CN107223364B - 智能窗户热控制系统 - Google Patents

Abstract

用于监视飞行器挡风玻璃的性能的系统包括传感器，该传感器包括感测触件和评估单元。感测触件与挡风玻璃的一个或多个部件物理接触，并生成表示挡风玻璃的(一个或多个)部件的性能的信号。电连接器固定到面向飞行器内部的挡风玻璃的表面。来自感测触件的信号通过连接器传递到评估单元。评估单元作用于信号以确定挡风玻璃的(一个或多个)部件的性能，其中评估单元与挡风玻璃和电连接器间隔开并且不与其物理接触，并且与电连接器电接触。

Description

智能窗户热控制系统

对相关专利申请的交叉引用

本专利申请是以Yu Jiao、Hars

Ali Rashid和Joseph Medzius的名义于2015年2月16日提交的、标题为“AN ELECTRIC CIRCUIT AND SENSOR FOR DETECTINGARCING AND A TRANSPARENCY HAVING THE CIRCUIT AND SENSOR”(下文也称为“USPAP‘981”)的美国专利申请序列No.14/622,981的部分继续申请，该申请是以Yu Jiao、Hars

Ali Rashid和Joseph Medzius的名义于2011年9月28日提交的、标题为“ELECTRIC CIRCUIT AND SENSOR FOR DETECTING ARCING AND A TRANSPARENCY HAVINGTHE CIRCUIT AND SENSOR”、并于2013年3月28日发表为美国专利申请公开No.US 2013/0075531A1(下文也称为“USPAP‘531”)的美国专利申请序列No.13/247,131的分案。USPAP的‘531和‘981的全部内容通过引用被结合于此。

技术领域

本发明涉及用于运输工具(例如，但不限于，飞行器)的智能窗户热控制系统，更具体而言，涉及用于飞行器的控制传感器或传感器系统，除了别的以外还包括物理地附接到测量部件或目标的传感器，以及提供智能数据处理以得出飞行器的制品(例如，但不限于，飞行器挡风玻璃的可加热构件)的性能的结论或测量结果，并且可选地基于测量结果采取动作来改变到可加热构件的电流的传感器评估单元。

背景技术

目前，用于运输工具的窗户或透明件(例如，但不限于，用于飞行器的挡风玻璃)具有确定挡风玻璃的性能的传感器以及当挡风玻璃的性能正在可接受的操作限度之外操作时采取动作以防止挡风玻璃损坏的控制系统。对具有传感器和控制系统的透明件(例如，但不限于，飞行器挡风玻璃)的详细讨论在美国专利No.8,155,816和8,383,994以及USPPA‘531中公开。美国专利No.8,155,816和8,383,994的全部内容通过引用被结合于此。

为了本发明的目的，在制品上操作的传感器(例如，但不限于，挡风玻璃)被认为包括两个部件或子操作系统。为了清楚起见，传感器的一个部件或子操作系统被称为传感器的“感测部分”，而第二部件或第二子操作系统被称为传感器的“评估单元”。感测部分受处于观察中的制品或部件(例如，但不限于，加热挡风玻璃的可加热构件)的变化的影响，以从挡风玻璃的外表面去除雪、冰和雾，并且感测部分向评估单元转发信号，通常为电信号，但不限于此。评估单元作用于来自感测部分的信号以监视制品或部件的操作状况，并将表示制品的操作状况的信号(通常为电信号)转发到控制系统。

当制品正在可接受的限度内操作时，预期感测部分和/或评估单元指示不采取任何动作；但是，当制品正在可接受的限度之外操作时，加热器控制器采取动作，例如，但不限于，将可加热构件及其电源彼此断开，以防止损坏挡风玻璃和/或飞行器。

目前可用系统的其中一个限制是感测部分和评估单元被安装在被监视的制品上，例如，但不限于，挡风玻璃。虽然当前的做法是可接受的，但是具有局限性。更具体而言，每个挡风玻璃必须具有安装在制品上的感测部分，其中评估单元也安装在制品上。如现在可以理解的，如果传感器的性能测量部分安装在飞行器上而不是挡风玻璃上，那么这将降低挡风玻璃的成本。此外，在一些情况下，有可能使用远程测量方法来监视制品的状态，而无需感测部分连接到制品。以这种方式，可以分配安装在飞行器上的评估单元来服务特定的挡风玻璃位置，并且安装在特定挡风玻璃位置中的挡风玻璃的感测部分连接到被分配服务特定挡风玻璃位置的性能测量部分。利用以上布置，消除了为每个挡风玻璃提供评估单元的需要。

发明内容

本发明涉及用于监视制品或运输工具的制品的部件的性能的系统，该系统包括包括感测触件和感测性能评估单元的传感器。感测触件与制品或制品的部件物理接触，并且生成表示制品或制品的部件的性能的信号，其中评估单元作用于信号以确定制品或制品的部件的性能。感测性能评估单元与制品和电连接器间隔开并且不与其物理接触。

本发明还涉及具有传感器的改进类型的飞行器挡风玻璃。传感器包括作用于挡风玻璃的部件的感测触件和评估单元，其中感测触件与挡风玻璃的部件物理接触，并生成表示挡风玻璃的部件的性能的信号。信号通过间隔件的评估单元起作用，以确定挡风玻璃的部件的性能，其中感测性能评估单元与挡风玻璃物理接触并与感测触件电接触。该改进包括但不限于，评估单元与挡风玻璃间隔开并且不与其物理接触，并且与电连接器以及间隔件的感测触件电接触。

本发明还涉及用于运输工具的透明件，该透明件除了别的以外还包括可加热构件，该可加热构件除了别的以外还包括电可加热膜、可加热膜上的一对间隔开的母线以及将母线连接到开关和电源的电线，其中，当所选择的开关处于闭合位置时，电流移动通过母线以加热膜，并且当开关中所选择的开关处于断开位置时，没有电流移动通过母线。电线连接到电路并延伸出透明件以提供对电路的外部电接入；以及电连接到电线的端部的传感器，其中，当检测到高于电平的电弧时，传感器将开关中所选择的开关移动到断开位置，并且当没有检测到电弧时，将所选择的开关设置在闭合位置。

附图说明

图1是具有本发明的非限制性实施例的飞行器的等距视图。

图2是结合本发明的特征的飞行器透明件的横截面图。

图3是图2的飞行器透明件的可加热构件的等距视图，其以框图示出了在本发明的实践中用于确定加热布置的电弧的电气系统。

图4是根据本发明的教导的、定位在加热布置的导电构件上的冲击传感器或检测器的感测部分的非限制性方面的平面图。

图5是根据本发明的教导，图4所示的冲击传感器的感测部分的、测量冲击传感器的感测部分的性能的冲击传感器的评估单元或性能测量部分的电气系统的非限制性方面。

图6是本发明的破裂传感器或检测器的非限制性方面的示意图。

图7是沿图6的线7-7截取的视图。

图8是在本发明的实践中使用的破裂传感器或检测器的感测部分的另一个非限制性方面的示意图。

图9是根据本发明的教导的、定位在加热布置的导电构件上方的湿度传感器或检测器的感测部分的非限制性方面的平面图。

图10是沿图9的线10-10截取的视图。

图11是根据本发明的教导的、监视和作用于图9所示的湿度传感器的感测部分的输出信号的本发明的电气系统的非限制性方面。

图12是根据本发明的教导的、图9所示的湿度传感器的性能测量部分的电气系统的非限制性方面。

图13是将飞行器的电力供给部连接到图3所示类型的加热布置的本发明的智能电力控制器和监视系统的非限制性方面的框图。

图14是示出电弧传感器的感测部分和评估单元的本发明的电弧监视系统的非限制性实施例的框图。

图15是示出冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、温度传感器和电弧传感器的感测部分和评估单元的加热布置的视图。

图16是现有技术的挡风玻璃的等距视图，其示出了挡风玻璃的内表面上将本文所讨论的电力和电气装备连接到冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、温度传感器和电弧传感器并且监视加热布置的几个方面的连接器。

图17是与图16的视图相似的视图，其示出了根据本发明的教导的连接到冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、温度传感器和电弧传感器的评估单元的冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、温度传感器和电弧传感器的感测部分。

