安瓿中，在也采用坑槽280的容器中的所描述的超声探头100的实施方式可以测量10-20cc的最低液位，这低于可能仅能够检测65-75cc的最低液位的典型的现有技术。
[0074]如图4中所示，超声探头200的一些实施方式可以沿桶223的长度D15在超声传感器256之间采用不同的垂直间隔(可变间隔)。例如，更靠近超声探头200的顶部布置的超声传感器256对应于测量其中容器159相对较满(例如，导管244包含高的液位)时容器159内的液位。当容器159相对较满时，对于液位测量的高准确性的需要可能相对低于容器159相对较空时(例如，导管244包含低的液位)。因此，如图4中所示，超声探头200的一些实施方式可以将接近超声探头200底部(例如对应于容器159更空时)的多个超声传感器256中的两个或更多个更紧密地聚集在一起以随着容器159包含较少液体并因此最接近于变得完全空而更准确地测量容器159内的液位。
[0075]例如，如图4中所示，超声传感器256丨，256」，2561^和2561比超声探头200内多个超声传感器256a-256h中布置得更高的超声传感器(例如，多个超声传感器256中对应于导管244且因此容器159内的较高液位的超声传感器)更紧密地成组。虽然图4中显示为多个超声传感器256中采用靠近超声探头200底部的4个超声传感器的分组，但图4意思是示例性的，且各个超声传感器256之间的其它分组、间隔和可变间隔的数目可以用于可选的实施方式中。此外，图4不是按比例绘制的。
[0076]也可能的是包括具有不同垂直间隔的多于两个超声传感器组。在图4所示的实施方式中，提供三组传感器，上组(传感器256a，256b, 256c)、中间组(传感器256d_256h)和下组(传感器2561-2561)。上组中的传感器具有最大的垂直间隔D8，中间组中的传感器具有小于垂直间隔D8但大于下组的传感器的垂直间隔D10的垂直间隔D9。在替代的实施方式中，上组或下组中各超声传感器之间的垂直间隔是相同的。在进一步替代的实施方式中，上组中各超声传感器之间的垂直间隔是相同的且下组中各超声传感器之间的垂直间隔是相同的。如本文中使用的，术语“垂直间隔”意指沿桶232的纵轴(参见图1B的轴1D)(其平行于长度D15)的两个相邻传感器的中心之间的距离。
[0077]通过在各个超声传感器256之间采用可变的垂直间隔，超声探头200的实施方式可以实现测量容器159内液位的更高精确性而不增加超声传感器256的数目，特别是当液位较低和容器159更接近于空时。在示例性实施方式中，六个点可以在小至容器159中0.375英寸(0.95厘米)的液体中测量，相对于其中六个点在容器159中大约1.8英寸的液体中测量的现有技术系统。
[0078]在许多应用中，希望的是在桶223的较大部分上具有比采用更接近/更紧密的间隔的桶223的部分更宽的传感器垂直间隔。在大多数应用中，较宽的传感器间隔在桶223的一半以上是希望的，且在许多应用中，较宽的传感器间隔在桶223长度的四分之三以上是希望的，剩下桶223长度的四分之一以下具有更接近/更紧密的传感器间隔。
[0079]图5显示超声探头300的另一示例性实施方式。如图5中所示，超声探头300的一些实施方式可以在超声探头300内和沿桶323采用在垂直匹配的高度水平处的超声传感器对。例如，超声传感器356a与超声传感器355a配对，超声传感器356b与超声传感器355b配对，等等，直到与超声传感器3551配对的超声传感器3561。类似地，面向下的超声传感器377a可以与面向下的超声传感器377b配对。一些实施方式(如图5中所示的)可以进一步采用重复的电子设备(例如，控制器109)来控制超声传感器355，356和377，从而提供另外的冗余(redundancy)。即使在采用重复电子设备的实施方式中，两个电子设备组可以安装在单一外壳中以降低成本和空间需求。在采用重复重电子设备的实施方式中，两个控制器可以彼此电通讯，其中一个控制器配置为主控制器和另一控制器配置为从属控制器，其中超声传感器355，356和377中的第一亚组与一个控制器电通讯和超声传感器355，356和377中的第二亚组与另一控制器电通讯。
[0080]虽然此处描述为包括两个控制器，但其它实施方式可以采用其它数目的冗余控制器。如果控制器中的一个变成非响应的，主和从属配置可以自动地通过任一控制器升级。其它实施方式可以采用仅一组电子设备以控制所有超声传感器355，356和377，从而降低成本和复杂性。
[0081]因此，实施方式(如图5中所示的)提供冗余的液位探测，因此提供超声探头300的更高耐久性和准确性。此外，通过在单一超声探头中提供冗余的探测能力，所描述的实施方式消除了对于耗费和耗空间的两个单独的探头和容器159的盖中的穿透的需要。虽然图5中显示为具有面向下的传感器(例如，超声传感器377a和377b)的12级超声探头(例如，超声传感器355和356)，超声探头300的实施方式可以采用布置在超声探头300内垂直匹配高度水平处的其它数目的超声传感器。
