專利名稱：濕氣檢測系統(tǒng)和使用所述系統(tǒng)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在底板上的濕氣檢測，更具體地說，涉及在車輛上的風擋玻璃上的濕氣檢測。
背景技術：
以前，車輛風擋玻璃上的濕氣檢測用四種基本方式來實現(xiàn)。即，電容檢測器系統(tǒng)，電阻檢測器系統(tǒng)，超聲波檢測器系統(tǒng)和光學檢測器系統(tǒng)。
電容檢測器系統(tǒng)包括在風擋玻璃上形成的電容器。響應風擋玻璃上的濕氣，電容器的電容發(fā)生改變。連接一個檢測電路用于檢測電容的改變，并根據(jù)改變的電容控制風擋刮水器的操作。電容濕氣檢測器的例子包括Buschur的美國專利5668478；Netzer的美國專利5682788；Netzer的美國專利5801307；以及Hochstein的美國專利6094981。
電阻測量系統(tǒng)包括以間隔開的關系設置在風擋玻璃或車輛的另一部分(例如常規(guī)的鞭狀天線)上的兩個導電元件。響應橋接所述電阻元件的水，和所述導電元件相連的電路裝置測量其電阻的改變，并根據(jù)電阻的改變控制風擋刮水器的操作。電阻測量系統(tǒng)的例子包括Schroder的美國專利5659294；Schroder的美國專利5598146；Weber的美國專利5780718；VanDam的美國專利5780719；Weber的美國專利5783743；Petzold的5900821.
超聲波檢測器系統(tǒng)包括朝向板的第一表面發(fā)送超聲波信號并接收在板的第二表面上反射的超聲波信號的傳感器。利用反射信號中的改變確定在板的第二表面上有無外界物體。超聲波檢測器系統(tǒng)的例子包括Saurer等人的美國專利5818341和歐洲專利公開EP0638822。
光學檢測器系統(tǒng)包括被設置用于檢測從光源發(fā)出的在風擋玻璃上反射的光的光檢測器。響應風擋玻璃上的濕氣的存在，由于來自光源的光的反射的改變而引起由光檢測器檢測的光的數(shù)量的改變，因而引起光檢測器的輸出的改變。檢測電路裝置響應入射到其上的光的改變來檢測光檢測器的輸出的改變，并根據(jù)所述改變操作風擋刮水器。光檢測器系統(tǒng)的例子包括以下的美國專利Pientka等人的5694012；Zettler的5990647；Pientka等人的6052196；Ponziana的6066933；Coulling等人的6084519；Hochstein的6207967；Teder的5661303；Lynam的6250148；Braun等人的6218741；以及Nelson的6232603。
電容檢測器系統(tǒng)的問題包括需要形成具有足夠電容的電容器，以便可以由合適的檢測電路裝置檢測響應在風擋玻璃上的雨的壓力而產(chǎn)生的電容的改變。電容檢測器系統(tǒng)的另一個問題是，由于構成電容器的金屬膜的受熱或冷卻而引起電容的改變，使得在使用期間導致電容器的電容改變。
電阻檢測器系統(tǒng)的問題包括需要在風擋玻璃的外表面上形成電阻元件，于是電阻元件暴露于氣候條件而可能損壞。此外，電阻檢測器系統(tǒng)的電阻元件也由于溫度的改變而改變其電阻。
超聲波檢測器系統(tǒng)和光學檢測器系統(tǒng)的問題包括，需要在車輛內(nèi)部設置超聲波檢測器系統(tǒng)的傳感器和光檢測器的光發(fā)送器和接收器，用于檢測風擋玻璃的合適位置上的濕氣的存在。然而，在風擋玻璃的合適位置上設置超聲波檢測器系統(tǒng)或光檢測器系統(tǒng)通常部分地阻擋駕駛員通過風擋玻璃的視線，或者使得把所述檢測器系統(tǒng)設置在對于檢測風擋玻璃上的濕氣并非最佳的位置上。此外，光檢測器檢測濕氣的靈敏度會被從光發(fā)送器到光接收器光傳播的通路中的風擋玻璃的顏色和形狀降低。