图18是具有用于飞行器的健康监视系统的壳体的前正视图，该健康监视系统除了别的以外还包括根据本发明的教导的、通过监视冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、温度传感器和电弧传感器的评估单元等监视所选择的透明件的部件(例如，但不限于，飞行器挡风玻璃)的性能的本发明的特征。

具体实施方式

如本文所使用的，诸如“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”、“垂直”等的空间或方向术语涉及本发明，如在图上的图示中所示出的。但是，应当理解的是，本发明可以假设各种替代朝向并且相应地，这些术语不应当被认为是限制。另外，在说明书和权利要求中所使用的所有表示维度、物理特点等的数字应当被理解为在所有情况下都用术语“大约”进行修改。相应地，除非相反地指示，否则在以下说明书和权利要求中阐述的数值可以依赖于本发明期望的和/或寻求获得的属性而变化。最起码，并且并非试图限制等同物的教义对权利要求的范围的应用，每个数值参数应当至少根据所报告的有效数字的位数并通过采用一般的舍入技术来解释。而且，本文所公开的所有范围应当被理解为涵盖纳入其中的任何及所有子范围。例如，“1至10”的所述范围应当被认为包括最小值1和最大值10之间并且包括其的任何和所有子范围；即，所有以最小值1或更大开头并且以最大值10或更小结束的子范围，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，术语“定位在…上方”或“安装在…上方”意味着定位在上面或安装在上方，但不一定表面接触。例如，“安装”或“定位”在另一个制品或制品的部件上方的一个制品或制品的部件分别并不排除制品之间或制品的组件之间的材料的存在。

在讨论本发明的非限制性实施例之前，应当理解的是，本发明就其应用而言不限于在本文所示和讨论的特定非限制性实施例的细节，因为本发明能够具有其它实施例。此外，本文用于讨论本发明的术语是为了描述的目的而不是限制。还有，除非在以下讨论中另外指出，否则相同的编号指代相同的元件。

本发明的非限制性实施例将针对飞行器，例如但不限于图1所示的飞行器10；以及针对飞行器的透明件，例如但不限于具有下面详细讨论的、提供关于透明件的性能的信息并采取适当的动作以避免损坏飞行器和飞行器部件的传感器的飞行器挡风玻璃14。但是，本发明不限于任何特定类型的传感器、飞行器和/或飞行器透明件，并且本发明可以使用测量透明件的性能的任何传感器设计在任何类型的飞行器和/或飞行器透明件上实践。此外，本发明可以在商业和住宅窗户上实践，例如但不限于在美国专利No.5,675,944中公开的类型；用于任何类型的陆地运输工具的窗户；用于任何类型的空中和太空飞船的舱盖、舱窗和挡风玻璃，用于任何水上或水下船只的窗户，以及用于任何类型的容器(例如但不限于冰箱、机柜和/或烤箱门)的观察侧或门的窗户。

挡风玻璃14优选地是具有在下面详细讨论并在美国专利No.8,383,994中讨论的传感器的层压挡风玻璃。图2所示出的是可以在本发明的实践中使用的飞行器挡风玻璃14的横截面的非限制性实施例。挡风玻璃14包括通过第一乙烯基夹层26固定到第二玻璃板24的第一玻璃板22；通过第一聚氨酯夹层30固定到第二乙烯基夹层28的第二玻璃板24，并且通过第二聚氨酯夹层34固定到可加热构件或加热布置32的第二乙烯基夹层28。

在本领域中使用的类型的边缘构件或防潮屏障36(例如但不限于硅橡胶或其它柔性耐久防潮材料)被固定到(1)挡风玻璃14的周边边缘38，即，第一玻璃板和第二玻璃板22、24的周边边缘38；第一乙烯基夹层和第二乙烯基夹层26、28的周边边缘38；第一氨基酯夹层和第二氨基酯夹层30、34和可加热构件32的周边边缘38；(2)挡风玻璃14的内表面42的边际或边际边缘40，即，挡风玻璃14的第一玻璃板22的外表面42的边际40，以及(3)挡风玻璃14的外表面46的边际或边际边缘44，即，可加热构件32的外表面46的边际。

如本领域技术人员所理解的，并且不限制本发明，第一玻璃板和第二玻璃板22、24；第一乙烯基夹层和第二乙烯基夹层26、28以及第一聚氨酯夹层30形成挡风玻璃14的结构部分或内部段，并且挡风玻璃14的外表面42面向飞行器10的内部(参见图1)。第二聚氨酯层34和可加热构件32形成挡风玻璃14的非结构部分或外部段，并且挡风玻璃14的外表面46面向飞行器10的外部。可加热构件32提供热以以下面讨论的方式从挡风玻璃14的外表面46去除雾和/或熔化其上的冰。

如可以理解的，本发明不限制挡风玻璃14的构造，并且本领域中使用的飞行器透明件的任何构造可以在本发明的实践中使用。例如但不限制本发明，挡风玻璃14可以包括其中第二乙烯基夹层28和第一聚氨酯夹层30被省略的构造，和/或玻璃板22和24是塑料板的构造。

通常，挡风玻璃14的玻璃板22和24是透明的化学强化玻璃板；但是，本发明不限于此，并且玻璃板22和24可以是热强化或热回火玻璃板。此外，如本领域技术人员所理解的，本发明不限制构成挡风玻璃14的玻璃板22和24、乙烯基夹层26和28、或聚氨酯夹层30和34的数量，并且挡风玻璃14可以具有任何数量的板材和/或夹层。

本发明不限制可加热构件32的设计和/或构造，并且在本领域中用于加热板材的表面以防止在挡风玻璃的外表面(例如但不限于挡风玻璃14的外表面46)上形成雾、雪和/或冰、以融化挡风玻璃的外表面上的雪和冰、和/或以从挡风玻璃的外表面去除雾、雪和冰的任何导电可加热构件可以在本发明的实践中使用。参考图3，在本发明的一种非限制性实施例中，可加热构件32包括具有应用到第三玻璃板60的表面64的导电涂层62的玻璃板60，以及与导电涂层62电接触的一对间隔开的母线66、68。更具体而言，导电涂层62在母线66、68之间并与之电接触。本发明不限制导电涂层62的组成，并且本领域已知的任何导电涂层都可以在本发明的实践中使用。例如并且不限制本发明，导电涂层62可以由任何合适的透明导电材料制成。可以在本发明的实践中使用的透明导电涂层62的非限制性实施例包括但不限于由PPG Industries公司以注册商标NESA出售的那种类型的热解沉积的氟掺杂的氧化锡膜；由PPG Industries公司以注册商标NESATRON出售的那种类型的磁控溅射沉积的锡掺杂的氧化铟膜；由一个或多个磁控溅射沉积膜构成的涂层，其中膜包括但不限于金属膜，例如金属氧化物膜(例如氧化锌和/或锡酸锌)之间的银，其中每一个可以顺序地通过磁控溅射被应用，例如，但不限于，如在美国专利No.4,610,771；4,806,220和5,821,001中所公开的。美国专利No.4,610,771；4,806,220和5,821,001的公开内容通过引用被结合于此。

本发明不限于使用导电涂层62来加热第三玻璃板60，并且本发明预期使用可以被电加热的任何类型的构件，例如但不限于导电电线。导线(例如，在图2和3中以虚线示出的导线69)可以嵌入在塑料夹层的板材中(例如但不限于，母线66和68之间的第二聚氨酯夹层34)，并且电连接到母线66和68。这种加热布置在本领域中已知为PPG Industries Ohio公司的注册商标AIRCON并且在美国专利No.4,078,107中公开，该专利的全部内容通过引用被结合于此。

本发明不限制母线66和68的设计和/或构造，并且本领域中使用的任何类型的母线都可以在本发明的实践中使用。可以在本发明的实践中使用的母线的示例包括但不限于在美国专利No.3,762,902；4,623,389；和4,902,875中公开的类型，这些专利的全部内容通过引用被结合于此。

