FR2656422A1 - Procede et dispositif pour detecter la presence d'humidite sur un substrat. - Google Patents
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Abstract
Un détecteur d'humidité (10) pour détecter la pluie sur un pare-brise comprend des éléments détecteurs (22, 24) et des conducteurs (32, 34) sur la surface extérieure du pare-brise (20). Les éléments (22, 24) et les conducteurs (32, 34) sont non revêtus et exposés directement à toute accumulation d'humidité sur le détecteur (10). L'espacement (38) entre les conducteurs (32, 34) est, à l'espacement (26) entre les éléments détecteur (22, 24), dans un rapport tel que l'impédance du détecteur (10) lorsque les conducteurs (32, 34) sont interconnectés électriquement par de l'humidité soit différente de façon mesurable de l'impédance du détecteur (10) lorsque lesdits éléments (22, 24) ou lorsque lesdits éléments (22, 24) et lesdits conducteurs (32, 34) sont interconnectés électriquement.
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour détecter
la présence d'humidité sur un substrat et, en particulier, un détecteur d'humidité qui est placé sur un pare-brise et qui détecte l'humidité pour actionner un moteur d'essuie-glace. Lors de 'La conduite d'un véhicule, il est important de maintenir un champ de vision clair et non brouillé a travers le pare-brise du véhicule Des mécanismes d'essuie-glace sont prévus pour débarrasser des zones sélectionnées du pare-brise de 'eau et/ou de la crasse qui peuvent entraver la vision du conducteur du véhicule. Des détecteurs d'humidité ont déjà été utilisés pour détecter la pluie sur des pare-brise et pour actionner automatiquement un moteur d'essuie-glace afin de chasser l'eau et de dégager le champ de vision Certains de ces détecteurs comprennent des éléments électroconducteurs munis d'un revêtement protecteur sur la surface extérieure du pare-brise Les éléments conducteurs sont généralement disposés dans une position relative fixe, de manière à former des condensateurs variables dont la tension de sortie varie en fonction de l'humidité
absorbée par le revêtement protecteur qui les recouvre.
D'autres détecteurs utilisent de multiples paires d'éléments conducteurs et contrôlent successivement la capacitance entre les différentes paires pour déterminer
la présence d'humidité sur le détecteur.
Le brevet US na 3 523 244 (Goodman et al) décrit un élément détecteur pour mesurer l'humidité absolue de façon pratiquement indépendante de la température et de la pression ambiantes Un élément de base en aluminium est revêtu d'une couche mince et poreuse d'oxyde dl'aluminium Des connexions électriques sont établies avec la couche d'oxyde et l'élément de base La capacitance et la résistance entre les deux connexions électriques varient en proportion de l'humidité ou de la vapeur d'eau dans l'atmosphère à 'laquelle elles sont exposées. Le brevet US N O 3 986 110 (Overall et ai) décrit un dispositif pour déterminer la hauteur d'eau s'accumulant sur la surface d'une piste Le dispositif contient un détecteur comprenant des premier et second condensateurs disposés à distance l'un de l'autre dans un bloc de
matière isolante électriquement.
Le brevet US né 4 127 763 (Roselli) décrit une Lunette arrière chauffée, munie d'un détecteur d'humidité ayant une impédance élevée, Le détecteur est placé sur la surface intérieure de la lunette arrière à
proximité de la grille chauffante imprimée de celle-ci.
Le détecteur comprend une paire d'électrodes comportant des éléments imbriqués L'une des électrodes est raccordée à la grille chauffante, tandis que l'autre comprend une surface conductrice utilisée pour fixer
l'électrode à une borne de connexion.
Le brevet US n' 4 164 868 (Suntola) décrit un transducteur d'humidité capacitif, comprenant une base non conductrice qui porte au moins une paire de couches de revêtement électroconductrices espacées le long de la grande surface de la base, Un film diélectrique susceptible d'absorption d'eau est également appliqué sur la base et recouvre au moins une partie des couches de revêtement Le film diélectrique a une constante diélectrique qui varie en fonction de la mesure dans laquelle de l'eau a été absorbée par le film Une couche extérieure électroconductrice et perméable à l'eau est supportée par le film diélectrique La film diélectrique maintient la couche extérieure en permanence hors de contact avec l'une au moins des couches de revêtement, ce qui fait qu'il est possible de mesurer, entre ces couches de revêtement, une capacitance qui donne une
indication de l'humidité dans l'atmosphère.
