CN111936909A - 用于除去在基板材料上形成的冰或雾的系统 - Google Patents

用于除去在基板材料上形成的冰或雾的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111936909A
CN111936909A CN201980022758.6A CN201980022758A CN111936909A CN 111936909 A CN111936909 A CN 111936909A CN 201980022758 A CN201980022758 A CN 201980022758A CN 111936909 A CN111936909 A CN 111936909A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
ice
radiation
narrow band
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980022758.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Y·萨尔特纳尔
F·博兰德
Q·弗兰塞尔
T·兰布里特
E·阿里克萨斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Glass Europe SA
Original Assignee
AGC Glass Europe SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AGC Glass Europe SA filed Critical AGC Glass Europe SA
Publication of CN111936909A publication Critical patent/CN111936909A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • H05B1/023Industrial applications
    • H05B1/0236Industrial applications for vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/023Cleaning windscreens, windows or optical devices including defroster or demisting means
    • B60S1/026Cleaning windscreens, windows or optical devices including defroster or demisting means using electrical means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H05B3/86Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields the heating conductors being embedded in the transparent or reflecting material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Storage Of Harvested Produce (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于启动对其上已经形成有冰的基板材料的除冰或除雾动作的系统,所述系统包括:(a)基板,所述基板上已经形成有冰或雾;以及(b)辐射产生器件,所述辐射产生器件能够操作以发射穿过所述基板的至少一部分的辐射,使得所述冰或雾的受所述辐射影响的第一部分是最接近所述基板的表面的界面部分,所述器件靠近所述基板材料,并且被选择性地激活以产生辐射,从而导致最接近所述基板的表面的至少一些冰融化。根据本发明,所述基板在从750nm至1650nm的波长范围内的吸收系数低于15m‑1、优选地低于5m‑1、并且更优选地低于5m‑1

Description

用于除去在基板材料上形成的冰或雾的系统
本发明涉及一种使用窄带红外辐射从表面除冰或除雾或者释放冰或雾/水的特定方式。具体地,本发明涉及一种使用窄带辐射从玻璃基板或塑料基板的表面除冰或者释放冰或水的方式。更具体地,本发明涉及一种使用窄带辐射从表面除去或者释放截断光学传感器的视野(FOV)的冰的特定方式。
从汽车领域中公知一些传统的除冰或除雾方法。例如,可以将经加热的金属丝放置在需要/需求除冰、除雾的区域中。已知的是还使用加热涂层来对汽车嵌装玻璃进行除霜。然而,所有这些方法都呈现出缺点。例如,它们在期望区域中可能不够高效、会引起不均匀加热、导致嵌装玻璃部分过热或遮盖(甚至部分遮盖)透过有关表面的必要视野。
此外,汽车挡风玻璃除冰/除雾相对缓慢且效率低下。所使用的一些方法依赖于热空气的对流,这是由从发动机曲轴箱发热开始的许多效率低下的转换引起的。
