WO2022136787A1 - Circuit de détection pour mesurer l' humidité d' un vitrage - Google Patents

Circuit de détection pour mesurer l' humidité d' un vitrage Download PDF

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WO2022136787A1
WO2022136787A1 PCT/FR2021/052407 FR2021052407W WO2022136787A1 WO 2022136787 A1 WO2022136787 A1 WO 2022136787A1 FR 2021052407 W FR2021052407 W FR 2021052407W WO 2022136787 A1 WO2022136787 A1 WO 2022136787A1
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WO
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glazing
relative humidity
signal
input
parameters
Prior art date
Application number
PCT/FR2021/052407
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English (en)
Inventor
Gérald MERCIER
Fabien Bouillet
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
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Publication date
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Publication of WO2022136787A1 publication Critical patent/WO2022136787A1/fr

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G01N22/04—Investigating moisture content

Definitions

  • the present invention relates to a glazing provided with a detection circuit for detecting the relative humidity.
  • An existing solution consists in having a system comprising a humidity sensor and at least one temperature sensor connected to a calculation unit. This calculation unit uses the signals from these sensors to process them and generate at least one signal representative of the formation of mist.
  • An object of the present invention consists in solving the problems of the prior art by providing a glazing whose fogging detection is improved by making the measurement of the relative humidity more reliable.
  • the present invention relates to a glazing comprising at least one transparent sheet on which an electronic circuit for detecting the humidity of a surface and a temperature sensor are arranged to detect the presence of mist, this circuit comprising at least one resonator module connected at the input to an input antenna and at the output to an output antenna, said circuit being adapted to receive an input signal and to supply an output signal, characterized in that the resonator module, the antenna input and the output antenna are arranged directly on the transparent sheet.
  • the resonator module, the input antenna and the output antenna consist of at least one conductive layer.
  • the conductive layer is made of a material from the list comprising ITO and Molybdenum.
  • the conductive layer is transparent and is made of a material from the list comprising SiO2, TiO2, SiN, AlN, HfO2, Al2O3, Y2O3, SiON, ZrO2, Ta2O5, SnO2, or else SnZnOx.
  • the conductive layer has a thickness of between 50 and 300 nm, preferably 100 nm.
  • the resonator module comprises at least one resonator circuit.
  • the resonator module comprises at least two resonator circuits.
  • the input antenna and the output antenna have a different polarity.
  • the present invention further relates to an assembly comprising a glazing according to the invention and a control unit, said control unit being arranged to generate and send an input signal to the electronic circuit for detecting humidity of said glazing, said electronic circuit humidity detection having defined reflection and transmission coefficients, said control unit being, moreover, arranged to receive an output signal generated by the electronic circuit for detecting relative humidity and associate it with the signal of input in order to determine a pair of parameters S21, S11, this pair of parameters S21, S11 being compared with a predefined correspondence list, specific to the electronic circuit for detecting relative humidity, between a pair of parameters S21, S11 and a value relative humidity.
  • the present invention also relates to a method for measuring the relative humidity of an assembly according to the invention, said method comprising the following steps:
  • the method comprises a prior calibration step in which the glazing is subjected, in an enclosure, to a defined relative humidity value, said calibration step consisting of sending a useful test signal, receiving a test output for calculating a duo of parameters S21, S11 and comparing it with the predefined correspondence list in order to determine a calculated relative humidity value, said calibration step also making it possible to compare the value relative humidity calculated at the relative humidity value defined to determine a correction coefficient specific to said glazing and to be applied later.
  • the correction coefficient is printed on said glazing in the form of a code of the QR code type, the determination of the relative humidity value taking this correction coefficient into account.
  • the present invention further relates to a method for detecting mist, in which the glazing further comprises a temperature sensor generating a signal representative of the temperature, said control unit using said signal representative of the temperature and the relative humidity value determined using the method for measuring relative humidity according to the invention to detect the presence of mist.
  • FIG. 1 shows a window provided with a humidity detection circuit according to the invention
  • FIG. 2 shows a humidity detection circuit according to the invention
  • FIG. 3 shows a sectional view of the glazing according to the invention
  • FIG. 4 shows a diagram of the quality factor in dB versus frequency
  • a mist detection system 1 according to the invention is shown.
  • This detection system and its method are based on the principle of wireless detection based on electromagnetic waves of the humidity parameters of glazing and more particularly of automobile glazing.