Le brevet US n' 4 386 336 <Kinomoto et al) décrit un détecteur d'humidité comportant des électrodes espacées qui sont recouvertes d'une matière sensible à l'humidité de poids moléculaire élevé contenant un monomère
cationique réactif.
Le brevet US n' 4 429 343 C Freud) décrit un élément détecteur d'humidité comprenant deux jeux imbriqués de doigts de platine en film mince, déposés sur la surface d'un substrat en verre Le film est recouvert d'une couche de revêtement en une matière absorbant l'eau telle qu'un acétobutyrate de cellulose ou un caoutchouc de silicone La sensibilité à l'humidité du détecteur résulte de la variation de la constante diélectrique en rapport avec l'humidité, qui se produit dans la couche de revêtement sur les doigts Comme cette constante diélectrique varie, la capacitance entre les doigts
imbriqués varie elle aussi.
Le brevet US n' 4 520 341 (Miyoshi et al) décrit un détecteur d'humidité comportant une membrane organique réagissant à l'humidité et une couche protectrice recouvrant une paire d'éléments électroconducteurs La membrane organique est faite essentiellement d'un polymère organique réticulé renfermant un groupement hydrophile. Le brevet US n' 4 522 060 (Murata et al) décrit un détecteur de siccité/rosée/givre constitué par plusieurs unités détectrices Chaque unité détectrice comprend un substrat en céramique dont la permittivité est inférieure à celle de la glace et une paire d'électrodes disposées sur le substrat en céramique en contact avec celui-ci, des unités détectrices voisines étant disposées de façon à se faire mutuellement face à une distance prédéterminée de sorte que les paires d'électrodes puissent être opposées l'une à l'autre, et l'impédance entre les paires d'électrodes sur chacune des unités détectrices variant avec les passages dans
trois états: sec, humecté de rosée et gelé.
Le brevet US n' 4 630 831 (Iyoda) décrit un détecteur transparent pour détecter la pluie sur une vitre, dans la zone balayée par l'essuie-glace sur la surface extérieure de la vitre Le détecteur comprend une paire d'électrodes espacées comportant des éléments en forme de doigts imbriqués qui sont isolés électriquement les uns des autres par un film isolant transparent de protection Les éléments imbriqués forment des condensateurs de capacitance variable, Lorsqu'une goutte d'eau se rassemble sur une partie du revêtement protecteur entre une paire d'éléments en forme de doigts, la capacitance du condensateur augmente par rapport à la capacitance normale, par le fait que la constante diélectrique de la goutte d'eau sur le revêtement protecteur est plus élevée que la constante diélectrique de l'air Ainsi, avec l'augmentation du nombre de gouttes d'eau sur le revêtement protecteur, la
tension de sortie totale des condensateurs augmente.
Le brevet US n' 4 703 237 (Hochstein) décrit un détecteur de pluie comprenant un circuit passif qui est monté sur une vitre et qui a une fréquence de résonance initiale Des moyens générateurs crèent un champ électromagnétique ayant une gamme de fréquences dans laquelle est contenue la fréquence de résonance initiale Lorsque de l'humidité se rassemble autour du circuit passif, la fréquence de résonance du circuit passif s'écarte de la fréquence de résonance initiale,
ce qui peut être détecté par un détecteur.
Le brevet US no 4 705 998 (Xillerd et al) décrit une commande automatique d'essuie-glaces comportant plusieurs circuits détecteurs individuels raccordés à un système multiplexeur qui active et désactive successivement les circuits Un amorçage en tension entre des circuits surveillés voisins, en conséquence d'humidité, est stocké dans un condensateur qui est continuellement déchargé par mise à la terre Lorsque le
condensateur est chargé en excès, un circuit est activé.
Les brevets US n' 4 805 070 (Koontz et al) et 4 831 493 (Wilson et ai > décrivent un détecteur d'humidité pour pare-brise comportant des éléments détecteurs dénudés Des conducteurs aboutissant à ces éléments sont isolés électriquement l'un par rapport à l'autre, afin d'éviter le courtcircuitage du détecteur lorsque de l'eau s'accumule entre les conducteurs Dans le brevet de Koontz et ses collaborateurs, les conducteurs pour le détecteur sont placés dans le pare-brise sur la surface interne de sa couche de verre extérieure Dans le brevet de Wilson et ses collaborateurs, l'un au moins des
conducteurs pour le détecteur est placé dans le pare-
brise ou est recouvert d'une couche de revêtement
protectrice.
