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專利名稱：液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)液體容器中所容 納液體的液面，以及至少該液體中所含特定成份的濃度。
背景技術(shù)：
按照慣例，用于檢測(cè)例如液體液面(液位)的液面?zhèn)鞲衅鞅徽J(rèn)為 是用于檢測(cè)液體狀態(tài)的傳感器的例子，靜電容量型液體計(jì)量器作為它 的例子被用于測(cè)量例如汽車中燃料的殘留量(例如，參看專利文獻(xiàn)1)。 在該靜電容量型液體計(jì)量器中，在由導(dǎo)體構(gòu)成的細(xì)長(zhǎng)管狀電極(外部 圓柱電極)與沿著軸方向在該管中提供的管狀電極(內(nèi)部電極)之間 (下文中被稱為"間隙")形成了電容器，用于測(cè)量其靜電容量。該靜 電容量型液體計(jì)量器安裝在用于容納液體的儲(chǔ)液罐中，使得外部圓柱 電極的軸方向?yàn)橐好嫔仙拖陆档姆较颉Ｓ捎跊](méi)有浸入液體中部分的 靜電容量取決于間隙中空氣的介電常數(shù)，并且浸入在液體中部分的靜 電容量取決于該液體的介電常數(shù)，因此，測(cè)得的靜電容量隨著液面的 升高而變大。因此，可以根據(jù)靜電容量來(lái)檢測(cè)液面。近年來(lái)，出現(xiàn)了如下這些情況，即NOx選擇還原催化劑(SCR) 被用于廢氣凈化設(shè)備，用于將從例如柴油動(dòng)力汽車中排出的氧化氮 (NOx)還原為無(wú)害氣體，并且尿素水溶液被用作它的還原劑。在測(cè)量 在尿素水溶液中顯示出導(dǎo)電性的液體的液面的情況下，使用了一種液 面?zhèn)鞲衅鳎渲杏呻娊橘|(zhì)構(gòu)成的絕緣薄膜覆蓋在內(nèi)部電極的外表面上， 這是為了防止前面提到的液面?zhèn)鞲衅鞯耐獠繄A柱電極與內(nèi)部電極之間 發(fā)生短路。沒(méi)有浸入液體中部分的靜電容量變成了該間隙中空氣層的 靜電容量與內(nèi)部電極的絕緣薄膜的靜電容量的組合容量。同時(shí)，由于 該導(dǎo)電液體具有與外部圓柱電極實(shí)質(zhì)上相同的電位，浸入在液體中部
分的靜電容量變成了絕緣薄膜的靜電容量。接著，測(cè)量?jī)蓚€(gè)靜電容量 之和作為該傳感器的整體靜電容量。由于與空氣層的厚度相比，該絕 緣薄膜的厚度非常小，因此，與隨著浸入部分的增加而出現(xiàn)的靜電容量的變化量相比，隨著沒(méi)有浸入到液體中的部分的減少而出現(xiàn)的靜電 容量的變化量是非常小的。因此，該傳感器的整體靜電容量變得與浸 入到液體中部分的靜電容量的增加和降低直接成比例，因此可以從測(cè) 得的靜電容量的相對(duì)幅值來(lái)檢測(cè)液面。如果通過(guò)將液面?zhèn)鞲衅餮b配在UUU上來(lái)使用該液面?zhèn)鞲衅鳎瑒t可 以在尿素水溶液的殘留量非常小的情況下發(fā)出警報(bào)等，這樣就能夠通 知駕駛者無(wú)法通過(guò)該廢氣凈化設(shè)備完全地進(jìn)行氧化氮的還原。順便提 及，已知的是，為了有效地還原氧化氮，尿素水溶液需要有一個(gè)適當(dāng) 的濃度(溶液中所含尿素的濃度)范圍。因此，即使尿素水溶液的殘 留量是適量的，也有可能在如下情況下無(wú)法實(shí)現(xiàn)令人滿意的氧化氮還 原，即由于例如轉(zhuǎn)化時(shí)間而引起的尿素水溶液的濃度偏離了適當(dāng)范圍， 以及在該尿素水罐中還容納有除了適當(dāng)?shù)哪蛩厮芤阂酝獾钠渌后w (輕油，水)。因此，已經(jīng)提出了并置一個(gè)濃度傳感器，用于檢測(cè)該尿 素水罐中尿素水溶液的濃度，以及響應(yīng)于該液面?zhèn)鞲衅骱蜐舛葌鞲衅?的各個(gè)輸出而發(fā)出警告等(例如，參看專利文獻(xiàn)2)。應(yīng)該注意的是， 作為這種濃度，已經(jīng)提出了用在間接加熱型濃度檢測(cè)單元中，其中該 單元包括生熱電阻器和溫度傳感元件(例如，參看專利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)1: JP-A-9-152368 專利文獻(xiàn)2: JP-A-2002-371831 專利文獻(xiàn)3: JP-A-2005-84026發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題但是，在尿素水罐中配備液面?zhèn)鞲衅骱蜐舛葌鞲衅髯鳛閱为?dú)單元 的情況下，就會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題，即需要在尿素水罐中提供各自的安裝
位置，并且容納的尿素水溶液的數(shù)量無(wú)法增加，除非該尿素水罐的體 積增加，這是由于受到了兩個(gè)傳感器所占體積的影響。另外，如專利 文獻(xiàn)1和3中所示，在具有相對(duì)較大體積的液面?zhèn)鞲衅骱蜐舛葌鞲衅?作為單獨(dú)的單元安裝在尿素水罐中的情況下，就會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題，即由于占據(jù)了該尿素水罐內(nèi)部的傳感器的熱容量不利地變大，因此當(dāng)該 尿素水溶液被凍住時(shí)，在解凍之前需要花費(fèi)一段時(shí)間，這就無(wú)法快速 地檢測(cè)液體狀態(tài)。已經(jīng)設(shè)計(jì)出了本發(fā)明，用于克服上述問(wèn)題，并且其目的就是提供 一種液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，在該傳感器中，液面檢測(cè)單元和濃度檢測(cè) 單元連接在一塊兒作為一個(gè)完整的單元，其中該液面檢測(cè)單元用于檢 測(cè)液面，并且該濃度檢測(cè)單元用于檢測(cè)至少該液體中所含特定成份的 濃度。解決這些問(wèn)題的手段為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征在于，作為用于檢測(cè)容器中容納液體的液面的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，包括液面檢測(cè)單元，具有在縱向方向上延伸到第一電極和第二電極，并且被配置形成的電容器，其中該電容器的靜電容量在第一和第二電極之間，根據(jù)該容器中容納液體的液面而發(fā)生變化；安裝部分，位于該液面檢測(cè)單元縱向方向上的后端側(cè)，并且適于將該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器安裝在容器中；以及液體屬性檢測(cè)元件，在絕緣狀態(tài)下與液面檢測(cè)單元相連，并且適于檢測(cè)至少該液體中所含特定成份的濃度，該液體屬性檢測(cè)元件的前端比液面檢測(cè)單元的縱向前端更接近前 A山/rml順側(cè)。另外，根據(jù)權(quán)利要求2的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)以外，在于該液體屬性檢測(cè)元件具有生熱圖案， 該生熱圖案能夠在通電時(shí)生熱，該生熱電阻器圖案比液面檢測(cè)單元的 縱向前端更接近于前端側(cè)，其中配備了檢測(cè)電路，用于根據(jù)該生熱電
阻器圖案圖案的電屬性的變化來(lái)檢測(cè)該液體中所含特定成份的濃度。另外，根據(jù)權(quán)利要求3的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)以外，在于該液體為導(dǎo)電液，并且在該液體屬 性檢測(cè)元件的結(jié)構(gòu)中，該生熱電阻器圖案嵌入在絕緣陶瓷襯底中，其 中位于排列有生熱電阻器圖案的部分的絕緣陶瓷襯底的外表面與該液 體接觸。另外，根據(jù)權(quán)利要求4的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征，除了權(quán)利要求2或3的結(jié)構(gòu)以外，在于該檢測(cè)電路在固定的持續(xù)時(shí)間 內(nèi)給該生熱電阻器圖案通電，獲得對(duì)應(yīng)于該固定持續(xù)時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻 的生熱電阻器圖案的電阻值的第一相應(yīng)值和第二相應(yīng)值，以及根據(jù)該 第一相應(yīng)值和第二相應(yīng)值來(lái)檢測(cè)該液體中特定成份的濃度。另外，根據(jù)權(quán)利要求5的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求1至4中任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)以外，在于該第一電極為由導(dǎo) 體形成的管狀外部圓柱電極，以及該第二電極為由導(dǎo)體形成的內(nèi)部電 極，并且沿其縱向方向配備在外部圓柱電極內(nèi)。另外，根據(jù)權(quán)利要求6的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求5的結(jié)構(gòu)以外，在于該內(nèi)部電極為管狀，并且與該液體 屬性檢測(cè)元件電連接的引線被插入到該內(nèi)部電極的內(nèi)部。另外，根據(jù)權(quán)利要求7的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求5或6的結(jié)構(gòu)以外，在于該液體屬性檢測(cè)元件被絕緣保 持器保持，其中該絕緣保持器與該內(nèi)部電極的前端部分配合。