EP1572507B1

Moisture detection system and method of use thereof

Abstract

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EP1572507B1, drawing sheet 1
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Expired 2 December 2023, 2.8 years ago.

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26 claims: 26 independent, 0 dependent

  1. 1
    A moisture detection system comprising:a flexible substrate (16);an electrical conductor (6) disposed on the substrate;means for stimulating the electrical conductor with an oscillator signal;anda resonator circuit (24) coupled to the electrical conductor (6) and responsive to the oscillator signal and the electrical conductor (6) for detecting changes in a resonant frequency of the electrical conductor (6) in response to changes in an amount of moisture disposed adjacent the electrical conductor (6);wherein the resonator circuit (24) includes: a tank circuit (32) having a capacitor (C1) and an inductor (I1) connected in parallel between the electrical conductor (6) and a reference voltage (34);anda resistor (R2) connected between an oscillator and an electrical conductor side of the tank circuit. Feuchtigkeitsdetektionssystem umfassend: ein flexibles Substrat (16);einen auf dem Substrat angeordneten elektrischen Leiter (6);Mittel zum Anregen des elektrischen Leiters (6) mit einem Oszillatorsignal;undeinen mit dem elektrischen Leiter (6) verbundenen Resonatorkreis (24) und reagierend auf das Oszillatorsignal und den elektrischen Leiter (6) reagierend zum Detektieren von Veränderungen einer Resonanzfrequenz des elektrischen Leiters (6) als Antwort auf Veränderungen einer Menge von Feuchtigkeit angrenzend angeordnet zum elektrischen Leiter (6);wobei der Resonanzkreis (24) umfasst: einen Schwingkreis (32) umfassend einen Kondensator (C1) und eine Spule (11) parallel verbunden zwischen dem elektrischen Leiter (6) und einer Referenzspannung (34);und einen Widerstand (R2) verbunden zwischen einem Oszillator und einer elektrischen Leiterseite des Schwingkreises. Système de détection d'humidité comprenant: un substrat flexible (16) ;un conducteur électrique (6) disposé sur le substrat ;des moyens pour stimuler le conducteur électrique avec un signal d'oscillateur ;etun circuit résonnant (24) couplé au conducteur électrique (6) et réagissant au signal d'oscillateur et au conducteur électrique (6) pour détecter des changements dans une fréquence résonnante du conducteur électrique (6) en fonction des variations d'une quantité d'humidité au voisinage du conducteur électrique (6) ;dans lequel le circuit résonnant (24) comprend : un circuit bouchon (32) comprenant un condensateur (C1) et un inducteur (I1) couplés en parallèle entre le conducteur électrique (6) et une tension de référence (34) ;etune résistance (R2) couplée entre un oscillateur et un côté de conducteur électrique du circuit bouchon.
  2. 2
    A moisture detection system according to claim 1 comprising:an oscillator which outputs an oscillator signal at a predetermined amplitude and a predetermined frequency, wherein the resonator circuit (24) is coupled to the electrical conductor (6) and responsive to the oscillator signal for outputting a resonator signal having an amplitude related to the resonant frequency of the electrical conductor (6);a filter circuit (26) responsive to the resonator signal for outputting a rectified and filtered signal;an analog-to-digital converter (28) responsive to the rectified and filtered signal for outputting a digital signal related to the rectified and filtered signal;anda controller responsive to the digital signal for causing another system to operate in accordance with the digital signal. Feuchtigkeitsdetektionssystem nach Anspruch 1 umfassend: einen Oszillator, welcher ein Oszillatorsignal mit einer vorbestimmten Amplitude und einer vorbestimmten Frequenz abgibt,wobei der Resonatorkreis (24) mit dem elektrischen Leiter (6) verbunden ist und reagierend auf das Oszillatorsignal zum Abgeben eines Resonanzsignals mit einer Amplitude zugehörig zu der Resonanzfrequenz des elektrischen Leiters (6);einen Filterkreis (26), reagierend auf das Resonanzsignal zum Abgeben eines gleichgerichteten und gefilterten Signals;einen Analog-zu-Digital Konverter (28), reagierend auf das gleichgerichtete und gefilterte Signal zum Abgeben eines digitalen Signals zugehörig zu dem gleichgerichteten und gefilterten Signal;undeinen Controller, reagierend auf das digitale Signal um einen Betrieb eines anderen Systems gemäß dem digitalen Signal zu veranlassen. Système de détection d'humidité selon la revendication 1, comprenant : un oscillateur qui émet un signal d'oscillateur à une amplitude préétablie et à une fréquence prédéterminée, dans lequelle circuit résonnant (24)est couplé au conducteur électrique (6)et réagit ausignal d'oscillateur pour émettre un signal de résonateur ayant une amplitude reliée à la fréquence résonnante du conducteur électrique (6) ;un circuit de filtre (26)qui réagit au signal de résonateur pour émettreun signal redressé et filtré ;un convertisseur analogique/numérique (28)qui réagit au signal redressé et filtrépour émettre un signal numérique relié au signal redressé et filtré ;etun contrôleur qui réagit au signal numérique pour faire fonctionner un autre système conformément au signal numérique.