因此，本發(fā)明的目的在于通過提供一種濕氣檢測系統(tǒng)來克服上述的和其它的問題，所述濕氣檢測系統(tǒng)具有小的、基本上看不見的安裝在底板例如風擋玻璃上的檢測器，用于激勵所述檢測器的電路裝置，以及用于檢測由于在所述底板上濕氣的存在而引起的檢測器的諧振頻率的改變，更具體地說用于檢測所述底板上的濕氣數(shù)量的檢測電路裝置。本發(fā)明的目的還在于，提供一種用于借助于檢測一個檢測器的諧振頻率的改變來檢測底板上的濕氣的存在的方法。還有一些其它的目的，對于本領域的普通技術人員，在閱讀和理解下面的詳細說明之后，將會清楚地看出。

發(fā)明內(nèi)容
因而，我們發(fā)明了一種濕氣檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括安裝在一個底板例如風擋玻璃上的電導體。所述電導體具有根據(jù)和其相鄰的底板上的濕氣而改變的諧振頻率。一個振蕩器輸出具有預定幅值和預定頻率的振蕩器信號。一個諧振器電路和所述電導體相連，并響應所述振蕩器信號，用于輸出一個具有和所述電導體的諧振頻率相關的幅值的諧振器信號。一個濾波器電路響應所述諧振器信號，用于輸出一個整流和濾波后的信號。一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器響應所述整流和濾波后的信號，用于輸出關于所述整流和濾波信號的數(shù)字信號。最后，一個控制器響應所述數(shù)字信號，用于使一個系統(tǒng)按照所述數(shù)字信號操作。
最好是，所述系統(tǒng)是一個刮水器系統(tǒng)，其響應所述控制器，用于根據(jù)底板上的濕氣的數(shù)量和/或在底板上接收的濕氣比(rate moisture)調(diào)節(jié)所述刮水系統(tǒng)從所述底板上刮除濕氣的時刻。
所述底板可以是車輛的風擋玻璃，其具有多個層疊在一起的玻璃板，所述電導體被夾在所述玻璃板之間。所述預定頻率最好在風擋玻璃刮水器系統(tǒng)300和700千赫茲之間，更好在400和600千赫茲之間。
所述諧振器電路可以包括一個槽路電路(tank circuit)，其具有被并聯(lián)連接在所述電導體和一個參考電壓之間的電容器和電感器，以及被連接在所述振蕩器和所述槽路的電導體側(cè)之間的電阻器。所述濾波器電路可以包括二極管，其被連接以用于從諧振器向所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳導電流，以及被連接在和模數(shù)轉(zhuǎn)換器相鄰的二極管的一端與所述參考電壓之間的電容器。
我們還發(fā)明了一種濕氣檢測器，用于檢測底板例如車輛的風擋玻璃上的濕氣。所述濕氣檢測器包括被設置在底板上用于傳導電流的裝置。所述傳導裝置具有根據(jù)和其相鄰的底板上的濕氣而改變的諧振頻率。一個振蕩器向所述傳導裝置輸出一個具有所需頻率和第一幅值的振蕩器信號。一個響應所述振蕩器信號的裝置輸出具有和所述傳導裝置的諧振頻率有關的第二幅值的諧振器信號。所述第二幅值可以大于或小于所述第一幅值。最后，所述濕氣檢測器包括用于響應所述檢測器信號而輸出具有和所述第二幅值相關的值的控制信號的裝置。
所述底板優(yōu)選地包括以操作關系被設置在其上的刮水器系統(tǒng)。所述刮水器系統(tǒng)響應所述控制信號用于根據(jù)在底板上的濕氣數(shù)量和/或在底板上接收的濕氣比擦抹所述底板。
所述傳導裝置可以由一個或幾個電導體構成，例如導線或?qū)щ娖?，或者由設置在所述底板上的散布的導電顆粒構成。所述底板可以包括多個材料片，例如玻璃片，它們基本上是不導電和不導磁的，它們被層疊在一起，把所述傳導裝置夾在所述材料的片之間。
我們還發(fā)明了一種濕氣檢測的方法。所述方法包括提供一個其上設置有電導體的底板。所述電導體在和其相鄰的底板上沒有濕氣時由一個振蕩器信號激勵。確定所述電導體響應這個激勵而產(chǎn)生的第一幅值。接著，當在和所述電導體相鄰的底板上存在濕氣時利用所述振蕩器信號激勵所述電導體。確定所述電導體響應這個激勵而產(chǎn)生的第二幅值。由于所述電導體響應在和其相鄰的底板上附加的濕氣而引起其諧振頻率的改變，所述第二幅值和所述第一幅值不同。最后，確定所述第一幅值和所述第二幅值之間的差，其中所述的差和在和所述電導體相鄰的底板上的濕氣的數(shù)量有關。