经常使用嵌入窗中的电阻丝对车辆的后窗进行除霜或除冰。这种加热方法在某种程度上更为直接,因为导线中的电阻使得热量被传导到这些导线所嵌入的嵌装玻璃。最终,这会在玻璃外表面产生足够的热量,以使其超过冰的融化温度。经升温的挡风玻璃传导地加热在窗外侧上已经形成的冰。当冰已经吸收了足以使其达到转变温度的焦耳数的能量时,冰将开始变为液态水。这是使玻璃升温以融化和消除冰的更直接的方法,但是该方法仍然需要将玻璃加热到最终融化冰的温度。
一些汽车制造商已经尝试将嵌入式电阻丝结合到前挡风玻璃中。显然,由于金属丝在驾驶员或传感器的视野中令人烦恼并且使人分心,因此这种方法未被消费者广泛接受。
上述所有系统的共同之处在于,所有系统都没有在与支承冰或水的表面的界面处将热能直接注入到冰或雾/水中。这是效率低下的主要原因,并且它直接减慢了除冰或者冰或水释放系统的功能。
本发明的目的是提供一种从基板表面除冰或者释放冰或水的直接且高效的方式。更具体地,本发明的目的是提供一种对基板的设置有传感器(更具体地,在从750nm至1650nm的波长范围内的基于红外的感测装置)或相机的区域进行除冰或者释放冰或雾/水的局部且非常高效的方式。
本发明的另一个目的是提供一种窄带辐射系统和方法,该系统和方法可以通过利用可能形成冰的元素或化合物或冰本身的吸收峰来融化冰。
本发明的另一个目的是提供一种高效除冰或者冰释放系统和方法,该系统和方法可以直接辐射基板表面上的界面冰,从而将其变成水以便容易释放,以使冰的厚度均衡。
在当前描述的实施例的一个方面中,一种系统包括:(a)基板材料,该基板材料在将要采用的(多个)红外辐射波长上高度透射,并且其上已经形成有冰或雾/水,以及(b)辐射产生器件,该辐射产生器件能够操作以发射穿过该基板的至少一部分的辐射,使得冰的受该辐射影响的第一部分是最接近该基板的表面的界面部分,这些器件靠近该基板材料,并且被选择性地激活以产生辐射,从而导致最接近该基板的表面的至少一些冰融化。
归功于本发明,可以在不使嵌装玻璃过热的情况下对被冰覆盖的嵌装玻璃进行除霜。仅对待除霜的冰进行加热。同样,可以在不使嵌装玻璃过热的情况下释放雾或水。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射器件是LED、LET和激光二极管中的至少一种。窄带辐射产生器件是允许将辐射直接引导到被冰覆盖的区域的器件。因此,用于除霜(或除雾)的能量被很好地引导到待除霜的点,并且允许通过最大程度上减少甚至完全消除能量损失来节省能量。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射器件以阵列形式在平面安装板上被计数。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射大致以冰的吸收光谱中的波长吸收峰为中心。
在当前描述的实施例的另一方面中,大多数窄带辐射能量包含在400nm的范围内。
在当前描述的实施例的另一方面中,大多数窄带辐射能量包含在50nm的范围内。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射器件是激光二极管,并且半峰全宽辐射带宽小于20nm。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射器件是激光二极管,并且半峰全宽辐射带宽小于8nm。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射器件包括SE-DFB激光二极管,并且半峰全宽辐射带宽小于2nm。
在当前描述的实施例的另一方面中,平面安装板被设计成从安装在其上的辐射器件散热。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射产生器件是数字半导体器件。
在当前描述的实施例的另一方面中,基板材料充当导光管。
在当前描述的实施例的另一方面中,该方法包括(a)提供待除冰的其上形成有冰的基板;(b)定位窄带辐射产生器件,使得辐射在其照射在该冰上之前穿过其上形成有该冰的基板;以及(c)利用窄带辐射能量穿过该基板的至少一部分辐射该冰的界面层。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射能量在红外波长带中。
在当前描述的实施例的另一方面中,根据冰材料的吸收光谱以局部吸收峰波长施加窄带辐射能量。
在当前描述的实施例的另一方面中,所采用的窄带辐射能量大部分包含在400nm的带宽内。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射能量大部分在20nm的总带宽内产生。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射能量由半导体器件阵列产生。
在当前描述的实施例的另一方面中,半导体器件至少包括发光二极管、发光晶体管或激光二极管。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射能量由表面发射激光二极管器件产生。
在当前描述的实施例的另一方面中,所采用的窄带辐射能量大致为1456nm、1950nm或2400nm之一。
