JPH07218465A - 液体の存在または同内の相の変化あるいはその両方の観察のための検出器および方法 - Google Patents
液体の存在または同内の相の変化あるいはその両方の観察のための検出器および方法Info
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- JPH07218465A JPH07218465A JP6219552A JP21955294A JPH07218465A JP H07218465 A JPH07218465 A JP H07218465A JP 6219552 A JP6219552 A JP 6219552A JP 21955294 A JP21955294 A JP 21955294A JP H07218465 A JPH07218465 A JP H07218465A
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- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/14—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 単純な構成で高速かつ信頼できる露検出器を
提供する。 【構成】 検出器は、基板１０、１１を具備し、表面に
１つまたは複数の抵抗体パターン１５、１６，を設け
る。基板上には、接触パターン１２、１３があり、それ
により検出器抵抗体Ｒdet を加熱する電流Ｉが短いパル
ス（ｔo ）として検出器抵抗体Ｒdet に送られ、液体ま
たは氷あるいはその両方の存在、または同内の相の変
化、あるいはその両方が、前記短いパルスの間に発生す
る抵抗の変化に基づいて検出される。検出器抵抗体Ｒ
det の抵抗体パターン１５内の金属フィルムの厚さＳ
は、通例では、ｓ＜１μｍとして選択される。
提供する。 【構成】 検出器は、基板１０、１１を具備し、表面に
１つまたは複数の抵抗体パターン１５、１６，を設け
る。基板上には、接触パターン１２、１３があり、それ
により検出器抵抗体Ｒdet を加熱する電流Ｉが短いパル
ス（ｔo ）として検出器抵抗体Ｒdet に送られ、液体ま
たは氷あるいはその両方の存在、または同内の相の変
化、あるいはその両方が、前記短いパルスの間に発生す
る抵抗の変化に基づいて検出される。検出器抵抗体Ｒ
det の抵抗体パターン１５内の金属フィルムの厚さＳ
は、通例では、ｓ＜１μｍとして選択される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体の存在、特に水滴
または氷の存在、あるいはその両方を検出するため、ま
たは液体内の相の変化を検出するため、あるいはその両
方を目的とした検出器に関し、検出器は電気的な抵抗の
変化に基づき、検出器は、その上に１つまたは複数の抵
抗器パターンが適用される基板を具備する。
または氷の存在、あるいはその両方を検出するため、ま
たは液体内の相の変化を検出するため、あるいはその両
方を目的とした検出器に関し、検出器は電気的な抵抗の
変化に基づき、検出器は、その上に１つまたは複数の抵
抗器パターンが適用される基板を具備する。
【０００２】さらに、本発明は、液体の存在、特に水滴
または氷の存在、あるいはその両方を検出するために、
または液体内の相の変化を検出するために、あるいはそ
の両方を目的とした電気的な抵抗の変化の観察に基づい
た方法に関する。
または氷の存在、あるいはその両方を検出するために、
または液体内の相の変化を検出するために、あるいはそ
の両方を目的とした電気的な抵抗の変化の観察に基づい
た方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】特に、本発明は、液体の存在、特に露の
存在を検出する目的の検出器および方法に関する。液体
の存在、特に水滴の存在用の検出器は、例えば、さまざ
まな電子機器、自動車の風防ガラス、湿度計などのさま
ざまな測定機器などにおいて必要となる。従来の技術か
ら周知のように、露点検出器は、露が検出器表面で凝縮
を開始する温度を検出ことにより相対湿度を測定するた
めにも使用される。
存在を検出する目的の検出器および方法に関する。液体
の存在、特に水滴の存在用の検出器は、例えば、さまざ
まな電子機器、自動車の風防ガラス、湿度計などのさま
ざまな測定機器などにおいて必要となる。従来の技術か
ら周知のように、露点検出器は、露が検出器表面で凝縮
を開始する温度を検出ことにより相対湿度を測定するた
めにも使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術から周知の
ように、露の検出に使用される検出器は、検出器の活性
面の反射率の変化、吸湿性素材の誘電特性または電気特
性の変化の測定、または凝縮水の質量の測定に基づいて
いる。本発明に関係する従来の技術のいくつかの例は、
本出願人の（米国特許４，３７８，１６８号および４，
３３５，６１３号に対応する）フィンランド特許６０，
０７９号および６１，２４９号である。
ように、露の検出に使用される検出器は、検出器の活性
面の反射率の変化、吸湿性素材の誘電特性または電気特
性の変化の測定、または凝縮水の質量の測定に基づいて
いる。本発明に関係する従来の技術のいくつかの例は、
本出願人の（米国特許４，３７８，１６８号および４，
３３５，６１３号に対応する）フィンランド特許６０，
０７９号および６１，２４９号である。
【０００５】本発明の総体的な目的とは、従来の技術の
さらに展開することである。高速かつ信頼できる動作の
検出器のみならず、単純な構成および望ましい製造過程
を有する検出器を提供することが、本発明の特別な目的
である。
さらに展開することである。高速かつ信頼できる動作の
検出器のみならず、単純な構成および望ましい製造過程
を有する検出器を提供することが、本発明の特別な目的
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的および後述さ
れる目的を達成することから考えて、本発明の検出器
は、液体または氷または同等なものの存在を検出器抵抗
の変化に基づいて検出するという観点から、低質量検出
器抵抗体パターンが、温度にかなり依存する金属または
同等なものから作られる基板の上に適用されるという
点、および前記基板上には接触パターンがあり、それに
より検出器抵抗体を加熱する電流が短いパルスとして検
出器抵抗体の中に送られ、液体または氷の存在、または
同内の相の変化、あるいはその両方が前記短いパルスの
間に発生する抵抗の変化に基づいて検出可能であるとい
う点を主な特徴とする。
れる目的を達成することから考えて、本発明の検出器
は、液体または氷または同等なものの存在を検出器抵抗
の変化に基づいて検出するという観点から、低質量検出
器抵抗体パターンが、温度にかなり依存する金属または
同等なものから作られる基板の上に適用されるという
点、および前記基板上には接触パターンがあり、それに
より検出器抵抗体を加熱する電流が短いパルスとして検
出器抵抗体の中に送られ、液体または氷の存在、または
同内の相の変化、あるいはその両方が前記短いパルスの
間に発生する抵抗の変化に基づいて検出可能であるとい
う点を主な特徴とする。
【０００７】他方、本発明に従った方法は、観測領域に
配置され、その抵抗が温度の関数として変化する検出器
抵抗体が、短期期間内の電流により加熱されるという
点、およびモニタ対象の現象が前記期間の間に起こる検
出器抵抗の変化に基づいて、あるいは前記変化から引き
出される電気的な量に基づいて検出されるという点を主
な特徴とする。
配置され、その抵抗が温度の関数として変化する検出器
抵抗体が、短期期間内の電流により加熱されるという
点、およびモニタ対象の現象が前記期間の間に起こる検
出器抵抗の変化に基づいて、あるいは前記変化から引き
出される電気的な量に基づいて検出されるという点を主
な特徴とする。
【０００８】本発明に従った検出器の活性部分の熱質量
は非常に小さくされたので、その温度は極めて高速に、
一般的には数秒以内に、周囲の温度まで十分に復元され
る。このようにして、本発明に従った検出器により、測
定を、測定システムによって指定される数秒間隔で繰り
返すことが可能である。
は非常に小さくされたので、その温度は極めて高速に、
一般的には数秒以内に、周囲の温度まで十分に復元され
る。このようにして、本発明に従った検出器により、測
定を、測定システムによって指定される数秒間隔で繰り
返すことが可能である。
【０００９】本発明に従った検出器は単純な構成で、経
済的な製造技法による。本発明に従った検出器は、その
特性が高度に同質となるように、それ自体が周知の方法
により製造することができる。
済的な製造技法による。本発明に従った検出器は、その
特性が高度に同質となるように、それ自体が周知の方法
により製造することができる。
【００１０】
【実施例】特に水滴の存在を検出するのに非常に適し
た、図１および２に示される検出器は、平らな堅牢な基
板１０を具備し、その熱容量は比較的低い。基板はプラ
スチックまたはガラス製である。基板１０のＬｘＭｘＨ
という寸法は、通常、３ｍｍｘ３ｍｍｘ０．２ｍｍであ
る。図２に示されるように、基板の表面上に、薄いプラ
スチック・フィルム１１が固定され、その場合、基板１
０は、例えば装置の構造上の部分などの、固定されてい
なければ基板には十分に適さない基部となる可能性があ
り、電気的には導電性の素材から作られている場合もあ
る。フィルム１１の外側表面上に、２つの抵抗体パター
ン１５および１６が適用され、パターンは接触パターン
１２、１３、および１４に電気的に接続されており、そ
の内、真中の接触パターン１３が、抵抗体パターン１５
および１６双方に共通である。抵抗体パターン１５、１
６、および接触パターン１２、１３、１４は、薄膜技法
により作られるのが望ましい。抵抗体パターン１５およ
び１６の厚さは非常に薄く、通例では、常にｓ＜１μｍ
である。検出器抵抗体Ｒdet として動作する、抵抗体パ
ターン１５の熱質量は非常に小さちという点が本発明の
主要な機能であり、これはｓ＜１μｍの場合には常に当
てはまる。抵抗体パターン１５および１６内の金属また
は同等の導電性の素材は、温度に相当依存していなけれ
ばならず、依存度は正または負のどちらかである可能性
がある。接触パターン１２、１３、および１４だけでは
なく、抵抗体パターン１５、１６に特に適した金属は、
金、プラチナ、またはパラジウムである。
た、図１および２に示される検出器は、平らな堅牢な基
板１０を具備し、その熱容量は比較的低い。基板はプラ
スチックまたはガラス製である。基板１０のＬｘＭｘＨ
という寸法は、通常、３ｍｍｘ３ｍｍｘ０．２ｍｍであ
る。図２に示されるように、基板の表面上に、薄いプラ
スチック・フィルム１１が固定され、その場合、基板１
０は、例えば装置の構造上の部分などの、固定されてい
なければ基板には十分に適さない基部となる可能性があ
り、電気的には導電性の素材から作られている場合もあ
る。フィルム１１の外側表面上に、２つの抵抗体パター
ン１５および１６が適用され、パターンは接触パターン
１２、１３、および１４に電気的に接続されており、そ
の内、真中の接触パターン１３が、抵抗体パターン１５
および１６双方に共通である。抵抗体パターン１５、１
６、および接触パターン１２、１３、１４は、薄膜技法
により作られるのが望ましい。抵抗体パターン１５およ
び１６の厚さは非常に薄く、通例では、常にｓ＜１μｍ
である。検出器抵抗体Ｒdet として動作する、抵抗体パ
ターン１５の熱質量は非常に小さちという点が本発明の
主要な機能であり、これはｓ＜１μｍの場合には常に当
てはまる。抵抗体パターン１５および１６内の金属また
は同等の導電性の素材は、温度に相当依存していなけれ
ばならず、依存度は正または負のどちらかである可能性
がある。接触パターン１２、１３、および１４だけでは
なく、抵抗体パターン１５、１６に特に適した金属は、
金、プラチナ、またはパラジウムである。
【００１１】抵抗体パターン１５は、検出器のアクティ
ブ抵抗Ｒdet を形成し、対応するように、必ずしもすべ
ての応用例に必要ではない抵抗体パターン１６は、参照
抵抗Ｒref を形成する。
ブ抵抗Ｒdet を形成し、対応するように、必ずしもすべ
ての応用例に必要ではない抵抗体パターン１６は、参照
抵抗Ｒref を形成する。
【００１２】本発明の方法では、上述された検出器は観
察領域に配置され、検出器抵抗体Ｒdet は、短期間ｔ0
の電流Ｉにより接触パターン１２および１３の中間体に
よって加熱される。加熱期間ｔ0 中に検出器抵抗Ｒdet
内で発生する変化、または前記変化から引き出されるそ
れ以外の電気量に基づいて、モニタ対象の現象は、詳細
に後述されるような方法で検出される。
察領域に配置され、検出器抵抗体Ｒdet は、短期間ｔ0
の電流Ｉにより接触パターン１２および１３の中間体に
よって加熱される。加熱期間ｔ0 中に検出器抵抗Ｒdet
内で発生する変化、または前記変化から引き出されるそ
れ以外の電気量に基づいて、モニタ対象の現象は、詳細
に後述されるような方法で検出される。
【００１３】電流Ｉが金属層から作られる抵抗体パター
ン１５内に送られると、構造体の熱質量が非常に低いた
め、前記パターン内の金属の温度は急速に上昇する。抵
抗体パターン１５内の金属の導電率は温度に相当依存し
ているので、この加熱により抵抗体パターン１５内の検
出器抵抗Ｒdet の変化が生じ、変化が検出される。露Ｗ
Ｈまたはそれ以外の液体または氷が抵抗体パターン１５
の表面上、および表面の回りに凝縮すると、抵抗Ｒdet
の変化は、水の熱質量のため、および前記水の蒸発また
は溶解によって必要となるエネルギーのため、大幅に低
速化する。検出器抵抗体Ｒdet が実質上不変の電力Ｗ＝
Ｉ2 Ｒdet で加熱される場合、露または氷、あるいはそ
の両方の存在、場合によっては量も、温度の一定変化に
対応する抵抗△Ｒref の変化に要する時間として、ある
いは一定時間の加熱後の抵抗の変化として、あるいはそ
の他の該当する方法で、検出することが可能である。
ン１５内に送られると、構造体の熱質量が非常に低いた
め、前記パターン内の金属の温度は急速に上昇する。抵
抗体パターン１５内の金属の導電率は温度に相当依存し
ているので、この加熱により抵抗体パターン１５内の検
出器抵抗Ｒdet の変化が生じ、変化が検出される。露Ｗ
Ｈまたはそれ以外の液体または氷が抵抗体パターン１５
の表面上、および表面の回りに凝縮すると、抵抗Ｒdet
の変化は、水の熱質量のため、および前記水の蒸発また
は溶解によって必要となるエネルギーのため、大幅に低
速化する。検出器抵抗体Ｒdet が実質上不変の電力Ｗ＝
Ｉ2 Ｒdet で加熱される場合、露または氷、あるいはそ
の両方の存在、場合によっては量も、温度の一定変化に
対応する抵抗△Ｒref の変化に要する時間として、ある
いは一定時間の加熱後の抵抗の変化として、あるいはそ
の他の該当する方法で、検出することが可能である。
【００１４】抵抗体パターン１５の金属層は多孔性であ
るのが望ましく、それにより金属との水の接触面を増や
し、温度上昇の速度の変化に対する露の影響を高めるこ
とができる。検出器構造体の熱質量は非常に小さいの
で、その温度は非常に高速に、通常は数秒以内に、周囲
の温度まで十分に復元される。このようにして、測定を
数秒間隔で繰り返すことが可能である。
るのが望ましく、それにより金属との水の接触面を増や
し、温度上昇の速度の変化に対する露の影響を高めるこ
とができる。検出器構造体の熱質量は非常に小さいの
で、その温度は非常に高速に、通常は数秒以内に、周囲
の温度まで十分に復元される。このようにして、測定を
数秒間隔で繰り返すことが可能である。
【００１５】数秒間隔で繰り返される、検出器抵抗体Ｒ
det の加熱期間ｔo の長さは、通例では、ｔ0 ≒０．１
ｍｓ．．．５ｍｓの範囲である。図１および２に示され
る装置内では、ｔ0 ≒１ｍｓ．．．２ｍｓが望ましい。
本発明の方法では、１つの重大な量が検出器抵抗体Ｒ
det の領域ごとの加熱パルスＶ0 のエネルギーであり、
この量は、通例では、１．．．２０ｍＪ／ｍｍ2 の範
囲、できれば３．．．１０ｍＪ／ｍｍ2 の範囲で選択さ
れるのが望ましい。この関係で、検出器抵抗体Ｒdet の
長さとは、抵抗体パターン１５の基板１０の表面の平面
内で測定される長さを意味し、幅とは前記長さに垂直の
同平面内で測定される幅を意味する。加熱電力Ｗは、通
常Ｗ≒１．．．１０Ｗの範囲であり、加熱電流ＩがＩ≒
３０ｍＡの範囲となるように、検出器抵抗体Ｒdet は、
通常Ｒdet １０Ω．．．１ｋΩの範囲である。前記に示
された値は、図１および２に示される検出器内で使用さ
れるために明示的に示され、本発明の範囲にやはり含ま
れる異なる種類の検出器においては、値は前記の値と大
幅に異なる可能性がある。
det の加熱期間ｔo の長さは、通例では、ｔ0 ≒０．１
ｍｓ．．．５ｍｓの範囲である。図１および２に示され
る装置内では、ｔ0 ≒１ｍｓ．．．２ｍｓが望ましい。
本発明の方法では、１つの重大な量が検出器抵抗体Ｒ
det の領域ごとの加熱パルスＶ0 のエネルギーであり、
この量は、通例では、１．．．２０ｍＪ／ｍｍ2 の範
囲、できれば３．．．１０ｍＪ／ｍｍ2 の範囲で選択さ
れるのが望ましい。この関係で、検出器抵抗体Ｒdet の
長さとは、抵抗体パターン１５の基板１０の表面の平面
内で測定される長さを意味し、幅とは前記長さに垂直の
同平面内で測定される幅を意味する。加熱電力Ｗは、通
常Ｗ≒１．．．１０Ｗの範囲であり、加熱電流ＩがＩ≒
３０ｍＡの範囲となるように、検出器抵抗体Ｒdet は、
通常Ｒdet １０Ω．．．１ｋΩの範囲である。前記に示
された値は、図１および２に示される検出器内で使用さ
れるために明示的に示され、本発明の範囲にやはり含ま
れる異なる種類の検出器においては、値は前記の値と大
幅に異なる可能性がある。
【００１６】図３はブリッジ装置２０を示し、それによ
り加熱の間の検出器抵抗体Ｒdet の値の変化を、ブリッ
ジの端子２１から測定される電圧Ｖm として直接表すこ
とができる。ブリッジ装置１０に、測定の間は意味あり
げに加熱されない調整可能な別個の参照抵抗体Ｒref が
ある場合がある。検出器が広い範囲の温度で動作しなけ
ればならない場合、図１および２に示されるように、別
個の調整可能抵抗体Ｒref が検出器抵抗体Ｒdet と同じ
金属から作られる参照抵抗体Ｒref によって置き換えら
れ、前記参照抵抗体が、図１に示される抵抗体パターン
１６を具備する。このような場合、参照抵抗Ｒref の大
きさは、電圧パルスＶ0 がブリッジの端子を通してそれ
に送られると、パルスの始めとなり、検出器抵抗体Ｒ
det の値と実質上同じである。参照抵抗体Ｒref の領域
は、参照抵抗体が電圧パルスＶ0 の間に意味ありげに加
熱されないように、検出器抵抗体Ｒdet の領域よりかな
り大きい寸法になっている。このような場合、ブリッジ
装置２０は、幅広い温度範囲で均衡状態のままとなる。
それ自体が周知の方法で、図３のブリッジ装置は、温度
のあらゆる変化に関係なくできる限り不変であることが
望ましい不変抵抗体Ｒ1 およびＲ2 を具備する。
り加熱の間の検出器抵抗体Ｒdet の値の変化を、ブリッ
ジの端子２１から測定される電圧Ｖm として直接表すこ
とができる。ブリッジ装置１０に、測定の間は意味あり
げに加熱されない調整可能な別個の参照抵抗体Ｒref が
ある場合がある。検出器が広い範囲の温度で動作しなけ
ればならない場合、図１および２に示されるように、別
個の調整可能抵抗体Ｒref が検出器抵抗体Ｒdet と同じ
金属から作られる参照抵抗体Ｒref によって置き換えら
れ、前記参照抵抗体が、図１に示される抵抗体パターン
１６を具備する。このような場合、参照抵抗Ｒref の大
きさは、電圧パルスＶ0 がブリッジの端子を通してそれ
に送られると、パルスの始めとなり、検出器抵抗体Ｒ
det の値と実質上同じである。参照抵抗体Ｒref の領域
は、参照抵抗体が電圧パルスＶ0 の間に意味ありげに加
熱されないように、検出器抵抗体Ｒdet の領域よりかな
り大きい寸法になっている。このような場合、ブリッジ
装置２０は、幅広い温度範囲で均衡状態のままとなる。
それ自体が周知の方法で、図３のブリッジ装置は、温度
のあらゆる変化に関係なくできる限り不変であることが
望ましい不変抵抗体Ｒ1 およびＲ2 を具備する。
【００１７】図４は、図３に示されるようなブリッジ接
合部２０から図１および２に示されるような検出器によ
り測定される、加熱期間ｔ0 の間の電圧Ｖm の変化を示
す。長方形の電圧パルスＶ0 ＝０．．．３０が、Ｖブリ
ッジ２０の端子２１に送られ、その期間は、ｔ0 ＝１．
６ｍｓである。図４の曲線Ａは、加熱期間ｔo の間の乾
式検出器の電圧増加曲線を表し、その加熱期間中、電圧
は約０．１Ｖから約０．６Ｖに上昇する。対応するよう
に、曲線Ｂは、検出器表面上に薄い露層ＷＨがある状況
での期間ｔ0 の間の電圧Ｖm を表す。このような場合、
電圧は約０．４５Ｖ、つまり明らかに乾式検出器（曲線
Ａ）の場合よりもゆっくりと上昇する。対応するよう
に、曲線Ｃは、検出器抵抗体Ｒdet と接続した検出器の
活性面上に厚い露層ＷＨがある場合の電圧Ｖm の上昇を
表す。曲線Ｃによると、時間期間ｔc ．．．ｔ0 の間、
電圧Ｖm は実質上不変Ｖmc＝０．３７Ｖとなり、検出器
抵抗体Ｒdet がたいへん強く加熱されたのでその温度が
水の沸点を越える、つまり相変化が凝縮水ＷＨ内で発生
し、そのため電圧Ｖm が時間期間ｔc ．．．ｔ0 の間変
化しない、＝Ｖmcのままとなる状況を示している。検出
器の表面に氷がある場合には、電圧Ｖm の対応する不変
領域があり、その場合、氷が溶解し、相が変化し、電圧
Ｖm は変化しないままとなる。この現象では、本発明に
従った検出器の使用を、例えば、道路および自動車と飛
行機などのさまざまな車両内での氷の存在の検出器とし
ても位置づけることができる。また、乾式検出器の最大
電圧Ｖmax と湿式検出器の電圧Ｖmcの間に極めて大きな
差があり、その状況が検出を信頼できるものにしている
という状況は、上述の現象に基づいている。
合部２０から図１および２に示されるような検出器によ
り測定される、加熱期間ｔ0 の間の電圧Ｖm の変化を示
す。長方形の電圧パルスＶ0 ＝０．．．３０が、Ｖブリ
ッジ２０の端子２１に送られ、その期間は、ｔ0 ＝１．
６ｍｓである。図４の曲線Ａは、加熱期間ｔo の間の乾
式検出器の電圧増加曲線を表し、その加熱期間中、電圧
は約０．１Ｖから約０．６Ｖに上昇する。対応するよう
に、曲線Ｂは、検出器表面上に薄い露層ＷＨがある状況
での期間ｔ0 の間の電圧Ｖm を表す。このような場合、
電圧は約０．４５Ｖ、つまり明らかに乾式検出器（曲線
Ａ）の場合よりもゆっくりと上昇する。対応するよう
に、曲線Ｃは、検出器抵抗体Ｒdet と接続した検出器の
活性面上に厚い露層ＷＨがある場合の電圧Ｖm の上昇を
表す。曲線Ｃによると、時間期間ｔc ．．．ｔ0 の間、
電圧Ｖm は実質上不変Ｖmc＝０．３７Ｖとなり、検出器
抵抗体Ｒdet がたいへん強く加熱されたのでその温度が
水の沸点を越える、つまり相変化が凝縮水ＷＨ内で発生
し、そのため電圧Ｖm が時間期間ｔc ．．．ｔ0 の間変
化しない、＝Ｖmcのままとなる状況を示している。検出
器の表面に氷がある場合には、電圧Ｖm の対応する不変
領域があり、その場合、氷が溶解し、相が変化し、電圧
Ｖm は変化しないままとなる。この現象では、本発明に
従った検出器の使用を、例えば、道路および自動車と飛
行機などのさまざまな車両内での氷の存在の検出器とし
ても位置づけることができる。また、乾式検出器の最大
電圧Ｖmax と湿式検出器の電圧Ｖmcの間に極めて大きな
差があり、その状況が検出を信頼できるものにしている
という状況は、上述の現象に基づいている。
【００１８】図４では、参照Ｖmkはしきい電圧を表し、
Ｖm （ｔ0 ）＞Ｖmkの場合、前記検出器および前記ブリ
ッジ装置２０が属するシステムは、液体または氷がない
ことを示し、Ｖm （ｔ0 ）＜Ｖmkの場合、システムは露
または氷が存在することを示す。
Ｖm （ｔ0 ）＞Ｖmkの場合、前記検出器および前記ブリ
ッジ装置２０が属するシステムは、液体または氷がない
ことを示し、Ｖm （ｔ0 ）＜Ｖmkの場合、システムは露
または氷が存在することを示す。
【００１９】
【発明の効果】本発明に従った検出器により相の変化を
検出することが可能で、それにより電圧Ｖm は、加熱期
間ｔo の一定のしきい時間より長い時間期間の間、実質
上変わらない（Ｖmc）ままとなる。
検出することが可能で、それにより電圧Ｖm は、加熱期
間ｔo の一定のしきい時間より長い時間期間の間、実質
上変わらない（Ｖmc）ままとなる。
【００２０】検出器抵抗体に送られる電圧が十分に高い
精度で不変のまま保たれ、検出器抵抗体Ｒdet を通る電
流または前記電流の変化率が測定されるように、検出器
抵抗体Ｒdet 内の変化も電気的に検出することができ
る。対応するように、検出器抵抗体Ｒdet を通って流れ
る電流は、検出器抵抗体の端子にある接触パターン１２
および１３の間で発生する電圧の測定中に不変のまま保
つことができる。端子１２、１３の間の前記電流Ｉまた
は電圧、あるいはその両方を、適当な事前設定された周
知の率で加熱期間ｔo 中に変化することができる。
精度で不変のまま保たれ、検出器抵抗体Ｒdet を通る電
流または前記電流の変化率が測定されるように、検出器
抵抗体Ｒdet 内の変化も電気的に検出することができ
る。対応するように、検出器抵抗体Ｒdet を通って流れ
る電流は、検出器抵抗体の端子にある接触パターン１２
および１３の間で発生する電圧の測定中に不変のまま保
つことができる。端子１２、１３の間の前記電流Ｉまた
は電圧、あるいはその両方を、適当な事前設定された周
知の率で加熱期間ｔo 中に変化することができる。
【００２１】いくつかの応用例では、検出器抵抗体Ｒ
det の抵抗に基づいて、露が検出器の活性表面から蒸発
する温度を決定するように、本発明に従った露点検出器
の動作を、相対湿度の測定と関連つけることもできる。
det の抵抗に基づいて、露が検出器の活性表面から蒸発
する温度を決定するように、本発明に従った露点検出器
の動作を、相対湿度の測定と関連つけることもできる。
【００２２】本明細書の始めに特許請求項が示され、本
発明の多様な詳細は、前記請求項に定義された創意に富
んだ考えの範囲内での変形を示し、例のためだけに上述
された詳細とは異なる可能性がある。
発明の多様な詳細は、前記請求項に定義された創意に富
んだ考えの範囲内での変形を示し、例のためだけに上述
された詳細とは異なる可能性がある。
以下において、本発明は、添付の図面中の図に描かれる
本発明のいくつかの実施例を参照し詳細に説明される。
本発明は、前記実施例の詳細にのみ厳密に制限されるも
のではない。
本発明のいくつかの実施例を参照し詳細に説明される。
本発明は、前記実施例の詳細にのみ厳密に制限されるも
のではない。
【図１】本発明に従った検出器の平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにそって取られた断面図で
ある。
ある。
【図３】電気ブリッジ装置に接続する、本発明に従った
検出器の応用例である。
検出器の応用例である。
【図４】検出器の異なった操作環境における、図３に示
されるブリッジ装置から得られる出力電圧を示す。
されるブリッジ装置から得られる出力電圧を示す。
１０ 基板 １１ 基板 １２ 接触パターン １３ 接触パターン １５ 抵抗体パターン １６ 抵抗体パターン ２０ ブリッジ接合部
Claims (14)
- 【請求項１】 液体の存在、特に水滴または氷あるい
はその両方の存在を検出するため、または液体内の相の
変化を検出するため、あるいはその両方のための検出器
であって、検出器は電気抵抗の変化に基づき、基板（１
０、１１）を具備し、その表面上には１つまたは複数の
抵抗体パターン（１５、１６）が適用され、検出器抵抗
体（Ｒdet ）の変化に基づいて液体または氷あるいは同
等なものの存在を検出するという観点から、低質量検出
器抵抗体パターン（１５）が、温度に相当依存する金属
または同等なものから作られる基板（１０、１１）上に
適用されるという点、および前記基板上には接触パター
ン（１２、１３）があり、その手段により検出器抵抗体
（Ｒdet ）を加熱する電流（Ｉ）を短いパルス（ｔo ）
として検出器抵抗体（Ｒdet ）の中に送ることが可能
で、液体または氷の存在、または同内の相の変化、ある
いはその両方が前記の短いパルスの間に発生する抵抗
（Ｒdet ）の変化に基づいて検出可能であるという点を
特徴とする検出器。 - 【請求項２】 請求項１記載の検出器であって、検出
器抵抗体（Ｒdet ）の抵抗体パターン（１５）内の金属
フィルムの厚さがｓ＜１μｍであるという点を特徴とす
る検出器。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の検出器であっ
て、検出器抵抗体（Ｒdet ）のパターン（１５）内の薄
い金属フィルムが多孔性であるが、電気的には連続性で
ある点を特徴とする検出器。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載され
る検出器であって、検出器抵抗体（Ｒdet ）のパターン
（１５）がプラスチックまたはガラスから作られる基板
（１０、１１）上に適用されるという点を特徴とする検
出器。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載され
る検出器であって、同じ基板（１０、１１）上に、でき
れば検出器抵抗体パターン（１５）と同じ表面上に、参
照抵抗体パターン（Ｒref ）が適用され、それに接触パ
ターン（１３、１４）を通して加熱電流（Ｉ）を送るこ
ともできるという点を特徴とする検出器。 - 【請求項６】 請求項５記載の検出器であって、検出
器抵抗体（Ｒdet ）の抵抗体パターン（１５）および参
照抵抗体（Ｒref ）の抵抗体パターン（１６）が並んで
基板の同じ面上に配置されるという点、および接触パタ
ーン（１３）の１つが前記抵抗体パターン（１５、１
６）に共通である（図１）という点を特徴とする検出
器。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載され
る検出器を利用する、液体または氷の存在、特に露の存
在の検出装置であって、電圧増加（Ｖmax −Ｖmc）、ま
たは加熱期間（ｔ0 ）の間に発生するブリッジ接合部の
均衡電圧（Ｖm ）の電圧増加率に基づいて、液体の存
在、特に水滴（ＷＨ）の存在、または前記液体内の相の
変化を検出することができる（図３および４）ように、
露検出器抵抗体（Ｒdet ）および参照抵抗体（Ｒref ）
がブリッジ接合部（２０）の向かい合う分岐に配置され
るという点を特徴とする検出装置。 - 【請求項８】 液体の存在、特に露または氷あるいは
その両方の存在を検出するための、または液体内の相の
変化を検出するための、あるいはその両方の目的での電
気抵抗の変化の観察に基づいた方法であって、観察領域
に配置され、その抵抗が温度の関数として変化するとこ
ろの検出器抵抗体（Ｒdet ）が、短い時間期間（ｔ0 ）
内の電流（Ｉ）によって加熱されるという点、およびモ
ニタ対象の現象が、前記期間（ｔ0 ）中に発生する検出
器抵抗の変化あるいは前記変化から引き出される電気量
に基づいて検出されるという点を特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の方法であって、方法が
次のステップの組み合わせから構成されるという点を特
徴とする方法。 （ａ）観察領域において、検出器抵抗体（Ｒdet ）が配
置され、温度に大きく依存する。 （ｂ）前記検出器抵抗体（Ｒdet ）に対して、前記抵抗
体を加熱する電流（Ｉ）が比較的短い時間期間（ｔ0 ）
中に送られる。 （ｃ）検出器抵抗体の抵抗（Ｒdet ）または同から引き
出される電気量（Ｖm ）に基づいて、加熱期間（ｔo ）
中に検出器抵抗体（Ｒdet ）内で発生する変化、変化
率、または同から引き出される量が電気的に検出され
る。 （ｄ）液体の存在、特に露または氷あるいはその両方の
存在、または観察の同領域内の同内の相の変化の発生、
あるいはその両方が、前記ステップ（ｃ）の観察に基づ
いて結論づけられる。 - 【請求項１０】 請求項８または９記載の方法であっ
て、加熱段階の期間（ｔ0 ）がｔ0 ≒０．１．．．５ｍ
ｓ、できればｔo ≒１．．．２ｍｓで選択されるのが望
ましいという点を特徴とする方法。 - 【請求項１１】 請求項８から１０のいずれかに記載
の方法であって、方法においては、検出器抵抗体の領域
で割られる加熱パルス（Ｖ0 ）のエネルギー、領域＝検
出器抵抗体パターン（１５）の長さｘ幅、が１．．．２
０ｍＪ／ｍｍ2 の範囲、できれば３．．．１０ｍＪ／ｍ
ｍ2 の範囲で選択されるのが望ましいという点を特徴と
する方法。 - 【請求項１２】 請求項８から１１のいずれかに記載
の方法であって、加熱電力（Ｗ）が、相の変更が観察の
領域に凝縮する水または氷の中で発生するのに十分なほ
ど高く選択されるという点を特徴とした方法。 - 【請求項１３】 請求項８から１２のいずれかに記載
の方法であって、検出器抵抗体（Ｒdet ）の加熱ステッ
プが、できれば数秒間隔で繰り返され、液体または氷あ
るいはその両方の存在、または相の変化、あるいはその
両方が、各加熱ステップ後に検出されるという点を特徴
とする方法。 - 【請求項１４】 請求項８から１３のいずれかに記載
の方法であって、その方法において、検出器抵抗（Ｒ
det ）の値に基づいて、露の検出に加えて、露が検出器
表面から蒸発する温度が検出され、それに基づいて、観
察領域の環境の相対湿度（ＲＨ）を決定することができ
るという点を特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI933701A FI92440C (fi) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | Detektori ja menetelmä nesteen läsnäolon ja/tai sen faasimuutoksen havaitsemiseksi |
| FI933701 | 1993-08-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218465A true JPH07218465A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=8538460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6219552A Pending JPH07218465A (ja) | 1993-08-23 | 1994-08-23 | 液体の存在または同内の相の変化あるいはその両方の観察のための検出器および方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5619144A (ja) |
| EP (1) | EP0640830B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07218465A (ja) |
| DE (1) | DE69419570T2 (ja) |
| FI (1) | FI92440C (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI92440C (fi) * | 1993-08-23 | 1994-11-10 | Vaisala Oy | Detektori ja menetelmä nesteen läsnäolon ja/tai sen faasimuutoksen havaitsemiseksi |
| DE19821123B4 (de) * | 1998-04-18 | 2006-11-23 | Volkswagen Ag | Schalteinrichtung für eine Abtaueinrichtung einer Fahrzeugscheibe |
| DE10150320A1 (de) * | 2001-06-13 | 2002-12-19 | Consens Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von festen und flüssigen Niederschlägen |
| DE10150078A1 (de) * | 2001-06-14 | 2002-12-19 | Consens Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Niederschlägen |
| US6695469B2 (en) | 2001-11-19 | 2004-02-24 | Energy Absorption Systems, Inc. | Roadway freezing point monitoring system and method |
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1993
- 1993-08-23 FI FI933701A patent/FI92440C/fi active
-
1994
- 1994-08-15 DE DE69419570T patent/DE69419570T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-15 EP EP94850137A patent/EP0640830B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-23 JP JP6219552A patent/JPH07218465A/ja active Pending
- 1994-08-23 US US08/294,565 patent/US5619144A/en not_active Expired - Fee Related
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| DE69419570T2 (de) | 1999-11-11 |
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| EP0640830A1 (en) | 1995-03-01 |
| FI92440B (fi) | 1994-07-29 |
| FI92440C (fi) | 1994-11-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040420 |