继续参考图3，在本发明的一种非限制性实施例中，母线66和68中的每一个分别通过导线70和71连接到智能电力控制器和监视系统72(在下面更详细讨论)，并且控制器和监视系统72通过导线或电缆76和77连接到飞行器电力供给部74。虽然不限制本发明，但是母线66的端部79和母线68的端部80与玻璃板60的相邻侧面82-85间隔开，并且涂层62的侧面86与玻璃板60的侧面82-85间隔开，以防止母线66和68以及涂层62与飞行器10的金属主体覆盖物87的电弧(参见图1)。

在本发明的非限制性实施例中，挡风玻璃14具有一个或多个传感器以监视所选择的挡风玻璃14的部件和/或属性的性能。在本发明的这个方面中，传感器包括但不是限于：冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、导电涂层温度传感器和电弧传感器。

如上所述并且再次重复为了理解本发明的目的，在制品或部件(例如，但不限于挡风玻璃14的可加热构件32)上操作的传感器被认为包括两个子操作系统。为了清楚起见，传感器的一个部件或子操作系统被称为传感器的“感测部分”，并且第二部件或第二子操作系统被称为传感器的“评估单元”。感测部分用作给评估单元的反馈，以触发对飞行器的部件或制品(例如，但不限于，挡风玻璃14的可加热构件32)的控制动作，以通过所提供的到可加热构件32的电流增加或减少可加热构件32的热量，等等。例如，挡风玻璃温度传感器(下面详细讨论)用于监视受处于观察中的制品或部件的改变影响的可加热构件32(例如，但不限于加热挡风玻璃14的可加热构件32)，以从挡风玻璃14的外表面36去除雪、冰和/或雾，并且感测部分向评估单元转发信号(通常为电信号，但不限于此)，以触发对施加到挡风玻璃的可加热构件的热量(电流)的控制动作。

评估单元作用于来自感测部分的信号以测量制品的属性，例如，但不限于作为实际性能和/或潜在的挡风玻璃故障的指示和/或作为用于挡风玻璃制品或部件(例如但不限于挡风玻璃的可加热构件)的预防性维护的指示的可加热构件的温度。在本发明的一个方面中，来自评估单元的信号被转发到电子存储装置(图14中的电存储装置266，在下面更详细讨论)，以编制被监视的制品(例如但不限于飞行器的挡风玻璃)的性能的历史记录。

在本发明的另一个非限制性方面中，传感器被认为是“激活传感器”或“非激活传感器”。“激活传感器”是其中当制品或部件(例如但不限于挡风玻璃的可加热构件)转发指示可加热构件正在可接受限度之外操作的信号时评估单元被触发以采取动作的传感器。动作可以包括但不限于评估单元作用于制品或部件以将制品或部件与电力供给部分离和/或修改到制品或部件的电力输入，以改变被监视的制品或部件的操作性能。作为对本发明的说明而不是限制，电弧传感器监视可加热构件32的性能。当评估单元确定正在发生电弧时，信号被转发到电子存储装置(图14的电存储装置266，下面更详细讨论)和电力供给开关(198，图13)，以电分离可加热构件和电流供给以停止加热挡风玻璃的外表面。“非激活传感器”是其中感测部分向电子存储装置和显示器(图18的壳体400，下面更详细讨论)转发信号(例如，但不限于电信号)，以向负责人员通告所监视的部件正在可接受限度之内或之外操作的传感器。作为对本发明的说明而不是限制，湿度传感器监视在层压挡风玻璃的夹层之间移动的湿气。当来自湿度传感器的评估单元的信号指示非期望水平的湿气时，不采取任何动作。相反，通告负责人员采取动作，其中采取的动作可以包括但不限于安排挡风玻璃进行更换和/或修理。在本发明的另一个非限制性示例中，冲击传感器监视对挡风玻璃的冲击。当来自冲击传感器的评估单元的信号指示非期望水平或次数的冲击时，在飞行器着陆后对挡风玻璃进行检查以确定挡风玻璃是否在结构上可用。

更具体而言，当来自评估单元的信号用于通知需要知道的人(例如但不限于飞行器的操作者)部件正在可接受的限度之外操作，但不用于关闭或限制部件的操作时，传感器充当非激活传感器。当来自评估单元的信号用于关闭或限制部件的操作，并且可选地用于通知需要知道的那些人(例如但不限于飞行器的操作者)部件正在可接受的限度之外操作时，传感器充当激活传感器。

讨论现在针对通常在飞行器的挡风玻璃上找到的所选择的传感器的操作，以便更好地认识和理解(1)感测部分和评估单元；(2)传感器用作“非激活传感器”和/或用作“激活传感器”，以及(3)将评估单元定位在除具有感测部分的部件以外的位置中。下面讨论的传感器包括但不限于冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、电弧传感器和导电涂层温度传感器。关于传感器的讨论在下面讨论的本发明的非限制性方面中给出，并且详细讨论可以在美国专利No.8,155,816和8,383,994以及USPAP的‘531和‘981中找到。如可以理解的，本发明不限于下面讨论的传感器，并且本发明可以利用任何类型的传感器进行实践，例如但不限于，应力传感器、p-静电传感器。

冲击传感器

如可以理解的，本发明不限于冲击传感器的设计或构造，并且本领域中使用的任何冲击传感器可以在本发明的实践中使用。在本发明的一个非限制性方面中，如图4所示的挡风玻璃14的可加热构件32具有四个冲击传感器或检测器89a-89d。四个冲击传感器89a-89d中的每一个分别包括感测部分91a-91d(参见图4)和评估单元93a-93d(参见图5)。冲击传感器89a-89d的感测部分91a-91d分别安装在挡风玻璃14的板材上。在图4中，传感器89a-89d的感测部分91a-91d安装在可加热构件32的板材60的表面64上或上方，更具体而言，但不限制本发明，安装在可加热构件32的导电涂层62上。传感器89a-89d指示一个或多个异物已撞击挡风玻璃14和可加热构件32的外表面46(参见图3)，并且可选地，传感器89a-89d报告外表面46上发生撞击或冲击的位置以及挡风玻璃20的表面46上的冲击的相对能量。

冲击传感器89a-89d中的每一个的感测部分91a-91d包括压电晶体。当压电晶体暴露于振动时，例如，由撞击玻璃板60(参见图1和图2)的外表面46的石头引起的玻璃板60的振动，压电晶体经受压缩或变形，并且因此产生电场，该电场可以用于激活或使得报警器和/或记录器被激活以通知和/或记录撞击或冲击。

继续参考图4和图5，冲击传感器89a-89d的感测部分91a-91d通过连接95a-95d与压电晶体之一电接触。冲击传感器89a-89d中的每一个分别通过导线102a-102d电连接到数据处理装备99和电力供给部74(参见图5)。以这种方式，到冲击传感器89a-89d的电力由电力供给部74提供，并且冲击传感器89a-89d中的每一个的电场的变化由数据处理装备99测量或监视。如可以理解的，本发明不限于其中向冲击传感器89a-89d提供电力的方式，并且在本发明的实践中可以使用任何电路布置。如可以理解的，输入到冲击传感器的电力可以是输入到传感器的评估单元的电力，并且电力供给部可以是交流电或直流电。

在本发明的一个非限制性方面中，数据处理装备99是软件，其分析沿着电线97a-97d和102a-102d转发的信号，以通过来自传感器89a-89d中所选择的传感器或所有传感器的信号的三角测量来确定冲击的位置，以及例如通过电场的大小确定冲击的大小，并存储该信息。用于冲击检测器的使用的电子电路系统(例如压电晶体)在本领域中是众所周知的，例如，参见美国专利No.6,535,128，该专利的全部内容通过引用被结合于此，并且不需要进一步的讨论。

如可以理解的，本发明可以利用多于或少于四个冲击传感器89a-89d进行实践。更具体而言，增加冲击传感器的数量(例如使用5、6、7、10或20个冲击传感器)提高了定位冲击区域和冲击挡风玻璃的力的准确性，并且使用小于4个传感器(例如，1、2、3个传感器)降低了定位冲击区域和冲击挡风玻璃的力的准确性。

以上分别讨论的冲击传感器89a-89d的感测部分91a-91d包括压电晶体(在图4中由数字91a-91d识别)，并且冲击传感器89a-89d的评估单元93a-93d包括数据处理装备99和电连接器，例如，但不限于连接冲击传感器89a-89d的感测部分93a-93d的电气部件的导线。