另外，根據(jù)權(quán)利要求8的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求7的結(jié)構(gòu)以外，在于該液體為導(dǎo)電液，并且該保持器通 過(guò)密封圈與該內(nèi)部電極的前端部分的外側(cè)配合，以及該絕緣薄膜形成 在一定范圍內(nèi)的內(nèi)部電極的表面上，其中該范圍至少?gòu)脑撁芊馊ξ挥?內(nèi)部電極上的位置延伸至該內(nèi)部電極的尾端部分的外側(cè)。另外，根據(jù)權(quán)利要求9的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求7的結(jié)構(gòu)以外，在于該液體為導(dǎo)電液，該內(nèi)部電極為管 狀，該保持器通過(guò)密封圈與該內(nèi)部電極的前端部分的內(nèi)側(cè)配合，以及 該絕緣薄膜形成在一定范圍內(nèi)的內(nèi)部電極的表面上，其中該范圍至少 從該密封圈位于內(nèi)部電極上的位置延伸至該內(nèi)部電極的尾端部分的外另外，根據(jù)權(quán)利要求10的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征，除了權(quán)利要求5至9中任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)以外，在于在外部圓柱電極的外圍表面的至少一條母線上形成一個(gè)或多個(gè)縫隙。另外，根據(jù)權(quán)利要求11的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征，除了權(quán)利要求5至10的結(jié)構(gòu)以外，在于還包括橡膠制成的支撐部件，其插入在內(nèi)部電極的外側(cè)與外部圓柱電極的內(nèi)側(cè)之間，其中通過(guò)該支 撐部件將該內(nèi)部電極有彈力地支撐在外部圓柱電極的內(nèi)側(cè)。另外，根據(jù)權(quán)利要求12的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征，除了權(quán)利要求11的結(jié)構(gòu)以外，在于該液體屬性檢測(cè)元件被絕緣保持器 保持，其中該絕緣保持器與該內(nèi)部電極的前端部分配合，并且該支撐 部件支撐該保持器，以免朝著前端側(cè)移動(dòng)。另外，根據(jù)權(quán)利要求13的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求11或12的結(jié)構(gòu)以外，在于在該支撐部件上形成有循環(huán) 通道，用于允許出現(xiàn)在該支撐部件前端側(cè)的液體以及出現(xiàn)在該支撐部 件尾端側(cè)的液體進(jìn)行循環(huán)。另外，根據(jù)權(quán)利要求14的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征，
除了權(quán)利要求13的結(jié)構(gòu)以外，在于通過(guò)在支撐部件的外部側(cè)面上開(kāi)槽 來(lái)提供循環(huán)通道。另外，根據(jù)權(quán)利要求15的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求13或14的結(jié)構(gòu)以外，在于通過(guò)在支撐部件的內(nèi)部側(cè)面 上開(kāi)槽來(lái)提供循環(huán)通道。另外，根據(jù)權(quán)利要求16的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求5至15中任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)以外，在于該外部圓柱電極的前端部分沿著徑向方向在外部圍繞著該液體屬性檢測(cè)元件。另外，根據(jù)權(quán)利要求17的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征，除了權(quán)利要求1至16中任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)以外，在于還包括圍繞構(gòu)件，其中形成有用于循環(huán)液體的液體循環(huán)孔，并且包圍該液體屬性檢測(cè)元 件的外圍，其中該圍繞構(gòu)件在絕緣狀態(tài)下與液面檢測(cè)單元相連。另外，根據(jù)權(quán)利要求18的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征，除了權(quán)利要求16中任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)以外，在于還包括圍繞構(gòu)件，其中形成有用于循環(huán)液體的液體循環(huán)孔，并且包圍該液體屬性檢測(cè)元件 的外圍，其中該圍繞構(gòu)件在絕緣狀態(tài)下與液面檢測(cè)單元相連，并且該 外部圓柱電極的前端比圍繞構(gòu)件的前端更接近于前端側(cè)。另外，根據(jù)權(quán)利要求19的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的特征， 除了權(quán)利要求1至18中任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)以外，在于該液體為尿素水溶液，并且該特定成份為尿素。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，用于檢測(cè) 液面的液面檢測(cè)單元，以及用于檢測(cè)至少液體中所含特定成份的濃度 的液體屬性檢測(cè)元件在絕緣狀態(tài)下被集成在一起。因此，至于該容器 的兩個(gè)安裝部分，在它們?yōu)閱为?dú)單元的情況下需要有這兩個(gè)安裝部分， 如果只提供了一個(gè)安裝部分，則也是足夠的，使得在提供該安裝部分 時(shí)涉及的時(shí)間和問(wèn)題能夠被減輕，并且可以簡(jiǎn)化該安裝部分與容器之 間用于保持氣密性和水密性的結(jié)構(gòu)。另外，由于采用了液面檢測(cè)單元 與液體屬性檢測(cè)元件集成在一塊的傳感器結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)情況下液面?zhèn)?感器同濃度傳感器被提供在容器中作為單獨(dú)單元相比，可以使得占據(jù) 該容器內(nèi)部的傳感器的體積相對(duì)較小。這就與傳統(tǒng)情況下它們被作為 單獨(dú)單元安裝的情況相比，能夠進(jìn)一步增加該容器中可容納液體(尿 素水溶液)的最大量。還有，在液體(例如，尿素水溶液)被凍住而 進(jìn)行解凍時(shí)，由于該熱容量低于傳統(tǒng)水平，因此能夠早些進(jìn)行解凍， 從而允許對(duì)該液體狀態(tài)進(jìn)行快速檢測(cè)。另外，在根據(jù)權(quán)利要求2的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，該 液體屬性檢測(cè)元件具有生熱電阻器圖案，并且該生熱電阻器圖案比液 面檢測(cè)單元的前端更接近前端側(cè)。這里，已知的是，液體熱導(dǎo)性的差 異取決于該液體中所含特定成份的濃度，并且在該生熱電阻器圖案 (即，該液體屬性檢測(cè)元件)周圍的液體被它加熱的情況下，不同濃 度的液體中溫度上升的趨勢(shì)是不同的。因此，在本發(fā)明中，配備了檢 測(cè)電路，用于根據(jù)該生熱電阻器圖案的電屬性的變化(例如，電阻值 的變化)來(lái)確定該生熱電阻器圖案溫度上升的程度，并且通過(guò)該檢測(cè) 電路來(lái)檢測(cè)該液體中所含特定成份的濃度。通過(guò)釆用該結(jié)構(gòu)，能夠令 人滿意地檢測(cè)到該液體中所含特定成份的濃度。另外，在根據(jù)權(quán)利要求3的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，在 該液體屬性檢測(cè)元件的結(jié)構(gòu)中，該生熱電阻器圖案被嵌入在絕緣陶瓷 襯底中。結(jié)果，即使在該液體為導(dǎo)電液的情況下，也能夠使得該絕緣 陶瓷襯底的外表面與該液體接觸，并且該元件本身可以直接浸入到液 體中。因此，能夠進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)特定成份進(jìn)行濃度檢測(cè)的靈敏度。另外，在根據(jù)權(quán)利要求4的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，配
