專利名稱：風(fēng)擋濕度檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕度檢測，并更具體地涉及車輛風(fēng)擋(windshield)上的濕度檢測。
背景技術(shù)：
目前，對車輛風(fēng)擋上的濕度檢測以四種基本方式實(shí)現(xiàn)電容傳感器系統(tǒng)、電阻傳感器系統(tǒng)、超聲波傳感器系統(tǒng)和光學(xué)傳感器系統(tǒng)。
電容傳感器系統(tǒng)包括形成在風(fēng)擋上的電容器。響應(yīng)于風(fēng)擋上的濕氣，該電容器的電容改變。連接感測電路來檢測此變化的電容并按照變化的電容來控制風(fēng)擋刮水器的操作。電容濕度傳感器的示例包括以下美國專利授予Buschur的No.5,668,478、授予Netzer的No.5,682,788、授予Netzer的No.5,801,307、以及授予Hochstein的No.6,094,981。
電阻測量系統(tǒng)包括在風(fēng)擋或車輛另一部分(例如傳統(tǒng)的鞭狀天線)上間隔開布置的兩個導(dǎo)電元件。聯(lián)接到導(dǎo)電元件的電路測量其響應(yīng)于橋接電阻元件的水的電阻變化，并按照電阻變化來控制風(fēng)擋刮水器的操作。電阻測量系統(tǒng)的示例包括以下美國專利授予Schroder的No.5,659,294、授予Schroder的No.5,598,146、授予Weber的No.5,780,718、授予VanDam的No.5,780,719、授予Weber的No.5,783,743、以及授予Petzold的No.5,900,821。
超聲波傳感器系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器向著板的第一面發(fā)射超聲波信號并在板的第二面上接收所反射的超聲波信號。利用所反射信號中的變化來確定板的第二面上異物的存在與否。超聲波傳感器系統(tǒng)的示例包括授予Saurer等人的美國專利No.5,818,341以及歐洲申請No.EP0638822。
光學(xué)傳感器系統(tǒng)包括定位來檢測來自光源反射離開風(fēng)擋的光的光檢測器。響應(yīng)于風(fēng)擋上濕氣的存在，光檢測器檢測到的光的量將由于來自光源的光的反射的改變而改變，由此在光傳感器的輸出中產(chǎn)生變化。檢測電路檢測光檢測器的輸出響應(yīng)于入射到其上的光的變化的變化，并按照該變化來操作風(fēng)擋刮水器。光檢測系統(tǒng)的示例包括以下美國專利授予Pientka等人的No.5,694,012、授予Zettler的No.5,990,647、授予Pientka等人的No.6,052,196、授予Ponziana的No.6,066,933、授予Coulling等人的No.6,084,519、授予Hochstein的No.6,207,967、授予Teder的No.5,661,303、授予Lynam的No.6,250,148、授予Braun等人的No.6,218,741、以及授予Nelson的No.6,232,603。
電容傳感器系統(tǒng)的一個問題包括需要形成具有足夠電容的電容器，從而可以由合適的檢測電路檢測響應(yīng)于風(fēng)擋上有雨水而導(dǎo)致的電容變化。電容傳感器系統(tǒng)的另一問題是由于形成電容器的金屬膜的加熱或冷卻導(dǎo)致的電容變化，由此導(dǎo)致電容器的電容在使用過程中發(fā)生變化。
電阻傳感器系統(tǒng)的一個問題包括需要在風(fēng)擋的外表面上形成電阻元件，從而電阻元件暴露在風(fēng)雨之下而可能損壞。此外，電阻傳感器系統(tǒng)的電阻元件還會由于溫度變化而產(chǎn)生電阻變化。
超聲波傳感器系統(tǒng)和光學(xué)傳感器系統(tǒng)的一個問題包括需要在車輛內(nèi)定位超聲波傳感器系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器以及光學(xué)傳感器系統(tǒng)的光發(fā)射器和光接收器，以在風(fēng)擋上的合適位置處檢測濕氣的存在。但是，在風(fēng)擋上的合適位置定位超聲波傳感器系統(tǒng)和光學(xué)傳感器系統(tǒng)通常會導(dǎo)致部分阻擋駕駛員通過風(fēng)擋的視線，或者會導(dǎo)致將這種傳感器系統(tǒng)定位在不太優(yōu)選的檢測風(fēng)擋上濕氣存在的位置。而且，光學(xué)傳感器檢測濕度的靈敏度可能受到在從光發(fā)射器到光接收器傳播的光路中的風(fēng)擋的顏色或陰影的不利影響。
因此，期望提供一種布置在聯(lián)接到板(例如風(fēng)擋)的柔性基底上或布置在板自身上的小得幾乎不可見的濕度傳感器。該濕度傳感器可以聯(lián)接到用于激勵濕度傳感器的電路和用于檢測由于板上存在濕氣而導(dǎo)致的濕度傳感器的特性變化的電路。還期望提供一種用于檢測濕度傳感器隨板溫度的特性變化的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種濕度傳感器，其包括布置在基底上的第一細(xì)長導(dǎo)體。所述第一導(dǎo)體在其相反兩端之間限定形成包括多個電場發(fā)射點(diǎn)的路徑，例如Z字形路徑。第二細(xì)長導(dǎo)體布置在所述基底上至少部分圍繞所述第一導(dǎo)體。所述第二導(dǎo)體在其相反兩端之間限定形成Z字形路徑，該路徑的一部分與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑沿著其兩側(cè)成基本平行間隔關(guān)系。
功率導(dǎo)體(power conductor)可以布置在所述基底上并經(jīng)由在所述第二導(dǎo)體的兩端之間限定形成的間隙而在所述第一導(dǎo)體的兩端中間電連接到所述第一導(dǎo)體。接地導(dǎo)體可以布置在所述基底上并與所述第二導(dǎo)體的一端電連接。另一接地導(dǎo)體也可以布置在基底上并與所述第二導(dǎo)體的另一端電連接。
第二導(dǎo)體的多個部分可以與第一導(dǎo)體的相反兩端間隔開并可以限定形成鏡像的Z字形路徑。
接地導(dǎo)體可以至少部分圍繞第二導(dǎo)體。接地導(dǎo)體可以限定形成間隙，用于使所述功率導(dǎo)體通過以電連接到所述第一導(dǎo)體。
第三細(xì)長導(dǎo)體可以布置在所述基底上位于所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間。所述第三導(dǎo)體可以在其相反兩端之間限定形成與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑。第四細(xì)長導(dǎo)體可以布置在所述基底上位于所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體之間。所述第四導(dǎo)體可以在其相反兩端之間限定形成與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑。所述第四導(dǎo)體還可以在其聯(lián)接到所述第二導(dǎo)體的兩端中間限定形成間隙。功率導(dǎo)體可以經(jīng)由在所述第四導(dǎo)體的兩端中間限定形成的間隙而在所述第三導(dǎo)體的兩端中間電連接到所述第三導(dǎo)體。
所述基底可以具有多個層疊在一起的透明板的風(fēng)擋、或者構(gòu)造成布置在風(fēng)擋的透明板之間的柔性基底。溫度傳感器可以與所述多個導(dǎo)體布置成操作關(guān)系。
本發(fā)明還提供一種濕度檢測器，其包括布置在基底上的第一導(dǎo)體；布置在所述基底上至少部分圍繞所述第一導(dǎo)體的第二導(dǎo)體，由此在所述第二導(dǎo)體的兩端之間限定形成間隙；布置在所述基底上并經(jīng)由所述第二導(dǎo)體的兩端之間的間隙與所述第一導(dǎo)體電連接的功率導(dǎo)體；和布置在所述基底上并與所述第二導(dǎo)體的一端電連接的接地導(dǎo)體。
所述第一導(dǎo)體可以限定縱向軸線，并且所述第二導(dǎo)體的至少一部分可以限定與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系的縱向軸線。
所述導(dǎo)體可以限定形成沿著其縱向軸線的Z字形路徑。所述導(dǎo)體的Z字形路徑沿著其縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系地彼此相隨。
所述第二導(dǎo)體的多個部分可以與第一導(dǎo)體的相反兩端間隔開，并可以限定與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線基本垂直的多個縱向軸線。所述第二導(dǎo)體的這些部分可以限定形成鏡像的Z字形路徑。