在当前描述的实施例的另一方面中,辐射包括发生脉冲。
在本发明的另一个实施例中,用于对基板进行除冰的波长不同于捕获器正使用的波长以防止干扰。
在当前描述的实施例的另一方面中,辐射导致产生液体、热冲击或冰的破裂。
根据本发明,待除霜的基板与展现出高红外辐射透射率的基板相关。
在本发明的优选实施例中,该基板是玻璃板或塑料板,诸如展现出高红外辐射透射率的聚碳酸酯或PMMA。
为简单起见,在以下说明书中的玻璃板的编号是指常规地用于嵌装玻璃的编号命名。因此,与车辆外部环境接触的嵌装玻璃的面被称为侧面1,并且与内部介质(也就是说乘客舱)接触的表面被称为面2。对于层压式嵌装玻璃,与车辆外部环境接触的玻璃板或塑料板被称为侧面1,并且与内部部分(即,乘客舱)接触的表面被称为面4。
为了避免疑问,术语“外部”和“内部”是指在车辆中安装期间,玻璃装饰元件的取向。
同样为了避免疑问,本发明适用于所有运输工具,诸如汽车、火车、飞机……,而且也适用于其他交通工具,像无人机……本发明还适用于任何基板,特别是玻璃基板或塑料基板,该基板包括辐射产生器件,该辐射产生器件能够操作以发射穿过该基板的可以进行除冰和/或除雾的至少一部分的辐射。
因此,使用展现出高红外辐射透射率的基板允许:
(i)将红外(IR)辐射例如借助于LED从一个或多个边缘开始注入至对于红外辐射透明的基板中;
(ii)经由全内反射的光学现象使该红外辐射在所述基板(该基板然后充当波导)内传播(无辐射“离开”该基板);
(iii)注入了IR的表面上存在冰或雾,通过在所有方向上散射该辐射来产生局部扰动;因此,部分经偏转的射线将能够“离开”该基板并且精确地辐射冰。
这些经偏转的射线在该基板的与同冰接触的外表面相反的下表面上形成红外光点。
基本上,玻璃由于其机械特性、耐久性、耐擦伤性以及光学透明度并且因为其可以化学或热强化而成为所选择的材料。
因此,在此背景下对于红外辐射高度透明的玻璃板是非常有用的,以便保证当该表面较大时整个表面上的完好或足够的灵敏度。具体地,玻璃板在从750nm至1650nm的波长范围内的吸收系数低于5m-1
因此,该玻璃可以是钠钙硅型玻璃、硅铝酸盐、硼硅酸盐……。
优选地,具有高水平近红外辐射透射率的玻璃板是超透明玻璃。
优选地,本发明的基础玻璃组成包括以玻璃的重量百分比表示的总含量的以下项:
Figure BDA0002704014540000051
更优选地,根据本发明的基础玻璃组成包括以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项:
Figure BDA0002704014540000061
更优选地,出于较低的生产成本的原因,根据本发明的该至少一块玻璃板是由钠钙玻璃制成。有利地,根据此实施例,该基础玻璃组成包括以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项:
Figure BDA0002704014540000062
除了其基础组成之外,该玻璃可以包括天然和根据所期望的效果的量进行适配的其他组分。
本发明中提出的获得在高红外(IR)中非常透明的玻璃而对其美学或其颜色的影响较弱或没有影响的解决方案是在玻璃组成中结合低铁量和特定含量范围内的铬。
因此,根据第一实施例,玻璃板优选具有以下组成,该组成包括以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项:
总Fe(表示为Fe2O3) 0.002%-0.06%
Cr2O3 0.0001%-0.06%。
此类结合低水平的铁和铬的玻璃组成在红外反射方面表现出特别好的性能,并且显示出在可见光中的高透明度和有点显著的色彩,近似于被称为“超透明”的玻璃。这些组成在国际申请WO 2014128016A1、WO 2014180679A1、WO 2015011040A1、WO 2015011041A1、WO 2015011042A1、WO 2015011043A1和WO 2015011044A1中描述,将这些国际申请通过引用结合在本申请中。根据该第一具体实施例,该组成优选地包括相对于玻璃的总重量按重量计从0.002%至0.06%的铬含量(表示为Cr2O3)。此种铬含量有可能进一步改进红外反射。
根据第二实施例,玻璃板具有以下组成,该组成包括以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项:
总Fe(表示为Fe2O3) 0.002%-0.06%
Cr2O3 0.0015%-1%
Co 0.0001%-1%。
此类基于铬和钴的玻璃组成在红外反射方面显示出特别好的性能,同时在美学/颜色方面提供了有趣的可能性(浅蓝色的中性色至强烈色彩甚至达到不透明)。此类组成在欧洲专利申请号13 198 454.4中描述,将该欧洲专利申请通过引用结合在此。
根据第三实施例,玻璃板具有以下组成,该组成包括以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项:
总铁(表示为Fe2O3) 0.02%-1%
Cr2O3 0.002%-0,5%
Co 0.0001%-0,5%。
优选地,根据此实施例,该组成包括:0.06%<总铁≤1%。