備的結(jié)構(gòu)使得該檢測(cè)電路在固定的持續(xù)時(shí)間給該生熱電阻器圖案通 電，獲得對(duì)應(yīng)于在固定持續(xù)時(shí)間內(nèi)不同時(shí)間的生熱電阻器圖案的電阻 值的第一相應(yīng)值和第二相應(yīng)值，以及根據(jù)該第一相應(yīng)值和第二相應(yīng)值 來(lái)檢測(cè)特定成份的濃度。通過(guò)采用該結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確地確定該生熱電 阻器圖案溫度上升的程度，并且能夠穩(wěn)定地檢測(cè)特定成份的濃度。需要注意的是，如果本發(fā)明中的第一相應(yīng)值和第二相應(yīng)值為相應(yīng) 于該生熱電阻器圖案的電阻值的相同單位的數(shù)值，則它們就足夠了， 并且特別地，可以引用電壓值，電流值，以及溫度轉(zhuǎn)換值。另外，在 根據(jù)該第一相應(yīng)值和第二相應(yīng)值來(lái)檢測(cè)特定成份的濃度時(shí)，特別地可 以通過(guò)使用從兩個(gè)相應(yīng)值之間的差別或兩個(gè)相應(yīng)值之間的比率獲得的 差值來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)一步，在根據(jù)權(quán)利要求5的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中， 由于該第一電極被制成管狀外部圓柱電極，并且該第二電極被制成在 該外部圓柱電極內(nèi)部提供的內(nèi)部電極，因此，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但也可 以構(gòu)成一個(gè)液面檢測(cè)單元，該液面檢測(cè)單元能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到隨著液 面而發(fā)生變化的靜電容量。另外，在根據(jù)權(quán)利要求6的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，該 內(nèi)部電極為管狀，并且用于液體屬性檢測(cè)元件的引線被插入到其中。 這樣，由于該內(nèi)部電極被共同地用作用于引線的保護(hù)部件，而不需要 單獨(dú)地提供用于保護(hù)引線的保護(hù)部件，也可以有效地實(shí)現(xiàn)該液體狀態(tài) 檢測(cè)傳感器的小型化以及降低成本。另外，在根據(jù)權(quán)利要求7的本發(fā)明液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，如果 該液體屬性檢測(cè)元件被絕緣保持器保持并且該保持器與內(nèi)部電極的前 端部分配合，則該液體屬性檢測(cè)元件和液面檢測(cè)單元能夠很容易地在 絕緣狀態(tài)下連接在一塊。
并且，在根據(jù)權(quán)利要求8或9的本發(fā)明液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中， 如果該保持器與內(nèi)部電極的前端部分的配合受到了密封圈的影響，并 且如果在一定范圍的內(nèi)部電極的表面上形成了絕緣薄膜，其中該范圍 至少?gòu)脑撁芊馊ξ挥趦?nèi)部電極上的位置延伸至該內(nèi)部電極的尾端部分 的外側(cè)，即使該液體屬性檢測(cè)元件和液面檢測(cè)單元浸入在液體中，該 內(nèi)部電極的表面也不會(huì)與該液體接觸。因此，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到該導(dǎo) 電液的液面。另外，由于該密封圈而使得該液體沒(méi)有進(jìn)入到內(nèi)部電極 的內(nèi)側(cè)，因此該內(nèi)部電路等沒(méi)有浸入在液體中，所以就不可能出現(xiàn)短 路以及被腐蝕。另外，在根據(jù)權(quán)利要求10的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，該 液體可以通過(guò)在外部圓柱電極中配備的間隙而在該外部圓柱電極的外 側(cè)和內(nèi)側(cè)之間循環(huán)，并且可以使得該外部圓柱電極內(nèi)部的液面隨著該 容器內(nèi)部液面的變化而變化。另外，在該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器用在寒 冷區(qū)域等中并且液體迅速冷卻的情況下，可以允許由于伴隨著液體凝 固出現(xiàn)的體積膨脹而產(chǎn)生的壓力通過(guò)該間隙釋放到該外部圓柱電極的 外面。因此，可以抑制由于液體的凝固而出現(xiàn)的外部圓柱電極以及內(nèi) 部電極的變形。另外，在根據(jù)權(quán)利要求11的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，由 于通過(guò)該橡膠制成的支撐部件將該內(nèi)部電極有彈力地支撐在外部圓柱 電極的內(nèi)側(cè)，因此可以抑制由于震動(dòng)等而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和諧振等，并 且可以降低在內(nèi)部電極的表面上形成絕緣薄膜的情況下發(fā)生內(nèi)部電極 變形以及薄膜損壞的可能性。另外，在根據(jù)權(quán)利要求12的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，由 前面提到的支撐部件來(lái)支撐該用于保持液體屬性檢測(cè)元件的保持器。 因此，在該保持器與該內(nèi)部電極的前端部分配合的情況下，可以防止 該保持器脫落，而不需要利用焊接、鉚接、螺紋嚙合、擰下等來(lái)進(jìn)行 固定，因此能夠降低在制造過(guò)程中所花費(fèi)的時(shí)間以及帶來(lái)的問(wèn)題。
另外，在根據(jù)權(quán)利要求13的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，出 現(xiàn)在該支撐部件前端側(cè)的液體以及出現(xiàn)在該支撐部件尾端側(cè)的液體通 過(guò)在支撐部件上形成的液體循環(huán)通道進(jìn)行循環(huán)。額外地，在根據(jù)權(quán)利 要求14的本發(fā)明中，為了在支撐部件上提供該循環(huán)通道，可以在該支 撐部件的外部側(cè)面開(kāi)槽，以保證該支撐部件與外部圓柱電極之間的循 環(huán)通道。作為選擇，在根據(jù)權(quán)利要求15的本發(fā)明中，可以在該支撐部 件的內(nèi)部側(cè)面開(kāi)槽，以保證該支撐部件與保持器或內(nèi)部電極之間的循 環(huán)通道。由于這樣在該支撐部件上配備了循環(huán)通道，因此可以令人滿 意地確保液面檢測(cè)單元中的液體變化。因此，由于配備了該支撐部件， 就不會(huì)在該液面檢測(cè)單元中出現(xiàn)液體堆積，因此，能夠加強(qiáng)液面檢測(cè) 的準(zhǔn)確性，同時(shí)很寬泛地確保液面檢測(cè)的范圍。另外，可以允許殘留在該支撐部件前端側(cè)上的氣泡經(jīng)該循環(huán)通道 溢至尾端側(cè)。結(jié)果，在液體屬性檢測(cè)元件浸入在液體中的情況下，可 以確保該氣泡不會(huì)留在它的周圍，因此能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到該液體中所 含特定成份的濃度。并且，在根據(jù)權(quán)利要求16的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，該外部圓柱電極沿著徑向方向在外部圍繞著該液體屬性檢測(cè)元件，其中 該外部圓柱電極的前端部分向外延伸。結(jié)果，即使該液體由于震動(dòng)等 原因而流入了該容器中，該外部圓柱電極也起到了防護(hù)墻的作用，用 以保護(hù)該液體屬性檢測(cè)元件，所以可以抑制隨著該流動(dòng)而產(chǎn)生的壓力 直接作用于該液體屬性檢測(cè)元件上，從而加強(qiáng)了該液體屬性檢測(cè)元件 的耐久性。另外，該液體屬性檢測(cè)元件外圍周圍的液體無(wú)法集中地替 換，因此，可以持續(xù)穩(wěn)定地檢測(cè)特定成份的濃度。另外，在根據(jù)權(quán)利要求17的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，其中形成有液體循環(huán)孔的圍繞構(gòu)件包圍了該液體屬性檢測(cè)元件的外圍。 結(jié)果，即使該液體由于震動(dòng)等原因而流入了該容器中，該圍繞構(gòu)件也
起到了防護(hù)墻的作用，用以保護(hù)該液體屬性檢測(cè)元件，所以伴隨著該 流動(dòng)而產(chǎn)生的壓力很難直接產(chǎn)生作用。另外，該液體屬性檢測(cè)元件外 圍周圍的液體無(wú)法集中地替換，因此，可以持續(xù)穩(wěn)定地檢測(cè)特定成份 的濃度。另外，在根據(jù)權(quán)利要求18的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器中，配 備的安排使得在該液體屬性檢測(cè)元件被其中形成有液體循環(huán)孔的圍繞 構(gòu)件覆蓋的同時(shí)，該圍繞構(gòu)件也被前面提到的外部圓柱電極的前端部 分覆蓋。結(jié)果，由于外部圓柱電極的前端部分與圍繞構(gòu)件都起到了防 護(hù)墻的作用，用于保護(hù)該液體屬性檢測(cè)元件，因此可以進(jìn)一步加強(qiáng)該 液體屬性檢測(cè)元件的耐久性。另外，還一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是能夠有效地抑制 該液體屬性檢測(cè)元件外圍周圍液體的集中替換，因此可以更穩(wěn)定地檢 測(cè)特定成份的濃度。并且，根據(jù)權(quán)利要求19的本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器能夠檢測(cè)尿素水溶液的液面以及該尿素水溶液中所含尿素的濃度。


圖1為液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100的不完整縱向剖面圖；圖2為該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100的液體屬性檢測(cè)單元30及其周 圍的放大剖面圖；圖3為陶瓷加熱器110的加熱器圖案115的示意圖；圖4為保護(hù)器130的側(cè)面正視圖；圖5為保護(hù)器130的底視圖；圖6為從斜下方看到的橡膠襯套80的透視圖；圖7為該橡膠襯套80的側(cè)面正視圖；圖8為該橡膠襯套80的俯視圖；圖9為沿著圖8中的點(diǎn)劃線A -A從箭頭方向看到的橡膠襯套80 的剖面圖；圖IO為液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器IOO的底視圖，其中圖1中所示的液