所述方法還可以包括以和所述的差有關的速度來從底板上擦除濕氣。
我們還發(fā)明了一種濕氣檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個底板，設置在所述底板上的電導體，用于利用振蕩器信號激勵所述電導體的裝置，以及用于響應所述振蕩器信號和所述電導體來檢測由于與所述電導體相鄰的底板上的濕氣數(shù)量的改變而引起的所述電導體的諧振頻率的改變。
所述系統(tǒng)還包括用于從所述底板上擦除濕氣的裝置，和響應所述檢測裝置用于控制刮水裝置何時從所述底板上擦除濕氣的裝置。
最后，我們還發(fā)明了一種流體液面檢測系統(tǒng)，其包括其上設置有電導體的一個不導電和不導磁的流體容器，具有設置在其上的電導體。一個用于激勵的裝置利用振蕩器信號激勵所述電導體，以及一個用于響應所述振蕩器信號和電導體的裝置，其檢測與流體容器中的流體高度有關的所述電導體的諧振頻率的改變，并當所檢測的電導體的諧振頻率的改變相應于小于所述流體容器中的流體的所需高度時輸出控制信號。


圖1是底板的平面圖，例如風擋玻璃的玻璃板，包括用于檢測底板上的濕氣的電導體；圖2是沿圖1的線II-II取的截面圖；圖3是用于激勵圖1所示的電導體并檢測其響應的示意圖；圖4是圖3所示的風擋玻璃刮水器系統(tǒng)的示意圖；圖5a-5d表示圖1所示的電導體的另一個實施例；以及圖6是用于包括圖1所示的電導體的車輛的流體容器的被隔離的透視圖。
具體實施例方式
參見圖1，一個底板，例如由光學透明的材料制成的板(例如玻璃板或車輛的風擋玻璃2)包括設置在其上的天線4。天線4包括一個或幾個電導體6，它們和導電箔8相連，所述導電箔用于使電子電路裝置和電導體6相連。在圖1所示的實施例中，導電箔8延伸到風擋玻璃2的周邊的外部。不過，這不構成對本發(fā)明的限制，因為導電箔8可以設置在風擋玻璃2的周邊內(nèi)。
參看圖2，并繼續(xù)參看圖1，風擋玻璃2由借助于塑料中間層14(最好是聚乙烯醇縮丁醛)連接在一起的內(nèi)外玻璃板層10和12構成，從而作為一個整體結構形成風擋玻璃2。不過，板層10和12可以是其它透明的剛性材料，例如聚碳酸酯。電導體6優(yōu)選地被夾在玻璃板層10和12之間，并且更好是被夾在玻璃板層10和塑料中間層14之間。電導體6可以是導線或?qū)щ姲澹粋€以線或片的形式涂覆在風擋玻璃2的一個表面上的導電涂層，或者是以線或片的形式施加于風擋玻璃2的一個表面上的散布的導電顆粒。最好是，電導體6具有使得眼睛基本上看不到的寬度與/或厚度。
電導體6最好被設置在玻璃板層10或12的朝內(nèi)的一個表面上。不過，電導體6也可以設置在玻璃板層10或12的朝外的一個表面上。
參看圖3并繼續(xù)參看圖1和圖2，通過導電箔8和天線4相連的電子電路裝置包括微處理器20，頻率發(fā)生器22，諧振電路24，濾波器電路26，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器28。風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30被連接用于接收來自微處理器20的一個或幾個控制信號，用于以下述的方式控制風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30的操作。
微處理器20和某個電子硬件例如ROM存儲器、RAM存儲器、I/O緩沖器、時鐘電路等連接，為了簡明，這些在圖3中未示出。微處理器20在和其相連的存儲器中存儲的軟件程序的控制下操作。在這些軟件程序的控制下，微處理器20使頻率發(fā)生器22輸出具有預定幅值和頻率的振蕩器信號。最好是，所述預定頻率在風擋玻璃刮水器系統(tǒng)300千赫茲和700千赫茲之間，更好是在400千赫茲和600千赫茲之間。所述振蕩器信號被提供給和天線4相連的諧振電路24。響應于收到所述振蕩器信號，諧振電路24輸出具有和天線4的諧振頻率有關的幅值的諧振器信號。