La présente invention met à disposition un détecteur pour détecter l'humidité comprenant un substrat diélectrique; des premier et second éléments électroconducteurs disposés à proximité immédiate l'un de l'autre le long d'une première grande surface dudit substrat et séparés l'un de l'autre par une première distance prédéterminée, des parties immédiatement voisines desdits premier et second éléments présentant des surfaces électroconductrices dénudées, non revêtues; des premier et second conducteurs électriques s'étendant respectivement à partir des premier et second éléments électroconducteurs le 'Long de la surface dudit substrat, ces conducteurs étant séparés par une seconde distance prédéterminée et des parties de ces conducteurs présentant des surfaces électroconductrices dénudées, non revêtues; des moyens pour permettre la connexion électrique desdits conducteurs à un générateur de signaux; et des moyens pour permettre la connexion électrique desdits conducteurs à des moyens de surveillance capables de détecter les variations d'une caractéristique prédéterminée dudît détecteur, dans lequel ladite première distance prédéterminée de séparation entre lesdits éléments électroconducteurs est, à ladite seconde distance de séparation entre lesdits conducteurs, dans un rapport tel que ladite caractéristique surveillée dudit détecteur lorsque lesdits conducteurs sont interconnectés électriquement par de l'humidité entre eux soit différente de façon mesurable de ladite caractéristique surveillée lorsque lesdits éléments électroconducteurs ou lorsque lesdits éléments électroconducteurs et lesdits conducteurs sont interconnectés électriquement par de l'humidité entre
eux.
Selon une autre disposition de l'invention, la caractéristique surveillée du détecteur peut être son impédance ou les variations de tension et/ou de courant dans le détecteur, les éléments électroconducteurs peuvent être transparents et être faits d'un film métallique. Dans le cas o l'invention est notamment appliquée au pare-brise d'un véhicule automobile, des premier et second éléments électroconducteurs dénudés, espacés à faible distance l'un de l'autre, tels qu'un film métallique ou une peinture céramique durcie, sont fixés à la surface externe du parebrise Les éléments détecteurs sont de préférence résistants à l'endommagement, eu égard au fait qu'ils sont découverts et exposés directement à l'environnement et à l'action de balayage des essuie-glaces Ces éléments comprennent des doigts imbriqués, afin d'accroître la longueur de l'interface entre eux Le détecteur est raccordé à un générateur de signaux électriques et à une unité de commande qui surveille une caractéristique sélectionnée du détecteur L'espacement des conducteurs non revêtus par rapport à l'espacement des doigts imbriqués non revêtus du détecteur est tel que la caractéristique surveillée du détecteur lorsqu'il est entièrement sec ou lorsque les conducteurs sont seuls à être interconnectés électriquement, par exemple par l'humidité ou par des dépôts de sel sur le pare-brise, présente une différence mesurable avec la caractéristique surveillée lorsque de l'humidité s'accumule sur le détecteur de pare-brise et crée un pont sur l'intervalle entre les doigts imbriqués
des premier et second éléments électroconducteurs.
Lorsque la caractéristique surveillée du détecteur indique cette dernière situation, l'unité de commande produit un signal pour activer le moteur d'essuie-glace
qui nettoie la surface externe du pare-brise.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, la caractéristique surveillée du détecteur est son impédance, et l'espacement entre les conducteurs par rapport à l'espacement entre les doigts est tel que la grandeur de l'impédance du détecteur soit significativement plus élevée lorsque le détecteur est sec ou que les conducteurs sont seuls à être mouillés, en comparaison de son impédance lorsque le détecteur est
entièrement couvert d'humidité.
