DE102016225849A1 - Capacitive sensor - Google Patents

Capacitive sensor Download PDF

Info

Publication number
DE102016225849A1
DE102016225849A1 DE102016225849.4A DE102016225849A DE102016225849A1 DE 102016225849 A1 DE102016225849 A1 DE 102016225849A1 DE 102016225849 A DE102016225849 A DE 102016225849A DE 102016225849 A1 DE102016225849 A1 DE 102016225849A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plate
shaped electrode
electrode
capacitive sensor
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016225849.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Jan Hynek
Petr Tesar
Michal Bednar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102016225849.4A priority Critical patent/DE102016225849A1/en
Publication of DE102016225849A1 publication Critical patent/DE102016225849A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung einen Kapazitiver Sensor (1) umfassend eine erste plattenförmige Elektrode (2), eine zweite plattenförmige Elektrode (3), und eine Abschirmelektrode (4), wobei die erste plattenförmige Elektrode (2) und die zweite plattenförmige Elektrode (3) innerhalb einer selben gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und wobei die Abschirmelektrode (4) zwischen der ersten Elektrode (2) und der zweiten Elektrode (3) angeordnet ist.The present invention comprises a capacitive sensor (1) comprising a first plate-shaped electrode (2), a second plate-shaped electrode (3), and a shielding electrode (4), wherein the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3) are inside are arranged on the same common plane, and wherein the shielding electrode (4) between the first electrode (2) and the second electrode (3) is arranged.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kapazitiven Sensor. Insbesondere ist der kapazitive Sensor eingerichtet, Ethanol-Anteile in Kraftstoffen zu ermitteln.The present invention relates to a capacitive sensor. In particular, the capacitive sensor is set up to determine ethanol components in fuels.

Aus dem Stand der Technik sind kapazitive Sensoren bekannt, die insbesondere auch zum Ermitteln von Ethanol-Anteilen von Kraftstoffen oder zur Füllstandmessung von Kraftstofftanks verwendet werden. Beispielsweise offenbart die DE 198 23 190 B4 oder die WO 2011/084940 A1 einen derartigen Sensor. Mit solchen Sensoren ist allerdings eine genaue Messung nicht möglich, da stets Einfluss von Umgebungsmaterial die Messung verfälscht.Capacitive sensors are known from the prior art, which are used in particular for determining ethanol components of fuels or for level measurement of fuel tanks. For example, the DE 198 23 190 B4 or the WO 2011/084940 A1 such a sensor. With such sensors, however, an accurate measurement is not possible because always influence of surrounding material falsifies the measurement.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße kapazitive Sensor erlaubt ein sicheres und zuverlässiges Erfassen von Materialeigenschaften, wobei Störungen dieser Messung durch Umgebungsmaterialien verhindert sind. Insbesondere ist verhindert, dass Materialien, die zur Herstellung des kapazitiven Sensors selbst benötigt werden, die Messung des kapazitiven Sensors negativ beeinflussen. Dazu wird eine Messrichtung des kapazitiven Sensors durch zumindest eine Abschirmelektrode gesteuert.The capacitive sensor according to the invention allows a secure and reliable detection of material properties, whereby disturbances of this measurement by surrounding materials are prevented. In particular, it is prevented that materials which are required for the production of the capacitive sensor itself negatively influence the measurement of the capacitive sensor. For this purpose, a measuring direction of the capacitive sensor is controlled by at least one shielding electrode.

Der erfindungsgemäße kapazitive Sensor umfasst eine erste plattenförmige Elektrode und eine zweite plattenförmige Elektrode. Außerdem umfasst der kapazitive Sensor eine Abschirmelektrode. Dabei ist vorgesehen, dass die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode innerhalb derselben Ebene angeordnet sind. Dies bedeutet, dass Stirnflächen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei eine Stirnfläche der ersten plattenförmigen Elektrode einer Stirnfläche der zweiten plattenförmigen Elektrode gegenübersteht. Insbesondere weisen sowohl die erste plattenförmige Elektrode als auch die zweite plattenförmige Elektrode dieselbe Dicke auf. Somit ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberflächen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode innerhalb derselben Ebene angeordnet sind. Somit weisen die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode in ihrer relativen Anordnung zueinander keinen Versatz in einer Richtung senkrecht zu der Plattenform auf. Die Abschirmelektrode ist zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet. Dies bedeutet, dass die Abschirmelektrode zwischen einer Stirnfläche der ersten plattenförmigen Elektrode und zwischen einer Stirnfläche der zweiten plattenförmigen Elektrode angebracht ist. Besonders vorteilhaft ist kein Kontakt zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode und der Abschirmelektrode sowie zwischen der zweiten plattenförmigen Elektrode und der Abschirmelektrode vorhanden, sodass die erste plattenförmige Elektrode, die zweite plattenförmige Elektrode und die Abschirmelektrode beabstandet zueinander angeordnet sind. Weiterhin ist besonders vorteilhaft, dass die Abschirmelektrode dieselbe Dicke aufweist wie die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode, sodass eine gesamte Stirnfläche sowohl der ersten plattenförmigen Elektrode als auch der plattenförmigen Elektrode durch die Abschirmelektrode überdeckt ist. Durch die Abschirmelektrode ist somit eine Messung von Materialeigenschaften zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode verhindert. Auf diese Weise lassen sich Störungen bei der Messung durch den kapazitiven Sensor aufgrund von Fremdmaterial, das sich zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode befindet, verhindern. Somit ist der kapazitive Sensor verwendbar, um genaue Messergebnisse zu erzielen.The capacitive sensor according to the invention comprises a first plate-shaped electrode and a second plate-shaped electrode. In addition, the capacitive sensor comprises a shielding electrode. It is provided that the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode are arranged within the same plane. That is, end surfaces of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode are aligned parallel to each other, and an end surface of the first plate-shaped electrode faces an end surface of the second plate-shaped electrode. In particular, both the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode have the same thickness. Thus, it is particularly provided that the surfaces of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode are arranged within the same plane. Thus, the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode have no offset in a direction perpendicular to the plate shape in their relative arrangement with each other. The shield electrode is disposed between the first electrode and the second electrode. This means that the shielding electrode is mounted between an end face of the first plate-shaped electrode and between an end face of the second plate-shaped electrode. Particularly advantageously, there is no contact between the first plate-shaped electrode and the shielding electrode and between the second plate-shaped electrode and the shielding electrode, so that the first plate-shaped electrode, the second plate-shaped electrode and the shielding electrode are arranged at a distance from each other. Furthermore, it is particularly advantageous that the shielding electrode has the same thickness as the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode, so that an entire end face of both the first plate-shaped electrode and the plate-shaped electrode is covered by the shielding electrode. The shielding electrode thus prevents a measurement of material properties between the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. In this way, disturbances in the measurement by the capacitive sensor due to foreign matter located between the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode can be prevented. Thus, the capacitive sensor is usable to obtain accurate measurement results.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The dependent claims have preferred developments of the invention to the content.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich durch die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode eine erste Kapazität, eine zweite Kapazität und eine dritte Kapazität ausbilden. Die drei Kapazitäten stellen virtuelle Teilkapazitäten dar, aus denen sich die gesamte Kapazität zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode zusammensetzt. Die erste Kapazität bildet sich zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode aus. Die zweite Kapazität bildet sich auf einer ersten Seite der gemeinsamen Ebene der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode aus. Schließlich bildet sich die dritte Kapazität auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der gemeinsamen Ebene der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode aus. Durch die Abschirmelektrode ist jedoch das Ausbilden der ersten Kapazität verhindert oder abgeschwächt. Somit lassen sich lediglich die zweite Kapazität und die dritte Kapazität bestimmen, sodass eine Messrichtung des kapazitiven Sensors beschränkt ist. Insbesondere ist auf diese Weise vermieden, dass Materialien, die zum Herstellen des kapazitiven Sensors benötigt werden und die sich zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode befinden, das Messergebnis des kapazitiven Sensors verfälschen.It is preferably provided that form a first capacitor, a second capacitor and a third capacitor by the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. The three capacitances represent partial virtual capacitances that make up the total capacitance between the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. The first capacitor is formed between the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. The second capacitor is formed on a first side of the common plane of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. Finally, the third capacitance forms on a second side opposite the first side of the common plane of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. By the shielding electrode, however, the formation of the first capacitance is prevented or mitigated. Thus, only the second capacitance and the third capacitance can be determined, so that a measuring direction of the capacitive sensor is limited. In particular, it is avoided in this way that materials which are required for producing the capacitive sensor and which are located between the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode falsify the measurement result of the capacitive sensor.

