ES2272759T3 - Sensor capacitivo. - Google Patents
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Abstract
Conjunto que constituye un sensor capacitivo y está destinado a ser montado en un cuerpo, comprendiendo el conjunto: una placa sensora; una placa de guarda que está interpuesta en uso entre la placa sensora y el cuerpo; y una cubierta, estando la placa de guarda dispuesta junto a una primera zona de la cubierta y estando la placa sensora dispuesta junto a una segunda zona de la cubierta, estando la segunda zona parcialmente o por completo dentro de la primera zona de forma tal que, en uso, el líquido que pasa por sobre la superficie exterior de la cubierta pasa por sobre una parte de la primera zona antes de pasar por sobre la segunda zona para que tal líquido se acople capacitivamente a la placa de guarda y no al cuerpo.
Description
Sensor capacitivo.
Esta invención se refiere a un dispositivo de
medición capacitiva mejorado que está en particular destinado a ser
usado para detectar la proximidad de objetos y como dispositivo
anticolisión en un vehículo.
Los sensores de proximidad capacitivos son
usados comúnmente en aplicaciones industriales para localizar la
presencia de materiales y situar los puntos de fin de carrera. Al
menos desde la década de 1940 han venido usándose sensores
capacitivos para mediciones de aeronaves a tierra. El documento
US-3.784.905 describe un aparato de medición de las
propiedades dieléctricas de materiales que sirve para determinar la
densidad, el peso por unidad de volumen, el espesor o
características similares. Dicho aparato sirve en particular para
medir las propiedades de un pavimento bituminoso.
Los sensores capacitivos han venido siendo más
recientemente usados en partes de los automóviles a efectos de
anticolisión. Estos sensores pueden adolecer de una serie de
problemas ocasionados por variaciones ambientales tales como las
originadas por el movimiento del vehículo o la variación de las
propiedades del entorno. Esto puede conducir a que sea generada una
información errónea y no fiable. Si bien pueden adoptarse medidas
para mitigar estos problemas, hasta la fecha ha venido resultando
extremadamente difícil hacer frente al efecto que es ocasionado por
el agua en estos sensores.
Estos sensores están diseñados para detectar los
cambios que se producen en un campo eléctrico generado. Por
consiguiente, todo objeto en movimiento tendrá algún efecto en este
campo, en particular cuando el objeto sea un buen conductor o esté
cerca del detector. El agua que cae sobre un vehículo o un
parachoques de un vehículo y se escurre por sobre el mismo
satisface estos dos criterios y puede afectar significativamente a
la salida de un sensor. Esto es claramente contrario a lo que es
deseable, puesto que hace que no sea fiable la salida del
sensor.
La Figura 1 muestra un ejemplo del esquema de la
disposición de conjunto de un sensor capacitivo que es usado en un
vehículo para detectar los objetos que se encuentran en las
inmediaciones de la parte anterior o la parte posterior del
vehículo. Una típica disposición de un parachoques en un vehículo es
la que consiste en montar una viga de impacto 3 en la carrocería 4
del vehículo. El parachoques es entonces unido al vehículo a fin de
cubrir la viga de impacto. El parachoques está hecho en general de
material absorbedor de impactos (no ilustrado) tal como material
alveolar o alguna otra estructura diseñada para absorber la energía
de un impacto. Entonces se prevé un revestimiento 5 rodeando la
espuma o la estructura de otro tipo. Típicamente están montadas
dentro del parachoques de un vehículo una placa sensora 1 y una
placa de guarda 2.
Son conocidos en el estado de la técnica
sensores que son similares al que se muestra en la Figura 1. Por
ejemplo, un sensor de este tipo está descrito en la anterior
solicitud del solicitante, publicada como
WO-A-01/08.925, que queda
incorporada a la presente por referencia. Un sensor típicamente
consta de dos bandas de metal o de otro material conductor que
están aisladas entre sí y previstas dentro del parachoques de un
vehículo. Las dos bandas de metal forman una placa de guarda 2 y la
placa sensora 1. La placa que está situada más hacia el exterior
con respecto al vehículo es la llamada placa sensora 1, y la placa
que es la que está situada más hacia el interior, o sea la que está
más cerca del propio vehículo, es la llamada placa de guarda 2. La
Figura 1 muestra un ejemplo de la disposición de las placas sensora
y de guarda relativamente entre sí.
En uso, la placa de guarda y la placa sensora
están conectadas a una unidad de control (véase la Figura 13). La
unidad de control suministra señales de alta frecuencia a las placas
sensora y de guarda. Los objetos que están situados en las
inmediaciones del vehículo presentan una capacitancia a tierra. De
hecho, esta capacitancia está formada por dos capacitancias en
serie que son la capacitancia entre la placa sensora y el objeto (o
los objetos) que se detecta(n) y la capacitancia entre el
objeto y tierra. La unidad de control supervisa la capacitancia
entre la placa sensora y tierra. La unidad puede ser activada
automáticamente al ser puesta la marcha atrás (para un sistema
montado en la parte trasera), manualmente o de otro modo. Cuando la
unidad está activada, la capacitancia inicial produce una salida de
referencia. Al variar la distancia entre el vehículo (y por
consiguiente el sensor) y un objeto, varía la capacitancia medida.
La salida de la unidad de control proporciona una indicación de la
distancia entre cualesquiera objetos que se encuentren en las
inmediaciones del vehículo y la placa sensora, y por consiguiente
la parte trasera del vehículo. La unidad de control detecta la
variación de la capacitancia y la utiliza para dar una indicación de
la distancia al objeto. Esta indicación puede darse de cualesquiera
de las de una serie de maneras. Por ejemplo, la unidad de control
puede estar preparada para producir distintos sonidos en
dependencia de la distancia a un punto de referencia. Podría ser
emitido un sonido intermitente cuando el objeto esté por ejemplo a
80 cm de distancia, y al aproximarse luego el punto de referencia
la intermitencia del sonido podría pasar a ser más rápida a una
distancia de aproximadamente 50 cm, y finalmente y a una corta
distancia de aproximadamente 30 cm el sonido podría pasar a ser un
sonido continuo para indicar al conductor que deje de ir en marcha
atrás.
Como se ha indicado anteriormente, el sensor
funciona detectando objetos que están situados en general hacia el
exterior con respecto al vehículo. La placa de guarda actúa como una
pantalla para reducir la sensibilidad del dispositivo a todo lo que
se encuentre detrás de la placa sensora 1. De esta manera, el sensor
es efectivamente ciego al lado del vehículo de la placa sensora. La
placa de guarda puede ser modificada de una serie de maneras para
afectar a la sensibilidad del sensor en otras varias direcciones
tales como la dirección hacia abajo para reducir la sensibilidad
del sensor al movimiento del sensor con respecto a la superficie por
sobre la cual marcha el vehículo. De esta manera, el sensor puede
ser dirigido para efectuar la detección solamente en aquellas zonas
en las que es probable que haya peligro. En el caso de un vehículo,
ésta será probablemente la zona que se encuentra inmediatamente
detrás del vehículo y quizá también en las zonas que se encuentran
en torno a las esquinas traseras (en un sistema sensor montado en la
parte trasera). Así, al estar el vehículo maniobrando hacia atrás y
quizá también efectuando un viraje, todos los objetos con los cuales
el vehículo pueda colisionar serán detectados por el sensor, y
puede darse una señal de aviso para evitar que se produzca tal
colisión. Sin embargo, hay un límite para la cantidad de la zona de
detección del sensor que puede ser eliminada sin afectar
desfavorablemente a las capacidades del sensor. En consecuencia, es
imposible eliminar completamente la detección de objetos que puedan
ser inocuos o irrelevantes para el movimiento del vehículo. Como
tal, todo aquello que es detectado por el sensor y no representa un
peligro para el vehículo puede conducir a falsas indicaciones de
objetos peligrosos, y por consiguiente puede hacer que se produzcan
erróneamente las señales de aviso que son producidas por el
dispositivo.
Un problema particularmente importante es el
consistente en la presencia y el movimiento de agua en la zona de
detección del sensor. La presencia de agua tal como la ocasionada
por la lluvia sostenida tiende a producir un efecto bastante
continuo en el sensor y puede ser compensada hasta cierto punto. Sin
embargo, cuando hace viento, la lluvia que cae sobre el automóvil
varía de segundo a segundo. Asimismo, cuando el agua se acumula y
es luego liberada repentinamente, el sensor detecta un cambio
repentino, lo cual puede dar lugar a que se produzca una actuación
errónea. Por ejemplo, al caer la lluvia sobre el vehículo
propiamente dicho, el agua se escurre hacia abajo por la parte
trasera del vehículo en escurrimientos que aumentan de tamaño al
recoger más agua. Estos escurrimientos pueden entonces caer sobre
el parachoques y escurrirse hacia abajo por sobre su revestimiento
exterior. Se muestra en la Figura 3 un típico recorrido 10 de un
escurrimiento de este tipo. Al pasar el escurrimiento por junto al
sensor, el sensor lo registra debido al cambio de capacitancia entre
la placa sensora y tierra. Debido al hecho de que el escurrimiento
está muy cerca de la placa sensora 1 y también debido al hecho de
que el escurrimiento contiene agua, que tiene una relativamente alta
conductividad eléctrica, el efecto del escurrimiento es del todo
significante aunque el propio escurrimiento pueda ser muy pequeño.
Esto puede tener en el sensor un efecto similar al de un objeto
mucho mayor o más conductor que esté mucho más alejado, como p. ej.
un bolardo de hierro que se encuentre detrás del vehículo. Por
añadidura, el repentino cambio de la capacitancia medida al pasar
el escurrimiento rápidamente de la parte superior a la parte
inferior del parachoques puede también conducir erróneamente al
sensor a interpretar que hay un objeto de mayor tamaño que está
cerca del parachoques o se acerca al mismo, y a producir una señal
de falsa alarma como resultado de ello.
En esta descripción, el vocablo
"escurrimiento" es utilizado para aludir a todo aquello que va
desde una única gutícula que mida p. ej. unos pocos milímetros
hasta un pequeño chorro que se escurra por sobre el parachoques. Un
chorro de este tipo puede ser tan sólo transitorio, pero puede tener
unos pocos centímetros de largo. Por ejemplo, si en algún punto más
elevado del vehículo se ha formado un pequeño encharcamiento de agua
y si el movimiento del vehículo hace que el encharcamiento sea
desplazado, el agua se escurrirá hacia abajo por sobre el vehículo
y por sobre el parachoques, formando así por un breve espacio de
tiempo un chorro que entonces fluirá hasta que se haya agotado el
agua desplazada. Tales chorros son particularmente problemáticos
puesto que por medio de su propia conductividad conectan
eléctricamente entre sí distintas zonas del sensor. Esto puede
exacerbar adicionalmente las proporciones de una medición
errónea.
