CN1281445C - 一种除湿装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种除湿装置和方法，其能在早期阶段精确地检测出潮湿的发生并快速地除湿以防止汽车和工业用装置的玻璃表面及其它物体表面形成水汽或结霜。这个装置包含一个表面电阻探测器(50)，其包含两个以一定间距相隔连接于绝缘体表面的探头，用于指示绝缘体表面在不同潮湿度下的不同的电阻；一个防静电器(60)，防止静电对于由表面电阻探测器(50)测到的信号的发生产生影响；一个湿度传感器(70)通过按照表面电阻探测器(50)的电阻而产生的电流的变化来确定潮湿程度并输出相应的信号；以及一个驱动器(80)，其可由湿度传感器(70)的信号输出来操作并清除在物体表面上产生的潮湿。

Description

一种除湿装置和方法
技术领域
本发明涉及一种除湿装置和方法。更确切地说，本发明涉及的除湿装置和方法，能在早期准确和简便地监测到潮湿的形成，从而可以快速地除湿，以防汽车和工业用装置的玻璃表面及其它物体表面形成水汽或结霜，并防止如由于雨水而形成的潮湿遮挡视线。
背景技术
随着经济的发展和人们更加富裕，汽车数量激增并已成为生活必需品，虽然它们在过去曾经被看作是一种奢侈和财富的象征。
但是，伴随着汽车分布更加广泛，汽车事故也在增加，当事人及他们的家庭遭受着汽车事故引发的死亡和损失的痛苦，这已成为社会问题。
因而，人们做出各种努力阻止汽车事故的发生，阻止它们发生和将由于汽车事故造成的伤害和生命的损失降到最低的各种技术也已经发展起来。
改善驾驶视野的研究在防止汽车事故领域里取得了进展，其中包含去除由水汽、霜和雨水引起的潮湿的技术。
在多雨的夏季和寒冷的冬天，车内外温差极大，车内的湿度增加并不断地在车窗上产生水汽，而水汽会阻隔司机的视线使驾驶处于极为危险的状态。
水汽在车窗上形成后，司机会按照惯例控制车内的温度以减少湿度。在冬天，车内空气湿汽凝聚在由于车外冷空气而变冷的车窗上形成水汽，司机会开启加热系统，如暖气和电加热器，如热阻丝来增加车窗的温度，从而可阻止车内空气中湿汽发生凝结。
在如上所述的现有技术中，司机看到车窗上的水汽后会采取适当的措施。也就是说，当司机觉察到车窗上水汽开始形成时，将直接打开取暖设备、电加热器或是制冷系统，过了一段时间水汽才消失。所以，司机的视野要经历长时间的不清晰，因此需要长时间获得一个安全的视野，这是有问题的。
为了阻止诸如水汽和霜的冷凝湿汽的形成，可将化学药品应用于车窗上。也就是说，将阻止水汽形成的化学药品涂于窗户或镜子上，在温度和湿度发生变化时水汽不会形成。用这种办法时，化学药品可能不能涂抹均匀，它们会部分地剥落以至散射反射，对窗户和对人造成损害。
为了解决这些问题和缺点，多种类型的自动测试物体表面湿汽形成和除湿的装置被研制出来。图15就是一个该种设备的例子。
如图15所示，一个为现有技术的除湿器包含：湿度传感器10，用来探测窗上潮湿的形成并输出相应的电信号；微型计算机20，接收从湿度传感器10输出的电信号，并加以计算，当它确定潮湿形成便输出一个除湿信号；以及一个驱动器30，其在得到由微型计算机20输出的除湿信号后去除窗上的水汽。
湿度传感器10包含：温度传感器11，用于感应汽车内部的温度并输出相应的电信号；潮湿度传感器12，用来测试车内部的潮湿度并输出相应的电信号；以及一个CCD(电荷耦合装置)13，用来测试车窗并输出相应的电信号。
驱动器30包含：电加热器31，利用电源生热并当接收到从微型计算机20输出的除湿信号时给车窗加热；一个制冷和加热装置32，可提供冷热空气以控制车内温度。
这里对由现有技术制作的除湿器的运作进行说明。
当温度感应器11测试到车内的温度并输出一个电信号，潮湿度传感器12测试到车内的湿度并输出一个电信号时，微型计算机20依照温度输入值和湿度输入值测得车窗上水汽形成的时机，当确定正处于水汽形成的时间时输出除湿信号。
当微型计算机20输出除湿信号时，制冷和加热装置32或者电加热器31会分别运作以去除车窗上的潮湿。
这就是说，随着作为制冷和加热装置32的暖气或空调打开时，在夏天，降低车内温度以阻止潮汽凝结，或在冬天，车窗受热以阻止车内潮湿空气凝结在车窗上。
或者，开动电加热装置31，凝结在车窗上的湿汽会蒸发掉。
如上所述，现有技术可测得车窗上水汽和霜的初期形成并除湿，从而为司机提供一个清晰的视野。
另外，CCD照相机13可被安装在汽车上获得所需图像，有关的图像将被微型计算机20进行分析，以确定水汽是否已经形成，并输出一个除湿信号。
在除湿器中，温度传感器11和潮湿度传感器12被分别安装在汽车内，温度传感器11和潮湿度传感器12测得的数值被微型计算机20计算，以确定水汽是否形成，但是，因为所测得的数值会随着温度传感器11和潮湿度传感器12安放的位置不同而变化，这些确定参考数值的可信度减少。