Vorteilhafterweise weist der kapazitive Sensor eine Zusatz-Abschirmelektrode auf. Die Zusatz-Abschirmelektrode erstreckt sich parallel zu der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode. Somit ist vorgesehen, dass die Zusatz-Abschirmelektrode parallel zu der gemeinsamen Ebene der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode orientiert ist. Auf diese Weise lässt sich die Messrichtung des kapazitiven Sensors weiter beschränken. Dazu ist die Zusatz-Abschirmelektrode vorteilhafterweise beabstandet zu der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode angeordnet und weist eine Abmessung auf, die die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode überdeckt. Dies bedeutet, dass eine entsprechende Projektion der Zusatz-Abschirmelektrode in die gemeinsame Ebene größer ist als eine Projektion von erster plattenförmiger Elektrode und zweiter plattenförmiger Elektrode. Insbesondere ist die Projektion der Zusatz-Abschirmelektrode ein Rechteck, das die ebenfalls rechteckigen Projektionen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode umschließt.Advantageously, the capacitive sensor has an additional shielding electrode. The additional Shielding electrode extends parallel to the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. Thus, it is provided that the additional shielding electrode is oriented parallel to the common plane of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. In this way, the measuring direction of the capacitive sensor can be further limited. For this, the auxiliary shielding electrode is advantageously arranged spaced from the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode and has a dimension covering the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. This means that a corresponding projection of the additional shielding electrode in the common plane is greater than a projection of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. In particular, the projection of the additional shielding electrode is a rectangle enclosing the also rectangular projections of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode.

Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Ausbildung der zweiten Kapazität oder der dritten Kapazität durch die Zusatz-Abschirmelektrode verhindert oder abgeschwächt ist. Somit ist nur oder im wesentlichen nur die zweite Kapazität oder die dritte Kapazität vorhanden. Dies bedeutet, dass eine Kapazität lediglich auf einer einzigen Seite der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode bestimmbar ist. Somit weist der kapazitive Sensor eine genau definierte Messrichtung auf, wobei Störungen durch Materialien, die sich in anderen Richtungen relativ zu dem kapazitiven Sensor befinden, vermieden sind. Somit sind sehr genaue Messungen durch den kapazitiven Sensor ermöglicht.It is particularly advantageously provided that the formation of the second capacitance or the third capacitance is prevented or attenuated by the additional shielding electrode. Thus, only or substantially only the second capacity or the third capacity is present. This means that a capacitance can be determined only on a single side of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. Thus, the capacitive sensor has a well-defined direction of measurement, avoiding disturbances by materials located in other directions relative to the capacitive sensor. Thus, very accurate measurements are made possible by the capacitive sensor.

Die Zusatz-Abschirmelektrode ist vorteilhafterweise elektrisch mit der Abschirmelektrode gekoppelt. Somit weist die Zusatz-Abschirmelektrode stets dasselbe elektrische Potential auf wie die Abschirmelektrode. Besonders vorteilhaft kann die Zusatz-Abschirmelektrode einstückig mit der Abschirmelektrode ausgebildet sein. Alternativ kann die Zusatz-Abschirmelektrode in unmittelbarem Kontakt mit der Abschirmelektrode stehen, um so eine elektrische Kopplung zu realisieren. Alternativ ist die Zusatz-Abschirmelektrode über ein elektrisch leitfähiges Medium, insbesondere über ein Kabel, mit der Abschirmelektrode gekoppelt.The additional shielding electrode is advantageously electrically coupled to the shielding electrode. Thus, the additional shielding electrode always has the same electric potential as the shielding electrode. Particularly advantageously, the additional shielding electrode can be formed integrally with the shielding electrode. Alternatively, the auxiliary shield electrode may be in direct contact with the shield electrode so as to realize electrical coupling. Alternatively, the additional shielding electrode is coupled to the shielding electrode via an electrically conductive medium, in particular via a cable.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode auf einem Logikelement angeordnet. Die Zusatz-Abschirmelektrode ist auf derjenigen Seite der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode angeordnet, auf der sich das Logikelement befindet. Somit ist eine Störung der Messung des kapazitiven Sensors durch das Logikelement aufgrund der Zusatz-Abschirmelektrode verhindert. Bei dem Logikelement kann es sich insbesondere um eine Leiterplatte umfassend eine elektrische Schaltung handeln. Die Zusatz-Abschirmelektrode kann vorteilhafterweise innerhalb der Leiterplatte angebracht sein oder auf der Leiterplatte befestigt sein.In a further particularly preferred embodiment, the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode are arranged on a logic element. The auxiliary shield electrode is disposed on the side of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode on which the logic element is located. Thus, a disturbance of the measurement of the capacitive sensor is prevented by the logic element due to the additional shielding. The logic element may in particular be a printed circuit board comprising an electrical circuit. The additional shielding electrode may be advantageously mounted within the circuit board or mounted on the circuit board.

Die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode sind vorteilhafterweise in eine elektrisch nicht leitfähige Schutzschicht eingebettet. Durch eine solche Schutzschicht können die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode in einer Umgebung eines Fluids verwendet werden, ohne dass Gefahr besteht, dass die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode aufgrund der Anwesenheit des Fluids korrodiert werden. Allerdings kann die Schutzschicht zu einer Verfälschung der Messergebnisse des kapazitiven Sensors führen, da nicht nur Materialeigenschaften außerhalb des kapazitiven Sensors gemessen werden, sondern auch Materialeigenschaften der Schutzschicht selbst. Dies wird jedoch durch die Abschirmelektrode verhindert, sodass derjenige Teil der Schutzschicht, der sich zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode befindet, die Messung des kapazitiven Sensors nicht stört, da hier eine Messung durch die Abschirmelektrode verhindert ist.The first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode are advantageously embedded in an electrically non-conductive protective layer. By such a protective layer, the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode can be used in an environment of a fluid without the risk of corroding the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode due to the presence of the fluid. However, the protective layer can lead to a falsification of the measurement results of the capacitive sensor, since not only material properties are measured outside the capacitive sensor, but also material properties of the protective layer itself. However, this is prevented by the shielding electrode, so that the part of the protective layer which is between the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode, the measurement of the capacitive sensor does not interfere, since a measurement is prevented by the shielding electrode.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass an der ersten plattenförmigen Elektrode und an der zweiten plattenförmigen Elektrode jeweils eine elektrische Spannung gegenüber einem Referenzpotential angelegt ist. An der Abschirmelektrode ist ebenfalls eine elektrische Spannung gegenüber demselben Referenzpotential angelegt, wobei die elektrische Spannung der Abschirmelektrode derjenigen elektrischen Spannung entspricht, die an die erste plattenförmige Elektrode oder an die zweite plattenförmige Elektrode angelegt ist. Auf diese Weise ist eine kapazitive Messung verhindert, da durch die Abschirmelektrode eine zumindest teilweise Abschirmung auftritt. Insbesondere kann keine Kapazität zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode auftreten, sodass die Messung des kapazitiven Sensors auf die zuvor beschriebene zweite Kapazität und dritte Kapazität eingeschränkt ist.In a preferred embodiment it is provided that an electrical voltage is applied to the first plate-shaped electrode and to the second plate-shaped electrode relative to a reference potential. An electrical voltage is likewise applied to the shielding electrode in relation to the same reference potential, the electrical voltage of the shielding electrode corresponding to the electrical voltage applied to the first plate-shaped electrode or to the second plate-shaped electrode. In this way, a capacitive measurement is prevented because at least partial shielding occurs by the shielding electrode. In particular, no capacitance may occur between the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode, so that the measurement of the capacitive sensor is limited to the above-described second capacitance and third capacitance.

Besonders vorteilhaft ist die Abschirmelektrode plattenförmig ausgebildet. Die Abschirmelektrode ist senkrecht zu der ersten plattenförmigen Elektrode sowie der zweiten plattenförmigen Elektrode orientiert. Dies bedeutet, dass jeweils Oberflächen der Abschirmelektrode gegenüber den Stirnflächen von erster plattenförmiger Elektrode und zweiter plattenförmiger Elektrode gegenüberstehen. Stirnflächen der Abschirmelektrode sind vorteilhafterweise parallel zu den Oberflächen von erster plattenförmiger Elektrode und zweiter plattenförmiger Elektrode ausgerichtet. Insbesondere liegen besagte Stirnflächen der Abschirmelektrode innerhalb derselben Ebene wie die Oberflächen der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode. Im Rahmen dieser Anmeldung werden unter Oberfläche solche Flächen verstanden, die einen größten Flächeninhalt aufweisen. Dies sind definitionsgemäß solche Flächen, die sich parallel zu der gemeinsamen Ebene von erster plattenförmiger Elektrode und zweiter plattenförmiger Elektrode erstreckt. Die Stirnflächen sind somit Flächen mit geringerem Flächeninhalt, wobei sich die Stirnflächen gewinkelt, insbesondere senkrecht, zu der gemeinsamen Ebene erstrecken.Particularly advantageously, the shielding electrode is plate-shaped. The shielding electrode is oriented perpendicular to the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. This means that in each case surfaces of the shielding electrode opposite to the end faces of the first plate-shaped electrode and second plate-shaped electrode. End surfaces of the shielding electrode are advantageously parallel to the surfaces of the first plate-shaped Electrode and second plate-shaped electrode aligned. In particular, said end faces of the shield electrode are within the same plane as the surfaces of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. For the purposes of this application, the term "surface" refers to surfaces which have the largest surface area. These are, by definition, those surfaces which extend parallel to the common plane of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode. The end faces are thus surfaces with a smaller surface area, wherein the end faces angled, in particular perpendicular, extend to the common plane.

Der kapazitive Sensor ist besonders vorteilhaft zum Ermitteln eines Anteils eines Inhaltsstoffes, insbesondere Ethanol, in einem Kraftstoff ausgebildet. Die Inhaltsstoff-Anteile lassen sich durch kapazitive Messung bestimmen. Gleichzeitig ist besonders vorteilhaft durch die beschriebene Schutzschicht die erste plattenförmige Elektrode und die zweite plattenförmige Elektrode von der Umgebung, das bedeutet insbesondere von dem Kraftstoff, getrennt. Somit führt die Anwesenheit des Kraftstoffs nicht zu einer Korrosion der ersten plattenförmigen Elektrode und der zweiten plattenförmigen Elektrode und somit nicht zu einer Beschädigung oder einem Ausfall des kapazitiven Sensors.The capacitive sensor is particularly advantageous for determining a proportion of an ingredient, in particular ethanol, formed in a fuel. The content of ingredients can be determined by capacitive measurement. At the same time is particularly advantageous by the described protective layer, the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode from the environment, which means in particular of the fuel separated. Thus, the presence of the fuel does not lead to corrosion of the first plate-shaped electrode and the second plate-shaped electrode and thus to no damage or failure of the capacitive sensor.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:

  • 1 eine schematische Abbildung eines kapazitiven Sensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine schematische Ansicht eines Funktionsprinzips eines kapazitiven Sensors gemäß dem Stand der Technik,
  • 3 eine schematische Ansicht eines Funktionsprinzips des kapazitiven Sensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 4 eine schematische Ansicht einer Funktionsweise eines kapazitiven Sensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 5 eine schematische Ansicht eines kapazitiven Sensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:
  • 1 FIG. 2 a schematic illustration of a capacitive sensor according to a first exemplary embodiment of the invention, FIG.
  • 2 1 is a schematic view of a principle of operation of a capacitive sensor according to the prior art,
  • 3 a schematic view of a principle of operation of the capacitive sensor according to the first embodiment of the invention,
  • 4 a schematic view of an operation of a capacitive sensor according to a second embodiment of the invention, and
  • 5 a schematic view of a capacitive sensor according to the second embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt schematisch einen kapazitiven Sensor 1. Der kapazitive Sensor 1 umfasst eine erste plattenförmige Elektrode 2 und eine zweite plattenförmige Elektrode 3. Die erste plattenförmige Elektrode 2 und die zweite plattenförmige Elektrode 3 sind vorteilhafterweise identisch ausgebildet, weisen somit dieselben Abmessungen auf. Außerdem sind die erste plattenförmige Elektrode 2 und die zweite plattenförmige Elektrode 3 innerhalb einer selben gemeinsamen Ebene angeordnet. Dies bedeutet, dass sämtliche Oberflächen der ersten plattenförmigen Elektrode 2 parallel zu einer korrespondierenden Oberfläche 9 der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 orientiert sind. Durch eine solche versatzfreie Anordnung und durch die identischen Abmessungen sind somit Stirnflächen 10 der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 unmittelbar gegenüberliegend angeordnet, wobei sich die Stirnflächen in einer Richtung parallel zu den Oberflächen 9 überdecken. 1 schematically shows a capacitive sensor 1 , The capacitive sensor 1 comprises a first plate-shaped electrode 2 and a second plate-shaped electrode 3 , The first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 are advantageously identical, thus have the same dimensions. In addition, the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 arranged within a same common plane. This means that all surfaces of the first plate-shaped electrode 2 parallel to a corresponding surface 9 the second plate-shaped electrode 3 are oriented. By such an offset-free arrangement and by the identical dimensions are thus end faces 10 the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 arranged directly opposite, with the end faces in a direction parallel to the surfaces 9 cover.

Zwischen den Stirnflächen 10 der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3, die gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, ist eine Abschirmelektrode 4 angeordnet. Die Abschirmelektrode 4 überdeckt bevorzugt die Stirnflächen 10, sodass eine Abmessung der Abschirmelektrode 4 in einer Richtung senkrecht zu den Oberflächen 9 zumindest der Dicke der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 entspricht. Auf diese Weise muss jede Gerade, die senkrecht von der Stirnfläche 10 der ersten plattenförmigen Elektrode 2 ausgeht, durch die Abschirmelektrode 4 verlaufen, um die Stirnfläche 10 der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 zu erreichen. Auf diese Weise ist eine Abschirmungswirkung durch die Abschirmelektrode 4 erreicht.Between the faces 10 the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 which are opposed to each other is a shield electrode 4 arranged. The shielding electrode 4 preferably covers the end faces 10 such that a dimension of the shield electrode 4 in a direction perpendicular to the surfaces 9 at least the thickness of the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 equivalent. In this way, every straight line must be perpendicular to the face 10 the first plate-shaped electrode 2 goes out, through the shielding electrode 4 run to the end face 10 the second plate-shaped electrode 3 to reach. In this way, a shielding effect by the shielding electrode 4 reached.

Die erste plattenförmige Elektrode 2, die zweite plattenförmige Elektrode 3 und die Abschirmelektrode 4 sind in eine elektrisch nicht leitfähige Schutzschicht 6 eingebettet. Die Schutzschicht 6 dient zum Kapseln vorwiegend der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3, sodass diese vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Dies erlaubt das Anbringen des kapazitiven Sensors 1 in flüssiger Umgebung, wobei verhindert ist, dass die erste plattenförmige Elektrode 2 und die zweite plattenförmige Elektrode 3 durch die Anwesenheit von Fluid korrodiert werden. Eine solche Korrosion würde ansonsten zu einem Ausfall des kapazitiven Sensors 1 führen.The first plate-shaped electrode 2 , the second plate-shaped electrode 3 and the shield electrode 4 are in an electrically non-conductive protective layer 6 embedded. The protective layer 6 is used for capsules predominantly the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 so that they are protected from external influences. This allows the attachment of the capacitive sensor 1 in a liquid environment, which prevents the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 be corroded by the presence of fluid. Such corrosion would otherwise result in failure of the capacitive sensor 1 to lead.

Die Schutzschicht 6 ist elektrisch nicht leitfähig, kann jedoch die Kapazität zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 verändern. Allerdings ist vorgesehen, dass der kapazitive Sensor 1 die Kapazität ausschließlich in Messbereichen 500 bestimmt, die sich auf beiden Seiten der Oberflächen 9 der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 befinden. Um akkurate Messungen zu ermöglichen, ist die Abschirmelektrode 4 vorhanden. Die Abschirmelektrode 4 verhindert eine Messung der Kapazität zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 und somit eine Messung derjenigen Kapazität, die von der Schutzschicht 6 beeinflusst ist. Somit wird lediglich eine Kapazität innerhalb der Messbereiche 500 gemessen, was zu einem hochgenauen Ergebnis führt. Insbesondere sind durch die Abschirmelektrode 4 unerwünschte Einflüsse auf das Messergebnis vermieden.The protective layer 6 is not electrically conductive, but may be the capacitance between the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 change. However, it is envisaged that the capacitive sensor 1 the capacity only in measuring ranges 500 determined, located on both sides of the surfaces 9 the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 are located. To allow accurate measurements, the shield electrode is 4 available. The shielding electrode 4 prevents a measurement of the capacitance between the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 and thus a measurement of that capacitance of the protective layer 6 is affected. Thus, only one capacitance becomes within the measuring ranges 500 measured, which leads to a highly accurate result. In particular, by the shielding electrode 4 unwanted effects on the measurement result avoided.

Die Funktionsweise des kapazitiven Sensors 1 wird nachfolgend anhand der 2 und 3 beschrieben und mit dem Stand der Technik verglichen. 2 zeigt die Funktionsweise eines kapazitiven Sensors 1 gemäß dem Stand der Technik. Ein solcher kapazitiver Sensor 1 weist insbesondere keinerlei Abschirmelektrode 4 auf. Es ist daher ersichtlich, dass mittels der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 insgesamt drei Kapazitäten ausgebildet sind, eine erste Kapazität 100, eine zweite Kapazität 200 und eine dritte Kapazität 300. Die Summe aus erster Kapazität 100, zweiter Kapazität 200 und dritter Kapazität 300 ist messbar. Die beschriebenen Kapazitäten 100, 200, 300 stellen sich ein, wenn die erste plattenförmige Elektrode 2 und die zweite plattenförmige Elektrode 3 mit einer elektrischen Spannung versehen werden, da die erste plattenförmige Elektrode 2 und die zweite plattenförmige Elektrode 3 als Platten eines Kondensators angesehen werden können. Somit können die erste Kapazität 100, die zweite Kapazität 200 und die dritte Kapazität 300 ausschließlich gemeinsam bestimmt werden. Es ist nicht möglich, eine die erste Kapazität 100 oder die zweite Kapazität 200 oder die dritte Kapazität 300 einzeln und isoliert zu erfassen.The operation of the capacitive sensor 1 is described below on the basis of 2 and 3 described and compared with the prior art. 2 shows the operation of a capacitive sensor 1 according to the prior art. Such a capacitive sensor 1 in particular has no shielding electrode 4 on. It can therefore be seen that by means of the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 a total of three capacities are formed, a first capacity 100 , a second capacity 200 and a third capacity 300 , The sum of first capacity 100 , second capacity 200 and third capacity 300 is measurable. The described capacities 100 . 200 . 300 occur when the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 be provided with an electrical voltage, since the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 can be considered as plates of a capacitor. Thus, the first capacity 100 , the second capacity 200 and the third capacity 300 be determined jointly only. It is not possible to have a first capacity 100 or the second capacity 200 or the third capacity 300 to capture individually and in isolation.

Die jeweiligen Kapazitäten 100, 200, 300 sind in ihrer Größe abhängig von einer Permittivität eines Materials, das sich an derjenigen Stelle befindet, an der die entsprechende Kapazität 100, 200, 300 auftritt. Ändert sich beispielsweise das Material unmittelbar zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 zu einem Material mit einer unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit, so verändert sich auch die erste Kapazität 100. Dies führt dazu, dass sich die gesamte Kapazität, die an der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und an der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 gemessen wird, verändert. Somit können Störgrößen auftreten, da bereits das Verändern einer einzigen Kapazität 100, 200, 300 zu einem Verfälschen des gesamten Messergebnisses führen kann.The respective capacities 100 . 200 . 300 are in size dependent on a permittivity of a material that is at the point where the corresponding capacity 100 . 200 . 300 occurs. For example, the material changes directly between the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 to a material with a different electrical conductivity, so does the first capacitance 100 , This causes the total capacitance that attaches to the first plate-shaped electrode 2 and measured at the second plate-shaped electrode 3 is changed. Thus, disturbances can occur because already changing a single capacity 100 . 200 . 300 can lead to a falsification of the entire measurement result.

3 zeigt schematisch die Funktionsweise des kapazitiven Sensors 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Durch das Vorsehen der Abschirmelektrode 4 ist das Auftreten der ersten Kapazität 100 unterbunden oder abgeschwächt. Dies bedeutet, dass sich die Kapazität zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 aus einer Summe der zweiten Kapazität 200 und der dritten Kapazität 300 ergibt. Somit kann eine Veränderung des Materials zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 das Messergebnis des kapazitiven Sensors 1 nicht mehr beeinflussen. Auf diese Weise ist verhindert, dass die Schutzschicht 6, die auch zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 vorhanden ist, zu einer Verfälschung des Messergebnisses des kapazitiven Sensors 1 führt. 3 schematically shows the operation of the capacitive sensor 1 according to the first embodiment of the invention. By providing the shielding electrode 4 is the appearance of the first capacity 100 prevented or weakened. This means that the capacitance between the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 from a sum of the second capacity 200 and the third capacity 300 results. Thus, a change in the material between the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 the measurement result of the capacitive sensor 1 no longer influence. In this way it prevents the protective layer 6 that is also between the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 is present, to a falsification of the measurement result of the capacitive sensor 1 leads.

Das Abschirmen erfolgt derart, dass die Abschirmelektrode 4 dasselbe elektrische Potential aufweist, wie die erste plattenförmige Elektrode 2 oder die zweite plattenförmige Elektrode 3. Auf diese Weise kann die erste Kapazität 100 nicht mehr entstehen bzw. wird abgeschwächt. Somit werden ausschließlich oder im wesentlichen nur die zweite Kapazität 200 und die dritte Kapazität 300 gemessen.The shielding takes place in such a way that the shielding electrode 4 has the same electric potential as the first plate-shaped electrode 2 or the second plate-shaped electrode 3 , That way, the first capacity 100 no longer arise or is weakened. Thus, only or substantially only the second capacity will be used 200 and the third capacity 300 measured.

4 zeigt schematisch eine Funktionsweise eines kapazitiven Sensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei ist vorgesehen, dass auch das Ausbilden der dritten Kapazität 300 verhindert oder abgeschwächt ist. So ist vorgesehen, dass zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Abschirmelektrode 4 eine Zusatz-Abschirmelektrode 5 vorhanden ist. Die Zusatz-Abschirmelektrode 5 ist plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich vorteilhafterweise senkrecht zu der Abschirmelektrode 4 und somit bevorzugt parallel zu der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3. Die Abschirmelektrode 4 und die Zusatz-Abschirmelektrode 5 sind elektrisch miteinander gekoppelt. Somit weisen die Abschirmelektrode 4 und die Zusatz-Abschirmelektrode 5 dasselbe elektrische Potential auf. Analog zu dem Verhindern der ersten Kapazität 100 durch die Abschirmelektrode 4 wird die dritte Kapazität 300 durch die Zusatz-Abschirmelektrode 5 verhindert. Auf diese Weise verbleibt als einzige Messung die zweite Kapazität 200. Die Abschirmelektrode 4 und die Zusatz-Abschirmelektrode 5 erlauben somit das Beschränken der Messrichtung des kapazitiven Sensors 1. Daher lassen sich Einflüsse von Materialien, deren Eigenschaften nicht gemessen werden sollen, aus der Messung des kapazitiven Sensors 1 ausblenden. 4 schematically shows an operation of a capacitive sensor according to a second embodiment of the invention. It is provided that the formation of the third capacity 300 prevented or mitigated. Thus, it is provided that in addition to the shielding electrode described above 4 an additional shielding electrode 5 is available. The additional shielding electrode 5 is plate-shaped and advantageously extends perpendicular to the shield electrode 4 and thus preferably parallel to the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 , The shielding electrode 4 and the additional shielding electrode 5 are electrically coupled together. Thus, the shield electrode 4 and the additional shielding electrode 5 the same electrical potential. Analogous to the prevention of the first capacity 100 through the shielding electrode 4 becomes the third capacity 300 through the additional shielding electrode 5 prevented. In this way, the only remaining measurement is the second capacity 200 , The shielding electrode 4 and the additional shielding electrode 5 thus allow limiting the measuring direction of the capacitive sensor 1 , Therefore, influences of materials whose properties are not to be measured can be determined from the measurement of the capacitive sensor 1 hide.

5 zeigt schematisch den Aufbau des kapazitiven Sensors 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Grundsätzlich entspricht der Aufbau dabei dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels. So sind wiederum zwei identische plattenförmige Elektroden 2, 3 vorhanden, eine erste plattenförmige Elektrode 2 und eine zweite plattenförmige Elektrode 3. Zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode 2 und der zweiten plattenförmigen Elektrode 3 ist eine Abschirmelektrode 4 vorhanden. Die erste plattenförmige Elektrode 2, die zweite plattenförmige Elektrode 3 und die Abschirmelektrode 4 sind in eine Schutzschicht 6 eingebettet. Außerdem ist vorgesehen, dass die erste plattenförmigen Elektrode 2, die zweite plattenförmigen Elektrode 3 und die Abschirmelektrode 4 auf einem Logikelement 7 angeordnet sind. Das Logikelement 7 ist insbesondere eine Leiterplatte. Somit kann das Logikelement 7 die Daten der Messung des kapazitiven Sensors 1 unmittelbar auswerten. Insbesondere dient das Logikelement 7 auch zum Anlegen von elektrischen Spannungen an die erste plattenförmige Elektrode 2, die zweite plattenförmige Elektrode 3 und die Abschirmelektrode 4. 5 schematically shows the structure of the capacitive sensor 1 according to the second embodiment of the invention. Basically, the structure corresponds to the structure of the first embodiment. So again are two identical plate-shaped electrodes 2 . 3 present, a first plate-shaped electrode 2 and a second plate-shaped electrode 3 , Between the first plate-shaped electrode 2 and the second plate-shaped electrode 3 is a shield electrode 4 available. The first plate-shaped electrode 2 , the second plate-shaped electrode 3 and the shield electrode 4 are in a protective layer 6 embedded. In addition, it is provided that the first plate-shaped electrode 2 , the second plate-shaped electrode 3 and the shield electrode 4 on a logic element 7 are arranged. The logic element 7 is in particular a printed circuit board. Thus, the logic element 7 the data of the measurement of the capacitive sensor 1 evaluate immediately. In particular, the logic element serves 7 also for applying electrical voltages to the first plate-shaped electrode 2 , the second plate-shaped electrode 3 and the shield electrode 4 ,

Um zu verhindern, dass Materialeigenschaften des Logikelements 7 die Messung des kapazitiven Sensors 1 beeinträchtigen, ist eine Zusatz-Abschirmelektrode 5 vorhanden. Die Zusatz-Abschirmelektrode 5 ist auf einer Seite des Logikelements 7 angeordnet, die derjenigen Seite gegenüberliegt, auf der die erste plattenförmige Elektrode 2, die zweite plattenförmige Elektrode 3 und die Abschirmelektrode 4 angeordnet sind. Somit beschränkt sich eine Messrichtung des kapazitiven Sensors 1 auf einen einzigen Messbereich 500. Insbesondere wird lediglich eine Kapazität gemessen, die maßgeblich durch das Material mittig oberhalb des kapazitiven Sensors 1 bestimmt wird. Ein solcher Bereich ist in 5 als Messstelle 400 gezeigt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass genaue Messwerte vorliegen, da lediglich Materialeigenschaften in der Messstelle 400 maßgeblich für den Messwert des kapazitiven Sensors 1 sind.To prevent material properties of the logic element 7 the measurement of the capacitive sensor 1 impair is an additional shielding electrode 5 available. The additional shielding electrode 5 is on one side of the logic element 7 disposed opposite to the side on which the first plate-shaped electrode 2 , the second plate-shaped electrode 3 and the shield electrode 4 are arranged. Thus, a measuring direction of the capacitive sensor is limited 1 on a single measuring range 500 , In particular, only a capacitance is measured, which is mainly due to the material centered above the capacitive sensor 1 is determined. One such area is in 5 as a measuring point 400 shown. In this way, it is ensured that accurate measured values are available, since only material properties in the measuring point 400 decisive for the measured value of the capacitive sensor 1 are.

Die Abschirmelektrode 4 und die Zusatz-Abschirmelektrode 5 sind insbesondere elektrisch gekoppelt. Somit weisen Abschirmelektrode 4 und Zusatz-Abschirmelektrode 5 dasselbe elektrische Potential auf.The shielding electrode 4 and the additional shielding electrode 5 are in particular electrically coupled. Thus, shielding electrode 4 and additional shielding electrode 5 the same electrical potential.

Die Zusatz-Abschirmelektrode 5 kann außerdem innerhalb einer Logikeinheit 7, 8 angeordnet sein. So kann die Logikeinheit 7, 8 das Logikelement 7 und ein Zusatzlogikelement 8 umfassen, wobei sich die Zusatz-Abschirmelektrode 5 zwischen dem Logikelement 7 und dem Zusatzlogikelement 8 befindet. Die Funktion der Zusatz-Abschirmelektrode 5, das Ausbilden der in 4 gezeigten dritten Kapazität 300 zu unterbinden, bleibt davon unberührt.The additional shielding electrode 5 can also be within a logic unit 7 . 8th be arranged. So can the logic unit 7 . 8th the logic element 7 and an additional logic element 8th comprising, wherein the additional shielding electrode 5 between the logic element 7 and the additional logic element 8th located. The function of the additional shielding electrode 5 , the training of in 4 shown third capacity 300 to prevent it remains unaffected.

Der kapazitive Sensor 1 des ersten Ausführungsbeispiels und/oder des zweiten Ausführungsbeispiels dient insbesondere zum Messen einer Materialeigenschaft eines Kraftstoffs. So ist besonders vorteilhaft ein Anteil eines Inhaltsstoffes, insbesondere Ethanol, in einem Kraftstoff ermittelbar, insbesondere wenn der Inhaltsstoff, wie beispielsweise Ethanol, eine andere Permittivität aufweist als ein Kraftstoff. Insbesondere lässt sich der kapazitive Sensor 1 somit in Vorratstanks von Kraftfahrzeugen anordnen. Durch die Abschirmelektrode 4 und bei Vorhandensein durch die Zusatz-Abschirmelektrode 5 ist dabei sichergestellt, dass ein zuverlässiges Ermitteln des Ethanol-Anteils erfolgt, da Störungen und negative Einflüsse von anderen Komponenten vermieden sind.The capacitive sensor 1 of the first embodiment and / or the second embodiment is used in particular for measuring a material property of a fuel. For example, it is particularly advantageous to be able to determine a proportion of an ingredient, in particular ethanol, in a fuel, especially if the ingredient, such as ethanol, has a different permittivity than a fuel. In particular, the capacitive sensor can be 1 thus arrange in storage tanks of motor vehicles. Through the shielding electrode 4 and in the presence of the additional shielding electrode 5 it is ensured that a reliable determination of the ethanol content takes place, as disturbances and negative influences of other components are avoided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19823190 B4 [0002]DE 19823190 B4 [0002]
  • WO 2011/084940 A1 [0002]WO 2011/084940 A1 [0002]

Claims (10)

Kapazitiver Sensor (1) umfassend • eine erste plattenförmige Elektrode (2), • eine zweite plattenförmige Elektrode (3), und • eine Abschirmelektrode (4), • wobei die erste plattenförmige Elektrode (2) und die zweite plattenförmige Elektrode (3) innerhalb einer selben gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und • wobei die Abschirmelektrode (4) zwischen der ersten Elektrode (2) und der zweiten Elektrode (3) angeordnet ist.Capacitive sensor (1) comprising A first plate-shaped electrode (2), • a second plate-shaped electrode (3), and A shielding electrode (4), Wherein the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3) are arranged within a same common plane, and • wherein the shielding electrode (4) between the first electrode (2) and the second electrode (3) is arranged. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch die erste plattenförmige Elektrode (2) und die zweite plattenförmige Elektrode (3) • eine erste Kapazität (100) zwischen der ersten plattenförmigen Elektrode (2) und der zweiten plattenförmigen Elektrode (3), • eine zweite Kapazität (200) auf einer ersten Seite der gemeinsamen Ebene der ersten plattenförmigen Elektrode (2) und der zweiten plattenförmigen Elektrode (3), und • eine dritte Kapazität (300) auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der gemeinsamen Ebene der ersten plattenförmigen Elektrode (2) und der zweiten plattenförmigen Elektrode (3) ausbilden, wobei die Ausbildung der ersten Kapazität (100) durch die Abschirmelektrode (4) verhindert oder abgeschwächt ist.Capacitive sensor (1) after Claim 1 characterized in that through the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3), a first capacitance (100) between the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3), • a second capacitance (200) on a first side of the common plane of the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3), and • a third capacitance (300) on a first side opposite the second plane of the common plane of the first plate-shaped electrode ( 2) and the second plate-shaped electrode (3), wherein the formation of the first capacitance (100) by the shielding electrode (4) is prevented or mitigated. Kapazitiver Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zusatz-Abschirmelektrode (5), die sich parallel zu der ersten plattenförmigen Elektrode (2) und zu der zweiten plattenförmigen Elektrode (3) erstreckt.Capacitive sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized by an additional shielding electrode (5) which extends parallel to the first plate-shaped electrode (2) and to the second plate-shaped electrode (3). Kapazitiver Sensor (1) nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der zweiten Kapazität (200) oder der dritten Kapazität (300) durch die Zusatz-Abschirmelektrode (5) verhindert oder abgeschwächt ist.Capacitive sensor (1) according to claims 2 and 3, characterized in that the formation of the second capacitance (200) or the third capacitance (300) by the additional shielding electrode (5) is prevented or mitigated. Kapazitiver Sensor (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-Abschirmelektrode (5) elektrisch mit der Abschirmelektrode (4) gekoppelt ist.Capacitive sensor (1) after Claim 3 or 4 , characterized in that the additional shielding electrode (5) is electrically coupled to the shielding electrode (4). Kapazitiver Sensor (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste plattenförmige Elektrode (2) und die zweite plattenförmige Elektrode (3) auf einem Logikelement (7) angeordnet sind, wobei die Zusatz-Abschirmelektrode (5) auf derjenigen Seite der ersten plattenförmigen Elektrode (2) und der zweiten plattenförmigen Elektrode (3) angeordnet ist, auf der sich auch das Logikelement (7) befindet.Capacitive sensor (1) according to one of Claims 3 to 5 characterized in that the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3) are disposed on a logic element (7), the auxiliary shielding electrode (5) being on the side of the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3) is arranged, on which also the logic element (7) is located. Kapazitiver Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste plattenförmige Elektrode (2) und die zweite plattenförmige Elektrode (3) in eine elektrisch nicht leitfähige Schutzschicht (6) eingebettet sind.Capacitive sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3) are embedded in an electrically non-conductive protective layer (6). Kapazitiver Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten plattenförmigen Elektrode (2) und an der zweiten plattenförmigen Elektrode (3) jeweils eine elektrische Spannung gegenüber einem Referenzpotential angelegt ist, wobei an der Abschirmelektrode (4) eine elektrische Spannung gegenüber demselben Referenzpotential angelegt ist, die der an die erste plattenförmige Elektrode (2) oder an die zweite plattenförmige Elektrode (3) angelegten elektrischen Spannung entspricht.Capacitive sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that on the first plate-shaped electrode (2) and on the second plate-shaped electrode (3) in each case an electrical voltage to a reference potential is applied, wherein on the shielding electrode (4) has a voltage is applied to the same reference potential corresponding to the voltage applied to the first plate-shaped electrode (2) or to the second plate-shaped electrode (3). Kapazitiver Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmelektrode (4) plattenförmig ausgebildet ist und senkrecht zu der ersten plattenförmigen Elektrode (2) sowie der zweiten plattenförmigen Elektrode (3) orientiert ist.Capacitive sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding electrode (4) is plate-shaped and oriented perpendicular to the first plate-shaped electrode (2) and the second plate-shaped electrode (3). Kapazitiver Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zum Ermitteln eines Anteils eines Inhaltsstoffes, insbesondere Ethanol, in einem Kraftstoff ausgebildet ist.Capacitive sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed to determine a proportion of an ingredient, in particular ethanol, in a fuel.
DE102016225849.4A 2016-12-21 2016-12-21 Capacitive sensor Withdrawn DE102016225849A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016225849.4A DE102016225849A1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Capacitive sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016225849.4A DE102016225849A1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Capacitive sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016225849A1 true DE102016225849A1 (en) 2018-06-21

Family

ID=62251260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016225849.4A Withdrawn DE102016225849A1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Capacitive sensor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016225849A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19823190B4 (en) 1998-04-09 2006-01-05 Siemens Ag Level sensor with float
WO2011084940A2 (en) 2010-01-07 2011-07-14 Federal-Mogul Corporation Fuel system electro-static potential differential level sensor element and hardware/software configuration

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19823190B4 (en) 1998-04-09 2006-01-05 Siemens Ag Level sensor with float
WO2011084940A2 (en) 2010-01-07 2011-07-14 Federal-Mogul Corporation Fuel system electro-static potential differential level sensor element and hardware/software configuration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3152530B1 (en) Method and device for monitoring the level of a medium in a container
EP2994725B1 (en) Method and apparatus for monitoring of at least one specific property of a fluid medium for a level measurement
EP3390981B1 (en) Sensor adapter
DE102013102055A1 (en) Method and device for monitoring a predetermined level of a medium in a container
WO2023039621A1 (en) Device for registering the brake application forces between a brake member and a brake rotor of a disc or drum brake
DE102016225849A1 (en) Capacitive sensor
DE112013005452T5 (en) Durchgangsinspektionssvorrichtung
DE202016008592U1 (en) sensor
DE102017200414A1 (en) Measuring instrument for process and automation technology
DE102014200060A1 (en) Sensor element and sensor with a corresponding sensor element
DE102013010708A1 (en) Capacitive level switch
DE102020100675A1 (en) Capacitive pressure sensor with temperature detection
DE102019213334B4 (en) Sensor arrangement for detecting an electric field
DE102022131053B3 (en) Circuit arrangements for measuring at least one capacitance
EP1083409A2 (en) Capacitive intrusion sensor and sensorsystem utilizing such a sensor
DE2730840C3 (en) Device for determining and displaying a time-dependent pressure force distribution
DE102022106455A1 (en) Sensor device and method for detecting properties of a medium
DE102021119383A1 (en) Capacitive limit switch
DE102015221221A1 (en) Device for determining the filling quantity of a motor vehicle tank
DE3615738C1 (en) Device for the contactless indirect electrical measurement of a mechanical quantity
DE102018003268A1 (en) Device for determining the electrical capacity
WO2024112987A1 (en) Device for detecting pressure forces between two bodies which can be placed against each other under the effect of a force
DE202018101917U1 (en) Protection device for probe unit of a field device
DE4314819C2 (en) Capacitive sensor device
EP2459974B1 (en) Device and method for determining a physical quantity of a capacitive proximity switch

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination