电容式液位传感器制造技术

一种电容式液位传感器，用于感测一容器内的液体的液位，所述传感器位于所述容器的侧旁，且通过所述容器的壁与液体隔开，所述传感器包括：一柔性基板，能够贴合所述容器的所述壁；多个平面型的导电元件，由所述基板支撑，所述多个导电元件通过多个间隔空间彼此分开，且沿所述基板的一纵轴线被对齐布置为一阵列，位于相邻导电元件之间的间隔空间被设置成以一角度与所述纵轴线相交；以及多条导电迹线，在各自的导电元件和所述基板的一连接端之间延伸。本发明专利技术能够提供更精确的容器内的液位测量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种电容式液位传感器，用于感测一容器内的液体的液位，所述传感器位于所述容器的侧旁，且通过所述容器的壁与液体隔开，所述传感器包括：一柔性基板，能够贴合所述容器的所述壁；多个平面型的导电元件，由所述基板支撑，所述多个导电元件通过多个间隔空间彼此分开，且沿所述基板的一纵轴线被对齐布置为一阵列，位于相邻导电元件之间的间隔空间被设置成以一角度与所述纵轴线相交；以及多条导电迹线，在各自的导电元件和所述基板的一连接端之间延伸。本专利技术能够提供更精确的容器内的液位测量。【专利说明】电容式液位传感器
本专利技术概括而言涉及液位传感器，且尤其涉及具有适用于各种形状液体容器的柔性本体的传感器以及具有改进的感测能力的传感器。
技术介绍
液位传感器在很多方面都有应用。液位传感器在医学领域的用途已在增加，且所述传感器在与从身体部位取出一定体积液体的生物泵和容器(诸如烧杯、柱管(column)和点滴袋)关联使用，以测量注入体内的液体的预定液位。在已知的其它的应用中，这些液体容器中许多都具有不规则的外部形状，从而难以读取标在容器侧面的量度值(measurement)ο视觉(optical)测量标记(如刻度线)难于采用自动方式来读取且不利于快速诊断和其它程序(procedure)。因此，开发了可以安装于容器且能够提供读取信号的液位传感器，且所述读取信号可以通过一监控装置来显示或以其他方式来读取。这样一种液位传感器公开于2002年12月10日公告的美国专利US6，490, 920中，上述美国专利的内容其整体上在此并入本文。上述美国专利中所述的传感器采用了 一柔性基板(substrate)，所述柔性基板支撑被设置在其一表面上的一系列导电元件，所述一系列导电元件被布置为通过多个相互作用的元件来形成一单个传感器，所述多个相互作用元件更多是以自各个元件的基线向相反方向延伸的附着物的形式。这些附着物彼此交错从而使它们看起来呈一个指形系列，所述指形系列延伸到一相对元件的相邻指形之间的间隙中。因此，上述美国专利的所述传感器的各个元件构成一个单个且细长的传感器元件。这个传感器的长度大，降低了所述传感器在非常小的误差下精确测量液位的能力。尽管所述传感器适合粗略的(gross)测量，但是难以得到误差极小的液位读数。因此，本专利技术旨在提供一种改进的液位传感器，所述改进的液位传感器更适合对容器，尤其是具有不规则外形的容器中的液位进行电容式测量。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了一种用于对容器中所盛放的液体进行外部测量的改进的液位传感器，其具有更小的测量误差，从而得到更精确的测量值。依据下面说明书中所述的一实施例，一传感器包括一柔性基板，所述柔性基板设置为一细长条带。公开了多个导电部分、导电元件或导电电极，各个导电元件均具有支撑在所述基板上的一平面片状外型。所述多个导电元件以一阵列布置，各个阵列包含所需数目的不同的导电元件。所述多个导电元件通过多个间隔空间而彼此分开且各个导电元件都有与之相连的一导电迹线，该导电迹线自该导电元件沿所述基板纵向延伸至所述基板的与一接触垫相连的一连接端。这些接触垫为所述传感器提供了连接点，从而所述传感器可被插入到一连接器中并连接于一读取器或处理器的电路，所述电路可运作地连接于一显示装置。所述基板包括多层结构，其中一薄聚酯层支撑其上的所述多个导电元件，所述多个导电元件可以很容易地通过印刷等方式被设置于所述薄聚酯层上。一聚酯或其它合适材料的涂覆层可被设置为在适当的位置密封所述多个导电元件，且一压敏粘结层可被设置于所述基板的一安装侧。所述多个导电元件还被设置成:所有的导电元件除了位于所述阵列的相对两端的两个导电元件外都具有相同的形状。