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KR20010051373A - 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서 - Google Patents

용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서 Download PDF

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Publication number
KR20010051373A
KR20010051373A KR1020000064545A KR20000064545A KR20010051373A KR 20010051373 A KR20010051373 A KR 20010051373A KR 1020000064545 A KR1020000064545 A KR 1020000064545A KR 20000064545 A KR20000064545 A KR 20000064545A KR 20010051373 A KR20010051373 A KR 20010051373A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
container
level
capacitor
syringe
Prior art date
Application number
KR1020000064545A
Other languages
English (en)
Inventor
토마스 귄터
위겐 만하르트
Original Assignee
에섹 트레이딩 에스에이
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 에섹 트레이딩 에스에이 filed Critical 에섹 트레이딩 에스에이
Publication of KR20010051373A publication Critical patent/KR20010051373A/ko

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/48—Arrangements of indicating or measuring devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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Abstract

본 발명은 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서에 관한 것으로서, 이 센서는 제 1 커패시터(8) 및 제2 커패시터(9)를 형성하는 3개의 용량성 전극(5-7)을 포함한다. 상기 3개의 용량성 전극(5-7)은 서로 평행한 3개의 평면에 배치된다. 상기 3개의 용량성 전극(5-7)을 가로질러 통과하는 드릴 구멍(13)은 상기 용기를 수용한다. 제 1 커패시터(8)는 제 1 RC 요소의 일부분으로 되는 것이 바람직하고, 제 2 커패시터(9)는 제 2 RC 요소의 일부분으로 되는 것이 바람직한데, 여기서 2개의 RC 요소는 서로 상이한 시정수를 가진다. 이 2개의 상이한 시정수의 상대 변화의 측정은 어떠한 재조정없이도 상기 센서의 동작을 가능하게 한다.
상기 센서는 접착제(2)로 채워진 주사기(1)가 거의 비어 있음을 지시하기 위한 반도체 칩의 조합을 가진 실시예로 사용된다.

Description

용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서{SENSOR FOR THE DETECTION OF A PREDETERMINED FILLING LEVEL OF A CONTAINER}
본 발명은 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서에 관한 것이다.
이러한 센서는 용기가 비게 되어 가득 찬 용기로 교체되어야 하는 시점의 감지를 위한 실시예에 적절하다. 반도체 산업에서는, 용량성 센서가 에폭시 수지로 채워진 주사기의 레벨을 측정하고, 주사기가 예정된 양을 초과하여 비게 되자마자 경보 신호를 발생하기 위하여 칩의 접합 공정에 사용된다. 이러한 센서는 예를 들어, 명칭 KI-3015-BPKG 하의 회사 IMF 로부터 유용하다.
이러한 센서는 고유의 중대한 단점을 가진다. 이러한 센서의 상대적으로 큰 10 ㎜의 지름은 빈 주사기를 교체하는 경우, 주사기 내에 값비싼 에폭시 수지의 상당한 양이 여전히 남게되는 결과를 유발한다. 또한, 상기 센서의 신호는 큰 변동에 종속된다. 즉, 각각의 주사기 교체후에 상기 센서의 스위칭 역치가 어떻게든지 재조정되어 져야 한다.
미국 특허 제 4,002,996 호로부터 공지된 용기의 레벨 측정을 위한 용량성 센서는 2열로 배치된 커패시터가 존재하고 용기 위로 맞부딪치는 3개의 전극을 포함한다. 레벨 신호는 상기 2개의 커패시터의 차동 신호로부터 형성된다. 상기 센서에서도, 레벨은 용기의 배출구로부터 상대적으로 멀리 떨어져 배치되고, 상대적의 많은 양의 재료가 용기에 남게된다.
본 발명의 목적은 최소량의 내용물이 주사기에 남을 수 있도록 주사기의 매우 낮은 레벨을 감지할 수 있고 다루기가 쉬운, 다이 본딩(die bonding)에서 사용되는 에폭시 수지로 채워진 주사기의 레벨을 감지하기 위한 센서를 제안하는 것이다. 또 다른 목적은 조정없이 센서의 작동을 가능하게 하는 전자 회로를 제안하는데 있다.