La Figura 4 muestra esquemáticamente cómo el
escurrimiento afecta al sensor. Al caer el escurrimiento de agua
por sobre la superficie exterior del parachoques, el escurrimiento
queda acoplado capacitivamente a la placa sensora 1, como será
representado mediante el capacitor 7. Al correr el escurrimiento
hacia abajo por sobre el parachoques, forma entonces un
acoplamiento capacitivo con masa, que es en este caso la carrocería
4 del automóvil, como se muestra esquemáticamente mediante el
capacitor 8 en la Figura 4. Por consiguiente, si el escurrimiento
es relativamente largo, se forma un buen acoplamiento entre la placa
sensora y masa, dándose así un rodeo al efecto protector de la placa
de guarda 2, como se muestra en la Figura 5.
La Figura 2 muestra los resultados de un ensayo
llevado a cabo para demostrar los efectos del agua que cae sobre el
parachoques de un vehículo al cual está unido un sensor capacitivo.
La disposición del sensor es en sustancia como la que se muestra en
la Figura 1. La Figura 2 muestra la salida del sensor a lo largo del
transcurso del periodo de ensayo. Al comienzo del ensayo se rocía
agua sobre el parachoques para simular la rociada y la lluvia con
las que puede encontrarse el parachoques durante el funcionamiento
normal. La salida subyacente del sensor es un valor lentamente
decreciente que es al comienzo de aproximadamente 70 (en unidades
arbitrarias) y va en disminución hasta llegar a ser de
aproximadamente 20 tras haber transcurrido 300 segundos. Sin
embargo, a lo largo del transcurso de dicho periodo de tiempo hay
una serie de picos y periodos de valor elevado que son ocasionados
por el desplazamiento de escurrimientos de agua por sobre la
superficie del parachoques. Como puede verse por la Figura 2, el
efecto de este movimiento de agua es muy imprevisible tanto en
cuanto al efecto producido en la magnitud de la salida como en
cuanto a la duración del periodo de tiempo dentro del cual es
efectiva la salida. El sensor tiene que detectar los progresivos
cambios de capacitancia que se producen al acercarse objetos a un
vehículo que está maniobrando. Los picos y las elevadas salidas que
son ocasionados por el agua hacen que resulte muy difícil
identificar tales pequeños cambios.
Otro problema que se tiene al intentar hacer
frente a los problemas que genera el agua que pasa por sobre la
superficie de un parachoques es el de que el efecto depende de una
serie de factores, lo cual significa que una solución al problema
que surge sobre un parachoques de un vehículo será distinta de la
solución para el mismo parachoques en un vehículo distinto o para
un distinto parachoques en el mismo vehículo, etc. Esto es debido
al hecho de que hay un gran número de factores que afectan a la
detección de las gotas de agua y por consiguiente a la variación de
la salida del dispositivo sensor. Entre estos factores están
incluidos los siguientes: el recorrido que sigue el agua al
escurrirse del vehículo; la anchura total de la placa de guarda en
ese punto; el espacio intermedio entre la guarda y el revestimiento
del parachoques del vehículo; la constante dieléctrica de los
distintos materiales que intervienen; y todo acoplamiento capacitivo
residual entre el escurrimiento y tierra, y principalmente la
carrocería del automóvil. El documento US-2.250.977
se refiere a una caja resistente a la intemperie para disyuntores
eléctricos. Este documento describe un sistema por medio del cual
el agua que pueda infiltrarse a través de una tapa es desviada por
una acanaladura que discurre a cada lado de una palanca de
interruptor para impedir la entrada de agua en el interior de la
caja.
Por consiguiente, hay necesidad de mejorar los
detectores del estado de la técnica a fin de superar los problemas
que han sido descritos anteriormente y reducir o eliminar la
sensibilidad del sensor a los inofensivos escurrimientos de
agua.
Por consiguiente, según la presente invención se
aporta un conjunto que constituye un sensor capacitivo y está
destinado a ser montado en un cuerpo, comprendiendo el conjunto: una
placa sensora; una placa de guarda que está interpuesta en uso
entre la placa sensora y el cuerpo; y una cubierta, estando la placa
de guarda dispuesta junto a una primera zona de la cubierta y
estando la placa sensora dispuesta junto a una segunda zona de la
cubierta, estando la segunda zona parcialmente o por completo dentro
de la primera zona de forma tal que, en uso, el líquido que pasa
por sobre la cubierta pasa por sobre una parte de la primera zona
antes de pasar por sobre la segunda zona.
La presente invención también aporta un
parachoques de vehículo al cual está unido un sensor como el
descrito anteriormente. La presente invención aporta adicionalmente
un vehículo que tiene unido al mismo un sensor como el descrito
anteriormente.
Disponiendo las placas de guarda de forma tal
que estén inmediatamente junto a la superficie exterior del
alojamiento por sobre el cual probablemente fluirá el líquido (tal
como la lluvia) se asegura que el agua quede apantallada frente al
objeto puesto a tierra en el cual está montado el alojamiento. Para
una aplicación en un vehículo, este objeto será la carrocería del
vehículo en el cual está montado el parachoques. Por consiguiente,
el problema que se ilustra en la Figura 5, o sea concretamente el
acoplamiento capacitivo entre la placa sensora y masa (en este caso
la carrocería del automóvil) puede ser evitado impidiendo que el
agua se acople capacitivamente a masa a base de prever la placa de
guarda agrandada. La placa de guarda agrandada asegura que queden
apantallados los escurrimientos que se escurren por sobre el
parachoques, y de esta manera se ve considerablemente reducido su
efecto en la salida del sensor.
Una manera adicional de atenuar la sensibilidad
del sensor a los escurrimientos de agua que discurren por sobre la
superficie exterior del alojamiento es la de incrementar la
distancia entre la placa sensora y la superficie del alojamiento
por sobre la cual puede pasar el agua. El incremento de la distancia
puede lograrse remetiendo la placa sensora con respecto a la
superficie interior del alojamiento, y por consiguiente alejándola
de la superficie por sobre la cual fluye el agua. Al ser la placa
sensora remetida progresivamente, la placa de guarda ejerce un más
marcado efecto en la sensibilidad del sensor a los escurrimientos.
Esto tiende a conducir a que sean generados picos negativos en la
salida que se ilustra en la Figura 2. Esto ayuda a mitigar el efecto
de los escurrimientos en conjunto.
A pesar de que el sensor se monta en general en
el interior de la superficie interior del alojamiento, el sensor
puede ser montado en la superficie exterior del alojamiento. De
hecho, el sensor puede estar formado por un recubrimiento conductor
de la electricidad aplicado sobre la superficie exterior del
alojamiento, pudiendo dicho recubrimiento ser de hecho una pintura
de color aplicada a la superficie.
Como se ha indicado anteriormente, la presente
invención se aplica preferiblemente a un vehículo o un objeto en
movimiento para constituir un sensor de proximidad que sirve para
dar un aviso contra los objetos que se aproximan al vehículo o a
los cuales se aproxima el vehículo. Por consiguiente, el sensor se
prevé preferiblemente en un parachoques de un vehículo, actuando el
parachoques como el alojamiento. De esta manera, el revestimiento
del parachoques forma la superficie exterior del alojamiento, y la
placa de guarda está preferiblemente montada en la superficie
interior del revestimiento del parachoques, con el sensor
intercalado entre la placa de guarda y la superficie interior del
revestimiento del parachoques. El sensor puede estar montado dentro
de la superficie exterior del revestimiento del parachoques o sobre
la misma.
Además de por medio de la placa de guarda
agrandada, el problema de la actuación errónea que es ocasionada
por el agua u otro líquido que pase por sobre la superficie del
parachoques puede ser mitigado minimizando la cantidad de agua que
pase por sobre el parachoques. Típicamente, el líquido tal como la
lluvia que cae sobre un vehículo aterrizará en el parachoques
propiamente dicho, pero también aterrizará sobre el resto del
vehículo. Una parte de lo que cae sobre el resto del vehículo se
escurrirá hacia abajo por sobre las partes delantera y trasera del
vehículo y pasará a los parachoques y se escurrirá por sobre los
mismos. Como resultado de ello, el agua que cae sobre una
importante zona del vehículo termina escurriéndose por sobre el
parachoques. Por consiguiente, a fin de mejorar adicionalmente la
atenuación de los efectos del agua que se escurre por el
parachoques, es deseable evitar que se escurra por sobre el
parachoques tanta agua como sea posible. A fin de lograr esto, la
presente invención puede incluir adicionalmente un parachoques que
esté preparado para desviar el agua que se escurre por el vehículo
para que la misma fluya por entre el parachoques y el vehículo. De
esta manera, el líquido es canalizado por entre la carrocería del
vehículo, que está eficazmente puesta a tierra, y la placa de
guarda. La placa de guarda está posicionada entre el sensor y el
líquido en movimiento y apantalla todo efecto que el líquido pueda
ejercer en el sensor. Los escurrimientos se acoplarán
capacitivamente a masa, pero no podrán establecer un acoplamiento
capacitivo con la placa sensora debido al efecto de apantallamiento
de la placa de guarda. Por consiguiente, desviando a una
considerable cantidad del agua para que no pase por sobre el
parachoques, se logra un considerable mejoramiento en cuanto a la
interferencia que es ocasionada.
Como se ha indicado anteriormente, es deseable
evitar que el agua se escurra de la carrocería del vehículo y pase
por sobre la superficie exterior del parachoques. Esto es debido al
hecho de que el agua que se escurre del vehículo está marcadamente
acoplada a la carrocería del vehículo, que está puesta a tierra, en
particular si se trata de un largo escurrimiento que pueda
extenderse desde una zona que esté inmediatamente en contacto con
la carrocería del vehículo hasta una zona cercana a la placa
sensora.
Pueden producirse similares problemas de
interferencia cuando el agua se ha escurrido por sobre la superficie
del parachoques y pasa luego a escurrirse por debajo del
parachoques, donde finalmente se desprende del parachoques en su
punto más bajo. Este punto que es el más bajo puede estar a menudo
muy cerca de la carrocería del vehículo, como puede verse por las
figuras. Adicionalmente, puede ser indeseable agrandar la placa de
guarda para que abarque toda la superficie interior del
parachoques. Esto puede significar que el escurrimiento acople la
placa sensora a la carrocería del vehículo debajo del parachoques.