另外，除湿器要使用昂贵的微型计算机20完成大量的计算，这无疑地增加了产品的成本，因此也产生了一定的问题。
更进一步地，当水汽即时地出现于CCD照相机13上，除湿器就不能准确地确定潮湿的发生，由此需要一个复杂的电路和信号计算来进行图象处理，因而增加了产品的成本。
超声波或红外线可用来测试潮湿如水汽或霜的形成，但也需要一个超声波或红外线处理系统和使用计算机对有关数据进行复杂的运算，因而，整个系统变得复杂，产品的成本更高，而且需要太多的时间来确定水汽的形成。
发明内容
本发明提供一个装置和方法用来简便和精确地测试潮湿的形成并清除之，以防汽车或工业领域中的潮湿诸如水汽或霜的形成。
在本发明的一个方面中，清除物体表面的潮湿的装置包含：表面电阻探测器，用于测试表面电阻大小并输出相应的信号；一个湿度传感器，通过根据表面电阻探测器的电阻的电流的变化，来确定潮湿生成状态并输出潮湿感应信号；以及一个驱动器，依据由湿度传感器输出的潮湿感应信号操作，以去除在物体表面生成的潮湿。
如果目标物体表面被测得是绝缘体时，表面电阻探测器包含：导体材料制成的第一探头，其连接于物体表面并与湿度传感器想连；和导体材料制成的第二探头，其与第一探头相隔一个特定距离接于物体表面，并连接电源。
进一步地，表面电阻探测器包含接地基质，连于被探测的目标物体表面的底部，防止电磁干扰或静电在目标物体表面形成。
如果被探测的目标物体表面是导体，则表面电阻探测器包含：高亲水性的绝缘体基质，连于物体表面；导体材料制成的第一探头，连于绝缘体基质，并连接于湿度传感器；和导体材料制成的第二探头，其与第一探头相隔一个特定距离接于绝缘体基质，并连接电源。
表面电阻探测器还包含在绝缘体基质、第一探头和第二探头之间形成的接地基质。
表面电阻探测器使用被设置在汽车车窗玻璃表面上的热电阻丝。
本发明另一方面涉及去除产生于物体表面潮湿的装置，包含：表面电阻探测器，用于测试物体表面的电阻，并输出相应的信号；湿度传感器，通过按照表面电阻探测器的电阻的电流的变化，来确定潮湿生成状态并输出相应的潮湿感应信号；一个控制器，接收由湿度传感器输出的潮湿感应信号，控制去除产生于物体表面的潮湿；和一个驱动器，依据由控制器输出的控制信号操作，用于去除在物体表面生成的潮湿。
湿度传感器包含：参考电流发生器，用于产生参考电流来确定潮湿测试状态，并输出参考电流；一个电流检测器，通过按照表面电阻探测器的电阻的电流的变化，来确定潮湿状态并输出相应的信号；一个监测信号输出单元，用于依据由电流检测器输出的测得数值输出相应的逻辑值信号；一个信号平滑滤波器，用于将监测信号输出单元输出的逻辑值信号转换为平滑数字信号，并输出数字信号；以及一个电源，为电流探测器和监测信号输出单元提供电流，使操作得以进行。
湿度传感器包含：一个电压电源，用来产生规定的电压；参考电阻器，用于使用电压电源的电压产生用于确定湿度感应状态的参考电流并输出参考电流；一个操作放大器，来接收通过按照表面电阻探测器的电阻的电流的变化，将它们与通过参考电阻器输入的参考电流相比较，确定潮湿程度并输出一个相应的信号。
湿度传感器包含：一个第一电阻器，用于接受驱动电源，并提供电源用于表面电阻探测器的操作；一个第二电阻器，用来将表面电阻探测器输出的信号转换成电压信号并输出电压信号；以及一个操作放大器，其通过一个非反相的接线端接收通过第二电阻器输入的表面电阻探测器的信号，平滑信号，并输出平滑信号至驱动器。
控制器包含：一个模拟数字转换器，将湿度传感器测得的电流转换成数字信号，并将信号输出；一个微型计算机，接收由湿度传感器输出的湿度监测信号，确定湿度生成状态，产生相应的除湿控制信号，并输出除湿控制信号到驱动器，接收由模拟数字转换器输出的数字信号，为使用者提供潮湿生成及潮湿量的信息；以及一个显示器，为使用者显示微型计算机输出的信号。
本发明的另一个方面，通过按照物体表面不同电阻的电流变化而由湿度传感器测试出潮湿生成状态而输出的信号来除湿的方法，包含：(a)读取一个特定时限内的由湿度传感器输出的湿度测试信号，从而确定潮湿生成是瞬间的或是连续的；(b)当在(a)中潮湿是连续不断地产生的时候，控制去除生成的潮湿，；(c)读取在(b)控制之后的一定时间内的由湿度传感器输出的潮湿监测信号，来确定潮湿是否已经被完全地去除；和(d)当在(c)中确定潮湿已经被完全去除时终止除湿控制。
附图说明
加入说明书中并作为说明书的一部分的附图显示了本发明的具体实施方式，并与说明书一同解释本发明的原理：
图1为依照本发明第一优选实施例的除湿器；
图2为依照本发明第一优选实施例的除湿器的示范装置；
图3为水汽形成现象；
图4为依照本发明第二优选实施例的除湿器；
图5为依照本发明第三优选实施例的除湿器。
图6为依照本发明第四优选实施例的除湿器。
图7为依照本发明第五优选实施例的除湿器。
图8为依照本发明的优选实施例的除湿方法流程图。