L'invention concerne également un procédé de détection d'humidité sur un substrat diélectrique, comprenant les opérations consistant à disposer des premier et second éléments électroconducteurs à proximité immédiate l'un de l'autre le long d'une première grande surface dudit substrat en les séparant l'un de l'autre par une première distance prédéterminée, des parties immédiatement voisines desdits premier et second éléments présentant des surfaces électroconductrices dénudées, non revêtues; à étendre des premier et second conducteurs électriques à partir des premier et second éléments électroconducteurs respectivement le long de la surface du substrat, ces conducteurs étant séparés par une seconde distance prédéterminée et des parties de ces conducteurs présentant des surfaces électroconductrices dénudées, non revêtues; à faire passer un signal électrique à travers ledit détecteur; et à surveiller les variations d'une caractéristique prédéterminée dudit détecteur, ladite première distance prédéterminée de séparation entre lesdits éléments électroconducteurs étant, à ladite seconde distance de séparation entre lesdits conducteurs, dans un rapport tel que ladite caractéristique surveillée dudit détecteur lorsque lesdits conducteurs sont interconnectés électriquement par de l'humidité entre eux soit différente de façon mesurable de ladite caractéristique surveillée lorsque lesdits éléments sont interconnectés électriquement par de l'humidité entre eux. Selon une autre caractéristique du procédé, ledit signal électrique a une tension et un courant, et ladite opération de surveillance comprend la surveillance des variations de ladite tension et/ou dudit courant dudit
signal électrique.
Enfin, selon une dernière caractéristique du procédé, il comprend en outre l'opération consistant à nettoyer ladite grande surface dudit substrat en réponse à une caractéristique surveillée qui indique que de l'humidité
interconnecte électriquement lesdits éléments.
La fig 1 est une vue en plan d'un détecteur d'humidité auquel sont appliquées des caractéristiques de la présente invention. La fig 2 est une vue éclatée, faite suivant la ligne 2-2 de la fig 1, représentant des éléments conducteurs imbriqués des couches électroconductrices non revêtues et des conducteurs de connexion électrique selon la
présente invention.
La f Ig 3 est -un schéma d'un circuit qui peut être
utilisé dans la réalisation pratique de l'invention.
La présente invention sera décrite à propos de son application en liaison avec un pare-brise de structure feuilletée, mais il est bien entendu que l'invention peut être adoptée dans toute application o il est
désiré de détecter l'humidité sur une surface.
Pour se référer aux fig 1 et 2, un détecteur d'humidité 10, qui fait l'objet de la présente invention, est incorporé dans un pare-brise classique en trois couches 12 qui comprend une couche extérieure de verre 14, une couche intérieure de verre 16 et une couche intermédiaire flexible 18 Le détecteur 10 peut être placé n' importe o sur le pare- brise 12, mais il est placé de préférence dans une zone qui est balayée par les balais d'essuie-glace (non représentés) tandis que ceux-ci nettoient la zone de vision du pare-brise 12. Dans la forme de réalisation particulière de l'invention qui est représentée sur les fig t et 2, la surface externe 20 de la couche extérieure 14 contient deux éléments électroconducteurs 22 et 24 espacés et isolés électriquement l'un de l'autre par un intervalle 26 de largeur prédéterminée Bien que cela ne constitue pas une limitation de la présente invention, l'intervalle 26 n'est de préférence pas plus grand que la largeur d'une goutte de pluie ou d'une gouttelette d'humidité qui peut frapper le pare- brise 12 ou s'y accumuler A la différence d'autres détecteurs d'humidité, il n'y a pas de couche de revêtement protectrice sur les éléments 22 et 24, ce qui fait qu'ils sont à nu En conséquence, les éléments 22 et 24 doivent être résistants aux agressions, c'est-à-dire résistants à l'abrasion, aux solvants et aux conditions atmosphériques. Les éléments 22 et 24 peuvent être mis en place le long de la surface externe 20 de la couche 14 par n'importe quelle technique qui ne nuit pas à la qualité optique du pare-brise 12 et ils peuvent être faits de l'un quelconque parmi un certain nombre de types
différents de revêtements ou matériaux électroconduc-
teurs, tels que décrits dans le brevet US nr 4 831 493 (Wilson et al > qui est ici inclus par voie de référence Bien que cela ne représente pas une limitation de la présente invention, les éléments 22 et 24 sont faits de préférence d'un film électroconducteur, notamment d'un revêtement d'oxyde d'étain, déposé sur la surface 20 de la couche 14 par des techniques de dépôt sous vide ou de pyrolyse Les éléments 22 et 24 peuvent être imbriqués, des saillies 28 de l'élément 22 étant placées à distance entre des saillies 30 de forme complémentaire de l'élément 24 L'imbrication augmente la longueur de l'interface entre les éléments 22 et 24, comme on le verra ultérieurement L'intervalle 26 isole
électriquement les saillies 28 et les saillies 30.
On notera qu'en passant sur le détecteur 10, un balai d'essuie-glace (non représenté) peut d'autant mieux chasser l'eau accumulée dans l'intervalle 26 que les couches de revêtement 22 et 24 sont plus minces, comme
on le verra ultérieurement.