此类基于铬和钴的组成被用于获得在蓝-绿色范围内的有色玻璃板,这些有色玻璃板在颜色和光透射率方面与市场上的蓝色和绿色玻璃是可比较的,但是在红外透射方面具有特别好的性能。此类组成在欧洲专利申请EP 15172780.7中描述,并且将该欧洲专利申请通过引用结合到本申请中。
根据第四实施例,玻璃板具有以下组成,该组成包括以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项:
Figure BDA0002704014540000081
此类基于铬、钴和硒的玻璃组成已经在红外反射方面显示出特别好的性能,同时在美学/颜色方面提供令人关注的可能性(灰色、中性色至在灰色-古铜色范围内强烈的轻微染色)。此类组成在欧洲专利EP 15172779.9的申请中描述,并且将该欧洲专利申请通过引用结合到本申请中。
根据第一替代实施例,玻璃板具有以下组成,该组成包括以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项:
总铁(表示为Fe2O3) 0.002%-0.06%
CeO2 0.001%-1%。
此类组成在欧洲专利申请号13 193 345.9中描述,将该欧洲专利申请通过引用结合在此。
根据另一个替代实施例,该玻璃具有以下组成,该组成包括以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项:
总铁(表示为Fe2O3) 0.002%-0.06%;
以及以下组分之一:
-范围为按重量计从0.01%至1%的量的锰(以MnO计算);
-范围为按重量计从0.01%至1%的量的锑(表示为Sb2O3);
-范围为按重量计从0.01%至1%的量的砷(表示为As2O3);
或者
-范围为按重量计从0.0002%至0.1%的量的铜(表示为CuO)。
此类组成在欧洲专利申请号14 167 942.3中描述,将该欧洲专利申请通过引用结合在此。
根据本发明的一个实施例,该基板是汽车嵌装玻璃。该嵌装玻璃可以呈平面板的形式,或者可以是弯曲的。对于汽车嵌装玻璃如对于后窗、侧窗或天窗或尤其是挡风玻璃而言,通常是这种情况。
在汽车应用中,当车辆暴露于阳光时,红外中高透射率基板、并且更特别地玻璃板的存在不利于保持热舒适性。因此,本发明提出的手段是提供具有高选择性(TL/TE)、优选地具有大于1或大于1.3的选择性的嵌装玻璃。因此,为了保持在能量透射和热舒适性的适当条件下,除了已经指定的元件之外,根据本发明的嵌装玻璃包括选择性地过滤来自太阳辐射的红外线的装置。
根据本发明的优选的实施例,该基板是包括与至少一个热塑性夹层层压的外玻璃板和内玻璃板的汽车层压式嵌装玻璃,并且其中,该外玻璃板和内玻璃板是在从750nm至1650nm的波长范围内的吸收系数低于5m-1的高水平近红外辐射透射的玻璃板。
根据本发明的一个实施例,玻璃板、或者更一般地基板的光透射率值低于红外透射率值。特别地,根据本发明的另一个实施例,在可见光范围内的光透射率的值低于10%并且近红外透射率的值高于50%。
根据本发明,在玻璃板的内面后方设置有至少一个传感器。
在本发明的优选的实施例中,该传感器是放置在玻璃板的内面后方的、在从750至1650nm的波长范围内的基于红外的遥感装置。
根据本发明的一个实施例,该基于红外的遥感装置是LiDAR。LiDAR传感器优选地是基于扫描、旋转、泛光(flashing)或固态LiDAR的新一代LIDAR,并且使得能够3D测绘车辆周围的环境。因此,基于IR的传感器允许对车辆的周围环境进行精确测绘,该测绘用于正确地驱动该自主汽车并且防止与障碍物的任何碰撞。LiDAR(也写为Lidar、LIDAR或LADAR)是通过用激光照射目标来测量距离的技术。它们特别是扫描、旋转、泛光或固态LiDAR。扫描或旋转LiDAR是使用移动激光束,而泛光和固态LiDAR发射从物体反射的光脉冲。
根据本发明的一个实施例,该基板是构成位于后方的传感器的光学盖板的玻璃片。
根据本发明,辐射产生器件能够操作以发射穿过该基板的至少一部分的辐射,使得冰的受该辐射影响的第一部分是最接近该基板的表面的界面部分,这些器件靠近该基板材料,并且被选择性地激活以产生辐射,从而导致最接近该基板的表面的至少一些冰融化。
根据本发明的一个实施例,窄带辐射器件是LED、LET和激光二极管中的至少一种。这样,此类器件小到足以放置成接近传感器,以便以高效且快捷的方式对放置有传感器的区域进行除冰/除霜。例如,辐射器件可以被添加到支承传感器的支架中,或者可以被集成到传感器的支承件中、并且更具体地被集成到LiDAR传感器的支承件中。
因此,放置有传感器的区域可以独立于其上设置有该传感器的基板的其余部分进行除冰/除霜。根据本发明的窄带辐射产生器件是允许将辐射直接引导到被冰覆盖的区域的器件。因此,用于除霜的能量被很好地引导到待除霜的点,并且允许通过最大程度上减少甚至完全消除能量损失来节省能量。
此外,设置有传感器的区域与该基板的表面的其余部分相比,可以更快、更高效地被除霜或除冰。
在当前描述的实施例的另一方面中,本发明提出了一种包括以下步骤的方法:
(a)提供具有待至少部分地除冰的其上已经形成有冰的外表面的基板,其中,包括所述基板的材料在将采用的辐射波长处高度透射并且能够全内反射,
(b)将窄带辐射源紧密联接到基板材料的至少一个边缘,以提供一种将该辐射波长的窄带辐射高效地注入到基板物品中的方式,以及
(c)激活窄带辐射源以产生辐射的内部反射,使得光子仅会在冰由于更紧密地匹配基板的折射率而提供了逸出路径时逸出基板物品,从而辐射冰的界面表面。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射在红外波长带中。
在当前描述的实施例的另一方面中,根据冰材料的吸收光谱以局部吸收峰波长施加窄带辐射。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射大部分包含在400nm的带宽内。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射大部分在20nm的总带宽内产生。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射由半导体器件阵列产生。
在当前描述的实施例的另一方面中,半导体器件至少包括发光二极管、发光晶体管或激光二极管。
在当前描述的实施例的另一方面中,窄带辐射由表面发射激光二极管产生。
在当前描述的实施例的另一方面中,所采用的辐射大致为1456nm、1950nm或2400nm之一。更优选地,所采用的辐射为1,456nm。
在当前描述的实施例的另一方面中,激活包括发生脉冲。
在当前描述的实施例的另一方面中,激活导致产生液体、热冲击或冰的破裂。
根据当前描述的实施例,该系统包括辐射源,在一种形式中,该辐射源包括具有仔细选择的输出波长的一个或多个半导体窄带辐射器件。该输出波长被选择成使得其对应于或匹配冰和/或水(或另一种冷冻物质)的(多个)吸收峰以及其上已经形成有冰的基板的高度透射波长两者。该阵列被根本地定位(例如,器件以合适的位置和构造靠近基板),使得其可以被选择性地激活以通过透射支承基板进行辐射,从而使得窄带输出辐射易于在冰的表面上被吸收。因此,在一种形式中,界面冰(例如,冰的最接近其所搁置的基板表面的部分)是该冰的受辐射影响的第一部分,并且融化成滑溜的液态水。利用在主体基板与冰之间的水的融化薄层,可以容易地将冰与主体基板材料分隔开。液态水界面充当润滑剂,使得所描述的多种模态之一和其他模态都可以容易地从表面去除冰。然后,可以将重力、风、刮水器、离心力和许多其他手段作用于在可能先前已经冻结到主体基板表面的冰。同样,可以将材料或涂层添加或施加到基板表面,这将在冰融化成水(例如,在界面处)时增强润滑剂功能。
可以采用多种类型的窄带辐射器件来实施本发明以实现期望的辐射波长,在至少一种形式中,该辐射波长匹配冰和/或水的期望的吸收特性以及在其上支承有冰或水的材料的透射特性。在至少一些形式中,期望的波长带是红外波长带。例如,如上所指示的,窄带辐射器件可以采用大约1456nm、1950nm或2400nm(例如,±40nm)的波长。在与如上所述的DHI技术有关的先前提交的(多个)专利和专利申请中描述了可以根据当前描述的实施例的方式使用的这些器件中的至少一些。
当然,LED、激光二极管、固态激光器、发光晶体管(LET)、气体激光器、包括SE-DFB(表面发射分布反馈)器件的表面发射激光二极管和其他窄带辐射源(本文提及了其中的一些)将可能是用于与本发明一起使用的辐射器件。上文指出的半导体和基于的固态的产品通常将更易于实现且更紧凑,但是也可以采用任何类型的窄带器件(如果其很适合本申请)。相同的概念适用于融化具有许多不同化合物或元素的冰。
辐射能量穿过透射材料并且被直接在冰和/或水的表面上被吸收的事实对于本发明的效率至关重要。因此,不会浪费多余的能量来加热其上形成有冰的基板。替代地,热量或辐射直接融化界面冰,然后该界面冰变成液态水。
一个示例是汽车挡风玻璃,其厚度与长度和宽度的尺寸相比相对较小。在这种情况下,可以实施对根据本发明的窄带辐射器件的使用,由此可以将大阵列定位在挡风玻璃上以融化挡风玻璃表面上的冰,如目前所描述的。然而,通过将基板作为导光管来实施该技术可以将窄带辐射器件直接联接到基板的小尺寸侧之一。
再次,以呈挡风玻璃形式的基板材料为例,窄带辐射器件阵列可以联接到小尺寸,例如挡风玻璃的尺寸(例如,厚度)。可以经由连接件连接电源,以生成用于阵列的输出。如上所述,还可以提供控制器(未示出)来控制阵列。因为包括挡风玻璃的玻璃80与挡风玻璃两侧邻近的空气之间的折射率差较大,所以挡风玻璃内部发生的反射会将能量保持在挡风玻璃内,如射线71所示。当另一种物质50(诸如冰或水)位于挡风玻璃80的表面上时,玻璃与水或冰之间的折射率差彼此更接近,并且能量可以离开进入到冰中。该技术充当选择性过滤器,使得能量仅通过与挡风玻璃接触的冰离开该挡风玻璃。离开进入到冰中之后,辐射立即被冰吸收,冰在该波长下具有很高的吸收率。然后,冰在冰与表面之间的界面处融化成水。
这被认为是非常高效的方法,该方法从几个较小的点源位置而不是通过在例如挡风玻璃的表面上遍布较大的阵列来将能量引入基板。因此,尽管冰加热机制是类似的,但是该方法增加了将基板变成工程化导光管的附加先进步骤。
可替代地,可以通过使用诸如光学棱镜或波导等光学耦合剂将窄带辐射器件阵列联接到挡风玻璃的主表面中的至少一个。由玻璃、塑料或任何合适的材料制成的光学棱镜通过来自示例硅或任何合适的材料光学耦合到玻璃,以将来自辐射产生器件的辐射反射到玻璃基板或塑料基板上。
因此,可以将棱镜放置在玻璃基板或塑料基板的平坦表面上,从而优化从辐射产生器件发射的辐射的反射。同样,在基板的至少一个表面上具有棱镜允许设计包括根据本发明的用于启动除冰或除雾的系统的最终产品的一定程度上的灵活性。
本发明的一个优点是提供了一种技术,该技术可以具有极大的选择性并且能够根据具体应用的需要针对特定的冰制定目标。本发明的另一个优点是能够通过利用导光管技术的全内反射以更优化的方式来部署系统,由此辐射能量可以由于折射率更紧密地匹配而从基板透射材料主要逸出到冰中。
本发明的另一个优点是设想的冰融化和冰释放系统和方法的快速起效。
本发明的另一个优点是能够采用波长输出被优化成用于融化特定类型的冰的窄带半导体发射器件。
本发明的另一个优点是能够使用厚度较大的透射基板,并且不需要加热基板的厚度,而是直接穿过该基板辐射冰。
本发明的另一个优点是能够使用对宽带辐射而言可透射的基板。这使得传感器可以在与除霜窄带辐射的波长不同的特定波长下操作,而不会在这两种功能之间出现干扰。作为示例,除霜可以在大约1456nm、1950nm或2400nm(例如,±40nm)下操作,而位于基板后方的LiDAR传感器可以在900至1100nm之间操作。

Claims (17)

1.一种用于启动对其上已经形成有冰或雾的基板材料的除冰或除雾动作的系统,所述系统包括:
(a)基板,所述基板上已经形成有冰;以及
(b)辐射产生器件,所述辐射产生器件能够操作以发射穿过所述基板的至少一部分的辐射,使得所述冰或雾的受所述辐射影响的第一部分是最接近所述基板的表面的界面部分,所述器件靠近所述基板材料,并且被选择性地激活以产生辐射,从而导致最接近所述基板的表面的至少一些冰融化,
其中,所述基板在从750nm至1650nm的波长范围内的吸收系数低于15m-1
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述基板在从750nm至1650nm的波长范围内的吸收系数低于5m-1
3.如权利要求1或2所述的系统,其中,所述基板在从750nm至1650nm的波长范围内的吸收系数低于1m-1
4.如前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述基板是玻璃板或塑料板。
5.如权利要求4所述的系统,其中,所述基板是玻璃板。
6.如前述权利要求中任一项所述的系统,其中,在所述基板的内面后方设置有传感器。
7.如权利要求6所述的系统,其中,所述传感器是放置在所述基板的内面后方的、在从750至1650nm的波长范围内的基于红外的遥感装置,并且特别地是LiDAR传感器。
8.如前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述传感器是由于宽带基板的透明性而在与窄带除冰辐射不同的波长下操作的基于红外的遥感装置。
9.如权利要求1至7所述的系统,其中,所述窄带辐射产生器件是半导体器件。
10.如权利要求8所述的系统,其中,所述窄带辐射器件是LED、LET和激光二极管中的至少一种。
11.如权利要求9所述的系统,其中,所述窄带半导体辐射器件以阵列形式安装在平面安装板上。
12.如权利要求1至10所述的系统,其中,所述窄带半导体辐射器件被安装成接近所述传感器,以对安装有所述传感器的区域进行除冰或除雾。
13.如权利要求1至11所述的系统,其中,根据所述冰或水材料的吸收光谱以局部吸收峰波长施加窄带辐射能量。
14.如权利要求1至12所述的系统,其中,所述基板材料充当导光管。
15.一种启动除冰或除雾动作的方法,所述方法包括:
(a)提供待除冰的其上形成有冰的基板;
(b)定位窄带辐射产生器件,使得辐射在其照射在所述冰上之前穿过其上形成有所述冰的基板;以及
(c)利用窄带辐射能量穿过所述基板的至少一部分辐射所述冰的界面层。
16.如权利要求15所述的方法,其中,所述窄带辐射能量在红外波长带中。
17.如权利要求15和16所述的方法,其中,根据所述冰或水材料的吸收光谱以局部吸收峰波长施加所述窄带辐射能量。
CN201980022758.6A 2018-03-29 2019-03-29 用于除去在基板材料上形成的冰或雾的系统 Pending CN111936909A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18164836 2018-03-29
EP18164836.1 2018-03-29
PCT/EP2019/058099 WO2019185925A1 (en) 2018-03-29 2019-03-29 A system for initiating a de-icing or a de-fogging formed on a substrate material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111936909A true CN111936909A (zh) 2020-11-13

Family

ID=62001939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980022758.6A Pending CN111936909A (zh) 2018-03-29 2019-03-29 用于除去在基板材料上形成的冰或雾的系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210084716A1 (zh)
EP (1) EP3776060A1 (zh)
JP (1) JP2021519716A (zh)
CN (1) CN111936909A (zh)
EA (1) EA202092288A1 (zh)
WO (1) WO2019185925A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220380248A1 (en) * 2019-07-18 2022-12-01 Agc Glass Europe Glass for autonomous car

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1358651A (zh) * 1994-03-07 2002-07-17 辐射航空服务公司 用红外辐射线为飞机除冰的方法和设备
US20030147159A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-07 Metastable Instruments, Inc. Method and apparatus for cleaning with internally reflected electromagnetic radiation
CN102574584A (zh) * 2009-09-18 2012-07-11 派拉斯科技术公司 窄带除冰及释冰系统及方法
DE102013215470A1 (de) * 2013-08-06 2015-02-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Befreien einer Scheibe eines Kraftwagens von Feuchtigkeitsbeschlag und/oder Eis
CN107076852A (zh) * 2014-11-03 2017-08-18 伊利诺斯工具制品有限公司 用于车辆传感器系统的透射式正面加热器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04254234A (ja) * 1991-01-30 1992-09-09 Suzuki Motor Corp 光導波型ウインドガラス
JP2014104841A (ja) * 2012-11-27 2014-06-09 Toyota Motor Corp デフロスタ装置
CN108726873A (zh) 2013-02-19 2018-11-02 旭硝子欧洲玻璃公司 具有高水平红外线辐射透射率的玻璃片
CN108706866A (zh) 2013-05-07 2018-10-26 旭硝子欧洲玻璃公司 具有高红外线辐射透射率的玻璃板
WO2015011041A1 (en) 2013-07-24 2015-01-29 Agc Glass Europe High infrared transmission glass sheet
EP3024786B1 (en) 2013-07-24 2020-06-24 AGC Glass Europe High infrared transmission glass sheet
EP3024790B1 (en) 2013-07-24 2021-05-12 AGC Glass Europe High infrared transmission glass sheet
US20160194241A1 (en) 2013-07-24 2016-07-07 Agc Glass Europe High infrared transmission glass sheet
WO2015011044A1 (en) 2013-07-24 2015-01-29 Agc Glass Europe High infrared transmission glass sheet
WO2016008906A1 (fr) * 2014-07-17 2016-01-21 Agc Glass Europe Feuille de verre à haute transmission aux rayonnements infrarouges
JP6597350B2 (ja) * 2016-02-03 2019-10-30 トヨタ自動車株式会社 車両用撮像システム
FR3047456B1 (fr) * 2016-02-05 2018-03-02 Valeo Systemes Dessuyage Systeme de detection optique pour vehicule automobile et dispositif de nettoyage d'un tel systeme
US10065602B2 (en) * 2016-07-19 2018-09-04 Ford Global Technologies, Llc Vehicle with automatic snow removal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1358651A (zh) * 1994-03-07 2002-07-17 辐射航空服务公司 用红外辐射线为飞机除冰的方法和设备
US20030147159A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-07 Metastable Instruments, Inc. Method and apparatus for cleaning with internally reflected electromagnetic radiation
CN102574584A (zh) * 2009-09-18 2012-07-11 派拉斯科技术公司 窄带除冰及释冰系统及方法
DE102013215470A1 (de) * 2013-08-06 2015-02-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Befreien einer Scheibe eines Kraftwagens von Feuchtigkeitsbeschlag und/oder Eis
CN107076852A (zh) * 2014-11-03 2017-08-18 伊利诺斯工具制品有限公司 用于车辆传感器系统的透射式正面加热器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019185925A1 (en) 2019-10-03
EA202092288A1 (ru) 2021-01-19
JP2021519716A (ja) 2021-08-12
EP3776060A1 (en) 2021-02-17
US20210084716A1 (en) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11052435B2 (en) Narrowband de-icing and ice release system and method
KR101618492B1 (ko) 전기적으로 가열가능한 배플 판을 갖는 창유리 장치
US6768099B1 (en) Device for detecting a parameter associated with the state of a vehicle, especially an automobile
WO2017038385A1 (ja) 水加熱装置、及び、それを用いた灯具
US20240173943A1 (en) Luminescent glazing
US20220196843A1 (en) Lidar assembly for automotive applications comprising an anti reflection unit
CN111936909A (zh) 用于除去在基板材料上形成的冰或雾的系统
US20210141217A1 (en) Optical coating and an apparatus including the optical coating
JP2014104841A (ja) デフロスタ装置
WO2023073593A1 (en) Glazing system and method for light outcoupling a material
EA040516B1 (ru) Система для инициирования устранения обледенения или устранения запотевания, образованного на материале подложки
FR3009371A1 (fr) Projecteur ou feux de signalisation de vehicule automobile et desembuage par micro-ondes
EP4150895A1 (en) Functional means for imaging device, lighting module, rear view devices, driving assistance system and vehicle
KR101688323B1 (ko) 유리 및 이를 구비하는 성에 제거 장치 및 차량
JP2002265239A (ja) 合わせガラス、およびそれを用いた曇りセンサ
KR20230118583A (ko) 패널의 외부 표면의 가열을 포함하는 차량용 패널
JP2004238229A (ja) 車両用導電性透明部材
KR200323169Y1 (ko) 자동차 유리창의 온습도 센싱 장치
JP2001324443A (ja) 雨滴/曇り検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination