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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-29
(45)【発行日】2023-07-07
(54)【発明の名称】媒体のレベルを検出するための装置
(51)【国際特許分類】
G01F 23/263 20220101AFI20230630BHJP
B32B 7/025 20190101ALI20230630BHJP
【ＦＩ】
G01F23/263
B32B7/025
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020502331
(86)(22)【出願日】2018-07-13
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-09-17
(86)【国際出願番号】 IB2018055204
(87)【国際公開番号】W WO2019016660
(87)【国際公開日】2019-01-24
【審査請求日】2021-06-24
(31)【優先権主張番号】102017000082600
(32)【優先日】2017-07-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】518314084
【氏名又は名称】エルテック・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
【氏名又は名称原語表記】ＥＬＴＥＫ Ｓ．Ｐ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100189555
【弁理士】
【氏名又は名称】徳山 英浩
(74)【代理人】
【識別番号】100210701
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 義則
(72)【発明者】
【氏名】マウロ・ゾルゼット
(72)【発明者】
【氏名】ジョルジョ・マルティネンゴ
【審査官】大森 努
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／１８１７７０（ＷＯ，Ａ２）
【文献】特開２０１７－００４７４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１４９２１７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特表２０１４－５０８５６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６３８７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０１４４０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１３９９３１（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｆ ２３／２６－２３／２６３
Ｂ３２Ｂ ７／０２５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器（１）に含まれる媒体のレベルを検出するための容量性レベルセンサ装置であって、前記装置（１０）は、少なくとも部分的に電気絶縁材料で作られた前記容器（１）の壁（５）に対して実質的に静止する位置で、前記容器（１）の外側に設置されるように構成され、前記装置（１０）は、少なくとも部分的に電気絶縁材料で作られた外側ケーシング（３０）を備える本体（１４、１５）を有し、
前記装置（１０）は、レベル検出軸（Ｘ）に実質的に沿って長手方向に延びる、回路支持体（２０）を備え、前記回路支持体（２０）は、第１の長手方向端部と第２の長手方向端部を有し、
前記回路支持体（２０）は、互いに対向する第１の長手方向主側面（２０ａ）および第２の長手方向主側面（２０ａ）、ならびに２つの対向する長手方向縁部（２０ｂ）を有する支持構造（２０１、２０２、２０３）を有し、
前記回路支持体（２０）は、前記第１の長手方向端部を含むその検出領域（２４）に、前記レベル検出軸（Ｘ）に沿って互いに離れた距離に設定された少なくとも１つの第１の電極（Ｊ）の第１のアレイを備える、少なくとも１つの第１の複数の第１の容量性素子を有し、前記第１の電極（Ｊ）は、導電性材料で作られ、かつ前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）の前記第１の長手方向主側面（２０a）に対応する位置に少なくとも部分的に配置され、
前記第１の電極（Ｊ）は、前記外側ケーシング（３０）の前記電気絶縁材料とは異なる電気絶縁材料かつシーリング材料で作られた少なくとも２つの絶縁または保護層（２０３、４０、４０’、５０；２０３、５０;２０３、４０、４０’;４０、４０’、５０;２０３;４０、４０’;５０）で覆われ、
前記少なくとも２つの絶縁または保護層は、シリコン、またはその誘導体または化合物を含む固体材料、およびフッ素誘導体または化合物を含む固体材料から選択される固体材料で作られた層を備え、
前記少なくとも２つの絶縁または保護層のうち少なくとも１つは、前記第１の長手方向主側面（２０ａ）、前記第２の長手方向主側面（２０ａ）、および前記２つの対向する長手方向縁部（２０ｂ）における前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）の前記検出領域（２４）を完全に取り囲む固体である少なくとも１つの周囲絶縁または保護層（４０'；４０、４０'；５０；４０'、５０）を備え、
前記外側ケーシング（３０）は、前記少なくとも１つの周囲絶縁または保護層（４０'；４０、４０'；５０；４０’、５０）を備える前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）の上にモールドされたケーシングであり、前記外側ケーシング（３０）は、前記容器（１）の前記壁（５）に面し、前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）の前記第１の主側面（２０ａ）に対応する部分を含む前記支持構造（２０１、２０２、２０３）の前記検出領域（２４）の少なくとも一部分を露出させたままにするように、前記回路支持体（２０）を部分的にのみ取り囲む、装置。
【請求項2】
前記少なくとも１つの周囲絶縁または保護層（４０’；４０、４０’；５０；４０’、５０）は、実質的に酸化ケイ素で作られた少なくとも１つの層（５０）を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記実質的に酸化ケイ素で作られた少なくとも１つの層（５０）は、シラザン、または、ポリシラザン、または、ペルヒドロポリシラザンを含む組成物から出発して形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）は、電気絶縁材料の複数の構造層を備える多層支持構造であり、前記少なくとも２つの絶縁または保護層（２０３、４０、４０’、５０；２０３、５０；２０３、４０、４０’；４０、４０’、５０；２０３；４０、４０’；５０）は、前記回路支持体（２０）の支持構造（２０１、２０２、２０３）に属する電気絶縁材料の前記構造層の少なくとも１つ（２０３）を備える、請求項２または３に記載の装置。
【請求項5】
前記少なくとも２つの絶縁または保護層（２０３、４０、４０’、５０；２０３、５０；２０３、４０、４０’；４０、４０’、５０；２０３；４０、４０’；５０）は、実質的に酸化ケイ素で作られた前記周囲絶縁または保護層の１つ（５０）と、前記回路支持体（２０）の多層支持構造（２０１、２０２、２０３）に属する電気絶縁材料の前記構造層の前記少なくとも１つ（２０３）と、を備え、前記回路支持体（２０）の多層支持構造（２０１、２０２、２０３）に属する電気絶縁材料の前記構造層の前記少なくとも１つ（２０３）は、前記第１の電極（Ｊ）と前記実質的に酸化ケイ素で作られた前記周囲絶縁または保護層の１つ（５０）の中間の位置にある、請求項４に記載の装置。
【請求項6】
前記少なくとも１つの周囲絶縁または保護層（４０’；４０、４０’；５０；４０’、５０）は、フルオロポリマを含む少なくとも１つの層（４０’）を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記少なくとも１つの周囲絶縁または保護層（４０’；４０、４０’；５０；４０’、５０）は、シリコンまたはその誘導体または化合物を含む固体材料で作られた少なくとも１つの層（５０;２０３）と、フッ素誘導体または化合物を含む固体材料で作られた少なくとも１つの層を備える、請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項8】
前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）は、電気絶縁材料の複数の構造層を備える多層支持構造であり、前記少なくとも２つの絶縁または保護層（２０３、４０、４０’、５０；２０３、５０；２０３、４０、４０’；４０、４０’、５０；２０３；４０、４０’；５０）は、前記回路支持体（２０）の多層支持構造（２０１、２０２、２０３）に属する電気絶縁材料の前記構造層の少なくとも１つ（２０３）をさらに備える、請求項６に記載の装置。
【請求項9】
前記少なくとも１つの周囲絶縁または保護層（４０’；４０、４０’；５０；４０’、５０）は、シリコン、またはその誘導体または化合物を含む固体材料で作られた少なくとも１つの第１の周囲層と、フッ素誘導体または化合物を含む固体材料で作られた少なくとも１つの第２の周囲層とを備え、前記第１の周囲層および前記第２の周囲層は、共に前記第１の主側面（２０ａ）、前記第２の主側面（２０ａ）および前記２つの対向する長手方向縁部（２０ｂ）において前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）の前記検出領域（２４）を完全に取り囲む、請求項７に記載の装置。
【請求項10】
前記少なくとも２つの絶縁または保護層（２０３、４０、４０’、５０；２０３、５０；２０３、４０、４０’；４０、４０’、５０；２０３；４０、４０’；５０）は、エポキシベースの材料で作られた少なくとも１つの層（４０）を備える、請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項11】
前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）は、少なくとも部分的にエポキシベースの材料で作られる、請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項12】
前記回路支持体の前記支持構造は、電気絶縁材料の複数の構造層（２０１、２０２、２０３）を備えた多層支持構造であり、前記第１の電極（Ｊ）は、前記多層支持構造の電気絶縁材料の前記構造層の２つ（２０１、２０３）間に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項13】
容器（１）に含まれる媒体のレベルを検出するための容量性レベルセンサ装置を得る方法であって、前記方法は、ｉ）レベル検出軸（Ｘ）に実質的に沿って長手方向に延びる、電気絶縁材料で作られた回路支持体（２０）を提供するステップであって、前記回路支持体（２０）は、互いに対向する第１の長手方向主側面（２０ａ）および第２の長手方向主側面（２０ａ）、ならびに２つの対向する長手方向縁部（２０ｂ）を有する支持構造（２０１、２０２、２０３）を有し、その検出領域（２４）に、前記回路支持体（２０）の前記第１の長手方向主側面（２０a）に対応する位置に電極（Ｊ）の少なくとも１つのアレイを含む複数の容量性素子を備える、ステップと、