상기의 목적은 본 발명에 따른 청구항 1의 특징부에 의하여 달성된다.
유리한 또 다른 실시예는 종속항에 기술한다.
본 발명에 따른 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서는 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터를 형성하는 3개의 용량성 전극을 포함한다. 상기 3개의 용량성 전극은 서로 평행한 3개의 평면에 배치된다. 상기 3개의 용량성 전극을 가로질러 통과하는 드릴 구멍은 상기 용기를 받아들인다. 제 1 커패시터는 제 1 RC 요소의 부분이고, 제 2 커패시터는 제 2 RC 요소의 부분인 것이 바람직하고, 여기서 2개의 RC 요소는 다른 시정수를 가진다. 상기 두 시정수의 상대 변화의 측정은 어떠한 조정없이 상기 센서의 작동을 가능하게 한다.
이하 본 발명의 실시예는 첨부 도면에 기초하여 상세히 기술된다.
도 1은 본 발명에 따른 접착제를 포함하는 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 센서의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 다른 센서의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 센서의 작동을 위한 전자 회로도,
도 5는 본 발명에 따른 센서의 출력 신호도,그리고
도 6은 전기적으로 절연된 센서의 전극의 개략도이다.
도 1은 일정한 축척으로 도시되지는 않았지만, 주사기(1) 형태의 용기를 도시하는데, 이것은 예를 들어 다이 본더(die bonder)에 의하여 회로 기판에 접착제(2)를 도포하기 위하여 사용된다. 상기 접착제는 압축 공기에 의하여 부분적으로 상기 주사기(1)의 구멍(3)을 통하여 밀려 나오게 되는 것이 바람직하다. 접착제(2)로서는 모든 종류의 에폭시 수지가 사용되지만, 특히 은 분말이나 은 박편을 함유한 에폭시 수지가 사용된다. 상기 용기(1)의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위해서 3개의 용량성 전극(5-7)을 갖춘 센서(4)가 사용되는데, 이 3개의 용량성 전극(5-7)은 서로 평행한 평면에 배치되며, 도 1에서 제안된 바와 같이 연속적으로 연결된 커패시터(8 및 9)를 형성한다. 상기 센서(4)는 3개의 전기 전도층을 가지는 다층 인쇄 회로 기판으로 제작되고, 이 3개의 전기 전도층은 2개의 전기 비전도층(11 및 12)에 의해 분리되는 것이 바람직하다. 상기 다층 인쇄 회로 기판(10)은 상기 주사기(1)의 수용을 위해 상기 3개의 용량성 전극(5-7)을 가로지르는 원형의 드릴 구멍(13)을 가지고, 따라서 상기 용량성 전극(5-7)은 상기 주사기(1)를 완전히 둘러싼다. 상기 드릴 구멍(13)의 지름은 상기 주사기(1)의 지름에 상응하는 것이 바람직하다. 상기 용량성 전극(5-7)은 상기 주사기(1)의 표면에 대해서는 이전의 기술에서와 같이 더 이상 평행하게 뻗어 있는 것이 아니라, 수직으로 뻗어 있다. 따라서, 상기 접착제는 상기 용량성 전극(5-7)의 누전 영역에 위치된다. 상기 도면에서, 상기 접착제(2)의 레벨은 2개의 용량성 전극(5 및 6) 사이에 위치된다; 상기 주사기(1)의 교체가 즉시 이루어질 것이다. 일반적으로, 각각의 전기 비전도층(11 및 12)은 약 0.2 ㎜ 에서 2 ㎜ 의 두께를 가지고, 각각의 전기 전도층은 약 30 ㎛ 에서 50 ㎛ 의 두께를 가지며, 따라서 상기 센서(4)는 약 0.5 ㎜ 에서 2 ㎜의 두께를 가진다. 상기 중간 용량성 전극(6)은 실제적으로 상기 다층 인쇄 회로 기판(10)의 전면적에 걸쳐 뻗어 있는데 반하여, 상기 용량성 전극(5 및 7)은 예를 들면 고리 모양이다(도 2).