Pour se référer toujours aux fig 1 et 2, le détecteur 10 comprend aussi des éléments conducteurs 32 il et 34 qui s'étendent à partir des éléments 22 et 24 respectivement, le long de la surface 20 de la couche externe 14 et qui se terminent au niveau du bord 36 du pare-brise 12, Bien que cela ne représente pas une limitation de la présente invention, dans la forme de réalisation particulière représentée sur les fig 1 et 2, les conducteurs 32 et 34 sont à proximité immédiate l'un de l'autre, séparés par un intervalle 38 (seulement visible sur la fig 1) de largeur prédétermnée Les éléments conducteurs 32 et 34 sont connectés électriquement à une unité de commande 40, représentée sur la fig 3, qui surveille le détecteur 10 comme on le verra ultérieurement Bien que cela ne représente pas une limitation de la présente invention, l'unité de commande 40 contient un générateur de signaux de courant alternatif 42 et un dispositif 44 de surveillance du détecteur, et elle est reliée aux conducteurs 32 et 34 par des fils 46 et 48 respectivement De même que les éléments 22 et 24, les éléments conducteurs 32 et 34 sont non revêtus et ils doivent donc être résistants à l'abrasion, aux solvants et aux conditions atmosphériques Les éléments conducteurs 32 et 34 peuvent être appliqués de n'importe quelle manière appropriée connue dans la technique, et il s'agit de préférence d'une couche d'oxyde d'étain appliquée sur la surface 20 en même temps et de la même manière que les
éléments 22 et 24.
Sur la base de sa configuration particulière, le détecteur 10 a des caractéristiques spécifiques, telles par exemple que son impédance Ces caractéristiques peuvent varier lorsque de l'humidité est présente sur le détecteur 10 En conséquence, la présence d'humidité sur le détecteur 10 peut être déterminée par surveillance d'une telle caractéristique du détecteur 10 Toutefois, à l'utilisation du détecteur d'humidité 10 tel que décrit dans le présent mémoire, il a été observé que l'humidité ou d'autres dépôts qui forment une surface électriquement conductrice, par exemple le sel, ou la carrosserie du véhicule (non représentée) qui entoure le pare-brise 12, peuvent interconnecter électriquement les conducteurs 32 et 34, court-circuitant une partie du circuit 50 du détecteur (représenté schématiquement sur la fig 3) formé par les éléments 22, 24 et les conducteurs 32, 34, ce qui met en marche le moteur d'essuie-glace alors qu'il n'a pas besoin de fonctionner Afin d'éviter cette situation, la présente invention prévoit que le rapport de l'espacement entre les conducteurs 32 et 34 et l'espacement entre des saillies voisines 28 et 30 des éléments 22 et 24 respectivement soit tel qu'une caractéristique surveillée du détecteur 10 indique l'état d'humidité du détecteur 10 dans son ensemble En d'autres termes, sur la base de la largeur relative de l'intervalle 38 entre les conducteurs 32 et 34 en comparaison de la largeur de l'intervalle 26 entre les saillies 28 et 30, la caractéristique du détecteur 10 surveillée par l'unité de commande 40 varie selon les conditions de service suivantes: ( 1) lorsque le détecteur 10 est sec; ( 2) lorsque de l'eau interconnecte électriquement les conducteurs 32 et 34 seulement; < 3) lorsque de l'eau interconnecte électriquement les saillies 28 et 30 seulement; ( 4) lorsque les saillies 28, 30 et les conducteurs 32, 35 sont tous interconnectés
électriquement par de l'eau sur le détecteur 10.
Bien que cela ne constitue pas une limitation de la présente invention, dans une forme de réalisation particulière, la caractéristique surveillée du détecteur est son impédance L'impédance est exprimée en termes de sa grandeur en ohms et du déphasage en degrés entre les ondes de courant et de tension du détecteur 10 excité par le générateur 42, lorsque le détecteur 10 passe de l'état o il est de nature très résistive, c'est-àdire o il a un petit angle de phase, à l'état o il est fortement capacitif, c'est-à-dire o il a un grand angle de phase D'après la présente invention, le rapport d'espacement entre 'Les conducteurs 32, 34 et les saillies 28, 30 est tel que 'l'impédance du détecteur 10 dans les conditions de service ( 1) et ( 2) soit significativement différente de son impédance dans les conditions de service ( 3) et ( 4) Sur la base de l'impédance surveillée du détecteur 10, ou bien l'unité de commande 40 peut activer un moteur d'essuie-glace 52 (représenté seulement sur la fig 3) lorsque l'impédance
surveillée indique la présence d'humidité qui court-
circuite les éléments 22 et 24, c'est-à-dire les conditions de service ( 3) ou ( 4), ou bien elle peut ne pas activer ou désactiver le moteur d'essuie-glace 52 lorsque l'impédance surveillée indique les conditions de
service ( 1) ou ( 2 >.