Por consiguiente, preferiblemente se prevé un saliente en la
superficie exterior del parachoques para así hacer que se desprenda
el líquido que se escurre por sobre la superficie. Preferiblemente
se hace que esto suceda de forma tal que el agua se desprenda en un
punto situado en el exterior de la carrocería antes de allí donde
termina la placa de guarda en el interior. Esto impide que el agua
siga escurriéndose más allá del final de la placa de guarda, y que
en consecuencia se acople capacitivamente con la carrocería del
vehículo puesta a tierra.
La idea de prever un saliente, como se ha
descrito anteriormente, puede ser desarrollada adicionalmente
previendo un segundo saliente distanciado del primero para asegurar
que el líquido que se escurre desde el lado opuesto, o sea desde
detrás del parachoques, se mantenga alejado del agua que se ha
escurrido hacia abajo por sobre la parte delantera del parachoques.
El agua que se ha escurrido hacia abajo por el interior del
parachoques o que se ha escurrido del fondo del vehículo
propiamente dicho estará marcadamente acoplada en acoplamiento
capacitivo con el vehículo puesto a tierra. Por consiguiente, es
deseable evitar que esta agua entre en contacto con el agua que se
ha escurrido hacia abajo por sobre el exterior del parachoques,
puesto que ello establece una conexión eléctrica entre los dos
flujos de agua y forma en efecto un acoplamiento capacitivo entre la
placa sensora y el vehículo puesto a tierra. Por consiguiente, al
preverse un segundo saliente se asegura que el agua que llega desde
detrás del parachoques tenga que desprenderse por el primer
saliente, mientras que el agua que se escurre hacia abajo por sobre
la parte delantera del parachoques tiene que desprenderse en el
segundo saliente, y se impide que las dos fuentes de agua entren en
contacto entre sí.
Puede preverse un similar par de salientes en la
superficie superior del parachoques para impedir que el agua que se
escurre hacia abajo por sobre la parte delantera del parachoques
entre en contacto y forme una conexión con el agua que se escurre
hacia abajo por la parte trasera del parachoques.
El uso de salientes no queda limitado a una
aplicación en un parachoques de un vehículo. El principio es
igualmente aplicable a toda aplicación en la que por sobre un
alojamiento que contenga a un sensor se escurra agua y en la que el
agua que pueda acoplarse a un cuerpo puesto a tierra pueda entrar en
contacto con esa agua.
Como modificación adicional, el sensor puede
montarse en el exterior del parachoques, quizá en un alojamiento
aparte. Por ejemplo, el sensor puede estar incorporado en un
alojamiento aparte que es entonces unido a o insertado en una
ranura practicada en la superficie exterior del parachoques. Esto
permite que el sensor sea fabricado independientemente del
parachoques, siendo el sensor unido posteriormente. Esto también
ayuda a evitar cualesquiera problemas debidos a la conductividad
del parachoques o de cualquier recubrimiento aplicado al mismo,
como son p. ej. las pinturas o los elementos de guarnición
conductores, porque el sensor será lo más exterior en el vehículo
con respecto al parachoques o a cualquier recubrimiento aplicado al
mismo.
Cuando el sensor esté montado en un alojamiento
aparte, puede seguir produciéndose el problema que se da debido al
agua que pasa por sobre la parte delantera del sensor. Este efecto
puede ser reducido de manera similar a lo que se hace en el caso
del parachoques haciendo que la placa de guarda sea lo más grande
posible y minimizando el espacio intermedio entre la placa sensora
y la superficie exterior del alojamiento. Al ser minimizada la
cantidad de agua que pasa por sobre la superficie delantera se
mejora también la actuación del sensor. Esto puede lograrse como se
ha descrito anteriormente desviando el agua para que no pase por
sobre la parte delantera del parachoques y para que por
consiguiente no pase por el alojamiento del sensor. Sin embargo, ya
sea en lugar de ello o bien en combinación con ello, cualquier agua
que sí pase por sobre la superficie del parachoques puede ser
desviada para que pase por detrás del alojamiento, o sea por entre
el alojamiento del sensor y la superficie exterior del parachoques.
El agua que pase de esta manera pasará por detrás de la placa de
guarda, y la placa sensora quedará así protegida de los efectos del
agua. Como alternativa, el agua puede ser conducida por el
alojamiento para ser descargada allí donde no afecte al sensor. Así,
el agua puede ser llevada al lateral del vehículo, o bien puede ser
descargada en puntos en los que esté reducida la sensibilidad de la
placa sensora p. ej. previendo en el sensor un espacio intermedio
que permita que el agua pase sin afectarlo. El agua puede también
ser conducida por una parte del alojamiento a uno o varios agujeros
de desagüe previstos a lo largo del mismo.
El sistema de la presente invención puede
comprender adicionalmente una placa adicional que se monta en el
parachoques, preferiblemente en la superficie interior, de manera
similar a la placa de guarda. Esta placa adicional se dispone
preferiblemente cerca de la parte superior del parachoques para que
el líquido que se escurre de la parte superior del vehículo y pasa
al parachoques se escurra por sobre la parte del parachoques que es
adyacente al sitio donde está montada esta tercera placa. De esta
manera se neutraliza el efecto de acoplamiento capacitivo entre el
agua y la carrocería del vehículo puesta a tierra previendo una zona
amortiguadora que reduce el efecto de acoplamiento capacitivo del
líquido con la carrocería del vehículo puesta a tierra. A la
tercera placa se le suministra preferiblemente la misma señal de
voltaje, o sea una señal que tiene la misma fase y forma de onda,
como a la placa sensora, con la misma o mayor amplitud. Esto puede
lograrse conectando la placa adicional a la misma fuente de voltaje
que se usa para producir la excitación para la placa sensora. La
fuente de voltaje está preferiblemente conectada a masa a través de
un resistor y un capacitor en serie. La conexión con la placa está
prevista entre el resistor y el
capacitor.
capacitor.
Se describe detalladamente a continuación una
realización específica de la presente invención haciendo referencia
a los dibujos siguientes, en los cuales:
La Figura 1 muestra un ejemplo de una típica
disposición para realizar un sensor capacitivo que se usa en un
parachoques de un vehículo;
la Figura 2 muestra datos experimentales que
demuestran el efecto del agua que se escurre por sobre un
parachoques de un vehículo;
la Figura 3 muestra el recorrido de un
escurrimiento que discurre por sobre un parachoques;
la Figura 4 muestra esquemáticamente cómo un
escurrimiento de agua acopla capacitivamente al sensor a una
carrocería de vehículo;
la Figura 5 explica adicionalmente el
acoplamiento capacitivo del sensor a la carrocería del vehículo;
la Figura 6 muestra la primera realización de la
presente invención;
la Figura 7 muestra cómo puede reducirse el
efecto del líquido que pasa por sobre el parachoques;
la Figura 8 muestra el recorrido por el que el
agua discurre por sobre el parachoques de la presente invención;
la Figura 9 muestra una modificación alternativa
del parachoques de la presente invención;
la Figura 10 muestra una adicional modificación
del parachoques de la presente invención;
la Figura 11 muestra una representación
esquemática de una modificación adicional de la presente
invención;
la Figura 12 muestra adicionales modificaciones
de la presente invención en las cuales está prevista una tercera
placa;
la Figura 13 muestra la forma de onda del
circuito excitador básico para excitar al sensor de la presente
invención;
la Figura 14 muestra esquemáticamente el
circuito equivalente que es ocasionado por el agua que pasa por
sobre el parachoques de la presente invención sin la modificación
que se muestra en la Figura 12;
la Figura 15 muestra esquemática un circuito
equivalente cuando el agua pasa por sobre el parachoques según la
realización de la Figura 12;
la Figura 16 muestra un circuito modificado que
está destinado a ser usado para excitar las realizaciones que se
muestran en la Figura 12;
la Figura 17 muestra el circuito equivalente
para la realización de la Figura 12;
la Figura 18 muestra la variación de la salida
que se produce debido a una serie de escurrimientos que pasan por
sobre un sensor de referencia;
la Figura 19 es un gráfico que muestra los
efectos de un escurrimiento que pasa por sobre un sensor que tiene
una pequeña placa de guarda;
la Figura 20 muestra un gráfico del efecto de un
escurrimiento que pasa por sobre una placa sensora que está
distanciada de la superficie por sobre la cual pasa el
escurrimiento;
la Figura 21 muestra un gráfico del efecto que
es ejercido en la salida de un sensor debido a un escurrimiento con
una gran placa de guarda pero sin espacio intermedio entre el sensor
y el revestimiento del parachoques;
la Figura 22 muestra una comparación entre los
efectos que son producidos en la salida del sensor según la
distancia entre la placa sensora y la superficie del parachoques por
sobre la cual fluye el agua;
la Figura 23 muestra cómo se efectúa una serie
de comparaciones con distintos espaciamientos para determinar el
espaciamiento óptimo para minimizar el efecto ejercido en la salida
del sensor;
las Figuras 24A y 24B muestran dos distintas
disposiciones de parachoques de vehículo que tienen espaciadores
previstos en los mismos;
la Figura 25 muestra una realización alternativa
de la presente invención en la cual la placa sensora y la placa de
guarda están previstas en un postizo de guarnición; y
la Figura 26 muestra una vista detallada del
postizo de guarnición de la Figura 25.
La siguiente descripción se refiere a la
aplicación del sensor de la presente invención a un parachoques de
vehículo montado en un vehículo. Por consiguiente, el sensor se
describe principalmente dentro del contexto de cómo detectar los
objetos a los que pueda aproximarse el parachoques de un vehículo.
Sin embargo, el sensor de la presente invención puede ser usado en
otras disposiciones, como por ejemplo cuando el sensor se mantenga
estacionario pero detecte los objetos que se muevan con respecto al
sensor. La presente invención puede ser por ejemplo usada como
sensores en brazos de robots para impedir las colisiones con objetos
al moverse el brazo. Asimismo, estos sensores pueden ser usados
como protecciones en maquinaria, por ejemplo para parar una máquina
cuando una mano sea introducida en una zona peligrosa.
Esta invención es particularmente aplicable a
aquellos entornos en los que pueda caer sobre el sensor o el
alojamiento del sensor condensación, rociada o lluvia. Sin embargo,
en general la presente invención aborda el problema de atenuar el
ruido que es ocasionado por el paso del agua por sobre el
alojamiento de un sensor que está montado en un objeto para
determinar su distancia a otros objetos.
En la Figura 6 se muestra un parachoques
modificado de la presente invención. En esta disposición, la placa
sensora 11 ha sido desplazada hacia adelante hasta quedar
inmediatamente junto a la superficie interior del revestimiento 5
del parachoques. Una placa de guarda agrandada 12 es entonces
aplicada a la superficie interior del revestimiento 5 del
parachoques. De esta manera, la placa sensora queda intercala entre
el revestimiento del parachoques y la placa de guarda. Al preverse
la placa de guarda prácticamente en la totalidad de la superficie
interior del revestimiento del parachoques, todo el agua que entre
en contacto con el parachoques y se escurra entonces por sobre el
mismo se acopla estrechamente a la placa de guarda en lugar de a la
carrocería puesta a tierra del vehículo 4. Se mantiene a la placa
de guarda prácticamente al mismo voltaje que es aplicado a la placa
sensora, y así se ve drásticamente reducido el efecto del agua al
acoplarse la misma capacitivamente a la placa sensora.
La Figura 7 muestra una modificación de la
disposición de la Figura 6 en la cual la placa de guarda incluye
una parte que está remetida con respecto a la superficie del
revestimiento del parachoques, definiendo así una cavidad o foso.
La placa sensora está alojada en esta cavidad, de forma tal que
queda también remetida con respecto a la superficie del
parachoques. El efecto del sensor alojado en la cavidad definida por
la placa de guarda es el de reducir la abertura efectiva del
sensor. Al estar la placa sensora remetida con respecto a la
superficie interior, los escurrimientos quedan más alejados de la
placa sensora al pasar por junto a la misma, y de esta manera
ejercen un menor efecto porque "le parecen" más pequeños al
sensor. El efecto que es ejercido en la salida del sensor es el de
producir picos negativos en la forma de la onda de salida que se
muestra en la Figura 2, lo cual anula los picos positivos y ayuda a
producir una salida equilibrada que es en conjunto menos sensible a
los escurrimientos.
En la Figura 8 se muestra la disposición de la
Figura 6 con el recorrido de un escurrimiento de agua indicado
mediante la flecha 20. Al escurrirse el agua desde la compuerta
trasera de carga y descarga, la tapa del portaequipajes u otra
parte de la carrocería 4 del automóvil, dicha agua sigue el
recorrido 20a. En este punto los escurrimientos están marcadamente
acoplados a la carrocería 4 del automóvil a través de la compuerta
trasera de carga y descarga, la tapa del portaequipajes u otra
parte de la carrocería 4 del automóvil (siendo estas partes llamadas
de aquí en adelante "la compuerta trasera de carga y
descarga"). Se supone que la compuerta trasera de carga y
descarga está conectada eléctricamente o al menos marcadamente
acoplada en acoplamiento capacitivo a la carrocería principal del
vehículo, y que la misma está por lo tanto efectivamente puesta a
masa. Al pasar el escurrimiento de la compuerta trasera de carga y
descarga a la parte superior del parachoques en el punto 20b, el
escurrimiento empieza a entrar en acoplamiento con la placa de
guarda que está prevista en el lado opuesto de la parte del
parachoques. Al continuar el escurrimiento discurriendo por la
superficie del revestimiento del parachoques hacia la placa
sensora, el escurrimiento se acopla más marcadamente a la placa de
guarda que a la compuerta trasera de carga y descarga 40 y al resto
de la carrocería 4 del vehículo, o sea a masa. Por consiguiente,
cuando el escurrimiento llega a la zona 20c que es adyacente a la
placa sensora 11, el escurrimiento está primariamente acoplado a la
placa de guarda, a la cual se mantiene al mismo voltaje al que está
la placa sensora (véase lo que se expone más adelante). El
escurrimiento sigue discurriendo por junto a la placa sensora, y
sigue discurriendo hacia abajo por sobre el parachoques y alejándose
de la placa sensora. Al alejarse el escurrimiento de la placa
sensora, el escurrimiento sigue estando en acoplamiento capacitivo
con la placa de guarda debajo de la placa sensora. Así, de nuevo
hay poco o ningún acoplamiento capacitivo entre el escurrimiento y
masa, y por consiguiente hay poco o ningún efecto en la salida del
sensor. Al continuar el escurrimiento discurriendo hacia abajo
hacia la parte inferior del parachoques, cuando llega el punto en el
tiempo en el que el escurrimiento se desprende del parachoques allí
donde termina la placa de guarda dicho escurrimiento está ya tan
alejado de la placa sensora que hay poco o ningún acoplamiento
capacitivo entre la placa sensora y el escurrimiento, y por
consiguiente no tiene efecto acoplamiento alguno a masa. En
consecuencia, la salida del sensor apenas se ve afectada a todo lo
largo del recorrido que efectúa el escurrimiento, desde la
carrocería del vehículo y pasando al parachoques y discurriendo por
el mismo y por junto a la placa sensora.
A fin de minimizar el efecto del agua que pasa
por sobre la superficie de un parachoques u otro objeto similar, la
presente invención puede ser aplicada de distintas maneras al mismo
objeto. Así, en el ejemplo de un parachoques de un vehículo, los
escurrimientos de agua pueden tener distintos efectos en distintas
partes del parachoques según la estructura circundante. El análisis
experimental confirma que las gotas que pasan por sobre la misma
parte del parachoques tendrán siempre poco más o menos el mismo
efecto en la salida del sensor. La Figura 18 muestra un gráfico que
ilustra los resultados de un experimento en el cual los de una serie
de escurrimientos son liberados a intervalos cronometrados pasando
por sobre la misma parte de un parachoques. Como puede verse, al
iniciar el escurrimiento su recorrido, el mismo no tiene
virtualmente efecto alguno en la salida del sensor hasta que ha
transcurrido aproximadamente 1 segundo desde el punto en el tiempo
en el que fue iniciado el recorrido. En este punto, el
escurrimiento entra en la zona de detección de la placa sensora y
hace que la salida del sensor caiga significativamente. Esta
reducción continúa a lo largo del periodo del tiempo durante el
cual el escurrimiento pasa por la zona de la placa sensora.
Finalmente, el nivel de salida vuelve a ser el nivel original al
salir finalmente el escurrimiento de la zona en la cual la placa
sensora efectúa la detección. Se apreciará por la Figura 18 que el
efecto de cada escurrimiento es prácticamente idéntico al de cada
otro escurrimiento. Específicamente, el efecto que es ejercido en
el nivel de salida es prácticamente el mismo para cada
escurrimiento.
La Figura 19 ilustra un ensayo efectuado usando
una guarda que es pequeña. Debido al hecho de que la placa de
guarda es pequeña, la placa sensora no queda protegida para no ser
acoplada a masa a través del escurrimiento al escurrirse el
escurrimiento hacia abajo por sobre la superficie superior del
parachoques. Así, como se muestra en la Figura 19, al escurrirse el
escurrimiento hacia abajo por sobre el parachoques, el mismo se
acopla entre la placa sensora y la carrocería puesta a tierra del
vehículo, haciendo así que se produzca un gran pico positivo en la
salida. Al seguir el escurrimiento escurriéndose hacia abajo, se
reduce ligeramente su acoplamiento a la carrocería del vehículo, y
el nivel de salida se reduce así de nuevo. Al entrar el
escurrimiento por completo dentro de la zona protegida del
detector, el nivel de salida desciende de nuevo de manera similar a
lo que se ilustra en la Figura 18, de forma tal que el nivel de
salida desciende hasta por debajo de su nivel inicial hasta que el
escurrimiento sigue escurriéndose y se aleja de la zona de detección
de la placa sensora.
La Figura 19 ilustra los problemas que van
asociados al hecho de que la placa de guarda sea insuficientemente
grande. El experimento que ha sido descrito anteriormente fue
repetido con un parachoques que tenía una mayor placa de guarda y
en el que estaba previsto un espacio intermedio entre la placa
sensora y el revestimiento del parachoques, o sea la superficie por
sobre la cual pasa el agua. Como puede verse por la Figura 20,
debido al incrementado tamaño de la guarda no hay un pico positivo
asociado a un acoplamiento entre una placa sensora y la carrocería
del vehículo debido al uso de una guarda inadecuada. Sin embargo, el
incrementado espaciamiento entre la placa sensora y la superficie
del parachoques ocasiona un efecto distinto, o sea una gran
reducción negativa del nivel de la salida al entrar el
escurrimiento en la zona de detección de la placa sensora. Por
consiguiente, queda superado el pico positivo de la disposición
anterior, pero allí donde está previsto un espacio intermedio entre
la placa sensora y el revestimiento del parachoques se produce un
significativo pico negativo en la salida.
En el ejemplo final, el parachoques está
realizado sin espacio intermedio entre la placa sensora y el
revestimiento del parachoques y con una gran placa de guarda para
impedir el acoplamiento entre la carrocería del vehículo y la placa
sensora. Esto redunda en la obtención de un perfil que es similar al
del ejemplo que se ilustra en la Figura 18, con un mucho menor
efecto en la salida del dispositivo sensor, es decir, sin un gran
pico positivo o negativo. Así, seleccionando una guarda
adecuadamente dimensionada y también controlando el espaciamiento
entre la banda sensora y la superficie exterior del parachoques,
puede hacerse que estos picos positivos y negativos al menos se
anulen mútuamente en parte. Como se ha indicado anteriormente, la
disposición específica del parachoques elegido y su proximidad a la
carrocería puesta a tierra del vehículo afectarán al perfil de la
señal de salida para un determinado escurrimiento que pase por sobre
la superficie del parachoques. Por consiguiente, es preferible
optimizar el espacio intermedio entre la placa sensora y la
superficie del parachoques y también las dimensiones de la guarda
de acuerdo con la específica forma constructiva del parachoques en
un punto determinado.
La Figura 22 ilustra el resultado de un
experimento efectuado para determinar el efecto del espacio
intermedio entre el sensor y el revestimiento del parachoques en la
salida del dispositivo sensor. El gráfico muestra la desviación
máxima en la punta del pico ocasionado por un escurrimiento que
entra en la zona de protección del sensor. Los resultados que se
ilustran en la Figura 22 sugieren que la amplitud de los picos
ocasionados por los escurrimientos aumenta a medida que el espacio
intermedio entre el sensor y la parte delantera del revestimiento
del parachoques (es decir, el escurrimiento) es incrementado hasta
llegar a ser de aproximadamente 15 mm. Por consiguiente, ajustando
el espaciamiento entre la placa sensora y el revestimiento exterior
del parachoques, el efecto de los escurrimientos que pasan por
sobre la superficie en un punto determinado puede ser optimizado
para así anular estos efectos y minimizar el efecto que es ejercido
en la salida del dispositivo sensor.
Se da a continuación una breve descripción de un
método para optimizar un dispositivo sensor para su aplicación a un
parachoques de un vehículo. Inicialmente, la placa sensora es
dispuesta de manera uniforme con un espacio intermedio fijo entre
la placa sensora y la superficie exterior del revestimiento del
parachoques. El parachoques es entonces dispuesto de forma tal que
los escurrimientos pueden pasar por sobre la superficie del
parachoques en los de una serie de puntos a lo ancho del
parachoques. Típicamente se usarían ocho puntos de ensayo. En cada
uno de los ocho sitios se hace que un escurrimiento discurra por la
superficie del parachoques, y se supervisa el perfil de la salida
del dispositivo sensor. Esto redundará en la obtención de un perfil
de escurrimiento similar al del tipo que se ilustra en las Figuras
18-21. Esto puede repetirse con la placa sensora
dispuesta con uno o varios distintos espaciamientos para producir
una serie de perfiles para cada uno de los ocho puntos según cada
uno de los espacios intermedios seleccionados entre la placa sensora
y el revestimiento del parachoques. Se muestra una típica serie de
perfiles en la Figura 23, en la que se ha efectuado un ensayo con un
espacio intermedio de 0 mm (es decir, sin espacio intermedio), 2,5
mm y 5 mm. Como puede verse por este ejemplo, el perfil presenta un
pico positivo cuando no está previsto espacio intermedio alguno
entre la placa sensora y el revestimiento del parachoques.
Análogamente, cuando el espacio intermedio es demasiado grande, o
sea cuando dicho espacio intermedio es de 5 mm, aparece un
significativo pico negativo en la salida del dispositivo sensor.
Sin embargo, el espaciamiento intermedio de 2,5 mm presenta tan sólo
una muy ligera desviación al pasar el escurrimiento por junto a la
placa sensora. Está claro entonces que en este ejemplo el
espaciamiento óptimo sería de 2,5 mm o algo así.
Como se ha indicado anteriormente, mientras que
el espaciamiento de 2,5 mm puede ser el óptimo en un punto del
parachoques, esto puede no ser así en un punto distinto del
parachoques debido a la disposición física del parachoques y su
proximidad a partes del vehículo que están puestas a masa. De esta
manera, puede ser que en una parte del sensor el espaciamiento
óptimo sea de 0 mm, mientras que en otra parte el espaciamiento
óptimo puede ser de 5 mm. A fin de realizar esta variación del
espaciamiento entre la placa sensora y el revestimiento del
parachoques, pueden preverse espaciadores 240 entre el revestimiento
del parachoques y la placa sensora para establecer el espaciamiento
necesario. La Figura 24A muestra una vista desde lo alto de un
ejemplo de un parachoques de un vehículo en el cual es deseable que
haya un mayor espaciamiento entre el revestimiento del parachoques
y la placa sensora junto a los bordes del vehículo, pero con un
espaciamiento reducido en el centro del vehículo. Para lograr esto,
como se muestra en la Figura 24A, se prevén espaciadores 240 en las
partes exteriores del parachoques del vehículo, pero no en el
centro. La Figura 24B muestra una disposición distinta en la cual
es más deseable que haya un espacio intermedio entre la placa
sensora y el revestimiento del parachoques en el centro del
vehículo, pero no en las partes exteriores del parachoques del
vehículo. Por consiguiente, en la disposición que se muestra en la
Figura 24B está previsto un espaciador 240 en el centro del
vehículo, pero no en las partes exteriores. Las representaciones que
se muestran en las Figuras 24A y 24B son meramente esquemáticas,
pero se comprenderá que los espaciadores pueden ser simplemente
aplicados a la superficie interior del revestimiento del
parachoques en los sitios apropiados y con los espesores apropiados
para que la placa sensora pueda ser entonces aplicada a la
resultante superficie interior modificada del parachoques, siendo
la placa de guarda aplicada detrás de ello. Los espaciadores 240 que
se muestran en las Figuras 24A y 24B son de espesor en sustancia
uniforme. Sin embargo, estos espaciadores pueden ser de anchura
variable a lo largo de los mismos de acuerdo con el perfil que se
requiera para el espacio intermedio entre la placa sensora y la
superficie del parachoques. Llevando a cabo una serie de mediciones
(como p. ej. ocho mediciones) a todo lo ancho del parachoques del
vehículo puede determinarse un óptimo espacio intermedio en cada uno
de estos ocho sitios, pudiendo ser el mismo entonces interpolado
para determinar el espacio intermedio óptimo en todos los puntos
intermedios. Los espaciadores pueden ser entonces fabricados con los
espesores apropiados a lo largo de los mismos para asegurar que la
placa sensora quede separada del revestimiento del parachoques por
este óptimo espacio intermedio en todos los puntos. Los espaciadores
pueden hacerse por separado o bien como parte integrante del
parachoques.
El método que ha sido descrito anteriormente se
refiere a la modificación del espaciamiento entre la placa sensora
y la superficie del revestimiento del parachoques para lograr la
compensación óptima del efecto de las gotas de lluvia que pasan por
sobre la superficie del parachoques. Sin embargo, como se ha
indicado anteriormente, las dimensiones de la placa de guarda
pueden ser modificadas para lograr también un grado de compensación
a base de variar las dimensiones de la placa de guarda a lo ancho
del parachoques. En ciertos casos, puede ser conveniente o incluso
necesario que la anchura de la placa de guarda varíe debido a la
forma del parachoques. Esto puede ser a su vez compensado variando
el espacio intermedio entre la placa sensora y el revestimiento del
parachoques, y viceversa.
El agua que cae directamente sobre el
parachoques y luego se escurre por sobre la superficie antes de
desprenderse de nuevo solamente se acopla capacitivamente en efecto
a la placa de guarda o a la placa sensora. En contraste con ello,
el agua que se escurre desde la carrocería puesta a tierra del
vehículo inicialmente se acoplará capacitivamente a la misma y por
consiguiente a tierra. En consecuencia, es esta agua la que ejerce
el mayor efecto en la salida del sensor al pasar de la carrocería
puesta a tierra del automóvil al parachoques. Adicionalmente, el
vehículo representa una zona de acumulación que es mucho mayor que
la del parachoques, y por consiguiente el volumen del agua que pasa
al parachoques a través de la carrocería del vehículo es mayor que
el volumen del agua que cae directamente sobre dicho parachoques.
Por consiguiente, en una adicional modificación de la presente
invención, la disposición del parachoques es modificada de forma tal
que el agua que de otra manera se escurriría del vehículo para
pasar al parachoques y por sobre la superficie del mismo es desviada
para que fluya alejándose de la parte trasera del parachoques
particularmente allí donde está situado el sensor. La manera más
sencilla de lograr esto es la de dirigir el agua para que pase por
detrás del parachoques, si bien en lugar de ello el agua podría ser
dirigida a los laterales del vehículo o canalizada para ser evacuada
de alguna otra manera.
En el ejemplo que se muestra en la Figura 9, la
parte superior del revestimiento 5 del parachoques está distanciada
del vehículo con un saliente desviador 51 dispuesto para hacer que
el agua que cae desde la compuerta trasera de carga y descarga 40
de la carrocería del vehículo sea desviada para mantenerse alejada
de la superficie exterior del revestimiento del parachoques. El
agua que cae desde la compuerta trasera de carga y descarga cae
sobre el saliente debajo del punto alto del parachoques, y tiene así
que fluir hacia abajo por entre la carrocería del vehículo y la
parte trasera del parachoques. De esta manera, el agua que se
escurre desde la compuerta trasera de carga y descarga 40 pasa por
entre el parachoques y la carrocería del vehículo.
El paso del agua en esta zona siguiendo el
recorrido 30 como se muestra en la Figura 9 no afecta al sensor
porque la placa sensora 11 está apantallada por la placa de guarda
12. La finalidad de la placa de guarda 12 es en esencia la de
apantallar a la placa sensora frente a la carrocería puesta a tierra
del vehículo. Por consiguiente, el movimiento de los escurrimientos
entre la placa de guarda y la carrocería del vehículo
necesariamente ejercerá poco o ningún efecto en el sensor. Por
consiguiente, esta agua no afectará a la salida del sensor. En la
Figura 9, el recorrido del agua 30 la conduce hacia abajo por entre
el vehículo y la superficie interior del parachoques. Sin embargo,
por razones de carácter práctico puede ser preferible evitar que el
agua pase por sobre la estructura metálica que soporta al
parachoques, tal como la viga de impacto 3. Sin embargo, el efecto
beneficioso de esta modificación puede seguir lográndose a base de
canalizar el agua para mantenerla alejada de la superficie exterior
del parachoques de alguna otra manera, tal como por ejemplo
dirigiéndola hacia los laterales del vehículo a base de prever
canalizaciones que conduzcan hacia los laterales del vehículo. El
aspecto importante de esta modificación es el de que el agua no pase
por sobre la superficie exterior del revestimiento del parachoques
pasando a través del "campo de visión" de la placa sensora. El
campo de visión de la placa sensora efectivamente se extiende desde
la placa sensora hacia el exterior alejándose de la placa de
guarda.
Puede impedirse de otras maneras que el agua
pase por sobre la superficie del parachoques. La compuerta trasera
de carga y descarga puede simplemente extenderse hasta por debajo de
la parte superior del parachoques, o bien el parachoques puede
distanciarse de la compuerta trasera de carga y descarga, quedando
así definido un espacio intermedio al interior del cual pasará el
agua. En una alternativa adicional, la parte superior del
parachoques puede dotarse de un saliente de forma tal que todo el
agua que caiga sobre el parachoques fluya de manera natural pasando
del saliente al espacio situado detrás del parachoques. De nuevo el
agua puede ser conducida a través del propio parachoques, y
posiblemente incluso por canalizaciones cerca de la superficie.
Esto seguiría siendo aceptable siempre que el agua circulase por el
lado opuesto de la placa de guarda con respecto a la placa
sensora.
Las formas constructivas que se muestran en las
figuras 6-9 incluyen todas ellas placas de guarda
que abarcan en sustancia toda la superficie interior del
revestimiento del parachoques. Mientras que en ausencia de problemas
debidos al paso del agua por sobre el parachoques es ventajoso
prever una placa de guarda que sea mayor que la placa sensora, es
más caro y dificultoso producir un parachoques que tenga una placa
de guarda que abarque toda su superficie interior. El objetivo que
se persigue al prever la parte de la placa de guarda que abarca la
mitad inferior del parachoques es principalmente el de proteger a la
parte inferior del parachoques contra el agua que se ha escurrido
por sobre la parte superior del parachoques y luego se desprende en
la parte inferior, para impedir que la misma se acople a la
carrocería del vehículo cerca de la parte inferior del parachoques.
Es por consiguiente ventajoso que pueda omitirse algo o la totalidad
de esta parte inferior de la placa de guarda.
Por consiguiente, en la forma constructiva de la
Figura 10 está previsto cerca del fondo del parachoques un saliente
25 que sobresale de la superficie del revestimiento del parachoques.
El saliente 25 asegura que al llegar al saliente el agua que se
escurre hacia abajo por sobre la superficie exterior del parachoques
la misma no pueda superar dicho saliente. El agua tiene entonces
que escurrirse hacia abajo por sobre el saliente para entonces
desprenderse, como se muestra por medio del recorrido 50. Esto
impide que el líquido continúe escurriéndose hacia abajo por sobre
la parte inferior del revestimiento 5 del parachoques y finalmente
se desprenda del parachoques en el punto más inferior 52. Como
puede verse en la Figura 10, en este punto 52, que es el más
inferior, el escurrimiento estará muy junto a la carrocería 4 del
vehículo, y por consiguiente estaría en marcado acoplamiento
capacitivo con la misma. En la Figura 8 el parachoques se prolonga
hasta un punto situado más abajo, para así incrementar la distancia
física entre el escurrimiento de agua y la carrocería del vehículo.
Sin embargo, esto puede no ser práctico en un vehículo determinado.
Así, al preverse un saliente, la placa de guarda tan sólo tiene que
ser prevista entre la carrocería del vehículo y el punto más bajo al
que llegue el escurrimiento antes de ser desplazado por el
saliente. En esta forma constructiva, el agua nunca llega a
escurrirse hacia abajo hasta el extremo 52 del parachoques, y por
consiguiente el extremo 52 del parachoques puede disponerse más
cerca de la carrocería del vehículo sin que ello afecte
significativamente a la actuación del sensor. Se comprenderá que el
saliente puede tener una serie de distintas configuraciones para
producir el efecto beneficioso de hacer que el agua se desprenda
del parachoques.
A la luz de lo expuesto anteriormente queda
claramente de manifiesto que el comportamiento del sensor puede ser
considerablemente mejorado evitando que el agua que ha estado en
contacto con la carrocería del vehículo pase por cerca o por
delante de la placa sensora. Sin embargo, es también contrario a lo
que es deseable que el agua que ha estado en contacto con la
carrocería del vehículo y está acoplada capacitivamente a la misma
entre en contacto con el agua que se escurre por junto al sensor,
aunque tal agua no afecte en sí misma desfavorablemente al sensor
debido a la protección que proporciona la placa de guarda. Allí
donde estos dos flujos de agua entran en contacto, por ejemplo en
la parte superior y en la parte inferior del parachoques, la
conductividad eléctrica del agua establece una conexión entre los
dos flujos de forma tal que de hecho la placa sensora 11 es acoplada
capacitivamente a masa. Para evitar esto, puede usarse una
disposición similar a la de la Figura 10, en la cual está previsto
un saliente para asegurar que los flujos de agua apantallados, tales
como los que se escurren por sobre el lado exterior del
parachoques, se desprendan en un punto predeterminado. Sin embargo,
el agua no apantallada, o sea la que está acoplada capacitivamente
o conectada directamente al vehículo puesto a tierra, puede seguir
entrando en contacto con el agua apantallada, por ejemplo en la
punta del saliente donde convergen los dos flujos.
La Figura 11 muestra un sensor genérico que
tiene una estructuración que es similar a la de los sensores
montados en parachoques que han sido descritos anteriormente pero
podría ser usado para aplicaciones distintas no en vehículos. El
sensor análogamente comprende una placa sensora 21 y una placa de
guarda 22 que están montadas en la superficie interior de un
alojamiento 42 que está hecho de un material no conductor. El
alojamiento se monta entonces en una caja conductora 41 puesta a
tierra. A fin de establecer una separación entre el agua que ha
estado en contacto con la caja puesta a tierra (como p. ej. una
carrocería de un automóvil) y el agua que pasa por sobre la parte
delantera del sensor y es por consiguiente acoplada capacitivamente
a la placa sensora 21, se prevén parejas de salientes 61 y 62. De
esta manera, el agua que se escurre desde la caja 41 o la parte
interior del alojamiento pasa al saliente 62b, mientras que el agua
que se ha escurrido por sobre la superficie exterior del
alojamiento 42 pasa al saliente 62a y se escurre desde el mismo. De
manera similar, se impide que el agua que se escurre desde la parte
superior del alojamiento y por sobre la parte exterior se mezcle
con el agua que fluye hacia la caja (o se escurre hacia abajo por la
parte interior del alojamiento) previendo la pareja superior de
salientes 61.
Como se ha descrito anteriormente, el problema
principal de que el agua afecte a la salida del sensor se da allí
donde el agua se ha escurrido de una parte de la carrocería del
vehículo puesto a tierra. Este problema puede reducirse evitando
que el agua se escurra de la compuerta trasera de carga y descarga y
por sobre la superficie del parachoques como se muestra en la forma
constructiva de la Figura 9. Sin embargo, puede no ser práctico
desviar el flujo de agua para mantenerlo alejado del parachoques.
Por consiguiente, a fin de reducir adicionalmente el efecto del
agua que pasa al parachoques desde la compuerta trasera de carga y
descarga 40 del vehículo se prevé la forma constructiva que se
muestra en la Figura 12. En esta disposición, la placa de guarda 72
no se extiende hasta la misma parte superior del parachoques,
dejando una zona en la parte superior del parachoques en la cual se
prevé una tercera placa o placa de guarda 70 para el
escurrimiento.
Esta placa de guarda para el escurrimiento es
similar a la placa de guarda y la placa sensora por cuanto que es
una placa conductora de la electricidad que es preferiblemente unida
a la superficie interior del revestimiento del parachoques. Esta
placa conduce una forma de onda que tiene la misma forma, fase y
frecuencia como la de la placa sensora. La amplitud del voltaje
aplicado es igual a la del aplicado a la placa sensora o
preferiblemente mayor que la misma. Un escurrimiento que se escurre
desde la compuerta trasera de carga y descarga 40 sigue el
recorrido 74, como se ilustra en la Figura 12.
Se describe a continuación esta disposición
considerando un gran escurrimiento que se escurre desde la compuerta
trasera de carga y descarga y por sobre el parachoques. Al
escurrirse el escurrimiento pasando de la compuerta trasera de
carga y descarga a la parte superior del revestimiento 5 del
parachoques, el escurrimiento está acoplado capacitivamente a masa.
Sin embargo, al seguir el escurrimiento escurriéndose por sobre la
parte del parachoques en la que está prevista la placa de guarda 70
para el escurrimiento, el voltaje de la placa de guarda para el
escurrimiento se acopla capacitivamente al escurrimiento en un
extremo, mientras que el otro extremo sigue estando acoplado
capacitivamente al panel de la carrocería. Al seguir escurriéndose
el escurrimiento, el mismo baja por el parachoques hasta la zona
que está junto al sitio en el que está prevista la placa sensora.
Si el escurrimiento es lo suficientemente largo, el sensor se acopla
entonces al borde anterior del escurrimiento, estando el otro
extremo aún acoplado capacitivamente a la compuerta trasera de carga
y descarga puesta a masa. La parte media del escurrimiento sigue
estando acoplada capacitivamente a la placa de guarda 70 para el
escurrimiento. Esto tiene el efecto de acoplar un voltaje en fase
con el del sensor al centro del escurrimiento, y de minimizar con
ello toda corriente que fluya del sensor a masa a través del
escurrimiento.
La Figura 12 muestra la placa de guarda para el
escurrimiento posicionada encima de la placa sensora de forma tal
que el agua fluye primeramente por junto a la placa de guarda para
el escurrimiento y pasa luego por junto a la placa sensora. Sin
embargo, la placa de guarda para el escurrimiento podría estar
posicionada debajo de la placa sensora de forma tal que el agua que
fluye por sobre el parachoques pase primeramente por la placa
sensora y luego por junto a la placa de guarda para el
escurrimiento. Esto tiene un efecto similar por cuanto que el
acoplamiento de la parte inferior de un escurrimiento con masa o la
carrocería del vehículo es impedido por medio de la placa de guarda
para el escurrimiento. Además, las placas de guarda para el
escurrimiento podrían preverse encima o debajo de la placa sensora
según fuese necesario, por ejemplo en dependencia de la forma y la
disposición general del parachoques.
Se describe a continuación más detalladamente el
funcionamiento del sensor haciendo referencia a la Figura 13. La
Figura 13 muestra el circuito excitador básico para el
funcionamiento del sensor de la presente invención. Este circuito
comprende una fuente de voltaje 80 que produce una señal de voltaje
oscilante que es en este caso una señal de reloj de onda cuadrada.
Esta señal es aportada a través de un resistor de alto valor 81 a
la placa sensora 11, que forma una capacitancia variable 82 a tierra
a través de cualesquiera objetos que se encuentren en las
inmediaciones de la placa sensora. El voltaje que es aplicado a la
placa sensora 11 es también aportado a un amplificador de ganancia
unidad cuya salida está conectada a la placa de guarda 12, 72. Como
se muestra en la Figura 13, el capacitor 82 formado por la placa
sensora a tierra forma un circuito RC con el resistor de alto valor
81. Esto produce una versión integrada de la señal de reloj generada
por la fuente de voltaje 80 en la placa sensora. Se muestra en la
Figura 13 esta forma de onda. Al tener lugar un acercamiento o un
alejamiento de objetos con respecto a la placa sensora, varía el
valor del capacitor 82 formado entre la placa sensora 11 y tierra,
y varía en consecuencia la amplitud de la forma de onda integrada
que es aportada al amplificador de ganancia unidad.
Al estar la placa de guarda conectada a la
salida del amplificador, la misma tiene el mismo voltaje como la
placa sensora sin verse afectada por los objetos que se mueven en
sus inmediaciones. Por añadidura, la placa sensora queda
efectivamente cegada por la placa de guarda porque la misma está
siempre al mismo potencial como la placa sensora, y así todo
aquello que está detrás de la placa de guarda no puede ser
"visto" por la placa sensora 11, y no afecta a la salida del
sensor. Ésta es la razón por la cual la placa de guarda se dispone
entre la carrocería del automóvil puesto a tierra y la placa
sensora, de forma tal que el potencialmente muy marcado
acoplamiento capacitivo entre la placa sensora y la carrocería del
automóvil puesto a tierra no afecta a la salida del sensor.
La Figura 14 muestra cómo un gran escurrimiento
100 forma un circuito eléctrico entre la placa sensora y el cuerpo
puesto a masa de la compuerta trasera de carga y descarga 40. El
extremo superior del escurrimiento 100 forma un acoplamiento
capacitivo a la carrocería puesta a masa como está representado
mediante el capacitor 103. Considerando la resistencia eléctrica
del escurrimiento en dos partes como el resistor 101 y 102, que
representan las partes superior e inferior del escurrimiento, queda
formada una conexión eléctrica a la placa sensora a través del
acoplamiento capacitivo entre el extremo inferior del escurrimiento
y la placa sensora como se representa mediante el capacitor 104. El
resultado es una conexión RC a masa.
Como se ha indicado anteriormente, para
contrarrestar este problema se añade la placa de guarda 70 para el
escurrimiento como se muestra en la Figura 12. Ésta es conectada
como se muestra en el circuito modificado de la Figura 16. El
circuito modificado incluye un circuito RC en serie entre la fuente
de voltaje y masa. La conexión entre el resistor de alto valor 85 y
el capacitor 106 está conectada a la placa de guarda 70 para el
escurrimiento. El circuito RC genera en la placa de guarda para el
escurrimiento un voltaje que tiene la misma forma de onda (una
versión integrada de la fuente de voltaje) como la de la placa
sensora. La amplitud del voltaje V_{2} en la placa de guarda 70
para el escurrimiento puede ser ajustada variando los valores del
resistor 85 y del capacitor 106. Como se ha indicado anteriormente,
esta selección se hace preferiblemente de forma tal que la amplitud
del voltaje V_{2} en la placa de guarda 70 para el escurrimiento
sea mayor que el voltaje V_{1} de la placa sensora 11.
La introducción de la placa de guarda 70 para el
escurrimiento proporciona un adicional acoplamiento capacitivo a la
zona situada entre los resistores 101 y 102 y la placa de guarda 70
para el escurrimiento. Esto está representado por el capacitor 105
en la Figura 15. Si el circuito equivalente del escurrimiento se
combina con el circuito excitador que se muestra en la Figura 16,
el circuito equivalente resultante es el que se muestra en la
Figura 17. Como se ha indicado anteriormente, la capacitancia 105
acopla el voltaje V_{2} al escurrimiento entre las dos mitades de
resistencia 101 y 102 del escurrimiento. Con la mitad superior del
escurrimiento acoplada capacitivamente a masa y la mitad inferior
del escurrimiento acoplada capacitivamente a la placa sensora, la
placa de guarda para el escurrimiento tiene el efecto de hacer que
se incremente la amplitud de la señal en la placa sensora. En
contraste con ello, el efecto de las resistencias 101 y 102 y de
las capacitancias 103 y 104 es el de hacer que disminuya la amplitud
del sensor. Así, el efecto de estar el escurrimiento acoplado a
masa puede ser anulado seleccionando la correcta contribución
aportada por la placa de guarda para el escurrimiento. Por
consiguiente, ajustando con esmero las dimensiones de la placa 70 y
la amplitud de la señal en la placa de guarda para el escurrimiento,
puede minimizarse el efecto que los escurrimientos tienen en el
voltaje en la placa sensora para asegurar que los mismos tengan los
mínimos efectos posibles en la salida del sensor.
Los parachoques de vehículos están a menudo
pintados, y las pinturas o recubrimientos que se usan pueden ser
conductores hasta cierto punto. La previsión de tales recubrimientos
puede reducir la sensibilidad del sensor si el sensor está dentro
del parachoques y por consiguiente entre el vehículo y el
recubrimiento. Para mitigar este efecto, el sensor puede montarse
en el parachoques en el exterior del recubrimiento conductor o en
una zona que no esté pintada, tal como una ventana prevista en el
recubrimiento. Además, el sensor puede montarse en una montura
especial tal como una pieza de guarnición que sitúe al sensor fuera
de la superficie conductora. La presencia de una superficie
conductora de este tipo no afecta significativamente a la guarda, y
por consiguiente la guarda puede estar posicionada dentro del
parachoques.
Por añadidura, como se ha indicado
anteriormente, debido al hecho de que cada disposición del
parachoques y del vehículo se comporta de manera ligeramente
distinta de cómo se comportará cada otra disposición, puede
resultar difícil y costoso intentar producir un dispositivo sensor
específico para cada parachoques y cada vehículo. Por consiguiente,
la presente invención puede ser aplicada a un alojamiento genérico,
tal como una tira de guarnición, que puede ser aplicado a la
superficie exterior de más de un parachoques. Esto ayuda a evitar
cualesquiera efectos del uso de pinturas o imprimaciones conductoras
sobre la superficie del parachoques, puesto que todo el sensor
queda efectivamente montado fuera de una superficie conductora de
este tipo. Sin embargo, incluso con una disposición en una
guarnición de este tipo, es preferible evitar el paso del agua por
sobre la superficie exterior del sensor. Por consiguiente, al usar
una tira de guarnición la misma puede ser convenientemente
dispuesta de forma tal que la tira de guarnición incluya una parte
superior que sobresalga de la superficie del parachoques y desvíe
el agua que se escurre de la parte superior del parachoques
apartándola de la superficie delantera de la tira de guarnición. La
Figura 25 muestra un ejemplo esquemático de una disposición de este
tipo. Un revestimiento 256 de parachoques muestra el perfil del
parachoques del vehículo en el cual se monta el sensor. Este
revestimiento del parachoques puede estar o puede no estar provisto
de la capa de imprimación o pintura conductora. Sin embargo, como
se muestra en la Figura 25, el postizo de guarnición 250 está
montado en el revestimiento del parachoques en el exterior de la
superficie exterior del revestimiento del parachoques de forma tal
que todo recubrimiento conductor del revestimiento del parachoques
está situado hacia el interior con respecto al sensor. Igual como
antes, el postizo de guarnición está provisto de una placa sensora
251 y una placa de guarda 252. La placa de guarda está efectivamente
posicionada entre el sensor y el recubrimiento conductor del
revestimiento del parachoques para apantallar todo efecto que el
revestimiento conductor, particularmente si está puesto a masa,
pueda tener en la placa sensora. La flecha 253 indica una
disposición para desviar el agua que se escurre hacia abajo por
sobre la superficie superior del revestimiento del parachoques
apartándola de la superficie delantera del postizo de guarnición
250. El postizo de guarnición 250 está provisto de un saliente 257
que sobresale de la superficie del revestimiento del parachoques.
Esto define un espacio intermedio al interior del cual puede pasar
todo el agua que fluya por sobre la superficie superior del
revestimiento 256 del parachoques para ser así apartada de la
superficie delantera del postizo de guarnición. El agua puede ser
dirigida ya sea hacia los laterales del vehículo o bien hacia abajo
por detrás del postizo de guarnición pero aún por el exterior del
revestimiento del parachoques para emerger de nuevo para continuar
escurriéndose hacia abajo por la superficie exterior del
revestimiento del parachoques debajo del postizo de guarnición.
Como alternativa, el agua puede ser dirigida mediante canalizaciones
o conducciones similares a dentro del revestimiento del parachoques
para ser luego evacuada según sea apropiado para la disposición del
parachoques. Independientemente de la ruta que siga el agua, el
aspecto importante es el de que el agua sea desviada para no
escurrirse por sobre la superficie delantera del postizo de
guarnición. Por consiguiente, la única agua que deberá caer sobre
el sensor y deberá por consiguiente escurrirse pasando por junto a
la placa sensora es la que de hecho caiga sobre la superficie
exterior del propio postizo de guarnición. Sin embargo, al estar la
placa de guarda en 252 dispuesta de forma tal que abarca en
sustancia toda la altura del postizo de guarnición, todo
escurrimiento de este tipo quedaría tras haber caído sobre el
postizo inmediatamente acoplado a la placa de guarda. Este
acoplamiento minimizaría todo efecto que un escurrimiento de este
tipo tuviese en la placa sensora y por consiguiente en la salida
del dispositivo sensor.
Como se ha indicado anteriormente con respecto a
la desviación del agua para impedir que la misma se escurra por
sobre el revestimiento del parachoques, los escurrimientos pueden
afectar al sensor tanto al pasar a la zona de detección de la placa
sensora desde arriba como cuando salen de la zona de detección de la
placa sensora y continúan escurriéndose debajo del sensor. Por
consiguiente, si se dejase que el agua que de hecho cae sobre la
superficie delantera del postizo de guarnición 250 se escurriese
hacia abajo por sobre su superficie exterior y por junto a la placa
sensora 251 y pasase luego de la parte inferior del postizo de
guarnición al parachoques, podría haber entonces un marcado
acoplamiento entre el escurrimiento y la superficie del parachoques
(particularmente si la superficie del parachoques tuviese un
recubrimiento conductor sobre la misma). Si el escurrimiento
estuviese cerca de la placa sensora, esto tendría un significativo
efecto en la salida del dispositivo sensor. Por consiguiente, en
esta forma constructiva está previsto un saliente 255 en la parte
inferior del postizo de guarnición 250. Un saliente de este tipo
deberá sobresalir de la superficie del parachoques para que el agua
que se escurra hacia abajo por el exterior del postizo de
guarnición 250 se desprenda del saliente y se aparte así del
parachoques del vehículo para que sea minimizado todo acoplamiento
entre el escurrimiento y el parachoques. Esta disposición también
evita que el agua que se escurre de la superficie exterior del
postizo de guarnición entre en contacto con el agua que se ha
escurrido por sobre la superficie del parachoques (habiendo sido
quizá desviada desde encima de la tira de guarnición y emergiendo
de nuevo debajo de la tira de guarnición), que estaría marcadamente
en acoplamiento con el parachoques y masa, particularmente si el
parachoques tiene un recubrimiento conductor.
La Figura 26 muestra un ejemplo más detallado de
un postizo de guarnición 250 que es el que se muestra en la Figura
25. De nuevo se muestra aquí el postizo de guarnición 250 en una
vista en sección y unido a la superficie trasera de un
revestimiento 256 del parachoques de un vehículo. En este ejemplo,
el agua que se escurre de la superficie superior del revestimiento
256 del parachoques fluye al interior del espacio intermedio 258
que está previsto entre el revestimiento del parachoques y el
saliente 257 del postizo de guarnición. Se hace que esta agua fluya
hacia abajo por entre el postizo de guarnición y el revestimiento
del parachoques y emerja de nuevo por el espacio intermedio 259 que
está previsto entre el saliente inferior 255 del postizo de
guarnición y el revestimiento del parachoques. El agua se escurre
entonces hacia abajo separándose del postizo de guarnición en un
punto ya bastante apartado de la placa sensora. La Figura 26 también
muestra esquemáticamente cómo puede estar construido el postizo de
guarnición. Una placa de circuito impreso 260 estaría prevista
dentro de un blindaje 254 sujetado dentro del cuerpo del postizo de
guarnición 250. La placa de guarda y la placa sensora estarían
dispuestas de forma tal que quedasen situadas en la parte delantera
del postizo de guarnición y en conexión con la placa de circuito
impreso. El blindaje estaría provisto de una salida de cables
estanqueizada 261 a la cual se conectarían los cables que van al
controlador del sensor. Estos cables pueden quedar terminados en un
conector 262. El postizo de guarnición 250 está provisto de unos
medios de unión que comprenden ganchos de acoplamiento 263 que se
muestran en la Figura 26 y permiten que el postizo de guarnición sea
simplemente montado mediante una acción de empuje al interior del
revestimiento del parachoques para quedar retenido ahí en la
posición apropiada definiendo los espacios intermedios por los
cuales puede pasar el agua que se escurre del parachoques.
Naturalmente, podrían usarse otros sistemas de unión tales como un
ajuste con apriete, sujetadores, adhesivo, etc. El conector 262 a
la salida del blindaje 254 puede ser entonces simplemente conectado
al correspondiente conector dispuesto a la salida de la carrocería
del vehículo.
Esta disposición proporciona una extremadamente
conveniente disposición para el sensor, que puede ser así
fácilmente montado en casi cualquier parachoques sin necesidad de
una extensiva modificación y sin limitar el diseño del parachoques
para acomodar la placa sensora y la placa de guarda, etc. Esta
disposición también significa que el sensor puede ser sustituido
fácilmente si llegase a ser dañado p. ej. durante un impacto.
Si bien una finalidad de la presente invención
es la de mitigar el efecto de los escurrimientos que se escurren
por sobre la superficie del alojamiento en el cual está previsto un
sensor, es difícil eliminar por completo el efecto de los
escurrimientos de agua enteramente debido a la variedad de
parámetros que pueden tener los escurrimientos, tales como p. ej.
el tamaño, la conductividad, etc. En consecuencia, casi siempre
habrá algún efecto en la salida del sensor ocasionado por los
escurrimientos de agua que se escurren por sobre el parachoques.
Una función adicional de la presente invención
puede ser la de desactivar o revertir el efecto de los sistemas que
han sido descritos anteriormente. Cuando se use una placa de guarda
para el escurrimiento, si la misma es desactivada o si es
desconectada parte de la placa de guarda, puede ser entonces
reintroducido el efecto del agua. Como alternativa, podría usarse
una placa adicional que normalmente no esté conectada o esté
conectada a la placa de guarda para el escurrimiento o la placa de
guarda, la cual es entonces puesta a masa para desactivar el
sistema. Esto podría lograrse por medio de una tira prevista muy
cerca de la placa sensora para establecer un fuerte acoplamiento de
la placa sensora a tierra.
Haciendo esto, el efecto producido por el agua
en el sensor puede ser utilizado para obtener una indicación de que
hay agua sobre el parachoques. Esto puede detectarse midiendo una
creciente capacitancia entre la placa sensora y tierra o un
incremento del ruido en la salida del sensor. De esta manera, el
sensor puede utilizarse con la finalidad secundaria de detectar la
presencia de agua sobre el parachoques para así obtener una
indicación de que el vehículo está pasando a través de una rociada
o por la lluvia. Esta información puede ser entonces usada cuando
el sistema no esté siendo usado para la detección de proximidad,
para así contar con un detector de lluvia para accionar
automáticamente los limpiaparabrisas o las luces del vehículo,
etc.
Claims (39)
1. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
y está destinado a ser montado en un cuerpo, comprendiendo el
conjunto:
una placa sensora;
una placa de guarda que está interpuesta en uso
entre la placa sensora y el cuerpo; y
una cubierta,
estando la placa de guarda dispuesta junto a una
primera zona de la cubierta y estando la placa sensora dispuesta
junto a una segunda zona de la cubierta, estando la segunda zona
parcialmente o por completo dentro de la primera zona de forma tal
que, en uso, el líquido que pasa por sobre la superficie exterior de
la cubierta pasa por sobre una parte de la primera zona antes de
pasar por sobre la segunda zona para que tal líquido se acople
capacitivamente a la placa de guarda y no al cuerpo.
2. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 1, en el que la primera zona se extiende de
forma tal que el líquido que pasa por la cubierta pasa por la
primera zona después de pasar por la segunda zona.
3. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 1 o 2, en el que la placa de guarda está
prevista en la superficie de la cubierta que es la opuesta a aquélla
por sobre la cual pasa el líquido en uso.
4. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 1 o 2, en el que la placa de guarda está
prevista en la superficie de la cubierta por sobre la cual pasa el
líquido en uso.
5. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 1, 2 o 3, en el que la placa sensora está
prevista en la superficie de la cubierta que es la opuesta a aquélla
por sobre la cual pasa el líquido en uso.
6. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 1, 2, 3 o 5, en el que la placa sensora
está remetida con respecto a la superficie de la cubierta.
7. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 6, en el que la placa de guarda incluye una
parte que está remetida con respecto a la superficie de la cubierta,
definiendo un entrante en el cual está prevista la placa
sensora.
8. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la
placa sensora está remetida con respecto a la superficie de la
cubierta en cantidades distintas a lo largo de la misma.
9. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 8, en el que está provisto un espaciador
entre la cubierta y la placa sensora.
10. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 8 o 9, en el que el espacio intermedio
entre la placa sensora y la superficie de la cubierta es de entre 0
mm y 15 mm.
11. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la placa
sensora está prevista en la superficie de la cubierta por sobre la
cual pasa el líquido en uso.
12. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la
primera zona incluye prácticamente la totalidad de la cubierta por
sobre la cual pasa el líquido en uso.
13. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo
dicho conjunto adicionalmente una tercera placa posicionada junto a
una tercera zona de la cubierta que está fuera de la segunda
zona.
14. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 13, en el que la cubierta está dispuesta de
forma tal que, en uso, el líquido que fluye por sobre la superficie
exterior de la cubierta pasa por la tercera zona antes de pasar por
la segunda zona.
15. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 13 o 14, en el que la tercera zona está
fuera de la primera zona.
16. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 13, 14 o 15, en el que la cubierta está
dispuesta de forma tal que, en uso, el líquido que fluye por sobre
la superficie exterior de la cubierta pasa por la tercera zona
antes de pasar por la primera zona.
17. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que el
sensor incluye adicionalmente un controlador que está adaptado para
controlar la forma de onda de la señal de voltaje en la tercera
placa para que sea la misma como la de la placa sensora.
18. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que la
amplitud de la señal de voltaje en la tercera placa es igual a la de
la placa sensora o mayor que la misma.
19. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la
cubierta está provista de una o varias primeras partes salientes de
forma tal que en uso el líquido que está a un lado de una primera
parte saliente es en sustancia separado del líquido que está al otro
lado.
20. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según la reivindicación 19, en el que al menos una de dichas
primeras partes salientes está posicionada en la cubierta en una
zona en la que el líquido pasa a la cubierta, en uso.
21. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según las reivindicaciones 19 a 20, en el que al menos una de
dichas primeras partes salientes está posicionada en la cubierta en
una zona en la que el líquido se desprende de la cubierta, en
uso.
22. Conjunto que constituye un sensor capacitivo
según cualquiera de las reivindicaciones 19, 20 o 21, comprendiendo
dicho conjunto adicionalmente una segunda parte saliente que está
prevista junto a cada una de dichas primeras partes salientes y
define un entrante entremedio.
23. Conjunto de detección de líquidos que
comprende un conjunto que constituye un sensor capacitivo según
cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
24. Conjunto de detección de líquidos según la
reivindicación 23, en el que la placa de guarda puede ser conectada
selectivamente a tierra.
25. Conjunto de detección de líquidos según la
reivindicación 23 o 24 como dependiente de cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, en el que la tercera placa puede ser
conectada selectivamente a tierra.
26. Conjunto de detección de líquidos según
cualquiera de las reivindicaciones 23, 24 o 25, que comprende
adicionalmente una cuarta placa que puede ser conectada
selectivamente a tierra.
27. Conjunto de detección de líquidos según
cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, que comprende
adicionalmente medios detectores para detectar variaciones de la
capacitancia detectada por la placa sensora.
28. Parachoques de vehículo que incorpora un
conjunto que constituye un sensor capacitivo según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 22, en el que al menos parte del
revestimiento exterior del parachoques forma la cubierta.
29. Parachoques de vehículo según la
reivindicación 28, en el que el parachoques está configurado de
forma tal que cuando el mismo está montado en un vehículo
prácticamente todo el líquido que pasa al parachoques es dirigido
para que fluya en general por entre la placa de guarda y el vehículo
en el cual está montado el parachoques.
30. Parachoques de vehículo según la
reivindicación 29, en el que el líquido es dirigido para que fluya
por entre el parachoques y el vehículo.
31. Parachoques de vehículo para montar en un
vehículo, teniendo el parachoques un conjunto que constituye un
sensor capacitivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22,
en cuyo parachoques de vehículo:
la cubierta forma al menos parte de la
superficie del parachoques y las zonas primera y segunda de la
cubierta están situadas en partes primera y segunda de la
superficie del parachoques, respectivamente; y
la placa de guarda está en general posicionada
entre la placa sensora y una parte del parachoques que está unido a
un vehículo en uso.
32. Parachoques de vehículo según cualquiera de
las reivindicaciones 28 a 31, en el que la placa de guarda está
prevista en la superficie interior del revestimiento exterior del
parachoques del vehículo.
33. Parachoques de vehículo según cualquiera de
las reivindicaciones 28 a 32, en el que el revestimiento exterior
del parachoques tiene una parte superior que está encima de la placa
sensora en uso, y en el que la placa de guarda se extiende encima
de la placa sensora en o junto a al menos parte de dicha parte
superior.
34. Parachoques de vehículo según cualquiera de
las reivindicaciones 28 a 33, en el que el revestimiento exterior
del parachoques tiene una parte inferior que está debajo de la placa
sensora en uso, y en el que la placa de guarda se extiende debajo
de la placa sensora en o junto a al menos parte de dicha parte
inferior.
35. Parachoques de vehículo según cualquiera de
las reivindicaciones 28 a 34, que comprende además una o varias
primeras partes salientes de forma tal que en uso el líquido que
está a un lado de una primera parte saliente es en sustancia
separado del líquido que está al otro lado.
36. Parachoques de vehículo según la
reivindicación 35, en el que al menos una de dichas primeras partes
salientes está posicionada en una zona en la que el líquido pasa al
parachoques, en uso.
37. Parachoques de vehículo según la
reivindicación 35 o 36, en el que al menos una de dichas primeras
partes salientes está posicionada en una zona en la que el líquido
se desprende del parachoques, en uso.
38. Parachoques de vehículo según la
reivindicación 35, 36 o 37, que comprende además una segunda parte
saliente que está prevista junto a una o varias de dichas primeras
partes salientes y define un espacio divisorio entremedio.
39. Vehículo que comprende un parachoques de
vehículo según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 38, un
sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, o un
conjunto de detección de líquidos según las reivindicaciones 23 a
27.
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