諧振電路24包括電阻R1，用于隔離振蕩器信號和諧振器信號。諧振電路24還包括槽路32，其被連接在天線4和參考電壓34(例如地)之間，且位于電阻R1相對于頻率發(fā)生器的一側(cè)。最好是，槽路32被構成用于在振蕩器信號的預定頻率下諧振。槽路32包括在天線4和參考電壓34之間并聯(lián)連接的電阻R2、電感器I1和電容器C1。
濾波器電路26包括被連接用于向模數(shù)轉(zhuǎn)換器28傳導來自諧振電路24的諧振器信號的二極管D1。電容器C2和電阻器R3被并聯(lián)連接在二極管D1相對于諧振電路24的一側(cè)與參考電壓34之間?？蛇x地，電感器I2和電容器C2以及電阻器R3并聯(lián)。濾波電路26的輸出是一個被整流和濾波后的信號，其被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器28。在微處理器20的控制下，模數(shù)轉(zhuǎn)換器28采樣被整流和濾波后的信號，并將其轉(zhuǎn)換成被微處理器20采樣的等效的數(shù)字信號。
為了檢測在風擋玻璃2上的濕氣的壓力，在風擋玻璃2的向外的表面上沒有濕氣存在時，微處理器20首先使頻率發(fā)生器22產(chǎn)生振蕩器信號。然后，當天線4收到振蕩器信號時，微處理器20通過采樣由模數(shù)轉(zhuǎn)換器28輸出的第一數(shù)字信號確定天線4對振蕩器信號的響應。微處理器20存儲所述第一數(shù)字信號供將來使用。
接著，當濕氣，例如凝結的或擴散的液體(例如水)，在風擋玻璃2的向外的表面上存在時，當天線4收到振蕩器信號時，微處理器20則采用由模數(shù)轉(zhuǎn)換器28輸出的第二數(shù)字信號。
已經(jīng)觀察到，當在天線4附近的風擋玻璃2上存在濕氣時，由濾波器電路26輸出的整流和濾波信號具有不同的幅值。更具體地說，由濾波電路26輸出的整流和濾波信號隨著在和天線4相鄰的風擋玻璃2上的濕氣的增加具有一個增加或減少到一個極限的幅值。例如，在和天線4相鄰的風擋玻璃2上沒有濕氣的情況下，整流和濾波信號具有第一幅值。不過，當和天線4相鄰的風擋玻璃2上接收到呈水滴形式的濕氣時，由濾波電路26輸出的整流和濾波信號具有和第一幅值不同的幅值。此外，當在和天線4相鄰的風擋玻璃2上收到呈擴散的水的形式的濕氣時，由濾波電路26輸出的整流和濾波信號具有和第二幅值不同的第三幅值。
這個改變的幅值是在振蕩器信號的預定頻率下響應與天線4相鄰的風擋玻璃2上濕氣數(shù)量的增加而改變的天線4的阻抗引起的。更具體地說，天線4的諧振頻率隨著與天線4相鄰的風擋玻璃2上的濕氣的增加而增加。因而，例如，如果在和天線4相鄰的風擋玻璃2上存在散布液體時選擇振蕩器信號的預定頻率等于天線4的諧振頻率，則和天線4相鄰的風擋玻璃2上濕氣的數(shù)量從沒有濕氣增加到有散布液體時，天線4的阻抗減少，于是由整流電路26輸出的整流濾波信號的幅值減少。類似地，例如，如果在和天線4相鄰的風擋玻璃2上不存在散布的液體時選擇振蕩器信號的預定頻率等于天線4的諧振頻率，則和天線4相鄰的風擋玻璃2上濕氣的數(shù)量從沒有濕氣增加到有散布液體時，天線4的阻抗將增加，于是整流電路26輸出的整流濾波信號的幅值增加。因而，根據(jù)振蕩器信號的預定頻率和天線4的諧振頻率的關系，由濾波電路26輸出的整流和濾波信號的幅值或者增加或者減小。
最好是，具有夾在玻璃板層10和12之間的電導體6且和天線4連接的電子電路能夠檢測由于在風擋玻璃2上的濕氣在無濕氣和擴散液體之間的改變而引起的天線4的諧振頻率的改變。不過，已經(jīng)觀察到，當電導體6被設置在接收露或霧的風擋玻璃2的表面上時，在風擋玻璃2上的露或霧能夠被最好地檢測到。
