JP2011516869A - 容量性測定ゾンデおよび容量性測定ゾンデの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明による容量性測定ゾンデは、２つの電極と、これら２つの電極を被覆するプラスチック被覆部とを有している。このようなプラスチック被覆部は、２つの電極のうちの１つの電極と電気的に接続されている、導電性プラスチックから成る少なくとも１つの部分を含んでいる。

Description

本発明は、容量性測定ゾンデおよび容量性測定ゾンデの製造方法に関する。

容量性測定ゾンデは、ＤＥ１９５１１５５６Ｃ１およびＤＥ１９８５０２９１Ｃ１から公知である。これらの容量性測定ゾンデは、液体の充填レベルを求めるのに適している。容量性測定ゾンデは、外部に円筒形状の金属製の電極を有しており、内部に金属製の対向電極を有している。これら２つの電極の間に、液体が流入する。空気の誘電率と液体の誘電率とは異なるので、測定ゾンデの容量は充填レベルに依存して変化する。適切な評価装置が、容量測定に基づいて充填レベルを評価する。

このような容量性測定ゾンデの使用は非腐食性の液体に限定されている。尿酸のような液体は金属製の電極を変化させてしまうので、その充填レベルを長期にわたっては求めることができない。

発明の開示
本発明の容量性測定ゾンデは、２つの電極と、これら２つの電極を被覆するプラスチック被覆部とを有している。ここでこのプラスチック被覆部は、２つの電極のうちの１つの電極と電気的に接続されている、導電性プラスチックから成る少なくとも１つの部分を含んでいる。

容量性測定ゾンデの本発明による製造方法は、以下のステップに従って行われる。すなわち、２つの電極を成形するステップと、これら２つの電極のうち少なくとも１つの電極の上にポリアミドから成る少なくとも１つのリングを成形するステップと、ポリアミドから成るこのリングに接して、２つの電極のうちの、リングが成形された方の電極の上に導電性プラスチックを射出成形するステップと、導電性プラスチックによって被覆されなかった、２つの電極の領域を完全に被覆するために絶縁性プラスチックを射出成形するステップとに従って行われる。

この容量性測定ゾンデは、プラスチックによる金属電極の被覆を用いる。これによって、改善された耐腐食性が得られる。測定すべき液体に応じてプラスチックを選択することができる。それ故に、適切なプラスチックを用いれば、とりわけ尿酸に適した測定ゾンデも製造することができる。

導電性プラスチックが備えられたこのような１つまたは複数の部分は、測定ゾンデの感度を上昇させる。

閉じられたプラスチック被覆部を備えた容量性測定ゾンデを製造することによって、液体が接合箇所を通して金属核へ入り込まないことが保証される。

以下で、本発明を有利な実施形態および添付の図面に基づき説明する。

容量性測定ゾンデを示した図 図１の容量性測定ゾンデの断面図 図１の容量性測定ゾンデを異なる視点において示した図 プラスチック被覆部が設けられていない、図１の容量性測定ゾンデ 図４の測定ゾンデを詳細に示した図 別の測定ゾンデを示した図 図６の測定ゾンデを詳細に示した図

図１には、容量性測定ゾンデ１の１つの実施形態が示されている。この測定ゾンデ１は２つの電極２，３を有している。これら２つの電極２，３は有利には金属から成る。これら２つの電極２，３は、閉じられているプラスチック被覆部４，５で囲まれている。２つの電極２，３およびこれらの電極のそれぞれのプラスチック被覆部４，５を通る断面Ａ−Ａが図２に示されている。第１の電極２のプラスチック被覆部４は導電性プラスチックから成り、第２の電極３のプラスチック被覆部５は単なる絶縁性プラスチックから成る。

導電性プラスチックは、プラスチック粒状材料に金属粒子またはカーボンファイバを混ぜ合わせることによって、射出成形時に製造することができる。導電性プラスチックの有機成分と絶縁性プラスチックの有機成分とを同じにすることができる。このことによって、共通の接合箇所６での両被覆部の相互の接着特性を改善することができる。従って、これらの接合箇所を通して液体が入り込むことがなくなる。両方のプラスチックの有機成分は、ポリアミドをベースとするか、またはポリアミドから成る。