换句话说，从第二个导电元件起至最后的第二个导电元件(或是说倒数第二个导电元件)的形状完全相同。在一个实施例中，所述多个导电元件可以包括四边形元件，所述四边形元件相对于所述基板的一纵轴线以一角度定向在所述基板上，从而将所述导电元件分开的所述间隔空间与所述纵轴线成一角度延伸并与所述纵轴线成一角度而与所述纵轴线相交。在这种形式下，当选取与所述基板的纵轴线垂直的一参考位时，所述多个导电元件在效果上彼此重叠，而且在这些内导电元件的任一导电元件内作出的与所述基板的纵轴线垂直的，且位于导电元件的两边界之内的任一条直线将会接触两个相邻的导电元件。由于所述多个导电元件由其相关联的间隔空间来分开，所以每个这样的导电元件都变成所述阵列中的一单个传感器，该单个传感器在其纵向两端之间具有一给定的测量误差。这些单个的感器都被制作成具有一给定的测量误差(诸如5%)，且在使用多个传感器时，若各个传感器在其边界之内具有5%的测量误差，则所述多个传感器将在所述多个传感器的总长度范围内具有0.05%的测量误差。在本专利技术的另一实施例中，所述多个导电元件具有类似肩章形的形状，从而使相邻导电元件之间的间隔空间以非线性的方式形成角度，这意味着所述间隔空间在相邻的传感器之间沿不同的方向延伸，从而在与上述第一实施例相关的一垂直方向上形成相邻传感器的重叠。在前述实施例中，所述四边形的形状可以是平行四边形，而在另一实施例中，单个传感器或多个传感器可以至少部分被网格类型布置的多条导电迹线围绕。所述多个导电迹线自所述多个导电元件延伸至所述多个传感器的一连接端且沿所述多个导电元件的外侧缘延伸。所述多条导电迹线典型地分为两组，其中一组具有偶数条的导电迹线而另一组有奇数条的导电迹线。在另一实施例中的所述传感器阵列或在某些情况下的一单个传感器可以由一接地网格围绕，所述接地网格可以视为一网格，所述网格包括以对角相交形式布置的多条导电迹线。这种网格网络限定了围绕所述导电元件的一接地屏蔽。所述接地屏蔽通过用于与一处理器连接的一条或一条以上的导电迹线连接于所述传感器的所述连接端。本专利技术的这些和其它的目的、特征以及优点将通过下面的详细说明来清楚地理解。【专利附图】【附图说明】参照以下结合附图的详细说明可以更好地理解本专利技术的结构和工作的组成和方式以及其进一步的目的和优点，其中类似的附图标记表示类似的部件，在附图中:图1是一带有一液位传感器的不规则外形液体容器的立体图(所述液位传感器依照本专利技术的原理设置成处于不规则外形液体容器的外表面)；图2是图1的液位传感器的一实施例的俯视图，所述液位传感器采用沿一柔性基板以一倾斜方向布置的多个四边形导电元件；图2A是图2的部分放大细节图，示出传感器内的导电元件重叠(overlapping)阵列；图2B是在图2的“B”处取自传感器的一部分的剖视图；图3是图1的液位传感器的一第二实施例的俯视图，所述液位传感器采用沿柔性基板的一纵轴线布置的一系列的肩章形(chevron)导电元件；图4是图1的液位传感器的另一实施例的俯视图，所述液位传感器采用由多条导电迹线的一网格或带角网格围绕的一单个导电元件，所述多条导电迹线相互连接以形成一接地屏蔽；以及图5是图1的液位传感器的另一实施例的俯视图，所述液位传感器以图4实施例的方式采用一接地网格作为一屏蔽，但不同的是采用导电元件阵列作为其传感器。【具体实施方式】尽管本专利技术很容易具有多种不同形式的实施例，但示出在附图中且本文将详细说明的仅仅是其中的具体实施例，同时可以理解的是，本说明书应视为本专利技术的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式液位传感器，用于感测一容器内的液体的液位，所述传感器位于所述容器的侧旁，且通过所述容器的壁与液体隔开，所述传感器包括：一柔性基板，能够贴合所述容器的所述壁；多个平面型的导电元件，由所述基板支撑，所述多个导电元件通过多个间隔空间彼此分开，且沿所述基板的一纵轴线被对齐布置为一阵列，位于相邻导电元件之间的间隔空间被设置成以一角度与所述纵轴线相交；以及多条导电迹线，在各自的导电元件和所述基板的一连接端之间延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿伦·库马尔，史蒂文·约翰·富尔顿，
申请(专利权)人：莫列斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US