智能窗戶熱控制系統的制作方法
對相關專利申請的交叉引用
本專利申請是以yujiao、hars
本發明涉及用于車輛(例如，但不限于，飛行器)的智能窗戶熱控制系統，更具體而言，涉及用于飛行器的控制傳感器或傳感器系統，除了別的以外還包括物理地附接到測量部件或目標的傳感器，以及提供智能數據處理以得出飛行器的制品(例如，但不限于，飛行器擋風玻璃的可加熱構件)的性能的結論或測量結果，并且可選地基于測量結果采取動作來改變到可加熱構件的電流的傳感器評估單元。
背景技術：
目前，用于車輛的窗戶或透明件(例如，但不限于，用于飛行器的擋風玻璃)具有確定擋風玻璃的性能的傳感器以及當擋風玻璃的性能正在可接受的操作限度之外操作時采取動作以防止擋風玻璃損壞的控制系統。對具有傳感器和控制系統的透明件(例如，但不限于，飛行器擋風玻璃)的詳細討論在美國專利no.8,155,816和8,383,994以及usppa‘531中公開。美國專利no.8,155,816和8,383,994的全部內容通過引用被結合于此。
為了本發明的目的，在制品上操作的傳感器(例如，但不限于，擋風玻璃)被認為包括兩個部件或子操作系統。為了清楚起見，傳感器的一個部件或子操作系統被稱為傳感器的“感測部分”，而第二部件或第二子操作系統被稱為傳感器的“評估單元”。感測部分受處于觀察中的制品或部件(例如，但不限于，加熱擋風玻璃的可加熱構件)的變化的影響，以從擋風玻璃的外表面去除雪、冰和霧，并且感測部分向評估單元轉發信號，通常為電信號，但不限于此。評估單元作用于來自感測部分的信號以監視制品或部件的操作狀況，并將表示制品的操作狀況的信號(通常為電信號)轉發到控制系統。
當制品正在可接受的限度內操作時，預期感測部分和/或評估單元指示不采取任何動作；但是，當制品正在可接受的限度之外操作時，加熱器控制器采取動作，例如，但不限于，將可加熱構件及其電源彼此斷開，以防止損壞擋風玻璃和/或飛行器。
目前可用系統的其中一個限制是感測部分和評估單元被安裝在被監視的制品上，例如，但不限于，擋風玻璃。雖然當前的做法是可接受的，但是具有局限性。更具體而言，每個擋風玻璃必須具有安裝在制品上的感測部分，其中評估單元也安裝在制品上。如現在可以理解的，如果傳感器的性能測量部分安裝在飛行器上而不是擋風玻璃上，那么這將降低擋風玻璃的成本。此外，在一些情況下，有可能使用遠程測量方法來監視制品的狀態，而無需感測部分連接到制品。以這種方式，可以分配安裝在飛行器上的評估單元來服務特定的擋風玻璃位置，并且安裝在特定擋風玻璃位置中的擋風玻璃的感測部分連接到被分配服務特定擋風玻璃位置的性能測量部分。利用以上布置，消除了為每個擋風玻璃提供評估單元的需要。
技術實現要素：
本發明涉及用于監視制品或車輛的制品的部件的性能的系統，該系統包括包括感測觸件和感測性能評估單元的傳感器。感測觸件與制品或制品的部件物理接觸，并且生成表示制品或制品的部件的性能的信號，其中評估單元作用于信號以確定制品或制品的部件的性能。感測性能評估單元與制品和電連接器間隔開并且不與其物理接觸。
本發明還涉及具有傳感器的改進類型的飛行器擋風玻璃。傳感器包括作用于擋風玻璃的部件的感測觸件和評估單元，其中感測觸件與擋風玻璃的部件物理接觸，并生成表示擋風玻璃的部件的性能的信號。信號通過間隔件的評估單元起作用，以確定擋風玻璃的部件的性能，其中感測性能評估單元與擋風玻璃物理接觸并與感測觸件電接觸。該改進包括但不限于，評估單元與擋風玻璃間隔開并且不與其物理接觸，并且與電連接器以及間隔件的感測觸件電接觸。
本發明還涉及用于車輛的透明件，該透明件除了別的以外還包括可加熱構件，該可加熱構件除了別的以外還包括電可加熱膜、可加熱膜上的一對間隔開的母線以及將母線連接到開關和電源的電線，其中，當所選擇的開關處于閉合位置時，電流移動通過母線以加熱膜，并且當開關中所選擇的開關處于斷開位置時，沒有電流移動通過母線。電線連接到電路并延伸出透明件以提供對電路的外部電接入；以及電連接到電線的端部的傳感器，其中，當檢測到高于電平的電弧時，傳感器將開關中所選擇的開關移動到斷開位置，并且當沒有檢測到電弧時，將所選擇的開關設置在閉合位置。
附圖說明
圖1是具有本發明的非限制性實施例的飛行器的等距視圖。
圖2是結合本發明的特征的飛行器透明件的橫截面圖。
圖3是圖2的飛行器透明件的可加熱構件的等距視圖，其以框圖示出了在本發明的實踐中用于確定加熱布置的電弧的電氣系統。
圖4是根據本發明的教導的、定位在加熱布置的導電構件上的沖擊傳感器或檢測器的感測部分的非限制性方面的平面圖。
圖5是根據本發明的教導，圖4所示的沖擊傳感器的感測部分的、測量沖擊傳感器的感測部分的性能的沖擊傳感器的評估單元或性能測量部分的電氣系統的非限制性方面。
圖6是本發明的破裂傳感器或檢測器的非限制性方面的示意圖。
圖7是沿圖6的線7-7截取的視圖。
圖8是在本發明的實踐中使用的破裂傳感器或檢測器的感測部分的另一個非限制性方面的示意圖。
圖9是根據本發明的教導的、定位在加熱布置的導電構件上方的濕度傳感器或檢測器的感測部分的非限制性方面的平面圖。
圖10是沿圖9的線10-10截取的視圖。
圖11是根據本發明的教導的、監視和作用于圖9所示的濕度傳感器的感測部分的輸出信號的本發明的電氣系統的非限制性方面。
圖12是根據本發明的教導的、圖9所示的濕度傳感器的性能測量部分的電氣系統的非限制性方面。
圖13是將飛行器的電力供給部連接到圖3所示類型的加熱布置的本發明的智能電力控制器和監視系統的非限制性方面的框圖。
圖14是示出電弧傳感器的感測部分和評估單元的本發明的電弧監視系統的非限制性實施例的框圖。
圖15是示出沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器和電弧傳感器的感測部分和評估單元的加熱布置的視圖。
圖16是現有技術的擋風玻璃的等距視圖，其示出了擋風玻璃的內表面上將本文所討論的電力和電氣裝備連接到沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器和電弧傳感器并且監視加熱布置的幾個方面的連接器。
圖17是與圖16的視圖相似的視圖，其示出了根據本發明的教導的連接到沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器和電弧傳感器的評估單元的沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器和電弧傳感器的感測部分。
圖18是具有用于飛行器的健康監視系統的殼體的前正視圖，該健康監視系統除了別的以外還包括根據本發明的教導的、通過監視沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器和電弧傳感器的評估單元等監視所選擇的透明件的部件(例如，但不限于，飛行器擋風玻璃)的性能的本發明的特征。