상기 센서(4)의 작동을 위하여 전자 회로는 상기 다층 인쇄 회로 기판(10)의 일면 또는 양면에 설치되는 전자 요소(14)를 가진다. 통상적인 방법으로 상기 다층 인쇄 회로 기판(10)을 제작하는 경우에는, 상기 3개의 전기 전도층은 한편으로는 상기 용량성 전극(5-7)이, 다른 한편으로는 상기 전자 요소(14)의 연결을 위해 인쇄 컨덕터가 만들어질 수 있도록 구축된다. 적절히 도금된 관통 구멍은 상기 용량성 전극(5-7)을 상기 전자 요소(14)에 연결하는데 있어 유용하다.
상기 용량성 전극(5-7)으로부터 방출되는 전기장의 전기력선은 모든 용량성 전극(5-7)이 몇몇 동작을 제외하고 상기 주사기(1)와 직접 접촉함에 따라 최적의 방법으로 상기 주사기(1)의 내부를 통하여 흐른다.
어떤 온도 또는 습도의 변동은 상기 용량성 전극(5 및 6) 사이의 거리를 상기 용량성 전극(6 및 7) 사이의 거리와 같은 정도로 변경하는데, 상기 커패시터(8 및 9)의 용량이 같은 정도로 변하게 된다.
상기 센서(4)는 상기 주사기(1) 상의 어떠한 높이에도 위치될 수 있으며, 특히 구멍(3)으로 안내하는 좁아지는 통로의 목에 위치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 상기 센서(4)는 상기 주사기(1)의 교체가 지시되기 전에 상기 주사기(1)를 실제적으로 완전하게 비게 할 수 있다.
도 2는 상기 센서(4)의 평면도를 도시한다. 상기 전자 요소(14)는 상기 용량성 전극(5)의 바로 가까이에 배치된다.
도 3은 또 다른 센서(4)를 도시하는데, 이 또 다른 센서는 서로 평행하게 배치되는 3개의 금속판으로 형성되는 3개의 용량성 전극(5-7)을 포함하며, 이 3개의 각각의 용량성 전극(5-7)은 상기 주사기(1)이 삽입될 수 있는 원형의 드릴 구멍(13)을 가진다. 절연체로 만들어진 몸체는 스페이서(spacer)로서 상기 판 사이에서 위치된다.
도 4는 특히 상기 센서(4)의 작동에 적합한 회로를 도시하는데, 이 회로는 오실레이터(15), 2개의 입력을 가지는 신호 감지기(16) 및 2개의 저항(17, 18)과 커패시터(19)로 형성되는 적분기(20)를 포함한다.
또한, 상기 회로는 집적된 A/D 변환기(22) 및 논리값 "0" 또는 논리값 "1"을 게재하는 출력(23)을 포함하는 마이크로 프로세서(21)를 가진다. 논리값 "0"은 상기 주사기(1)가 여전히 접착제(2)를 포함하고 있음을 의미한다. 논리값 "1"은 상기 주사기(1)가 교체되어야 함을 의미한다. 상기 오실레이터(15)의 출력에서, 상기 오실레이터(15)는 접지(m)에 대하여 예정된 주파수를 가지는 직각의 가변 전압 신호(U1)를 전달하는데, 이 주파수는 일반적으로 200 ㎑ 에서 400 ㎑ 의 영역에 있다. 상기 접착제(2)가 여전히 존재하는 한, 상기 커패시터(8 및 9)에 의해 발생되는 전기장이 상기 접착제(2)로 침투할 수 있도록 상기 주파수가 선택된다. 상기 커패시터(8) 및 저항(24)은 로우-패스(low-pass) 형태로 제 1 RC 요소를 형성하고, 상기 커패시터(9) 및 저항(25)은 로우-패스 형태로 제 2 RC 요소를 형성한다.