  3. 3
    System nach Anspruch 2, wobei das Wischersystem (30) Mittel zum Wischen umfasst; und das Wischersystem (30) auf das digitale Signal reagiert, um die Mittel zum Wischen zu veranlassen, Feuchtigkeit von einer Oberfläche zu entfernen. Système selon la revendication 2, dans lequel :le système d'essuyage (30)comprend un moyen d'essuyage ;etle système d'essuyage (30)réagit au signal numérique pour provoquer que le moyen d'essuyage élimine de l'humidité se trouvant sur une surface. The system as set forth in claim 2, wherein: the wiper system (30) includes a means for wiping;andthe wiper system (30) is responsive to the digital signal for causing the wiping means to remove moisture from a surface.
  4. 4
    System nach Anspruch 2, wobei die vorbestimmte Frequenz zwischen einer von (i) 300 und 700 kHz und (ii) 400 und 600 kHz liegt. Système selon la revendication 2, dans lequel la fréquence prédéterminée est comprise entre soit (i) 300 et 700 kHz soit (ii) 400 et 600 kHz. The system as set forth in claim 2, wherein the predetermined frequency is between one of (i) 300 and 700 kHz and (ii) 400 and 600 kHz.
  5. 5
    System nach Anspruch 1, wobei das flexible Substrat (16) eine Fahrzeug-Windschutzscheibe (2) ist, aufweisend eine Mehrzahl von transparenten, zusammenlaminierten Scheiben; und der elektrische Leiter (6) zwischen den transparenten Scheiben eingelegt ist. Système selon la revendication 1, dans lequel le substrat flexible (16) est un pare-brise de véhicule (2) comprenant une pluralité de feuilles transparentes laminées ensemble ; et le conducteur électrique (6) étant enserré entre les feuilles. The system as set forth in claim 1, wherein:the flexible substrate (16) is a vehicle windshield (2) having a plurality of transparent sheets laminated together;andthe electrical conductor (6) is sandwiched between the sheets.
  6. 6
    System nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Fahrzeug-Windschutzscheibe (2) mit einer Mehrzahl von transparenten Scheiben, zusammenlaminiert mit dem flexiblen Substrat (16), eingelegt zwischen den transparenten Scheiben. Système selon la revendication 1, comprenant en outre un pare-brise de véhicule (2) comprenant une pluralité de feuilles transparentes laminées ensemble avec le substrat flexible (16) enserré entre les feuilles transparentes. The system as set forth in claim 1, further including a vehicle windshield (2) having a plurality of transparent sheets laminated together with the flexible substrate (16) sandwiched between the transparent sheets.
  7. 7
    System nach Anspruch 6, weiterhin umfassend eine elektrisch leitende Beschichtung (48), angeordnet auf einer Oberfläche von mindestens einer transparenten Scheiben, wobei die Oberfläche auf einer Seite des flexiblen Substrats (16) angeordnet ist, gegenüber dem elektrischen Leiter. Système selon la revendication 6, comprenant en outre un revêtement électriquement conducteur (48) disposé sur une surface d'au moins une feuille transparente, la dite surface étant positionnée sur un côté du substrat flexible (16) opposé au conducteur électrique. The system as set forth in claim 6, further including an electrically conductive coating (48) disposed on a surface of at least one transparent sheet, wherein said surface is positioned on a side of the flexible substrate (16) opposite the electrical conductor.
