电极或驱动电极。例如，参考图4B，至少容器402或基底410被布置成彼此相邻，以将电极408或电极406容性耦接到输入电极412或驱动电极414。

根据至少一个特定实施方案，该布置将电极容性耦接到输入电极。例如，至少容器402或基底410的布置将电极408容性耦接到输入电极412。

根据至少一个特定实施方案，该布置将电极容性耦接到输入电极，并且将第二电极容性耦接到驱动电极。例如，至少容器402或基底410的布置将电极408容性耦接到输入电极412，并且将电极406容性耦接到驱动电极414。

在框908处，在电极被容性耦接到输入电极或驱动电极时，基于输入电极和驱动电极之间的有效电容来确定容器内物质的水平。例如，基于输入电极412和驱动电极414之间的有效电容来确定容器402内物质404的水平。

根据至少一个特定实施方案，确定容器内物质的水平包括感测输入电极和驱动电极之间的有效电容。例如，可基于测量的电压(例如，图3A和图3B的Vout)来感测有效电容。

已经参考检测容器内的物质(例如，流体)的水平描述了各种实施方案。应当理解，检测可在各种情况下进行。例如，检测可在汽车环境中进行，其中检测到气罐内的燃料水平，或者其中检测到挡风玻璃清洗罐内的液体水平。作为另一个示例，检测可在健康护理环境中进行，其中检测到便盆中的(例如，卧床患者的)尿液的水平。

尽管本文已公开了具体实施方案，但本实用新型并不旨在局限于所公开的实施方案。本领域的技术人员将认识到，可在不脱离本实用新型的实质的情况下做出修改和变型。本实用新型旨在涵盖落在随附权利要求书的范围内的所有此类修改和变型。

例如，根据一个实施方案的用于检测水平的系统包括具有输入电极和驱动电极的基底。系统还包括具有电极的容器。电极的至少一部分沿着容器的高度尺寸延伸。容器被布置成与基底相邻，使得电极被容性耦接到输入电极或驱动电极。系统还包括电路，在电极被容性耦接到输入电极或驱动电极时，该电路基于输入电极和驱动电极之间的有效电容来确定容器内物质的水平。

根据另一个实施方案的用于检测水平的方法包括提供具有电极的容器。电极的至少一部分沿着容器的高度尺寸延伸。该方法还包括提供具有输入电极和驱动电极的基底，以及将至少容器或基底布置成彼此相邻以将电极容性耦接到输入电极或驱动电极。该方法还包括在电极被容性耦接到输入电极或驱动电极时，基于输入电极和驱动电极之间的有效电容来确定容器内物质的水平。

前述实施方案中的每个可以组合实施和/或可以任何组合包括以下特征中的一个或多个：(1)其中容器和基底被电介质分开；(2)其中电介质包括覆盖输入电极和驱动电极的保护层，或者分开容器和基底的间隙中的空气；(3)其中容器被布置成与基底相邻，以将电极容性耦接到输入电极；(4)其中：容器还具有第二电极，第二电极的至少一部分沿着容器的高度尺寸延伸；并且容器被布置成与基底相邻以将电极容性耦接到输入电极，并且将第二电极容性耦接到驱动电极；(5)其中在容器内的物质包括流体、凝胶或粉末；(6)其中基底包括印刷电路板(PCB)、金属板、碳板或氧化铟锡(ITO)板；(7)其中电极位于容器内；(8)其中电极的至少一部分沿着容器的内表面延伸；(9)其中电极的至少一部分沿着容器的外表面延伸；(10)其中电极的至少一部分从容器的底部延伸到至少靠近容器的顶部；(11)其中当容器和基底被布置成彼此相邻时，容器和基底被电介质分开；(12)其中电介质包括覆盖输入电极和驱动电极的保护层，或者分开容器和基底的间隙中的空气；(13)其中将至少容器或基底布置成彼此相邻，将电极容性耦接到输入电极；(14)其中：容器还具有第二电极，第二电极的至少一部分沿着容器的高度尺寸延伸；并且将至少容器或基底布置成彼此相邻，将电极容性耦接到输入电极，并且将第二电极容性耦接到驱动电极；(15)其中：电极的至少一部分从容器的底部延伸到至少靠近容器的顶部；并且第二电极的至少一部分从容器的底部延伸到至少靠近容器的顶部；(16)其中确定容器内物质的水平包括感测输入电极和驱动电极之间的有效电容；(17)其中在容器内的物质包括流体、凝胶或粉末；(18)其中基底包括PCB、金属板、碳板或ITO板。