２つの電極２，３は、壁厚ｄを有するウェブもしくは結合部分７を介して機械的に接続されている。被覆された２つの電極２，３の直径Ｄは、この壁厚ｄより大きい。これによって、溝８が、被覆された２つの電極２，３の間に生じる。

溝８には液体が流入可能であり、この液体は自身の誘電特性に基づいて、２つの電極２，３間の容量を変化させる。この容量変化は評価回路によって量的に検出され、ここから液体の充填レベルが求められる。

プラスチック被覆部４，５は、自身の誘電特性に基づいて、測定される容量に影響を与える。さらに、プラスチックに液体がしみ込むことがあり、これが乾燥した際には液体は再び放出されることが明らかである。この可逆的なプロセスにはプラスチックの誘電特性の変化が伴随してしまう。

上述の実施形態では、プラスチック被覆部４，５による、容量へのこの絶対的な影響が、１つのプラスチック被覆部が導電的に構成されることによって低減される。この１つのプラスチック被覆部の誘電率は、金属粒子またはカーボンファイバを含む導電性含有物によって低減される。それ故に、この容量性測定センサ１は、プラスチック被覆部４，５の誘電特性の変化の影響をそれ程受けなくなる。

充填レベル領域９の他に、容量性測定ゾンデ１は、液体の誘電率測定のための別の容量性測定領域１０を有することができる。この測定領域１０も同様に２つの電極１１，１２を有している。これら２つの電極１１，１２も同様にプラスチックで被覆されている。これらの電極の構造は、充填レベル領域９の電極の構造に相当している。図３では、測定ゾンデ１が、自身の長手方向軸を中心として図１に対して回転された位置で示されている。ここでは、電極１２への引き込み線１３を見て取ることができる。

図４には、絶縁性プラスチック３が射出成形される前の測定センサが示されている。射出成形された導電性プラスチック４に複数のリブ１５を設けることができる。これらのリブ１５は、完成された測定センサ１において２つのプラスチックが相互に接する接合箇所９に設けられている。これらのリブは表面を増し、導電性プラスチックと絶縁性プラスチックとの付着をより良好にすることができる。

図５には、別の実施形態が詳細に示されている。金属から成る引き込み線１３または電極２の上に、はじめにリング２０が取り付けられる。このリング２０を、金属に対する特に高い接着特性を有するポリアミドまたはポリプロピレンから構成することができる。このリング２０を、以降で射出成形されるプラスチックよりも大きな熱膨張係数を有しているポリアミドまたはポリプロピレンから製造することができる。このことによって、リング２０は、射出成形された後、他のプラスチックより強く収縮し、導電性プラスチック４と絶縁性プラスチック３との間の接合箇所を締める。

リング２０に接して、さらに部分的にはリング２０の上に、導電性プラスチック４が電極２または引き込み線１３上に射出成形される。リング２０と導電性プラスチック４が部分的にオーバラップすることによって機械的に安定した接合が保証される。

この図示された実施形態では、導電性プラスチック４は電極の長さ全体にわたって射出成形されるのではなく、１つの部分においてしか射出成形されていない。この部分は、比較的低い充填レベルが依然として検出される下方の充填レベル測定領域９内に存在し得る。この下方の充填レベル測定領域９内で導電性プラスチック４を使用することによって、高い分解能で低い充填レベルを量的に求めることができる。それ故に、液体を注ぎ足す必要があるか、他の行為を行う必要があるか否かを確実に求めることができる。

充填レベル測定領域９の他の部分を、絶縁性プラスチックを用いて被覆することができる。これによって、金属粒子またはカーボンファイバの混合を省くことができる。導電性プラスチック４に接して、部分的にリング２０の上にオーバラップさせて絶縁性プラスチック３を射出成形することができる。

図６および７には、１つの部分３０のみが導電性プラスチック４から構成されている、完成された測定センサ１が示されている。図示のように、この部分３０を１つの電極２のみに取り付けることができる。また、このことに代えて、電極２，３の両方に導電性プラスチックから成る導電性部分３０を設けることもできる。この導電性部分３０が、低い充填レベルを検出する充填レベルセンサ領域に取り付けられていると有利である。