ｉｉ）前記回路支持体（２０）の前記検出領域（２４）を、少なくとも２つの絶縁または保護層（２０３、４０、４０’、５０；２０３、５０;２０３、４０、４０’;４０、４０’、５０;２０３;４０、４０’;５０）で、電気絶縁材料かつシーリング材料で覆うステップであって、前記２つの絶縁または保護層の少なくとも１つは、シリコン、またはその誘導体または化合物を含む固体材料、およびフッ素誘導体または化合物を含む固体材料から選択される電気絶縁固体材料で作られており、前記少なくとも２つの絶縁または保護層は、前記第１の長手方向主側面（２０ａ）、前記第２の長手方向主側面（２０ａ）および前記２つの対向する長手方向縁部（２０ｂ）において前記回路支持体（２０）の前記支持構造（２０１、２０２、２０３）の前記検出領域（２４）を完全に取り囲む少なくとも１つの周囲絶縁または保護層を備える、ステップと、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの周囲絶縁または保護層をその上に有する前記回路支持体（２０）の上に外側ケーシング（３０）をモールドするステップであって、前記外側ケーシング（３０）は、前記回路支持体（２０）の前記第１の主側面（２０ａ）を含む前記回路支持体（２０）の前記検出領域（２４）の少なくとも一部分を露出させたままにするように、前記回路支持体（２０）を部分的にのみ取り囲む、ステップと、
を含む、方法。
【請求項14】
容器（１）に含まれる媒体のレベルを検出するための容量性レベルセンサ装置であって、前記装置（１０）は、少なくとも部分的に電気絶縁材料で作られた前記容器（１）の壁（５）に対して実質的に静止する位置で、前記容器（１）の外側に設置されるように構成され、前記装置（１０）は、
レベル検出軸（Ｘ）に実質的に沿って長手方向に延びる、電気絶縁材料で作られた回路支持体（２０）であって、前記回路支持体（２０）は、電気絶縁材料の複数の層（２０１、２０２、２０３）を備える多層支持構造を有し、前記多層支持構造は、２つの対向する外側主側面と２つの対向する外側副側面を有する、回路支持体（２０）と、
前記回路支持体（２０）の検出領域（２４）にある電極または容量性素子の第１のアレイであって、電極または容量性素子の前記第１のアレイは、前記回路支持体（２０）の第１の主側面（２０a）に対応する位置に、少なくとも１つのシリーズの電極（Ｊ）を備える、第１のアレイと、
電気絶縁材料かつシーリング固体材料で作られた少なくとも１つの周囲保護層(４０、４０’；４０’、５０；５０）と、
前記少なくとも１つの保護層（４０、４０’；４０’、５０；５０）の材料とは異なる電気絶縁材料で少なくとも部分的に作られた外側ケーシング（３０）を備える本体（１４、１５）と、を備え、
前記少なくとも１つの周囲保護層（４０、４０’；４０’、５０；５０）は、実質的に酸化ケイ素の層（５０）およびフルオロポリマを含む層（４０’）の少なくとも一方を備え、前記電極（Ｊ）は、前記多層支持構造の電気絶縁材料の２層（２０１、２０３）の間に配置されており、前記少なくとも１つの周囲保護層（４０、４０’；４０’、５０；５０）は、前記２つの対向する外側主側面および前記２つの対向する外側副側面を覆うように前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造の前記検出領域（２４）を完全に取り囲むか、さもなければ、
前記少なくとも１つの周囲保護層（４０、４０’；４０’、５０；５０）は、フルオロポリマを含む層（４０’）およびエポキシベースの材料の層（４０）の少なくとも一方を備え、前記電極（Ｊ）は、前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造の外面に配置され、前記少なくとも１つの周囲保護層（４０、４０’；４０’、５０；５０）は、前記２つの対向する外側主側面および前記２つの対向する外側副側面を覆うように前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造の前記検出領域（２４）を完全に取り囲んでおり、
前記外側ケーシング（３０）は、前記少なくとも１つの周囲保護層（４０’；４０、４０’；５０；４０’、５０）を備える前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造の上にモールドされたケーシングであり、前記外側ケーシング（３０）は、前記容器（１）の前記壁（５）に面し、前記少なくとも１つの周囲保護層のそれぞれの部分を備える前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造（２０１、２０２、２０３）の前記第１の主側面（２０ａ）を含む前記検出領域（２４）の少なくとも一部分を露出させたままにするように、前記回路支持体（２０）を部分的にのみ取り囲む、装置。
【請求項15】
容器（１）に含まれる媒体のレベルを検出するための容量性レベルセンサ装置を得る方法であって、前記装置（１０）は、少なくとも部分的に電気絶縁材料で作られた前記容器（１）の壁（５）に対して実質的に静止する位置で、前記容器（１）の外側に設置されるように構成され、前記方法は、
ｉ）レベル検出軸（Ｘ）に沿って長手方向に延びる、電気絶縁材料で作られた回路支持体（２０）を提供するステップであって、前記回路支持体（２０）は、電気絶縁材料の複数の層（２０１、２０２、２０３）を備える多層支持構造を有し、前記多層支持構造は、２つの対向する外側主側面および２つの対向する外側副側面を有する、ステップと、
ｉｉ）前記回路支持体（２０）の検出領域（２４）に電極または容量性素子の第１のアレイを提供するステップであって、電極または容量性素子の前記第１のアレイは、前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造の前記２つの対向する外側主側面（２０a）のうちの第１の面に対応する位置に少なくとも１つのシリーズの電極（Ｊ）を備える、ステップと、
ｉｉｉ）電気絶縁材料かつシーリング固体材料で作られた少なくとも１つの周囲保護層（４０’；４０、４０’；５０;４０’、５０）を提供するステップと、
ｉｖ）前記少なくとも１つの周囲保護層（４０、４０’；４０’、５０;５０）の材料とは異なる電気絶縁材料で少なくとも部分的に作られた外側ケーシング（３０）を備える装置本体（１４、１５）を提供するステップと、を含み、
ステップｉｉｉ）は、
実質的に酸化ケイ素の周囲層（５０）およびフルオロポリマを含む周囲層（４０’）の少なくとも一方を提供するステップであって、前記電極（Ｊ）は、前記多層支持構造の電気絶縁材料の２層（２０１、２０３）の間に配置され、前記少なくとも１つの周囲保護層（４０、４０’；４０’、５０;５０）は、前記多層支持構造の前記２つの対向する外側主側面および前記２つの対向する外側副側面を覆うように、前記多層支持構造の前記検出領域（２４）を完全に取り囲むように適用されているか、さもなければ、
フルオロポリマを含む周囲層（４０’）およびエポキシベースの材料の周囲層（４０）の少なくとも一方を提供するステップであって、前記電極（Ｊ）は、前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造の外面に配置され、前記少なくとも１つの周囲保護層（４０、４０’；４０’、５０;５０）は、前記多層支持構造の前記２つの対向する外側主側面および前記２つの対向する外側副側面を覆うように、前記多層支持構造の前記検出領域（２４）を完全に取り囲むように適用されている、ステップを含み、
ステップｉｖ）は、前記少なくとも１つの周囲保護層（４０’；４０、４０’；５０；４０’、５０）を備える前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造に対して前記外側ケーシング（３０）をオーバーモールドするステップであって、前記外側ケーシング（３０）は、前記容器（１）の前記壁（５）に面し、前記少なくとも１つの周囲保護層のそれぞれの部分を備える前記回路支持体（２０）の前記多層支持構造（２０１、２０２、２０３）の前記第１の主側面（２０ａ）を含む前記検出領域（２４）の少なくとも一部分を露出させたままにするように、前記回路支持体（２０）を部分的にのみ取り囲む、ステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体、流動性物質、粉末状物質、またはバルク状態の物質などの一般的な媒体のレベルを検出するためのセンサ装置に関する。本発明は、特に、車両に使用されるレベルセンサ、好ましくは、容量タイプのレベルセンサに関して開発された。
【背景技術】
【0002】
言及されたタイプのレベルセンサ装置は、例えば、本出願人の名前で出願された国際出願公開第２０１５／１８１７７０号から知られている。第１の実施形態によれば、国際出願公開第２０１５／１８１７７０号に開示される装置は、回路支持体またはＰＣＢ（プリント回路基板）が部分的に収容される検出対象の液体に浸漬される中空ケーシングを有する。回路支持体は、互いに実質的に同じであり、レベル検出軸に沿って互いに離れて支持体上に配置された金属電極によって表される容量性検出素子のアレイを担持する。中空のケーシングは、熱可塑性材料の成形によって得られる別個のコンポーネントとして構成され、その後、検出電極を担持する回路支持体の対応する部分がその中に挿入される。次に、ケーシングの空洞内に、ポリウレタン樹脂またはゲル、好ましくは、シリコーンゲルなどの非導電性の流体充填材料が導入される。
【0003】
前述の流体充填材料の存在は、主に、空洞内、特に、回路支持体間の接触領域の粗さによって決定されるマイクロキャビティおよび／または対応する電極、およびレベル測定に悪影響を与える可能性のあるケーシング内のギャップおよびエアポケットの存在を防止することを目的とする（これらの概念は、引用文献の図１４および図１５に示されている詳細によっても明確にされており、支持体および／または電極がケーシングと接触しており、前述の流体充填材料は絶縁層を形成しない）。
【0004】
装置の上記の実施形態は、製造プロセスが、中空ケーシングの事前の配置、ならびに中空ケーシングへの回路支持体の挿入のためのある特定の操作、およびケーシングの空洞への流体充填材料の導入のためのある特定の操作を必然的に想定しなければならないという結果をもたらす（さらに、明らかに、ケーシング本体と充填材料の供給と移動の管理）。
【0005】
第２の実施形態によれば、国際出願公開第２０１５／１８１７７０号は、回路支持体上のプラスチック材料の直接オーバーモールドによって形成された外側コーティングによる前述の中空ケーシングの交換を想定している。このタイプの解決策は、レベルセンサ装置全体の生産を簡素化するが、検出電極の周囲に湿度が存在すると、やがて検出精度の低下を意味する。
【0006】
実際、本出願人は、装置の使用後、外側コーティングのオーバーモールドされたプラスチック材料は、検出される液体との実質的に一定の接触のために、湿気を吸収する傾向があることに気付いた。時間の経過とともに悪影響が現れるこの湿度は、装置の耐用年数の間にすでに検出の不正確さにつながる。同じ問題は、国際出願公開第２０１５／１８１７７０号の前述の第１の実施形態に従って構築された装置にも存在する。その中空ケースは、対応するハウジング空洞で区切られた壁に回路支持体を押し付けるように構成されているため、電極は、壁と厳密に接触し、壁自体が時間内に湿気を吸収しやすくなる。
【0007】
