CN111836744B - 用于传感器的冷凝物减少系统 - Google Patents

Abstract

本技术涉及用于传感器的冷凝物减少系统。该系统可以包括：传感器盖715，其中传感器盖配置为容纳一个或更多个传感器部件；柔性的外部腔室711；以及导管760A、760B。外部腔室711可以经由导管760A、760B可连通地联接到传感器盖的内部，该导管760A、760B配置为使得在传感器盖715内的气体的压力增大期间，气体经由导管760A、760B流动到外部腔室711，并且在传感器盖内的气体的压力减小期间，气体经由导管760A、760B从外部腔室711流动到传感器盖715。

Description

用于传感器的冷凝物减少系统

相关申请的交叉引用

本申请是2018年3月15日提交的美国专利申请第15/922,483号的继续申请，该美国专利申请的公开内容通过引用结合在此。

技术领域

本公开涉及用于传感器的冷凝物减少系统。

背景技术

各种类型的运载工具，诸如汽车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升机、割草机、休闲车、游乐园车、农用设备、建筑设备、电车、高尔夫球车、火车、手推车等，可以配备有各种类型的传感器，以便检测运载工具的环境中的物体。例如，诸如自主运载工具的运载工具可以包括扫描并记录来自运载工具的环境的数据的LIDAR、雷达、声纳、相机或其它此类成像传感器。来自一个或更多个这些传感器的传感器数据可以用于检测物体及其各自的特征(位置、形状、航向、速度等)。

然而，这些运载工具经常易受到诸如雨、雪、尘、冷凝物等的环境因素影响，这些环境因素可能会导致碎屑和污染物在这些传感器上堆积。通常，传感器包括盖以保护传感器的内部传感器部件免受碎屑和污染物影响，但是随着时间流逝，盖本身会变脏。这样，内部传感器部件的功能可能受到阻碍，因为由内部传感器部件发送和接收的信号被碎屑和污染物阻挡。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种用于传感器的冷凝物减少系统。该系统包括：传感器盖，其中该传感器盖配置为容纳一个或更多个传感器部件；柔性的外部腔室；以及导管；其中外部腔室经由导管可连通地联接到传感器盖的内部，该导管配置为使得在传感器盖内的气体的压力增大期间，气体经由导管流动到外部腔室，并且在传感器盖内的气体的压力减小期间，气体经由导管从外部腔室流动到传感器盖。

在一些示例中，该系统包括冷却元件，该冷却元件在传感器盖与柔性的外部腔室之间与导管成一线地定位，其中冷却元件在气体流入和流出外部腔室时冷却气体，并使气体内的水蒸气冷凝。在某些情况下，该系统进一步包括气锁，该气锁配置为使冷凝的水蒸气从冷凝物减少系统中排出。

在一些示例中，传感器盖内的气体的压力增大由气体的温度升高引起，传感器盖内的气体的压力减小由气体的温度降低引起。在一些情况下，传感器盖被气密地密封。在一些情况下，传感器盖包括一个或更多个排气孔，所述一个或更多个排气孔在传感器盖的内部与传感器盖的外部之间形成一个或更多个开口。排气孔可以包括戈尔排气孔。

在一些情况下，外部腔室被集成到传感器盖中。

在一些示例中，该系统进一步包括喷嘴，该喷嘴配置为将定向的流体流喷射到传感器盖上。在一些情况下，该系统可以包括用于向喷嘴提供流体的泵。在一些情况下，喷嘴经由第二导管连接到泵。在一些示例中，喷嘴位于传感器的操作范围之外。在某些情况下，系统可以进一步包括与流体连通的加热器或热源，其中加热器或热源加热流体。

在一些情况下，该系统进一步包括位于传感器盖内的冷却元件，其中冷却元件在气体流入和流出外部腔室时冷却气体，并使气体内的水蒸气冷凝。

在一些情况下，该系统进一步包括监测传感器，其中监测传感器配置为检测传感器盖上的一种或更多种元素的堆积。在一些示例中，所述一种或更多种元素是冰、雪和冷凝物的任何组合。在某些情况下，监测传感器在检测到传感器盖上的一种或更多种元素的堆积时，触发流体去除系统将流体流提供在传感器盖上。

在一些情况下，该系统进一步包括用于使传感器盖旋转的电动机，其中当电动机使传感器盖旋转时，定向的流体流被喷射到传感器盖上。

在一些情况下，该系统进一步包括用于使喷嘴旋转的电动机，其中当电动机使喷嘴旋转时，定向的流体流被喷射到传感器盖上。

在一些情况下，该系统进一步包括运载工具，其中冷凝物减少系统和传感器安装到运载工具。

附图说明

本技术在附图的各个图中通过示例而非限制的方式被示出，在附图中相同的附图标记指代相似的元件，附图包括：

图1示出了根据本公开的方面的附接到运载工具的传感器。

图2示出了根据本公开的方面的连接到电动机的传感器盖。

图3示出了根据本公开的方面的将流体流引导到传感器盖上的喷嘴。

图4是根据本公开的传感器冷凝物防止系统的示意图。

图5示出了根据本公开的方面的将流体流引导到传感器盖上的喷嘴。

图6示出了根据本公开的方面的具有排气孔的传感器盖。

图7示出了根据本公开的方面的外部容积系统。

图8A和图8B是根据本公开的方面的旋转门锁的图示。

图9A和图9B是根据本公开的方面的浮子阀的图示。

图10是根据本公开的方面的传感器盖的内部视图的图示，冷却元件和气锁位于该传感器盖中。

具体实施方式

本技术涉及去除冷凝物、冰、雪和其它此类元素或以其它方式防止冷凝物、冰、雪和其它此类元素堆积在传感器(诸如在运载工具外部的传感器)上，以便确保恰当的操作。这些传感器可以包括盖，以保护内部传感器部件免受诸如雨、雪、尘和其它此类碎屑的元素影响。然而，盖本身可能随着时间流逝而被覆盖，诸如在暴风雨期间被雨或冰覆盖。此外，传感器内部(即，在传感器盖内)与传感器的外部环境(即，在传感器盖之外)之间的温差可能导致在传感器的盖上形成冷凝物。因此，传感器的内部传感器部件的功能可能受到阻碍，因为由内部传感器部件发送和接收的信号可能被所述元素和/或冷凝物阻挡。然而，如在此所描述地，通过将流体流施加到传感器盖并策略性地管理传感器盖内的压力、湿度和/或温度，可以最小化或消除在传感器盖的内部和外部的碎屑和冷凝物堆积的问题。

如上所述，运载工具传感器可以包括内部传感器部件和用于容纳内部传感器部件的盖。传感器盖可以包括被构造在传感器盖上的特定位置的盖窗口。内部传感器部件可以通过盖窗口发送和接收一个或更多个信号。

传感器可以经由传感器轴附接到电动机。就此而言，传感器轴的第一端可以附接到第一电动机，传感器轴的相反端可以连接到传感器和传感器盖。在第一电动机使传感器轴旋转时，传感器盖、传感器部件和/或整个传感器也可以旋转。在一些情况下，传感器可以是固定的。

堆积在包括传感器窗口的传感器盖上的元素可以通过提供暂时或持续的流体流被去除。例如，泵可以以特定压力迫使流体通过导管到达位于传感器盖周围的固定或可调节的喷嘴。喷嘴可以将流体朝向传感器盖引导，以喷射掉堆积在传感器盖上的元素。在一些情况下，流体可以被喷嘴引导到传感器盖上的其中传感器捕获传感器数据的位置，诸如传感器窗口，以允许内部传感器部件不受阻碍地通过传感器盖上的窗口发送和接收信号。

流体可以在被喷射到传感器盖上之前由加热器加热。就此而言，加热过的流体可以被喷射到传感器盖上的诸如冰和/或雪的元素上，导致所述元素被流体熔化以及被吹走。

可以使用附加传感器以针对冷凝物或元素的堆积监测传感器盖。附加传感器可以在预定的堆积阈值发生时触发泵推动流体通过喷嘴。在附加传感器检测到冷凝物堆积或冷凝物堆积的可能性的情况下，附加传感器可以触发将加热过的流体施加到传感器盖上。

为了吸收传感器盖内的过量水分，干燥剂可以被添加到传感器盖的内部。就此而言，空气和水蒸气可以通过一个或更多个排气孔或裂缝渗到传感器盖中。传感器盖内的干燥剂可以吸收水蒸气和任何冷凝的蒸气，以防止冷凝物堆积在传感器盖上。

传感器盖可以被气密地密封以防止空气离开或进入传感器盖。通过阻止传感器盖内的暖空气和传感器盖外的较冷的空气的相互作用，可以避免在传感器盖的内部或外部形成冷凝物。

外部容积可以联接到传感器，使得空气可以在传感器盖、外部容积之间流动。外部容积可以是柔性的，并且可以基于传感器盖内的压力响应于空气进入或离开而膨胀或收缩。例如，当传感器盖内的空气的温度降低时，传感器盖内的气压可以减小。气压的这种减小可以导致空气从外部容积行进到传感器盖，从而使传感器外部的环境与传感器盖和外部容积的内部之间的压力差最小化。这可以降低潮湿的外部空气进入传感器盖的速率。

冷却元件可以被包括在传感器盖与外部容积之间，或者在传感器盖或外部容积内。就此而言，在传感器盖和/或外部容积之间或之内行进的空气可以经过冷却元件。冷却元件可以在空气经过时冷却空气，从而将一些或全部水从空气中冷凝出来。为了去除冷凝水，可以使用气锁来将冷凝水倾倒出系统或以其它方式将冷凝水引出系统。

虽然本公开的某些方面与特定类型的运载工具结合是特别有用的，但是运载工具可以是任何类型的运载工具，包括但不限于自主和半自主的以及手动驾驶和/或操作的汽车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升机、割草机、休闲车、游乐园车、农用设备、建筑设备、电车、高尔夫球车、火车和手推车。此外，本公开的方面与除了运载工具的之外的物体结合可以是有用的，诸如可穿戴传感器、电话以及易受到碎屑和污染物影响的其它此类物体。

即使当传感器的盖、内部或外部由于碎屑、冷凝物、冰和其它此类污染物的堆积而变脏或变湿时，在此描述的特征也可以允许传感器的持续使用。通过这样做，传感器可以在不受打扰或者无需个人手动更换干燥剂盒或清洁传感器盖的情况下持续操作。这样，传感器和传感器可安装到其的运载工具可以在产生大量碎屑和污染物的环境(诸如在下雨或下雪的户外或者在建筑工地或越野位置)中持续地操作。在此描述的特征还可以减少由于水堆积导致的传感器部件的腐蚀和传感器部件的电气故障的风险，并减小传感器盖上的与压力相关的应力。此外，在此描述的特征可以消除或减少对擦拭器从传感器的盖擦去碎屑和/或污染物的需要，导致更少的用于清洁传感器盖的移动部分以及擦拭器刮片和传感器盖上的减少的磨损。这样，可以减少或避免擦拭噪声和/或振动，诸如由擦拭器刮片在传感器盖上摩擦而产生的擦拭噪声和/或振动。此外，在此描述的特征可以从传感器盖去除擦拭器可能无法通过使此类污染物熔化和/或吹走此类污染物而去除的顽固污染物。

运载工具可以具有一个或更多个传感器，以检测运载工具外部的物体，诸如其它运载工具、道路上的障碍物、交通信号、标志、树木等。例如，如图1所示的运载工具101可以包括激光器、声纳、雷达、相机和/或捕获图像并记录可由运载工具内的计算设备处理的数据的任何其它检测设备。运载工具的传感器，诸如LIDAR、雷达、相机、声纳等，可以捕获图像并检测物体及其特征，诸如位置、取向、尺寸、形状、类型、运动的方向和速度等。图像可以包括由传感器捕获的原始(即，未处理的)数据和/或由相机传感器捕获的图片和视频。图像还可以包括处理过的原始数据。例如，来自传感器和/或前述特征的原始数据可以被量化或整理为描述性函数或向量，以供计算设备处理。图像可以被分析，以确定运载工具的位置并且在需要时检测并响应物体。

传感器可以布置在运载工具的外部或内部周围。例如，壳体130、140、142、150、152可以包括例如一个或更多个LIDAR设备。传感器还可以被结合到典型的运载工具部件(诸如尾灯/转向信号灯104和/或后视镜108)中。在一些情况下，激光器、雷达、声纳、(多个)相机或其它传感器可以安装在附接到底座120的顶板上(诸如在壳体122中)。

运载工具传感器可以包括内部传感器部件、用于容纳内部传感器部件的盖、以及盖窗口。盖窗口可以被构造在传感器盖上的特定位置，并且内部传感器部件可以通过盖窗口发送和接收一个或更多个信号。传感器盖可以被配置成各种形状和尺寸，诸如球体、圆柱体、长方体、圆锥体、棱柱体、棱锥体、立方体等。例如，如图2所示，传感器201的传感器盖215可以被配置为使得其具有圆顶形的部分217，该圆顶形的部分217具有呈截头锥形状的侧壁205。传感器盖215可以由诸如塑料、玻璃、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯酸、聚酯等的材料组成。

如上所述，盖可以包括盖窗口，内部传感器部件可以通过该盖窗口发送和接收信号。例如，如图2进一步所示，传感器盖215的侧壁205可以包括结合在其中的盖窗口216(也可称为传感器窗口216)，以允许信号(未示出)穿透传感器盖215。尽管盖窗口216被示出为仅是侧壁205的一部分，但是在一些情况下，整个侧壁205可以被构造成盖窗口。此外，多个盖窗口可以位于传感器盖215上。盖窗口216可以由与传感器盖215相同或不同的材料组成。在一些情况下，整个传感器盖215或传感器盖的大部分可以是可被由内部传感器部件发送和接收的信号穿透的，从而允许整个传感器盖215用作盖窗口。

传感器可以经由传感器轴附接到电动机。例如，如图2进一步所示，传感器轴230可以包括第一端232和第二端234。传感器轴230的第一端232可以附接到传感器电动机220，传感器轴230的与第一端232相反的第二端234可以连接到传感器201和传感器盖215。就此而言，传感器轴230的第一端232可以经由带、齿轮、链条、摩擦辊等附接到电动机220。电动机220可以使传感器轴230在第一方向235上旋转，导致整个传感器201也在第一方向235上旋转。在一些实施方式中，传感器轴230可以仅使传感器盖215旋转。传感器201和电动机220可以各自位于运载工具内部或外部。

堆积在传感器盖上的元素可以通过提供暂时或持续的流体流被去除。例如，当运载工具在旅途中前进时，诸如在下雪和/或冰暴期间，可代表雪和冰的污染物330或其它此类元素可能堆积在传感器201的传感器盖215上，如图3所示。在污染物330影响传感器的内部部件的操作时或之前，位于传感器盖215附近的喷嘴310(诸如喷射喷嘴)可以提供定向的流体流320以喷射和/或熔化掉污染物330，如图3进一步所示。流体可以是诸如水的任何类型的液体、防冻剂、清洁剂、气体和/或肥皂。

喷嘴可以是流体去除系统的部分，该流体去除系统可以包括泵以迫使流体通过喷嘴。例如，如图4所示的流体去除系统400可以包括泵455和喷嘴310。泵和喷嘴可以经由一个或更多个导管460A-B连接在一起。所述一个或更多个导管可以是橡胶、塑料、金属或能够使流体流入和流出流体去除系统的部件的其它此类管状物。尽管在图4中示出了三个导管460A-C，但是更少或更多的导管可以存在于流体去除系统中。就此而言，导管的数量可以基于流体去除系统400内的设备的数量以及这些设备之间所需的连接的数量。例如，随着喷嘴的数量增加，如在此所讨论地，来自泵455和/或加热器430的导管的数量可以增加。另外，流体去除系统可以包括多于一个的泵和加热器，导致需要附加导管。

流体去除系统400包括流体源450。就此而言，流体源450可以是储存由喷嘴310输出的流体的塑料储存器或其它此类储存器。例如，并且如图4所示，泵455可以经由导管460C连接到流体源450。在一些情况下，泵455可以位于流体源450内。当流体去除系统400诸如通过控制器480的控制而操作时，泵455可以以特定压力使流体从流体源450经导管460A-C行进到喷嘴310。

喷嘴可以将定向的流体流以特定速率施加到传感器盖。就此而言，参照图3和图4两者，基于由泵455产生的流体的压力和喷嘴310的流速，可以控制和调节由喷嘴310输出的定向的流体流320的速率。就此而言，可以增大和/或减小喷嘴310的流速和由泵455产生的压力，以产生定向的流体流320的特定速率。在一些情况下，定向的流体流可以具有如从与喷嘴表面相距约25mm或更大或更小所测量到的约8米/秒或更大或更小的速率，以从与喷嘴表面相距约4mm或更大或更小清洁传感器盖，诸如传感器盖215。

喷嘴可以在特定方向上施加定向的流体流。就此而言，喷嘴310的方向可以是固定的或可调节的，并且可以被设置为使得其将定向的流体流喷射在传感器盖的特定区域上。在一些情况下，喷嘴的方向可以被手动地调节，使得喷嘴可以将定向的流体流喷射在传感器盖的多于一个的区域上。在一些情况下，喷嘴310的方向可以由电动机340控制，使得喷嘴的方向可以例如响应于来自控制器480的指令而自动地指向传感器盖的特定位置。

在某些情况下，定向的流体流相对于传感器盖的角度可以基于喷嘴的方向和定向的流体流的速率来调节。就此而言，定向的流体流320可以以特定角度接触传感器盖215，从而在特定方向上强行移动传感器盖上的元素，诸如污染物330。例如，定向的流体流320可以接触传感器盖，使得污染物330被向上并远离传感器窗口216引导。

尽管在图3和图4中仅示出了单个喷嘴，但是可以使用多于一个的喷嘴。就此而言，多于一个的喷嘴310可以位于传感器201周围，使得喷嘴可以喷射传感器盖215的全部或部分。在某些情况下，多于一个的喷嘴可以喷射传感器盖215的相同区域。尽管图3将喷嘴310示出为在传感器201的底部，但是喷嘴310可以位于传感器201上方或邻近于传感器201。在一些情况下，喷嘴可以位于所述一个或更多个传感器的操作范围之外。

在一些情况下，在一个或更多个喷嘴施加定向的流体流的同时，传感器盖可以旋转。例如，如图3所示，在喷嘴310将定向的流体流320喷射在传感器盖215处的同时，传感器盖215可以在第一方向235上旋转。通过这样做，定向的流体流320可以接触传感器盖215的整个周界部分或区域，诸如传感器窗口216的整体或传感器盖的某个其它部分。

加热器可以用于当流体从泵行进到喷嘴时在流体被喷到传感器上之前加热流体。例如，再次参照图4的流体去除系统，加热器430可以位于泵455与喷嘴310之间。当流体从泵455经导管460B经导管460A行进到喷嘴310时，加热器430可以加热流体。当由喷嘴310输出时，加热过的流体可以被喷射到传感器盖215上的诸如污染物330的元素上，从而导致碎屑和污染物被流体熔化并被吹走。在一些情况下，除了加热器430之外或代替加热器430，可以使用冷却器(未示出)以使加压流体在由喷嘴输出之前冷却。加热器430可以直接连接到流体源，从而加热流体源的内容物，诸如流体。在一些情况下，加热器可以被单独供电或利用来自运载工具的其它部件(诸如传动链或电子设备冷却回路)的废热。为了加热或协助加热器加热流体源450内的流体，流体源450可以位于运载工具的温暖部分，诸如在驾驶室内，或者接近诸如传动链或电子设备冷却回路的热源。

在一些情况下，加热过的流体可以被提供给传感器盖，以防止或消除冷凝物堆积。就此而言，向传感器盖215施加暂时或持续的加热过的流体流可以使传感器盖的温度升高，从而防止冷凝物的形成。传感器盖215的加热还可以使传感器盖上的任何冷凝物更快地蒸发。例如，图5示出了堆积在结合到传感器201的传感器盖215中的传感器窗口216上的冷凝物530。加热过的定向的流体流253可以被喷射在传感器窗口216的其中已堆积了冷凝物530的部分上。通过这样做，传感器窗口216可以变暖，从而防止额外的冷凝物的形成。另外，加热过的定向的流体流可以喷散掉堆积的冷凝物530和/或使堆积的冷凝物530快速地蒸发。此外，添加到传感器盖的外表面的热可以通过传感器盖传导，加热传感器盖的内表面，导致冷凝物从传感器盖的内表面蒸发。

在一些情况下，定向的流体流可以被提供到传感器盖上的位置，传感器通过该位置捕获诸如图像、光等的传感器数据。如在此所讨论地，内部传感器部件可以通过传感器窗口(诸如传感器盖215上的传感器窗口216)发送和接收信号。因此，只要传感器窗口216保持没有堆积，内部传感器部件就可以在不受元素或冷凝物打扰的情况下继续捕获传感器数据。因此，加热过的和/或未加热的定向的流体流可以仅被施加到传感器窗口216和/或传感器窗口216周围的区域，以防止冷凝物或元素在传感器窗口216上堆积。

在一些示例中，可以使用附加传感器以自动确定何时将流体施加到传感器盖以及是否应加热流体。就此而言，附加传感器，诸如位于传感器盖215的内部或邻近于传感器盖215的外部的一个或更多个湿度传感器或相机，可以用于针对冷凝物或元素的堆积而监测传感器盖。在预定的堆积阈值发生时，附加传感器可以触发将流体施加到传感器盖。例如，图5的传感器550(也可称为监测传感器550)可以监测传感器201附近或传感器201上的冷凝物或元素的堆积。当冷凝物或元素的堆积达到预定的堆积阈值时，传感器550可以触发控制器480操作流体去除系统400并将流体施加到传感器盖215。例如，基于图像集合，一个或更多个相机传感器可以确定传感器盖的一部分随着时间流逝的遮挡，因为图像内的阻挡或图像锐度的降低可能增加。在一些情况下，可以将观测同一场景的不同传感器进行比较，以找出将会指出传感器视图之一的问题的明显差异。例如，激光雷达传感器可以覆盖场景的某个区域检测到返回信号强度和时序的突然且持久的变化。取决于激光雷达的配置，依据窗口是否随传感器旋转，这可以是变化点或变化带。在交替的时段内通过多个窗口看到场景的旋转激光雷达可以观测到一个窗口与另一个窗口之间的场景数据差异，从而指出其中强度被降低的堆积。

附加传感器还可以监测传感器中和传感器周围的水分含量和温度，以确定冷凝物是否可形成。在确定冷凝物可形成时，附加传感器可以触发将加热过的流体施加到传感器盖。在一些情况下，在确定内部部件的信号受到阻碍时，传感器本身或附加传感器可以启动将流体施加到传感器盖。

参照回图4，流体去除系统400可以包括可控制流体去除系统的部件的操作的控制器480，诸如一个或更多个微处理器、处理器、计算机设备等。就此而言，控制器480可以连接到泵455和加热器，以及系统的其它部件，诸如在此描述的附加传感器，诸如监测传感器盖215的传感器550。在接收到参与(engage)的信号或者基于从诸如监测传感器550的附加传感器接收到的数据确定系统应参与时，控制器480可以触发流体去除系统400的一个或更多个部件参与。例如，在确定传感器盖(诸如传感器盖215)被冷凝物或其它元素覆盖时，控制器480可以触发泵455参与，导致喷嘴310将流体流输出在传感器盖上。在从传感器盖清除了污垢和碎屑时，控制器可以使流体去除系统400的部件脱离参与(disengage)。在一些情况下，控制器可以从传感器盖内以及从运载工具的外部接收温度和湿度数据，以确定加热器430是否应在流体去除系统的操作期间参与或脱离参与。就此而言，假如环境温度低于阈值，诸如40华氏度或更高或更低，则当泵420参与时，控制器可以触发加热器参与。

在一些情况下，控制器可以从诸如开关、按钮、操纵杆等的手动操作输入接收信号。响应于接收到的信号，控制器480可以使流体去除系统400参与或脱离参与。

如在此所讨论地，传感器内部的空气或其它此类气体可以在传感器的操作期间被加热并保持额外的水分。传感器盖外部或附近的较冷空气可以与较暖的内部空气相互作用并冷却该较暖的内部空气，导致传感器盖的内部和/或外部的冷凝物堆积。干燥剂可以被添加到传感器内部以吸收水蒸气。例如，如图6所示，可与传感器201相比较的传感器601可以包括一个或更多个排气孔610，例如戈尔排气孔。所述一个或更多个排气孔610可以允许外部空气和水蒸气渗到传感器的内部，如箭头615所示。为了防止水蒸气冷凝，诸如干燥剂盒620的一种或更多种干燥剂可以被添加到传感器内部，如图6进一步所示。干燥剂盒可以吸收水蒸气和任何冷凝的蒸气，以防止冷凝物堆积在传感器盖上。在变得饱和时，干燥剂可以被更换。

备选地，传感器盖可以被气密地密封以防止引入潮湿的外部空气，从而防止冷凝物的形成。然而，在传感器的操作期间，温度波动可以改变相对于传感器外部环境的在传感器内的压力，从而产生真空。该压力差可以提供驱动力以促进水分和静水通过缝隙、密封件以及外壳的塑料和其它材料的自然孔隙流动。该压力差还可以损坏传感器盖和/或内部传感器部件。此外，在传感器盖被损坏的情况下，外部空气和水蒸气可以通过受损部分被吸入到传感器中，有可能导致冷凝物的形成。

为了防止对传感器盖和/或内部传感器部件的损坏，柔性的外部容积可以与传感器盖的内部连接。就此而言，外部容积可以响应于传感器盖内的压力波动而膨胀或收缩，从而在传感器盖内维持相对稳定的压力。例如，如图7的外部容积系统700所示，柔性的外部容积711(诸如柔性腔室、隔室、容器、波纹管、袋子、可折叠瓶等)可以连接到可与传感器201和601相比较的传感器701的传感器盖715的内部。柔性的外部容积可以经由一个或更多个导管(诸如导管760A和760B)连接到传感器盖的内部，如图7进一步所示。导管可以是柔性或刚性的管，其在一端连接到传感器盖的内部，在另一端连接到柔性的外部容积。导管可以能够允许空气从外部容积系统700的一个部件通过。在一些情况下，外部容积711和导管可以是传感器盖上的柔性面板，其被允许随着压力变化而变形。例如，外部容积可以是被构造为传感器盖的壁、顶部或底部的橡胶隔膜、波纹管或其它此类结构，并且导管可以是外部容积与传感器盖内部之间的路径。

在传感器盖内部的温度升高时，由于增加的热，传感器盖715内的气压可以随着空气膨胀而增大。增大的气压可以迫使空气通过导管进入到柔性的外部容积711中，导致柔性的外部容积膨胀。在传感器盖715内部的温度降低时，传感器盖715内的气压可以减小，从而使柔性的外部容积711中的气体流回到传感器盖715中。这样，可以最小化传感器盖701内的压力波动，从而避免对传感器盖的损坏。传感器盖715内部的温度传感器(未示出)可以监测传感器盖的内部温度。

在一些情况下，柔性的外部容积可以连接到非气密密封的传感器(诸如包含排气孔的传感器601，所述排气孔诸如为戈尔排气孔610或经过密封件和材料孔隙的泄漏路径)的内部。在这种情况下，柔性的外部容积711最小化外部环境与传感器盖和外部容积内部的环境之间的压力差。通过这样做，柔性的外部容积711可以减少环境水蒸气流动到传感器中，从而最小化在传感器盖上形成冷凝物的机会。

在一些情况下，冷却元件可以被添加在传感器盖与外部容积系统700的外部容积之间。就此而言，随着气体在传感器盖715与柔性的外部容积711之间行进，它可以经过如图7进一步所示的诸如冷凝器的冷却元件702。冷却元件702可以被配置为使得其足够冷以在空气经过导管时将一些或全部水蒸气从空气中冷凝出来。通过这样做，总的气体体积的露点被降低。

冷凝水可以从冷却元件702通过如图7进一步所示的气锁704被倾倒。就此而言，冷却元件702可以包括气锁704或经由诸如760C的导管连接到气锁。气锁可以防止空气进入导管和/或外部容积系统700，同时允许冷凝水离开系统。例如，在冷却元件702冷凝水蒸气时，水蒸气可以收集在气锁704处。然后，气锁704可以从外部容积系统700倾倒冷凝水。

气锁可以是能够在阻止空气传输的同时使液体通过的任何类型的气锁，诸如p型存水弯、具有密封液的p型存水弯、旋转门、浮子阀等。例如，气锁可以是如图8A和图8B所示的旋转门801。旋转门气锁可以包括其中可收集冷凝水802的收集腔室810。在预定量的冷凝水802收集在收集腔室810中时，旋转门801可以在第一方向830上旋转，如图8A所示。在旋转时，旋转门801的收集腔室810可以被倒置，从而使冷凝水从收集腔室810被倾倒至外部容积系统700之外的某处，如图8B所示。

气锁可以备选地是图9A和图9B所示的浮子阀。浮子阀901可以包括重物902、塞子910和浮子904，如图9A所示。浮子阀的重物902可以迫使塞子910滑动到浮子阀的间隙911中。随着冷凝水920在浮子阀901中堆积，浮子904可以开始升起。在足够的冷凝水920收集在浮子阀901中时，浮子可以使塞子910升出间隙911，从而使冷凝水920穿过间隙911，如图9B所示。当冷凝水从浮子阀901排出时，重物902可以将塞子910引导回到间隙中，从而一旦释放预定量的冷凝水就将间隙密封。浮子阀还可以利用电动机、螺线管或其它元件被打开和关闭。

在一些情况下，冷却元件702可以位于传感器701的传感器盖715内，如图10所示。就此而言，流到传感器盖中的气体的一些或全部可以被冷却，并且水可以被冷凝出来。然后，所有的冷凝水可以穿过气锁704，以从传感器盖715的内部被去除。

大多数前述备选示例不是相互排斥的，而是可以以各种组合实施以实现独特的优点。由于可以在不背离由权利要求限定的主题的情况下利用以上讨论的特征的这些和其它变化及组合，因此对实施方式的前述描述应被当作说明而不是对由权利要求限定的主题的限制。作为示例，前面的操作不必按上述精确顺序执行。而是，各个步骤可以按不同的顺序被处理，例如颠倒或同时处理。除非另有说明，否则步骤也可以被省略。此外，对在此描述的示例以及被措辞为“诸如”、“包括”等的短语的提供不应被解释为将权利要求的主题限制于特定示例；而是，示例仅旨在说明许多可能的实施方式之一。此外，不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。

Claims (20)

1.一种用于传感器的冷凝物减少系统，所述系统包括：

传感器盖，其中所述传感器盖配置为容纳一个或更多个传感器部件；

柔性的外部腔室；

导管；以及

冷却元件，位于所述传感器盖与所述柔性的外部腔室之间，

其中所述外部腔室经由所述导管可连通地联接到所述传感器盖的内部，

其中所述柔性的外部腔室响应于所述传感器盖内的压力变化而变形，使得在所述传感器盖内的气体的压力增大期间，气体经由所述导管流动到所述外部腔室，并且在所述传感器盖内的气体的压力减小期间，气体从所述外部腔室经由所述导管流动到所述传感器盖，

其中所述冷却元件位于所述导管的延伸路径上，以在气体经由所述导管流入和流出所述外部腔室时冷却所述气体，并且使所述气体内的水蒸气冷凝。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器盖内的气体的压力增大由气体的温度升高引起，所述传感器盖内的气体的压力减小由气体的温度降低引起。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却元件与所述导管成一线地定位。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述系统进一步包括气锁，所述气锁配置为使冷凝的水蒸气从所述冷凝物减少系统中排出。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器盖被气密地密封。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器盖包括一个或更多个排气孔，所述一个或更多个排气孔在所述传感器盖的内部与所述传感器盖的外部之间形成一个或更多个开口。

7.根据权利要求1所述的系统，其中外部腔室被集成到所述传感器盖中。

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括喷嘴，所述喷嘴配置为将定向的流体流喷射到所述传感器盖上。

9.根据权利要求8所述的系统，进一步包括用于向所述喷嘴提供流体的泵。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述喷嘴经由第二导管连接到所述泵。

11.根据权利要求9所述的系统，进一步包括与所述流体连通的加热器或热源，其中所述加热器或热源加热所述流体。

12.根据权利要求9所述的系统，其中所述喷嘴位于所述传感器的操作范围之外。

13.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

位于所述传感器盖内的冷却元件，其中所述冷却元件在气体流入和流出所述外部腔室时冷却所述气体，并且使所述气体内的水蒸气冷凝。

14.根据权利要求1所述的系统，进一步包括监测传感器，其中所述监测传感器配置为检测所述传感器盖上的一种或更多种元素的堆积。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述一种或更多种元素是冰、雪和冷凝物的任何组合。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述监测传感器在检测到所述传感器盖上的一种或更多种元素的堆积时，触发流体去除系统将流体流提供在所述传感器盖上。

17.根据权利要求8所述的系统，进一步包括用于使所述传感器盖旋转的电动机，其中随着所述电动机使所述传感器盖旋转，所述定向的流体流被喷射到所述传感器盖上。

18.根据权利要求8所述的系统，进一步包括用于使所述喷嘴旋转的电动机，其中随着所述电动机使所述喷嘴旋转，所述定向的流体流被喷射到所述传感器盖上。

19.根据权利要求1所述的系统，进一步包括运载工具。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述冷凝物减少系统和传感器安装到所述运载工具。