La fig 3 est un schéma d'un circuit 50 du détecteur , les saillies imbriquées 28, 30 et les conducteurs 32, 34 étant représentés respectivement par des condensateurs 54 et 56 Un générateur de signaux 42
excite le détecteur 10 par les conducteurs 32 et 34.
Bien que cela ne constitue pas une limitation de la présente invention, dans la forme de réalisation particulière dans laquelle l'impédance du détecteur 10 est surveillée, le dispositif de surveillance 44 contient un circuit pour surveiller le courant dans le détecteur 10 et la tension à travers le détecteur 10 A titre de variante, ou bien le courant ou bien la tension peut être fixe, de sorte que le dispositif de surveillance 44 n'ait à surveiller que l'autre Les variations de l'impédance du détecteur 10, mesurées par le dispositif de surveillance 44, sont évaluées par l'unité de commande 40 qui contient un circuit ou filtre passe-bande qui n'activera le moteur d'essuie-glace 52 que quand l'impédance du détecteur est dans un rapport prédéterminé avec une valeur de référence prédéterminée ou, à titre de variante, se situe dans une gamme prédéterminée, indiquant la situation dans laquelle de l'humidité s'est accumulée sur le détecteur 10 Plus précisément, lorsqu'il n'y a pas d'accumulation d'humidité entre les saillies 28 et 30 des éléments du détecteur 10, le détecteur 10 aura une impédance indiquant les conditions de service ( 1) ou ( 2) et l'unité de commande 40 n'activera pas ou désactivera le moteur d'essuie-glace 52 En revanche, lorsque de l'eau s'accumule entre les saillies 28 et 30 du détecteur 10, le détecteur 10 aura une impédance indiquant les conditions de service ( 3) ou ( 4) Dans cette dernière situation, l'unité de commande produira un signal qui
activera le moteur d'essuie-glace 52.
Des essais ont été menés pour examiner les variations de l'impédance du détecteur 10 dans différentes conditions de service et avec différents signaux en entrée Dans la forme particulière du détecteur 10 utilisée dans les essais, les éléments en couche 22 et 24 comprenant respectivement les saillies 28 et 30, et les conducteurs 32 et 34 étaient faits d'un film transparent d'oxyde d'étain appliqué sur une surface de verre par des techniques de dépôt pyrolytique telles que décrites dans le brevet US N 3 677 814 (Gillery) qui est ici inclus par voie de référence, donnant une résistivité superficielle qui se situe de préférence dans la gamme de 100 à 700 ohmf Les conducteurs 32 et 34 avaient approximativement 7,1 mm ( 9/32 in) de largeur, l'intervalle 38 entre les conducteurs étant d'environ 16 à 19 mm ( 5/8 à 3/4 in) Chaque saillie 28 et 30 avait approximativement 4,8 mm ( 3/16 in > de largeur, l'intervalle 26 entre les saillies étant d'environ 1,6 à 4,0 mm < 1/16 à 5/32 in) Les essais ont été effectués à l'aide d'un analyseur d'impédance/phase de gain Hewlett Packard Model 4194 A Le tableau 1 présente les résultats d'essai à des fréquences choisies du signal d'entrée, donnant une indication des résultats d'essai globaux Chaque valeur d'impédance dans le tableau 1, exprimée par sa grandeur et son angle de phase, représente l'impédance pour la configuration de détecteur particulière à une fréquence particulière et
dans la condition de service particulière.
