ES2266376T3 - Sensor para la deteccion de una tendencia al empañamiento asi como modulo sensor. - Google Patents

Abstract

Módulo sensor (10) para la detección de una tendencia al empañamiento en un cristal (9), en especial en un cristal de automóvil, con un sensor de humedad (1), caracterizado por una carcasa de sensor (2, 10.1), que puede fijarse con su lado inferior (2.1) en el cristal (9), así como una placa metálica (6), que cierra de forma enrasada con el lado inferior (2.1) de la carcasa de sensor (2, 10.1) y está acoplada térmicamente con el sensor (1).

Description

Sensor para la detección de una tendencia al empañamiento así como módulo sensor.

La invención se refiere a un módulo sensor para la detección de una tendencia al empañamiento de un cristal, en especial un cristal de automóvil.

De forma conocida, en instalaciones de calefacción y aire acondicionado regulados se tienen en cuenta en la regulación las magnitudes de influencia esenciales para la sensación de comodidad. En especial, debe evitarse el empañamiento inicial del parabrisas o de otros cristales. El empañamiento aparece cuando con una cierta humedad relativa del aire en el automóvil por influencias externas la temperatura del cristal es (pasa a ser) inferior a la temperatura del aire en el habitáculo y, de este modo, en el lado interior del cristal no se alcanza la temperatura del punto de condensación. Asimismo, un incremento de la humedad del habitáculo aumenta el peligro de formación de empañamiento. Para identificarlo se usan detectores de empañamiento o humedad.

Un dispositivo para el registro del grado de condensación o congelación de un cristal de vehículo se reproduce en el documento DE4316557A1. Asimismo, un sensor de pequeñas dimensiones debe facilitar una señal sobre el grado de condensación o congelación de una gran superficie de cristal. Al dispositivo corresponde un cuerpo conductor de calor, que se encuentra en unión conductora de calor con el cristal de vehículo y el sensor, que está dispuesto junto a un punto de unión entre el cuerpo y el cristal del vehículo. Como cuerpo conductor de calor se propone el uso de un pie de espejo interior. Una unidad de evaluación puede integrarse, asimismo, en el pie del espejo, que por su parte está unido eléctricamente con el sensor mediante conducciones de unión cortas. Con la ayuda de la información de la unidad de evaluación se activan puntualmente contramedidas, por ejemplo, la conexión de un motor de ventilador.

Del documento DE69504803T2 se conoce un dispositivo para eliminación de vaho de cristales de vehículos. Un sensor de temperatura y sensor de humedad combinados están adheridos al cristal del parabrisas.

Un sensor de humedad capacitivo para sistemas automáticos de aire acondicionado se representa en una contribución a la revista técnica "ATZ Automobiltechnische Zeitschrift" núm. 102 (2000)1 en las páginas 42-44 tanto en cuanto a estructura como también a funcionamiento. El sensor de humedad capacitivo está alojado en un módulo, que presenta un termófilo para la medición de la temperatura del cristal. Con la ayuda del sensor capacitivo de capa fina descrito se calcula la humedad relativa del aire. Esta indica con una temperatura determinada la relación entre la humedad existente y la humedad máxima posible. Al alcanzar la humedad máxima posible, la temperatura correspondiente se describe como temperatura del punto de condensación. Mediante la humedad relativa del aire y la temperatura medidas se calcula en la zona preliminar del cristal del parabrisas la temperatura del punto de condensación, de forma que conociendo la temperatura de la superficie del cristal a partir de la diferencia de ambas señales, puede determinarse un valor como indicador para la formación de empañamiento.

El documento WO01/58731A1 da a conocer una disposición de sensor genérica para la disposición sobre una superficie portadora. Aquí se prevé disponer un elemento sensor sensible a la humedad en la zona de la escotadura de una platina portadora de la disposición de sensor, estando la superficie sensible a la humedad del elemento sensor orientada hacia la platina portadora y siendo el elemento sensor en sus dimensiones mayor que la escotadura de la platina portadora. En un caso de aplicación, el elemento sensor se encuentra por debajo de la platina portadora, directamente sobre la capa conductora de calor, estando la superficie del elemento sensor sensible a la humedad orientada hacia la platina portadora. El elemento sensor está configurado como sensor de humedad de capa fina capacitivo, cuyo sustrato portador es, por ejemplo, vidrio. Especialmente, la aplicación del elemento sensor debajo de la platina portadora lo hace sensible frente a averías mecánicas antes o durante la aplicación sobre la capa conductora de
calor.

Del documento US5751071 se conoce un sensor de humedad de ventana capacitivo para registrar la humedad en la superficie de un dieléctrico, que presenta, al menos, un par de placas de electrodos capacitivos, que están recubiertos en la superficie del dieléctrico, en la que debe registrarse la humedad.

Con el documento US5568977 se da a conocer un procedimiento y una disposición para la detección de empañamiento, con el que la condensación en un cristal mediante variación de temperatura de un sensor se calcula a través del calentamiento y enfriamiento de este elemento sensible (sensor). El elemento es conductor térmico y se adhiere mediante un adhesivo conductor térmico a la superficie (cristal).

Del documento DE 3721659A1 puede desprenderse una disposición para ventilar el habitáculo de un automóvil. Las vías conductoras del sensor de humedad se presionan o adhieren al cristal de forma conocida.

El objetivo de la presente invención se basa en mostrar un módulo sensor para la detección de un empañamiento o condensación inicial en la superficie de un cristal, que se caracteriza por una estructura perfeccionada y más robusta.

El objetivo se alcanza mediante las características de la reivindicación 1 y de la reivindicación 2.

La invención se basa en la idea de alcanzar un acoplamiento térmico directo de un sensor de forma que una placa metálica unida con el sensor cierra de forma enrasada con el lado inferior de la disposición de sensor y en el uso según su función con el cristal. De este modo, puede renunciarse a una determinación necesaria de la temperatura del cristal, puesto que el sensor adopta la temperatura del cristal.

En una variante, el sensor de humedad es un sensor de humedad que funciona de forma capacitiva, compuesto por dos electrodos entre los que se encuentra un elemento polímero sensible a la humedad. El acoplamiento térmico directo se realiza, preferentemente, mediante uno de los electrodos. De forma alternativa puede usarse la placa metálica, que está unida térmicamente con uno de los electrodos.

Al menos en la zona de la placa metálica, una lámina fina con elevada conductividad térmica está adherida al cristal.

Como variante de la invención está integrada una electrónica de evaluación en el módulo sensor. La electrónica de evaluación del módulo está protegida frente a influencias externas mediante la carcasa del sensor. El módulo sensor puede integrarse además en el pie de un espejo interior.

El sensor no debe estar construido forzosamente con una lámina polímera. Pueden usarse igualmente todos los otros tipos de sensores de humedad, por ejemplo, con estructura interdigital, elementos resistentes, etc.

Como variante de la idea, con la ayuda de un sensor de temperatura, que preferentemente está integrado también en el módulo, puede medirse la temperatura del cristal cuando debe determinarse con este módulo sensor una humedad relativa del aire en el habitáculo del vehículo. Mediante la humedad del cristal calculada, la temperatura del cristal y la temperatura en el habitáculo puede deducirse también la humedad relativa del aire. No se requiere un sensor de humedad del habitáculo adicional. A pesar de esto, con esta determinación de la humedad del aire indirecta puede considerarse la humedad real en el habitáculo también dependiendo de las magnitudes de influencia en el habitáculo, como el número y temperatura propia de los pasajeros.

Mediante un ejemplo de realización con dibujo se explica en detalle la invención. Se muestra:

Fig. 1 en una representación lateral la estructura de un módulo sensor según la invención,

Fig. 2 otro módulo sensor con un sensor según la fig. 1.

En la fig. 1 se representa como una forma de realización un sensor 1 que funciona de forma capacitiva en una carcasa de sensor 2, que está formado por dos electrodos 3, 5 y un material 4 conductor sensible a la humedad que se encuentra entre ambos, por ejemplo, una capa de polímero. El segundo electrodo 5 está unido, al menos, térmicamente, con una placa metálica 6. La placa metálica 6 cierra con el lado inferior 2.1 de la carcasa 2 y tiene, preferentemente, las mismas cotas exteriores que el electrodo 5. Desde el electrodo 5 sale una conexión, que puede unirse eléctricamente con una unidad de evaluación no representada en detalle.

La carcasa 2 presenta, al menos, en la zona de la placa metálica 6 una lámina 8 fina para la unión térmica con un cristal 9. La lámina 8 tiene una elevada conductividad térmica y una buena adherencia. Como lámina 8 puede preverse, por ejemplo, un óxido de aluminio con partes de adhesivo, de forma que el sensor 1 se adhiere con su lado inferior 2.1 de forma enrasada en el cristal 9.

Mediante la unión directa de uno de los electrodos del sensor 1 a través de la placa metálica 6 con el cristal 9 se garantiza que el sensor 1 se coloca a la temperatura del cristal en el menor tiempo posible, puesto que la placa metálica 6 adopta la temperatura del cristal 9 y la transmite a un electrodo 5. Aunque no está representado en detalle, también es posible que el electrodo 5 reemplace la placa metálica 6, de forma que mediante el electrodo 5 se cree el acoplamiento térmico directo al cristal 9.

La capacidad del sensor 1 que varía mediante la variación de humedad en el cristal 9 es, de este modo, un valor directo para la humedad en el cristal 9 sin conocimiento necesario de la temperatura del cristal.

En la fig. 2 se representa un módulo sensor 10 con el sensor 1. El sensor 1 está unido mediante una conexión 11 directamente con una placa conductora 13 que lleva una electrónica de evaluación 12 o piezas de la misma, que están alojadas en la carcasa común 10.1, preferentemente de plástico. La placa metálica 6 o el electrodo 5 del sensor 1 se sujetan por un bastidor de plástico 10.2 de la carcasa 10.1, garantizándose aquí el enrase con la carcasa 10.1. Mediante uniones de enchufe 14 el módulo 10 puede conectarse con otros grupos de montaje electrónicos (no representados en detalle).

Con la presente solución existe la posibilidad de realizar el módulo 10 muy pequeño. Así el módulo 10 tiene preferentemente una longitud de aprox. 30 mm, una anchura de 20 mm y una altura de 4 mm. Esto permite un montaje en el pie del espejo de un espejo interior no representado en detalle.

Claims (7)

1. Módulo sensor (10) para la detección de una tendencia al empañamiento en un cristal (9), en especial en un cristal de automóvil, con un sensor de humedad (1), caracterizado por una carcasa de sensor (2, 10.1), que puede fijarse con su lado inferior (2.1) en el cristal (9), así como una placa metálica (6), que cierra de forma enrasada con el lado inferior (2.1) de la carcasa de sensor (2, 10.1) y está acoplada térmicamente con el sensor (1).

2. Módulo sensor (10) para la detección de una tendencia al empañamiento en un cristal (9), en especial en un cristal de automóvil, con un sensor (1) que funciona de forma capacitiva, que está formado por dos electrodos (3, 5) y un material (4) sensible a la humedad que se encuentra entre ambos, caracterizado por una carcasa de sensor (2, 10.1), que con su lado inferior (2.1) puede fijarse a un cristal, cerrando de forma enrasada un primer electrodo (5) con el lado inferior (2.1) de la carcasa de sensor (2, 10.1).

3. Módulo sensor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la carcasa (2, 10.1) al menos en la zona de la placa metálica (6) o del primer electrodo (5) presenta una lámina (8) fina o un adhesivo de elevada conductividad térmica, mediante el que puede adherirse el módulo sensor (10) al cristal (9).

4. Módulo sensor (10) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por una placa de circuitos impresos (13) que se encuentra en la carcasa del sensor (10.1) y una electrónica de evaluación (12) o partes de la misma que se encuentran en la placa de circuitos impresos (13), y una conexión (11) que se encuentra en el sensor (1) mediante la cual está unido el sensor (1) con la placa de circuitos impresos (13).

5. Módulo sensor (10) según la reivindicación 4, caracterizado porque la placa metálica (6) o el primer electrodo (5) del sensor (1) se sujeta por un bastidor de plástico (10.2) de la carcasa del sensor (10.1).

6. Módulo sensor (10) según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por un sensor de temperatura integrado.

7. Módulo sensor (10) según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque está realizado en construcción pequeña y presenta dimensiones de aprox. 30 x 20 x 4 mm.