상기 오실레이터(15)로부터 전달되는 상기 가변 전압 신호(U1)는 상기 용량성 전극(6)이 상기 접지(m)에 놓여지는 동안 상기 2개의 로우-패스에 공급된다. 상기 2개의 로우-패스의 출력에서 나타나는 가변 전압 신호(U2또는 U3)는 직접 또는 연결 커패시터(26)을 경유하여 상기 신호 감지기(16)의 2개의 입력으로 이르게 된다. 상기 신호 감지기(16)의 출력에서 상기 신호 감지기(16)는 직각의 가변 전압 신호(U4)를 전달하고, 이 직각의 가변 전압 신호(U4)의 듀티 사이클은 가변 전압 신호(U2및 U3)의 형태에 의존한다. 상기 직각의 가변 전압 신호(U4)는 상기 적분기(20)에 의해 평탄해지고, 직접적으로는 전압(U5)으로 또는 간접적으로는 전압(U5)으로부터 상기 마이크로 프로세서(21)의 A/D 변환기로 직접적으로 전환되는 전압(U6)으로 공급된다.
상기 용량성 센서(4)는 이하 기술되는 3개의 상태 사이를 쉽게 구별할 수 있게 하는 신호를 전달하여야 한다.
상태 1:
주사기가 드릴 구멍(13)내에 위치되어 있지 않다.
상태 2:
접착제(2)로 가득찬 주사기(1)가 드릴 구멍(13)내에 위치되어 있다.
상태 3:
상태 3은 동적 상태이며, 상기 주사기(1)이 비게 되어 주사기(1)의 교체가 상기 센서에 의해 지시되어야만 하는 경우에 발생한다. 상기 주사기(1)는 상기 드릴 구멍(13)에 위치되어 있다. 상기 접착제(2)의 레벨이 최상위의 용량성 전극(5)의 레벨 이하로 낮아지지만 제 2 용량성 전극(6)의 레벨보다는 여전히 높다.
작동 중에, 상기 2개의 커패시터(8 및 9)는 상기 가변 전압(U1)에 의해 계속적으로 충전되고 방전된다. 상기 2개의 로우-패스의 시정수(τ1및 τ2)는 상기 2개의 커패시터(8 및 9)의 충전 역전 속도를 결정한다. 상기 신호 감지기(16)는 상기 주어진 3개의 상태 사이의 자동적인 구분을 가능하게 하는 상기 커패시터(8, 9)의 충전 역전 시간으로부터 신호를 전환하는 역할을 한다. 따라서 본 발명에 있어서는, 상기 2개의 로우-패스는 서로 다른 시정수(τ1및 τ2)를 가지도록 설계된다. 방적식 τ1= R1* C1및 τ2= R2* C2로부터 상기 시정수(τ1및 τ2)에 영향을 미칠수 있는 다양한 가능성이 유도될 수 있는데, 여기서 R1은 상기 저항(24)의 저항값, R2는 상기 저항(25)의 저항값, C1은 상기 커패시터(8)의 용량, C2는 상기 커패시터(9)의 용량을 나타낸다. 이하 3가지의 실시예를 상술한다.
실시예 1:
상기 용량성 전극(5 및 7)은 동일한 기하학적 형태이다. 따라서, 상기 2개의 커패시터(C1및 C2)는 동일한 상태하에서 동일한 용량를 가진다. 상기 2개의 저항(24 및 25)의 저항값(R1및 R2)은 예를 들어 R2= 50 * R1처럼 상이하게 선택된다.
실시예 2:
상기 용량성 전극(5 및 7)은 상이한 기하학적 형태이다. 따라서, 상기 2개의 커패시터(C1및 C2)는 동일한 상태하에서 상이한 용량를 가진다. 상기 2개의 저항(24 및 25)의 저항값(R1및 R2)은 동일하거나 상이하게 선택된다.
실시예 3:
상기 용량성 전극(5 및 7)은 동일한 기하학적 형태이다. 부가적인 커패시터사 상기 커패시터(9)에 팽행하게 연결된다. 상기 2개의 저항(24 및 25)의 저항값(R1및 R2)은 동일하거나 상이하게 선택된다.
이하, 특히 실시예 1에 적합한 전자 회로를 상술한다. 상기 신호 감지기(16)는 상기 2개의 가변 전압 신호(U2및 U3)로부터 상기 시정수(τ1및 τ2) 내에 포함된 자료를 추출하는 역할을 하고, 이 자료를 상기 가변 전압 신호(U4)내에 제공하는 역할을 한다. 상기 목적을 위하여 상용중인 PLL요소(예를 들면, 모토로라사의 MC14046 또는 내쇼날 반도체사의 CD4046)의 사용이 선호된다. 이러한 PLL요소는 오실레이터 뿐만 아니라 일반적으로 몇몇의 위상 감지기를 포함하는데, 이것들 중의 하나는 XOR(exclusive OR)요소로서 형성된다. XOR요소로서 형성되는 상기 위상 감지기는 상기 신호 감지기(16)로서 역할을 하는 것이 바람직하다. 상기 가변 전압 신호(U2)는 상기 XOR요소의 하나의 입력으로 공급되고, 상기 가변 전압 신호(U3)는 상기 XOR요소의 나머지 하나의 입력으로 공급된다. 공지된 바와 같이, XOR요소는 상기 양 입력에 동일한 논리값 신호가 공급될 때에는 그것의 출력에 논리값 "0"을, 그리고 상기 양 입력에 상이한 논리값 신호가 공급될 때에는 그것의 출력에 논리값 "1"을 게재한다. 상기 시정수(τ1)에 의해 정의되는 상기 가변 전압 신호(U2)의 상승 시간은 상기 XOR요소의 대응 입력에서의 신호가 논리값 "0"으로부터 논리값 "1"로 변하거나 반대로 논리값 "1"으로부터 논리값 "0"으로 변하는 시점을 결정한다. 상기 시정수(τ2)에 의해 상사적으로 정의되는 상기 가변 전압 신호(U3)의 상승 시간은 XOR요소의 나머지 하나의 입력의 스위칭 시점을 결정한다. 따라서, 상기 2개의 시정수(τ1및 τ2) 중의 하나가 변하면, 상기 가변 전압 신호(U4) 및 상기 전압(U5)도 변한다.
상기 시정수(τ1및 τ2)에서의 변화가 측정 가능하기 위해서는, 상기 시정수(τ1및 τ2)가 상기 가변 전압 신호(U1)의 주파수(f)의 진동 주기(T = 1/f)와 비교되어 져야만 한다. 이것은 상기 주파수(f)가 상기 2개의 로우-패스의 컷-오프 주파수보다 커야만 함을 의미한다. 단점은 이 때 상기 로우-패스가 상기 가변 전압 신호(U1)를 위한 필터로서 작용하고, 따라서 상대적으로 작은 크기의 상기 가변 전압 신호(U2및 U3)가 발생한다는 점이다. 상기 가변 전압 신호(U2)의 크기는 사용상 문제가 없을 정도지만 상기 가변 전압 신호(U3)의 크기는 너무 작아서 증폭되어야만 한다는 점이 판명되었다. 상기 XOR요소의 1개의 출력은 공급된 가변 전압 신호를 그것의 레벨이 XOR요소에서 스위칭 작동을 초기화하기 위해서 충분할 때까지 자동적으로 증폭시키는 회로를 이미 가지고 있다. 상기 이유로, 상기 가변 전압 신호(U3)는 상기 연결 커패시터(26)을 통하여 상기 XOR요소의 출력으로 공급된다. 따라서, 분리된 증폭기가 요구되지 않는다.
비록 상기 회로가 만족스럽게 작동한다 하더라도, 상기 3가지 상태의 구별 능력은 상기 적분기(20)의 출력에서 상기 전압(U5)이 상기 오실레이터(15)의 주파수(f)를 제어하기 위하여 사용될 경우에 훨씬 낫다는 점이 판명되었다. 따라서, 상기 전압(U5)이 예정된 인자에 의해 증폭되고, 고정된 직류 전압 요소에 의한 레벨이 이동되며, 주파수 제어 전압(U6)으로서 상기 오실레이터(15)로 공급되는 증폭기(28)의 피드백 루프(27)로 상기 전압(U5)을 공급하는 것이 바람직하다.