容量性測定の感度は、液体が検出電極の表面に置かれた場合に最大になり、液体と電極の表面の間の距離が直線的に増加するにつれて（実質的に指数関数的に）減少する。しかしながら、液体の代わりに、一般に水蒸気または湿度が存在する場合、同じ動作が発生する。言い換えれば、中空ケーシングまたはオーバーモールドされたコーティングの材料、したがって、前述の材料と接触する電極上の湿度の存在は、液体の存在を“エミュレート”する効果があり、それにより、レベル検出精度がある程度損なわれる。
【0008】
良好なバリア特性と耐湿性の良好な特性を有するプラスチック材料を使用して、オーバーモールドコーティングを形成することができる。しかしながら、このタイプの材料は、一般に、高価であり、オーバーモールドコーティングを形成するために処理するのは困難である（装置の検出部分は、一般に、かなり長く、特定のポリマを使用したオーバーモールドの操作が困難になる）。
【0009】
本出願人はさらに、良好なバリア特性および耐湿性の良好な特性を示す特定のポリマは、モールド操作後および／または膨張および熱衝撃のためにかなりの収縮および／または寸法変形を示すという欠点があることを発見した。これは、そのようなポリマが直接オーバーモールドされる回路支持体（すなわち、対応する電気パス、および／または電極、および／または電子コンポーネント）に障害を引き起こす可能性がある。いずれにせよ、これらの材料は、検出中の液体と長時間接触すると、必然的に長期的に湿度を吸収する。
【0010】
他方、他のタイプのプラスチック材料（例えば、特定の熱可塑性ポリマ）を使用して、オーバーモールドされたコーティングを得ることができ、これはより安価で、より容易にモールド可能である。ただし、これらの材料は、一般に、耐湿性の特性が低いため、装置によるレベル検出の精度が急速に低下する。
【0011】
第３の実施形態によれば、国際出願公開第２０１５／１８１７７０号は、検出対象の媒体を含む容器の外側、すなわち、その側壁に、電極のアレイが壁に面するように、センサ装置を配置することを提案している。これは、したがって、電極自体を検出対象の媒体から電気的に絶縁する。この実施形態では、センサ装置１０の本体は、電極が前述の側壁のそれぞれの部分に面する、および／またはそれに対して設置されるように、横方向に開いた外側ケーシングを有する。
【0012】
しかしながら、このタイプの解決策では、レベル測定の精度と信頼性に悪影響を与える可能性のある外部物質が検出電極に到達する可能性がある。このような外部物質は、環境湿度（例えば、霧の多い場所や雨、雪などがある場所で車両を使用する場合を考慮する）、またはデバイスが設置されている環境で発生する可能性のある蒸気（例えば、車両のエンジンの運転時に追従する）、または環境に存在する可能性のある他の液体で表される場合がある（装置に到達する雨水、または装置が関連付けられているタンクの補充の過程で誤って到達する他の液体など）。測定電極に到達した場合、前述の外部物質も、検出対象の媒体から装置を絶縁するケーシングによる湿度または液体の吸収に関連して前述したものに類似した悪影響を引き起こす可能性があることが理解されよう。国際出願公開第２０１５／１８１７７０号の第３の実施形態に係る装置で検出の不正確さを引き起こす可能性のある外部物質には、特に、小さな寸法（マイクロメートルまたはナノメートルの寸法）で、導電性材料を含む場合、摩擦材料の微粒子または粒子など、測定電極に到達する可能性のある環境に分散した粉塵、粉末、または粒子も含まれる。また、測定電極に到達する可能性のある環境の粉塵、粉末、および液体は、化学的に結合して、例えば、潜在的に腐食性の化合物または有害な化合物を生成する可能性がある。これらの粉塵および液体は、個別にまたは組み合わせて、装置の動作を変更または防止する物質または電解質を形成する可能性があり、例えば、寄生電気抵抗または電極間の短絡を引き起こす。
【発明の概要】
【0013】
上述したことを考慮して、本発明の目的は、同様の用途向けに設計された既知の装置と比較して、単純で経済的に有利な方法で構築されるが、長期にわたって、検出の精度、感度、および信頼性が向上することを特徴とする、検出対象の媒体を含む容器の外側、特に、容器の外壁に取り付けられるように設計されたタイプの容量性レベルセンサ装置を提供することである。本発明によれば、添付の特許請求の範囲に特定された特徴を有するレベルセンサ装置によって、上記およびその他の目的がさらに明確になり、これらの目的は、さらに達成される。請求項は、本発明に関連して本明細書で提供される技術的教示の不可欠な部分を形成する。
【0014】
本発明のさらなる目的、特徴、および利点は、添付の図面を参照して、以下の説明から明らかになり、これらは、非限定的な例として純粋に提供される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置を備える一般的な容器の斜視断面図である。
【図2】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の部分断面概略斜視図である。
【図3】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の概略縦断面図である。
【図4】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の概略斜視図である。
【図5】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の概略正面図である。
【図8】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の可能な一連の組み立てを概略斜視図により示している。
【図9】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の可能な一連の組み立てを概略斜視図により示している。
【図10】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の可能な一連の組み立てを概略斜視図により示している。
【図11】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の可能な一連の組み立てを概略斜視図により示している。
【図12】本発明の可能な実施形態に係るレベルセンサ装置の可能な一連の組み立てを概略斜視図により示している。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本説明の枠組みにおける“一実施形態”、“一実施形態”、または“様々な実施形態”などへの言及は、実施形態に関して説明された少なくとも１つの詳細、構成、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれことを示すことを意図している。したがって、本説明の様々なポイントに存在し得る“一実施形態において”、“一実施形態において”、“様々な実施形態において”などの句は、必ずしも同一の実施形態を指すものではないが、代わりに、異なる実施形態を参照してもよい。さらに、この説明で定義された特定の立体構造、構造、または特性は、表されたものとは異なる１つまたは複数の実施形態で任意の適切な方法で組み合わせることができる。特に、図面の例を参照して、本明細書で使用される参照番号と空間参照（“上”、“下”、“上”、“下”、“前”、“後ろ”、“縦”など）は、単に便宜のために提供されているため、保護範囲または実施形態の範囲を定義しない。本説明および添付の特許請求の範囲において、一般的な用語“材料”は、多くの異なる材料の混合物、組成物、または組み合わせも含むと理解されるべきである。図では、同じ参照番号を使用して、互いに類似または技術的に同等の要素を示している。
【0017】
図１では、全体が１で示されているのは、一般的な物質の一般的な容器、特に、自動車のタンクである。容器は、例えば、液体、例えば、燃料、または水、または添加物を入れるタンクであってもよい。様々な実施形態において、容器１（以下、簡単にするため“タンク”とも定義される）は、内燃機関のシステムの動作に必要な水、または内燃機関の排気ガスの処理のためのシステムの動作に必要な添加剤または還元剤を含むように設計される。タンク１が提供するこのようなシステムは、２で示される。処理システム２は、例えば、タンク１が水を収容するＡＤＩ（水アルコール噴射）システムであってもよく、そうでなければ、タンク１がＡｄＢｌｕｅ（登録商標）という名前で商業的に知られているような、水溶液中の尿素の溶液を収容するＳＣＲ（選択的触媒還元）システムであってもよい。どちらの場合も、タンク１が低温（０℃より低い温度を示す）に曝されると、液体が凍結しやすくなる。この理由から、タンク１は、ヒータ装置を備えていてもよい。しかしながら、容器１は、他の目的のために、および／または自動車のものとは異なるセクタで使用でき、異なる物質を収容するように設計できる。
【0018】
タンク１の本体１ａは、任意の電気絶縁材料、特に、含まれる物質に対して化学的に耐性がある材料、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）など既知の技術による適切なプラスチック材料で作られてもよい。タンク１には、例えば、凍結の場合に、タンク自体および／またはその内容物を加熱するために使用される、それ自体既知のタイプのヒータが関連付けられている可能性がある。電気ヒータは、ＥＨで指定されたブロックによって図に概略的に表されている。
【0019】
図示された概略的な例では、タンク１は、上部３、例えば、その上部壁を有し、開口部３ａが液体物質の補充のために提供される。タンク１の下部４、例えば、その底壁は、システム２に液体を供給するために、例えば、ポンプを介して溶液が出入りするか、または引き出される出口開口部（見えない）を有する。タンク１は、本発明の様々な可能な実施形態に係るセンサ装置の本体である外側に固定された、５で示される周囲または側壁を有する。実際、様々な好ましい実施形態では、本発明に係るセンサ装置は、一般的な容器の外側に設置されるか、または少なくとも部分的に電気絶縁材料で作られた容器の壁に、好ましくは、静止する位置で（場合によっては、直接接触するか、設置される）、レベル検知を受ける媒体を含む容器の外側に設置されるように構成されるため、少なくともセンサ装置と検出対象の液体物質との間に壁が設定される。“静止”という用語は、センサ装置の構造自体が容器の前述の壁と直接接触しているという意味で理解されるべきではない。実際、様々な実施形態において、センサ装置の少なくとも一部（特に、その検知部）と容器の前述の壁との間には、好ましくは、センサ装置を容器の壁に対して所定の位置に固定または保持するように設計された、接着剤または結合剤などのさらなる材料を設置してもよい。
【0020】
全体が１０で示されるセンサ装置は、特に、好ましくは、実質的に垂直であるレベル検出軸Ｘに従って、タンク１の外側に延びるように設計されたレベル検出部１１を備える（ただし、必要に応じて、垂直に対して傾斜させることができる）。優先的に、検出部１１の近位端領域は、タンク内の非常に低いレベルの液体の存在を検出できるように、底壁４に比較的近い高さでタンク１の外側に延びる。本発明に係る装置１０は、タンクの外側に取り付けられるさらなる本体またはコンポーネント、例えば、少なくとも１つのヒータ装置を備えるコンポーネントを形成するか、関連付けられるか、または一体化され得ることに留意されたい。
【0021】
図２および図３では、可能な実施形態に係る装置１０が、部分的に切断された斜視図および縦断面図を介して分離して示されている。例示の場合、装置１０は、少なくとも１つの検出部１４を備えるケーシング本体を有し、検出部１４は、電気絶縁材料で作られ、装置１０の検出部１１に広く属する（図１）。以下に明らかになるように、前述のケーシング本体、または少なくともその検出部１４の存在は、本発明の本質的な特徴を構成しない。
【0022】
様々な実施形態において、装置のケーシング本体は、