  • the system or assembly E visible in FIG. 5, comprises a humidity detection module D arranged on a glazing 1.
  • the glazing 1 is a motor vehicle windshield comprising a glazed element.
  • a vehicle windshield is not however, an exemption given here without limitation.
  • Glazing 1 can also be automotive roof glazing or building glazing.
  • the glazed element of the glazing may be monolithic, that is to say made up of a single, transparent sheet of material.
  • the glazing comprises a glazed element or be composite, that is to say consisting of several sheets of material between which is inserted at least one layer of adherent material, in the case of laminated glazing.
  • the sheet(s) of material may (or may) be mineral(s), in particular glass, or organic(s), in particular plastic.
  • the or each of the sheets of the glazing has a thickness of 0.5 to 10 mm, preferably of 2 to 6 mm, and even more preferably of 3 to 5 mm.
  • the humidity detection circuit D visible in FIG. 2, comprises a first broadband radio antenna 2 (ULW) coupled to a resonator module 3, said multi-resonator module also being coupled to a second UWB radio antenna 4.
  • UW broadband radio antenna 2
  • the transmission and reception UWB antennas are designed to work on frequencies ranging from 860 MHz to 8 GHz, preferentially between 1 GHz and 6 GHz, preferentially between 2 GHz and 2.5 GHz.
  • the resonator module 3 comprises at least one multi-resonator circuit 32 such as a rejector or bandstop filter arranged along a microwave microstrip line 31 connecting the two UWB antennas 2 and 4. In the case of several filters, these are arranged in series.
  • multi-resonator circuit 32 such as a rejector or bandstop filter arranged along a microwave microstrip line 31 connecting the two UWB antennas 2 and 4. In the case of several filters, these are arranged in series.
  • the resonator module 3 consists of a microwave microstrip line 31 coupled to one or more multi-resonator circuits 32 in series with each other and connected to UWB antennas 2 and 3.
  • the detection circuit is thus assimilated to a circuit of the RFID type without a chip.
  • an RFID type circuit is a circuit which, in response to a specific signal, responds by sending a signal. This signal sent in response is preferably predetermined.
  • the resonator module 3 is then considered as a quadripole which has coefficients characterizing it:
  • S11 reflection coefficient at the input when the output is adapted
  • S12 inverse transmission coefficient when the input is matched
  • Sii are characteristics linked to the electrical behavior of linear electrical networks (the quadrupole) as a function of the input signals and are ratios between the input and output signals.
  • the present invention is based on the fact that the resonator module 3 is sensitive to certain external factors, here the relative humidity. Indeed, the resonator module 3, whether it comprises rejection filters or resonators, is sensitive to the presence of water. This presence of water tends to modify the value of the impedance of the antennas. This variation in the impedance of the antennas involves a variation in the parameters Sii of said antennas. More specifically, parameters S12 and S21 are impacted.
  • control unit C is arranged to send a determined so-called input or useful signal Si to said resonator module 3 and to compare the received signal So in return with to a reference.
  • the input signal Si is determined, that is to say that its power and its frequency spectrum are known.
  • This input signal SI is sent by the control unit C equipped with a transceiver.
  • the signal Si therefore passes through the input antenna 2 to the resonator module 3.
  • This resonator module 3 generates, in response, an output signal So.
  • This output signal So has power and frequency characteristics which differ from those of the input signal SI. This difference is the consequence of the humidity detection circuit D and its parameters S12 and S21 which translates into power losses between the input signal and the outgoing signal.
  • this difference is in the form of a variation of the frequencies and of the quality factor of the parameter S21 as a function of the relative humidity.
  • the output signal So is compared to the input signal Si in order to determine the parameters S11 and S21.
  • These calculated parameters S11 and S21 are compared with a database for which, for the humidity detection circuit D, a list of correspondence between a pair of parameters S21, S11 and a relative humidity rate. This list has been edited beforehand so that for the detection circuit D, a correspondence between the relative humidity level and the theoretical parameters S11 and S21 exists.
  • the relative humidity information is combined with the temperature of the substrate, the glazing, by the control unit C in order to detect the conditions of formation of the fogging.
  • This temperature is supplied by a temperature sensor 5 arranged on said glazed element 1 which supplies a signal representative of the temperature.
  • the humidity detection circuit D is arranged directly on the glazing 1 so that a sheet of glass is used as a substrate for said detection circuit D.
  • the first radioelectric antenna 2, the resonator module 3 and the second antenna 4 consist of a conductive layer directly deposited on said glazed element of the glazing.
  • This clever arrangement eliminates the need for a flexible substrate bonded to a glazing on which the detection circuit is arranged.
  • the major drawback of this solution is that it presents reliability problems because the substrate ages over time and thus tends to peel off, in particular due to humidity or light. It can also be easily removed from the glazing on which it is affixed.
  • the conductive layer C can be deposited by sol-gel, ALD, CVD, magnetron sputtering, or else PECVD or by screen printing on the glazed element 1 as visible in FIG. 3.
  • the conductive layer C is preferably made of ITO (indium tin oxide) or molybdenum.
  • the conductive layer can be transparent and is, for example, in SiO2, TiO2, SiN, AlN, HfO2, Al2O3, Y2O3, SiON, ZrO2, Ta2O5, SnO2, or even SnZnOx.
  • This layer has a thickness of between 50 and 300 nm, preferably 100 nm.
  • the polarity of the incoming signal and the polarity of the outgoing signal are different. Indeed, if the incoming signal and the outgoing signal have the same polarity then there is a risk that these two signals will cross and interfere with each other. Indeed, if the polarities are not crossed, the transmitted signal will be drowned in the received signal, which will require signal processing efforts and risk of errors.
  • the measurement of the relative humidity is dependent on the outgoing signal So so that if the latter is disturbed then the measurement may be distorted and therefore the detection of mist will be too.
  • the transmit signal and the receive signal have different polarity so that the transmit signal is vertically polarized and the receive signal is horizontally polarized.
  • the transmit signal can be horizontally polarized and the receive signal can be vertically polarized. This alternative thus makes it possible to minimize the interference between the two transmission and reception signals.
  • the method for measuring relative humidity comprises a calibration step.
  • the deposition of a metallic layer may present variations in the precision of the deposition or in the thickness of the layer.
  • these variations are capable of causing a variation of the outgoing signal So for the same incoming signal Si sent. This variation then implies that the measured relative humidity value is not completely accurate.
  • This calibration step then consists in placing each glazed element 1 provided with the humidity detection circuit D in an enclosure in which the relative humidity is controlled at a chosen value.
  • This extracted relative humidity value is thus compared with the known value of the enclosure. If the difference is too great, then the glazed element can be considered non-compliant. If the difference is judged to be compliant then it is possible that the glazed element be associated or provided with a QR code type symbol in which a corrective or a corrective coefficient is inserted allowing a reliable measurement of the relative humidity to be obtained. .

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Abstract

La présente invention concerne un vitrage (1) comprenant au moins une feuille transparente sur laquelle un circuit électronique de détection d'humidité (D) d'une surface et un capteur de température sont agencée pour détecter la présence de buée, ce circuit comprenant au moins un module résonateur (3) connecté en entrée à une antenne d' entrée (2) et en sortie à une antenne de sortie (4), ledit circuit étant apte à recevoir un signal d' entrée et à fournir un signal de sortie, caractérisé en ce que le module résonateur, l' antenne d' entrée et l' antenne de sortie sont disposés directement sur la feuille transparente.

Description

DESCRIPTION titre: circuit de détection pour mesurer l'humidité d'un vitrage
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTON
La présente invention concerne un vitrage muni d'un circuit de détection pour détecter l'humidité relative.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE
Dans le domaine des vitrages, notamment pour les vitrages utilisés dans les transports, une évolution consiste à utiliser des capteurs. Ces capteurs sont utilisés pour fournir des informations de températures, de luminosité ou autres. Dans le domaine des vitrages automobiles, il existe un risque pour les vitrages, notamment le pare-brise : le risque de formation de buée. Cette buée qui se forme sur un vitrage est le produit de la condensation de la vapeur d'eau sur une surface froide en contact avec le milieu humide. Ainsi lors que l'humidité relative augmente et que la température de la surface du vitrage diminue, il existe un risque de formation de buée.
Il existe donc une nécessité d'avoir des capteurs qui permettent de prévoir ou détecter la formation de buée.
Une solution existante consiste à avoir un système comprenant un capteur d'humidité et au moins un capteur de température reliés à une unité de calcul. Cette unité de calcul utilise les signaux de ces capteurs pour les traiter et générer au moins un signal représentatif de la formation de buée.
Néanmoins, ce système et le procédé qui y est associé ont l'inconvénient de nécessité une installation complexe. Il est ainsi nécessaire de disposer d'un capteur encapsulé qui nécessite une alimentation électrique, de s'assurer de l'assemblage, par collage, du capteur sur la surface verrière ou parebrise en anticipant son encombrement, de mettre en œuvre une connexion filaire de plusieurs mètres entre le capteur et l'ordinateur de bord du véhicule automobile et de disposer d'une connectique adaptée dont le coût est non négligeable en comparaison avec celui du capteur lui-même. Cette installation complexe est également sujette à un risque de défaillance car le risque de problème électrique est augmentée en fonction de la longueur des connexions électriques nécessaires. Il est également connu d'utiliser la technologie UHF RFID qui utilise une puce électronique déposée sur un substrat, cette puce nécessitant une encapsulation. Cette encapsulation est parfois nécessaire pour protéger les circuits de l'environnement extérieur afin d'éviter que la puce ne se décolle ou soit endommagée.
Il existe donc un besoin pour fournir un système permettant la détection de formation de buée qui soit plus simple à mettre en œuvre et fiable.
RESUME DE L'INVENTION
Un but de la présente invention consiste à résoudre les problèmes de l'art antérieur en fournissant un vitrage dont la détection de buée est améliorée en rendant la mesure de l'humidité relative plus fiable.
A cet effet, la présente invention concerne un vitrage comprenant au moins une feuille transparente sur laquelle un circuit électronique de détection d'humidité d'une surface et un capteur de température sont agencée pour détecter la présence de buée, ce circuit comprenant au moins un module résonateur connecté en entrée à une antenne d'entrée et en sortie à une antenne de sortie, ledit circuit étant apte à recevoir un signal d'entrée et à fournir un signal de sortie, caractérisé en ce que le module résonateur, l'antenne d'entrée et l'antenne de sortie sont disposés directement sur la feuille transparente.
Selon un exemple, le module résonateur, l'antenne d'entrée et l'antenne de sortie sont constitués d'au moins une couche conductrice.
Selon un exemple, la couche conductrice est réalisée dans un matériau de la liste comprenant ITO et Molybdène.
Selon un exemple, la couche conductrice est transparente et est réalisée dans un matériau de la liste comprenant SiO2, TiO2, SiN, AIN, HfO2, AI2O3, Y2O3, SiON, ZrO2, Ta2O5, SnO2, ou encore SnZnOx.
Selon un exemple, la couche conductrice présente une épaisseur comprise entre 50 et 300nm, de préférence 100nm.
Selon un exemple, le module résonateur comprend au moins un circuit résonateur.
Selon un exemple, le module résonateur comprend au moins deux circuits résonateur.
Selon un exemple, lequel l'antenne d'entrée et l'antenne de sortie ont une polarité différente. La présente invention concerne en outre un ensemble comprend un vitrage selon l'invention et une unité de commande, ladite unité de commande étant agencée pour générer et envoyer un signal d'entrée au circuit électronique de détection d'humidité dudit vitrage, ledit circuit électronique de détection d'humidité présentant des coefficients de réflexion et de transmission défini, ladite unité de commande étant, en outre, agencée pour recevoir un signai de sortie généré par le circuit électronique de détection d'humidité relative et l'associer au signal d'entrée afin de déterminer un duo de paramètres S21 , S11 , ce duo de paramètres S21 , S11 étant comparé à une liste de correspondance prédéfinie, spécifique au circuit électronique de détection d'humidité relative, entre un duo de paramètres S21 , S11 et une valeur d'humidité relative.
La présente invention concerne en outre un procédé de mesure d'humidité relative d'un ensemble selon l'invention, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
Générer, par ladite unité de commande, un signal utile Si ayant sa puissance et son spectre de fréquence définis,
Envoyer ce signal d'entrée au circuit électronique de détection d'humidité, ledit circuit électronique de détection d'humidité présentant des coefficients de réflexion S11 et de transmission S21 défini et étant apte à recevoir ce signal d'entrée, à l'injecter dans le module résonateur du circuit électronique de détection d'humidité et à générer un signal de sortie So ayant une puissance et un spectre de fréquence modifiés ;
Réceptionner, par ladite unité de commande le signal de sortie ; Traiter le signal de sortie reçu et l'associer au signal d'entrée afin de déterminer un duo de paramètres S21 , S11 ;
Comparer le duo de paramètres S21 , S11 calculé à une liste de correspondance prédéfinie, spécifique au circuit électronique de détection d'humidité, entre un duo de paramètres S21 , S11 et une valeur d'humidité relative pour déterminer la valeur de l'humidité relative.
Selon un exemple, le procédé comprend une étape préalable de calibrage dans laquelle le vitrage est soumis, dans une enceinte, à une valeur d'humidité relative définie, ladite étape de calibrage consistant à envoyer un signal utile de test, à recevoir un signal de sortie test pour calculer un duo de paramètres S21 , S11 et le comparer à la liste de correspondance prédéfinie afin de déterminée une valeur d'humidité relative calculée, ladite étape de calibrage permettant en outre de comparer la valeur d'humidité relative calculée à la valeur d'humidité relative définie pour déterminer une coefficient de correction spécifique audit vitrage et à appliquer ultérieurement.
Selon un exemple, le coefficient de correction est imprimé sur ledit vitrage sous la forme d'un code du type QR code, la détermination de la valeur d'humidité relative prenant en compte ce coefficient de correction.
La présente invention concerne en outre un procédé de détection de buée, dans lequel le vitrage comprend en outre un capteur de température générant un signal représentatif de la température, ladite unité de commande utilisant ledit signal représentatif de la température et la valeur d'humidité relative déterminée à l'aide du procédé de mesure d'humidité relative selon l'invention pour détecter la présence de buée.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente un vitrage muni d'un circuit de détection d'humidité selon l'invention ;
- la figure 2 représente un circuit de détection d'humidité selon l'invention ;
- la figure 3 représente une vue en coupe du vitrage selon l'invention ;
- la figure 4 représente un diagramme du facteur de qualité en dB par rapport à la fréquence;
- la figure 5 représente un ensemble selon l'invention ;
DESCRIPTION DETAILLEE
A la figure 1 , un système 1 de détection de buée selon l'invention est représenté. Ce système de détection et son procédé se base sur le principe de la détection sans fil à base d'ondes électromagnétiques des paramètres d'humidité des vitrages et plus particulièrement des vitrages automobiles.
Le system ou ensemble E, visible à la figure 5, comprend un module de détection d'humidité D agencé sur un vitrage 1. Le vitrage 1 est un pare-brise de véhicule automobile comportant un élément vitré. Un pare-brise de véhicule n'est toutefois qu'un exempte donné ici à titre non limitatif. Le vitrage 1 peut également être un vitrage de toit automobile ou un vitrage de bâtiment.
L'élément vitré du vitrage peut être monolithique, c'est-à-dire constitué d'une feuille de matière unique, et transparente.
Le vitrage comprend un élément vitré ou être composite, c'est-à-dire constitué de plusieurs feuilles de matière entre lesquelles est insérée au moins une couche de matière adhérente, dans le cas de vitrages feuilletés. La (ou les) feuiiie(s) de matière peut (ou peuvent) être minérale(s), notamment en verre, ou organique(s), notamment en matière plastique.
La ou chacune des feuilles du vitrage présente une épaisseur de 0.5 à 10 mm, de préférence de 2 à 6 mm, et encore plus de préférence de 3 à 5 mm.
Le circuit de détection d'humidité D, visible à la figure 2, comprend une première antenne 2 radioélectrique large bande (ULB) couplée à un module résonateur 3, ledit module multi-résonateur étant également couplé à une seconde antenne 4 radioélectrique ULB.
Les antennes ULB d'émission et de réception sont conçues pour travailler sur des fréquences allant de 860 MHz à 8 GHz, préférentiellement entre 1 GHz et 6 GHz, préférentiellement entre 2 GHz et 2,5 GHz.
Dans un mode d'exécution, te module résonateur 3 comprend au moins un circuit multi-résonateur 32 comme un filtre réjecteur ou coupe-bande disposé le long d'une ligne microruban hyperfréquence 31 reliant les deux antennes ULB 2 et 4. Dans le cas de plusieurs filtres, ceux-ci sont agencés en série.
Dans un autre mode d'exécution, le module résonateur 3 est constitué d'une ligne microruban hyperfréquence 31 couplée à un ou plusieurs circuits multi- résonateur 32 en série les uns des autres et connectée aux antennes ULB 2 et 3.
Le circuit de détection est ainsi assimilé à un circuit du type RFID sans puce.