  8. 8
    System nach Anspruch 2, wobei der Filterkreis (26) umfasst:eine Diode (D1) angeschlossen, um Strom von dem Resonator zum Analogzu-Digital Konverter (28) zu leiten;undeinen Kondensator (C2) verbunden zwischen einem Ende der Diode (D1) angrenzend zum Analog-zu-Digital Konverter (28) und einer Referenzspannung (34). Système selon la revendication 2, dans lequel le circuit de filtre (26) comprend : une diode (D1)raccordée pour amener du courant à partir du résonateur au convertisseur analogique/numérique (28) ;etun condensateur (C2) raccordé entre une extrémité de la diode (D1) adjacente au convertisseur analogique/numérique (28) et une tension de référence (34). The system as set forth in claim 2, wherein the filter circuit (26) includes: a diode (D1) connected to conduct current from the resonator toward the analog-to-digital converter (28);anda capacitor (C2) connected between an end of the diode (D1) adjacent the analog-to-digital converter (28) and a reference voltage (34).
  9. 9
    System nach Anspruch 8, weiterhin umfassend eine Scheibe in Kontakt mit dem flexiblen Substrat (16). Système selon la revendication 8, comprenant en outre une feuille en contact avec le substrat flexible (16). The system as set forth in claim 8, further including a sheet in contact with the flexible substrate (16).
  10. 10
    System nach Anspruch 9, weiterhin umfassend:Mittel zum Entfernen einer Ansammlung von Feuchtigkeit auf der Schreibe;undauf Detektionsmittel reagierende Mittel zum Kontrollieren, wann die Entfernungsmittel die Ansammlung von Feuchtigkeit von der Scheibe entfernen. Système selon la revendication 9, comprenant en outre : des moyens pour enlever une accumulation d'humidité sur la feuille ;et des moyens réagissant aux moyens de détection pour déterminer quand les moyens d'essuyage enlèvent l'accumulation d'humidité de la feuille. The system as set forth in claim 9, further including: means for removing an accumulation of moisture on the sheet;andmeans responsive to the detecting means for controlling when the removing means removes the accumulation of moisture from the sheet.
  11. 11
    System nach Anspruch 10, wobei das flexible Substrat (16) auf einer von der einen die Ansammlung von Feuchtigkeit aufnehmenden Seite der Scheibe und einer nicht die Ansammlung von Feuchtigkeit aufnehmenden Seite der Scheibe angeordnet ist. Système selon la revendication 10, dans lequel le substrat flexible (16) est disposé sur un côté de la feuille qui reçoit l'accumulation d'humidité et sur un côté de la feuille qui ne reçoit pas l'accumulation d'humidité. The system as set forth in claim 10, wherein the flexible substrate (16) is disposed on one of a side of the sheet receiving the accumulation of moisture and a side of the sheet not receiving the accumulation of moisture.
  12. 12
    System nach Anspruch 9, wobei die Scheibe aus einer Mehrzahl von zusammengefügten Scheiben gebildet ist. Système selon la revendication 9, dans lequel la feuille est formée à partir d'une pluralité de feuilles reliées les unes aux autres. The system as set forth in claim 9 wherein the sheet is formed from a plurality of sheets joined together.
  13. 13
    A moisture detector system according to claim 2, wherein:the oscillator for outputting to the electrical conductor (6) an oscillator signal has a predetermined frequency and a first amplitude;means responsive to the oscillator signal for outputting a resonator signal have a second amplitude related to the resonant frequency of the electrical conductor, wherein the second amplitude is different than the first amplitude;andmeans responsive to the resonator signal for outputting a control signal have a value related to the second amplitude of the resonator signal. Feuchtigkeitsdetektionssystem nach Anspruch 2, wobei: der Oszillator zum Abgeben eines Oszillatorsignals an den elektrischen Leiter (6) eine vorbestimmte Frequenz und eine erste Amplitude aufweist;auf das Oszillatorsignal reagierende Mittel zum Abgeben eines Resonanzsignals, mit einer zweiten Amplitude zugehörig zu der Resonanzfrequenz des elektrischen Leiters, wobei die zweite Amplitude verschieden zu der ersten Amplitude ist;undauf das Resonanzsignal reagierende Mittel zum Ausgeben eines Kontrollsignals, mit einem Wert gemäß der zweiten Amplitude des Resonanzsignals. Système de détection d'humidité selon la revendication 2, dans lequel : l'oscillateur destiné à émettre un signal d'oscillateur au conducteur électrique (6) a une fréquence prédéterminée et une première amplitude ;des moyens réagissant au signal d'oscillateur pour émettre un signal de résonateur ont une deuxième amplitude reliée à la fréquence résonnante du conducteur électrique, la deuxième amplitude étant différente de la première amplitude ;etdes moyens réagissant au signal de résonateur pour émettre un signal de commande ayant une valeur reliée à la deuxième amplitude du signal de résonateur.
  14. 14
    System nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 13, wobei das flexible Substrat (16) weiterhin wenigstens ein Schutzleiter (7) umfasst, angeordnet auf dem flexiblen Substrat und wenigstens teilweise den elektrischen Leiter (6) umgebend, und ein leitendes Material (46) angeordnet auf einer Oberfläche des flexiblen Substrats (16) gegenüber dem elektrischen Leiter (6), wobei das leitende Material (46) eine Form aufweist, welche einen Faradayschen Käfig definiert. Système selon la revendication 1, 5 ou 13, dans lequel le substrat flexible (16) comprend en outre au moins un conducteur de mise à la terre (7) disposé sur le substrat flexible (16) et au moins partiellement entourant le conducteur électrique (6) et du matériau conducteur (46) disposé sur une surface du substrat flexible (16) opposée au conducteur électrique (6), le dit matériau conducteur (46) ayant une forme qui définit un écran de Faraday. The system as set forth in claim 1, 5 or 13, wherein the flexible substrate (16) further includes at least one of a ground conductor (7) disposed on the flexible substrate (16) at least partially surrounding the electrical conductor (6) and a conductive material (46) disposed on a surface of the flexible substrate (16) opposite the electrical conductor (6), said conductive material (46) having a form that defines a faraday shield.
  15. 15
    Détecteur d'humidité selon la revendication 13, comprenant en outre un système d'essuyage (30) réagissant au signal de commande pour essuyer de l'humidité dans la zone adjacente au conducteur électrique (6) à la base d'une quantité d'humidité se trouvant au voisinage du conducteur électrique (6). Feuchtigkeitsdetektor nach Anspruch 13, weiterhin umfassend ein Wischersystem (30) reagierend auf das Kontrollsignal zum Abwischen von Feuchtigkeit angrenzend zum elektrischen Leiter (6) basierend auf einer Menge von Feuchtigkeit angrenzend zum elektrischen Leiter (6). The moisture detector as set forth in claim 13, further including a wiper system (30) responsive to the control signal for wiping moisture from adjacent the electrical conductor (6) based on an amount of moisture adjacent the electrical conductor (6).
  16. 16
    Détecteur d'humidité selon la revendication 13, dans lequel le conducteur électrique (6) comprend au moins une d'une ou plusieurs lignes en matériau conducteur (46), une ou plusieurs feuilles en matériau conducteur et une dispersion de particules conductrices en forme d'une ou plusieurs lignes et/ou feuilles. Feuchtigkeitsdetektor nach Anspruch 13, wobei der elektrische Leiter (6) wenigstens eins der nachfolgenden Merkmale umfasst:eine oder mehrere Leitungen aus leitfähigem Material (46), eine oder mehrere Schichten aus leitfähigem Material, und eine Dispersion von leitfähigen Partikeln in Form von einer oder mehreren Leitungen und/oder Schichten. The moisture detector as set forth in claim 13, wherein the electrical conductor (6) includes at least one of one or more lines of conductive material (46), one or more sheets of conductive material, and a dispersion of conductive particles in the form of one or more lines and/or sheets.