－外部システム、例えば、図１のシステム２に属する制御ユニットへの装置１０の電気的接続のための接続および／または制御部１５（以下、“接続部”と簡単に呼ぶ）を備える。
－外部システム、例えば、図１のシステム２に属する制御ユニットへの装置１０の電気的接続のための接続および／または制御部１５（以下、“接続部”と簡単に呼ぶ）を備える。
【0023】
様々な実施形態において、前述のケーシング本体は、例えば、図１のタンク１の周壁５の外側の動作位置に装置を固定する機能も実行するように事前に準備されている。この目的のために、様々な好ましい実施形態において、ケーシング本体は、固定要素１６を有し、図１に例示されるように、好ましくは、ケーシング本体に属するコーティングと一体に形成された１つまたは複数のブラケットを備えることができる（これらのブラケット１６の表示は、より明確にするために、さまざまな図では省略されている）。
【0024】
様々な実施形態において、接続および／または制御部１５は、図３で部分的に見える電気端子のそれぞれの部分である概ね中空のコネクタ本体１５ａを備え、これらは、１７で示される。様々な実施形態において、例えば、金属ストラップからのスタンピングまたは打ち抜きにより得られる端子１７は、コネクタ本体１５ａとともに、例えば、システム２の前述の制御ユニットへの装置１０の外部接続のためのインターフェースを形成する。好ましくは、各端子１７は、コネクタ本体１５ａの空洞内に配置されるように設計された接触部、好ましくは、薄層部と、例えば、以下に説明する回路支持体または基板上に存在するそれぞれの接触要素との電気的および機械的結合のために設計された、好ましくは、狭い相互接続部とを有する。
【0025】
図２および図３には、２０で全体が示されている回路支持体またはＰＣＢ（プリント回路基板）も部分的に見える。これは、図示されている非限定的な例では、少なくとも装置のケーシング本体の検出部１４、および、好ましくは、接続および／または制御部１５にも延びている。
【0026】
これらの図では、２１および２２で示されている２つの本体部は、ＰＣＢ２０の近位端部分を介在させて結合されている。部分２２は、少なくとも部分的にオーバーモールドまたは樹脂堆積により得られる可能性がある。本体部２１は、別個に成形されたハーフシェルであってもよく、その後、本体部２２を提供するために、その後の樹脂堆積またはオーバーモールドでＰＣＢ２０に取り付けられてもよい。
【0027】
図３の例では、部分２１および２２は、ケーシング本体の接続部分１５を少なくとも部分的に形成し、部分２１は、コネクタ本体１５ａを優先的に画定し、電気端子１７を一体化する。装置１０のケーシング本体の部分は、例えば、部分２１および／または２２、および／または装置のケーシングと同じ材料で作られた部分１５で、他の何らかの方法で形成することもでき、および／またはこのケーシングの不可欠な部分として、少なくとも部分的にオーバーモールドされている可能性がある。
【0028】
示されている例では、検出部１４は、好ましくは、電気絶縁材料で作られている外側ケーシング３０を備える。外側ケーシング３０、すなわち、それを形成する材料は、容器１の反対側でＰＣＢ２０の検出領域を部分的にのみ囲むように設計された装置１０のケーシング本体に属する一種のシェルを画定する。想定される場合、外側ケーシング３０は、ＰＣＢ２０上に少なくとも部分的にオーバーモールドされた要素として、またはそれ自体で製造され、次いでＰＣＢ２０に結合された要素として構成されてもよい。
【0029】
ＰＣＢ２０には、必要な電気接続要素（リード線または電気経路など）、および／またはレベル検出に必要な電気および／または電子コンポーネントの少なくとも一部が提供される。ＰＣＢ２０は、プリント回路の製造に適した電気絶縁材料で作られた耐荷重構造または支持構造を有する。様々な実施形態において、ＰＣＢ２０は、ガラス繊維、すなわち、酸化ケイ素を含む少なくとも１つの複合材料、好ましくは、ガラス繊維が含まれるエポキシ樹脂のマトリックスを有する複合材料を使用して形成され、ガラス繊維は樹脂を含浸させた一種の不織布を形成するように配置される。この意味で好ましい材料は、例えば、ＦＲ４、ベトロナイト、およびＧＲＰ（ガラス強化プラスチック）などの同様の電気絶縁複合材料である。一方、以下に見られるように、本発明の範囲から除外されないのは、必ずしも複合材料ではない、セラミックまたはポリマベースの材料、および／またはシリコンまたはその誘導体または化合物を含む材料など、ＰＣＢ２０の支持構造を得るための他の材料の使用である。
【0030】
ＰＣＢ２０は、レベル検出軸Ｘに沿って２つの端部の間を長手方向に延び、それらの間にＰＣＢ厚さＴ（図４にのみ示される）を定義する２つの対向する主側面（図８のみで２０ａによって示される）と、それらの間にＰＣＢ幅Ｗ（図４にのみ示される）を定義する２つの対向する長手方向の縁部（図８のみで２０ｂによって示される）を含む概ね平坦な形状を有する。
【0031】
図８に分離して示されているＰＣＢ２０では、装置１０の検出部１１に属し、ＰＣＢ自体の遠位端と第２の領域２５とを含む検出領域２４を識別することが可能である。以下では、単純化のために、“制御および／または接続領域”としても定義され、ＰＣＢの近位端を含む。２つの領域２４と２５との間には、図８の２６で示されるような中間領域もおそらく提供され得る。
【0032】
ＰＣＢ２０の領域２５には、装置１０の電気および電子処理および／または制御コンポーネントの少なくとも一部を関連付けることができ、それに関連するのは、装置１０の外部電気接続用の端子１７（図３）である。代わりに、ＰＣＢ２０の領域２４に広く関連しているのは、レベル検出コンポーネントである。より詳細には、領域２４に関連するのは、少なくとも１つの第１の容量素子アレイであり、これは、ＰＣＢの主側面（例えば、考慮される実施形態によれば、これ以降、層２０３または２０１によって識別される主側面）に対応する位置に少なくとも１つの第１のシリーズの第１の電極を備える。電極に関して使用され、本説明の続編および添付の特許請求の範囲にも存在する“主側面に対応する位置”または“主側面に”などの句は、言及された電極が前述の側面の外側、すなわち、その外側面に配置されることを必ずしも意味しないことに留意されたい。様々な好ましい実施形態では、それ自体自律的に発明性があるＰＣＢ２０は、いわゆる、多層タイプのＰＣＢ、すなわち、例えば、互いに積層された電気絶縁材料の複数の層を含む多層支持構造を有する回路支持体であり、前述の電極は、構造の電気絶縁材料の２つの層の間に配置されている。
【0033】
従来の多層ＰＣＢでは、１つまたは複数の中間層で定義されているのは、対応する導電パスであり、場合によっては、電気回路配置の他のアクティブおよび／またはパッシブコンポーネントもある。これらは、その後、多層構造内に“囲まれ”、ある層に存在するパスおよび／または回路コンポーネントは、いわゆる金属化された“ビア”または穴を介して別の層に存在するパスおよび／または回路コンポーネントに電気的に接続される可能性がある。
【0034】
本明細書で提案する本発明の解決策によれば、レベルセンサ装置で使用されるのは、容量性レベル検出、すなわち、ＰＣＢ２０の多層構造の少なくとも１つの層が、前述の第１の電極とタンク１の周壁５（図１）またはより一般的には装置の外側との間に、存在するような方法で、使用される少なくとも１つの第１の電極アレイを内部に統合する多層ＰＣＢ２０である。そのような場合は、図２～図３に例示されており、前述の第１の検出電極の一部は、文字“Ｊ”で示されている（図８では、ＰＣＢ２０の外層２０３で覆われている限りこれらの電極は見えない）。表現されていない変形例によれば、多層回路支持体または内部電極を備えたＰＣＢに関して説明されたさまざまな構成は、他の方法でも取得でき、必ずしも複数の層を備えた支持体を想定していない、例えば、複数の電極を想定して成形された金属ストラップなどの導電性パスは、電極およびその他の回路要素の支持構造を提供する電気絶縁性ポリマでオーバーモールドされる（導電性パス、金属化された穴またはビア、電気および／または電子コンポーネントなど）。分かるように、いずれの場合でも、他の実施形態によれば、ＰＣＢ２０は、好ましくは、多層タイプであり、および／またはその検出電極は、その側面の少なくとも１つ、好ましくは、その主側面の少なくとも１つの外側に配置され得る。
【0035】
様々な実施形態において、前述の第１のアレイの電極Ｊは、互いに実質的に同じであり、レベル検出軸Ｘに沿って所定の、好ましくは、均一な方法で互いに離れて設定される。しかしながら、可能な実施形態（図示せず）によれば、容量性素子の１つの同じアレイは、いくつかの異なるシリーズの電極も含むことができ、１つのシリーズの電極は、同じアレイの別のシリーズの電極の形状とは異なる形状を有する。他の実施形態では、電極は、レベル検出軸Ｘの方向に細長い形状を有することができる。
【0036】
様々な実施形態において、電極Ｊは、図８に概略的に示されるＭＣによって示されたコントローラのそれぞれの入力に個別に接続され、制御回路に属し、例えば、ＰＣＢ２０の領域２５に配置される。しかしながら、多数の電極Ｊを互いに並列に接続して、前述のコントローラの１つの同じ入力に接続する場合も除外されない。好ましくは、電極Ｊは、互いに同じ幾何学的形状を有するか、または異なる形状を有するが、同じ表面寸法を有するか、一般に、同じ電気容量を有する。電極Ｊは、ＰＣＢ２０またはレベル検出軸Ｘを横断する方向に優先的に延びる。
【0037】
電極Ｊは、導電性材料、例えば、金属材料または金属合金で作られている。電極Ｊは、好ましくは、対応するアレイ内で互いに対して同一平面上にあり、例えば、ＰＣＢ２０の支持構造内に沈められたまたは適用されたプレートまたは薄層の形態であってもよく、あるいは、例えば、シルクスクリーン印刷技術などを使用して、ＰＣＢ２０の支持構造上に堆積された導電層によって構成されてもよい。様々な実施形態において、ＰＣＢ２０またはその層の少なくとも１つは、電極Ｊを一緒に、および／または対応する導電接続パスに、および／またはＰＣＢ２０に存在する可能性のある他の電気および／または電子コンポーネントに電気接続するための、導電性材料を含むビアまたはスルーホールを有する。
【0038】
ＰＣＢ２０の領域２５は、好ましくは、ＰＣＢ自体の近位端と、対応するアレイの第１の電極Ｊとの間に備えられる（したがって、この観点では、接続および／または制御領域２５は、図８の２６で示される中間領域に対応する領域も含み得る）。しかしながら、本発明の範囲には、装置１０の回路配置に属する電気および／または電子制御および／または処理コンポーネントがＰＣＢ２０全体に沿って、またはその検出領域２４内、すなわち、電極Ｊの近く、および／または電極Ｊの間に配置される場合も含まれる。この観点では、接続および／または制御領域２５は、ＰＣＢ２０の長さの実質的に全体にわたって延びていてもよく、その一部は検出領域２４と共通である。前述したように、特に、例示されたタイプの、すなわち、多層構造を有するＰＣＢ２０の場合、前述の電気および／または電子制御および／または処理コンポーネントの少なくともいくつかも多層構造の電気絶縁材料の２つの層の間に配置することができる。
【0039】
既に述べたように、様々な実施形態において、装置１０を装備する測定回路配置に属する構成要素は、少なくとも１つの制御ユニットまたはコントローラＭＣ（例えば、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ、ＤＳＰ－デジタル信号プロセッサ、メモリ、集積回路、演算回路、Ａ／Ｄ変換回路、電子スイッチング回路から選択される、または少なくとも１つを備える）、さらにアクティブおよび／またはパッシブコンポーネント（トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、抵抗、コンデンサ、ダイオードなど）を含む。