Pour permettre la détection de formation de buée, la présente invention utilise te principe de comparaison de signaux. En effet, un circuit de type RFID est un circuit qui, en réponse à un signal spécifique, répond en envoyant un signal. Ce signal envoyé en réponse est, de préférence, prédéterminé.
Le module résonateur 3 est alors considéré comme un quadripole qui présente des coefficients le caractérisant :
S11 : coefficient de réflexion à l'entrée lorsque la sortie est adaptée ; S12 : coefficient de transmission inverse lorsque l'entrée est adaptée ;
S21 : coefficient de transmission direct lorsque la sortie est adaptée ;
S22 : coefficient de réflexion à la sortie lorsque l'entrée est adaptée.
Ces paramètres Sii sont des caractéristiques liées au comportement électrique de réseaux électriques linéaires (le quadripole) en fonction des signaux d'entrée et sont des rapports entre les signaux d'entrée et de sortie.
On comprend donc que pour un signal de référence envoyé à un quadripole Q, ces paramètres Sii, notamment les paramètres S11 et S21 , ont une influence sur le signal de sortie dudit quadripole Q.
Or, la présente invention se base sur le fait que le module résonateur 3 est sensible à certains facteurs extérieurs, ici l'humidité relative. Effectivement, le module résonateur 3, qu'il comprenne des filtres réjecteurs ou des résonateurs, est sensible à la présence d'eau. Cette présence d'eau tend à modifier la valeur de l'impédance des antennes. Cette variation d'impédance des antennes implique une variation des paramètres Sii desdites antennes. Plus précisément, les paramètres S12 et S21 sont impactés.
Pour faire une mesure d'humidité, le principe repose sur le fait qu'une unité de commande C est agencée pour envoyer un signal déterminé dit d'entrée ou utile Si audit module résonateur 3 et de comparer le signal reçu So en retour par rapport à une référence.
En effet, le signal d'entrée Si est déterminé c'est-à-dire que sa puissance et son spectre de fréquence sont connus. Ce signal d'entrée SI est envoyé par l'unité de commande C muni d'un émetteur récepteur. Le signal Si passe donc par l'antenne d'entrée 2 vers le module résonateur 3. Ce module résonateur 3 génère, en réponse, un signal de sortie So. Ce signal de sortie So présente des caractéristiques de puissance et de fréquence qui diffèrent de celles du signal d'entrée SI. Cette différence est la conséquence du circuit de détection d'humidité D et de ses paramètres S12 et S21 qui se traduise par des pertes de puissance entre le signal d'entrée et le signal sortant.
Plus particulièrement, cette différence se présente sous la forme d'une variation des fréquences et du facteur de qualité du paramètre S21 en fonction de l'humidité relative.
Des études ont ainsi montrées que si l'humidité relative augmente, alors le paramètre S21 est modifié tel que ses propriétés de fréquences sont décalées vers les basses fréquences et le facteur de qualité de la résonnance diminue très nettement. En figure 4, un diagramme du facteur de qualité en dB par rapport à la fréquence est représenté, ce digramme est réalisé pour différentes humidité relative. Ainsi, entre une humidité relative de 62% et 90%, on constate une différence du facteur de qualité de 4db et un décalage en fréquence de 0.15Ghz.
Le signal de sortie So est comparé au signal d'entrée Si afin de déterminer les paramètres S11 et S21. Ces paramètres S11 et S21 calculés sont comparés à une base de données pour laquelle, pour le circuit de détection d'humidité D, une liste de correspondance entre un duo de paramètres S21 , S11 et un taux d'humidité relative. Cette liste a été préalablement éditée de sorte que pour, le circuit de détection D, une correspondance entre le taux d'humidité relative et des paramètres S1 1 et S21 théoriques existe. Pour détecter la formation de buée, l'information de l'humidité relative est combinée avec la température du substrat, le vitrage, par l'unité de commande C afin de détecter les conditions de formation de la buée. Cette température est fournie par un capteur de température 5 agencé sur ledit élément vitré 1 qui fournit un signal représentatif de la température.
Selon l'invention, le circuit de détection d'humidité D est directement agencé sur le vitrage 1 de sorte qu'une feuille de verre est utilisée comme substrat pour ledit circuit de détection D. Ainsi, la première antenne 2 radioélectrique, le module résonateur 3 et la seconde antenne 4 sont constitués d'une couche conductrice directement déposée sur ledit élément vitré du vitrage.