실시예 1에서의 전자 회로의 동작은 이하와 같다.
상태 1:
상기 2개의 로우-패스의 서로 상이한 시정수(τ1및 τ2)에 기초하여, 4.5 V 의 상기 전압(U5)의 최대값 및 약 360 ㎑ 의 상기 가변 전압 신호(U1)의 주파수에서 일어난다.
상태 2:
상기 2개의 커패시터(8 및 9)의 용량(C1및 C2)이 조건 1에서 그것들의 값과 비교하여 동일한 정도로 변화한다. 상기 시정수는 상이한 정도로 변화한다. 상기 전압(U5)에 있어서, 이것은 약 2 V 의 낮은 전압 및 약 310 ㎑ 로 떨어진 상기 가변 전압 신호(U1)의 주파수에서 일어난다.
상태 3:
상기 커패시터(8)의 용량(C1) 및 이에 따른 시정수(τ1)는 상기 접착제(2)의 레벨의 함수로서 변화한다. 상기 커패시터(9)의 용량(C2) 및 이에 따른 시정수(τ2)는 변화하지 않는다. 상기 커패시터(8)의 용량(C1) 및 이에 따른 시정수(τ1)의 변화가 증가함에 따라 상기 전압(U5)은 증가한다. 상기 접착제(2)의 레벨이 상기 제 2 용량성 전극(6)의 레벨에 이르게 되면, 상기 전압(U5)의 값도 약 2.6 V 에 달하게 되고, 상기 가변 전압 신호(U1)의 주파수도 약 323 ㎑ 의 값을 가진다.
상기 전압(U5)은 상기 마이크로 프로세서(21)의 상기 A/D 변환기(22)에 공급된다. 상기 마이크로 프로세서(21)는 계속하여 상기 A/D 변환기(22)에 응답 지령 신호를 보내며, 실시예 1에서의 이하와 같이 동작한다.
- 상기 전압(U5)이 4 V 보다 크면, 상기 마이크로 프로세서(21)의 출력(23)은 논리값"1"을 게재한다.
- 상기 전압(U5)이 2.6 V 보다 작으면, 상기 마이크로 프로세서(21)는 값(Z0)로 상기 전압(U5)의 값을 저장한다. 이 때 상기 마이크로 프로세서(21)의 출력(23)은 논리값"0"을 게재한다.
- 상기 전압(U5)이 2.6 V 보다 작고 Z0보다 작으면, 상기 마이크로 프로세서(21)는 상기 전압(U5)의 값을 Z0로 저장한다. 이 때 상기 마이크로 프로세서(21)의 출력(23)은 논리값"0"을 게재한다.
- 상기 전압(U5)이 2.6 V 보다 작으나 Z0+ΔZ 보다 작으면, 상기 마이크로 프로세서(21)의 출력(23)은 상기 주사기(1)가 비게 되어 교체되어야 함을 지시하는 논리값"1"로 조정되는데, 여기서 ΔZ 는 약 0.4 V(또는 0.5 V)의 예정된 역치값을 의미한다.
도 5는 시간 t 에서의 상기 전압(U5)의 진행 선도를 도시한다. 상기 상태 1(= 주사기(1) 없음) 및 상태 2(= 접착제(2)로 채워진 주사기(1)) 또는 상태 3(= 주사기(1)이 비게 됨) 동안 시간 t0의 시점으로부터 상기 전압(U5)에서의 증가에 대응하는 2개의 전압 레벨이 명확히 인식 가능하다. 시간 t1의 시점에서 상기 전압(U5)은 상기 마이크로 프로세서(21)가 상기 주사기(1)의 교체를 지시하는 값 Z0+ΔZ 를 얻게 되고, 이 때 상기 주사기(1)의 비게 됨이 멈춰진다. 상기 전압(U5)은 상기 주사기(1)의 온도, 상기 접착제(2)의 온도, 주변 온도 등과 같은 경미한 변동에 종속한다. 그러나 이러한 변동은 ΔZ 보다는 작다. 상태 2 에서의 상기 전압(U5)의 레벨은 부가적으로 상기 접착제(2) 그 자체에 의존한다. 상기 센서(4)는 다른 접착제에 자동적으로 자기 자신을 적응시킨다. 따라서, 상기 접착제(2)의 변경후에도 상기 센서(4)를 재조정할 필요가 없고, 상기 주사기(1)의 교체후에도 상기 센서(4)를 리셋할 필요가 없다.