接著，微處理器20比較第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號，所述第一數(shù)字信號相應于在天線4附近的風擋玻璃2上無濕氣時由濾波電路26輸出的整流和濾波信號，所述第二數(shù)字信號相應于當在和天線4相鄰的風擋玻璃2上存在濕氣(例如凝結的液體例如露、霧或水滴或者分散的液體，例如分散的水)時由濾波電路26輸出的整流和濾波信號，從而確定在和天線4相鄰的風擋玻璃2上存在的濕氣的數(shù)量。更具體地說，微處理器20取第一和第二數(shù)字信號之間的差，并由其確定存在于和天線4相鄰的風擋玻璃2上存在的濕氣的數(shù)量。根據(jù)這個確定，微處理器20向風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30輸出控制信號，以便根據(jù)在風擋玻璃2上的濕氣的數(shù)量控制其操作。
參看圖4并同時繼續(xù)參看前面的附圖，風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30包括風擋玻璃刮水器電動機控制部分36，其接收來自微處理器20的控制信號，以及風擋玻璃刮水器電動機38，其和被設置在風擋玻璃2上的風擋玻璃刮水器葉片40相連。如上所述，由微處理器20向風擋玻璃刮水器控制部分36提供的控制信號和由微處理器20采樣的第一和第二數(shù)字信號之間的差有關。為了按照在和天線4相鄰的風擋玻璃2上的濕氣的數(shù)量控制風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30，根據(jù)風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30的所需控制，把可以由微處理器20處理的數(shù)字差值的數(shù)值范圍分成幾個部分。例如，如果數(shù)字差值的數(shù)值范圍被分成兩個部分，則相應于所述差值的上部數(shù)值范圍的部分對應于以高的速度操作風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30，而數(shù)字差值的較低的數(shù)值范圍對應于以較低的速度操作風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30。因而，如果第二數(shù)字信號和第一數(shù)字信號的當前采樣之間的差值處于差值的上部數(shù)值范圍內(nèi)，則微處理器20輸出使風擋玻璃刮水器電機控制部分36控制風擋玻璃刮水器電動機38的控制信號，使得以高的速度操作風擋玻璃刮水器葉片40。類似地，如果第二數(shù)字信號和第一數(shù)字信號的當前采樣之間的差值處于差值的下部數(shù)值范圍內(nèi)，則微處理器20輸出使風擋玻璃刮水器電機控制部分36控制風擋玻璃刮水器電動機38的控制信號，使得以低的速度操作風擋玻璃刮水器葉片40。
根據(jù)第二數(shù)字信號和第一數(shù)字信號的當前采樣之間的差值，也可以由微處理器20和風擋玻璃電動機控制部分36啟動風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30的各種不同的操作方式。這些操作方式可以包括單脈沖方式，其使得風擋玻璃刮水器葉片40擦抹風擋玻璃2一次，從而除去風擋玻璃2上的露或霧；連續(xù)占空比脈沖方式，例如當在風擋玻璃2上具有水滴的穩(wěn)定的積累，但是所述積累不足以必須使風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30以低速操作時；以及一個可變的占空比脈沖方式，其中根據(jù)在風擋玻璃2上濕氣積累的數(shù)量與/或速度，改變由風擋玻璃刮水器葉片40對風擋玻璃2的擦抹。
微處理器20最好被配置用于輸出兩個或多個不同的控制信號，其響應在風擋玻璃2上的濕氣數(shù)量的改變，使風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30執(zhí)行兩個或多個上述的操作方式。最后，當在風擋玻璃2上沒有濕氣時，微處理器20使風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30停止或不啟動利用風擋玻璃刮水器葉片40對風擋玻璃2的擦抹。