具體實施方式
如本文所使用的，諸如“內”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”、“垂直”等的空間或方向術語涉及本發明，如在圖上的圖示中所示出的。但是，應當理解的是，本發明可以假設各種替代朝向并且相應地，這些術語不應當被認為是限制。另外，在說明書和權利要求中所使用的所有表示維度、物理特點等的數字應當被理解為在所有情況下都用術語“大約”進行修改。相應地，除非相反地指示，否則在以下說明書和權利要求中闡述的數值可以依賴于本發明期望的和/或尋求獲得的屬性而變化。最起碼，并且并非試圖限制等同物的教義對權利要求的范圍的應用，每個數值參數應當至少根據所報告的有效數字的位數并通過采用一般的舍入技術來解釋。而且，本文所公開的所有范圍應當被理解為涵蓋納入其中的任何及所有子范圍。例如，“1至10”的所述范圍應當被認為包括最小值1和最大值10之間并且包括其的任何和所有子范圍；即，所有以最小值1或更大開頭并且以最大值10或更小結束的子范圍，例如1至6.7、或3.2至8.1或5.5至10。而且，如本文所使用的，術語“定位在…上方”或“安裝在…上方”意味著定位在上面或安裝在上方，但不一定表面接觸。例如，“安裝”或“定位”在另一個制品或制品的部件上方的一個制品或制品的部件分別并不排除制品之間或制品的組件之間的材料的存在。
在討論本發明的非限制性實施例之前，應當理解的是，本發明就其應用而言不限于在本文所示和討論的特定非限制性實施例的細節，因為本發明能夠具有其它實施例。此外，本文用于討論本發明的術語是為了描述的目的而不是限制。還有，除非在以下討論中另外指出，否則相同的編號指代相同的元件。
本發明的非限制性實施例將針對飛行器，例如但不限于圖1所示的飛行器10；以及針對飛行器的透明件，例如但不限于具有下面詳細討論的、提供關于透明件的性能的信息并采取適當的動作以避免損壞飛行器和飛行器部件的傳感器的飛行器擋風玻璃14。但是，本發明不限于任何特定類型的傳感器、飛行器和/或飛行器透明件，并且本發明可以使用測量透明件的性能的任何傳感器設計在任何類型的飛行器和/或飛行器透明件上實踐。此外，本發明可以在商業和住宅窗戶上實踐，例如但不限于在美國專利no.5,675,944中公開的類型；用于任何類型的陸地車輛的窗戶；用于任何類型的空中和太空飛船的艙蓋、艙窗和擋風玻璃，用于任何水上或水下船只的窗戶，以及用于任何類型的容器(例如但不限于冰箱、機柜和/或烤箱門)的觀察側或門的窗戶。
擋風玻璃14優選地是具有在下面詳細討論并在美國專利no.8,383,994中討論的傳感器的層壓擋風玻璃。圖2所示出的是可以在本發明的實踐中使用的飛行器擋風玻璃14的橫截面的非限制性實施例。擋風玻璃14包括通過第一乙烯基夾層26固定到第二玻璃板24的第一玻璃板22；通過第一聚氨酯夾層30固定到第二乙烯基夾層28的第二玻璃板24，并且通過第二聚氨酯夾層34固定到可加熱構件或加熱布置32的第二乙烯基夾層28。
在本領域中使用的類型的邊緣構件或防潮屏障36(例如但不限于硅橡膠或其它柔性耐久防潮材料)被固定到(1)擋風玻璃14的周邊邊緣38，即，第一玻璃板和第二玻璃板22、24的周邊邊緣38；第一乙烯基夾層和第二乙烯基夾層26、28的周邊邊緣38；第一氨基酯夾層和第二氨基酯夾層30、34和可加熱構件32的周邊邊緣38；(2)擋風玻璃14的內表面42的邊際或邊際邊緣40，即，擋風玻璃14的第一玻璃板22的外表面42的邊際40，以及(3)擋風玻璃14的外表面46的邊際或邊際邊緣44，即，可加熱構件32的外表面46的邊際。
如本領域技術人員所理解的，并且不限制本發明，第一玻璃板和第二玻璃板22、24；第一乙烯基夾層和第二乙烯基夾層26、28以及第一聚氨酯夾層30形成擋風玻璃14的結構部分或內部段，并且擋風玻璃14的外表面42面向飛行器10的內部(參見圖1)。第二聚氨酯層34和可加熱構件32形成擋風玻璃14的非結構部分或外部段，并且擋風玻璃14的外表面46面向飛行器10的外部。可加熱構件32提供熱以以下面討論的方式從擋風玻璃14的外表面46去除霧和/或熔化其上的冰。
如可以理解的，本發明不限制擋風玻璃14的構造，并且本領域中使用的飛行器透明件的任何構造可以在本發明的實踐中使用。例如但不限制本發明，擋風玻璃14可以包括其中第二乙烯基夾層28和第一聚氨酯夾層30被省略的構造，和/或玻璃板22和24是塑料板的構造。
通常，擋風玻璃14的玻璃板22和24是透明的化學強化玻璃板；但是，本發明不限于此，并且玻璃板22和24可以是熱強化或熱回火玻璃板。此外，如本領域技術人員所理解的，本發明不限制構成擋風玻璃14的玻璃板22和24、乙烯基夾層26和28、或聚氨酯夾層30和34的數量，并且擋風玻璃14可以具有任何數量的板材和/或夾層。
本發明不限制可加熱構件32的設計和/或構造，并且在本領域中用于加熱板材的表面以防止在擋風玻璃的外表面(例如但不限于擋風玻璃14的外表面46)上形成霧、雪和/或冰、以融化擋風玻璃的外表面上的雪和冰、和/或以從擋風玻璃的外表面去除霧、雪和冰的任何導電可加熱構件可以在本發明的實踐中使用。參考圖3，在本發明的一種非限制性實施例中，可加熱構件32包括具有應用到第三玻璃板60的表面64的導電涂層62的玻璃板60，以及與導電涂層62電接觸的一對間隔開的母線66、68。更具體而言，導電涂層62在母線66、68之間并與之電接觸。本發明不限制導電涂層62的組成，并且本領域已知的任何導電涂層都可以在本發明的實踐中使用。例如并且不限制本發明，導電涂層62可以由任何合適的透明導電材料制成。可以在本發明的實踐中使用的透明導電涂層62的非限制性實施例包括但不限于由ppgindustries公司以注冊商標nesa出售的那種類型的熱解沉積的氟摻雜的氧化錫膜；由ppgindustries公司以注冊商標nesatron出售的那種類型的磁控濺射沉積的錫摻雜的氧化銦膜；由一個或多個磁控濺射沉積膜構成的涂層，其中膜包括但不限于金屬膜，例如金屬氧化物膜(例如氧化鋅和/或錫酸鋅)之間的銀，其中每一個可以順序地通過磁控濺射被應用，例如，但不限于，如在美國專利no.4,610,771；4,806,220和5,821,001中所公開的。美國專利no.4,610,771；4,806,220和5,821,001的公開內容通過引用被結合于此。
本發明不限于使用導電涂層62來加熱第三玻璃板60，并且本發明預期使用可以被電加熱的任何類型的構件，例如但不限于導電電線。導線(例如，在圖2和3中以虛線示出的導線69)可以嵌入在塑料夾層的板材中(例如但不限于，母線66和68之間的第二聚氨酯夾層34)，并且電連接到母線66和68。這種加熱布置在本領域中已知為ppgindustriesohio公司的注冊商標aircon并且在美國專利no.4,078,107中公開，該專利的全部內容通過引用被結合于此。