【0040】
様々な実施形態において、コントローラＭＣは、電極Ｊが個別に接続される複数の入力を有するか、または互いに平行な多数の電極ＪがコントローラＭＣの同一の入力に接続される。コントローラＭＣは、好ましくは、少なくとも１つの処理論理ユニット、メモリ、および入力／出力を備え、そのうち入力は、アナログ／デジタルタイプである。コントローラＭＣは、例えば、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．によって製造されたコードＰＩＣ１６Ｆ１５１７によって識別されるマイクロプロセッサ、またはＣｙｐｒｅｓｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されたシリーズＣＹ８Ｃ４２００Ｍのコードによって識別されるマイクロプロセッサであってもよい。しかしながら、容量タイプの電極Ｊによって装置１０によって実施される特定のレベル検出モダリティは、例えば、本出願人の名前で出願された国際出願公開第２０１５／１８１７７０号、国際出願公開第２０１６／０４２４５６号、および国際出願公開第２０１６／０４２４５９号の文献の教示に従って、当該分野で知られている任意のタイプであってもよい。
【0041】
前述のように、ＰＣＢ２０には、電極Ｊ、可能なさらなる電気および／または電子コンポーネント、および端子１７などの様々な回路要素を接続するための導電パスが設けられている（これらのパスの一部は図８に、コントローラＭＣから離れる破線で模式的に表されている）。前述のように、ＰＣＢ２０は、異なる導電パスを接続するため、および／またはＰＣＢ２０の異なる層または部分に設けられた導電パスおよび／または回路コンポーネントを外界および／または内部に接続するための金属化されたビアまたは穴（図８で破線の円で概略的に表される）も提供し得る。実際、前述のように、様々な好ましい実施形態において、ＰＣＢ２０は、多層支持構造を備えたＰＣＢであり、前述のパスは、ＰＣＢ自体の内部層または中間層に設けられ得る。
【0042】
様々な実施形態において、本発明に係るセンサ装置は、物質のレベルとは異なる少なくとも１つのさらなる量を検出するための少なくとも１つのさらなるセンサ手段を含む。さらなるセンサ手段は、例えば、流体の定性的特性、および／または組成物の特性、および／または化学物理特性を検出するように設計された温度センサおよび光学センサから選択することができる。例えば、様々な実施形態において、装置１０の回路構成は、少なくとも１つの温度センサ、特に、ＮＴＣまたはＰＴＣタイプのセンサなどの温度可変電気抵抗を有するセンサを含む。そのようなセンサは、ＰＣＢ２０の検出領域２４の近位端領域、遠位端領域、および中間領域のうちの少なくとも１つに対応する位置に、タンク１（図１）の周壁５に面する部分に取り付けることができる。このような温度センサの１つは、図８のブロックＴＳで概略的に表されている。
【0043】
本発明の一態様によれば、少なくとも検出電極Ｊ、および、好ましくは、ＰＣＢ２０の対応する部分は、環境汚れを含む外部物質からの絶縁または保護のために、少なくとも１つの層で覆われまたは保護される。層は、電気絶縁性かつ液密な材料で優先的に作られる。これは、装置の動作やレベル測定精度に悪影響を与える可能性のある外部物質が電極に到達するのを防止または遅延させることが目的である。本明細書の導入部で説明したように、外部物質は、例えば、環境湿度、および／または装置１０が設置されている領域で発生する可能性のある一般的な蒸気、あるいは、地面からの汚れた水や粉塵の飛沫、あるいは油、グリース、または車両の他の部分からの漏れによる燃料などこのエリアに到達する可能性のある液体や粉末または一般的な汚れによって構成され得る。様々な実施形態において、絶縁または保護のための少なくとも１つの層は、固体材料、好ましくは、成形可能または重合可能な材料である。
【0044】
好ましい実施形態では、電極Ｊを覆う少なくとも１つの絶縁層または保護層は、シリコン（またはその誘導体または化合物）を含む材料の層、すなわち水に実質的に不溶性であり、酸によって攻撃されない材料を備える。そのような特に興味深い材料の中には、例えば、シリカ、すなわち、酸化ケイ素（二酸化ケイ素）があり、これは、不透過性のガラス質層を提供することができる。
【0045】
本明細書で提案される用途を考慮して、シリカ膜または層の合成のための好ましい前駆体は、シラザン、特に、ポリシラザン、すなわち、その骨格が窒素原子によって架橋されたケイ素原子によって構成されるポリマである。あるいは、本明細書で提案する用途では、シリカ膜または層の合成の前駆体として、好ましくは、液体または粉末の形態で、おそらく、二酸化ケイ素またはシリカ粉末の形態で、特に、ＰＣＢに堆積するように、および／またはＰＣＢの少なくとも一部をコーティングするように設計された形態で、シリカ（ＳｉＯ２）を含む他の化合物を使用できる。
【0046】
Ｓｉ－Ｎ結合の長さは、一般に、１.７０～１.７５Åの間であると推定されるが、結合角は、シリコンと窒素の置換基に依存する。Ｓｉ－Ｎ結合の極性と窒素の塩基性のため、ポリシラザンは、水（またはアルコールや酸などのプロトン性溶媒）の存在下での加水分解に関して特に反応性がある。これらの反応により、シリコンと窒素の結合が切断され、すぐにシリカとアンモニアが形成される。この意味で、特に、有望な前駆体は、シリコン、窒素、水素で構成されるペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）であり、その構造は、３次元格子に似ており、シリコン原子は、窒素ブリッジを介して接続されている。
【0047】
ペルヒドロポリシラザンは、他のポリシラザンと同様に、一般的な非吸収性表面に室温で塗布できる液体組成物を得るためのベースとして、少なくとも１つの有機溶媒と少なくとも１つの触媒とともに使用できる。そのような液体組成物の塗布後、室温で基板に化学的に結合し、空気中に存在する湿度で重合する、実質的にガラス質シリカで作られた永久バリア層が形成される。このタイプの組成物は、様々な製造業者から市販されており、従来より輸送手段または木材で作られた構造の外面を保護するために使用されている。
【0048】
前述の組成物を塗布するために、対象の基板、ここではＰＣＢ２０を事前に洗浄し、グリースや油性物質を除去し、乾燥させる必要がある。塗布温度は、優先的に＋５℃～＋３０℃で構成され、相対湿度は、３０％～８０％で構成される。溶液は、例えば、噴霧または液体溶液を含む容器にＰＣＢ自体を浸漬することによって、すなわち、浸漬コーティング技術を使用して、層の形態でＰＣＢ２０に塗布されてもよい。実際に完全な重合は、通常、塗布から約８～１２時間後に室温で得られる（室温で約７日後に重合が完了する）。一方、本発明の範囲から除外されないのは、重合を加速するための熱処理のステップである。重合後、塗布された層は透明であり、ガラスの薄い層の外観を実質的に有する。
【0049】
加えて、および／または代替として、電極Ｊを覆う少なくとも１つの絶縁または保護層は、シリコンまたはその誘導体または化合物、例えば、酸化シリコンを含む複合材料の層を含み得る。このタイプの実質的に不透過性の複合材料は、例えば、ガラス繊維充填剤が補充されたエポキシ樹脂のベースを有するマトリックスを有してもよい。
【0050】
様々な実施形態において、装置の使用状態で電極Ｊとタンク１の周壁５との間に設定される少なくとも１つの絶縁または保護層は、それぞれシリコンまたはその誘導体または化合物を含む少なくとも２つの異なる材料層を備える。上記の２層は、上記で言及したように、ポリシラザンベースの液体溶液から出発して得られるガラス質シリカを主に含む２層であってもよい。他の実施形態では、少なくとも１つの絶縁層は、上記のポリシラザンから得られるガラス質シリカを含む材料の第１の層と、例えば、ガラス繊維を含む上記タイプの複合材料の第２の層とを備える。様々な好ましい実施形態では、前述の複合材料の第２の層は、材料の第１の層と電極Ｊとの間の中間位置にある。
【0051】
さらに他の実施形態では、少なくとも１つの絶縁層は、シリコンまたはその誘導体または化合物を含む第１の絶縁層と、想定される場合、ケーシング３０が取り付けられるか、ケーシング３０の材料をオーバーモールドされる可能性のある他の絶縁層の、少なくとも２つの異なる材料層を備える。これは、例えば、フッ素誘導体または化合物を含む実質的に不浸透性のポリマなど、第１の層の材料よりも剛性が低い、すなわち、より柔軟なポリマで作られている。
【0052】
様々な実施形態において、少なくとも１つの絶縁または保護層は、想定される場合は、その上にケーシング３０を取り付けるか、またはケーシング３０の材料をオーバーモールドすることができる、フルオロポリマまたはエラストマなど、少なくとも部分的に可撓性、変形可能、または圧縮可能な少なくとも１つの材料またはポリマを備える。想定される場合、好ましくは、ケーシング３０は、前述の絶縁層の材料よりも硬いポリマで作られている。
【0053】
電極Ｊは、シリコンまたはその化合物を含まない電気絶縁性で実質的に不浸透性の材料で作られた少なくとも１つの絶縁層で覆われてもよい。特に、有利な実施形態では、この材料は、後述するように、フッ素またはその誘導体または化合物を含むポリマである。他の実施形態では、少なくとも１つの絶縁層のシリコンを含まない材料は、“ソルダレジスト”として知られるタイプの層などのエポキシ系材料を含む層、すなわち、酸化に対する保護を提供するように設計されたポリマ材料、特に、エポキシベースの材料の薄層である。ソルダレジストまたはエポキシベースの層を構成する材料が、おそらく感光性タイプの塗料またはインクに類似している場合、シルクスクリーン印刷技術などを使用して吹き付けまたは塗布することができる。一方、ソルダレジストまたはエポキシベースの層は、真空積層法を使用して塗布されたフィルムの形で作成することもできる。
【0054】
【0055】
ｉ）複合材料の第１の層。
ｉｉ）ここでは、ソルダレジストまたはエポキシベースのタイプであると想定される材料の第２の層。
ｉｉｉ）シリカベースの第３の層。
ｉｉ）ここでは、ソルダレジストまたはエポキシベースのタイプであると想定される材料の第２の層。
ｉｉｉ）シリカベースの第３の層。
【0056】
例示の場合、複合材料の第１の層は、ガラス繊維が充填されたエポキシ樹脂ベースのマトリックスを有する。非常に有利には、前述の第１の複合材料は、ＰＣＢ２０の多層構造自体の層の１つにより構成され得る。図４～図７も参照すると、図示される非限定的な例では、ＰＣＢ２０の支持構造は、対応する電極Ｊが配置される外面上に少なくとも１つの支持層２０１を含む。
【0057】
優先的ではあるが必須ではない、ＰＣＢ２０の支持構造は、電極Ｊを担持する層と反対の層２０１の面に対応する位置に１つまたは複数のさらなる層２０２を備えてもよい。電極Ｊを担持する層２０１は、電極Ｊがそれに応じて被覆されるように、多層構造自体の外側層２０３で被覆される。
【0058】
添付の図では、単に説明の目的で、例示された多層構造の中心に対して相同な位置の層（すなわち、層２０１および２０３とは反対側の位置であり、その間に電極Ｊが配置されている）も、２０１と２０３で示され、間に設定されるいくつかの可能な層は、２０２で示されている。しかしながら、実際の実施の目的のためには、電極Ｊを担持する単一の層２０１および単一の層２０１を覆う単一の層２０３でさえ十分であり得ることは明らかである。図示の例では、２０３で示される外層は、ＰＣＢ２０の反対側の主側面（２０ａ、図８）を形成するが、前述のように、前述の反対側の主側面は、一方の側の単一層２０３と他方の側の単一層２０１によっても形成され得る。
【0059】