  17. 17
    Détecteur d'humidité selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 7, 9, 10, 11. 12, 15, dans lequel le substrat flexible (16) est couplé à une feuille ; et le moyen conducteur a une fréquence résonnante qui varie en fonction de l'humidité sur la feuille. Feuchtigkeitsdetektor nach einem der Ansprüche 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 15, wobei das flexible Substrat (16) mit einer Scheibe gekoppelt ist; und die Leitmittel eine Resonanzfrequenz aufweisen, welche sich als Funktion der Feuchtigkeit auf der Scheibe verändert. The moisture detector as set forth in any of the claims 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 15 , wherein:the flexible substrate (16) is coupled to a sheet;andthe conducting means has a resonant frequency that changes as a function of moisture on the sheet.
  18. 18
    Détecteur d'humidité selon la revendication 17, dans lequel le conducteur électrique (6) comprend une ou plusieurs lignes en matériau électriquement conducteur disposées sur le substrat flexible. Feuchtigkeitsdetektor nach Anspruch 17, wobei der elektrische Leiter (16) eine oder mehrere Leitungen aus elektrisch leitfähigem Material angeordnet auf dem flexiblen Substrat umfasst. The moisture detector as set forth in claim 17, wherein the electrical conductor (16) includes one or more lines of electrically conductive material disposed on the flexible substrate.
  19. 19
    Détecteur d'humidité selon la revendication 17, dans lequel la feuille est un pare-brise (2) qui comprend plusieurs feuilles de verre laminées ensemble et dans lequel le substrat flexible (16) ou le conducteur électrique (6) est enserré entre les feuilles de verre. Feuchtigkeitsdetektor nach Anspruch 17, wobei die Scheibe eine Windschutzscheibe (2) ist, welche mehrere zusammenlaminierte Glasscheiben umfasst, und wobei das flexible Substrat (16) oder der elektrische Leiter (6) zwischen den Glasscheiben eingelegt ist. The moisture detector as set forth in claim 17, wherein the sheet is a windshield (2) that includes plural sheets of glass laminated together, and wherein the flexible substrate (16) or the electrical conductor (6) is sandwiched between the sheets of glass.
  20. 20
    Détecteur d'humidité selon la revendication 5 ou la revendication 19, comprenant en outre un revêtement électriquement conducteur (48) disposé sur une surface d'au moins une feuille. Feuchtigkeitsdetektor nach Anspruch 5 oder 19, weiterhin umfassend eine elektrisch leitfähige Schicht (48) angeordnet auf einer Oberfläche wenigstens einer Scheibe. The moisture detector as set forth in claim 5 or 19, further including an electrically conductive coating (48) disposed on a surface of at least one sheet.
  21. 21
    Détecteur d'humidité selon la revendication 20, dans lequel la dite surface est positionnée sur un côté du substrat flexible (16) opposé au moyen conducteur. Feuchtigkeitsdetektor nach Anspruch 20, wobei die Oberfläche auf einer Seite des flexiblen Substrats (16) gegenüber den Leitmitteln angeordnet ist. The moisture detector as set forth in claim 20, wherein said surface is positioned on a side of the flexible substrate (16) opposite the conducting means.
  22. 22
    A moisture detection system according to claim 1, disposed on a fluid reservoir (42). Feuchtigkeitsdetektionssystem nach Anspruch 1 angeordnet auf einem Flüssigkeitsreservoir (42). Système de détection d'humidité selon la revendication 1, disposé sur un réservoir de fluide (42).