體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100是在軸O的方向上從前端側(cè)看到的；圖11為填入該外部圓柱電極10和內(nèi)部電極20之間間隙中的尿素水溶液的水面附近的放大剖面圖；圖12為作為修改的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器300的液體屬性檢測(cè)單元430附近的放大剖面圖；圖13為作為修改的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的內(nèi)部電極400的結(jié)構(gòu)圖；以及圖14為液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器IOO的電結(jié)構(gòu)的框圖。附圖標(biāo)記10:外部圓柱電極11:前端部分 15:縫隙20， 320， 400:內(nèi)部電極21:前端部分23， 323:絕緣薄膜30:液體屬性檢測(cè)單元40:安裝部分60:電路板70:液面檢測(cè)單元80:橡膠襯套85， 86:循環(huán)通道90:引線100， 300:液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器110:陶瓷加熱器 114:生熱電阻器圖案 115:加熱器圖案120， 350:保持器130:保護(hù)器135， 136:液體循環(huán)孔140， 340:密封圈220:微型計(jì)算機(jī)280:液體屬性檢測(cè)電路單元具體實(shí)施方式
下文中，將參照附圖給出實(shí)現(xiàn)了包含本發(fā)明的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器的一種模式的說(shuō)明。參看圖1-10，以液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說(shuō)明。圖1為液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100的不完整縱向剖面圖。圖2為該 液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100的液體屬性檢測(cè)單元30及其周圍的放大剖面 圖。圖3為陶瓷加熱器110的加熱器圖案115的示意圖。圖4為保護(hù)器 130的側(cè)面正視圖。圖5為保護(hù)器130的底視圖。圖6為從斜下方看到 的橡膠襯套80的透視圖。圖7為該橡膠襯套80的側(cè)面正視圖。圖8 為該橡膠襯套80的俯視圖。圖9為沿著圖8中的點(diǎn)劃線A -A從箭頭 方向看到的橡膠襯套SO的剖面圖。圖10為液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100 的底視圖，其中圖1中所示的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100是在軸O的方 向上從前端側(cè)看到的。需要注意的是，在液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100中， 液面檢測(cè)單元70 (由外部圓柱電極10和內(nèi)部電極20構(gòu)成的電容器) 的縱向被設(shè)置作為軸0的方向，配備了液體屬性檢測(cè)單元30的一側(cè)被 設(shè)置作為前端側(cè)，并且配備了安裝部分40的一側(cè)被設(shè)置作為尾端側(cè)。根據(jù)該實(shí)施例的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100用于檢測(cè)在降低柴油動(dòng) 力汽車的廢氣中含有的氮化氧(NOx)時(shí)使用的尿素水溶液的狀態(tài)，即 尿素水溶液的液面，以及作為該尿素水溶液中所含特定成份的尿素的 濃度。如圖1中所示，該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100由液面檢測(cè)單元70、 液體屬性檢測(cè)單元30以及安裝部分40構(gòu)成，其中該液面檢測(cè)單元70 由圓柱形的外部圓柱電極10和沿著該外部圓柱電極10的軸0的方向 在該外部圓柱電極10內(nèi)部配備的圓柱內(nèi)部電極20構(gòu)成，該液體屬性 檢測(cè)單元30配備在該內(nèi)部電極20的前端側(cè)上，該安裝部分40用于將 該液體檢測(cè)傳感器100安裝在尿素水箱(未示出)中，而該水箱被用 作用于容納該尿素水溶液的容器。該外部圓柱電極10由金屬材料構(gòu)成，并且具有沿著軸O的方向延伸的細(xì)長(zhǎng)圓柱形狀。在外部圓柱電極io的外周沿周向被等距離隔開(kāi)的三條母線上，多個(gè)窄縫隙15分別沿著各條母線不連續(xù)地開(kāi)口。另外， 在外部圓柱電極10的前端部分11中，在形成了縫隙15的母線上分別 提供有開(kāi)口 16，用于防止插入在外部圓柱電極IO與下面描述的內(nèi)部電 極20之間的橡膠襯套80發(fā)生脫落。進(jìn)一步，在外部圓柱電極10的尾 端側(cè)上接近基座端部分12的位置，在不同于形成了縫隙15的母線的 母線上形成了一個(gè)通氣孔19。另外，該外部圓柱電極10的前端部分 11比開(kāi)口 16的位置在軸0的方向上更進(jìn)一步向前端側(cè)延伸，以便于包 圍將在后面描述的液體屬性檢測(cè)單元30的陶瓷加熱器110的徑向外 圍。應(yīng)該注意的是，該前端部分11還包圍了覆蓋該陶瓷加熱器110的 保護(hù)器130的徑向外圍，并且延伸使得它的前端比保護(hù)器130的前端 在軸O的方向上更接近于前端側(cè)。進(jìn)一步，該外部圓柱電極10的前端 是開(kāi)口的，并且被設(shè)置為如下?tīng)顟B(tài)，即從開(kāi)口側(cè)可以看到該保護(hù)器130。接下來(lái)，將該外部圓柱電極IO焊接為如下?tīng)顟B(tài)，即它的基座端部 分12與金屬安裝部分40的電極支撐部分41的外部外圍嚙合在一塊。 該安裝部分40用作底座，用于將該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100固定于尿 素水箱(未示出)，并且在軸環(huán)部分42中形成了用于插入該安裝螺栓 的安裝孔(未示出)。另外，在具有位于兩者之間的安裝部分40的軸 環(huán)部分42的電極支撐部分41的對(duì)邊上形成了用于容納例如電路板60 的容納部分43，用于替換該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100和外部電路(未 示出)之間的電連接。需要注意的是，該安裝部分40與電路板60相 連，以便于假設(shè)與配線部分(未示出)相同的電位作為接地電位。因 此，通過(guò)該安裝部分40將該外部圓柱電極10接地。電路板60被容納在安裝部分40中，并且特別安裝在電路板安裝
部分(未示出)上，該部分從容納部分43的內(nèi)壁表面的四個(gè)角伸出。容納部分43通過(guò)由蓋45覆蓋而被保護(hù)，蓋45被固定于軸環(huán)部分42。 另外，連接器62被固定在蓋45的側(cè)表面，連接器62的連接終端(未 示出)與位于電路板60上的圖案通過(guò)布線電纜61相連。電路板60與 內(nèi)部電路(未示出)之間的連接通過(guò)此連接器62被建立。貫穿該容納部分43的孔46開(kāi)口在安裝部分40的電極支撐部分41 中，并且內(nèi)部電極20的基座端部分22插入在該孔46中。該實(shí)施例中 的內(nèi)部電極20由金屬材料構(gòu)成，其中該金屬材料具有伸長(zhǎng)的圓柱形狀 并且沿著軸0的方向延伸。在該內(nèi)部電極20的外部外圍表面上形成了 絕緣薄膜23，其中該絕緣薄膜由碳氟化合物例如PTFE，PFA以及ETFE， 環(huán)氧樹(shù)脂，聚酰亞胺樹(shù)脂等構(gòu)成。利用浸漬或靜電粉末涂裝并使其受 到熱處理，將這種樹(shù)脂應(yīng)用于內(nèi)部電極20的外部表面上，從而以樹(shù)脂 涂層的形式形成該絕緣薄膜23。對(duì)該液面檢測(cè)單元70進(jìn)行配置，使得 在內(nèi)部電極20與外部圓柱電極10之間形成電容器，其中該電容器的 靜電容量跟著尿素水溶液的液面發(fā)生變化，這將在后面描述。需要注 意的是，至少在從密封圈140的接觸點(diǎn)到O形環(huán)54的接觸點(diǎn)的范圍內(nèi) 形成內(nèi)部電極20的絕緣薄膜23，這將在后面描述，并且覆蓋該內(nèi)部電 極20的外部外圍表面，使得該內(nèi)部電極20不與外部圓柱電極10內(nèi)的 尿素水溶液接觸。用于將內(nèi)部電極20固定在安裝部分40上的導(dǎo)管裝置55和內(nèi)部鑄 件50與軸0方向上尾端側(cè)上的內(nèi)部電極20的基座端部分22嚙合。該 導(dǎo)管裝置55為環(huán)形導(dǎo)管部件，其中該部件更近地與內(nèi)部電極20的基 座端部分22的邊緣相連。該內(nèi)部鑄件50為軸環(huán)管狀樹(shù)脂部件，用于 定位以及支撐該內(nèi)部電極20，以便于可靠地使該內(nèi)部電極20和外部圓 柱電極IO絕緣，并且它的前端側(cè)與安裝部分40的電極支撐部分41的 孔46嚙合。該內(nèi)部鑄件50具有軸環(huán)部分51，其中形成該軸環(huán)部分51 的方式使其放射狀地向外突出，并且當(dāng)該內(nèi)部鑄件50與電極支撐部分 41嚙合時(shí)被從容納部分43插入到電極支撐部分41的孔46中。進(jìn)一步，