ＰＣＢ２０の様々な層２０１、２０２、および２０３は、これが本質的な特徴を構成しないとしても、例えば、ＦＲ４などの同じ材料で作られることが好ましい。
【0060】
再び図２～図７に示される非限定的な例を参照すると、ＰＣＢ２０の多層構造の外側層２０３の少なくとも１つ上に、それぞれ第２の層４０があり、ここでは、４０によって示されるソルダレジストまたはエポキシベースのタイプであると想定される。電極ＪはＰＣＢ２０の支持構造内に配置されるので、層４０の主な機能は、これらがソルダレジストまたはエポキシベースのタイプである場合、可能性のある短絡を防止するのではなく、可能性のある酸化現象、および／または湿気、および／または蒸気、および／または液体、および／または塵の浸透現象に対抗することであることが理解されよう。
【0061】
示された例では、層４０は、ＰＣＢ２０の層２０３の外面のみを好ましくは完全にコーティングするが、他の実施形態では、層４０は、ＰＣＢ２０を取り囲む単一のコーティングに属していてもよく、またはその主側面およびその側縁または副側面で少なくともその一部に属していてもよい（以下で説明する層またはコーティング５０に関して）。他の実施形態では、電極Ｊが下に位置する層２０３を覆う１つの層４０のみが提供されてもよい。
【0062】
最後に、ＰＣＢ２０上、すなわち、層４０のそれぞれの上には、５０で示される実質的にシリカで作られた第３の層が存在する。第３の層５０、または各第３の層５０は、それぞれの層４０を被覆する個々の層として適用することができ、または例示した場合のように、それ自体はＰＣＢ２０を多数の側面およびエッジで囲むコーティングとして適用することができる。このため、以下では、層５０は“外側コーティング”としても識別される。また、外側コーティングまたは層５０は、ＰＣＢ２０全体またはその関心のある部分のみを包囲またはコーティングしてもよい。他の実施形態では、単一の層４０上にただ１つの層５０を設けることができ、この層４０は、層２０３を覆い、その下に電極Ｊが位置する。
【0063】
例として、複合材料の層２０３は、０．２ｍｍ～０．４ｍｍの間の厚さを有することができ、層４０は、１０μｍ～３０μｍの間の厚さを有することができ、外側コーティング５０（または少なくともその層が電極Ｊが配置されているＰＣＢ２０の主側面をコーティングする）は、１０μｍ～３０μｍの間の厚さを有し得る。外側ケーシング３０は、１ｍｍ～２．４ｍｍ、好ましくは、１．４ｍｍ～１．８ｍｍ、非常に好ましくは、１．５～１．６ｍｍの厚さを有し得る。
【0064】
複合材料２０３でできた層は、ＰＣＢ２０自体の製造中に形成され、それ自体が多層構造の一部を構成する。上述したように、ＰＣＢ２０の多層構造は、ＦＲ４、またはＧＲＰ（ガラス強化プラスチック）タイプのベトロナイトまたは同様の電気絶縁複合材料などの材料を使用して得ることができる。使用される好ましい複合材料は、ガラス繊維を含むエポキシ樹脂などのエポキシベースである。ＰＣＢの構造の様々な層は、多層ＰＣＢの製造の分野でそれ自体知られている技術に従って、互いに積層されることが好ましい。
【0065】
層４０は、層２０３の外面に吹き付けられてもよいが、例えば、オーバーモールディングによる別の方法で層４０のエポキシ材料の塗布を除外することは原則としてない。
【0066】
また、ポリシラザンまたは二酸化ケイ素に基づく溶液は、一般に、シリカに変換される、すなわち、ガラス質の絶縁コーティング５０を提供するために、スプレーコーティング技術を使用して堆積または塗布されるか、またはＰＣＢを完全に浸漬することによって塗布され、または部分的に液体溶液を含む容器に、すなわち、浸漬コーティング技術を使用して塗布され得る。一方、堆積は、スピンコーティング（ＰＣＢの回転による堆積）、フローコーティング（ＰＣＢに衝突する流れによる堆積）、ＣＶＤ（化学蒸着）、ＰＶＤ（物理蒸着）などの他の既知の手法を使用して実行できる。これらの技術は、層４０の堆積にも使用され得る。
【0067】
理解されるように、本発明の態様によれば、レベルセンサ装置１０は、電極Ｊ、すなわち、それらを支持する構造（２０１、２０２）を、外部環境および／または検出対象の液体を含むタンク１の周壁５から分離する少なくとも３つの絶縁要素または層（３０、５０、４０、２０３）を備えてもよい。図６～図７を参照。
【0068】
図９～図１２に例示されているのは、本発明の可能な実施形態に係る装置のケーシング本体を製造するための可能なシーケンスである。図９に示されているのは、２０’によって全体として示されている、ＰＣＢ２０、層４０、および外側コーティングまたは層５０を含む半製品である。前述の半製品２０’（以下、“被覆ＰＣＢ２０”とも定義される）は、電極Ｊだけでなく、検出および／または処理回路の残りの部分もすでに備えられていると想定される。半製品２０’には、例えば、ＰＣＢ２０（図８）、すなわち、半製品２０’の領域２５および２６を少なくとも部分的に受け入れるように設計された空洞を画定するシェルのような形状の本体部２１が適用される。前述のように、好ましくは、部分２１は、コネクタ本体１５ａと端子１７を一体化し、後者は、この段階でＰＣＢ２０の対応する導電パスに電気的に接続される。
【0069】
次に（図１０を参照）、半製品２０’に適用されるのは、ＰＣＢ２０、すなわち、半製品２０’の制御領域２５（図８）の少なくとも一部を間に挟んだ本体部２２である。本体部２２は、例えば、本体部２１に固定された蓋の形態（例えば、スナップ動作、またはねじ手段、または溶接、または接着により固定）の別個の構成要素として構成されてもよく、またはそれ自体がオーバーモールドまたは樹脂積層部品として構成されてもよい。２つの部分２１と２２は、特に、それらが別個の構成要素によって構成される場合、部分２２の対応するシートとピンと結合するように設計された部分２１のピンとシートなどの相互結合手段を設けることができる。
【0070】
優先的に、本体部２１および２２は、２６０℃より高い融点を有するポリマで作られているか、または、いずれの場合も、特に、２５０℃より低い温度での少なくとも１つのポリマ、例えば、装置１０のケーシング本体の外側ケーシング３０を提供するように設計されたポリマの起こり得るオーバーモールドに耐えることができるように、この温度に耐えるように設計されている。この目的のために、様々な実施形態において、本体部２１および２２の材料は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアミドコポリマ（ＰＡ６６）、およびポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）から選択される。
【0071】
場合によっては、本体部２１の空洞、およびこの空洞に収容される半製品２０’、すなわち、ＰＣＢ２０の対応する部分の空洞に対応する領域に、これらの領域にある電気および／または電子コンポーネントの保護特性を改善することを目的とした樹脂を塗布し得る。使用される樹脂または同様の材料は、低融点または重合温度、特に、電気および／または電子部品を損傷しないような変態温度（１８０℃～２４０℃の間の温度、好ましくは、２００℃近傍など）を持つタイプのものが好ましい。目的に適した熱可塑性材料は、比較的弾性があるか、または硬くないことが好ましく、いわゆるホットメルトタイプまたはホットグルータイプのものであってもよい。
【0072】
次に、必要に応じて、検出領域２４を含むＰＣＢ２０、すなわち、半製品２０’の少なくとも一部が、外側ケーシング３０を提供するポリマ材料をオーバーモールドするための型に挿入される。ケーシング３０のオーバーモールドに使用される材料は、熱可塑性材料または熱硬化性材料であってもよい。好ましい材料は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、およびポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）である。一方、上述したように、他の実施形態では、外側ケーシング３０は、別個に製造され、次いで、半製品２０’に適用される部品として構成されてもよい。
【0073】
好ましくは、型は、本体部２１および２２が設けられた中間領域２６の少なくとも一部も受け入れるように構成される。この場合、オーバーモールディング操作の過程で、ＰＣＢ２０の中間領域２６に存在する可能性のある回路部品、すなわち、半製品２０’は、オーバーモールディング領域内に位置しているが、いずれにせよ保護される。この中間領域が本体部２１と２２の間に囲まれているという事実を考慮して、前述の樹脂の存在下で保護がさらに強化される。
【0074】
外側ケーシング３０のオーバーモールド（または別個の適用）の動作の結果は、図１１に例示されており、ここで、装置のケーシング本体が形成される。注目されるように、ケーシング３０は、半製品２０’を完全には囲まず、少なくとも図１のタンク１の周壁５に面するかまたは設置されるべき面を露出したままにする。
【0075】
図１１および図１２では、例えば、ねじ部材または他の係合手段を介して、装置１０を図１に示されたタンク１の周壁５に固定するのに有用なレリーフまたはケーシング３０から突出する要素など、ブラケットなど１６を画定するように外側ケーシング３０を有利に形成する方法に留意することができる。他方、装置１０の本体とは別個の構成要素として構成されたブラケットまたは同様の固定手段を目的として想定することが可能である。
【0076】
ブラケットなどに加えて、またはその代替として、センサ装置１０の周壁５への固定は、タンク１に対して設置される装置（したがって、ＰＣＢ２０）の表面に堆積される結合剤の層を使用して実行できる。このような結合剤の層は、図１２のＧで示されている。
【0077】
前述のように異なる固定の様式に関係なく、様々な好ましい実施形態では、例えば、後者と接触して、好ましくは、装置１０は、電極Ｊに対応する位置にある装置１０の面と壁５の外側との間に実質的に空隙が存在しないように、タンク１の側壁５に当接する（すでに述べたように、表面粗さによって生じた可能性のある微小空洞を埋めるように設計された結合剤またはゲルの層を挿入することが可能である）。おそらく、装置１０は、部分間の接触を改善し、空隙の存在を低減するために、壁自体に対してわずかな弾性圧力の状態で側壁５に対して固定されてもよい。
【0078】
図２～図７に示される種類の実施形態は、前述の外部物質、並びに検出対象の液体との長時間の接触後に壁５によって吸収される可能性のある湿度が電極Ｊに到達する可能性を防ぐか、少なくとも電極Ｊに到達するそのような物質を大幅に遅らせる限り、特に有利である。
【0079】
様々な実施形態では、１つまたは複数の層４０は、省略される。この意味での例が図１３～図１６に示されており、それぞれのアレイの電極Ｊと外部環境（例えば、タンクの周壁５を含む）との間に、ここでは、ＰＣＢ２０の層２０３および外側コーティング５０で表されるシリコンまたはその誘導体または化合物を含む２層が提供される。図１３～図１６に示すタイプの実施形態では、いずれの場合でも、外部環境と電極Ｊとの間には、異なる材料の２つの層（５０および２０３）が設定される。図２～図６に例示されているタイプの実施形態と比較して低下しているとはいえ、壁５に含浸する可能性のある湿度または液体を含む前述の外部物質からの電極Ｊの絶縁は、いずれにしても、装置の様々な用途に十分な高さを維持する。
【0080】
理解されるように、本発明の態様によれば、レベルセンサ装置１０は、電極Ｊ、すなわち、それらを支持する構造（２０１、２０２）を、外部環境から、また検出対象の液体を含むタンク１の周壁５から分離する少なくとも２つの絶縁要素または層（３０、５０、４０）を備える。これに関連して、図１５および図１６を参照。
【0081】