  23. 23
    A method of moisture detection using a moisture detection system according to any of claims 1 to 22 comprising the steps of:(a) providing a flexible substrate (16) having an electrical conductor (6) disposed thereon;(b) stimulating the electrical conductor (6) with an oscillator signal in the absence of moisture adjacent the electrical conductor (6);(c) determining a first amplitude of the electrical conductor (6) to the stimulation in step (b);(d) stimulating the electrical conductor (6) with the oscillator signal when moisture is present adjacent the electrical conductor (6);(e) determining a second amplitude of the electrical conductor (6) to the stimulation in step (d), wherein the second amplitude is different than the first amplitude due to a change in resonant frequency of the electrical conductor (6) in response to the presence of moisture adjacent the electrical conductor (6);and(f) determining a difference between the first amplitude and the second amplitude, wherein the difference is related to the amount of moisture present adjacent the electrical conductor (6). Procédé de détection d'humidité utilisant un système de détection d'humidité selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, comprenant les étapes de: (a) fournir un substrat flexible (16) ayant un conducteur électrique (6) disposé sur celui-ci ;(b) stimuler le conducteur électrique (6) avec un signal d'oscillateur en l'absence d'humidité au voisinage du conducteur électrique (6) ;(c) déterminer une première amplitude du conducteur électrique (6) par rapport à l'étape de stimulation (b) ;(d) stimuler le conducteur électrique (6) avec le signal d'oscillateur quand il y a de l'humidité au voisinage du conducteur électrique (6) ;(e) déterminer une deuxième amplitude du conducteur électrique (6) par rapport à la stimulation de l'étape (d), la deuxième amplitude étant différente de la première amplitude à cause d'un changement de la fréquence résonnante du conducteur électrique (6) en réponse à la présence d'humidité au voisinage du conducteur électrique (6) et(f) déterminer une différence entre la première amplitude et la deuxième amplitude, la différence étant reliée à la quantité d'humidité qui se trouve au voisinage du conducteur électrique (6). Verfahren zum Detektieren von Feuchtigkeit unter Anwendung eines Feuchtigkeitsdetektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22 umfassend die Verfahrensschritte: (a) Bereitstellen eines flexiblen Substrats (16) mit einem darauf angeordneten elektrischen Leiter (6);(b) Anregen des elektrischen Leiters (6) mit einem Oszillatorsignal ohne Feuchtigkeit angrenzend zum elektrischen Leiter (6);(c) Ermitteln einer ersten Amplitude für den elektrischen Leiter zu dem Anregen in Schritt (b),(d) Anregen des elektrischen Leiters (6) mit dem Oszillatorsignal bei vorhandener Feuchtigkeit angrenzend zum elektrischen Leiter (6);(e) Ermitteln einer zweiten Amplitude für den elektrischen Leiter (6) zu dem Anregen in Schritt (d), wobei die zweite Amplitude verschieden ist zu der ersten Amplitude aufgrund einer Änderung der Resonanzfrequenz des elektrischen Leiters (6) als Antwort auf das Vorhandensein von Feuchtigkeit angrenzend zum elektrischen Leiter (6);und(f) Ermitteln einer Differenz zwischen der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude, wobei die Differenz bezogen ist auf die Menge von vorhandener Feuchtigkeit angrenzend zum elektrischen Leiter (6).
  24. 24
    Procédé selon la revendication 23, comprenant en outre l'étape d'enlever l'humidité de la zone adjacente au conducteur électrique (6) à un taux relié à la différence entre la première amplitude et la deuxième amplitude. The method as set forth in claim 23, further including removing moisture from adjacent the electrical conductor (6) at a rate related to the difference between the first amplitude and the second amplitude. Verfahren nach Anspruch 23, weiterhin umfassend das Entfernen von Feuchtigkeit angrenzend zum elektrischen Leiter (6) mit einer Geschwindigkeit bezogen auf die Differenz zwischen der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude.
  25. 25
    Procédé selon la revendication 23, comprenant en outre l'étape d'enserrer le substrat (16) entre au moins deux feuilles de verre. The method as set forth in claim 23, further including sandwiching the substrate (16) between at least two sheets of glass. Verfahren nach Anspruch 23, weiterhin umfassend das Einlegen des Substrats (16) zwischen wenigstens zwei Glasscheiben.
  26. 26
    Procédé selon la revendication 25, comprenant en outre l'étape de fournir des moyens de blindage sur au moins l'un du substrat flexible (16) et d'au moins une des feuilles de verre. The method as set forth in claim 25, further including providing shielding means on at least one of the flexible substrate (16) and at least one of the sheets of glass. Verfahren nach Anspruch 25, weiterhin umfassend das Bereitstellen von Abschirmmitteln auf wenigstens einem von dem flexiblen Substrat (16) und der wenigstens einen Glasplatte.
Independent claims26