因?yàn)樵撦S環(huán)部分51緊靠著該容納部分43的內(nèi)部底面，因此可以防止該內(nèi)部鑄件穿過(guò)該孔46。另外，雖然該內(nèi)部電極20被從容納部分43 一側(cè)插入到內(nèi)部鑄件50的內(nèi)部，但是因?yàn)樵搶?dǎo)管裝置55依靠著該軸 環(huán)部分51 ，因此該內(nèi)部鑄件50可以防止內(nèi)部電極20脫落。進(jìn)一步，在該內(nèi)部鑄件50的外部外圍和內(nèi)部外圍上分別配備有O 形環(huán)53和O形環(huán)54。該O形環(huán)53密封了該內(nèi)部鑄件50的外部外圍 與安裝部分40的孔6之間的間隙，并且該 形環(huán)54密封了該內(nèi)部鑄 件50的內(nèi)部外圍與內(nèi)部電極20的基座端部分22的外部外圍之間的間 隙。這就保持了水密性和氣密性，所以當(dāng)將該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100 安裝在尿素水箱(未示出)中時(shí)，該尿素水箱的內(nèi)部和外部無(wú)法通過(guò) 該容納部分43相通。需要注意的是，沒(méi)有插圖的盤形密封部件被安裝 在安裝部分40的軸環(huán)部分42的前端側(cè)面上，因此當(dāng)液體狀態(tài)檢測(cè)傳 感器100被安裝在尿素水箱中時(shí)，在軸環(huán)部分42與尿素水箱之間可以 保持水密性和氣密性。另外，在將該內(nèi)部電極20安裝到安裝部分40上時(shí)，通過(guò)兩個(gè)壓 盤56和57將該導(dǎo)管裝置55壓在內(nèi)部鑄件50的軸環(huán)部分51上。通過(guò) 螺絲58將該絕緣壓盤57固定在容納部分43中，其中該壓盤57通過(guò) 放置在它與導(dǎo)管裝置55之間的壓盤56來(lái)壓住該導(dǎo)管裝置55。這就允 許與導(dǎo)管裝置55相連的內(nèi)部電極20被固定在電極支撐部分41上。在 每個(gè)壓盤56和57中，孔59在中央開(kāi)口，并且內(nèi)部電極20的電極引 線52以及含有兩個(gè)引線90 (圖1中只示出了一個(gè)引線90)的雙芯電 纜91，用于與下述陶瓷加熱器110建立電連接，被插入在其中，并且 分別與電路板60上的圖案電連接。電路板60的接地側(cè)電極(未示出) 與安裝部分40相連，并且因此焊接至安裝部分40上的外部圓柱電極 IO也與接地一側(cè)電連接。接下來(lái)，液體屬性檢測(cè)單元30與內(nèi)部電極20的前端部分21相連。 如圖2中所示，該實(shí)施例中的液體屬性檢測(cè)單元30由如下構(gòu)成陶瓷 加熱器110，起到液體屬性檢測(cè)元件的作用，用于檢測(cè)尿素水溶液中尿 素的濃度；絕緣樹(shù)脂制成的保持器120，用于支撐該陶瓷加熱器110，并且被安裝在該內(nèi)部電極20的前端部分21上；以及保護(hù)器130，用于 通過(guò)覆蓋住從保持器120露出的陶瓷加熱器110的外圍來(lái)包含該陶瓷 加熱器110。如圖3中所示，對(duì)于該陶瓷加熱器110，在由絕緣陶瓷(特別是氧 化鋁)構(gòu)成的盤形陶瓷襯底111上形成主要由Pt構(gòu)成的加熱器圖案， 并且在嵌入狀態(tài)中形成該加熱器圖案115，其中該加熱器圖案115被夾 在陶瓷襯底以及配套的陶瓷襯底(未示出)之間。提供的這種安排使 得在通電期間，通過(guò)使得構(gòu)成該生熱電阻器圖案114的圖案的橫截面 積小于作為供電兩級(jí)的引線部分112和113，從而實(shí)現(xiàn)了主要在生熱電 阻器圖案114中生熱。另外，在引線部分112和113的兩端上都配備了 導(dǎo)線(未示出)，其中該導(dǎo)線電導(dǎo)至一個(gè)陶瓷襯底表面上提供的電極焊 點(diǎn)，并且與兩個(gè)連接器119(圖2中只示出了一個(gè))中的各個(gè)電氣相連， 用于通過(guò)兩個(gè)引線90來(lái)傳遞該連接。需要注意的是，該陶瓷加熱器110 相當(dāng)于本發(fā)明中的"液體屬性檢測(cè)元件"。接下來(lái)，如圖2中所示，用于支撐該陶瓷加熱器110的保持器120 被配置為從它的外部外圍來(lái)覆蓋該內(nèi)部電極20的前端部分21。該保持 器120具有兩個(gè)圓柱部分121和122，其中該圓柱部分121和122具有 不同的外徑，并且通過(guò)錐形階梯部分123相連。進(jìn)一步，該保持器120 的小直徑圓柱部分121上的管狀端的邊緣部分是傾斜的。在縱向上引 線部分112和113 (參見(jiàn)圖3) —側(cè)被插入到小直徑圓柱部分121中， 并且暴露出了布置有生熱電阻器圖案114的部分的情況下，通過(guò)由粘 著劑等配置的固定部件125和126將該陶瓷加熱器110固定至保持器 120。另外，該大直徑圓柱部分122的內(nèi)徑被配置為大于內(nèi)部電極20的 前端部分21的外徑。當(dāng)將保持器120從圓柱部分122—側(cè)裝配至內(nèi)部 電極20的前端部分21時(shí)，該密封圈140被插入在圓柱部分122的內(nèi) 部外圍表面與內(nèi)部電極20的外部外圍表面之間，從而確保了該內(nèi)部電 極20的水密性。在一定范圍內(nèi)的內(nèi)部電極20的外部外圍上形成了絕 緣薄膜，其中該范圍從內(nèi)部電極20的前端側(cè)上在前端部分21放置了 該密封圈140的位置的前端側(cè)延伸至尾端側(cè)上在基座端部分22放置了 該0形環(huán)54的位置。因此，即使該液面檢測(cè)單元70被浸入到該尿素 水箱(未示出)的尿素水溶液中，該內(nèi)部電極20也不會(huì)與尿素水溶液 直接接觸。順便提及，在安裝該保持器120之前，通過(guò)壓接或者焊接的方式 將該電纜91兩個(gè)引線90的導(dǎo)線分別與陶瓷加熱器110的連接器119 相連。進(jìn)一步，該連接器119和引線90，包括它們的連接部分，都被 絕緣保護(hù)構(gòu)件95覆蓋。進(jìn)一步，這兩個(gè)引線90被插入到圓柱形的內(nèi) 部電極20中，并且與前面提及的電路板60相連。接下來(lái)，圖4和5中所示的保護(hù)器130為金屬保護(hù)構(gòu)件，它的底 部是圓柱形的。在開(kāi)口一側(cè)的端部形成了軸環(huán)部分131，該軸環(huán)部分 131的形狀為在相對(duì)于軸O的方向傾斜的方向上端部張開(kāi)，并且底部 部分132與軀干部分133之間的邊緣部分被斜切為曲面，從而加強(qiáng)了 剛性。另外，在保護(hù)器130的外部外圍上等間距的三條母線上分別形 成了液體循環(huán)孔135，其從底部部分132開(kāi)口并穿過(guò)軀干部分133，以 及液體循環(huán)孔136，其從軀干部分133開(kāi)口并穿過(guò)軸環(huán)部分131。該三 條母線上的液體循環(huán)孔135在底部部分132中并不彼此相連。需要注 意的是，該保護(hù)器130相當(dāng)于本發(fā)明中的"圍繞構(gòu)件"。進(jìn)一步，如圖2中所示，保護(hù)器130在其內(nèi)部外圍位于開(kāi)口一側(cè) 與保持器120的小直徑圓柱部分121的外部外圍配合，并且該軸環(huán)部 分131的嚙合方式使其沿著保持器120的階梯部分123的斜面延伸。 該陶瓷加熱器110被容納在保護(hù)器130中，其中排列有生熱電阻器圖 案114的陶瓷加熱器110的部分從保持器120的前端暴露出來(lái)，并且該
陶瓷加熱器110的前端部分及其附近都直接浸入在液體中。當(dāng)該保持器120與內(nèi)部電極20的前端部分21配合時(shí)，該結(jié)構(gòu)的液體屬性檢測(cè)單元20與處于絕緣狀態(tài)的液面檢測(cè)單元70相連。進(jìn)一 步，通過(guò)插入在外部圓柱電極10的內(nèi)側(cè)與內(nèi)部電極20外側(cè)之間的橡 膠制橡膠襯套80，該液體屬性檢測(cè)單元30與內(nèi)部電極20的前端部分 21 —塊位于和支撐在外部圓柱電極10中。如圖6至9所示，該橡膠襯套80為圓柱形，并且具有凸出部分87， 其中該凸出部分配備在它的外部外圍表面89上外圍等間隔的三條母線 上，并且分別與外部圓柱電極10的開(kāi)口 16嚙合，起到防止被分開(kāi)的 作用。進(jìn)一步，通過(guò)在外部外圍表面89上外圍方向的相鄰?fù)钩霾糠?7 之間開(kāi)槽，提供了多個(gè)分別沿著軸O的方向延伸到多個(gè)(該實(shí)施例中， 5個(gè))溝槽部分88。需要注意的是，該橡膠襯套80相當(dāng)于本發(fā)明中的 "支撐部件"。另外，該橡膠襯套80的內(nèi)部外圍表面一側(cè)上的表面由具有不同內(nèi) 徑的兩個(gè)內(nèi)部外圍表面81和82構(gòu)成，并且允許保持器120的外部外 圍表面與其嚙合，以及錐形內(nèi)部外圍表面83與它們相連。進(jìn)一步，通 過(guò)在形成了凸起部分87的外部外圍表面上對(duì)應(yīng)于各條母線的位置上開(kāi) 槽來(lái)分別提供溝槽部分84，其中該溝槽部分84在從小直徑內(nèi)部外圍表 面81—側(cè)到大直徑內(nèi)部外圍表面82的內(nèi)部外圍表面81， 83，和82上 連續(xù)。需要注意的是，橡膠襯套80中形成有小直徑內(nèi)部外圍表面81 的部分的壁厚大于形成有大直徑內(nèi)部外圍表面82的部分。當(dāng)橡膠襯套80排列在外部圓柱電極IO的內(nèi)側(cè)與內(nèi)部電極10的外 側(cè)之間時(shí)，保護(hù)器130的液體循環(huán)孔135的位置與橡膠襯套80的內(nèi)部 外圍表面81-83 —側(cè)上形成溝槽部分的位置排成直線，以便于進(jìn)行安 裝。另外，如前面所述，通過(guò)穿過(guò)導(dǎo)管裝置55的兩個(gè)壓盤56和57將 內(nèi)部電極20在軸O的方向上朝著前端側(cè)的壓下(參見(jiàn)圖1)。結(jié)果，