様々な実施形態では、電極Ｊは、ＰＣＢ２０の構造内に配置されず、前記構造のそれぞれの外面に配置される。この意味での例を図１７～図２０に示す。したがって、これらの図に示されている例では、ＰＣＢ２０の外側層２０３は存在せず、電極Ｊは、ＰＣＢ自体の外側に、その主面に直接設けられる（ここでは、電極を担持する層２０１によって表される）。この種の実施形態では、ＰＣＢ２０は、必ずしも多層構造を有さないことが理解されよう。図１７～２０の場合、例えば、ソルダレジストまたはエポキシタイプの層４０が存在し、ＰＣＢ２０の層２０１上に直接塗布されて、電極Ｊも覆う。層４０の形成に必要な材料が塗料またはインクの形態であるタイプの実施形態では、この材料は、必要に応じて、例えば、シルクスクリーン堆積により、図示の場合のように、層４０の外面が実質的に平面になるように塗布することができる（すなわち、対応する材料は、電極Ｊの領域で層４０の厚さが小さくなるように堆積される）。しかしながら、これは、装置の動作の目的にとって本質的な特性ではない。
【0082】
また、図１７～図２０に示すタイプの実施形態では、いずれの場合も、外部環境と電極Ｊとの間に設定されるのは、異なる材料の２つのさらなる層（４０および５０）である。これにより、様々な用途における装置１０の検出領域の効果的な保護が可能になる。
【0083】
また、この場合、発明の態様によれば、レベルセンサ装置１０は、電極Ｊ、すなわち、それらを支持する構造（２０１、２０２）を、外部環境から、また検出対象の液体を含むタンク１の周壁５から分離する少なくとも２つの絶縁要素または層（３０、５０、４０）を備える。これに関連して、図１９および図２０を参照。
【0084】
様々な実施形態では、外側コーティングまたは層５０は、省略される。この意味での例を図２１～図２４に示し、それぞれのアレイの電極Ｊと壁５との間には、ここでは、ＰＣＢ２０の層２０３と、例えば、ソルダレジストまたはエポキシベースのタイプがいずれにしても提供される層４０によって表される異なる材料の２つの層がある。したがって、この場合も、外部環境と電極Ｊとの間に、可能なコーティング３０に加えて、異なる材料の少なくとも２つの層（層４０および２０３）が設定され、これにより、前述の外部物質が電極に到達するのを防ぐか、いずれにしてもそれらを遅らせることができる。
【0085】
したがって、この場合にも、レベルセンサ装置１０は、電極Ｊ、すなわち、それらを支持する構造２０１、２０２を、外部環境から、また検出対象の液体を含むタンク１の周壁５から分離する少なくとも２つの絶縁要素または層（３０、４０、２０３）を備える。これに関連して、図２３および図２４を参照。
【0086】
図２５～図２８は、層４０が省略され、電極ＪがＰＣＢ２０の構造内ではなく、この構造のそれぞれの外面に対応する位置に配置される、さらなる可能な実施形態を例示する。したがって、この場合にも、ＰＣＢ２０の外側層２０３は存在せず、電極Ｊはその２つの主側面の１つに対応する位置でＰＣＢの外側に直接設けられる（ここでは、電極を担持する層２０１によって表される）。したがって、外側コーティングまたは層５０は、電極Ｊも覆うように、ＰＣＢ２０の層２０１に直接塗布される。このタイプの実施形態においても、ＰＣＢ２０は必ずしも多層構造を有さないことが理解されるであろう。図２５～図２８に示すタイプの実施形態では、外部環境と電極Ｊとの間に設定され、図２７～図２８に明確に示されるように、可能なケーシング３０に加えて、少なくともシリカベースの外側コーティングまたは層５０である。
【0087】
このようにして得られた外部物質からの絶縁は、前述の他の実施形態と比較して減少しているが、特に、絶縁層５０の提供に使用される材料がＰＣＢ２０を均一に被覆するガラス質またはシリカベースの層である場合、通路や多孔性を残すことなく、装置の様々な用途に十分である。したがって、厚さが薄い場合でも、良好なシール特性を備えている。
【0088】
図２９～図３２は、さらなる可能性のある実施形態を例示し、層４０および外側コーティングまたは層５０の両方が省略され、電極Ｊは、ＰＣＢ２０の多層構造内に外層２０３の下に配置される。したがって、このタイプの実施形態においても、外部環境と電極Ｊとの間に設定されるのは、可能なケーシング３０に加えて、ＰＣＢ２０の多層構造に属する１つの層２０３だけである。また、このタイプの構造は、保護、または少なくとも前に例示したタイプの可能性のある外部物質の悪影響を遅らせるのに十分である。
【0089】
同様に、図３３～図３６は、外側コーティングまたは層５０が省略され、電極ＪがＰＣＢ２０の構造内ではなく、構造のそれぞれの外面に対応する位置に配置される、さらなる可能な実施形態を例示する。したがって、この場合にも、ＰＣＢ２０の外側層２０３は存在しないが、電極Ｊ（ここでは反対側の層２０１）を担持する層２０１上には、電極自体を覆うように、例えば、ソルダレジストまたはエポキシ系タイプのそれぞれの層４０が配置される。このタイプの実施形態においても、ＰＣＢ２０は、必ずしも多層構造を有さないことが理解されるであろう。このタイプの実施形態では、レベル検出を受ける液体と電極Ｊとの間に設定されるのは、タンクの壁５に加えて、層４０のみであり、いずれの場合でも様々な用途で十分である。
【0090】
ポリシラザンベースの組成物から出発して得られるシリカで主に作られた外側コーティングまたは層５０を設けることは、対応する重合中にシリコンが対応する基板２０および／または４０の－ＯＨ基に結合するため、特に、有利である。このようにして、外側コーティング５０と下にある基板（場合によっては層４０または層２０３で構成される）との間に二次タイプの傾向のある結合が得られ、材料間の固定、ひいては構造の強度の改善に寄与する。この観点では、前述のように、様々な実施形態において、ＰＣＢ２０および／または層４０は、エポキシ系材料、すなわち、－ＯＨ基を含む材料を使用して優先的に形成され、それにより、外側コーティング５０および／または層４０との化学結合を保証する。この観点でも、電極Ｊは、金属または金属合金（例えば、銅または銅ベースの合金）で作られていることが好ましい。前述の金属の生産段階では、ポリシラザンベースまたは二酸化ケイ素ベースの溶液が電極Ｊに部分的に接触して適用される場合にも、－ＯＨ官能基のグラフトを伴う擬似酸化プロセスが発生する。金属とポリシラザンまたは二酸化ケイ素との間に基本的な化学結合（－ＯＨまたはＯ＊官能基）が形成され、異なる材料間の固定という点で結果として利点がある。
【0091】
様々な特に有利な実施形態では、以前に４０で示されたエポキシ系層は、好ましくは、パーフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）およびパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）なしで、前駆体、誘導体、またはフッ素化ポリマまたはフルオロポリマまたはペルフルオロ化ポリマなどのフッ素化合物を含むポリマで作られた層４０’で置換されてもよい。このため、上記の様々な図において、参照番号４０に関連付けられているのは括弧内の参照番号４０’でもある。好ましい材料は、例えば、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフッ素エチレン（ＰＴＦＥ）、より一般的には、フッ素アクリレートベースのポリマである。したがって、層４０が想定される前述の構成は、これらの層がフッ素の前駆体または誘導体または複合物を含むポリマで作られた層４０’によって置換される場合に有効であると理解されるべきである。また、層４０’は、ＰＣＢ２０を囲む（中間または外側）絶縁コーティングに属していてもよく、すなわち、ＰＣＢの縁部または副側面でも延びている（例えば、図３７～図４６に示されているように）。層またはコーティング４０’は、１０μｍ～７０μｍの間の厚さを有し得る。
【0092】
本出願人によって行われた研究により、フッ素ベースの高分子材料、またはフッ素の誘導体または化合物（完全または部分フッ素化フルオロポリマなど）が、本明細書で提案された用途の目的に特に有利であることを確認することができた。フッ化物は、化学的に非常に耐性があることに加えて、高温でも優れた耐性を示すため、外側ケーシング３０の可能なオーバーモールドに耐えるのに完全に適している。さらに、これらの材料は、比較的柔軟であるか、硬くなく、比較的変形可能または圧縮可能である。したがって、非常に良好な熱膨張および熱衝撃に耐えることができる。同様に非常に低い摩擦係数を示し、結果として、異なる熱膨張係数のために、ケーシング３０の材料とＰＣＢ２０（および／または層４０および／または５０などの可能性のある他の層）との間で生じる相対的な動きに耐える可能性がある。
【0093】
本出願人によって実施された実際の浸透試験は、フッ素化ポリマが、ＡｄＢｌｕｅなどの水尿素溶液に対する耐性に関して優れた結果が得られることを確認することも可能にした。これはまた、疎水性の高いフッ素化ポリマの表面エネルギーが非常に低いためである。この特性は、レベルが検出される液体が水または水ベースの溶液（主に水で構成されるＡｄＢｌｕｅなど）である場合、この液体が壁５に長時間含浸する場合、またはタンク１の補充中に誤って装置１０と接触する場合に特に有利である。
【0094】
さらに、フッ素化ポリマで作られた絶縁層４０’の存在は、水尿素溶液などの攻撃的な液体の浸透の場合、電極および／またはＰＣＢ２０の化学的攻撃に対する良好な保護を可能にする。フッ素化ポリマで作られた絶縁層４０’の存在は、外部環境から、例えば、冬期に道路上に存在する可能性があり、装置１０の少なくとも一部に到達する可能性がある水と塩を含む溶液から電極Ｊの保護を可能にする。
【0095】
層またはコーティング４０’を製造するためのフルオロポリマの使用は、様々な構成において、材料の重合中に、対応する基板の材料と化学的および／または構造的結合を得ることができるという事実の観点からも特に有利である。これは、ＰＣＢ２０および／または層４０がエポキシベースの材料でできている場合に特に有利である。この観点では、すでに述べたように、ＰＣＢ２０の材料は、好ましくは、エポキシベースであり（例えば、ＦＲ４、そのマトリックスは、一般に、エポキシ樹脂で構成される）、ソルダレジストタイプの層４０もエポキシ樹脂で作られている。
【0096】
【0097】
ｉ）複合材料の第１の層２０３と、
ｉｉ）材料４０の第２の層と、
ｉｉｉ）フッ素化ポリマベースを備えた第３の層４０’。
ｉｉ）材料４０の第２の層と、
ｉｉｉ）フッ素化ポリマベースを備えた第３の層４０’。
【0098】
実施形態（図示せず）によれば、複合材料２０３の層は省略されてもよい。
【0099】
図に例示されている場合、複合材料の可能な第１の層は、ＰＣＢの多層構造の外層２０３で構成されているため、電極Ｊは、それに応じてコーティングされるが、層４０は、ソルダレジストまたはエポキシベースのタイプの絶縁コーティングに属する。これは、ＰＣＢ２０の構造をその主側面およびその縁部または副側面でコーティングする。代わりに、第３の層４０’は、層４０が属するエポキシベースのコーティングを囲む、例えば、ＦＥＰで作られたさらなるフッ素化ポリマ絶縁コーティングに属する。次に、外側ケーシング３０の材料は、層４０’が属するコーティング上におそらくオーバーモールドされる。
【0100】
図３７～図４０に例示されたタイプの解決策では、層またはコーティング４０’と層またはコーティング４０との間に、ここでは、層またはコーティング４０で表される、エポキシベースの基板の－ＯＨ基と、層またはコーティング４０’を提供するフッ素化ポリマのフッ素のより電気陰性の原子、例えば、ＦＥＰとの間の水素結合が提供される。水素結合または水素架橋は、非常に電気陰性な元素（フッ素、酸素、窒素など）との共有結合に関与する水素原子である分子間力の特定の場合であり、それは、原子価電子を引き付け、部分的な負電荷（δ－）を獲得し、部分的な正電荷（δ＋）を有する水素を残す。同時に、水素は近くの分子の電気陰性原子によって引き付けられる。