參見圖5a-5d，其中示出了天線4的各種不同的實施例。在圖5a所示的天線4的實施例中，電導體6被形成盤管的圖案。在圖5b和圖5c中，3個平行的電導體6以間隔開的關系被設置。如圖5b和圖5c中的電導體6的虛線所表示的那樣，電導體6可被形成任何所需的長度。最后，在圖5d中，兩個平行的電導體6以隔開的關系被設置。此外，從圖5d中的電導體6延伸的虛線表示電導體6可以具有任何所需的長度。
本發(fā)明比現(xiàn)有技術的用于檢測濕氣的系統(tǒng)具有若干個優(yōu)點。這些優(yōu)點包括天線4在大約1米處是眼睛基本上看不到的；天線4可被設置在風擋玻璃2的透明或者不透明的部分中；天線4對于污物不敏感；天線4和現(xiàn)有技術可比尺寸的檢測器相比可以檢測較大的面積上的濕氣存在；以及本發(fā)明和現(xiàn)有技術的用于檢測濕氣的系統(tǒng)相比可以檢測較小尺寸的濕氣水滴例如露或或霧的存在。
參見圖6并參見圖3，本發(fā)明也可以用于檢測一種或幾種流體(例如車輛中的流體)的液面。具體地說，天線4可以安裝在一個不導電和不導磁的流體容器42上。最好是，天線4被安裝流體容器42的外部并與其下端相鄰。不過，這不得解釋為對本發(fā)明的限制。流體容器42可被配置用于接收風擋玻璃清洗劑流體、水箱流體或由車輛使用的任何其它流體，所述流體的液面高度可以利用天線4以及圖3所示的電子電路裝置測量。
為了檢測流體容器42中的流體的液面，當在流體容器42中沒有流體時振蕩器信號被提供給天線4。獲得天線4對這個振蕩器信號的第一響應，并存儲該響應供以后利用。在流體容器中接收流體時的合適時刻，獲得天線4對振蕩器信號的第二響應。每個第二響應和第一響應比較。當?shù)诙憫哂泻偷谝豁憫囊粋€預定關系時，電子電路裝置輸出一個相應的控制信號，其啟動一個合適的指示器，例如“檢查清潔劑流體”、“檢查水箱流體”指示器等。
應當理解，流體容器中的流體液面的降低減少天線4的第一響應和第二響應之間的差值。因而，當?shù)诙憫哂泻捅硎玖黧w液面降低到一個預定高度的第一響應具有一個預定關系時，電子電路裝置便輸出控制信號。為了幫助檢測天線4的諧振頻率的改變，可以選擇振蕩器信號的預定頻率，使得響應在流體容器42中的流體的存在，天線4的阻抗的改變最佳?？蛇m用的說明類似于關于由于在風擋玻璃2上濕氣的存在而引起的天線4的諧振頻率的改變。
當車輛包括多個天線4時，可以在每個天線4和圖3所示的電子電路裝置之間連接一個多路轉(zhuǎn)換器(未示出)。在微處理器20的控制下，多路轉(zhuǎn)換器可以選擇地連接電子電路裝置和每個天線4，使得以合適的頻率向每個天線4提供振蕩器信號，并檢測每個天線4對提供的振蕩器信號的響應。最好是，在軟件程序的控制下，微處理器20可以調(diào)節(jié)由頻率發(fā)生器22輸出的振蕩器信號的頻率，以便優(yōu)化每個天線4的諧振頻率的改變，從而檢測特定流體的有無。
本發(fā)明已經(jīng)參照優(yōu)選實施例進行了說明。在閱讀和理解上述的說明之后，其他人可以作出各種顯而易見的改變和改型。例如，雖然結合在風擋玻璃2的濕氣的檢測進行了說明，但是本發(fā)明可以用于檢測結合其它應用利用的剛性或柔性的底板的表面上的濕氣。類似地，雖然結合安裝在車輛上的流體容器中的流體高度進行了說明，但本發(fā)明也可用于檢測用于其它應用中的流體容器42中接收的流體的高度。此外，雖然結合風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30的控制進行了說明，但微處理器20也可以用于控制車輛頭燈系統(tǒng)、車輛風擋玻璃去除濕氣系統(tǒng)與/或任何其它的需要根據(jù)底板上濕氣的存在來控制的車輛系統(tǒng)。此外，雖然電子電路裝置的各個元件最好由導體連接，但是應當理解，可以通過合適的射頻(RF)與/或光學信號裝置使合適的信號在兩個或者多個這些元件之間轉(zhuǎn)換。最后，為了進行以后的檢索和顯示，微處理器20可以記錄在底板上檢測濕度的日期，與/或風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30存在的范圍。這個信息然后可用于信息目的，例如用于確定在一個月當中下雨天的數(shù)量，與/或用于估算風擋玻璃刮水器系統(tǒng)30的葉片何時需要更換。本發(fā)明應當被解釋為包括所有這種改型和改變，它都落在所附的權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種濕氣檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個安裝在一個底板上的電導體，所述電導體具有根據(jù)其相鄰的底板上的濕氣的數(shù)量而改變的諧振頻率；一個振蕩器，其輸出具有預定幅值和預定頻率的振蕩器信號；一個諧振器電路，其和所述電導體相連，并響應所述振蕩器信號，輸出一個具有和所述電導體的諧振頻率相關的幅值的諧振器信號；一個濾波器電路，其響應所述諧振器信號，輸出一個整流和濾波后的信號；一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其響應所述整流和濾波后的信號，輸出關于所述整流和濾波后信號的數(shù)字信號；以及一個控制器，其響應所述數(shù)字信號，使一個系統(tǒng)按照所述數(shù)字信號操作。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是一個刮水器系統(tǒng)，其響應所述控制器，根據(jù)底板上的濕氣的數(shù)量和/或在底板上接收的濕氣比調(diào)節(jié)所述刮水系統(tǒng)何時從所述底板上刮除濕氣。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述刮水器系統(tǒng)包括一個用于刮水的裝置；以及所述刮水器系統(tǒng)響應所述數(shù)字信號，使刮水裝置擦除底板上的表面上的濕氣。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述底板是車輛的風擋玻璃，其具有多個層疊在一起的玻璃板；以及所述電導體被夾在所述玻璃板之間。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述預定頻率(i)在風擋玻璃刮水器系統(tǒng)300和700千赫茲之間，以及(ii)在400和600千赫茲之間。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述諧振器電路包括一個槽路電路，其具有在所述電導體和一個參考電壓之間并聯(lián)連接的一個電容器和一個電感器；以及一個連接在所述振蕩器和所述槽路電路的電導體側(cè)之間的電阻器。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述濾波器電路包括一個二極管，其被連接用于從諧振器向所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳導電流；以及一個連接在和模數(shù)轉(zhuǎn)換器相鄰的二極管的一端與一個參考電壓之間的電容器。
8.一種濕氣檢測器，用于檢測底板上的濕氣，所述濕氣檢測器包括被設置在底板上用于傳導電流的裝置，所述傳導裝置具有根據(jù)和其相鄰的底板上的濕氣而改變的諧振頻率；一個振蕩器，用于對所述傳導裝置輸出一個具有預定頻率和第一幅值的振蕩器信號；一個響應所述振蕩器信號以輸出一個具有和所述傳導裝置的諧振頻率有關的第二幅值的諧振器信號的裝置，其中所述第二幅值和所述第一幅值不同；以及響應所述諧振器信號以輸出具有和所述諧振器信號的第二幅值相關的值的控制信號的裝置。
9.如權利要求8所述的濕氣檢測器，其中所述底板包括以操作關系被設置在其上的刮水器系統(tǒng)；以及所述刮水器系統(tǒng)響應所述控制信號，根據(jù)在底板上的濕氣的數(shù)量與/或在底板上接收的濕氣比擦抹所述底板。
10.如權利要求8所述的濕氣檢測器，其中所述傳導裝置包括下述至少之一(i)一個或幾個導電材料制成的導線，(ii)一個或幾個導電材料制成的薄片，以及(iii)以一個或幾個線與/或片的形式散布的導電顆粒。
11.如權利要求8所述的濕氣檢測器，其中所述底板是風擋玻璃，其包括被層疊在一起的多個玻璃板。
12.如權利要求11所述的濕氣檢測器，其中所述傳導裝置被夾在所述玻璃板之間。
13.如權利要求8所述的濕氣檢測器，其中響應振蕩器信號的裝置包括被配置為在預定頻率下諧振的槽路電路。
14.一種用于濕氣檢測的方法。所述方法包括以下步驟(a)提供一個其上設置有電導體的底板；(b)在和所述電導體相鄰的底板上沒有濕氣時用一個振蕩器信號激勵所述電導體；(c)確定所述電導體響應步驟(b)中的激勵的第一幅值；(d)當在和所述電導體相鄰的底板上存在濕氣時利用所述振蕩器信號激勵所述電導體；(e)確定所述電導體響應步驟(d)的激勵的第二幅值，其中由于所述電導體的諧振頻率響應其相鄰的底板上濕氣的存在而改變，所述第二幅值和所述第一幅值不同；以及(f)確定所述第一幅值和所述第二幅值之間的差，其中所述的差和所述電導體相鄰的底板上的濕氣的數(shù)量有關。
15.如權利要求14所述的方法，還包括以與所述的差相關的速度下從底板上擦除濕氣的步驟
16.如權利要求14所述的方法，其中所述底板包括被層疊在一起的多個玻璃板。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述電導體被夾在兩個玻璃板之間。
18.如權利要求17所述的方法，其中所述電導體被形成在所述玻璃板之一的表面上。
19.一種濕氣檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個底板；一個設置在所述底板上的電導體；用于利用振蕩器信號激勵所述電導體的裝置；以及響應所述振蕩器信號以及所述電導體的裝置，檢測由于所述電導體相鄰的底板上的濕氣數(shù)量的改變而引起的所述電導體的諧振頻率的改變。
20.如權利要求19所述的系統(tǒng)，還包括用于從所述底板上擦除濕氣的裝置；以及響應所述檢測裝置用于控制刮水裝置何時從所述底板上擦除濕氣的裝置。
21.一種濕氣檢測系統(tǒng)，其包括一個流體容器；一個在所述流體容器上設置的電導體；用于利用振蕩器信號激勵所述電導體的裝置，以及響應所述振蕩器信號和所述電導體，檢測和流體容器中的流體高度有關的所述電導體的諧振頻率的改變，并當檢測的電導體的諧振頻率的改變相應于小于所述流體容器中的流體的所需高度時輸出控制信號的裝置。
全文摘要
一種濕氣檢測系統(tǒng)包括安裝在一個底板上的電導體。所述電導體具有根據(jù)和其相鄰的底板上的濕氣的數(shù)量而改變的諧振頻率。一個振蕩器輸出具有預定幅值和預定頻率的振蕩器信號。一個諧振器電路和所述電導體相連，并響應所述振蕩器信號，用于輸出具有和所述電導體的諧振頻率相關的幅值的諧振器信號。一個濾波器電路整流和濾波諧振器信號，并將其提供給一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其輸出和所述整流和濾波信號有關的數(shù)字信號。一個控制器響應所述數(shù)字信號，用于使一個和所述底板相連的系統(tǒng)按照所述數(shù)字信號操作。
文檔編號B60S1/08GK1622891SQ02828365
公開日2005年6月1日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權日2002年2月28日
發(fā)明者帕斯卡爾·巴爾吉爾迪吉安, 米歇爾·艾格瑞恩 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司