電極２，３の金属核上にリング（図示せず）を射出成形することができる。このリングは、図５のように特に良好に金属上に接着するポリアミドから製造することができる。このリングは有利には複数のリブを有しており、これらのリブは導電性プラスチックによって後で被覆される。

図４には、絶縁性プラスチック５が射出成形される前の測定センサが示されている。射出成形された導電性プラスチック４に複数のリブ１５を設けることができる。これらのリブ１５は、完成された測定センサ１において２つのプラスチックが相互に接する接合箇所６に設けられている。これらのリブは表面を増し、導電性プラスチックと絶縁性プラスチックとの付着をより良好にすることができる。

図５には、別の実施形態が詳細に示されている。金属から成る引き込み線１３または電極２の上に、はじめにリング２０が取り付けられる。このリング２０を、金属に対する特に高い接着特性を有するポリアミドまたはポリプロピレンから構成することができる。このリング２０を、以降で射出成形されるプラスチックよりも大きな熱膨張係数を有しているポリアミドまたはポリプロピレンから製造することができる。このことによって、リング２０は、射出成形された後、他のプラスチックより強く収縮し、導電性プラスチック４と絶縁性プラスチック５との間の接合箇所を締める。

充填レベル測定領域９の他の部分を、絶縁性プラスチックを用いて被覆することができる。これによって、金属粒子またはカーボンファイバの混合を省くことができる。導電性プラスチック４に接して、部分的にリング２０の上にオーバラップさせて絶縁性プラスチック５を射出成形することができる。

Claims (10)

1. 容量性測定ゾンデであって、
   当該容量性測定ゾンデは、
   ２つの電極（２，３）と、
   当該２つの電極（２，３）を被覆するプラスチック被覆部（４，５）とを有しており、
   当該プラスチック被覆部（４，５）は、導電性プラスチック（４）から成る少なくとも１つの部分（３０）を含んでおり、当該部分（３０）は、前記２つの電極のうちの１つの電極（２）と電気的に接続されている
   ことを特徴とする容量性測定ゾンデ。
2. ポリアミドから成る少なくとも１つのリング（２０）が前記複数の電極のうちの１つの電極を取り囲んでいる、請求項１記載の容量性測定ゾンデ。
3. 前記２つの電極（２，３）は金属から成る、請求項１または２記載の容量性測定ゾンデ。
4. 前記センサは充填レベルセンサである、請求項１から３のいずれか１項記載の容量性測定ゾンデ。
5. 前記導電性プラスチックから成る部分（３０）は、前記充填レベルセンサの、低い充填レベルに相当する第１の領域内に配置されており、前記充填レベルセンサの、低い充填レベルに相当しない第２の領域は絶縁性プラスチックによって取り囲まれている、請求項４記載の容量性測定ゾンデ。
6. 前記電極に沿って延在する長手方向溝が、前記２つの電極間の被覆部内に設けられている、請求項１から５のいずれか１項記載の容量性測定ゾンデ。
7. 充填レベル測定領域（３）を有しており、前記長手方向溝（７）は実質的に当該充填レベル測定領域（３）全体にわたって延在している、請求項６記載の容量性測定ゾンデ。
8. 容量性測定ゾンデの製造方法であって、
   ２つの電極を成形するステップと、
   当該２つの電極のうちの少なくとも１つの電極の上に、第１のプラスチックから成る少なくとも１つのリング（２０）を成形するステップと、
   当該リング（２０）に接して、前記２つの電極（２，３）のうちの前記１つの電極の上に導電性プラスチック（４）を射出成形するステップと、
   前記導電性プラスチック（４）によって被覆されなかった、前記２つの電極（２，３）の領域を完全に被覆するために、絶縁性プラスチック（５）を射出成形するステップ
   とを有していることを特徴とする容量性測定ゾンデの製造方法。
9. 前記少なくとも１つのリング（２０）を、部分的に前記導電性プラスチック（４）によって被覆し、部分的に前記絶縁性プラスチック（５）によって被覆する、請求項６記載の容量性測定ゾンデの製造方法。
10. 前記絶縁性プラスチックおよび／または前記導電性プラスチックを、ポリアミドまたはポリプロピレンから製造する、請求項８または９記載の容量性測定ゾンデの製造方法。

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