【0101】
したがって、前述の結合は、材料間の固定の改善、したがって、構造の強度に寄与することが理解されよう。４０’で示されるタイプの層またはコーティングが、エポキシ樹脂で少なくとも部分的に作られたＰＣＢ２０に直接塗布されると、今例示したものと同様の結合が形成される。このタイプの場合は、図４１および図４２に例示されている。図４１は、多層ＰＣＢ２０をコーティングするコーティング４０’の場合に関するものであり、電極Ｊは、すでに複合材料２０３で作られた層で覆われているのに対して、図４２は、電極Ｊが露出したＰＣＢの場合に関する（すなわち、層２０１の外面に）。
【0102】
一態様によれば、本発明は、例えば、前述のケーシング３０のオーバーモールディング材料の収縮および／または熱ジャンプまたは衝撃による寸法変動（例えば、凍結した液体の加熱、および／または周囲温度の変動に続く）に従う、レベルセンサ装置の内部要素、ＰＣＢ２０、および／またはＰＣＢにより担持される回路コンポーネント、および／またはＰＣＢと外側ケーシング３０との間の材料の中間層などが受ける可能性のある機械的応力の除去または少なくとも低減を提案する。
【0103】
このため、それ自体が本発明の実施形態では、すでに前述したように、装置の少なくとも１つの絶縁層は、機械的補償の機能を実行し、この目的のために、少なくとも部分的に可撓性または変形可能または圧縮可能な材料またはポリマを備え、その上にケーシング３０が適用されるか、ケーシング３０を提供する材料をオーバーモールドする必要があり、好ましくは、ケーシング３０は、前述の補償の機能を実行する前述の絶縁層の材料よりも硬いポリマで作られている。
【0104】
例えば、前述のように、フルオロポリマは比較的柔軟、および／または変形可能で、低表面摩擦によって区別されるため、対応する層は、例えば、ＰＣＢ２０またはコーティング４０などの下にある基板に関してケーシング３０によって決まる機械的応力を吸収するために、機械的補償の機能を有利に実行できる。前述のように、これらの機械的応力は、装置の部品の寸法変動を誘発する熱衝撃に続く、外側ケーシング３０の収縮および／またはセンサ装置の応力によるものであり得る。
【0105】
他の実施形態では、前述の可能性のある応力を補償する前述の機能は、フッ素誘導体または化合物を含んでいないものであっても、以前に言及したものとは異なる、比較的弾性、および／または圧縮性、および／または変形可能なエラストマまたはポリマで作られた１つまたは複数の層４０’によって得ることができる。
【0106】
本発明の特に有利な実施形態では、５０により以前に示されタイプの絶縁層またはコーティングを組み合わせることも可能であり、これは比較的より硬くて脆く、したがって機械的応力または歪みに続く亀裂のリスクを潜在的に受けやすい。例えば、過剰な推力、および／または収縮、および／または層５０に応力または亀裂を誘発する可能性のある外側ケーシング３０の変形を防ぐために、第１の層５０を被覆するフッ素化層またはコーティングを有する。
【0107】
層５０に取り付けられた外側ケーシング３０の場合、例えば、様々な構成要素の製造における誤った位置決めまたは寸法公差のために、組立段階で過剰な機械的引張または圧縮応力が生じる可能性がある。一方、オーバーモールドされた外側ケーシング３０の場合、製造段階での収縮または過剰な歪みに続いて応力が生じる可能性がある。どちらの場合も、さらなる応力または歪は、どんな場合でも、材料の寸法が安定した後、または周囲温度の変化に伴う膨張および／または収縮のために、あるいは、車両の移動中の振動、またはセンサ装置１０の方向に凍結および膨張する可能性もある、タンクの充填またはタンク内の液体の加熱および／または冷却に伴うタンクの壁の寸法変化などの外部機械的応力に伴う応力または歪を生じる可能性がある。
【0108】
そのような場合は図４３～図４６に例示されており、多層ＰＣＢ２０には、前述のタイプのシリカまたは酸化ケイ素からなる絶縁コーティング５０が塗布され、その上にフルオロポリマからなる絶縁コーティング４０’が順番に塗布される。図４５～図４６から明らかなように、この種の解決策により、外部物質に関する電極Ｊの絶縁の最大化が可能になることが理解されよう。
【0109】
さらに、上記で例示したように、機械的応力または歪から後者を保護する、ガラス質タイプ（５０）、複合タイプ（２０）、またはエポキシタイプ（２０、４０）の対応する基板と比較して、フルオロポリマで作られた絶縁コーティングの高い柔軟性（または降伏、圧縮性、変形性）が強調されるべきである。
【0110】
【0111】
本体が外側ケーシング３０を含むセンサ装置１０について先に言及したが、その外側ケーシング３０は、検出電極Ｊが位置する回路支持体２０の検出領域２４を少なくとも部分的に囲む。すでに述べたように、前述の外側ケーシング３０の存在は、オーバーモールドタイプであるか、あるいは別個に製造されてから回路支持体に結合される可能性があり、装置の保護のためには好ましいものの、単なるオプションであると考えられる。
【0112】
図４７は、レベルセンサ装置１０を備えたタンク１を部分的に示しており、その検出部１１には外側ケーシング３０がない。また、このタイプの実施形態では、装置１０は、レベル検出軸Ｘに沿って延びるように、タンク１の本体１ａの外側、特に、その非導電性の横または周壁５に固定されるように事前に準備される。前述の壁５の外面に面する電極Ｊが配置されている装置の側面と、優先的に後者に接するか、または接触している。
【0113】
図４７の装置１０は、前述の実施形態のいずれかに従って得ることができ、前述したように、外側ケーシング３０が設けられていないという唯一の実質的な違いがある。そのような装置１０の例が図４８に示されており、これは、前述の図１０に実質的に対応するものとして理解され得る。この観点では、参照２０’の使用は、前述の層またはコーティング４０、４０’、５０の１つまたは複数が回路支持体またはＰＣＢ上に既に存在することを示すことを意図している。したがって、注目され得るように、図４８の装置１０のケーシング本体は、装置の接続および／または制御のための部分１５のみから基本的に成り、コーティングされたＰＣＢ２０’の対応する領域２５を少なくとも部分的に囲む（図８参照）。
【0114】
図４７および図４８に例示されているタイプの実施形態では、センサ装置１０のタンクの壁５への固定は、タンク１に面する装置の表面（したがって、コーティングされたＰＣＢ２０’）に広がる結合剤の層を使用して得られる。このような結合剤の層は、図４９にＧで示されている。この例では、部分１５に含まれる部分を除いて、検出電極が位置するコーティングされたＰＣＢ２０’の面を被覆するように、それ自体が絶縁機能を有利に果たすことができる層Ｇが適用される。一般に、結合剤Ｇの層は、ＰＣＢ２０の対応する面を保護する外層またはコーティングの少なくとも一部に広げることができ、場合によっては、層２０３または４０または４０’または５０である。
【0115】
【0116】
すでに述べたように、様々な実施形態において、タンクへのセンサ装置の設置は、可能な製造公差またはプロセスの広がりの補償を可能にするため、および／またはセンサ装置にタンクの壁によって加えられる可能性のある変形および結果として生じる推力に伴う損傷または故障を防ぐために、弾性タイプであり得る（例えば、太陽の下で止まっている車両の温度または加熱による変形、またはタンク自体の内部の液体の膨張の結果としてのタンクの壁の凍結および変形に伴う）。この目的のために、センサ装置とタンクの壁との間に設定された結合剤は、弾性タイプのものであり得る。さらに、前述のように、層またはコーティング４０’などの外層またはコーティングも、この目的に有用であることが証明されている弾性の特性を有利に示すことができる。
【0117】
上記の説明から、本発明の特徴が明らかになり、その利点は、提案されたレベルセンサ装置の構造の単純さ、含まれるコスト、およびその精度と信頼性によって主に表される。
【0118】
添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、純粋に例として本明細書に記載される装置および方法の分野の当業者によって多数の変形がなされ得ることは明らかである。
【0119】
絶縁層の数は、電極ＪがＰＣＢ２０のちょうど片側に対応する位置にあることを考慮して、図に示されているものよりも少なくてもよい。この観点では、例えば、ＰＣＢ２０の最も外側の層２０３のうちの１つのみが本発明の目的のために利用され得、および／または、特に、ＰＣＢを保護する外側ケーシング３０が反対側および側縁に設けられる場合、ＰＣＢ２０に関心のある側にただ１つの層４０（および／または４０’）が提供され得る。一方、図示されているように、絶縁構造は、レベル検出電極が存在しないＰＣＢの側面に層４０（および／または４０’）および／または５０を備えることができる。
【0120】
本発明に係るセンサ装置のＰＣＢは、エポキシベースの材料、またはシリコンまたはその誘導体もしくは化合物を含む材料を使用して必ずしも作成する必要はない。考えられる変形実施形態では、多層構造を持たないものであっても、ＰＣＢ２０は、例えば、フッ素化ポリマまたはＰＴＦＥ、またはポリイミド、またはセラミック材料を使用して得ることができる。
【0121】
本発明は、液体媒体、特に、水または尿素および水ベースの添加物のレベルの検出を特に参照して説明されたが、既に述べたように、説明されたセンサは、凍結により固化する可能性のあるものでさえも、異なる物質および材料、組み合わせて使用できる。
【0122】
いくつかの用途では、それぞれが異なる測定分解能を有し、装置１０の検出部１１の異なる位置に位置する、異なる検出領域でのレベル測定が必要になる可能性がある。この必要性は、例えば、所定の領域で必要な測定の分解能または許容範囲を保証するために、ＰＣＢ２０の検出領域２４に沿って、形状およびサイズに関して異なる形状を有する電極を配置することにつながる。この選択は、場合によっては、装置の制御電子機器、特に、そのコントローラのコストを最小化する必要性によって制限される（これは、その入力の数、したがって、管理可能な電極の数にリンクされる）。このため、用途によっては、検出の最大分解能が不要な領域（通常は両端）で電極のサイズを大きくすると便利な場合がある。この観点では、可能な変形実施形態によれば、その検出領域２４内のＰＣＢ２０の主面に対応する位置に設けられた容量性素子のアレイは、形状および／またはサイズの点で互いに多様化された、多数のシリーズの電極Ｊを備えることができる。
【0123】
前に説明した実施形態を参照して説明した個々の特徴は、他の実施形態では互いに組み合わせることができる。
【0124】
例えば、フッ素誘導体または化合物、あるいはフッ素誘導体または化合物を必ずしも含まないエラストマをベースとする材料で作られた、１つまたは複数の絶縁層またはコーティングによって実行される機械的補償の機能について以前に言及されている。このタイプの層またはコーティングは、それらの弾性および／または柔軟な性質により、特に、コーティングするために、領域２５および／または２６などの検出領域とは異なるＰＣＢの領域にも拡張または提供され得る。そして、回路支持体または基板上の露出位置に取り付けられた可能な電気および／または電子コンポーネントを保護し得る。
【0125】
上述したように、本発明による装置の回路支持体には、電極Ｊと同様に、少なくとも２つの材料層（５０、４０、４０’、２０３）によってレベル検出を受ける液体から絶縁され得る少なくとも１つの温度センサが設けられ得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】