图9为图1中所示的当探测的目标物体表面是绝缘体时的表面电阻探测器；
图10为图1中所示的用来阻止电磁干扰(EMI)和静电现象的表面电阻探测器；
图11为图1中所示的当探测的目标物体表面是导体时的表面电阻探测器；
图12为在两个探头之间的水汽的形成；
图13为表面张力和接触角度；
图14为水滴接触角度；和
图15为由现有技术制作的除湿器。
具体实施方式
在以下的说明中，仅对本发明的优选实施例和由进行本发明的发明人所预想的最好模式来说明。如同将要看到的，本发明在很多方面可以修正但不脱离本发明的范围。因而，附图和说明应被认为实际上是阐示性的而不是限制性的。
图1为按照本发明第一优选实施例的除湿器。
如图所示，除湿器包含：表面电阻探测器50；防静电器60；湿度传感器70；和一个驱动器80。
表面电阻探测器50包含以一定距离相隔连于车窗表面的两个金属探头，它用来测试潮湿诸如水汽或霜形成后的电阻。防静电器60阻止会影响表面电阻探测器50监测到的信号的静电的生成。
湿度传感器70通过按照表面电阻探测器50的电阻的电流变化确定出潮湿状态，并输出相应的信号。驱动器80依照湿度传感器70输出的信号去除玻璃表面的潮湿。
湿度传感器70包含电流监测器71，其监测流经表面电阻探测器50的电流的变化并输出相应的监测信号；信号平滑滤波器75将电流监测器71输出的监测信号值转换成平滑的驱动信号并将其输出。
在这个例子里，电流监测器71包含pnp晶体管Q71和Q72，以及npn晶体管Q73和Q74。晶体管Q71的基极与一个表面电阻探测器50的金属膜或是导体带的一个检测探头相连，并且晶体管Q71的集电极是接地的。晶体管Q72的基极与晶体管Q71的发射极相连，晶体管Q72的集电极与晶体管Q73的基极相连。晶体管Q73和Q74的发射极接地，晶体管Q73的集电极与晶体管Q74的基极相连。驱动电源Vcc提供给晶体管Q72的发射极和晶体管Q73的集电极，晶体管Q74的集电极和信号平滑滤波器75相连。
信号平滑滤波器75包含一个电阻器R75，一个电容器C75和一个光发射二极管(LED)。电阻器R75与电容器C75在驱动电源Vcc和地线之间串连在一起，电阻器R75与电容器C75的连接点与电流探测器71的输出端和驱动器80相连。LED L75连于结合点和地线之间。
防静电器60包含逆向串联在驱动电源Vcc和地线之间的二极管D61和D62，二极管D61和D62的连接点与表面电阻检测器50相连。
参照图1到图3，对按照本发明第一优选实施例的除湿器的操作给与说明。
图2为依照本发明第一优选实施例的除湿器的示范装置，以及图3所示为水汽形成现象。
如图2所示，被覆金属的表面电阻探测器的金属膜或导体带的一个监测探头，被连在车窗90的水汽形成的部位。
当一个监测探头与防静电器60相连，另一个监测探头与接地，在潮湿形成时(比如，水汽在车窗玻璃90上形成)，两个监测探头之间的电阻减小使电流在监测探头之间流动。
因为车内空气中的湿度达到露点，所以就在车窗玻璃上形成水汽，若是在寒冷的车窗玻璃上潮湿就会形成水滴，电阻也随之减少。
在这个例子当中，如果用防静电的聚乙烯作为监测探头，对监测电流很有效。也就是说，普通的聚乙烯是不导电的，但防静电的聚乙烯是用小量金属膜处理过，因而具有高达几百亿欧姆电阻的微弱的导体性能。由于水汽或霜的缘故潮湿发生，电阻发生变化。
也就是说，用于防静电的聚乙烯有内在的高电阻，在正常条件下没有电流发生，但是当水汽形成，电阻减小，由于潮湿因而微弱电流产生。
一般来讲，车窗玻璃涂上了一层特定的膜，当水汽在其上形成时电阻变化很小，这不同于普通玻璃盘。所以，用于防静电的涂有金属的聚乙烯可用作表面电阻探测器的监测探头。防静电的聚乙烯非常薄如同乙烯基，很容易粘到玻璃上，并且是半透明的，不会遮挡司机的视线，它可维持接触面的温度，并能立刻将车窗玻璃表面形成的潮湿变成蒸汽，所以它能做出快速反应。
图3显示玻璃表面上形成的水汽或霜形式的潮湿。对于一般的玻璃材料，H2O分子凝结在车窗玻璃表面上减少了电阻，电阻与车窗长度成比例的。
然而，在绝缘体已经经过了表面处理并有无限表面电阻的情况下，如车窗玻璃，高电阻材料如涂抹了金属的聚乙烯被连接其上，如图3所示，以减小电阻，因而可测得由于潮湿而流经的电流。
至于操作，如图1所示，当水汽或霜形成或下雨或雪产生潮湿时，表面电阻探测器50的监测探头之间的电阻减小导致电流产生，当电流达到电流探测器71的晶体管Q71的偏流时，晶体管Q71接通，晶体管Q72也随之接通。
当晶体管Q72接通时，电流经过晶体管Q72的基极接通晶体管Q73，其后没有电流经过晶体管Q74的基极。
因此，晶体管Q74是断开的，且输出到驱动器80的水汽形成确定信号Vo变成一个高驱动信号以启动驱动器80。
驱动器80包含电加热装置，如安装于传统汽车的车窗加热电阻丝，制冷和加热系统，如暖气和空调。