本發明不限制母線66和68的設計和/或構造，并且本領域中使用的任何類型的母線都可以在本發明的實踐中使用。可以在本發明的實踐中使用的母線的示例包括但不限于在美國專利no.3,762,902；4,623,389；和4,902,875中公開的類型，這些專利的全部內容通過引用被結合于此。
繼續參考圖3，在本發明的一種非限制性實施例中，母線66和68中的每一個分別通過導線70和71連接到智能電力控制器和監視系統72(在下面更詳細討論)，并且控制器和監視系統72通過導線或電纜76和77連接到飛行器電力供給部74。雖然不限制本發明，但是母線66的端部79和母線68的端部80與玻璃板60的相鄰側面82-85間隔開，并且涂層62的側面86與玻璃板60的側面82-85間隔開，以防止母線66和68以及涂層62與飛行器10的金屬主體覆蓋物87的電弧(參見圖1)。
在本發明的非限制性實施例中，擋風玻璃14具有一個或多個傳感器以監視所選擇的擋風玻璃14的部件和/或屬性的性能。在本發明的這個方面中，傳感器包括但不是限于：沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、導電涂層溫度傳感器和電弧傳感器。
如上所述并且再次重復為了理解本發明的目的，在制品或部件(例如，但不限于擋風玻璃14的可加熱構件32)上操作的傳感器被認為包括兩個子操作系統。為了清楚起見，傳感器的一個部件或子操作系統被稱為傳感器的“感測部分”，并且第二部件或第二子操作系統被稱為傳感器的“評估單元”。感測部分用作給評估單元的反饋，以觸發對飛行器的部件或制品(例如，但不限于，擋風玻璃14的可加熱構件32)的控制動作，以通過所提供的到可加熱構件32的電流增加或減少可加熱構件32的熱量，等等。例如，擋風玻璃溫度傳感器(下面詳細討論)用于監視受處于觀察中的制品或部件的改變影響的可加熱構件32(例如，但不限于加熱擋風玻璃14的可加熱構件32)，以從擋風玻璃14的外表面36去除雪、冰和/或霧，并且感測部分向評估單元轉發信號(通常為電信號，但不限于此)，以觸發對施加到擋風玻璃的可加熱構件的熱量(電流)的控制動作。
評估單元作用于來自感測部分的信號以測量制品的屬性，例如，但不限于作為實際性能和/或潛在的擋風玻璃故障的指示和/或作為用于擋風玻璃制品或部件(例如但不限于擋風玻璃的可加熱構件)的預防性維護的指示的可加熱構件的溫度。在本發明的一個方面中，來自評估單元的信號被轉發到電子存儲裝置(圖14中的電存儲裝置266，在下面更詳細討論)，以編制被監視的制品(例如但不限于飛行器的擋風玻璃)的性能的歷史記錄。
在本發明的另一個非限制性方面中，傳感器被認為是“激活傳感器”或“非激活傳感器”。“激活傳感器”是其中當制品或部件(例如但不限于擋風玻璃的可加熱構件)轉發指示可加熱構件正在可接受限度之外操作的信號時評估單元被觸發以采取動作的傳感器。動作可以包括但不限于評估單元作用于制品或部件以將制品或部件與電力供給部分離和/或修改到制品或部件的電力輸入，以改變被監視的制品或部件的操作性能。作為對本發明的說明而不是限制，電弧傳感器監視可加熱構件32的性能。當評估單元確定正在發生電弧時，信號被轉發到電子存儲裝置(圖14的電存儲裝置266，下面更詳細討論)和電力供給開關(198，圖13)，以電分離可加熱構件和電流供給以停止加熱擋風玻璃的外表面。“非激活傳感器”是其中感測部分向電子存儲裝置和顯示器(圖18的殼體400，下面更詳細討論)轉發信號(例如，但不限于電信號)，以向負責人員通告所監視的部件正在可接受限度之內或之外操作的傳感器。作為對本發明的說明而不是限制，濕度傳感器監視在層壓擋風玻璃的夾層之間移動的濕氣。當來自濕度傳感器的評估單元的信號指示非期望水平的濕氣時，不采取任何動作。相反，通告負責人員采取動作，其中采取的動作可以包括但不限于安排擋風玻璃進行更換和/或修理。在本發明的另一個非限制性示例中，沖擊傳感器監視對擋風玻璃的沖擊。當來自沖擊傳感器的評估單元的信號指示非期望水平或次數的沖擊時，在飛行器著陸后對擋風玻璃進行檢查以確定擋風玻璃是否在結構上可用。
更具體而言，當來自評估單元的信號用于通知需要知道的人(例如但不限于飛行器的操作者)部件正在可接受的限度之外操作，但不用于關閉或限制部件的操作時，傳感器充當非激活傳感器。當來自評估單元的信號用于關閉或限制部件的操作，并且可選地用于通知需要知道的那些人(例如但不限于飛行器的操作者)部件正在可接受的限度之外操作時，傳感器充當激活傳感器。
討論現在針對通常在飛行器的擋風玻璃上找到的所選擇的傳感器的操作，以便更好地認識和理解(1)感測部分和評估單元；(2)傳感器用作“非激活傳感器”和/或用作“激活傳感器”，以及(3)將評估單元定位在除具有感測部分的部件以外的位置中。下面討論的傳感器包括但不限于沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、電弧傳感器和導電涂層溫度傳感器。關于傳感器的討論在下面討論的本發明的非限制性方面中給出，并且詳細討論可以在美國專利no.8,155,816和8,383,994以及uspap的‘531和‘981中找到。如可以理解的，本發明不限于下面討論的傳感器，并且本發明可以利用任何類型的傳感器進行實踐，例如但不限于，應力傳感器、p-靜電傳感器。
沖擊傳感器
如可以理解的，本發明不限于沖擊傳感器的設計或構造，并且本領域中使用的任何沖擊傳感器可以在本發明的實踐中使用。在本發明的一個非限制性方面中，如圖4所示的擋風玻璃14的可加熱構件32具有四個沖擊傳感器或檢測器89a-89d。四個沖擊傳感器89a-89d中的每一個分別包括感測部分91a-91d(參見圖4)和評估單元93a-93d(參見圖5)。沖擊傳感器89a-89d的感測部分91a-91d分別安裝在擋風玻璃14的板材上。在圖4中，傳感器89a-89d的感測部分91a-91d安裝在可加熱構件32的板材60的表面64上或上方，更具體而言，但不限制本發明，安裝在可加熱構件32的導電涂層62上。傳感器89a-89d指示一個或多個異物已撞擊擋風玻璃14和可加熱構件32的外表面46(參見圖3)，并且可選地，傳感器89a-89d報告外表面46上發生撞擊或沖擊的位置以及擋風玻璃20的表面46上的沖擊的相對能量。
沖擊傳感器89a-89d中的每一個的感測部分91a-91d包括壓電晶體。當壓電晶體暴露于振動時，例如，由撞擊玻璃板60(參見圖1和圖2)的外表面46的石頭引起的玻璃板60的振動，壓電晶體經受壓縮或變形，并且因此產生電場，該電場可以用于激活或使得報警器和/或記錄器被激活以通知和/或記錄撞擊或沖擊。
繼續參考圖4和圖5，沖擊傳感器89a-89d的感測部分91a-91d通過連接95a-95d與壓電晶體之一電接觸。沖擊傳感器89a-89d中的每一個分別通過導線102a-102d電連接到數據處理裝備99和電力供給部74(參見圖5)。以這種方式，到沖擊傳感器89a-89d的電力由電力供給部74提供，并且沖擊傳感器89a-89d中的每一個的電場的變化由數據處理裝備99測量或監視。如可以理解的，本發明不限于其中向沖擊傳感器89a-89d提供電力的方式，并且在本發明的實踐中可以使用任何電路布置。如可以理解的，輸入到沖擊傳感器的電力可以是輸入到傳感器的評估單元的電力，并且電力供給部可以是交流電或直流電。
在本發明的一個非限制性方面中，數據處理裝備99是軟件，其分析沿著電線97a-97d和102a-102d轉發的信號，以通過來自傳感器89a-89d中所選擇的傳感器或所有傳感器的信號的三角測量來確定沖擊的位置，以及例如通過電場的大小確定沖擊的大小，并存儲該信息。用于沖擊檢測器的使用的電子電路系統(例如壓電晶體)在本領域中是眾所周知的，例如，參見美國專利no.6,535,128，該專利的全部內容通過引用被結合于此，并且不需要進一步的討論。
如可以理解的，本發明可以利用多于或少于四個沖擊傳感器89a-89d進行實踐。更具體而言，增加沖擊傳感器的數量(例如使用5、6、7、10或20個沖擊傳感器)提高了定位沖擊區域和沖擊擋風玻璃的力的準確性，并且使用小于4個傳感器(例如，1、2、3個傳感器)降低了定位沖擊區域和沖擊擋風玻璃的力的準確性。
以上分別討論的沖擊傳感器89a-89d的感測部分91a-91d包括壓電晶體(在圖4中由數字91a-91d識別)，并且沖擊傳感器89a-89d的評估單元93a-93d包括數據處理裝備99和電連接器，例如，但不限于連接沖擊傳感器89a-89d的感測部分93a-93d的電氣部件的導線。
如可以理解的，壓電晶體不由電流供電；但是，注意的是，需要電力來操作評估單元。用于圖5所示的沖擊傳感器89a-89d的評估單元的電力供給部是用于為飛行器10供電的電力供給部74，但是，如可以理解的，沖擊傳感器的評估單元或性能測量部分可以各自由專用電源供電。
破裂傳感器
在以下討論中，在本發明的實踐中使用了在美國專利no.8,383,994中公開的破裂或裂紋檢測器或傳感器的方面。但是，如可以理解的，本發明不限于此，并且本領域中已知的任何裂紋傳感器或檢測器都可以在本發明的實踐中使用。在美國專利no.8,383,994中公開的類型的破裂傳感器的非限制性方面在圖6-8中示出并由標號110(圖6)和111(圖8)指定。破裂傳感器110(圖6)包括沿著或圍繞可加熱構件62的板材60(參見圖6)和/或擋風玻璃14的板材22、24中的一個(參見圖8)的主表面64的基本上整個外周邊38(參見圖2、6和8)延伸的導電帶112。在圖6和圖7中，導電帶112被示為安裝在導電涂層62上方或與其表面接觸并且在玻璃板60的表面64上方或與其表面接觸，圍繞母線66和68，并且通過電絕緣層114(例如，聚氨酯層或非導電涂層，參見圖7)與導電涂層62和母線68和68電隔離。
如圖6所示，導電帶112安裝在與板材60的側面82-85間隔開的導電涂層62上方。導電帶112具有第一端接表面116和第二端接表面118。第一端接表面116和第二端接表面118之間的距離或間隙足以防止端接表面116和118之間的任何描述性電場通信。如可以理解的，導電帶112會降低通過它在其上方沉積的玻璃板的那部分的可見度，并且因此，導電帶112的最大寬度取決于所需或指定的通過擋風玻璃14的操作者觀察面積。
如可以理解的，導電帶112可以被應用到層壓擋風玻璃14的板材中的任何一個板材或所有板材的任何表面。更具體而言并且如圖8所示，導電帶112被固定在與板材22和/或24的外周邊38間隔開的板材22和/或24的表面119上，并且端接表面116和118彼此間隔開，如圖8所示。
破裂傳感器110還包括電源。電源可以是專用于為飛行器10的相關聯裝備和電子設備提供電力的主電源74或由標號120識別(參見圖6)專用于為電氣部件(例如但不限于導電帶112)供電的專用電源。專用電源120可以是任何常規電源，諸如但不限于電池、發電機等。此外，破裂傳感器110包括與導電帶112連通以便測量導電帶112的電氣狀況的電測量機構122，諸如歐姆計。使用諸如軟件和計算機的控制機構124來控制電源74和/或120以及電測量機構122并且與其通信。該控制機構124可以用于命令電源74和/或120，以向導電帶112提供預定的或特別設定的電流，并且在應用之后，控制機構124可以經由電測量機構124收集和/或計算導電帶112的電位。
在替代實現中，電源74和/或120向導電帶112施加設定電壓，如由控制機構124設定或指定的。該設定電壓允許電流流過導電帶112。電測量機構122通過第一引線126和第二引線128連接到導電帶112。第一引線126連接到第一端接表面116，并且第二引線128連接到第二端接表面118。該連接允許當電源74和/或120施加電位時，導電帶112充當電路。
電測量機構122讀取或測量流過導電帶的電流。由于電源74或120沿著引線130將設定電壓施加到導電帶112，并且電測量機構122正在讀取或測量流過導電帶112的電流，因此電測量機構122(或控制機構124)能夠計算導電帶112的電阻值。
當破裂或裂紋發生并在玻璃板22、24和/或60中蔓延時，它將最終到達導電帶112。當裂紋開始移動并破壞導電帶112的一部分時，由電測量機構122或控制機構124計算出的電阻值開始增加。該電阻值增加指示玻璃板和導電帶112中的破裂或裂紋，例如但不限于玻璃板22、24和/或60。當裂紋完全穿過并破壞導電帶112時，電阻值達到無窮大并且指示嚴重的破裂狀況。
導電帶112可以是由諸如金屬、金屬氧化物、半金屬、合金或其它復合材料的任何合適的導電材料形成的導電涂層材料。導電帶112也可以是不透明或透明的。此外，導電帶112可以是由陶瓷涂料或導電油墨形成的導電涂層材料。導電材料優選地是當玻璃板斷裂或以其它方式改變其電屬性時將以允許檢測電氣變化的方式斷裂或分離的材料。可以通過常規的薄膜沉積方法或常規的厚膜沉積方法、常規的附著力制造方法、篩選或其它類似的工藝將導電帶112沉積在玻璃板22、24和60中的一個或多個玻璃板的表面上。在一種實施例中，導電帶112是導電氧化銦錫涂層。
本發明預期了一種系統，其中評估單元134位于與被監視的制品分離。破裂傳感器110和111的感測部分132包括導電帶112，并且破裂傳感器110和111的評估單元134包括電測量機構122和控制機構124。感測部分可以通過在多于一個板材上應用導電帶112(例如但不限制本發明，在玻璃板22、24和60的表面上應用導電帶112)來實現。如可以理解的，當導電帶112放置在多于一個板材上時，導電帶112中的每一個具有其自己的電源120，或者提供一個電源74并且將其電連接到導電帶112中的兩個或更多個，并且為每個導電帶112提供變阻器，用于以以上討論的方式控制到導電帶112中的每一個的電壓。在本發明的替代實施例中，破裂傳感器的感測部分可以是與被監視的擋風玻璃分離安裝的光學測量系統，其中評估單元與擋風玻璃分離安裝，但是電連接到感測部分。
濕度傳感器
如以上所討論的并且如圖2所示，擋風玻璃或透明件14具有在艙外的濕氣密封件或屏障36，以防止濕氣進入玻璃板22、24和60之間，以及擋風玻璃14的塑料夾層或板材26、28、30和34。更具體而言，當濕氣密封件或屏障36失效時，例如，由于風和雨引起的侵蝕而導致的裂縫或脫膠，濕氣進入擋風玻璃14的板材和/或夾層之間。當濕氣在板材和/或夾層之間移動時，擋風玻璃14會脫層和/或可加熱構件32會被損壞并失效，從而結束擋風玻璃的服務壽命。當擋風玻璃14發生脫層時，進入板材和/或夾層之間的濕氣的速率和量增加，從而加速了擋風玻璃14的劣化。
按需參考圖9，可加熱構件32具有分別定位在板材60的導電涂層62相鄰側82-85上的濕氣傳感器150-153。如圖10中清楚所示，在本發明的一種非限制性實施例中，傳感器150-153中的每一個包括沉積在導電涂層62上的濕敏材料的層155(下文也稱為“濕敏層”)，以及沉積在濕敏層155上或上方的導電層156。如圖11所示的傳感器150-153中的每一個的導電層156中的每一層分別通過導線160a-160d連接到電源158的正極157。可選地，導線160a-160d通過變阻器或可變變壓器161單獨連接到電源158的正極157，以調節輸入到傳感器150-153的導電層156中的每一層的功率。
本發明不限制濕敏層155的材料，并且在本發明的實踐中可以使用任何濕敏材料，例如，但不限于，二氧化鈦，和/或在美國專利no.4,621,249和4,793,175中公開的材料，該專利的全部內容通過引用被結合于此。此外，本發明不限制在濕敏層155上或上方的導電層156的材料，并且可以使用任何導電材料，例如，但不限于，鋁、銅、金和銀。在本發明的一個非限制性方面中，濕敏層155包括濺射的二氧化鈦膜，并且導電層156包括濺射的金。
隨著濕敏層155吸收水分，濕敏層155的阻抗改變。如可以理解的，可以以任何常規方式測量和/或監視濕敏層155的阻抗。在本發明的一個非限制性方面，導線162a-162d分別將電源158的負極(-)159和傳感器150-153的導電層156的端部互連。每對導線160a和162a、160b和162b、160c和162c、160d和162d之間的電壓差通過比較器170進行測量和/或監視(參見圖12)。參考圖11和圖12，傳感器150-153中的每一個的導線160a-160d連接到比較器170。比較器170監視濕度傳感器150-153中的每一個的濕敏層155的阻抗。當阻抗變化超過預定量時，信號沿導線172被轉發到下面討論的報警器和/或監視器。
在圖9-12所示的本發明的非限制性方面中，電源158的正極(+)157(參見圖11)分別通過導線160a-160d連接到濕度傳感器150-153中的每一個的導電層156，并且電源158的負極(-)159分別通過導線162a-162d連接到傳感器150-153中的每一個的導電層156(參見圖9)。
利用以上討論的布置，濕度傳感器150-153的感測部分包括濕敏層155和導電層156，并且濕度傳感器150-153的評估單元包括變壓器161(參見圖11)和比較器170(圖12)。比較器170沿導線172的輸出提供關于擋風玻璃14的防潮屏障36的性能的信息。在本發明的另一種非限制性實施例中，評估單元可以包括基于頻率的阻抗傳感器和監視傳感器的阻抗的軟件。再次，本發明是其中當濕度傳感器的感測部分包括在擋風玻璃內時，評估單元可以與擋風玻璃分開放置并且電監視濕度傳感器的狀態的系統。在本發明的另一種非限制性實施例中，濕度傳感器的感測部分可以是遙控的非接觸設備(諸如使用紅外傳輸的設備)，其也可以與擋風玻璃在物理上分開安裝，同時仍然被電連接到與擋風玻璃分離的評估單元。
如現在可以理解的，以上討論的沖擊傳感器、破裂傳感器和水分傳感器被設計成操作為非激活傳感器(如上所討論的)，因為它們測量制品的性能以確定制品是否正在可接受的限度內并且當制品正在可接受的限度之外執行時，不會自動采取動作來改變制品的性能。
電弧傳感器和導電涂層溫度傳感器
現在討論針對監視可加熱構件32的性能并且當可加熱構件正在可接受的限度之外操作時采取校正動作的電弧傳感器和導電涂層溫度傳感器。更具體而言，電弧傳感器72監視可加熱構件32的性能，以確定是否存在與可加熱構件32的操作相關聯的主電弧和次電弧的事件。導電涂層溫度傳感器190監視可加熱構件的溫度并且當可加熱構件32的溫度超過給定溫度時，開關被激活以將可加熱構件與其電源斷開。因為用于電弧傳感器的電路和用于涂層溫度傳感器的電路通常如下所述彼此結合操作，因此電弧傳感器72和溫度傳感器190被一起考慮，但是，如可以理解的，本發明預期電弧傳感器和導電涂層溫度傳感器具有彼此獨立的電路。
在本發明的優選實施例中，電弧檢測系統與擋風玻璃分離并且被包括在另一個航空電子單元(諸如加熱器控制器)內。在這種情況下，感測部分和評估單元兩者都被包括在加熱器控制器內，在本發明的另一種非限制性實施例中，評估單元被包括在加熱器控制器內，但是感測部分是分離的，被包括在擋風玻璃本身內或在擋風玻璃和加熱器控制器之間沿著電連接的任何地方，但是仍然電連接到評估單元。
按需參考圖3和圖13，溫度傳感器190包括安裝在導電涂層62上以感測可加熱構件32的導電涂層62的溫度的熱敏電阻188，并且以下面討論的方式由導線或電纜192連接到智能電力控制器和監視系統或電弧傳感器72。本發明不限制于溫度傳感器188，并且在本發明的實踐中可以使用本領域中使用的任何類型。此外，本發明不限制安裝在涂層62上的溫度傳感器188的數量，并且可以在涂層62上安裝任何數量的傳感器(例如，一個、兩個或三個傳感器)以感測涂層62的不同區域的溫度。
應當注意的是，圖3示出了用于三個溫度傳感器188的三根導線192，而在圖13中，這三個溫度傳感器和三根導線192被捆扎并示為一個傳感器188和一根電線192，以便清楚和容易地跟隨導線192的路徑。
參考圖13，在本發明的一個非限制性方面中，飛行器電力供給部74沿著導線76和77向智能電力控制器和監視系統或電弧傳感器72的窗戶熱控制器197提供交流電流。如本領域技術人員可以理解的，本發明不限制電力供給部74，并且電力供給部74可以是如圖13所示的交流電供給，或者是如本領域已知的并在圖5中示出的直流電供給。電力供給部74的導線76連接到窗戶熱控制器197的開關198的一個極，并且開關198的另一個極通過導線或電纜202連接到本發明的電弧監視和檢測系統200的電流轉換器199。開關198通常處于閉合位置，并且通過沿著導線或電纜204從用于窗戶熱控制器197的熱控制器206的控制邏輯轉發的信號從閉合位置移動到斷開位置，反之亦然。電流轉換器199通過導線70連接到可加熱構件32的母線66。可加熱構件32的母線68通過導線71和77連接到電力供給部74。
在本發明的一個非限制性方面中，智能電力控制器和監視系統或電弧傳感器72的部件安裝在法拉第(faraday)箱209中，并且法拉第箱209通過導線或電纜211(參見圖13)連接到地，例如，飛行器10的主體87(參見圖1)，以阻止外部靜電場。
繼續參考圖13，溫度傳感器188通過導線192連接到電子開關210的一個連接器，并且開關210的第二連接器通過導線212連接到窗戶熱控制器197的控制邏輯206。開關210通常處于閉合位置，并且通過沿著導線或電纜214從電弧監視和檢測系統200的信號過濾和修改系統216轉發到開關210的信號，從閉合位置移動到斷開位置以及從斷開位置移動到閉合位置。
當檢測到以下狀況中的任何一種時，電弧傳感器72的評估單元216向開關210提供信號，用于將加熱布置32和電力供給部74彼此電斷開：(a)可加熱構件32的溫度大于預定溫度，或(b)主電弧。
現在考慮狀況(a)可加熱構件32的溫度大于預定溫度。參考圖13，熱控制器197的開關198和開關210各自處于閉合位置，以加熱可加熱構件32以從擋風玻璃14的外表面46去除霧、雪和/或冰雪(參見圖2)。可加熱構件32的溫度由溫度傳感器188感測，并且溫度傳感器188的信號由窗戶熱控制器197的評估單元206監視。當可加熱構件32的溫度超過給定溫度(例如，但不限制討論，由于電弧或涂層62的電阻的增加)時，熱控制器206沿著電纜204將信號轉發到開關198以斷開開關198以將電力供給部74和可加熱構件32彼此電斷開。本發明不限于可加熱構件32超過預定溫度的原因，并且在本發明的實踐中包括導致超過預定溫度的任何類型的可加熱構件32的缺陷。
現在討論針對電弧傳感器72的信號監視和檢測系統200的非限制性方面。電弧監視和檢測系統200被設計成檢測并對電弧起作用，即狀況(b)。狀況(b)被稱為“主電弧”，并且被定義為超過第一預定水平的電壓/電流的測得電壓/電流。第一預定水平的值不限制本發明，并且該值被選擇使得電弧用肉眼可見和/或基于先前經驗可能損壞窗戶14。在本發明的一種非限制性實施例中，第一預定水平的電壓/電流是基于窗戶的模型和加熱窗戶以除去霧、雪和冰并且防止在窗戶14的外表面43上形成霧、雪和冰所需的電流。
現在考慮當溫度沒有超過預定溫度的情況下存在主電弧時的情況。電弧監視和檢測系統200檢測主電弧并將信號轉發到信號修改系統216。信號修改系統216沿著電線214轉發信號以斷開開關210。用于熱控制器206的控制邏輯確定開關210處于斷開位置，并且沿著電纜204發送信號以斷開開關198以使電力供給部74和可加熱構件32彼此電斷開。如本領域技術人員可以理解的，當存在主電弧并且可加熱構件32的溫度超過預定溫度時，開關210和/或開關198被斷開。
另一種類型的電弧在本領域中被稱為“微電弧”，并且在uspap的‘531和‘981中進行了討論。
現在討論針對電弧監視和檢測系統200的非限制性方面。電弧監視和檢測系統200被設計成除了別的以外還檢測主電弧，并且采取動作來防止或限制對可加熱構件32和/或窗戶14的損害。開關198和開關210(參見圖13)是響應于轉發到開關的信號而斷開和閉合的類型。在本發明的實踐中，開關198是電子固態開關。用于窗戶熱控制器197的熱控制器206的控制邏輯是將來自溫度傳感器188的電信號(例如，以mv為單位)與設定電壓范圍進行比較的類型的比較器，并且當信號在該范圍之外時，熱控制器206的控制邏輯轉發信號以斷開開關198，并且當信號在該范圍之內時，用于熱控制器206的控制邏輯沿著導線204發送信號以閉合開關198。
參考圖14，現在討論針對檢測主電弧以及可選的微電弧，并且采取動作以防止或最小化對可加熱構件32和/或窗戶14的損害(參見圖2和圖3)的電弧檢測和監視系統或電弧傳感器200。按需如圖13和圖14所示，電流轉換器199連接到導線202和70，并且轉換器199的輸出通過導線250傳遞到過濾器248上。本發明不限制在本發明的實踐中使用的轉換器199的類型。在本發明的優選實踐中，電流轉換器199是將電流降低到較低水平以便于過濾沿著導線202和70移動的電流的類型。更具體而言，電流轉換器199產生與通過導線202/70傳遞到可加熱構件32的電流精確地成比例的減少的電流。例如，在本發明的一種非限制性實施例中，通過可加熱構件32的電流為18.5安培，并且電流轉換器199的輸出為1.85安培。
繼續參考圖14，信號過濾和修改系統216的信號過濾器248是高通過濾器，以有效地消除沿著導線250傳遞的信號的電噪聲和磁噪聲。信號過濾器248的過濾水平是基于電氣系統的噪聲譜分析，即，從電力供給部74傳遞到可加熱構件32的電流。過濾器248還由于消除高頻分量降低了線路信號的量級，例如但不限制本發明，降低了2級。
來自信號過濾器248的信號被傳遞到二級過濾器254上。第一級過濾器254a包括過濾掉具有高于第一預定水平的電壓/電流水平的信號的比較器，例如，指示主電弧的150mv。當第一級過濾器254a的信號超過第一預定水平時，信號超過該第一預定水平的時間被254b計數。一旦在254b中計數的時間超過某個預定量，信號就沿著電線256發送到已經檢測到主電弧的信號開關257，并且信號開關257沿著導線214發送信號以斷開開關210，這使得用于熱控制器206的控制邏輯開關210斷開開關198(參見圖13)以防止電流從電力供給部74移動到可加熱構件32，如以上所討論的。
繼續參考圖14，信號過濾器248和雙過濾器254各自分別通過導線258和260連接到微型計算機264。可選地，微型計算機264通過導線或電纜268連接到飛行器的電子存儲裝置266。微型計算機264設置用于過濾器248的水平(例如，第二預定水平)，以過濾來自電流轉換器199的信號中的噪聲，設置用于過濾器254a的水平(例如，第一預定水平)，以識別主電弧。電子存儲裝置266維持過濾器248和兩級過濾器254的活動的歷史記錄，以提供用于設置指示微電弧的預定第一水平、指示來自轉換器199的信號中的噪聲水平的第二預定水平、以及指示由于微電弧引起的潛在問題的微電弧計數和時間段的數據。
利用以上討論的布置，涂層溫度傳感器190的感測部分是熱敏電阻270，但是本發明不限制溫度感測技術的類型，并且可以是紅外監視、熱電偶等。如可以理解的，本發明可以用多于或少于四個溫度傳感器感測部分190來實踐。更具體而言，增加溫度傳感器感測部分的數量(例如，使用5、6、7、10或20個溫度傳感器感測部分)提高了監視分布式溫度的準確性，并且使用小于4個傳感器(例如，1、2、3個傳感器)降低了監視分布式溫度的準確性。為了清楚起見，涂層溫度傳感器190的感測部分由標號267識別。涂層溫度傳感器190的評估單元是熱控制器197和開關210。為了清楚起見，涂層溫度傳感器190的評估單元由標號270識別。
電弧傳感器72的感測部分是電流變送器199。電弧傳感器72的評估單元是在圖14中由標號200指示的電路。
從涂層溫度傳感器和電弧傳感器的以上討論和布置中可以理解，涂層溫度傳感器190和電弧傳感器通常被認為是激活傳感器(如以上所討論的)，因為它們是性能監視和采取動作的傳感器。更具體而言，當可加熱構件32的導電涂層62超過期望溫度時，開關210自動行動，以布置電力之間斷開，例如，電源74和可加熱構件32，并且當電弧監視和檢測系統200確定存在過度電弧時，電弧監視和檢測系統作用于窗戶熱控制器197，以布置電力之間斷開，例如，電源74和可加熱構件32。
如現在可以理解的，本發明不限于以上討論的沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、電弧傳感器和導電涂層溫度傳感器，并且針對任何類型的傳感器，例如還包括，但不限于靜態傳感器、振動傳感器和傳動傳感器。此外，但不限制本發明，傳感器的評估單元是電子器件，并且可以被歸類為作用于來自傳感器的感測部分的信號以確定被監視部件(例如但不限于擋風玻璃14)的操作性能的傳感器的部分。感測部分是測量部件(例如，但不限于擋風玻璃14)的屬性的傳感器的部分，并且由傳感器的評估單元監視以對感測部分做出改變。仍然還有，本發明預期了活動的計算機存儲器來存儲來自窗戶傳感器系統的實時的和歷史的信息，例如但不限于圖14所示的電子存儲裝置266。如電子存儲裝置領域的技術人員可以理解的，電子存儲裝置266可以包括但不限于可以支持多輸入和多輸出傳感器系統的電子電路結構；可以被編程以基于數學模型框架執行智能解決方案的嵌入式微型計算機和/或將窗戶狀態/狀況電子地傳送到飛行器中心診斷計算機系統的通信能力。
將傳感器安裝到擋風玻璃的現行實踐
當前討論的感興趣主題是將感測部分和傳感器的評估單元定位在飛行器窗戶上的現行實踐。在以下討論中，傳感器正在監視飛行器擋風玻璃。但是，本發明不限于此，并且本發明可以在任何類型的車窗上實踐。
操作傳感器的電源通常不安裝在擋風玻璃上，而是安裝在飛行器上并以任何方便的方式連接到安裝在擋風玻璃上的傳感器。如可以理解的，以小尺寸電池形式的電源(例如，d型、c型、雙a型、三a型和/或盤式電池)可以安裝在擋風玻璃上。在以下本發明的非限制性方面的討論中，電力供給部由安裝在飛行器上并以任何方便的方式連接到擋風玻璃的電源提供，例如電源74。
圖15示出的是當前可用的擋風玻璃的一部分的平面圖，其僅示出玻璃板60、導電涂層62、母線66和68(參見圖2)，以及沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、電弧傳感器和導電涂層溫度傳感器的感測觸件。圖16是圖15的擋風玻璃的視圖，其示出了安裝在擋風玻璃14的玻璃板22(參見圖2)的面向飛行器10的內部的的表面42上的沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、電弧傳感器和導電涂層溫度傳感器的評估單元(參見圖1)。繼續參考圖15，其中示出了連接到導線或電導體95a-95d的沖擊傳感器89a-89d(參見圖4和圖5)的壓電晶體91a-91d。破裂傳感器110(參見圖6和8)的導電帶112分別具有連接到第一和第二端接表面116和118的引線或電導體126和128，并且引線130提供與電力系統74或120(參見圖6)的觸件，如以上所討論的。濕度傳感器150-153的導電層156具有到四個導電層156中的每一個的一端的導線或電導體160a-160d以及連接到四個導電層156(參見圖9-11)的相對端的導線或電導體162a-162d，如以上所討論的。如圖15和圖16所示，三個導電涂層溫度傳感器188安裝在導電涂層62上(也參見圖13和圖14)以測量導電涂層62的溫度。
參考圖16，安裝，優選地固定安裝在擋風玻璃14的內表面42上(如安裝在飛行器主體87上(參見圖1))的是電連接器280和282，以提供對所選擇的傳感器的外部電接入和/或提供電力輸入以操作評估單元和/或感測部分。連接器280具有由標號284指定的沖擊傳感器89a-89d的評估單元；由標號286指定的破裂傳感器110和/或111的評估單元以及由標號288指定的濕度傳感器150-153的評估單元的集成電路或電子芯片。如可以理解的，本發明不限制上述傳感器的數量或類型。
電子芯片284、286和288連接到連接器280的連接區域290。連接器280的連接區域290用作與電力供給部的連接，例如但不限于將電流供給74與沖擊傳感器、破裂傳感器和濕度傳感器互連以向沖擊傳感器、破裂傳感器和濕度傳感器的評估單元供電的導線302。導線304是用于傳遞電信號以改變所討論的沖擊傳感器、破裂傳感器和濕度傳感器的感測部分和/或評估單元的設置的連接，并且作為通道，例如，但不限于沿著導線304到電子存儲單元266的通道(參見圖14和圖16)以收集和在電子存儲單元266中存儲由沖擊傳感器、破裂傳感器和濕度傳感器提供的數據。
繼續參考圖16，固定地安裝在擋風玻璃14的內表面42上的連接器282具有涂層溫度傳感器190的評估單元270的芯片292、電弧傳感器72的評估單元的芯片294和連接區域296。在本發明的另一種非限制性實施例中，所有感測部分由單個評估單元監視和評估。導線312將連接器282連接到電力供給部，例如，電流供給74，并且將電弧傳感器72和涂層溫度傳感器190連接到電流供給，以向電弧傳感器72和涂層溫度傳感器190的評估單元274供電。連接器282的導線304是用于傳遞電信號以改變電弧傳感器和涂層溫度傳感器的感測部分272和/或評估單元的設置的連接，并且作為通道，例如，但不限于沿著導線304到電子存儲單元266的通道(參見圖14和圖16)以收集和存儲由電弧傳感器和涂層溫度傳感器生成的數據。
本發明不限制芯片或集成電路，并且本領域中已知的任何芯片和集成電路技術都可以被使用以向電子芯片或集成電路提供沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、電弧傳感器和涂層溫度傳感器的評估單元。此外，將沖擊傳感器、破裂傳感器、濕度傳感器、電弧傳感器和溫度傳感器的評估單元轉換為電子芯片在本領域中是眾所周知的，并且不需要進一步的討論。
溫度傳感器188的電纜192(在圖13中被示為捆扎)連接到電子芯片292。電子芯片292包括開關210(參見圖13)和測量涂層62的溫度并作用于開關210的電子電路，如以上所討論的。芯片294包括電弧傳感器的評估單元，并且連接到開關210以斷開和閉合開關210，如以上所討論的。
電子芯片292和294連接到連接器282的連接區域296。連接區域296提供與電力供給部的連接，例如，但不限制本發明，導線312將電流供給74與溫度傳感器和電弧傳感器互連，以向溫度傳感器和電弧傳感器的評估單元和感測部分供電。
如現在可以理解的，目前的做法是將傳感器的感測部分和評估單元安裝在相同的窗戶上，例如，相同的擋風玻璃上。
本發明的非限制性方面
在本發明的非限制性方面中，提供了各自具有感測部分和評估單元的傳感器(參見以上討論)。傳感器的感測部分安裝在車窗的構造中，例如，如以上討論的飛行器擋風玻璃，并且傳感器的評估單元沒有安裝在具有傳感器的感測部分的飛行器擋風玻璃上，而是安裝在其它地方，例如，但不限制本發明，安裝在在飛行器中安裝的用于存儲電路板的機柜中和/或安裝在飛行器的主體上和/或安裝在飛行器外部的地理區域中。本發明還預期將電弧傳感器的評估單元安裝在飛行器外部并且在傳感器的感測部分和評估單元之間具有無線通信。作為說明而不是限制本發明，電弧傳感器的評估單元可以維持在指定地理區域中的中央控制區域中，并且與電弧傳感器的感測部分的通信可以是通過無線通信，例如，如在美國專利no.8,383,994中所公開的，該專利的全部內容通過引用被結合于此。無線通信在本領域中是眾所周知的，并且不需要進一步的討論。
圖17中示出的是由標號320識別的本發明的擋風玻璃的非限制方面。除了沖擊傳感器89a-89d分別的評估單元93a-93d；破裂傳感器110(圖6)和/或111(圖8)的評估單元122、濕度傳感器150-153的評估單元170；涂層溫度傳感器190的評估單元270和電弧傳感器72的評估單元274沒有安裝在擋風玻璃上；它們被安裝在圖17所示并且位于飛行器10上的機柜330中之外，擋風玻璃320類似于圖16所示的擋風玻璃。雖然不限制本發明，但是在本發明的一個非限制性方面中，評估單元安裝在具有窗戶熱控制器197和電子存儲裝置266的機柜330中。電力供給部74通過導線76和77以上述方式連接到機柜330中的評估單元93a-93d、122、170、270和2274，連接到熱控制器197，以及連接到電子存儲裝置266。在本發明的另一個非限制性方面中，評估單元和電子存儲裝置安裝在窗戶加熱器控制器自身內。
在本發明的另一個非限制性方面中，用于電弧傳感器的評估單元和涂層傳感器的評估單元的電路可以共享如圖13和圖14所示的電部件。此外，用于電弧傳感器的評估單元、涂層傳感器的評估單元和熱控制器197的電路可以共享如圖13和圖14所示的電部件。
參考圖16，在圖16中示出具有評估單元的連接器280和282在圖17中由不具有傳感器的評估單元的一個或多個連接區域替換。更具體而言，在本發明的一個非限制性方面中，沖擊傳感器89a-89d的評估單元93a-93d連接到導線350；破裂傳感器122的評估單元170連接到導線352，并且濕度傳感器150-153的評估單元170連接到導線354，并且導線350、352和354被捆扎(由標號356識別)，并且捆扎的導線356電連接到連接器362的連接區域360。涂層溫度傳感器190的評估單元270連接到導線362，并且電弧傳感器72的評估單元274連接到導線364，并且導線362和364被捆扎(由標號366識別)，并且捆扎的導線366電連接到連接器372的連接區域370。
電子存儲裝置266電連接到機柜330內的評估單元。導線376和378通過導線76和77在機柜330內連接到電力供給部74，并且在相對端連接到連接器372的連接區域370。擋風玻璃320的內部導線(未示出)將連接區域370中的導線376和378連接到連接到母線66和68的導線79和80。如可以理解的，本發明不限制其中導線分別連接到連接器362和372的連接區域360和370的方式，并且任何類型的連接可以用于固定連接，例如但不限制本發明，連接可以是具有孔和卡銷插入件的連接。
如現在可以理解的，評估單元從擋風玻璃14被移除到在本發明的一個方面中具有窗戶熱控制器197和電子存儲裝置266的機柜330。本發明還預期了一個或多個傳感器的評估單元(例如，如圖16所示安裝在擋風玻璃的內表面上的連接器中的評估單元93a-93d、122和170)的定位，以及評估單元270和274在機柜330中的定位。
參考圖18，在本發明的另一個非限制性方面中，評估單元安裝在在飛行器內部安裝的殼體400中。還安裝在殼體400中的是具有飛行器10的健康監視系統的計算機402。殼體400還可以包括揚聲器和/或報警器408，以提供關于被監視的飛行器部件的性能的可聽信息。
在本發明的另一個非限制性的方面中，當感測部分不需要測量元件時，傳感器的感測部分和評估單元兩者都可以安裝在殼體400中。作為非限制性示例，電流變送器199(圖14)可以安裝在擋風玻璃電力線上的任何地方，例如但不限于在擋風玻璃加熱器控制器197內的位置處分別連接到母線66或母線68的電力線70、76或71、77。在這種情況下，擋風玻璃可以沒有傳感器的測量元件或沒有嵌入的感測部分，但是仍然通過使用加熱器控制器內的評估單元和電弧傳感器感測部分來獲得活動的傳感器響應。
更具體而言，電弧傳感器的感測部分監視通過電力線70、76或71、77以及母線66和68移動的電流，并將信號轉發到電弧傳感器的評估單元，以確定是否存在電弧。其它傳感器(破裂傳感器、沖擊傳感器、濕度傳感器和溫度傳感器)的感測部分包括使用一個或多個測量元件。例如但不限制討論，破裂傳感器的感測部分在可加熱構件32上具有導電帶112(參見圖6)。導電帶112將信號轉發到破裂傳感器的評估單元以監視擋風玻璃的性能。利用以上布置，可以理解，電弧傳感器的感測部分僅需要到電力線或母線的電連接以監視可加熱構件32的性能，并且因此電連接可以被制成可加熱構件的電路，其包括但不限于到加熱器控制器197的電連接。
如現在可以理解的，傳感器的評估單元可以包含在一個電路中，例如但不限制本發明，包含在一個電路板中，或者可以在兩個或更多個電路板上。作為說明而不是限制本發明，電弧傳感器72的熱控制器197(圖13)和評估單元274可以在一個電路板上(參見圖17)，并且電弧傳感器的評估單元的其余部件可以在另一個電路板上，如圖17所示。
此外，本發明不限于僅出于說明目的而給出的以上給出和討論的本發明的方面，并且本發明的范圍僅由以下權利要求和添加到本申請、具有與本申請直接或間接聯系的任何附加權利要求的范圍限制。
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