[0082]为了使得超声传感器能够更紧密地垂直间隔，各超声传感器可以相对于紧接其上和其下的传感器偏置-意味着各超声传感器不与紧接其上或紧接其下的传感器垂直重叠。实现这一点的一种方式如图6中所示，其显示超声探头400具有在桶423的内体积446中围绕内管432(例如，在侧壁438上)以螺旋排列布置的多个超声传感器456。通过将多个超声传感器456定位于围绕内管432的螺旋排列中，多个超声传感器中相邻的超声传感器之间的垂直距离可以减小，从而允许超声传感器456中各个超声传感器之间较小的垂直间隔增量，并因此实现容器159内(例如，导管444内)液位的更精确的测量。在优选的实施方式中，多个超声传感器456中超声传感器的螺旋排列可以靠近超声探头400的底部采用，例如实现如针对图3所描述的各个超声传感器的可变间隔。在示例性实施方式中，超声传感器456形状一般为矩形，具有0.25英寸(0.64厘米)的高度D11、0.050英寸(0.13厘米)的深度D12和0.18英寸(0.46厘米)的宽度D13。在采用多个超声传感器456的螺旋排列的示例性实施方式中，各超声传感器456之间的垂直间隔可以减小到超声传感器456中较低的一个的中心和超声传感器456中较高的一个的中心之间大约0.075英寸(大约0.19厘米)的垂直间隔(例如，超声传感器4561和超声传感器456k的0.075英寸(0.19厘米)垂直中心-中心间隔)。现有技术的超声传感器实现的相邻超声传感器的最紧密间隔为大约0.3英寸(大约0.76厘米)垂直中心-中心间隔。优选的是垂直偏置的传感器的垂直间隔小于0.3英寸(0.76cm)。
[0083]在另一替代实施方式(未显示)中，至少一些超声传感器排列为螺旋排列(即，所有垂直偏置是相同的且沿相同方向)，其中各相邻传感器与紧接其上和其下的传感器以90度垂直偏置定位。在这种排列下每隔四个传感器垂直对齐。在这种排列中，螺旋排列中各传感器的最小垂直间隔不需要足以提供垂直对齐的传感器各自之间的空隙。优选的是各传感器与垂直相邻的传感器(例如，传感器456h和456 j与传感器456i垂直相邻)垂直偏置至少30度，更优选至少60度和最优选90度。90-度垂直偏置具有使得传感器的安排更均一的优势。
[0084]例如，标准的1.2L安瓿中，采用0.075英寸(0.19厘米)中心-中心的垂直超声传感器间隔允许追踪容器159内24cc液体的增量。在优选的实施方式中，对于超声探头400上布置得较低的多个超声传感器456的一部分(例如，容器159包含较少液体)采用螺旋排列，而对于超声探头400上布置得较高的多个超声传感器456的一部分(例如，容器159包含较多液体)采用标准的垂直排列。在特定的实施例中，较低的六个超声传感器(例如，传感器456g-4561)以各自之间具有0.075英寸(0.19厘米)中心-中心垂直间隔的螺旋排列布置在内管432的侧壁438上，且较高的六个超声传感器(例如，传感器456a-456f)以各自之间具有大约0.5英寸(大约1.3厘米)中心-中心间隔的标准垂直排列布置在内管432的侧壁438上。因此，较低的六个超声传感器(例如，传感器456g-4561)在各传感器之间以24cc的增量测量容器159中包含的液体(其中更高精确度是希望的，因为容器159更接近于空)，而上面六个超声传感器(例如，传感器456a-456f)在传感器之间以160cc的增量测量容器159中包含的液体(其中精确度不是这样重要，因为容器159更接近于满)。虽然图6中显示为以螺旋排列布置在内管432周围，但其中超声传感器456中的相邻超声传感器不垂直对齐的其它排列也是可能的。
[0085]因此，所描述的超声探头的实施方式满足本领域中对于可用于具有标准化尺寸的现有容器配件的具有提高的超声传感器数量的超声探头的需要。桶123具有提供内体积146内更大的空间量的外径D3，这是容纳更多数目的超声传感器156a-1561和超声传感器177及其相应的配线158所必需的。在现有技术的超声探头设计中，桶通常延伸到密封装配组件中。增大的桶外径因此需要更大的和非标准的密封装配组件，或者需要改变标准密封装配组件如通过镗削通孔(例如，密封装配元件102a的通孔103)从而使它可以接受更大的桶直径。但是，非标准的装配组件通常比其标准化的对应物昂贵得多且还可能需要使用其它非标准化的组件。非标准的装配组件也不能从半导体制造工艺中使用的标准化装配组件的大量测试和验证历史中得到益处。较大的密封配件在容器的盖上(例如，上部162)也需要更大的空间且可能使得获得紧密的密封更困难。最后，本发明人发现，改变标准密封装配组件以接受更大桶直径的尝试可不利地影响超声探头和/或密封装配组件的结构完整性。例如，参照图1B，如果密封装配元件102a中的通孔103被镗削以接受更大的外径D2而不是颈管108的外径D2，则距离D1将减小。结果，焊接区148的尺寸也将减小，且焊接的热量可能损坏(即，扭曲)突出的密封表面150且负面地影响在突出的密封表面150与金属垫圈176之间形成的密封的完整性。
[0086]与现有技术的探头设计不同，超声探头100的桶123不延伸到密封装配元件102a中。相反，桶123与颈管108偶联，其再与密封装配元件102a偶联。杆168被镗削以使得杆168的内径D4大于桶123的外径D3且桶123可以插入杆168中。颈管108具有小于桶123的外径D3的外径D2( S卩，D2与D3的比率小于1)，这使得密封装配元件102a的通孔103能够具有较小的钻孔尺寸，与需要较大的密封配件(例如，1英寸密封配件)或镗削密封装配元件102a中的通孔103以容纳桶123的增大的外径D3相反。颈管108的较小外径D2也提供必要的距离D1以具有足够大的焊接区148，从而使得颈管108和密封装配元件102a可以焊接在一起而焊接材料和/或焊接热不影响突出的密封表面150。防止对突出的密封表面150的这类损伤对于维持突出的密封表面150和金属垫圈176之间密封的完整性并因此维持用于半导体制造中的化学试剂的分析(纯度)是关键的。