所述接地導(dǎo)體可以至少部分圍繞所述第二導(dǎo)體，并可以限定形成間隙，用于使所述功率導(dǎo)體通過以電連接到所述第一導(dǎo)體。
第三導(dǎo)體可以布置在所述基底上位于所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間。第四導(dǎo)體可以布置在所述基底上位于所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體之間。所述第四導(dǎo)體可以在其聯(lián)接到所述第二導(dǎo)體的相反兩端中間限定形成間隙。所述功率導(dǎo)體可以經(jīng)由所述第四導(dǎo)體的兩端中間的間隙電連接到所述第三導(dǎo)體。
所述第一導(dǎo)體可以限定縱向軸線，并且所述第二導(dǎo)體的至少一部分可以限定與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系的縱向軸線。第三導(dǎo)體和第四導(dǎo)體可以限定與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系的縱向軸線。所述導(dǎo)體可以限定形成沿著它們的縱向軸線的多個Z字形路徑，這些Z字形路徑沿著它們的縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系地彼此相隨。
所述接地導(dǎo)體可以至少部分圍繞所述第二導(dǎo)體，并可以限定形成間隙，用于使所述功率導(dǎo)體通過以電連接到所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體。
本發(fā)明還提供一種濕度檢測的方法，其包括(a)在基底上設(shè)置濕度檢測器；(b)設(shè)置與所述濕度檢測器成操作關(guān)系的溫度傳感器；(c)測量響應(yīng)于與所述濕度檢測器相鄰的濕氣量而變化的所述濕度檢測器的性質(zhì)；(d)測量響應(yīng)于與所述濕度檢測器相鄰的溫度而變化的所述溫度傳感器的性質(zhì)；以及(e)使系統(tǒng)按照所述濕度檢測器和所述溫度傳感器的所測量性質(zhì)來工作。
本發(fā)明還提供一種濕度檢測系統(tǒng)，其包括布置在基底上的濕度檢測器；與所述濕度檢測器布置成操作關(guān)系的溫度傳感器，用于檢測所述濕度檢測器上或相鄰處的溫度；用于測量響應(yīng)于與所述濕度檢測器相鄰的濕氣量而變化的所述濕度檢測器的性質(zhì)的裝置；用于測量響應(yīng)于與所述濕度檢測器相鄰的溫度而變化的所述溫度傳感器的性質(zhì)的裝置；和用于使系統(tǒng)按照所述濕度檢測器和所述溫度傳感器的所測量性質(zhì)來工作的裝置。
所述基底可以是風(fēng)擋，并且所述系統(tǒng)可以是風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)。
所述溫度傳感器的所測量性質(zhì)可以是用作所述溫度傳感器的熱敏電阻的電阻、用作所述溫度傳感器的雙金屬結(jié)的電勢輸出、用作所述溫度傳感器的導(dǎo)體的電阻、或用作所述溫度傳感器的光學(xué)溫度傳感器的信號輸出。
最后，本發(fā)明提供一種濕度檢測器，其包括布置在基底上的多個導(dǎo)體，所述多個導(dǎo)體沿著其縱向軸線限定形成成基本平行間隔關(guān)系彼此相隨的Z字形路徑；布置在所述基底上并與所述多個導(dǎo)體中的第一導(dǎo)體電連接的功率導(dǎo)體；和布置在所述基底上并與所述多個導(dǎo)體中的第二導(dǎo)體電連接的接地導(dǎo)體。
所述第二導(dǎo)體可以至少部分圍繞其余的多個導(dǎo)體，并可以在所述第二導(dǎo)體的兩端之間限定形成間隙。所述功率導(dǎo)體可以經(jīng)由所述第二導(dǎo)體的兩端之間的間隙電連接到所述第一導(dǎo)體。
所述第二導(dǎo)體的與所述第一導(dǎo)體的相反兩端間隔開的多個部分可以限定與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線基本垂直的縱向軸線。所述第二導(dǎo)體的這些部分限定形成鏡像的Z字形路徑。
所述多個導(dǎo)體可以包括位于所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的第三導(dǎo)體。所述多個導(dǎo)體還可以包括位于所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體之間的第四導(dǎo)體。所述第四導(dǎo)體可以在其與所述接地導(dǎo)體電連接的兩端中間限定形成間隙。所述功率導(dǎo)體可以經(jīng)由所述第四導(dǎo)體的兩端中間的間隙而電連接到所述第三導(dǎo)體。
所述基底可以是具有多個層疊在一起的透明板的風(fēng)擋、或構(gòu)造成布置在疊層風(fēng)擋的透明板之間的柔性基底。溫度傳感器可以與所述多個導(dǎo)體布置成操作關(guān)系。


圖1是板例如玻璃板或風(fēng)擋的平面圖，該板包括結(jié)合本發(fā)明特征的用于檢測板上濕度的濕度檢測器的第一非限制性實(shí)施例；圖2是沿圖1中的線II-II所取的剖視圖；圖3是板例如玻璃板或風(fēng)擋的平面圖，該板包括結(jié)合本發(fā)明特征的用于檢測板上濕度的濕度檢測器的第二非限制性實(shí)施例；圖4是沿圖3中的線IV-IV所取的剖視圖；圖5是沿圖4中的線V-V所取的視圖，其中去除多個部分以清楚顯示；圖6是圖4所示第二實(shí)施例濕度傳感器的剖視圖，包括位于基底的與電導(dǎo)體相反一側(cè)上的導(dǎo)電材料；圖7是圖4所示第二實(shí)施例濕度傳感器的剖視圖，包括位于玻璃板之一的內(nèi)表面上的導(dǎo)電涂層；圖8是結(jié)合本發(fā)明特征的用于檢測板上濕度的濕度檢測器的第三非限制性實(shí)施例的類似于圖5所示的平面圖；圖9是結(jié)合本發(fā)明特征的用于檢測板上濕度的濕度檢測器的第四非限制性實(shí)施例的類似于圖5所示的平面圖；圖10是用于激勵和檢測第一至第四實(shí)施例濕度檢測器中任一個的響應(yīng)的電路的示意圖；圖11是圖10所示風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)的示意圖；圖12a-12d示出第一和第二實(shí)施例濕度檢測器的電導(dǎo)體的替代實(shí)施例；和圖13是布置有第一至第四實(shí)施例濕度檢測器中任一個的車輛的流體儲存器的分離透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明，附圖中相似的標(biāo)號對應(yīng)于相似的元件。
本文中所使用的空間或方向術(shù)語，例如“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”、“豎直”等，如附圖所示地用于本發(fā)明。但是，應(yīng)該理解到本發(fā)明可以假定不同的替代定向，所以這些術(shù)語不應(yīng)認(rèn)為是限制性的。另外，說明書和權(quán)利要求中所使用的表示尺寸、物理特性等的所有數(shù)字應(yīng)理解為在所有情況下都用術(shù)語“約”進(jìn)行修飾。所以，除非相反地指示，以下說明書和權(quán)利要求中給出的數(shù)字值可以根據(jù)本發(fā)明所獲得的期望特性而變化。至少且不會將等同原則的申請限制為權(quán)利要求的范圍，每個數(shù)字參數(shù)應(yīng)該至少按照所給有效位數(shù)并通過普通的舍入技巧來理解。而且，本文所公開的所有范圍都應(yīng)理解為包括這里所包含的所有子范圍。例如，“1到10”的陳述范圍應(yīng)認(rèn)為包括在最小值1和最大值10之間(含端點(diǎn))的任何和所有子范圍；換言之，以最小值1或更大的值開始并以最大值10或更小的值結(jié)束的所有子范圍以及其間的所有子范圍。而且，本文所使用的術(shù)語“定位在...上”或“支承在...上”意味著位于或支承在其上但不一定與其直接表面接觸。例如，“定位在”玻璃板上的基底并不排除在基底和板表面之間還有一種或多種其它材料。
參照圖1，光學(xué)透明材料的板或面板例如玻璃板或車輛風(fēng)擋2包括位于其上或包括在其中的濕度檢測器4。在本發(fā)明的第一非限制性實(shí)施例中，濕度檢測器4-1包括連接到連接器例如導(dǎo)電薄片8的一個或多個電導(dǎo)體6，該薄片8用于將電路連接到電導(dǎo)體6。在圖1所示非限制性實(shí)施例中，薄片8示為延伸到風(fēng)擋2的周邊之外。但是，這不應(yīng)理解為限制本發(fā)明，因?yàn)楸∑?可以整個布置在風(fēng)擋2的周邊內(nèi)。