如可以理解的，压电晶体不由电流供电；但是，注意的是，需要电力来操作评估单元。用于图5所示的冲击传感器89a-89d的评估单元的电力供给部是用于为飞行器10供电的电力供给部74，但是，如可以理解的，冲击传感器的评估单元或性能测量部分可以各自由专用电源供电。

破裂传感器

在以下讨论中，在本发明的实践中使用了在美国专利No.8,383,994中公开的破裂或裂纹检测器或传感器的方面。但是，如可以理解的，本发明不限于此，并且本领域中已知的任何裂纹传感器或检测器都可以在本发明的实践中使用。在美国专利No.8,383,994中公开的类型的破裂传感器的非限制性方面在图6-8中示出并由标号110(图6)和111(图8)指定。破裂传感器110(图6)包括沿着或围绕可加热构件62的板材60(参见图6)和/或挡风玻璃14的板材22、24中的一个(参见图8)的主表面64的基本上整个外周边38(参见图2、6和8)延伸的导电带112。在图6和图7中，导电带112被示为安装在导电涂层62上方或与其表面接触并且在玻璃板60的表面64上方或与其表面接触，围绕母线66和68，并且通过电绝缘层114(例如，聚氨酯层或非导电涂层，参见图7)与导电涂层62和母线68和68电隔离。

如图6所示，导电带112安装在与板材60的侧面82-85间隔开的导电涂层62上方。导电带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之间的距离或间隙足以防止端接表面116和118之间的任何描述性电场通信。如可以理解的，导电带112会降低通过它在其上方沉积的玻璃板的那部分的可见度，并且因此，导电带112的最大宽度取决于所需或指定的通过挡风玻璃14的操作者观察面积。

如可以理解的，导电带112可以被应用到层压挡风玻璃14的板材中的任何一个板材或所有板材的任何表面。更具体而言并且如图8所示，导电带112被固定在与板材22和/或24的外周边38间隔开的板材22和/或24的表面119上，并且端接表面116和118彼此间隔开，如图8所示。

破裂传感器110还包括电源。电源可以是专用于为飞行器10的相关联装备和电子设备提供电力的主电源74或由标号120识别(参见图6)专用于为电气部件(例如但不限于导电带112)供电的专用电源。专用电源120可以是任何常规电源，诸如但不限于电池、发电机等。此外，破裂传感器110包括与导电带112连通以便测量导电带112的电气状况的电测量机构122，诸如欧姆计。使用诸如软件和计算机的控制机构124来控制电源74和/或120以及电测量机构122并且与其通信。该控制机构124可以用于命令电源74和/或120，以向导电带112提供预定的或特别设定的电流，并且在应用之后，控制机构124可以经由电测量机构124收集和/或计算导电带112的电位。

在替代实现中，电源74和/或120向导电带112施加设定电压，如由控制机构124设定或指定的。该设定电压允许电流流过导电带112。电测量机构122通过第一引线126和第二引线128连接到导电带112。第一引线126连接到第一端接表面116，并且第二引线128连接到第二端接表面118。该连接允许当电源74和/或120施加电位时，导电带112充当电路。

电测量机构122读取或测量流过导电带的电流。由于电源74或120沿着引线130将设定电压施加到导电带112，并且电测量机构122正在读取或测量流过导电带112的电流，因此电测量机构122(或控制机构124)能够计算导电带112的电阻值。

当破裂或裂纹发生并在玻璃板22、24和/或60中蔓延时，它将最终到达导电带112。当裂纹开始移动并破坏导电带112的一部分时，由电测量机构122或控制机构124计算出的电阻值开始增加。该电阻值增加指示玻璃板和导电带112中的破裂或裂纹，例如但不限于玻璃板22、24和/或60。当裂纹完全穿过并破坏导电带112时，电阻值达到无穷大并且指示严重的破裂状况。

导电带112可以是由诸如金属、金属氧化物、半金属、合金或其它复合材料的任何合适的导电材料形成的导电涂层材料。导电带112也可以是不透明或透明的。此外，导电带112可以是由陶瓷涂料或导电油墨形成的导电涂层材料。导电材料优选地是当玻璃板断裂或以其它方式改变其电属性时将以允许检测电气变化的方式断裂或分离的材料。可以通过常规的薄膜沉积方法或常规的厚膜沉积方法、常规的附着力制造方法、筛选或其它类似的工艺将导电带112沉积在玻璃板22、24和60中的一个或多个玻璃板的表面上。在一种实施例中，导电带112是导电氧化铟锡涂层。

本发明预期了一种系统，其中评估单元134位于与被监视的制品分离。破裂传感器110和111的感测部分132包括导电带112，并且破裂传感器110和111的评估单元134包括电测量机构122和控制机构124。感测部分可以通过在多于一个板材上应用导电带112(例如但不限制本发明，在玻璃板22、24和60的表面上应用导电带112)来实现。如可以理解的，当导电带112放置在多于一个板材上时，导电带112中的每一个具有其自己的电源120，或者提供一个电源74并且将其电连接到导电带112中的两个或更多个，并且为每个导电带112提供变阻器，用于以以上讨论的方式控制到导电带112中的每一个的电压。在本发明的替代实施例中，破裂传感器的感测部分可以是与被监视的挡风玻璃分离安装的光学测量系统，其中评估单元与挡风玻璃分离安装，但是电连接到感测部分。

湿度传感器

如以上所讨论的并且如图2所示，挡风玻璃或透明件14具有在舱外的湿气密封件或屏障36，以防止湿气进入玻璃板22、24和60之间，以及挡风玻璃14的塑料夹层或板材26、28、30和34。更具体而言，当湿气密封件或屏障36失效时，例如，由于风和雨引起的侵蚀而导致的裂缝或脱胶，湿气进入挡风玻璃14的板材和/或夹层之间。当湿气在板材和/或夹层之间移动时，挡风玻璃14会脱层和/或可加热构件32会被损坏并失效，从而结束挡风玻璃的服务寿命。当挡风玻璃14发生脱层时，进入板材和/或夹层之间的湿气的速率和量增加，从而加速了挡风玻璃14的劣化。

按需参考图9，可加热构件32具有分别定位在板材60的导电涂层62相邻侧82-85上的湿气传感器150-153。如图10中清楚所示，在本发明的一种非限制性实施例中，传感器150-153中的每一个包括沉积在导电涂层62上的湿敏材料的层155(下文也称为“湿敏层”)，以及沉积在湿敏层155上或上方的导电层156。如图11所示的传感器150-153中的每一个的导电层156中的每一层分别通过导线160a-160d连接到电源158的正极157。可选地，导线160a-160d通过变阻器或可变变压器161单独连接到电源158的正极157，以调节输入到传感器150-153的导电层156中的每一层的功率。

本发明不限制湿敏层155的材料，并且在本发明的实践中可以使用任何湿敏材料，例如，但不限于，二氧化钛，和/或在美国专利No.4,621,249和4,793,175中公开的材料，该专利的全部内容通过引用被结合于此。此外，本发明不限制在湿敏层155上或上方的导电层156的材料，并且可以使用任何导电材料，例如，但不限于，铝、铜、金和银。在本发明的一个非限制性方面中，湿敏层155包括溅射的二氧化钛膜，并且导电层156包括溅射的金。

随着湿敏层155吸收水分，湿敏层155的阻抗改变。如可以理解的，可以以任何常规方式测量和/或监视湿敏层155的阻抗。在本发明的一个非限制性方面，导线162a-162d分别将电源158的负极(-)159和传感器150-153的导电层156的端部互连。每对导线160a和162a、160b和162b、160c和162c、160d和162d之间的电压差通过比较器170进行测量和/或监视(参见图12)。参考图11和图12，传感器150-153中的每一个的导线160a-160d连接到比较器170。比较器170监视湿度传感器150-153中的每一个的湿敏层155的阻抗。当阻抗变化超过预定量时，信号沿导线172被转发到下面讨论的报警器和/或监视器。

在图9-12所示的本发明的非限制性方面中，电源158的正极(+)157(参见图11)分别通过导线160a-160d连接到湿度传感器150-153中的每一个的导电层156，并且电源158的负极(-)159分别通过导线162a-162d连接到传感器150-153中的每一个的导电层156(参见图9)。

利用以上讨论的布置，湿度传感器150-153的感测部分包括湿敏层155和导电层156，并且湿度传感器150-153的评估单元包括变压器161(参见图11)和比较器170(图12)。比较器170沿导线172的输出提供关于挡风玻璃14的防潮屏障36的性能的信息。在本发明的另一种非限制性实施例中，评估单元可以包括基于频率的阻抗传感器和监视传感器的阻抗的软件。再次，本发明是其中当湿度传感器的感测部分包括在挡风玻璃内时，评估单元可以与挡风玻璃分开放置并且电监视湿度传感器的状态的系统。在本发明的另一种非限制性实施例中，湿度传感器的感测部分可以是遥控的非接触设备(诸如使用红外传输的设备)，其也可以与挡风玻璃在物理上分开安装，同时仍然被电连接到与挡风玻璃分离的评估单元。

如现在可以理解的，以上讨论的冲击传感器、破裂传感器和水分传感器被设计成操作为非激活传感器(如上所讨论的)，因为它们测量制品的性能以确定制品是否正在可接受的限度内并且当制品正在可接受的限度之外执行时，不会自动采取动作来改变制品的性能。

电弧传感器和导电涂层温度传感器

现在讨论针对监视可加热构件32的性能并且当可加热构件正在可接受的限度之外操作时采取校正动作的电弧传感器和导电涂层温度传感器。更具体而言，电弧传感器72监视可加热构件32的性能，以确定是否存在与可加热构件32的操作相关联的主电弧和次电弧的事件。导电涂层温度传感器190监视可加热构件的温度并且当可加热构件32的温度超过给定温度时，开关被激活以将可加热构件与其电源断开。因为用于电弧传感器的电路和用于涂层温度传感器的电路通常如下所述彼此结合操作，因此电弧传感器72和温度传感器190被一起考虑，但是，如可以理解的，本发明预期电弧传感器和导电涂层温度传感器具有彼此独立的电路。

在本发明的优选实施例中，电弧检测系统与挡风玻璃分离并且被包括在另一个航空电子单元(诸如加热器控制器)内。在这种情况下，感测部分和评估单元两者都被包括在加热器控制器内，在本发明的另一种非限制性实施例中，评估单元被包括在加热器控制器内，但是感测部分是分离的，被包括在挡风玻璃本身内或在挡风玻璃和加热器控制器之间沿着电连接的任何地方，但是仍然电连接到评估单元。

按需参考图3和图13，温度传感器190包括安装在导电涂层62上以感测可加热构件32的导电涂层62的温度的热敏电阻188，并且以下面讨论的方式由导线或电缆192连接到智能电力控制器和监视系统或电弧传感器72。本发明不限制于温度传感器188，并且在本发明的实践中可以使用本领域中使用的任何类型。此外，本发明不限制安装在涂层62上的温度传感器188的数量，并且可以在涂层62上安装任何数量的传感器(例如，一个、两个或三个传感器)以感测涂层62的不同区域的温度。

应当注意的是，图3示出了用于三个温度传感器188的三根导线192，而在图13中，这三个温度传感器和三根导线192被捆扎并示为一个传感器188和一根电线192，以便清楚和容易地跟随导线192的路径。

参考图13，在本发明的一个非限制性方面中，飞行器电力供给部74沿着导线76和77向智能电力控制器和监视系统或电弧传感器72的窗户热控制器197提供交流电流。如本领域技术人员可以理解的，本发明不限制电力供给部74，并且电力供给部74可以是如图13所示的交流电供给，或者是如本领域已知的并在图5中示出的直流电供给。电力供给部74的导线76连接到窗户热控制器197的开关198的一个极，并且开关198的另一个极通过导线或电缆202连接到本发明的电弧监视和检测系统200的电流转换器199。开关198通常处于闭合位置，并且通过沿着导线或电缆204从用于窗户热控制器197的热控制器206的控制逻辑转发的信号从闭合位置移动到断开位置，反之亦然。电流转换器199通过导线70连接到可加热构件32的母线66。可加热构件32的母线68通过导线71和77连接到电力供给部74。

在本发明的一个非限制性方面中，智能电力控制器和监视系统或电弧传感器72的部件安装在法拉第(Faraday)箱209中，并且法拉第箱209通过导线或电缆211(参见图13)连接到地，例如，飞行器10的主体87(参见图1)，以阻止外部静电场。

继续参考图13，温度传感器188通过导线192连接到电子开关210的一个连接器，并且开关210的第二连接器通过导线212连接到窗户热控制器197的控制逻辑206。开关210通常处于闭合位置，并且通过沿着导线或电缆214从电弧监视和检测系统200的信号过滤和修改系统216转发到开关210的信号，从闭合位置移动到断开位置以及从断开位置移动到闭合位置。

当检测到以下状况中的任何一种时，电弧传感器72的评估单元216向开关210提供信号，用于将加热布置32和电力供给部74彼此电断开：(a)可加热构件32的温度大于预定温度，或(b)主电弧。

现在考虑状况(a)可加热构件32的温度大于预定温度。参考图13，热控制器197的开关198和开关210各自处于闭合位置，以加热可加热构件32以从挡风玻璃14的外表面46去除雾、雪和/或冰雪(参见图2)。可加热构件32的温度由温度传感器188感测，并且温度传感器188的信号由窗户热控制器197的评估单元206监视。当可加热构件32的温度超过给定温度(例如，但不限制讨论，由于电弧或涂层62的电阻的增加)时，热控制器206沿着电缆204将信号转发到开关198以断开开关198以将电力供给部74和可加热构件32彼此电断开。本发明不限于可加热构件32超过预定温度的原因，并且在本发明的实践中包括导致超过预定温度的任何类型的可加热构件32的缺陷。

现在讨论针对电弧传感器72的信号监视和检测系统200的非限制性方面。电弧监视和检测系统200被设计成检测并对电弧起作用，即状况(b)。状况(b)被称为“主电弧”，并且被定义为超过第一预定水平的电压/电流的测得电压/电流。第一预定水平的值不限制本发明，并且该值被选择使得电弧用肉眼可见和/或基于先前经验可能损坏窗户14。在本发明的一种非限制性实施例中，第一预定水平的电压/电流是基于窗户的模型和加热窗户以除去雾、雪和冰并且防止在窗户14的外表面43上形成雾、雪和冰所需的电流。

现在考虑当温度没有超过预定温度的情况下存在主电弧时的情况。电弧监视和检测系统200检测主电弧并将信号转发到信号修改系统216。信号修改系统216沿着电线214转发信号以断开开关210。用于热控制器206的控制逻辑确定开关210处于断开位置，并且沿着电缆204发送信号以断开开关198以使电力供给部74和可加热构件32彼此电断开。如本领域技术人员可以理解的，当存在主电弧并且可加热构件32的温度超过预定温度时，开关210和/或开关198被断开。

另一种类型的电弧在本领域中被称为“微电弧”，并且在USPAP的‘531和‘981中进行了讨论。

现在讨论针对电弧监视和检测系统200的非限制性方面。电弧监视和检测系统200被设计成除了别的以外还检测主电弧，并且采取动作来防止或限制对可加热构件32和/或窗户14的损害。开关198和开关210(参见图13)是响应于转发到开关的信号而断开和闭合的类型。在本发明的实践中，开关198是电子固态开关。用于窗户热控制器197的热控制器206的控制逻辑是将来自温度传感器188的电信号(例如，以mV为单位)与设定电压范围进行比较的类型的比较器，并且当信号在该范围之外时，热控制器206的控制逻辑转发信号以断开开关198，并且当信号在该范围之内时，用于热控制器206的控制逻辑沿着导线204发送信号以闭合开关198。

参考图14，现在讨论针对检测主电弧以及可选的微电弧，并且采取动作以防止或最小化对可加热构件32和/或窗户14的损害(参见图2和图3)的电弧检测和监视系统或电弧传感器200。按需如图13和图14所示，电流转换器199连接到导线202和70，并且转换器199的输出通过导线250传递到过滤器248上。本发明不限制在本发明的实践中使用的转换器199的类型。在本发明的优选实践中，电流转换器199是将电流降低到较低水平以便于过滤沿着导线202和70移动的电流的类型。更具体而言，电流转换器199产生与通过导线202/70传递到可加热构件32的电流精确地成比例的减少的电流。例如，在本发明的一种非限制性实施例中，通过可加热构件32的电流为18.5安培，并且电流转换器199的输出为1.85安培。

继续参考图14，信号过滤和修改系统216的信号过滤器248是高通过滤器，以有效地消除沿着导线250传递的信号的电噪声和磁噪声。信号过滤器248的过滤水平是基于电气系统的噪声谱分析，即，从电力供给部74传递到可加热构件32的电流。过滤器248还由于消除高频分量降低了线路信号的量级，例如但不限制本发明，降低了2级。

来自信号过滤器248的信号被传递到二级过滤器254上。第一级过滤器254A包括过滤掉具有高于第一预定水平的电压/电流水平的信号的比较器，例如，指示主电弧的150mV。当第一级过滤器254A的信号超过第一预定水平时，信号超过该第一预定水平的时间被254B计数。一旦在254B中计数的时间超过某个预定量，信号就沿着电线256发送到已经检测到主电弧的信号开关257，并且信号开关257沿着导线214发送信号以断开开关210，这使得用于热控制器206的控制逻辑开关210断开开关198(参见图13)以防止电流从电力供给部74移动到可加热构件32，如以上所讨论的。

继续参考图14，信号过滤器248和双过滤器254各自分别通过导线258和260连接到微型计算机264。可选地，微型计算机264通过导线或电缆268连接到飞行器的电子存储装置266。微型计算机264设置用于过滤器248的水平(例如，第二预定水平)，以过滤来自电流转换器199的信号中的噪声，设置用于过滤器254A的水平(例如，第一预定水平)，以识别主电弧。电子存储装置266维持过滤器248和两级过滤器254的活动的历史记录，以提供用于设置指示微电弧的预定第一水平、指示来自转换器199的信号中的噪声水平的第二预定水平、以及指示由于微电弧引起的潜在问题的微电弧计数和时间段的数据。

利用以上讨论的布置，涂层温度传感器190的感测部分是热敏电阻270，但是本发明不限制温度感测技术的类型，并且可以是红外监视、热电偶等。如可以理解的，本发明可以用多于或少于四个温度传感器感测部分190来实践。更具体而言，增加温度传感器感测部分的数量(例如，使用5、6、7、10或20个温度传感器感测部分)提高了监视分布式温度的准确性，并且使用小于4个传感器(例如，1、2、3个传感器)降低了监视分布式温度的准确性。为了清楚起见，涂层温度传感器190的感测部分由标号267识别。涂层温度传感器190的评估单元是热控制器197和开关210。为了清楚起见，涂层温度传感器190的评估单元由标号270识别。

电弧传感器72的感测部分是电流变送器199。电弧传感器72的评估单元是在图14中由标号200指示的电路。

从涂层温度传感器和电弧传感器的以上讨论和布置中可以理解，涂层温度传感器190和电弧传感器通常被认为是激活传感器(如以上所讨论的)，因为它们是性能监视和采取动作的传感器。更具体而言，当可加热构件32的导电涂层62超过期望温度时，开关210自动行动，以布置电力之间断开，例如，电源74和可加热构件32，并且当电弧监视和检测系统200确定存在过度电弧时，电弧监视和检测系统作用于窗户热控制器197，以布置电力之间断开，例如，电源74和可加热构件32。

如现在可以理解的，本发明不限于以上讨论的冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、电弧传感器和导电涂层温度传感器，并且针对任何类型的传感器，例如还包括，但不限于静态传感器、振动传感器和传动传感器。此外，但不限制本发明，传感器的评估单元是电子器件，并且可以被归类为作用于来自传感器的感测部分的信号以确定被监视部件(例如但不限于挡风玻璃14)的操作性能的传感器的部分。感测部分是测量部件(例如，但不限于挡风玻璃14)的属性的传感器的部分，并且由传感器的评估单元监视以对感测部分做出改变。仍然还有，本发明预期了活动的计算机存储器来存储来自窗户传感器系统的实时的和历史的信息，例如但不限于图14所示的电子存储装置266。如电子存储装置领域的技术人员可以理解的，电子存储装置266可以包括但不限于可以支持多输入和多输出传感器系统的电子电路结构；可以被编程以基于数学模型框架执行智能解决方案的嵌入式微型计算机和/或将窗户状态/状况电子地传送到飞行器中心诊断计算机系统的通信能力。

将传感器安装到挡风玻璃的现行实践

当前讨论的感兴趣主题是将感测部分和传感器的评估单元定位在飞行器窗户上的现行实践。在以下讨论中，传感器正在监视飞行器挡风玻璃。但是，本发明不限于此，并且本发明可以在任何类型的车窗上实践。

操作传感器的电源通常不安装在挡风玻璃上，而是安装在飞行器上并以任何方便的方式连接到安装在挡风玻璃上的传感器。如可以理解的，以小尺寸电池形式的电源(例如，D型、C型、双A型、三A型和/或盘式电池)可以安装在挡风玻璃上。在以下本发明的非限制性方面的讨论中，电力供给部由安装在飞行器上并以任何方便的方式连接到挡风玻璃的电源提供，例如电源74。

图15示出的是当前可用的挡风玻璃的一部分的平面图，其仅示出玻璃板60、导电涂层62、母线66和68(参见图2)，以及冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、电弧传感器和导电涂层温度传感器的感测触件。图16是图15的挡风玻璃的视图，其示出了安装在挡风玻璃14的玻璃板22(参见图2)的面向飞行器10的内部的的表面42上的冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、电弧传感器和导电涂层温度传感器的评估单元(参见图1)。继续参考图15，其中示出了连接到导线或电导体95a-95d的冲击传感器89a-89d(参见图4和图5)的压电晶体91a-91d。破裂传感器110(参见图6和8)的导电带112分别具有连接到第一和第二端接表面116和118的引线或电导体126和128，并且引线130提供与电力系统74或120(参见图6)的触件，如以上所讨论的。湿度传感器150-153的导电层156具有到四个导电层156中的每一个的一端的导线或电导体160a-160d以及连接到四个导电层156(参见图9-11)的相对端的导线或电导体162a-162d，如以上所讨论的。如图15和图16所示，三个导电涂层温度传感器188安装在导电涂层62上(也参见图13和图14)以测量导电涂层62的温度。

参考图16，安装，优选地固定安装在挡风玻璃14的内表面42上(如安装在飞行器主体87上(参见图1))的是电连接器280和282，以提供对所选择的传感器的外部电接入和/或提供电力输入以操作评估单元和/或感测部分。连接器280具有由标号284指定的冲击传感器89a-89d的评估单元；由标号286指定的破裂传感器110和/或111的评估单元以及由标号288指定的湿度传感器150-153的评估单元的集成电路或电子芯片。如可以理解的，本发明不限制上述传感器的数量或类型。

电子芯片284、286和288连接到连接器280的连接区域290。连接器280的连接区域290用作与电力供给部的连接，例如但不限于将电流供给74与冲击传感器、破裂传感器和湿度传感器互连以向冲击传感器、破裂传感器和湿度传感器的评估单元供电的导线302。导线304是用于传递电信号以改变所讨论的冲击传感器、破裂传感器和湿度传感器的感测部分和/或评估单元的设置的连接，并且作为通道，例如，但不限于沿着导线304到电子存储单元266的通道(参见图14和图16)以收集和在电子存储单元266中存储由冲击传感器、破裂传感器和湿度传感器提供的数据。

继续参考图16，固定地安装在挡风玻璃14的内表面42上的连接器282具有涂层温度传感器190的评估单元270的芯片292、电弧传感器72的评估单元的芯片294和连接区域296。在本发明的另一种非限制性实施例中，所有感测部分由单个评估单元监视和评估。导线312将连接器282连接到电力供给部，例如，电流供给74，并且将电弧传感器72和涂层温度传感器190连接到电流供给，以向电弧传感器72和涂层温度传感器190的评估单元274供电。连接器282的导线304是用于传递电信号以改变电弧传感器和涂层温度传感器的感测部分272和/或评估单元的设置的连接，并且作为通道，例如，但不限于沿着导线304到电子存储单元266的通道(参见图14和图16)以收集和存储由电弧传感器和涂层温度传感器生成的数据。

本发明不限制芯片或集成电路，并且本领域中已知的任何芯片和集成电路技术都可以被使用以向电子芯片或集成电路提供冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、电弧传感器和涂层温度传感器的评估单元。此外，将冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、电弧传感器和温度传感器的评估单元转换为电子芯片在本领域中是众所周知的，并且不需要进一步的讨论。

温度传感器188的电缆192(在图13中被示为捆扎)连接到电子芯片292。电子芯片292包括开关210(参见图13)和测量涂层62的温度并作用于开关210的电子电路，如以上所讨论的。芯片294包括电弧传感器的评估单元，并且连接到开关210以断开和闭合开关210，如以上所讨论的。

电子芯片292和294连接到连接器282的连接区域296。连接区域296提供与电力供给部的连接，例如，但不限制本发明，导线312将电流供给74与温度传感器和电弧传感器互连，以向温度传感器和电弧传感器的评估单元和感测部分供电。

如现在可以理解的，目前的做法是将传感器的感测部分和评估单元安装在相同的窗户上，例如，相同的挡风玻璃上。

本发明的非限制性方面

在本发明的非限制性方面中，提供了各自具有感测部分和评估单元的传感器(参见以上讨论)。传感器的感测部分安装在车窗的构造中，例如，如以上讨论的飞行器挡风玻璃，并且传感器的评估单元没有安装在具有传感器的感测部分的飞行器挡风玻璃上，而是安装在其它地方，例如，但不限制本发明，安装在在飞行器中安装的用于存储电路板的机柜中和/或安装在飞行器的主体上和/或安装在飞行器外部的地理区域中。本发明还预期将电弧传感器的评估单元安装在飞行器外部并且在传感器的感测部分和评估单元之间具有无线通信。作为说明而不是限制本发明，电弧传感器的评估单元可以维持在指定地理区域中的中央控制区域中，并且与电弧传感器的感测部分的通信可以是通过无线通信，例如，如在美国专利No.8,383,994中所公开的，该专利的全部内容通过引用被结合于此。无线通信在本领域中是众所周知的，并且不需要进一步的讨论。

图17中示出的是由标号320识别的本发明的挡风玻璃的非限制方面。除了冲击传感器89a-89d分别的评估单元93a-93d；破裂传感器110(图6)和/或111(图8)的评估单元122、湿度传感器150-153的评估单元170；涂层温度传感器190的评估单元270和电弧传感器72的评估单元274没有安装在挡风玻璃上；它们被安装在图17所示并且位于飞行器10上的机柜330中之外，挡风玻璃320类似于图16所示的挡风玻璃。虽然不限制本发明，但是在本发明的一个非限制性方面中，评估单元安装在具有窗户热控制器197和电子存储装置266的机柜330中。电力供给部74通过导线76和77以上述方式连接到机柜330中的评估单元93a-93d、122、170、270和2274，连接到热控制器197，以及连接到电子存储装置266。在本发明的另一个非限制性方面中，评估单元和电子存储装置安装在窗户加热器控制器自身内。

在本发明的另一个非限制性方面中，用于电弧传感器的评估单元和涂层传感器的评估单元的电路可以共享如图13和图14所示的电部件。此外，用于电弧传感器的评估单元、涂层传感器的评估单元和热控制器197的电路可以共享如图13和图14所示的电部件。

参考图16，在图16中示出具有评估单元的连接器280和282在图17中由不具有传感器的评估单元的一个或多个连接区域替换。更具体而言，在本发明的一个非限制性方面中，冲击传感器89a-89d的评估单元93a-93d连接到导线350；破裂传感器122的评估单元170连接到导线352，并且湿度传感器150-153的评估单元170连接到导线354，并且导线350、352和354被捆扎(由标号356识别)，并且捆扎的导线356电连接到连接器362的连接区域360。涂层温度传感器190的评估单元270连接到导线362，并且电弧传感器72的评估单元274连接到导线364，并且导线362和364被捆扎(由标号366识别)，并且捆扎的导线366电连接到连接器372的连接区域370。

电子存储装置266电连接到机柜330内的评估单元。导线376和378通过导线76和77在机柜330内连接到电力供给部74，并且在相对端连接到连接器372的连接区域370。挡风玻璃320的内部导线(未示出)将连接区域370中的导线376和378连接到连接到母线66和68的导线79和80。如可以理解的，本发明不限制其中导线分别连接到连接器362和372的连接区域360和370的方式，并且任何类型的连接可以用于固定连接，例如但不限制本发明，连接可以是具有孔和卡销插入件的连接。

如现在可以理解的，评估单元从挡风玻璃14被移除到在本发明的一个方面中具有窗户热控制器197和电子存储装置266的机柜330。本发明还预期了一个或多个传感器的评估单元(例如，如图16所示安装在挡风玻璃的内表面上的连接器中的评估单元93a-93d、122和170)的定位，以及评估单元270和274在机柜330中的定位。

参考图18，在本发明的另一个非限制性方面中，评估单元安装在在飞行器内部安装的壳体400中。还安装在壳体400中的是具有飞行器10的健康监视系统的计算机402。壳体400还可以包括扬声器和/或报警器408，以提供关于被监视的飞行器部件的性能的可听信息。

在本发明的另一个非限制性的方面中，当感测部分不需要测量元件时，传感器的感测部分和评估单元两者都可以安装在壳体400中。作为非限制性示例，电流变送器199(图14)可以安装在挡风玻璃电力线上的任何地方，例如但不限于在挡风玻璃加热器控制器197内的位置处分别连接到母线66或母线68的电力线70、76或71、77。在这种情况下，挡风玻璃可以没有传感器的测量元件或没有嵌入的感测部分，但是仍然通过使用加热器控制器内的评估单元和电弧传感器感测部分来获得活动的传感器响应。

更具体而言，电弧传感器的感测部分监视通过电力线70、76或71、77以及母线66和68移动的电流，并将信号转发到电弧传感器的评估单元，以确定是否存在电弧。其它传感器(破裂传感器、冲击传感器、湿度传感器和温度传感器)的感测部分包括使用一个或多个测量元件。例如但不限制讨论，破裂传感器的感测部分在可加热构件32上具有导电带112(参见图6)。导电带112将信号转发到破裂传感器的评估单元以监视挡风玻璃的性能。利用以上布置，可以理解，电弧传感器的感测部分仅需要到电力线或母线的电连接以监视可加热构件32的性能，并且因此电连接可以被制成可加热构件的电路，其包括但不限于到加热器控制器197的电连接。

如现在可以理解的，传感器的评估单元可以包含在一个电路中，例如但不限制本发明，包含在一个电路板中，或者可以在两个或更多个电路板上。作为说明而不是限制本发明，电弧传感器72的热控制器197(图13)和评估单元274可以在一个电路板上(参见图17)，并且电弧传感器的评估单元的其余部件可以在另一个电路板上，如图17所示。

此外，本发明不限于仅出于说明目的而给出的以上给出和讨论的本发明的方面，并且本发明的范围仅由以下权利要求和添加到本申请、具有与本申请直接或间接联系的任何附加权利要求的范围限制。

Claims (18)

1.一种用于监视运输工具的挡风玻璃或运输工具的挡风玻璃的部件的性能的系统，所述系统包括：

挡风玻璃，包括加热布置，以从挡风玻璃去除雾、冰和/或雪，所述加热布置包括一对间隔开的母线和可加热构件，所述可加热构件覆盖挡风玻璃在间隔开的母线之间延伸并与所述间隔开的母线电接触的至少一部分；

温度传感器，包括感测部分和评估单元，其中感测部分与挡风玻璃物理接触并能够测量挡风玻璃的温度，并且生成表示挡风玻璃的温度的信号，并且其中评估单元作用于来自感测部分的信号以确定挡风玻璃的温度；

热控制器，经由至少一个电力线与挡风玻璃电接触，并与温度传感器电接触；和

电弧传感器，包括电弧检测感测部分和电弧检测评估单元，电弧检测感测部分被配置为检测通过至少一个电力线从挡风玻璃到热控制器传递的电信号的电压或电流，并且电弧检测评估单元被配置为基于由温度传感器的感测部分生成的信号或者由电弧检测感测部分检测的电压或电流，将挡风玻璃的加热布置与电源断开，

其中温度传感器的评估单元和电弧检测评估单元安装在热控制器内，并且

其中热控制器、温度传感器的评估单元和电弧检测评估单元与挡风玻璃间隔开，并且不与挡风玻璃物理接触。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述温度传感器的评估单元包括被配置为作用于来自温度传感器的感测部分的信号的电路，以确定由运输工具的操作和/或存储装置产生的挡风玻璃的温度，并且所述温度传感器的评估单元提供表示挡风玻璃的温度的第二信号，其中所述温度传感器的评估单元的电路定位成与挡风玻璃间隔开并且不与挡风玻璃接触来接收来自温度传感器的感测部分的信号并作用于该信号，以确定挡风玻璃的温度。

3.如权利要求2所述的系统，还包括以下中的一个或更多个：冲击传感器、破裂传感器、湿度传感器、应力传感器和静态传感器。

4.如权利要求2所述的系统，其中指定为面向运输工具内部的挡风玻璃的表面具有电连接器，电连接器将作为挡风玻璃的组成部分的温度传感器的感测部分与温度传感器的评估单元互连，以将信号从感测部分传递到温度传感器的评估单元。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述运输工具是飞行器，并且被监视的挡风玻璃的部件选自玻璃板、塑料板、防潮屏障、电导线、可加热构件及其组合的组，并且第二信号被转发到电子存储装置以及被转发到报警系统，其中当第二信号指示挡风玻璃或挡风玻璃的部件正在可接受的限度之外操作时，报警系统被激活。

6.如权利要求2所述的系统，还包括：

电连接器，安装在与挡风玻璃的外表面相对的挡风玻璃的表面上，

其中温度传感器的感测部分可操作地连接到可加热构件以生成信号并将信号转发到电连接器。

7.如权利要求6所述的系统，还包括以下中的一个或更多个：冲击传感器、破裂传感器、和湿度传感器。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述电弧传感器的电弧检测评估单元包括在所述电源和所述母线之一之间的开关，并且其中当电弧传感器的电弧检测评估单元指示可加热构件正在可接受的范围之外操作时，电弧检测评估单元生成的信号操作所述开关以将可加热构件与电力断开。

9.如权利要求1所述的系统，其中监视和/或控制可加热构件的性能的电气系统包括：

第一开关，将电源电连接到可加热构件的所述母线之一，其中处于闭合位置的第一开关提供从电源通过第一开关到可加热构件的连续电路径，并且处于断开位置的第一开关将电源与可加热构件电分离，以停用可加热构件，其中所述热控制器包括电连接到温度传感器并作用于第一开关以当温度传感器的温度超过预定温度时断开第一开关的控制逻辑；和

第二开关，将温度传感器电连接到控制逻辑，其中处于闭合位置的第二开关将温度传感器和控制逻辑电互连，并且处于断开位置的第二开关断开控制逻辑和温度传感器，其中第二开关通过由电弧传感器的电弧检测评估单元生成的指示由电弧检测评估单元测得的电压和/或电流超过预定水平的第二信号从闭合位置移动到断开位置，

其中，在第一开关和第二开关处于闭合位置的情况下，提供了从电源通过第一开关，通过可加热构件到电源的第一电路径，并且提供了从温度传感器通过第二开关到控制逻辑的第二电路径，

其中当由温度传感器测得的可加热构件的温度等于和/或超过预定温度时，控制逻辑断开第一开关，并且

其中当由电弧检测感测部分测得的电压和/或电流超过预定水平时，电弧检测评估单元发送信号以断开第二开关，并且控制逻辑响应于第二开关的断开而断开第一开关。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述温度传感器的评估单元电连接到连接到可加热构件的涂层的热敏电阻，并且所述电弧传感器的电弧检测评估单元和温度传感器的评估单元连接到开关，位于电源和所述开关之间，并且其中当可加热构件正在由温度传感器和电弧传感器设定的可接受限度之外执行时开关被断开。

11.如权利要求10所述的系统，其中当所述可加热构件正在由所述温度传感器和所述电弧传感器设定的可接受限度之外执行时，所述电弧传感器的电弧检测评估单元和所述温度传感器的评估单元激活报警系统。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述热控制器被配置为当所述可加热构件正在可接受限度之外执行时阻止电能移动通过所述可加热构件，并且温度传感器的评估单元和电弧传感器的电弧检测评估单元连接到电子存储装置以提供所述可加热构件的性能历史记录。

13.如权利要求12所述的系统，还包括以下中的一个或更多个：冲击传感器、破裂传感器、和湿度传感器。

14.如权利要求1所述的系统，其中所述挡风玻璃包括温度传感器的感测部分，并且温度传感器的感测部分和温度传感器的评估单元各自包括信号发射器和信号接收器，并且温度传感器的感测部分和评估单元之间的通信通过向彼此传送信号来进行。

15.一种飞行器挡风玻璃，包括：

加热布置，以从挡风玻璃去除雾、冰和/或雪，所述加热布置包括一对间隔开的母线和可加热构件，所述可加热构件覆盖挡风玻璃在间隔开的母线之间延伸并与所述间隔开的母线电接触的至少一部分；

温度传感器，包括监视挡风玻璃的部件的温度的感测部分和评估单元，其中感测部分与挡风玻璃的部件物理接触，并且生成表示挡风玻璃的温度的信号，并且信号通过温度传感器的评估单元起作用，以确定挡风玻璃的部件的性能，并且其中评估单元与感测部分电接触；

热控制器，经由至少一个电力线与挡风玻璃电接触，并与温度传感器电接触；和

电弧传感器，包括电弧检测感测部分和电弧检测评估单元，电弧检测感测部分被配置为检测通过至少一个电力线从挡风玻璃到热控制器传递的电信号的电压或电流，并且电弧检测评估单元被配置为基于由温度传感器的感测部分生成的信号或者由电弧检测感测部分检测的电压或电流，将挡风玻璃的加热布置与电源断开，

其中温度传感器的评估单元和电弧检测评估单元安装在热控制器内，并且

其中温度传感器的评估单元、电弧检测评估单元和热控制器与挡风玻璃间隔开，并且不与挡风玻璃物理接触而与温度传感器的感测部分电接触。

16.一种用于运输工具的透明件系统，包括：

包含可加热构件的透明件，所述可加热构件包括电可加热膜、在所述电可加热膜上的一对间隔开的母线以及将母线连接到开关和电力的导线，其中当所述开关处于闭合位置时，电流移动通过母线以加热膜，并且当所述开关中的至少一些处于断开位置时，没有电流移动通过母线；

电导线，连接到电可加热膜并延伸出所述透明件以提供对电可加热膜的外部电接入；

温度传感器，包括与透明件物理连接的感测部分和评估单元，电连接到所述电导线的端部；

通过电导线与透明件电连接的热控制器；和

电弧传感器，包括电弧检测感测部分和电弧检测评估单元，电弧检测感测部分被配置为检测通过至少一个电力线从挡风玻璃到热控制器传递的电信号的电压或电流，并且电弧检测评估单元被配置为当检测到高于一电平的电弧时将所述开关中的至少一些移动到断开位置，并且当没有检测到电弧时，将所述开关设置在闭合位置，

其中温度传感器的评估单元和电弧检测评估单元安装在热控制器内，并且

其中温度传感器的评估单元、电弧检测评估单元和热控制器与透明件间隔开，并且不与透明件物理接触而与温度传感器的感测部分电接触。

17.如权利要求16所述的透明件系统，其中所述开关至少之一安装在热控制器内。

18.如权利要求17所述的透明件系统，其中所述透明件是飞行器挡风玻璃。

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