로우-패스 대신에 RC 요소와 같은 하이-패스를 예견할 수 있다. 즉, 상기 회로에서 상기 커패시터(8)와 상기 저항(24)의 자리를 교환하고, 상기 커패시터(9)와 상기 저항(25)의 자리를 교환하는 것이다.
도 6은 또 다른 센서(4)의 전극의 개략적인 단면부를 도시한다. 상기 센서(4)는 평행하게 배열된 5개의 전극(5, 6, 7, 29 및 30)을 가진다. 주로, 2개의 외측 전극(29 및 30)은 내측 전극(5, 6 및 7)을 차폐하는 역할을 한다. 상기 2개의 외측 전극(29 및 30)은 중간 전극(6)에 직접 전기적으로 연결되거나(도시된 바와 같음) 연결 커패시터를 통하여 연결된다. 상기 센서(4)에 있어서, 측정 민감 영역은 한편으로, 다른 한편으로 2배가 되고, 상기 2개의 외측 전극(29 및 30)이 접지되어 있는 경우에는 상기 2개의 외측 전극(29 및 30)은 외부 영향에 대하여 중간 전극(5, 6 및 7)을 차폐한다. 상기 2개의 외측 전극(29 및 30)은 덮개의 일부분으로서 실현화될 수도 있다.
본 발명은 용기의 예정된 내용물 레벨을 감지하기 위한 센서에 관한 것으로서, 용기의 매우 낮은 레벨을 감지함에 따라 최소량의 내용물이 용기에 남을 수 있도록 함으로써 내용물의 낭비를 최소화 하고, 센서의 회로 내의 2개의 RC 요소의 서로 다른 시정수를 통하여 용기의 교체시에나 센서 자체의 적응력에 의하여 내용물의 변경시에도 재조정없이 센서의 작동을 가능하게 하는 데 효과가 있다

Claims (5)

  1. 제 1 커패시터(8) 및 제2 커패시터(9)를 형성하는 3개의 용량성 전극(5-7)을 포함하는 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서에 있어서,
    상기 3개의 용량성 전극(5-7)이 서로 평행한 3개의 평면에 배치되고, 상기 3개의 용량성 전극(5-7)을 가로질러 통과하는 드릴 구멍(13)이 상기 용기의 수용에 유용한 것을 특징으로 하는 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서(4).
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 커패시터(8) 및 제 1 저항(24)이 제 1 RC 요소의 일부분을 형성하고, 제 2 커패시터(9) 및 제 2 저항(25)이 제 2 RC 요소의 일부분을 형성하며, 상기 2개의 RC 요소가 서로 상이한 시정수를 가지는 것을 특징으로 하는 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서(4).
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 2 RC 요소의 제 2 저항(25)이 제 1 RC 요소의 제 1 저항(24)보다 최소 10배 큰 것을 특징으로 하는 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서(4).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서,
    상기 3개의 용량성 전극(5-7)이 2개의 전기 비전도층(11 및 12)에 의해 분리되는 다층 인쇄 회로 기판(10)의 3개의 전기 전도층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서(4).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 한 항에 있어서,
    2개의 다른 용량성 전극(29, 30)이 직접 또는 연결 커패시터를 통하여 중간 용량성 전극(6)에 연결되는 것을 특징으로 하는 용기의 예정된 내용물의 레벨을 감지하기 위한 센서(4).
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