[发明专利]电容式液位传感器

说明书

技术领域

本发明概括而言涉及液位传感器，且尤其涉及具有适用于各种形状液体容器的柔性本体的传感器以及具有改进的感测能力的传感器。

背景技术

液位传感器在很多方面都有应用。液位传感器在医学领域的用途已在增加，且所述传感器在与从身体部位取出一定体积液体的生物泵和容器(诸如烧杯、柱管(column)和点滴袋)关联使用，以测量注入体内的液体的预定液位。在已知的其它的应用中，这些液体容器中许多都具有不规则的外部形状，从而难以读取标在容器侧面的量度值(measurement)。视觉(optical)测量标记(如刻度线)难于采用自动方式来读取且不利于快速诊断和其它程序(procedure)。因此，开发了可以安装于容器且能够提供读取信号的液位传感器，且所述读取信号可以通过一监控装置来显示或以其他方式来读取。

这样一种液位传感器公开于2002年12月10日公告的美国专利US6,490,920中，上述美国专利的内容其整体上在此并入本文。上述美国专利中所述的传感器采用了一柔性基板(substrate)，所述柔性基板支撑被设置在其一表面上的一系列导电元件，所述一系列导电元件被布置为通过多个相互作用的元件来形成一单个传感器，所述多个相互作用元件更多是以自各个元件的基线向相反方向延伸的附着物的形式。这些附着物彼此交错从而使它们看起来呈一个指形系列，所述指形系列延伸到一相对元件的相邻指形之间的间隙中。因此，上述美国专利的所述传感器的各个元件构成一个单个且细长的传感器元件。这个传感器的长度大，降低了所述传感器在非常小的误差下精确测量液位的能力。尽管所述传感器适合粗略的(gross)测量，但是难以得到误差极小的液位读数。因此，本发明旨在提供一种改进的液位传感器，所述改进的液位传感器更适合对容器，尤其是具有不规则外形的容器中的液位进行电容式测量。

发明内容

因此，本发明提供了一种用于对容器中所盛放的液体进行外部测量的改进的液位传感器，其具有更小的测量误差，从而得到更精确的测量值。

依据下面说明书中所述的一实施例，一传感器包括一柔性基板，所述柔性基板设置为一细长条带。公开了多个导电部分、导电元件或导电电极，各个导电元件均具有支撑在所述基板上的一平面片状外型。所述多个导电元件以一阵列布置，各个阵列包含所需数目的不同的导电元件。所述多个导电元件通过多个间隔空间而彼此分开且各个导电元件都有与之相连的一导电迹线，该导电迹线自该导电元件沿所述基板纵向延伸至所述基板的与一接触垫相连的一连接端。这些接触垫为所述传感器提供了连接点，从而所述传感器可被插入到一连接器中并连接于一读取器或处理器的电路，所述电路可运作地连接于一显示装置。所述基板包括多层结构，其中一薄聚酯层支撑其上的所述多个导电元件，所述多个导电元件可以很容易地通过印刷等方式被设置于所述薄聚酯层上。一聚酯或其它合适材料的涂覆层可被设置为在适当的位置密封所述多个导电元件，且一压敏粘结层可被设置于所述基板的一安装侧。

所述多个导电元件还被设置成：所有的导电元件除了位于所述阵列的相对两端的两个导电元件外都具有相同的形状。换句话说，从第二个导电元件起至最后的第二个导电元件(或是说倒数第二个导电元件)的形状完全相同。在一个实施例中，所述多个导电元件可以包括四边形元件，所述四边形元件相对于所述基板的一纵轴线以一角度定向在所述基板上，从而将所述导电元件分开的所述间隔空间与所述纵轴线成一角度延伸并与所述纵轴线成一角度而与所述纵轴线相交。在这种形式下，当选取与所述基板的纵轴线垂直的一参考位时，所述多个导电元件在效果上彼此重叠，而且在这些内导电元件的任一导电元件内作出的与所述基板的纵轴线垂直的，且位于导电元件的两边界之内的任一条直线将会接触两个相邻的导电元件。

由于所述多个导电元件由其相关联的间隔空间来分开，所以每个这样的导电元件都变成所述阵列中的一单个传感器，该单个传感器在其纵向两端之间具有一给定的测量误差。这些单个的感器都被制作成具有一给定的测量误差(诸如5％)，且在使用多个传感器时，若各个传感器在其边界之内具有5％的测量误差，则所述多个传感器将在所述多个传感器的总长度范围内具有0.05％的测量误差。