Cette disposition astucieuse permet de s'affranchir d'un substrat souple collé sur un vitrage sur laquelle le circuit de détection est agencé. L'inconvénient majeur de cette solution est qu'elle présente des problèmes de fiabilité car le substrat vieillit au fil du temps et a ainsi tendance à se décoller, notamment à cause de l'humidité ou de la lumière. Elle peut également être facilement retirée du vitrage sur lequel elle est apposée.
Pour opérer cette disposition du circuit de détection sur le vitrage, des techniques de dépôts de couches sont utilisées. La couche conductrice C peut être déposée par sol-gel, ALD, CVD, pulvérisation magnétron, ou encore PECVD ou par sérigraphie sur l'élément vitré 1 comme visible en figure 3.
La couche conductrice C est de préférence réalisée en ITO (Oxyde d'indium- étain) ou en Molybdène. Alternativement, La couche conductrice peut être transparente et est, par exemple, en SiO2, TiO2, SiN, AIN, HfO2, AI2O3, Y2O3, SiON, ZrO2, Ta2O5, SnO2, ou encore SnZnOx.
Cette couche présente une épaisseur comprise entre 50 et 300nm, de préférence 100nm.
Ces matériaux ont l'avantage de présenter des propriétés électriques permettant une bonne conductivité de sorte que le signal
Dans une alternative avantageuse de la présente invention, la polarité du signal entrant et la polarité du signal sortant sont différentes. En effet, si le signal entrant et le signal sortant ont la même polarité alors il existe un risque pour que ces deux signaux se croisent et s'interfèrent l'un l'autre. En effet, si les polarités ne sont pas croisées, le signal émis sera noyé dans le signal reçu, ce qui nécessitera des efforts de traitement du signal et des risques d'erreurs.
De plus, la mesure de l'humidité relative est dépendante du signal sortant So de sorte que si celui-ci est perturbé alors la mesure peut être faussée et donc la détection de buée le sera aussi.
Pour contrer cela, le signal d'émission et le signal de réception ont une polarité différente de sorte que le signal d'émission est verticalement polarisé et le signal de réception est horizontalement polarisé. Bien entendu, le signal d'émission peut être horizontalement polarisé et le signal de réception peut être verticalement polarisé. Cette alternative permet ainsi de minimiser les interférences entre les deux signaux d'émission et de réception.
Dans une autre variante, le procédé de mesure d'humidité relative comprend une étape de calibrage. En effet, le dépôt d'une couche métallique peut présenter des variations au niveau de la précision du dépôt ou de l'épaisseur de la couche. Or, ces variations sont susceptibles d'entrainer une variation du signal sortant So pout un même signal entrant Si envoyé. Cette variation implique alors que la valeur de l'humidité relative mesurée n'est pas totalement exacte.
Cette étape de calibrage consiste alors à placer chaque élément vitré 1 muni du circuit de détection d'humidité D dans une enceinte dans laquelle l'humidité relative est contrôlée à une valeur choisie. Cela permet d'envoyer un signal entrant test Sit, de récupérer un signal sortant test Sot du circuit de détection d'humidité D et d'y extraire les paramètres S11 et S21 test afin de déterminer une valeur d'humidité relative. Cette valeur d'humidité relative extraite est ainsi comparée à la valeur connue de l'enceinte. Si l'écart est trop important, alors l'élément vitré peut être considéré comme non conforme. Si l'écart est jugé conforme alors il est envisageable que l'élément vitré soit associé ou muni d'un symbole de type QR code dans lequel un correctif ou un coefficient correctif est inséré permettant d'obtenir une mesure fiable de l'humidité relative.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art.

Claims

Revendications
1. Vitrage (1 ) comprenant au moins une feuiiie transparente sur laquelle un circuit électronique de détection d'humidité (D) d'une surface et un capteur de température sont agencée pour détecter la présence de buée, ce circuit comprenant au moins un module résonateur (3) connecté en entrée à une antenne d'entrée (2) et en sortie à une antenne de sortie (4), ledit circuit étant apte à recevoir un signal d'entrée et à fournir un signal de sortie, caractérisé en ce que le module résonateur, l'antenne d'entrée et l'antenne de sortie sont disposés directement sur la feuille transparente.
2. Vitrage selon la revendication 1 , dans lequel le module résonateur, l'antenne d'entrée et l'antenne de sortie sont constitués d'au moins une couche conductrice.
3. Vitrage selon la revendication précédente, dans lequel la couche conductrice est réalisée dans un matériau de la liste comprenant ITO et Molybdène.
4. Vitrage selon la revendication 2, dans lequel la couche conductrice est transparente et est réalisée dans un matériau de la liste comprenant SiO2, TiO2, SiN, AIN, HfO2, AI2O3, Y2O3, SiON, ZrO2, Ta2O5, SnO2, ou encore SnZnOx.
5. Vitrage selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la couche conductrice présente une épaisseur comprise entre 50 et 300nm, de préférence 100nm.
6. Vitrage selon l'une des revendications précédente, dans lequel le module résonateur (3) comprend au moins un circuit multi-résonateur (32).
7. Vitrage selon la revendication 6, dans lequel le module résonateur comprend au moins deux circuits multi-résonateur.
8. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'antenne d'entrée et l'antenne de sortie ont une polarité différente.
9. Ensemble (E) comprend un vitrage (1 ) selon l'une des revendications précédentes et une unité de commande, ladite unité de commande (C) étant agencée pour générer et envoyer un signal d'entrée (Si) au circuit électronique de détection d'humidité (D) dudit vitrage, ledit circuit électronique de détection d'humidité présentant des coefficients de réflexion (S11 ) et de transmission (S21 ) défini, ladite unité de commande étant , en outre, agencée pour recevoir un signal de sortie (So) généré par le circuit électronique de détection d'humidité et l'associer au signal d'entrée (Si) afin de déterminer un duo de paramètres S21 , S11 , ce duo de paramètres S21 , S11 étant comparé à une liste de correspondance prédéfinie, spécifique au circuit électronique de détection d'humidité relative, entre un duo de paramètres S21 , S11 et une valeur d'humidité relative pour déterminer la valeur de l'humidité relative.
10. Procédé de mesure d'humidité relative d'un ensemble selon la revendication 9, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- Générer, par ladite unité de commande, un signal d'entrée (Si) ayant sa puissance et son spectre de fréquence définis,
- Envoyer ce signal d'entrée au circuit électronique de détection d'humidité (D), ledit circuit électronique de détection d'humidité présentant des coefficients de réflexion (S11 ) et de transmission (S21 ) défini et étant apte à recevoir ce signal d'entrée, à l'injecter dans le module résonateur du circuit électronique de détection d'humidité et à générer un signal de sortie (So) ayant une puissance et un spectre de fréquence modifiés ;
- Réceptionner, par ladite unité de commande le signal de sortie ;
- Traiter le signal de sortie (So) reçu et l'associer au signal d'entrée (Si) afin de déterminer un duo de paramètres S21 , S11 ;
- Comparer le duo de paramètres S21 , S11 calculé à une liste de correspondance prédéfinie, spécifique au circuit électronique de détection d'humidité relative, entre un duo de paramètres S21 , S11 et une valeur d'humidité relative pour déterminer la valeur de l'humidité relative.
11. Procédé de mesure d'humidité relative selon la revendication précédente, dans lequel il comprend une étape préalable de calibrage dans laquelle le vitrage est soumis, dans une enceinte, à une valeur d'humidité définie, ladite étape de calibrage consistant à envoyer un signal utile de test (Sit), à recevoir un signal de sortie test (Sot) pour calculer un duo de paramètres S21 , S11 et le comparer à la liste de correspondance prédéfinie afin de déterminée une valeur d'humidité relative calculée, ladite étape de calibrage permettant en outre de comparer la valeur d'humidité relative calculée à la valeur d'humidité relative définie pour déterminer un coefficient de correction spécifique audit vitrage et à appliquer ultérieurement.
12. Procédé de mesure d'humidité relative selon la revendication précédente, dans lequel le coefficient de correction est imprimé sur ledit vitrage sous la forme d'un code du type QR code, la détermination de la valeur d'humidité relative prenant en compte ce coefficient de correction.
13. Procédé de détection de buée, dans lequel le vitrage comprend en outre un capteur de température (5) générant un signal représentatif de la température, ladite unité de commande utilisant ledit signal représentatif de la température et la valeur d'humidité relative déterminée à l'aide du procédé de mesure d'humidité relative selon l'une des revendications 10 à 12 pour détecter la présence de buée.
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