在通常情况下，当没有水汽形成时，由于表面电阻探测器50的两个监测探头之间的电阻不允许电流经过，电流探测器71的晶体管Q71是断开的，因此晶体管Q72也保持断开状态。
因为晶体管Q73也被断开以向晶体管Q74的基极提供驱动电源，晶体管Q74被接通以输出一个低水汽形成确定信号，驱动器80不会开动。
在防静电器60的控制下，静电信号不会被输入到湿度传感器70的信号输入中。湿度传感器70的信号平滑滤波器75将电流探测器71输出的信号转换成一个用于启动驱动器80的平滑的信号，并输出这个平滑的信号。
因而，当没有水汽产生时，晶体管Q74不会接通，驱动器80不会驱动。但是当水汽在车窗玻璃表面形成了，表面电阻探测器50的两个监测探头之间的电阻会发生变化，晶体管Q71、Q72和Q73被接通以断开晶体管Q74，随之，驱动电源Vcc被提供到驱动器80来阻止水汽的形成。
在本发明的第一优选实施例中，晶体管Q71和Q72采用的是pnp晶体管，晶体管Q73和Q74采用的是npn晶体管，但其它类型的晶体管也可以使用而不受此限制。
为了测试潮湿度，要求表面电阻探测器50的传感器不吸湿，在温度突变的情况下显示监测到的温度(比如表面温度)，且不变温。
在本发明的第一优选实施例中，使用用于防静电的涂有金属的聚乙烯，而且聚乙烯在通常条件下具有1-999十亿欧姆的电阻。此外，其他高电阻材料也可替代聚乙烯。
安装表面电阻探测器50的方法如图9到图11中所示随着探测目标物体表面的状态不同而变化。
当探测目标物体表面是绝缘体的时候，如图9所示，导电的金属膜或是导体带的一个终端52被连接到绝缘体的探测表面51，以使该绝缘体的探测表面被连接到防静电器60上，然後终端53以一预定距离与终端52相隔以提供电源Vin+。
为防止探测目标物体表面上的电磁干扰(EMI)或静电的产生，在传感表面51之下另外设置底基质54，如图10所示。
要从导体表面而不是从车窗玻璃或普通玻璃表面上除去形成的水汽，需要在金属膜或导电带和导体表面之间插入一个绝缘体，使金属膜或导电带不能直接连接到相关的导体表面。
如果没有在其间插入绝缘体，不管水汽是否在导体表面上形成电流会继续存在，因而不能进行准确的测试。
也就是说，当探测目标物体表面是导体的时候，如图11所示，设置绝缘的探测表面51，终端52和53接连于其上，底基质54被连于探测表面底下，绝缘基质55又被连于其下，以使它们都被连接到目标物体表面。
在这个例子当中，当一个亲水性的材料用于传感表面51的时候，它的检测灵敏度会增加。
也就是说，在材料遇湿时所产生的接触角几乎为0度的情况下，材料具有极好的润湿和探测性能，更适宜的是材料的接触角在0到90度的范围内，而当使用是的具有0到15度的接触角的超亲水性材料时，将获得更好的性能。
在图11中，当静电或EMI不大时，底基质54可以省略，这一点在图中未表示出来。
在使用表面电阻探测器50的两个探头的情况下，可使用传统汽车使用的部件而不必另加其他的部件。
即在传统的汽车里，热电阻丝被安装于后车窗上去除水汽或融雪而获得一个清晰的视野，而热电阻丝中的两个可被用作两个探头以完成表面电阻探测器50。
尤其是在价格昂贵的汽车里，去除挡风玻璃上的积雪的热电阻丝被安装在雨刷周围，如果相关的热电阻丝被用作表面电阻探测器50的两个探头，不用增加其它的设备就可以获得更好的性能。
在本发明的第一优选实施例中，去除在车窗上形成水汽的潮湿已被描述，本发明还可被进一步地用于各种由于潮湿的生成而具有安全问题并需要在潮湿可能形成的地方去除和防止潮湿的工业领域。
另外，在本发明的第一优选实施例中，因为车窗都是绝缘体，可利用金属膜或一个导电带测出水汽的形成。对于一般工业用途的普通玻璃基质，玻璃表面可用作传感器，不需要为防静电而使用另外的探头。
那就是说，当一个探测电极直接连接到了玻璃基质上，在与该探测电极隔开一预定距离的位置上的另一个电极接地，由于玻璃本身的电阻，没有电流产生。当水汽形成时，因为潮湿电阻减少，电流产生，则水汽的形成可被监测到，因而玻璃表面可作为一个传感器。
另外，其它的高电阻材料也可用于玻璃的表面。
图12到14显示了在物体表面探测潮湿的方法，参照附图，用于探测潮湿的表面电阻探测器50的情况将要被说明。
如图12所示，当潮湿在一个绝缘体表面形成时，微小的水滴形成，电子流的阻隔水平(也就是电阻)由水滴形式确定。
那就是说，电子流的阻隔水平由绝缘体表面张力和凝聚的水滴来决定。在本例中，检测性能是由代表水滴的形态的接触角来决定的。
换句话说，在导电的液滴如水汽形成的情况下，当液滴连起来的时候电子会通过液体流向探头。
当液滴落到固体材料的表面时，施用于一个特定点X的力由固体材料的表面张力γs、液体材料表面张力γ1来决定和液体材料与固体材料之间的界面张力γs1确定，且它们的关系可由方程式1来表示。
方程式1
γs＝cosθ+γs1
其中，角度θ代表接触角，用来表示一个固体材料表面的潮湿程度。图13显示了表面张力和接触角之间的关系。
接触角显示了液体在固体材料表面上热力学平衡时产生的角度，并且它是由粘着的水滴来决定的。一个低接触角表明高的湿润性(即亲水性)和高的表面能量，而一个高的接触角表明低的湿润度(即疏水性)和低的表面能量。图14显示了各种各样接触角度水滴的典型形式。
一般说来，水的表面张力随着温度在60到70达因/厘米的范围内变化，除汞(Hg)之外它是最大的，并形成滴状而使表面积最小化。
随着接触角度变得更大，水滴间的间隙起到干扰电流的电阻材料的作用，所以开始时探测湿度是困难的，而随着接触角度变小，探测湿度就比较容易了。根据潮湿情况，理想的接触角度值要小于90度，以便获得足够的探测性能。
进一步说，如果探测目标物体表面有排水效应，就是说，在会干扰电子流的接触角大于90度的情况下，如果液体的新表面张力γ1′和液体与固体之间的界面张力γs1′在加入表面活性剂后变低，接触角会如方程式2所示的减小。
方程式2
γs＞γ1′cosθ+γs1′
在这种情况下，因为表面张力γs大于液体表面张力γ1′和液体与固体之间的界面张力γs1′的总合，水滴在X点沿固体表面张力的方向蔓延，从而减小了接触角。
所以，为了增进表面电阻探测器50的监测性能，在探测物体表面加入表面活性剂，探测物体表面被高亲水性材料覆盖或者探头在高亲水性的基质上形成。
图4显示一个与本发明的第一优选实施例相比提高了潮湿探测精确度和增强了平稳度的除湿器。
参照附图，在此对按照本发明的第二优选实施例的除湿器加以说明。
如图4所示，除湿器包含一个表面电阻探测器100，一个防静电器200，一个湿度传感器300，一个控制器400以及一个驱动器500。
表面电阻探测器100可以按在本发明的第一优选实施例中描述的各种方式实现，在此不再重复。
防静电器200包含二极管D210、D220和一个电容器S210，它阻止静电形成而对被表面电阻探测器100探测的信号产生影响。
湿度传感器300包含一个电流源310，一个参考电流发生器320，一个电流探测器330，一个监测信号输出单元340和一个信号平滑滤波器350。它根据按照表面电阻探测器100的电阻的电流的变化来确定潮湿程度，并输出相应的信号。
电流源310包含电源I1，I2，I3和I4，为电流探测器330和监测信号输出单元340的操作提供所需电流。
参考电流发生器320包含一个电压源Vin-和一个电阻器R320，它为确定潮湿是否探测到而提供参考电流。
电流探测器330包含pnp晶体管Q331，Q332，Q333和Q334，以及npn晶体管Q335和Q336。它监测流经表面电阻探测器100的电流的变化，将该电流与由参考电流发生器320产生的电压进行比较，并输出相应的探测信号到监测信号输出单元340。
在这个例子当中，晶体管Q331的基极和表面电阻探测器100的探头相连，晶体管Q331的集电极是接地的，电流源310的电源I1提供给晶体管Q331的发射极。晶体管Q332的基极与晶体管Q331的发射极相连，晶体管S332的集电极与探测信号输出单元340相连，电流源310的电源I2提供给晶体管Q332的发射极。
晶体管Q333的基极与晶体管Q334的发射极相连，电流源310的电源I2提供给晶体管Q333的发射极。晶体管Q334的集电极是接地的，电源I3和参考电流发生器320的输出信号分别地提供给晶体管Q334的发射极和基极。晶体管Q335的集电极与晶体管Q332的集电极相连，晶体管Q335的基极与晶体管Q333的集电极相连，晶体管Q335的发射极是接地的。晶体管Q336的集电极和基极相连，且晶体管Q336的发射极是接地的。
探测信号输出单元340包含：一个晶体管Q341，其有一个接收电流探测器330的输出信号的基极，一个接收电流源310的电源I4的集电极，及一个接地的发射极；一个晶体管Q342，其有一个与晶体管Q341的集电极相连的基极，以及一个接地的发射极，并依据由电流探测器330输出的探测值输出相应的信号。晶体管Q341和Q342包含npn晶体管。
信号平滑滤波器350包含串联在驱动电源Vcc和地线之间的电阻器R350和电容器C350，电阻器R350和电容器C350的相接点与监测信号输出单元340的输出终端相连接。信号平滑滤波器350将监测信号输出单元340输出的监测信号值转换成驱动信号，并将此信号输出。
控制器400包含一个模拟数字(A/D)转换器410，一个微型计算机420，一个显示器430。控制器400接收从湿度传感器300输出的信号，控制除湿，并向使用者通报潮湿的生成。
下面对依照本发明的第二优选实施例的除湿器的操作加以说明。
当包含水汽在内的潮湿形成时，表面电阻探测器100两个探头之间的电阻减少使电流通过，电流供给晶体管Q331的基底，而当该电流大于通过参考电流生成器320的电阻器R320供给晶体管Q334的电流时，晶体管Q332和Q335接通。
因而，探测信号输出单元340的晶体管Q341接通，晶体管Q342断开，提供给信号平滑滤波器350的驱动电源Vcc的值通过电阻器R350被输出到控制器400，从而使用一个逻辑高值，确认潮湿在探测表面上形成。
但是，如果潮湿没有形成，或是流经表面电阻探测器100的两个探头之间的电流小于参考电流生成器320的通过电阻器R320供给晶体管Q334的电流时，晶体管Q332断开，随之晶体管Q335也断开，而晶体管Q333和Q334接通。
因此，探测信号输出单元340的晶体管Q341断开，晶体管Q342接通，驱动电源Vcc通过第八个晶体管Q342提供给信号平滑滤波器350，一个逻辑低值被提供到控制器400，从而确定探测表面没有潮湿形成。
控制器400依照湿度传感器300输出的信号值来启动驱动器500或使它停止，从而控制除湿。
参照图8详细说明控制器400的操作方法。
控制器400的微型机算机420在第S10步骤读取湿度传感器300输出的探测信号以在第S20步骤中确定潮湿是否形成。
当潮湿被确定已经形成，微型机算机420允许经过经过一个特定时限并在第S30步骤又读取一个潮湿探测信号，并在第S40步骤来确定潮湿形成是否在继续。
当确定在一个预定时限后潮湿形成在持续，微型机算机420控制驱动器500在第S60步骤除湿。
微型机算机420接着在第S70步骤读取一个潮湿探测信号，在第S80步骤中确定潮湿是否被去除。
当确定潮湿已被去除，微型机算机420在一个特定时限后又读取一个湿度传感器300输出的信号，以在第S100步骤中确定除湿是暂时完成还是完全完成。
当确定潮湿被完全清除，微型机算机420控制驱动器500在第S110步骤终止除湿操作。
如以上所述控制过程，当一个瞬间的错误出现时，潮湿的探测和潮湿的清除都可被精确地控制。
当发现潮湿在先前的第S40步骤产生时，微型计算机420控制A/D转换器410将湿度传感器300探测到的电流转换成数字值，在显示器430上显示该数字值以便使用者能看见它们，并且计算出一个预期的除湿时间并提示使用者该时间，从而为其提供方便。
在本发明的第一优选实施例的一个相似方法中，驱动器500使用一个电加热系统如安装在传统的汽车窗上的热电阻丝，以及制冷和加热装置如暖气和空调。
如以上操作，潮湿被精确地探测到，潮湿产生及除湿所需时间的信息被提供给使用者，从而达到一个令人满意的状态。
湿度传感器300可以被操作放大器替换，将参照图5对其加以说明。
图5显示一个根据本发明的第三优选实施例的除湿器。
如图所示，除湿器包含一个表面电阻探测器100，一个防静电器200，一个湿度传感器600，一个控制器400以及一个驱动器500。
表面电阻探测器100，防静电器200，控制器400以及驱动器500可以如在本发明的第二优选实施例中所述的各种方式实现，在此不再重复。
湿度传感器600包含一个参考电压电源Vin-，一个参考电阻器R610和一个操作放大器OP610。
依照本发明第三优选实施例的除湿器的操作，将在此加以说明。
湿度传感器600的操作放大器OP610通过一个非反向的输入终端接收表面电阻探测器100的电流，并将它与通过反向输入终端输入的参考电流lin-进行比较，并输出一个相应的信号至控制器400。
这就是说，当潮湿在物体表面形成，且表面电阻探测器100的输出电流大于参考电流lin-时，操作放大器OP610输出一个逻辑高信号到控制器400，以便控制器400可以控制除湿。
当物体表面的潮湿被去除时，表面电阻探测器100输出的电流小于参考电流lin-，操作放大器OP610输出一个逻辑低信号到控制器400，以便控制器400可以终止除湿控制。
如上所述，通过使用操作放大器OP610组成湿度传感器600，可以精确地控制消除潮湿。
图6所示为用于监测潮湿的一个电路，其比本发明第三优选实施例更加稳定。
参照图6，依照本发明第四优选实施例的除湿器将在此加以说明。
第四优选实施例的配置与第三优选实施例的配置相似，只是第四优选实施例的湿度传感器包含电阻器R710和R712，并使用操作放大器OP710作为电压输出器，以获得从表面电阻探测器100输出的更加精确的数值。
即，使用电阻器R710和R720，可获得更加精确的通过表面电阻器100输入的电流值，尤其是电阻器R720可作为一个下拉电阻发挥作用。
操作放大器OP710将非反向终端输入的信号平滑，并将它们直接输出来启动驱动器。
下面，包含在第三优选实施例中的各部分将不再加以说明。
在比第四优选实施例不同的偏压极性的情况下，设置了电阻器R810和R820，如图7中所示。所以，按照被用于操作放大器OP810的信号的极性，灵活处理成为可能。图7为本发明的第五优选实施例。
也就是说，本发明第五优选实施例不同于第四优选实施例，电阻器R810的一个接线端与表面电阻探测器100的输入终端相连，而电阻器R810的另一个接线端接地。电阻器R820的一个接线端与操作放大器OP810的一个非反向的终端相连接，而电阻器R820的另一个接线端与驱动电源Vcc相连接，因而执行上拉电阻的功能。
因为第五实施例的电流方向与第四实施例的相反，在此不再作说明。
电阻器(未被画出)也可被用来精确地获得图1到图4所示的表面电阻探测器的信号，其完全可被本领域技术人员做到。
在各实施例中，两极晶体管用在湿度传感器70和300来实现理想的电路，另外，MOS晶体管或MOS-FET晶体管也可替换两极晶体管，这对本领域技术人员来说是显而易见的。
因此，本发明可即时地确定潮湿(或是水汽)在汽车玻璃上的产生，并可自动地除湿和防止潮湿的发生，从而为司机提供一个清晰和安全的视野。
进一步说，本发明可以阻止由于水汽形成、霜、雨或雪而产生的潮湿引起的阻挡司机视线的事故发生。
另外，由以上所述的操作方法，本发明可以以一个简易的装备精确地除湿，其可节省产品的成本。
虽然本发明是结合目前来说是最实用和最优选的实施例进行说明的，但可以理解本发明不只限于公开的实施例，相反，它要涵盖包含在附带的权利要求的精神和范围内的各种改变和等同的装备。

Claims (26)

1、用于去除在物体表面上形成的潮湿的装置，它包含：
一个表面电阻探测器，用来探测表面电阻并输出一个相应的信号；
一个防静电器，用于防止静电产生到被表面电阻探测器感应出的信号；
一个湿度传感器，用来通过依照表面电阻探测器的电阻而发生的电流的变化，确定潮湿程度并输出潮湿感应信号；和
一个驱动器，用来依照由湿度传感器输出的潮湿感应信号操作，从而去除物体表面上生成的潮湿。
2、如权利要求1所述的装置，其中当被探测的目标物体的表面为绝缘体时，表面电阻探测器包含：
一个导体材料制成的第一探头，附着于物体表面并与湿度传感器相连；和
一个导体材料制成的第二探头，与第一探头间隔一个特定的距离附着于物体表面，并接收电源。
3、如权利要求2所述的装置，其中表面电阻探测器还包含一个附着于被探测的目标物体底面的接地基质，用来防止在目标物体表面上产生电磁干扰和静电。
4、如权利要求1所述的装置，其中当被探测的目标物体表面是绝缘体时，表面电阻探测器包含：
一个高亲水性的绝缘体基质，附着于表面；
一个导体材料制成的第一探头，附着于绝缘体基质上并与湿度传感器相连；和
一个导体材料制成的第二探头，与第一探头间隔特定的距离附着于绝缘体基质上，并接收电源。
5、如权利要求4所述的装置，其中当潮湿接触到高亲水性的材料时，高亲水性的材料会有一个0-90度的接触角。
6、如权利要求4所述的装置，其中当潮湿接触到高亲水性的材料时，高亲水性的材料会有一个0-15度的接触角。
7、如权利要求1所述的装置，其被探测的目标物体表面是导体的时侯，表面电阻探测器包含：
一个高亲水性的绝缘体基质，附着于物体表面；
一个导体材料制成的第一探头，附着于绝缘体基质上，并与湿度传感器相连；和
一个导体材料制成的第二探头，与第一探头间隔一定的距离附着于绝缘体基质上并接收电源。
8、如权利要求7所述的装置，其中表面电阻探测器还包含一个在绝缘体基质、第一探头和第二探头之间形成的接地基质。
9、如权利要求1所述的装置，其中当物体表面为具有从1到999十亿欧姆的表面电阻的材料时，表面电阻探测器利用物体表面作为一个探测器而不用另外的高电阻材料。
10、如权利要求1所述的装置，其中表面电阻探测器使用设置在车窗玻璃表面上的热电阻丝。
11、如权利要求1所述的装置，其水汽形成确定单元包含：
一个电流探测器，用于探测随表面电阻探测器的电阻的变化而发生的电流的变化，并输出一个相应的探测信号；和
一个信号平滑滤波器用于将电流探测器输出的探测信号值转换成一个稳定的驱动信号，并将其输出。
12、如权利要求11所述的装置，其中电流探测器包含：
一个第一晶体管，按照表面电阻探测器电阻的变化，当电流增加到大于一个预定值时，该第一晶体管便被接通；
一个第二晶体管，当第一晶体管被接通时该第二晶体管被接通；
一个第三晶体管，当第二晶体管被接通时该第三晶体管也被接通；和
一个第四晶体管，当第三晶体管被接通时该第四晶体管被断开并输出一个电流探测信号；
13、如权利要求11所述的装置，其中信号平滑滤波器包含：
一个电阻器，具有一连于驱动电源的接线端，及与电流探测器输出端相连接的另一个接线端；和
一个电容器，其一个接线端与电阻器的另一个接线端相连接，而其另一个接线端接地。
14、如权利要求1所述的装置，其中防静电器包含：
一个第一二极管，具有一个与驱动电源相连的阴极，和一个与表面电阻探测器的一个接线端相连的阳极；和
一个第二二极管，具有一个与表面电阻探测器的一个接线端相连的阴极，和一个接地的阳极。
15、一个用于去除在物体表面上产生的潮湿的装置，包含：
一个表面电阻探测器，用于探测表面电阻并输出一个相应的信号；
一个防静电器，用于防止静电产生到被表面电阻探测器感应出的信号；和
一个湿度传感器，通过依据表面电阻探测器电阻发生的电流的变化来确定潮湿产生程度，并输出一个相应的湿度读出信号；
一个控制器，用于接收从湿度传感器而来的湿度读出信号，并控制去除物体表面的潮湿；和
一个驱动器，依据控制器输出的控制信号操作，用来去除物体表面上生成的潮湿。
16、如权利要求15所述的装置，其中湿度传感器包含：
一个参考电流发生器，用来产生确定潮湿感应状态的参考电流，并输出参考电流；
一个电流探测器，通过依据表面电阻探测器的电阻发生的电流的变化来确定潮湿程度，并输出一个相应的信号；
一个探测信号输出单元，按照电流探测器的输出的监测值来输出相应的逻辑值信号；
一个信号平滑滤波器，用于将探测信号输出单元输出的逻辑值信号转换为平滑的数字信号，并将数字信号输出；和
一个电流源，为电流探测器和探测信号输出单元的操作提供电源。
17、如权利要求16所述的装置，其电流源包含：
第一到第三的电源，为操作电流探测器提供电能；和
第四电源，为探测信号输出单元的操作提供电流。
18、如权利要求16所述的装置，其中参考电流发生器包含：
一个电压电源，用于产生特定的电压；和
一个电阻器，允许电流依照电阻不同而变化。
19、如权利要求16所述的装置，其中电流探测器包含：
一个第一晶体管，具有一个基极，其与表面电阻探测器的探头相连，一个接地的集电极，以及一个发射极，其接收电源的第一电流源；
一个第二晶体管，具有一个基极，其与第一晶体管的发射极相连接，一个发射极，接收电源的第二电流源，以及一个与探测信号输出单元相连接的集电极；
一个第三晶体管，具有一个接收电源的第三电流源的发射极，一个基极，其接收参考电流发生器的输出信号，及一个接地的集电极；
一个第四晶体管，具有一个基片，其与第三晶体管的发射极相连接，以及一个接收电源的第二电流源的发射极；
一个第五晶体管，具有一个与第二晶体管的集电极相连接的集电极，一个与第四晶体管的集电极相连接的基极，及一个接地的发射极；和
一个第六晶体管，具有一个基极和一个与第四晶体管的集电极相连的集电极，以及一个接地的发射极。
20、如权利要求16所述的装置，其中探测信号输出单元包含：
一个第七晶体管，具有一个接收电流探测器的输出信号的基极，一个接收电源的第四电流源的集电极，以及一个接地的发射极；和
一个第八晶体管，具有一个与第七晶体管的集电极相连的基极，以及一个接地的发射极。
21、如权利要求16所述的装置，其中信号平滑滤波器包含：
一个电阻器，其具有一个与驱动电源相连的接线端，另一个接线端与探测信号输出单元的输出信号相连；和
一个电容器，其具有一个与电阻器的另一个接线端相连的接线端，和另一个接地的接线端。
22、如权利要求15所述的装置，其中控制器包含：
一个模拟数字转换器，将湿度传感器读出的电流转换成数字信号并输出；
一个微型计算机，用来接收由湿度传感器输出的潮湿感应信号，确定潮湿生成状态，产生一个相应的除湿控制信号，输出该信号到驱动器，接收模拟数字转换器输出的数字信号，并为使用者提供潮湿的生成和生成量的信息；和
一个显示器，将微型计算机输出的信号显示给使用者。
23、如权利要求15所述的装置，其中湿度传感器包含：
一个电压电源，其产生一个特定的电压；
一个参考电阻器，其使用电压电源的电压，产生用于确定潮湿感应状态的参考电流，并输出该参考电流；和
一个操作放大器，用于接收通过依据表面电阻探测器的电阻的电流的变化，将它们与通过参考电阻器输入的参考电流进行比较，确定潮湿状态并输出一个相应的信号。
24、如权利要求15所述的装置，其中湿度传感器包含：
一个第一电阻器，接收驱动电源，并为表面电阻探测器的操作提供电能；
一个第二电阻器，将表面电阻探测器输出的信号转化为一个电压信号，并输出该电压信号；和
一个操作放大器，其通过一个非反相的接线端来接收通过第二电阻器输入的表面电阻探测器的信号，对该信号进行平滑滤波，并将平滑的信号输出到驱动器。
25、一种除湿方法，其利用湿度传感器通过依据表面电阻的电流的变化而感应潮湿状态，输出一个信号从而除湿，该方法包含：
(a)读取在特定时限内由湿度传感器输出的潮湿感应信号，来确定潮湿的产生是瞬间的或是持续的；
(b)当在(a)中潮湿是持续地产生的时候，控制去除产生的潮湿；
(c)读取在(b)的控制之后的特定时限内由湿度传感器输出的潮湿感应信号，确定潮湿是否完全消除；和
(d)当在(c)中确定潮湿已被完全去除时，终止除湿控制；
(e)在感应表面电阻时防止对信号产生静电。
26、如权利要求25所述的方法还包含：计算物体表面生成的潮湿量，并在(b)控制后显示其量值。
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