參照圖2并繼續(xù)參照圖1，風(fēng)擋2理想由通過塑料中間層14(例如聚乙烯醇縮丁醛)結(jié)合到一起的外玻璃層10和內(nèi)玻璃層12形成，以將風(fēng)擋2形成為單一結(jié)構(gòu)。但是，層10和12可以是其它透明剛性材料，例如但不限于聚碳酸酯。每個電導(dǎo)體6可以布置在玻璃層10或玻璃層12的朝向內(nèi)或朝向外的表面上。每個電導(dǎo)體6可以是導(dǎo)電線或板，或者以線或板的形式涂覆到玻璃層10或玻璃層12的導(dǎo)電涂層。盡管并不是必要的，但每個電導(dǎo)體6的寬度和/或厚度使其不容易由裸眼分辨。在本發(fā)明的一個非限制性實(shí)施例中，電導(dǎo)體6的寬度不大于0.35mm，例如不大于0.30mm或不大于0.25mm。
參照圖3-5，在第二非限制性實(shí)施例中，濕度檢測器4-2包括布置在柔性基底16上的一個或多個電導(dǎo)體6。在圖3和4中，柔性基底16中包括布置在其上的(多個)電導(dǎo)體6的部分延伸到風(fēng)擋2的周邊之外，以便于將電路連接到(多個)電導(dǎo)體6。但是，這不應(yīng)理解為限制本發(fā)明，因?yàn)槠渖喜贾糜?多個)電導(dǎo)體6的柔性基底16可以整個布置在風(fēng)擋2的周邊之內(nèi)。
如圖4所示，柔性基底16可以夾在玻璃層10和12之間，其中電導(dǎo)體6面對玻璃層10或玻璃層12的朝向內(nèi)的表面，或面對塑料中間層14的朝向外的表面之一。或者，柔性基底16可以布置在玻璃層10或玻璃層12的朝向外的表面上，其中電導(dǎo)體6朝向或背離所述朝向外的表面。作為另一替代，柔性基底16可以包括在中間層14內(nèi)。盡管并不是必要的，但為了避免柔性基底16和/或(多個)電導(dǎo)體6的不期望的暴露，期望將柔性基底16定位在玻璃層10和12之間，而非將柔性基底16定位在玻璃層10或玻璃層12的朝向外的表面上。
柔性基底16可以用任何合適的柔性絕緣材料形成，例如但不限于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、超薄玻璃等。在一個非限制性實(shí)施例中，基底16是2mil厚的PET。所期望的(多個)電導(dǎo)體6的圖案可以用利用傳統(tǒng)光刻處理技術(shù)粘附到柔性基底16的任何合適的導(dǎo)電材料板形成。所期望的(多個)電導(dǎo)體6的圖案也可以通過以下這樣形成在柔性基底16上，即通過在柔性基底16上將合適的導(dǎo)電材料網(wǎng)印成所期望的圖案或通過在柔性基底16上將合適的導(dǎo)電材料噴墨成所期望的圖案。所期望的(多個)電導(dǎo)體6的圖案還可以通過固定到基底16或嵌入到基底16內(nèi)的線(例如但不限于銅線)而在柔性基底16上形成。盡管不是必要的，但在一個非限制性實(shí)施例中，該線的直徑小到該線在風(fēng)擋2中不太可見。在一個非限制性實(shí)施例中，該線是36AWG鍍錫銅線。如上所述，應(yīng)該認(rèn)識到不必使用柔性基底，導(dǎo)體6可以直接涂覆到玻璃層或中間層的表面上。例如且不限制本發(fā)明，不必將線與基底16結(jié)合，該線可以固定到中間層14或嵌入中間層14內(nèi)。以上在柔性基底16上形成(多個)電導(dǎo)體6的圖案的方法不應(yīng)理解為限制本發(fā)明，因?yàn)榭梢栽O(shè)想使用任何合適的手段在柔性基底16上形成(多個)電導(dǎo)體6的期望圖案。
參照圖5和6并繼續(xù)參照圖3和4，柔性基底16延伸到風(fēng)擋2周邊之外的部分可以具有(多個)電導(dǎo)體6，該電導(dǎo)體6夾在柔性基底16與粘附到(多個)電導(dǎo)體6的絕緣材料17之間。絕緣材料17可以用合適的絕緣材料板形成，例如Kapton聚酰亞胺膜(E.I.DuPont deNemoirs and Company Corporation，Wilmington，Delaware的注冊商標(biāo))或用于保護(hù)(多個)電導(dǎo)體6的任何其它合適的固體或可變形絕緣材料。因?yàn)橛纱吮Ｗo(hù)夾在玻璃層10和12之間的(多個)電導(dǎo)體6和基底16的部分不受濕氣和/或微粒污染物的影響，所以絕緣材料17的端部可以在玻璃層10和12之間結(jié)束。
為了避免將夾在玻璃層10和12之間的(多個)電導(dǎo)體6暴露到濕氣和/或微粒污染物，可以將熱固粘合劑18布置在位于玻璃層10和12之間的柔性基底16的電導(dǎo)體6側(cè)上。此熱固粘合劑18覆蓋絕緣材料17的夾在玻璃層10和12之間的端部，并在玻璃層10和12之間延伸足夠的距離以使得在它固化時，熱固粘合劑18與玻璃層10和12及塑料中間層14形成密封，該密封防止?jié)駳夂?或微粒污染物接觸(多個)電導(dǎo)體6的夾在玻璃層10和12之間的部分。
壓力敏感粘合劑19可以布置在柔性基底16和塑料中間層14之間，以在將熱固粘合劑18和塑料中間層14暴露到固化熱之前固定柔性基底16在玻璃層10和12之間的位置。
如圖5所示，柔性基底16可以包括至少部分圍繞(多個)電導(dǎo)體6的接地導(dǎo)體7。將接地導(dǎo)體7連接到外部參考電壓34例如地就形成了圍繞(多個)電導(dǎo)體6的接地環(huán)路。此接地環(huán)路避免不期望的電磁干擾影響(多個)電導(dǎo)體6用作濕度檢測器4-2的諧振元件的操作。而且，如圖6所示，柔性基底16與(多個)電導(dǎo)體6相反一側(cè)可以另外或替代地包括布置在其上的導(dǎo)電材料46，該導(dǎo)電材料46可以連接到外部參考電壓34。導(dǎo)電材料46的形式可以是板、一條或多條線、網(wǎng)狀物或限定形成法拉第屏蔽的任何其它合適的形式，以避免不期望的電磁干擾影響(多個)電導(dǎo)體6用作濕度檢測器4-2的諧振元件的操作。
參照圖7并繼續(xù)參照圖3-6，導(dǎo)電涂層48可以另外或替代地形成在玻璃層12的表面例如內(nèi)表面上，并連接到參考電壓34以避免不期望的電磁干擾影響(多個)電導(dǎo)體6用作濕度檢測器4-2的諧振元件的操作。導(dǎo)電涂層48可以是透明或有色的。當(dāng)有色時，導(dǎo)電涂層48可以有雙重作用，即用作濕度檢測器4-2的接地面或法拉第屏蔽以及風(fēng)擋2的遮陽件。雖然結(jié)合第二實(shí)施例濕度檢測器4-2來進(jìn)行描述，但應(yīng)認(rèn)識到當(dāng)用于圖1和2所示第一實(shí)施例濕度檢測器4-1時，導(dǎo)電涂層48還可以布置在玻璃層12的表面例如內(nèi)表面上。由此可見，接地導(dǎo)體7、導(dǎo)電材料46和/或?qū)щ娡繉?8中任一個或組合都可以用于避免不期望的電磁干擾影響(多個)電導(dǎo)體6用作濕度檢測器4-2的諧振元件的操作。
或者，基底16可以省去并且構(gòu)成第二實(shí)施例濕度檢測器4-2的一個或多個導(dǎo)體6和7可以以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)為合適的任何期望結(jié)構(gòu)直接布置在玻璃層10、玻璃層12和/或中間層14的一個或多個表面上。當(dāng)(多個)導(dǎo)體6和/或7直接布置在玻璃層10、玻璃層12和/或中間層14的一個或多個表面上時，導(dǎo)電涂層48也可以結(jié)合第二實(shí)施例濕度檢測器4-2的(多個)導(dǎo)體6和/或7使用。
參照圖8并繼續(xù)參照圖1-7，在本發(fā)明的第三非限制性實(shí)施例中，濕度檢測器4-3包括布置在柔性基底104上的第一細(xì)長電導(dǎo)體100和第二細(xì)長電導(dǎo)體102。第二導(dǎo)體102可以至少部分圍繞第一導(dǎo)體100，以在第二導(dǎo)體102的端部之間限定形成間隙103。功率導(dǎo)體106也可以布置在基底104上。功率導(dǎo)體106經(jīng)由位于第二導(dǎo)體102的端部之間的間隙103電連接到第一導(dǎo)體100。在圖8所示的具體非限制性實(shí)施例中，導(dǎo)體106在導(dǎo)體100的兩端中間電連接到導(dǎo)體100。接地導(dǎo)體108也可以布置在基底104上。接地導(dǎo)體108電連接到第二導(dǎo)體102的一端。另一接地導(dǎo)體110可以布置在基底104上并可以電連接到第二導(dǎo)體102的另一端。
第一導(dǎo)體100限定形成縱向軸線112，并且第二導(dǎo)體102的布置在第一導(dǎo)體100與間隙103相反一側(cè)的至少部分限定形成縱向軸線114，該縱向軸線114與第一導(dǎo)體100的縱向軸線112成間隔關(guān)系。第二導(dǎo)體102的位于間隙103相反側(cè)的部分還限定形成與第一導(dǎo)體100的縱向軸線112成間隔關(guān)系的縱向軸線116和118。縱向軸線112-118在圖8中以虛線示出。在圖8所示具體非限制性實(shí)施例中，第一導(dǎo)體100和第二導(dǎo)體102沿著其縱向軸線112和114-118限定形成Z字形路徑。本文中所用的“Z字形”指一系列短的、急轉(zhuǎn)彎或角度，這導(dǎo)致沿著導(dǎo)體路徑的多個離散點(diǎn)。盡管不是必要的，但這些Z字形路徑可以沿著其縱向軸線以基本間隔的關(guān)系彼此相隨。盡管不是必要的，但在圖8所示濕度檢測器的具體實(shí)施例中，縱向軸線114、116和118基本平行于縱向軸線112，并且Z字形路徑成基本平行間隔的關(guān)系彼此相隨。
確信如上所述的導(dǎo)體的Z字形路徑通過沿著其長度設(shè)置多個電場發(fā)射點(diǎn)而增大了濕度檢測器的靈敏度。更具體而言，觀察到在本發(fā)明的濕度檢測器的一個實(shí)施例中用作濕度檢測元件的直導(dǎo)體元件將在該元件的兩端處具有與沿著其長度的電場強(qiáng)度相比更高的電場強(qiáng)度。通過將導(dǎo)體形成為Z字形圖案，沿著其長度形成附加的離散點(diǎn)或尖端。元件在這些點(diǎn)的每個處將具有與該元件的直部分相比更高的電場強(qiáng)度，由此在與直元件相同的總距離中產(chǎn)生更敏感的發(fā)射點(diǎn)。由于這些具有更高電場強(qiáng)度的更敏感發(fā)射點(diǎn)，沿著Z字形圖案長度沉積的水滴將導(dǎo)致濕度檢測器元件的阻抗產(chǎn)生相對更大的變化，因此與沉積在直線圖案上相比更能檢測到。
第二導(dǎo)體102中與第一導(dǎo)體100的相反兩端間隔開的部分150和151限定形成縱向軸線119和120(以虛線示出)，該縱向軸線119和120在圖8所示非限制性實(shí)施例中與第一導(dǎo)體100的縱向軸線112基本垂直。如圖所示，第二導(dǎo)體102的部分150和151限定形成與第一導(dǎo)體100的相反兩端間隔開的Z字形路徑。盡管不是必要的，但在該具體實(shí)施例中部分119和120是彼此的鏡像。
在一個非限制性實(shí)施例中，接地導(dǎo)體108限定形成與第二導(dǎo)體102的直線連接，如與接地導(dǎo)體108相鄰的虛線所示?？蛇x地，如圖8所示，接地導(dǎo)體108至少部分圍繞第二導(dǎo)體102。在濕度檢測器4-3的圖示非限制性實(shí)施例中，接地導(dǎo)體108的可選構(gòu)造具有圍繞第二導(dǎo)體102的大體矩形形狀152。但是，這不應(yīng)理解為限制本發(fā)明。接地導(dǎo)體108的可選構(gòu)造限定形成間隙121，用于使功率導(dǎo)體106通過以電連接到第一導(dǎo)體100。間隙121還用于使接地導(dǎo)體110通過以電連接到第二導(dǎo)體102。
可選地，溫度傳感器122布置在基底104上分別靠近第一導(dǎo)體100和第二導(dǎo)體102。導(dǎo)體124連接到溫度傳感器122以便于傳感器122連接到合適的感測電路，例如下面所述的微處理器20。
第三實(shí)施例濕度檢測器4-3的基底104可以用與第二實(shí)施例濕度檢測器4-2的基底16的相同(多種)材料形成。導(dǎo)體100、102、106、108、110和124也可以以結(jié)合第二實(shí)施例的濕度檢測器4-2的基底16上的(多個)導(dǎo)體6和7的形成所述的方式形成在柔性基底104上。所以，關(guān)于如何在基底104上形成電導(dǎo)體100、102、106、108、110和124的圖案的細(xì)節(jié)將不在此描述，以避免不必要的冗余。
包括基底104的第三實(shí)施例濕度檢測器4-3可以以前面結(jié)合第二實(shí)施例濕度檢測器4-2所述的方式夾在玻璃層10和12之間。導(dǎo)電材料46可以以前面結(jié)合濕度檢測器4-2所述的方式布置在基底104上，以避免不期望的電磁干擾影響濕度檢測器4-3的操作。類似地，導(dǎo)電涂層48可以以前面結(jié)合第二實(shí)施例濕度檢測器4-2所述的方式用于包括基底104的第三實(shí)施例濕度檢測器4-3。
或者，基底104可以省去并且構(gòu)成第三實(shí)施例濕度檢測器4-3的這些導(dǎo)體可以以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)為合適的任何期望結(jié)構(gòu)直接布置在玻璃層10、玻璃層12和/或中間層14的一個或多個表面上。在本發(fā)明的一個非限制性實(shí)施例中，溫度傳感器122布置在玻璃層10、玻璃層12、中間層14或基底104的與第三實(shí)施例濕度檢測器4-3相同的表面上，并定位成與檢測器4-3相鄰。導(dǎo)電涂層48也可以用于第三實(shí)施例濕度檢測器4-3，其中其導(dǎo)體直接布置在玻璃層10、玻璃層12和/或中間層14的一個或多個表面上。
參照圖9并繼續(xù)參照圖1-8，在本發(fā)明的第四非限制性實(shí)施例中，濕度檢測器4-4類似于上述第三實(shí)施例濕度檢測器4-3，除了第四實(shí)施例濕度檢測器4-4包括布置在基底104上的第三導(dǎo)體126，該第三導(dǎo)體126位于第一導(dǎo)體100與第二導(dǎo)體102的具有縱向軸線114的部分之間。第四實(shí)施例濕度檢測器4-4還包括布置在基底104上位于第一導(dǎo)體100與第三導(dǎo)體126之間的第四導(dǎo)體128。第四導(dǎo)體128限定形成在第四導(dǎo)體128的相反兩端中間的間隙130，所述相反兩端聯(lián)接到第二導(dǎo)體102的具有與其相關(guān)的縱向軸線119和120的兩個部分。第三導(dǎo)體126和第四導(dǎo)體128分別限定縱向軸線132和134，該縱向軸線132和134與第一導(dǎo)體100的縱向軸線112成間隔關(guān)系，例如成基本平行間隔的關(guān)系。在此非限制性實(shí)施例中，第二導(dǎo)體102的與縱向軸線114-118相關(guān)的部分以及導(dǎo)體100、126和128沿著其縱向軸線限定形成Z字形路徑。這些Z字形路徑沿著其縱向軸線以基本平行間隔的關(guān)系彼此相隨。
第二導(dǎo)體102的與第一導(dǎo)體100的相反兩端間隔開的部分限定縱向軸線119和120，該縱向軸線119和120與第一導(dǎo)體100的縱向軸線112基本垂直。第二導(dǎo)體102的與縱向軸線119和120相關(guān)的部分限定形成鏡像的Z字形路徑。
功率導(dǎo)體106經(jīng)由位于第二導(dǎo)體102的兩端之間的間隙103，而在第一導(dǎo)體100的兩端中間處連接到第一導(dǎo)體100。功率導(dǎo)體106還經(jīng)由位于第四導(dǎo)體128的兩端之間的間隙130，而在第三導(dǎo)體126的兩端中間處連接到第三導(dǎo)體126。如同第三實(shí)施例濕度檢測器4-3，接地導(dǎo)體108和110布置在基底104上并電連接到第二導(dǎo)體102的相反兩端。
在本發(fā)明的一個非限制性實(shí)施例中，溫度傳感器122布置在基底104上以與例如第二導(dǎo)體102操作相關(guān)。
包括基底104的第四實(shí)施例濕度檢測器4-4可以以前面結(jié)合第二實(shí)施例濕度檢測器4-2所述的方式夾在玻璃層10和12之間。盡管不是必要的，但導(dǎo)電材料46可以以前面結(jié)合濕度檢測器4-2所述的方式布置在基底104上，以避免不期望的電磁干擾影響濕度檢測器4-4的操作。類似地，導(dǎo)電涂層48可以以前面結(jié)合第二實(shí)施例濕度檢測器4-2所述的方式用于包括基底104的第四實(shí)施例濕度檢測器4-4。
或者，基底104可以省去并且構(gòu)成第四實(shí)施例濕度檢測器4-4的這些導(dǎo)體可以以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)為合適的任何期望結(jié)構(gòu)直接布置在玻璃層10、玻璃層12和/或中間層14的一個或多個表面上。在一個非限制性構(gòu)造中，溫度傳感器122布置在玻璃層10、玻璃層12、中間層14或基底104的與第四實(shí)施例濕度檢測器4-4的導(dǎo)體相同的表面上。導(dǎo)電涂層48也可以用于第四實(shí)施例濕度檢測器4-4，其中其導(dǎo)體直接布置在玻璃層10、玻璃層12和/或中間層14的一個或多個表面上。
第四實(shí)施例濕度檢測器4-4的某些示例性尺寸在圖9中示出。這些示例性尺寸也可應(yīng)用于第三實(shí)施例濕度檢測器4-3。但是，這些尺寸不應(yīng)理解為限制本發(fā)明。
參照圖10并繼續(xù)參照所有前述附圖，與濕度檢測器4-1或4-2的電導(dǎo)體6聯(lián)接或者與濕度檢測器4-3或4-4的功率導(dǎo)體106聯(lián)接的電路包括微處理器20、頻率發(fā)生器22、諧振電路24、濾波電路26和模數(shù)轉(zhuǎn)換器28。風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30被連接以接收來自微處理器20的一個或多個控制信號，這些控制信號以下述方式控制風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30的操作。
微處理器20與某些電子硬件接口，例如ROM存儲器、RAM存儲器、I/O緩沖器、時鐘電路等，這些電子硬件未包括在圖10中以簡化說明。微處理器20在存儲于與微處理器20相連的存儲器中的軟件程序的控制下工作。在此軟件程序的控制下，微處理器20使頻率發(fā)生器22輸出具有預(yù)定振幅和預(yù)定頻率的振蕩器信號。在一個非限制性實(shí)施例中，此預(yù)定頻率在300kHz和700kHz之間，例如在400kHz和600kHz之間。該振蕩器信號供應(yīng)到諧振電路24，該諧振電路24與濕度檢測器4-1或4-2的電導(dǎo)體6聯(lián)接或者與濕度檢測器4-3或4-4的功率導(dǎo)體106聯(lián)接。響應(yīng)于接收到振蕩器信號，諧振電路24向濕度檢測器4-1或4-2的電導(dǎo)體6或者濕度檢測器4-3或4-4的功率導(dǎo)體106輸出諧振器信號。
在圖10所示本發(fā)明的具體非限制性實(shí)施例中，諧振電路24包括如圖所示串聯(lián)連接的電阻器R1、電容器C1和扼流線圈(choke)I1。濕度檢測器4-1或4-2的電導(dǎo)體6或者濕度檢測器4-3或4-4的功率導(dǎo)體106電連接到電容器C1與扼流線圈I1之間的節(jié)點(diǎn)。電感器I2連接在此節(jié)點(diǎn)與參考電壓34之間。
此外，濾波電路26包括二極管D1，該二極管D1被連接來將諧振器信號從諧振電路24向著模數(shù)轉(zhuǎn)換器28引導(dǎo)。電容器C2連接在二極管D1的與諧振電路24和參考電壓34相反一側(cè)?？蛇x地，電感器I3與電容器C2平行連接。濾波電路26的輸出是供應(yīng)到模數(shù)轉(zhuǎn)換器28的經(jīng)整流和濾波的信號。在微處理器20的控制下，模數(shù)轉(zhuǎn)換器28對該經(jīng)整流和濾波的信號采樣并轉(zhuǎn)換成相當(dāng)?shù)臄?shù)字信號，此數(shù)字信號由微處理器20采樣。
在以下說明中，將利用濕度檢測器4。但是應(yīng)理解到可以用濕度檢測器4-1至4-4中的任一個來代替濕度檢測器4。
為了檢測風(fēng)擋2上濕氣的存在，當(dāng)風(fēng)擋2的朝向外的表面上沒有濕氣時，微處理器20使頻率發(fā)生器22產(chǎn)生振蕩器信號。然后微處理器20通過在濕度檢測器4接收振蕩器信號時對由模數(shù)轉(zhuǎn)換器28輸出的第一數(shù)字信號采樣，來確定濕度檢測器4對振蕩器信號的響應(yīng)。微處理器20存儲此第一數(shù)字信號以在將來使用。
接著，當(dāng)在風(fēng)擋2的朝向外的表面上有濕氣，例如冷凝或散發(fā)的液體(例如水)時，微處理器20在濕度檢測器4接收振蕩器信號時對由模數(shù)轉(zhuǎn)換器28輸出的第二數(shù)字信號采樣。
或者，微處理器20可以在風(fēng)擋2的朝向外的表面上有濕氣例如冷凝或散發(fā)的液體(例如水)時對第一數(shù)字信號采樣，并可以在風(fēng)擋2的朝向外的表面上沒有濕氣時對第二數(shù)字信號采樣。為此，與風(fēng)擋2上濕氣存在與否相對應(yīng)的第一數(shù)字信號可以用作從第二數(shù)字信號確定風(fēng)擋2上何時有或沒有濕氣的基礎(chǔ)。使用第一和第二數(shù)字信號來確定風(fēng)擋2上濕氣的有或無將在下面描述。
已經(jīng)觀察到當(dāng)風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處有濕氣時，濾波電路26輸出的經(jīng)整流和濾波的信號具有不同的振幅。更具體而言，濾波電路26輸出的經(jīng)整流和濾波的信號的振幅隨著風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處的濕氣的增加，而增加或減小到極限。例如，當(dāng)風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處沒有濕氣時，經(jīng)整流和濾波的信號具有第一振幅。但是，當(dāng)在風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處有形式為水滴的濕氣時，濾波電路26輸出的經(jīng)整流和濾波的信號具有與第一振幅不同的第二振幅。另外，當(dāng)在風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處有形式為散發(fā)的水的濕氣時，濾波電路26輸出的經(jīng)整流和濾波的信號具有與第二振幅不同的第三振幅。
此變化的振幅由濕度檢測器4的阻抗導(dǎo)致，該阻抗由于風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處的濕氣量的增大或減少而變化。更具體而言，濕度檢測器4的阻抗響應(yīng)于風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處濕氣量的增大而減小，從而濾波電路26輸出的經(jīng)整流和濾波的信號的振幅減小。類似地，濕度檢測器4的阻抗響應(yīng)于風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處濕氣量的減小而增大，從而濾波電路26輸出的經(jīng)整流和濾波的信號的振幅增大。
聯(lián)接到濕度檢測器4的電子電路可以檢測其阻抗由于風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處濕氣在沒有濕氣和散發(fā)液體之間變化而產(chǎn)生的變化。
接著，微處理器20比較第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號，以確定風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處的濕氣量。更具體而言，微處理器20得到第一和第二數(shù)字信號之間的差并從其確定濕氣的存在，在一個非限制性實(shí)施例中確定風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處的濕氣量。基于此確定，微處理器20向風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30輸出控制信號，以基于風(fēng)擋2上存在量和/或濕氣量來控制其操作。
參照圖11并繼續(xù)參照所有前述附圖，風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30包括從微處理器20接收控制信號的風(fēng)擋刮水器電機(jī)控制器36、以及與布置在風(fēng)擋2上的風(fēng)擋刮水器刮片40聯(lián)接的風(fēng)擋刮水器電機(jī)38。如上所述，由微處理器20供應(yīng)到風(fēng)擋刮水器電機(jī)控制器36的控制信號與微處理器20所采樣的第一和第二數(shù)字信號之間的差相關(guān)。為了按照風(fēng)擋2上與濕度檢測器4相鄰處濕氣量來控制風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30，可以由微處理器20處理的數(shù)字差值的數(shù)值范圍被基于風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30的期望控制而分成多段。例如，如果數(shù)字差值的范圍被分成兩段，則與差值的高數(shù)值范圍相應(yīng)的段對應(yīng)于以高速操作風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30，而差值的低數(shù)值范圍對應(yīng)于以低速操作風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30。于是，如果第二數(shù)字信號和第一數(shù)字信號的當(dāng)前采樣值之間的差值在差值的高數(shù)值范圍內(nèi)，則微處理器20輸出控制信號使得風(fēng)擋刮水器電機(jī)控制器36控制風(fēng)擋刮水器電機(jī)38來以高速操作風(fēng)擋刮水器刮片40。類似地，如果第二數(shù)字信號和第一數(shù)字信號的當(dāng)前采樣值之間的差值在差值的低數(shù)值范圍內(nèi)，則微處理器20輸出控制信號使得風(fēng)擋刮水器電機(jī)控制器36控制風(fēng)擋刮水器電機(jī)38來以低速操作風(fēng)擋刮水器刮片40。
微處理器20和風(fēng)擋刮水器電機(jī)控制器36還可以按照第二數(shù)字信號和第一數(shù)字信號的當(dāng)前采樣值之間的差值來激活風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30的各種其它操作模式。這些模式可以包括單脈沖模式，其中使風(fēng)擋刮水器刮片40刮動一次，例如由于從風(fēng)擋2去除露水或霧水；連續(xù)工作循環(huán)脈沖模式，例如其中在風(fēng)擋2上有穩(wěn)定的水滴蓄積，但該蓄積不足以使風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30以低速工作；以及可變工作循環(huán)脈沖模式，其中由風(fēng)擋刮水器刮片40對風(fēng)擋2的刮擦按照風(fēng)擋2上濕氣蓄積的量和/或速率而變化。
微處理器20可以構(gòu)造成響應(yīng)于風(fēng)擋2上變化的濕氣量，而輸出兩個或更多不同控制信號，以使風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30實(shí)現(xiàn)以上工作模式中的兩種或更多種。當(dāng)風(fēng)擋2上沒有濕氣時，微處理器20可以使風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30來利用風(fēng)擋刮水器刮片40間斷地刮擦風(fēng)擋2或不啟動刮擦。
已經(jīng)觀察到風(fēng)擋2的溫度可能影響上述各個實(shí)施例濕度檢測器4的靈敏度。所以，類似于上述溫度傳感器122的溫度傳感器可以布置成與相應(yīng)的濕度檢測器4操作相關(guān)，或者布置在位于風(fēng)擋2上的柔性基底16或104上(例如在玻璃層10、玻璃層12、塑料中間層14或者柔性基底16或104的一個表面上)，以檢測風(fēng)擋2上濕度檢測器4處或與其相鄰處的溫度。
在工作中，微處理器20通過在濕度檢測器4接收振蕩器信號時由模數(shù)轉(zhuǎn)換器28輸出的一個或多個數(shù)字信號采樣，而確定濕度檢測器4對由頻率發(fā)生器22輸出的振蕩器信號的響應(yīng)。在微處理器20對模數(shù)轉(zhuǎn)換器28輸出的每個數(shù)字信號采樣的時刻或該時刻附近，微處理器20測量溫度傳感器122的性質(zhì)，該性質(zhì)響應(yīng)于在溫度傳感器122處或相鄰處的溫度而變化。作為此測量性質(zhì)的函數(shù)，微處理器20對微處理器20從模數(shù)轉(zhuǎn)換器28接收到的每個數(shù)字信號施加校正因子。施加到由微處理器20接收到的每個數(shù)字信號上的校正因子基于在濕度檢測器4處或與其相鄰處的測量溫度而調(diào)節(jié)數(shù)字信號的值，由此對溫度調(diào)節(jié)由微處理器20輸出到風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30的控制信號，從而避免對風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30的無意操作或非操作。于是，按照濕度檢測器4和溫度傳感器122的測量性質(zhì)來操作風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30。
在一個非限制性實(shí)施例中，溫度傳感器122是電阻隨溫度改變的熱敏電阻?；蛘?，溫度傳感器122可以是雙金屬結(jié)(bi-metallicjunction)溫度傳感器、或電阻隨溫度改變的導(dǎo)體、或通過光學(xué)裝置光學(xué)檢測濕度檢測器4上或相鄰處風(fēng)擋2的溫度的光學(xué)溫度傳感器，其向微處理器20輸出指示所檢測到溫度的信號。
參照圖12a-12d，示出第一和第二實(shí)施例濕度檢測器4-1和4-2的電導(dǎo)體6的各個不同實(shí)施例。圖12a和圖5示出形成為蛇形圖案的電導(dǎo)體6。圖12b和12c示出從共同結(jié)點(diǎn)成間隔關(guān)系延伸的三個平行電導(dǎo)體6。如圖12b和12c中電導(dǎo)體6的虛線延伸所示，電導(dǎo)體6可以形成為任何期望的長度。最后在圖12d中，兩個平行電導(dǎo)體6從共同結(jié)點(diǎn)成間隔關(guān)系延伸。同樣，圖12d中從電導(dǎo)體6延伸的虛線指示電導(dǎo)體6可以具有任何期望的長度。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)中檢測濕度的系統(tǒng)具有若干優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括濕度檢測器4從約1米的距離對裸眼基本不可見；濕度檢測器4可以布置在風(fēng)擋2的清晰或非透明部分中；濕度檢測器4對灰塵不敏感；濕度檢測器4可以在與相當(dāng)尺寸的現(xiàn)有技術(shù)傳感器相比更大的區(qū)域上檢測濕氣的存在；濕度檢測器4可用于各種厚度和成分的基底；濕度檢測器4與現(xiàn)有技術(shù)傳感器相比具有更均勻的響應(yīng)性；并且與現(xiàn)有技術(shù)的檢測濕度的系統(tǒng)相比，本發(fā)明可以檢測風(fēng)擋2上更小尺寸的濕氣水滴的存在，例如露水或霧水。
參照圖13并回去參照圖10，本發(fā)明還可以用于檢測一種或多種流體的液面，例如車輛中流體液面。具體地，濕度檢測器4可以安裝在不導(dǎo)電且不導(dǎo)磁的流體儲存器42上。優(yōu)選地，濕度檢測器4安裝在流體儲存器42的外部上與其下端相鄰處。但是，這不應(yīng)理解為限制本發(fā)明。流體儲存器42可以構(gòu)造成接收風(fēng)擋洗滌器流體、散熱器流體或車輛所用的任何其它流體，該流體的液面可以利用圖10所示濕度檢測器4和電子電路來進(jìn)行測量。
為了檢測流體儲存器42中流體的液面，當(dāng)流體儲存器42中未接收流體時，振蕩器信號被供應(yīng)到濕度檢測器4的電導(dǎo)體6或106。濕度檢測器4的第一響應(yīng)被采樣并存儲以在后面使用。在流體儲存器中接收流體的合適時候，濕度檢測器4對振蕩器信號的多個第二響應(yīng)被采樣。將每個第二響應(yīng)與第一響應(yīng)進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)诙憫?yīng)與第一響應(yīng)具有預(yù)定關(guān)系時，電子電路輸出相應(yīng)控制信號以激勵合適的指示器，例如“檢查洗滌器流體”、“檢查散熱器流體”等。
應(yīng)認(rèn)識到流體儲存器42中降低流體液面會減小濕度檢測器4的第一響應(yīng)和第二響應(yīng)之間的差。于是，當(dāng)?shù)诙憫?yīng)與第一響應(yīng)具有預(yù)定關(guān)系而指示流體液面降低到預(yù)定水平時，電子電路輸出控制信號。為了便于檢測濕度檢測器4的諧振頻率的變化，可以選擇振蕩器信號的預(yù)定頻率來優(yōu)化濕度檢測器4響應(yīng)于流體儲存器42中流體存在的阻抗變化。類似的注釋適用于由于風(fēng)擋2上濕氣存在而導(dǎo)致的濕度檢測器4諧振頻率的變化。
當(dāng)車輛包括多個濕度檢測器4時，可以在每個濕度檢測器4與圖10所示電子電路之間連接多路復(fù)用器(未示出)。在微處理器20的控制下，該多路復(fù)用器可以選擇性地將電子電路連接到每個濕度檢測器4，以將合適頻率的振蕩器信號供應(yīng)到每個濕度檢測器4并檢測每個濕度檢測器4對所供應(yīng)振蕩器信號的響應(yīng)。優(yōu)選地，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，以優(yōu)化每個濕度檢測器4的諧振頻率的變化來檢測特定流體的有或無。
已經(jīng)參照幾個非限制性實(shí)施例描述了本發(fā)明。其他人在閱讀和理解以上詳細(xì)說明時將想到明顯的修改和變化。例如，雖然結(jié)合對風(fēng)擋2上濕度的檢測進(jìn)行描述，但本發(fā)明也可以用于檢測結(jié)合其它應(yīng)用使用的剛性或柔性基底的表面上的濕度。類似地，雖然結(jié)合檢測安裝在車輛上的流體儲存器42中的流體液面進(jìn)行描述，但本發(fā)明也可以用于檢測在其它應(yīng)用中使用的流體儲存器中接收的流體液面。而且，雖然結(jié)合風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30的控制進(jìn)行描述，但微處理器20也可以用于控制車輛頭燈系統(tǒng)、車輛風(fēng)擋除濕系統(tǒng)和/或任何其它基于車輛或非車輛的系統(tǒng)，其中期望按照基底上濕氣的存在來控制上述系統(tǒng)。另外，雖然電子電路的各個部件優(yōu)選通過導(dǎo)體相連，但應(yīng)該認(rèn)識到合適的信號可以在這些部件的兩個或更多個之間通過合適的射頻(RF)和/或光學(xué)信號裝置傳送。微處理器20還可以構(gòu)造成記錄檢測基底上濕度時的日期和/或風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30的操作程度，以用于隨后的取回和顯示。此信息可以隨后用于信息目的，例如確定一個月中下雨的天數(shù)、和/或估計何時需要更換風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)30的刮片。本發(fā)明應(yīng)理解為包括在此范圍內(nèi)的所有這些修改和變化，只要它們落入所附權(quán)利要求或其等同方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種濕度檢測器，包括布置在基底上的第一細(xì)長導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體在其相反兩端之間限定形成包括多個電場發(fā)射點(diǎn)的路徑；和布置在所述基底上至少部分圍繞所述第一導(dǎo)體的第二細(xì)長導(dǎo)體，所述第二導(dǎo)體在其相反兩端之間限定形成一條路徑，該路徑的一部分與所述第一導(dǎo)體的路徑沿著其兩側(cè)成間隔關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度檢測器，其特征在于，所述第一導(dǎo)體的路徑是Z字形路徑，并且所述第二導(dǎo)體的路徑是與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括布置在所述基底上并與所述第一導(dǎo)體電連接的功率導(dǎo)體；和布置在所述基底上并與所述第二導(dǎo)體的一端電連接的接地導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕度檢測器，其特征在于，所述功率導(dǎo)體經(jīng)由在所述第二導(dǎo)體的兩端之間限定形成的間隙而在所述第一導(dǎo)體的兩端中間電連接到所述第一導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括布置在所述基底上并與所述第二導(dǎo)體的另一端電連接的另一接地導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕度檢測器，其特征在于，所述接地導(dǎo)體至少部分圍繞所述第二導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濕度檢測器，其特征在于，所述接地導(dǎo)體限定形成間隙，用于使所述功率導(dǎo)體通過以電連接到所述第一導(dǎo)體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括布置在所述基底上位于所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的第三細(xì)長導(dǎo)體，所述第三導(dǎo)體在其相反兩端之間限定形成與所述第一導(dǎo)體的路徑成間隔關(guān)系的路徑；和布置在所述基底上位于所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體之間的第四細(xì)長導(dǎo)體，所述第四導(dǎo)體在其相反兩端之間限定形成與所述第一導(dǎo)體的路徑成間隔關(guān)系的路徑，所述第四導(dǎo)體在其聯(lián)接到所述第二導(dǎo)體的相反兩端中間限定形成間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濕度檢測器，其特征在于，所述第一導(dǎo)體的路徑是Z字形路徑，所述第二導(dǎo)體的路徑是與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑，所述第三導(dǎo)體的路徑是與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑，并且第四導(dǎo)體的路徑是與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括布置在所述基底上并與所述第一導(dǎo)體電連接的功率導(dǎo)體，所述功率導(dǎo)體電連接到所述第三導(dǎo)體；和布置在所述基底上并與所述第二導(dǎo)體的一端電連接的接地導(dǎo)體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的濕度檢測器，其特征在于，所述功率導(dǎo)體經(jīng)由在所述第二導(dǎo)體的兩端之間限定形成的間隙而在所述第一導(dǎo)體的兩端中間電連接到所述第一導(dǎo)體，并且所述功率導(dǎo)體經(jīng)由在所述第四導(dǎo)體的兩端中間限定形成的間隙而在所述第三導(dǎo)體的兩端中間電連接到所述第三導(dǎo)體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的濕度檢測器，其特征在于，所述第一導(dǎo)體的路徑是Z字形路徑，所述第二導(dǎo)體的路徑是與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑，所述第三導(dǎo)體的路徑是與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑，并且第四導(dǎo)體的路徑是與所述第一導(dǎo)體的Z字形路徑成基本平行間隔關(guān)系的Z字形路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括布置在所述基底上并與所述第二導(dǎo)體的另一端電連接的另一接地導(dǎo)體。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的濕度檢測器，其特征在于，所述接地導(dǎo)體至少部分圍繞所述第二導(dǎo)體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的濕度檢測器，其特征在于，所述接地導(dǎo)體限定形成間隙，用于使所述功率導(dǎo)體通過以電連接到所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度檢測器，其特征在于，所述基底是以下之一具有多個層疊在一起的透明板的疊層；和構(gòu)造成布置在疊層的透明板之間的柔性基底。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括與所述導(dǎo)體布置成操作關(guān)系的溫度傳感器。
18.一種濕度檢測器，包括布置在基底上的第一導(dǎo)體；布置在所述基底上至少部分圍繞所述第一導(dǎo)體的第二導(dǎo)體，由此在所述第二導(dǎo)體的兩端之間限定形成間隙；布置在所述基底上并經(jīng)由所述第二導(dǎo)體的兩端之間的間隙與所述第一導(dǎo)體電連接的功率導(dǎo)體；和布置在所述基底上并與所述第二導(dǎo)體的一端電連接的接地導(dǎo)體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的濕度檢測器，其特征在于所述第一導(dǎo)體限定縱向軸線；并且所述第二導(dǎo)體的至少一部分限定與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線成間隔關(guān)系的縱向軸線。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的濕度檢測器，其特征在于，所述縱向軸線與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的濕度檢測器，其特征在于，所述第一導(dǎo)體在其相反兩端之間限定形成包括多個電場發(fā)射點(diǎn)的路徑。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的濕度檢測器，其特征在于所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體限定形成沿著其縱向軸線的Z字形路徑；并且所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體的Z字形路徑沿著其縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系地彼此相隨。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的濕度檢測器，其特征在于所述第二導(dǎo)體的與所述第一導(dǎo)體的相反兩端間隔開的多個部分所限定的多個縱向軸線與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線基本垂直；并且所述第二導(dǎo)體的所述多個部分限定形成多個Z字形路徑。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的濕度檢測器，其特征在于，所述接地導(dǎo)體至少部分圍繞所述第二導(dǎo)體。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的濕度檢測器，其特征在于，所述接地導(dǎo)體限定形成間隙，用于使所述功率導(dǎo)體通過以電連接到所述第一導(dǎo)體。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括布置在所述基底上位于所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的第三導(dǎo)體；和布置在所述基底上位于所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體之間的第四導(dǎo)體，所述第四導(dǎo)體在其聯(lián)接到所述第二導(dǎo)體的相反兩端中間限定形成間隙，其中所述功率導(dǎo)體經(jīng)由所述第四導(dǎo)體的兩端中間的間隙電連接到所述第三導(dǎo)體。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的濕度檢測器，其特征在于所述第一導(dǎo)體限定縱向軸線；所述第二導(dǎo)體的至少一部分限定與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系的縱向軸線；并且所述第三導(dǎo)體和第四導(dǎo)體限定與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系的縱向軸線。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的濕度檢測器，其特征在于，所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體中的至少一個在其相反兩端之間限定形成包括多個電場發(fā)射點(diǎn)的路徑。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的濕度檢測器，其特征在于所述導(dǎo)體限定形成沿著它們的縱向軸線的Z字形路徑；并且所述導(dǎo)體的Z字形路徑沿著它們的縱向軸線成基本平行間隔關(guān)系地彼此相隨。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的濕度檢測器，其特征在于，所述接地導(dǎo)體至少部分圍繞所述第二導(dǎo)體。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的濕度檢測器，其特征在于，所述接地導(dǎo)體限定形成間隙，用于使所述功率導(dǎo)體通過以電連接到所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體。
32.根據(jù)權(quán)利要求18所述的濕度檢測器，其特征在于，所述基底是以下之一具有多個層疊在一起的透明板的疊層；和構(gòu)造成布置在疊層的透明板之間的柔性基底。
33.根據(jù)權(quán)利要求18所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括與所述導(dǎo)體布置成操作關(guān)系的溫度傳感器。
34.一種濕度檢測系統(tǒng)，包括布置在基底上的濕度檢測器；與所述濕度檢測器布置成操作關(guān)系的溫度傳感器，用于檢測所述濕度檢測器上或相鄰處的溫度；用于測量響應(yīng)于與所述濕度檢測器相鄰的濕氣量而變化的所述濕度檢測器的性質(zhì)的裝置；用于測量響應(yīng)于與所述濕度檢測器相鄰的溫度而變化的所述溫度傳感器的性質(zhì)的裝置；和用于使系統(tǒng)按照所述濕度檢測器和所述溫度傳感器的所測量性質(zhì)來工作的裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于所述基底是風(fēng)擋；并且所述系統(tǒng)是風(fēng)擋刮水器系統(tǒng)。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器的所測量性質(zhì)是以下之一用作所述溫度傳感器的雙金屬結(jié)的電勢輸出；用作所述溫度傳感器的熱敏電阻或?qū)w的電阻；和用作所述溫度傳感器的光學(xué)溫度傳感器的信號輸出。
37.一種濕度檢測器，包括布置在基底上的多個導(dǎo)體，所述多個導(dǎo)體沿著其縱向軸線限定形成成基本平行間隔關(guān)系彼此相隨的Z字形路徑；布置在所述基底上并與所述多個導(dǎo)體中的第一導(dǎo)體電連接的功率導(dǎo)體；和布置在所述基底上并與所述多個導(dǎo)體中的第二導(dǎo)體電連接的接地導(dǎo)體。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的濕度檢測器，其特征在于所述第二導(dǎo)體至少部分圍繞其余的多個導(dǎo)體，并在所述第二導(dǎo)體的兩端之間限定形成間隙；并且所述功率導(dǎo)體經(jīng)由所述第二導(dǎo)體的兩端之間的間隙電連接到所述第一導(dǎo)體。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的濕度檢測器，其特征在于所述第二導(dǎo)體的與所述第一導(dǎo)體的相反兩端間隔開的多個部分所限定的多個縱向軸線與所述第一導(dǎo)體的縱向軸線基本垂直；并且所述第二導(dǎo)體的所述多個部分限定形成鏡像的Z字形路徑。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的濕度檢測器，其特征在于所述多個導(dǎo)體中的第三導(dǎo)體位于所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間；所述多個導(dǎo)體中的第四導(dǎo)體位于所述第一導(dǎo)體和第三導(dǎo)體之間；所述第四導(dǎo)體在其與所述接地導(dǎo)體電連接的兩端中間限定形成間隙；并且所述功率導(dǎo)體經(jīng)由所述第四導(dǎo)體的兩端中間的間隙而電連接到所述第三導(dǎo)體。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的濕度檢測器，其特征在于，所述基底是以下之一具有多個層疊在一起的透明板的風(fēng)擋；和構(gòu)造成布置在疊層風(fēng)擋的透明板之間的柔性基底。
42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的濕度檢測器，其特征在于，還包括與所述多個導(dǎo)體布置成操作關(guān)系的溫度傳感器。
43.一種濕度檢測的方法，包括(a)在基底上設(shè)置濕度檢測器；(b)設(shè)置與所述濕度檢測器成操作關(guān)系的溫度傳感器；(c)測量響應(yīng)于與所述濕度檢測器相鄰的濕氣量而變化的所述濕度檢測器的性質(zhì)；(d)測量響應(yīng)于與所述濕度檢測器相鄰的溫度而變化的所述溫度傳感器的性質(zhì)；以及(e)使系統(tǒng)按照所述濕度檢測器和所述溫度傳感器的所測量性質(zhì)來工作。
全文摘要
一種濕度檢測器可以包括布置在基底(104)上的第一細(xì)長導(dǎo)體(100)。第一導(dǎo)體(100)在其相反兩端間限定形成Z字形路徑。第二導(dǎo)體(102)也可以布置在基底(104)上至少部分圍繞第一導(dǎo)體(100)。第二導(dǎo)體(102)可以在其相反兩端之間限定形成Z字形路徑，該路徑的一部分定位成與第一導(dǎo)體(100)的Z字形路徑沿著其兩側(cè)基本平行間隔。布置在基底(104)上的功率導(dǎo)體(106)可以經(jīng)由在第二導(dǎo)體(102)的兩端之間限定形成的間隙(103)而在第一導(dǎo)體(100)的兩端中間電連接到第一導(dǎo)體。布置在基底(104)上的接地導(dǎo)體(108)可以電連接到第二導(dǎo)體(102)的端部。溫度傳感器(122)可以用于對溫度校正濕度檢測器的響應(yīng)。
文檔編號G01N25/56GK101039823SQ200580034638
公開日2007年9月19日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月11日
發(fā)明者K·K·科拉姆, A·R·霍克, S·丘恩 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司