如圖2中所示，與內(nèi)部電極20的前端部分21配合的保持器120的階梯部分123被設(shè)置為如下?tīng)顟B(tài)，即被壓在橡膠襯套80的內(nèi)部外圍表面 83上。這是，因?yàn)楸Ｗo(hù)器130的軸環(huán)部分131被夾在橡膠襯套80的內(nèi) 部外圍表面83與保持器120的階梯部分123之間，因此可以有彈力地 保持該保護(hù)器130。進(jìn)一步，通過(guò)位于和保持在外部圓柱電極10中橡 膠襯套80可以將保持器120和內(nèi)部電極20有彈力地支撐在外部圓柱 電極10的內(nèi)側(cè)。當(dāng)液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100被安裝在尿素水箱(未示出)中并被 使用時(shí)，該尿素水溶液分別通過(guò)外部圓柱電極10的軸O方向上最末端 部分上的開(kāi)口和間隙流入外部圓柱電極10，即流入橡膠襯套S0軸O 方向上前端側(cè)上的B部分及其尾端側(cè)上的C部分。另外，該尿素水溶 液還通過(guò)液體循環(huán)孔135和136從B部分流入保護(hù)器130內(nèi)的D部分。 進(jìn)一步，流入B部分和C部分的尿素水溶液通過(guò)由橡膠襯套80的溝槽 部分與外部圓柱電極10的內(nèi)部外圍表面形成的循環(huán)通道85以及由溝 槽部分84與保持器120的外部外圍表面形成的循環(huán)通道86進(jìn)行循環(huán)。 進(jìn)一步，該循環(huán)通道86延續(xù)至保持器130的液體循環(huán)孔136 (參見(jiàn)圖 4)，其中該保護(hù)器130與形成溝槽部分84的位置排成一線(參見(jiàn)圖10)。 結(jié)果，該尿素水溶液通過(guò)循環(huán)通道85和86在B部分和C部分之間以 及D部分和C部分之間循環(huán)。另外，當(dāng)向空尿素水箱中注入尿素水溶 液的時(shí)候，雖然有可能在B部分和D部分中殘留有空氣(氣泡)，但是 殘留在B部分中的空氣能夠通過(guò)循環(huán)通道85和86到達(dá)C部分。這時(shí)， 由于保持器120的小直徑圓柱部分121 —側(cè)上管狀端的邊緣部分是傾 斜的，因此殘留空氣很可能集中在傾斜部分，并且通過(guò)液體循環(huán)孔136 很容易且平滑地移至循環(huán)通路86。需要注意的是，在該實(shí)施例的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100中，構(gòu)成 了液體屬性檢測(cè)元件的陶瓷加熱器110通過(guò)絕緣樹(shù)脂制保持器120和 橡膠襯套80在絕緣的狀態(tài)下與液面檢測(cè)單元70相連。進(jìn)一步，如圖2 所示，陶瓷加熱器110的前端部分(特別是，排列有生熱電阻器圖案 114的部分)比液面檢測(cè)單元70的縱向前端(在該實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于密封圈140與內(nèi)部電極20上形成的絕緣薄膜23相接觸區(qū)域的最尾端) 更接近于前端側(cè)。結(jié)果，在該實(shí)施例的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100中， 在尿素水溶液的液面不低于液面檢測(cè)單元70的同時(shí)，能夠可靠地檢測(cè) 該尿素水溶液的濃度。接下來(lái)，將參照?qǐng)D"來(lái)描述液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100的電結(jié)構(gòu)。 圖14為用于說(shuō)明該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100的電結(jié)構(gòu)的框圖。如圖14所示，通過(guò)安裝部分40將該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100安 裝在尿素水箱98中，具有電極對(duì)(外部圓柱電極10和內(nèi)部電極20) 的液面檢測(cè)單元70以及具有配備了生熱電阻器圖案114的陶瓷加熱器 110的液體屬性檢測(cè)單元30被浸入在尿素水溶液中。該液體狀態(tài)檢測(cè) 傳感器100具有安裝在電路板60上的微機(jī)220，以及用于控制該液面 檢測(cè)單元70的液面檢測(cè)電路單元250，用于控制該液體屬性檢測(cè)單元 30的液體屬性檢測(cè)電路單元280，以及用于與ECU進(jìn)行通信的輸入/ 輸出單元290與其相連。該輸入/輸出電路單元2卯控制通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)該液體狀態(tài)檢測(cè) 傳感器IOO與ECU之間的信號(hào)輸入/輸出。另外，該液面檢測(cè)電路單元 250還是電路部分，其根據(jù)來(lái)自微機(jī)220的指令來(lái)將AC電壓加在該液 面檢測(cè)單元70的外部圓柱電極10與內(nèi)部電極20之間，使得流經(jīng)構(gòu)成 該液面檢測(cè)單元70的電容器的電流受到電壓轉(zhuǎn)換，以及輸出該電壓信 號(hào)給微機(jī)220。該液體屬性檢測(cè)電路單元280為電路部分，其根據(jù)來(lái)自微機(jī)220 的指令，使得恒定電流穿過(guò)該液體屬性檢測(cè)單元30的陶瓷加熱器110， 并且將在該生熱電阻器圖案114的兩端生成的檢測(cè)電壓輸出給微機(jī) 220。該液體屬性檢測(cè)電路單元280由差動(dòng)放大器電路部分230，恒定 電流輸出部分240，以及開(kāi)關(guān)260構(gòu)成。
該恒定電流輸出部分240輸出將會(huì)穿過(guò)該生熱電阻器圖案114的 恒定電流。在給生熱電阻器圖案114通電的路徑上配備有開(kāi)關(guān)260，用 于根據(jù)來(lái)自微機(jī)220的指令進(jìn)行切換(開(kāi)/關(guān))。該差動(dòng)放大器電路部分 280將出現(xiàn)在該生熱電阻器圖案114一端的電位與出現(xiàn)在其另一端的電 位差輸出給微機(jī)220，作為檢測(cè)電壓。接下來(lái)將描述由該實(shí)施例的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100來(lái)檢測(cè)尿素 水溶液的液面和濃度的原理。首先，將參看圖11來(lái)描述由液面檢測(cè)單 元70來(lái)檢測(cè)該尿素水溶液的液面的原理。圖11為填入該外部圓柱電 極10和內(nèi)部電極20之間間隙中的尿素水溶液的水面附近的放大剖面圖。該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100被裝配至容納有尿素水溶液的尿素水 箱(未示出)中，其中在這種狀態(tài)下，外部圓柱電極10和內(nèi)部電極20 的前端側(cè)都朝向它的底壁一側(cè)。換句話說(shuō)，該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100 的液面檢測(cè)單元被裝配到尿素水箱(未示出)，使得尿素水溶液的排水 方向(該尿素水溶液的液面的高低方向)被設(shè)置為軸0的方向，其中 該尿素水溶液的體積在尿素水箱(未示出)中變化，并且該外部圓柱 電極10和內(nèi)部電極20的前端側(cè)被設(shè)置在該尿素水溶液的體積較小的 一側(cè)(低液面一側(cè))上。進(jìn)一步，測(cè)量該外部圓柱電極io和內(nèi)部電極 20之間間隙的靜電容量，并檢測(cè)出現(xiàn)在它們之間的液體水溶液在軸O 的方向上的液面。眾所周知，這是基于如下事實(shí)，即具有不同半徑電 位的兩個(gè)點(diǎn)之間的半徑差越小，該靜電容量的幅值就越大。艮口，如圖11所示，在沒(méi)有填入尿素水溶液的部分中，該間隙中產(chǎn) 生了電位差的部分的距離變成了對(duì)應(yīng)于加在外部圓柱電極IO的內(nèi)部外 圍表面與絕緣薄膜23之間的空氣層的厚度的距離(用距離F表示)與 對(duì)應(yīng)于絕緣薄膜23的厚度的距離(用距離G表示)之和(用距離E表 示)。同時(shí)，在填入了尿素水溶液的部分中，該間隙中產(chǎn)生了電位差的
部分的距離變成了對(duì)應(yīng)于絕緣薄膜23的厚度的距離G，這是因?yàn)橛捎谠撃蛩厮芤菏菍?dǎo)電的，使得該外部圓柱電極io與尿素水溶液的電位實(shí)際上是相等的。換句話說(shuō)，可以說(shuō)，在沒(méi)有填入尿素水溶液的部分的間隙的靜電 容量是如下電容器的組合容量，即其中電極之間的距離為F并且電介 質(zhì)(非導(dǎo)體)為空氣的電容器與電極之間的距離為G并且電介質(zhì)為絕 緣薄膜23的電容器串聯(lián)的靜電容量。還有，可以說(shuō)，填入了尿素水溶 液的部分的間隙的靜電容量為電極之間的距離為G并且電介質(zhì)為絕緣 薄膜23的電容器的靜電容量。接著，測(cè)量并聯(lián)時(shí)的電容器的靜電容量， 作為整個(gè)液面檢測(cè)單眼70的靜電容量。這里，由于夾住了空氣層的電極之間的距離F被配置為大于夾住 了絕緣薄膜23的電極之間的距離G，因此將空氣作為電介質(zhì)的電極之 間的單位靜電容量小于將絕緣薄膜作為電介質(zhì)的電極之間的單位靜電 容量。因此，填入了尿素水溶液的部分的靜電容量的變化大于沒(méi)有填 入尿素水溶液部分的靜電容量的變化，并且由外部圓柱電極IO和內(nèi)部 電極20構(gòu)成的整個(gè)電容器的靜電電容與該尿素水溶液的液面成比例。在該實(shí)施例中，由微機(jī)220通過(guò)上述的液面檢測(cè)電路250來(lái)測(cè)量 該尿素水溶液的液面，并且這樣得到的液面信息信號(hào)被從輸入/輸出電 路單元290輸出給沒(méi)有插圖的ECU。接著，根據(jù)該輸入的液面信息信 號(hào)，該ECU確定該尿素水溶液的液面(殘留量)是否合適，如果不合 適，則該ECU根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行將該結(jié)果通知給駕駛者的處理。接下來(lái)將描述在構(gòu)成該液體屬性檢測(cè)單元30的陶瓷加熱器110中 檢測(cè)作為尿素水溶液中所含特定成份，即尿素，的濃度的原理。已知 的是，液體的熱導(dǎo)性一般地取決于該液體中所含特定成份的濃度。艮口， 在使用生熱電阻器并且將它周圍的液體加熱固定持續(xù)時(shí)間的情況下， 不同濃度的液體中溫度上升的速度是不同的。另外，還已知的是，在
恒定電流穿過(guò)生熱電阻器的情況下，該生熱電阻器的電阻值與該生熱 電阻器環(huán)境溫度的上升成比例地增加。因此，如果使用該生熱電阻器 并且它周圍的液體被加熱固定持續(xù)時(shí)間，如果能夠得到該生熱電阻器 的電阻值的變化程度，則就能夠得到周圍液體的溫度變化程度，因此 能夠獲得該液體的濃度。
該實(shí)施例的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器100被配置為使得恒定電流流經(jīng) 該生熱電阻器圖案114固定的持續(xù)時(shí)間，并且在該生熱電阻器圖案114 的兩端產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于它的電阻值幅值的檢測(cè)電壓。需要注意的是，如上
所述，通過(guò)差動(dòng)放大器電路部分230來(lái)測(cè)量檢測(cè)電壓Vd作為出現(xiàn)在該 生熱電阻器圖案114 一端的電位Pin與出現(xiàn)在另一端的電位Pout之間 的差。
特別地，首先， 一旦從微機(jī)220接收到指令，該開(kāi)關(guān)260就被關(guān) 閉，以開(kāi)始使得恒定電流流經(jīng)該生熱電阻器圖案114。接著，由微機(jī) 220通過(guò)該差動(dòng)放大器電路部分230來(lái)獲得開(kāi)始給該生熱電阻器圖案 114通電之后的檢測(cè)電壓Vd，并且在固定持續(xù)時(shí)間(例如，700ms)之 后，微機(jī)220再一次獲得檢測(cè)電壓Vd。接著，由該微機(jī)220通過(guò)使用 利用實(shí)驗(yàn)等事先準(zhǔn)備的表格(未示出)并且通過(guò)使用前面提到的兩個(gè) 檢測(cè)電壓Vd的差值作為參數(shù)來(lái)計(jì)算尿素水溶液的濃度。另外，經(jīng)過(guò)了 固定持續(xù)時(shí)間之后，根據(jù)來(lái)自微機(jī)220的指令打開(kāi)該開(kāi)關(guān)260，以中斷 給該生熱電阻器圖案114通電。接著，由微機(jī)220最終獲得的濃度信 息信號(hào)被從輸入/輸出電路單元290輸出給ECU。根據(jù)該輸入的濃度信 息信號(hào)，該ECU確定該尿素水溶液的濃度是否位于適當(dāng)范圍之內(nèi)，并 且如果不在適當(dāng)范圍之內(nèi)，則根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行將該結(jié)果通知給駕駛者 的處理。
順便提及，不需要說(shuō)的就是在本發(fā)明中可以進(jìn)行各種修改。例如， 在圖12中所示的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器300的保持器350的情況下，密 封圈340可以插入在內(nèi)部電極320的前端部分321的內(nèi)部外圍與插入
在該前端部分321中的保持器350的圓柱部分352之間，以便于保證 內(nèi)部電極320的內(nèi)部的水密性。在這種情況下，在內(nèi)部電極320的前 端部分321，形成該絕緣薄膜323的方式使其能夠從該內(nèi)部電極320的 外部外圍一側(cè)翻轉(zhuǎn)至內(nèi)部外圍一側(cè)。接著，如果形成該絕緣薄膜323 至少達(dá)到內(nèi)部電極320的前端部分321的內(nèi)部外圍一側(cè)上排列有密封 圈340的位置，即使該液面檢測(cè)單元70被浸入在尿素水溶液中，該內(nèi) 部電極320也不會(huì)直接與該尿素水溶液接觸。
另外，如圖13中所示，可以使用內(nèi)部電極400，其中在與電極圖 形相同的絕緣陶瓷薄片410上形成液面檢測(cè)單元470和液體屬性檢測(cè) 單元430的一個(gè)電極，其接著被實(shí)心或空心的棒狀支撐部件420包圍。 這種內(nèi)部電極400可以按照如下方式來(lái)加工。通過(guò)在矩形絕緣陶瓷薄 片410的一個(gè)縱向端側(cè)留下用于排列該液體屬性檢測(cè)單元430的部分， 可以形成面積很寬的內(nèi)部電極415的電極圖形。接著，按照不與該內(nèi) 部電極415接觸的方式沿著絕緣陶瓷薄片410的縱向方向形成電極圖 形，用于形成該液體屬性檢測(cè)單元430的引線部分411和412。在液體 屬性檢測(cè)單元430上形成用于形成生熱電阻器413的電極圖形，其中 該生熱電阻器413用于連接引線部分411和412。接著，其上形成有這 些電極圖形的絕緣陶瓷薄片410纏繞在該支撐部件420周圍。
這里，如果電極圖形被嵌入在絕緣陶瓷薄片410上，則該支撐部 件420可以為導(dǎo)電金屬棒。同時(shí)，如果該支撐部件420為絕緣的，則 該電極圖形可以不被嵌入，并且可以被纏繞著面對(duì)該支撐部件420 — 側(cè)。當(dāng)內(nèi)部電極400在這種狀態(tài)下被烘烤并且安裝在該實(shí)施例的外部 圓柱電極10內(nèi)部時(shí)，可以在外部圓柱電極10與內(nèi)部電極415之間形 成液面檢測(cè)單元470。進(jìn)一步，該液體屬性檢測(cè)單元430在與液面檢測(cè) 單元470絕緣的情況下，可以被排列為與該內(nèi)部電極400的前端部分 相連。
另外，在該實(shí)施例中，雖然生熱電阻器圖案114以及陶瓷加熱器110的引線部分112和113可以使用相同的材料，并且使得圖形的橫截 面積不同，以允許主要在生熱電阻器圖案114中生熱，但是它們的制 成材料是可以不同的。
另外，雖然在該實(shí)施例中，雖然通過(guò)使用對(duì)應(yīng)于該陶瓷加熱器110 的生熱電阻器圖案114電阻值的電壓值參照表格來(lái)確定該尿素水溶液
中的尿素濃度，但是也可以通過(guò)將對(duì)應(yīng)于電阻值的電壓值設(shè)置為變量 并且將其代入到表示通過(guò)實(shí)驗(yàn)等事先確定的上述關(guān)系的等式中來(lái)計(jì)算 該尿素水溶液的濃度。
另外，對(duì)于內(nèi)部電極20上形成的絕緣薄膜23，優(yōu)選的就是根據(jù)液 體的屬性(例如，酸性，還原性等)來(lái)選擇抗腐蝕性材料。需要注意 的是，通過(guò)浸漬或者靜電粉末涂敷法來(lái)形成絕緣薄膜，但是即使配備 了一種設(shè)置使得隨著內(nèi)部電極一塊滯留的空氣為零，也可以通過(guò)使用 絕緣管來(lái)形成絕緣薄膜。進(jìn)一步，雖然該外部圓柱電極io和內(nèi)部電極 20由金屬構(gòu)成，但也可以由導(dǎo)電樹(shù)脂構(gòu)成。
另外，在橡膠襯套80的內(nèi)部外圍一側(cè)與外部外圍一側(cè)上以溝槽的 形式配備了溝槽部分84和88，但是也可以被加工為穿透厚壁部分的通 孔。進(jìn)一步，也可以通過(guò)去除溝槽部分84和88中的任何一個(gè)或多個(gè) 來(lái)形成該橡膠襯套80。另外，該外部圓柱電極10和內(nèi)部電極20為圓 柱形，但是也可以為直角管狀。
并且，如果至少檢測(cè)液體中所含特定成份(例如尿素)的濃度， 則起到液體屬性檢測(cè)元件的作用的陶瓷加熱器110就足夠了，并且它 除了被用于檢測(cè)濃度以外，也可以被用于檢測(cè)液體溫度或者液面的下 限。
例如，在通過(guò)陶瓷加熱器110來(lái)檢測(cè)液體溫度的情況下，可以根 據(jù)恒定電流開(kāi)始流經(jīng)該生熱電阻器圖案114之后該生熱電阻器圖案的
電阻值的幅值(更具體地，在生熱電阻器圖案114的兩端生成的檢測(cè) 電壓Vd的幅值)來(lái)檢測(cè)液體溫度。由于剛通電后該生熱電阻器圖案114 的電阻值顯示了對(duì)應(yīng)于液體溫度的值，因此可以通過(guò)該技術(shù)來(lái)檢測(cè)液 體溫度。另外，由于生熱電阻器圖案114的電阻值的變化性態(tài)實(shí)質(zhì)上 在液體出現(xiàn)在陶瓷加熱器no周圍的情況與液體沒(méi)有出現(xiàn)在陶瓷加熱 器110周圍的情況之間變化，因此通過(guò)使用該差別就能夠檢測(cè)到該液 體液面的下限。
雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域 內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的就是在不脫離本發(fā)明的精神和范疇的情 況下可以進(jìn)行各種改變和修改。
本申請(qǐng)基于2005年7月1日提出的日本專利申請(qǐng)(日本專利申請(qǐng) 號(hào)No.2005 -193298)，其整個(gè)內(nèi)容被引入這里作為參考。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明可以被應(yīng)用于液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中用于檢測(cè)液面的 傳感器與用于檢測(cè)濃度的傳感器被集成在一塊兒。
很清楚的是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，并且可以在不脫離本 發(fā)明的范圍和精神的情況下進(jìn)行修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)容納在容器中的液體的狀態(tài)，包括液面檢測(cè)單元，具有在縱向方向上延伸的第一電極和第二電極，并且被配置為在第一電極和第二電極之間形成電容器，其中該電容器的靜電容量根據(jù)該容器中容納的液體的液面而發(fā)生變化；安裝部分，位于該液面檢測(cè)單元縱向方向上的后端側(cè)，并且適于將該液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器安裝在容器中；以及液體屬性檢測(cè)元件，在絕緣狀態(tài)下與液面檢測(cè)單元相連，并且適于檢測(cè)至少該液體中所含特定成份的濃度，該液體屬性檢測(cè)元件的前端比液面檢測(cè)單元的縱向前端更接近前端側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中該液體屬性檢測(cè) 元件具有生熱電阻器圖案，該生熱電阻器圖案的電阻值根據(jù)該生熱電 阻器圖案的溫度而發(fā)生變化，該生熱電阻器圖案比液面檢測(cè)單元的縱 向前端更接近于所述前端側(cè)，其中配備了檢測(cè)電路，用于根據(jù)該生熱電阻器圖案電屬性的變化 來(lái)檢測(cè)該液體中含有的特定成份的濃度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中該液體為導(dǎo)電液， 并且在該液體屬性檢測(cè)元件的結(jié)構(gòu)中，該生熱電阻器圖案嵌入在絕緣 陶瓷襯底中，并且位于排列有生熱電阻器圖案的部分的絕緣陶瓷襯底 的外表面與該液體接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中該檢測(cè)電路 在固定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)給該生熱電阻器圖案通電，獲得對(duì)應(yīng)于該固定持 續(xù)時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻的生熱電阻器圖案的電阻值的第一相應(yīng)值和第二相 應(yīng)值，以及根據(jù)該第一相應(yīng)值和第二相應(yīng)值來(lái)檢測(cè)該液體中特定成份 的濃度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中 該第一電極為由導(dǎo)體形成的管狀外部圓柱電極，以及該第二電極為由 導(dǎo)體形成的內(nèi)部電極，并且沿其縱向方向配備在外部圓柱電極內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中該內(nèi)部電極為管狀，并且與該液體屬性檢測(cè)元件電連接的引線被插入到該內(nèi)部電極的 內(nèi)部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中該液體屬性 檢測(cè)元件被絕緣保持器保持，其中該絕緣保持器與該內(nèi)部電極的前端 部分相配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中該液體為導(dǎo)電液， 并且該保持器通過(guò)密封圈與該內(nèi)部電極的前端部分的外側(cè)配合，以及 該絕緣薄膜形成在一定范圍內(nèi)的內(nèi)部電極的表面上，其中該范圍至少 從該密封圈位于內(nèi)部電極上的位置延伸至該內(nèi)部電極的尾端部分的外
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中該液體為導(dǎo)電液， 該內(nèi)部電極為管狀，該保持器通過(guò)密封圈與該內(nèi)部電極的前端部分的 內(nèi)側(cè)配合，以及該絕緣薄膜形成在一定范圍內(nèi)的內(nèi)部電極的表面上， 其中該范圍至少?gòu)脑撁芊馊ξ挥趦?nèi)部電極上的位置延伸至該內(nèi)部電極 的尾端部分的外側(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5至9中任何一項(xiàng)的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其 中在外部圓柱電極的外圍表面的至少一條母線上形成一個(gè)或多個(gè)縫 隙。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5至10中任何一項(xiàng)的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，還 包括橡膠制成的支撐部件，其插入在內(nèi)部電極的外側(cè)與外部圓柱電 極的內(nèi)側(cè)之間，其中通過(guò)該支撐部件將該內(nèi)部電極有彈力地支撐在外部圓柱電極 的內(nèi)側(cè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中該液體屬性檢 測(cè)元件被絕緣保持器保持，其中該絕緣保持器與該內(nèi)部電極的前端部 分配合，并且該支撐部件支撐該保持器，以免朝著前端側(cè)移動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中在該支撐 部件上形成有循環(huán)通道，用于允許出現(xiàn)在該支撐部件前端側(cè)的液體以 及出現(xiàn)在該支撐部件尾端側(cè)的液體進(jìn)行循環(huán)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求14的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中通過(guò)在支撐部 件的外部側(cè)面上開(kāi)槽來(lái)提供循環(huán)通道。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中通過(guò)在 支撐部件的內(nèi)部側(cè)面上開(kāi)槽來(lái)提供循環(huán)通道。
16. 根據(jù)權(quán)利要求5至15中任何一項(xiàng)的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其 中該外部圓柱電極的前端部分沿著徑向方向在外部圍繞著該液體屬性 檢測(cè)元件。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任何一項(xiàng)的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，還 包括圍繞構(gòu)件，其中形成有用于循環(huán)液體的液體循環(huán)孔，并且包圍 該液體屬性檢測(cè)元件的外圍，其中該圍繞構(gòu)件在絕緣狀態(tài)下與液面檢測(cè)單元相連。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，還包括圍繞構(gòu)件，其中形成有用于循環(huán)液體的液體循環(huán)孔，并且包圍該液體屬性檢測(cè)元 件的外圍，其中該圍繞構(gòu)件在絕緣狀態(tài)下與液面檢測(cè)單元相連，以及 該外部圓柱電極的前端比圍繞構(gòu)件的前端更接近于前端側(cè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任何一項(xiàng)的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其 中該液體為尿素水溶液，并且該特定成份為尿素。
全文摘要
提供了一種液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器，其中用于檢測(cè)液面的液面檢測(cè)單元和用于檢測(cè)該液體中所含特定成份的濃度的濃度檢測(cè)單元被集成在一塊。在能夠測(cè)量尿素水溶液的液面和尿素濃度的液體狀態(tài)檢測(cè)傳感器(100)中，液面檢測(cè)單元(70)與液體屬性檢測(cè)單元(30)在絕緣狀態(tài)下相連。用于形成液面檢測(cè)單元(70)的外部圓柱電極(10)和內(nèi)部電極(20)形成了電容器，并且根據(jù)靜電容量來(lái)檢測(cè)液面，其中該靜電容量響應(yīng)于出現(xiàn)在它們之間的尿素水溶液的液面而發(fā)生變化。用于保持陶瓷加熱器(110)的保持器(120)與內(nèi)部電極(20)的前端部分(21)配合，并且由橡膠襯套(80)將該保持器(120)支撐在該外部圓柱電極(10)的前端部分(11)中。進(jìn)一步，由電路板(60)的液體屬性檢測(cè)電路單元通過(guò)給陶瓷加熱器(110)上配備的生熱電阻器圖案通電達(dá)到固定的持續(xù)時(shí)間，并根據(jù)對(duì)應(yīng)于這時(shí)該生熱電阻器圖案的電阻值的電壓值來(lái)確定尿素濃度。
文檔編號(hào)G01N27/06GK101213443SQ200680023948
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者佐藤美邦, 山本享史, 笹沼威夫 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社