Tableau 1, Impédance du détecteur 10 Fréquence du signal d'entrée Condition de service 255 Hz 505 Hz 1000 Hz 1978 Hz Condition ( 1): Pas d'humidité sur le5,S Ma ( 86 '3 M86 ' 1,6 MO t 86 '0,81 Me 86 ' détecteur Condition ( 2): Humidité sur les 119 ka @ 1,8 '119 kg e 2,6 '118 ka e 4,3 '117 k Q e 7,9 ' conducteurs seulement Condition ( 3): Humidité sur les 24 k Q e 0,32 '24 ka e 0,39 '24 kû e 0,33 24 ka e 0,45 ' saillies seulement Condition ( 4): Humidité sur les con 21 k U u 0,52 ' 21 kû e 0, 41 ' 21 ka e 0,47 ' 2 lk Q e 0,71 ' ducteurs et les saillies D'après le tableau 1, on peut voir que la grandeur de l'impédance du détecteur 10 dans les conditions de service ( 1) et ( 2) aux fréquences d'entrée choisies est presque cinq fois supérieure à l'impédance du détecteur dans les conditions de service ( 3) et ( 4) En outre, la réduction de la différence d'angle de phase de près de 90 ' à près de O' indique que de l'humidité recouvre le détecteur 10, le détecteur 10 passant de l'état o il est de nature fortement capacitive à l'état o il est de
nature fortement résistive.
Dans l'exposé qui précède, la caractéristique surveillée du détecteur 10, utilisée pour activer le moteur d'essuie-glace 52, était l'impédance du détecteur Toutefois, d'autres caractéristiques du détecteur qui varient en présence d'humidité sur le détecteur 10 peuvent être utilisées pour surveiller les conditions de service du détecteur Bien que cela ne constitue pas une limitaion de la présente invention, la réactance du détecteur 10 peut être surveillée et utilisée pour l'activation du moteurd'essuie-glace 52. La réactance est la composante réactive de l'impédance qui, ajoutée vectoriellement à la composante résistive, forme l'impédance totale Le tableau 2 donne la réactance du détecteur 10 sur la base des valeurs
d'impédance présentées dans le tableau 1.
Tableau 2, Réactance du détecteur 10 FréQuence du signal d'entrée Condition de service 255 Hz SOS Hz 1000 Hz 1978 Hz Condition ( 1): Pas d'humidité sur le 3,8 Mû 4,0 Mn 1,6 Ma 0,81 Ma détecteur Condition ( 2): Humidité sur les 3,7 ka 5,4 k Q 8,9 ka 16,1 ka conducteurs seulement Condition ( 3): Humidité sur les 0,13 k Q 0,16 ka 0,14 ka 0,19 k Q saillies seulement Condition ( 4): Humidité sur les con 0,19 ka 0,15 ka 0, 17 ka 0,26 k Q ducteurs et les saillies Comme on peut le voir d'après le tableau 2, la réactance du détecteur 10 dans les conditions de service ( 3) et ( 4) est inférieure d'environ 20 à 85 fois à la réactance du détecteur dans la condition de service ( 2) et inférieure de plusieurs ordres de grandeur à la réactance dans la condition de service ( 1) En raison de la grande différence entre les réactances du détecteur dans les conditions d'activation et de non activation, l'unité de commande 40 peut être réglée avec précision pour n'activer le moteur 52 que dans les conditions de
service qui conviennent.
Dans l'exposé qui précède, il a été montré que l'impédance et la réactance du détecteur 10 sont significativement différentes dans les conditions de service ( 1) et ( 2) en comparaison des conditions de service (<) et ( 4) Toutefois, on comprendra aisément que la grandeur de la différnce mesurable dépend de plusieurs facteurs comprenant, entre autres, la fréquence de la source de puissance, la caractéristique surveillée du détecteur, par exemple l'impédance ou la réactance, la sensibilité du circuit de commande de surveillance et la configuration du détecteur, en particulier l'espacement relatif entre les saillies 28 et 30 en comparaison de l'espacement entre les conducteurs 32 et 34 Dans la pratique, une fois que la configuration du détecteur est fixée et que la source de puissance est établie, le circuit de commande de l'unité de commande 40 est conçu de façon à n'activer le moteur d'essuie-glace 52 que quand la caractéristique surveillée du détecteur se situe dans une plage d'activation prédéterminée ou au-dessus de celle-ci, plage qui est à son tour basée sur la configuration d'ensemble du détecteur Alors que la caractéristique du détecteur 10 surveillée pendant les essais, c'est-àdire l'impédance ou la réactance, variait de l'ordre de 5 fois à plusieurs ordres de grandeurs selon les conditions de service, comme indiqué dans les tableaux 1 et 2, il est évident que selon la sensibilité de l'unité de commande 40 du détecteur, des variations beaucoup plus petites de la caractéristique mesurée peuvent être utilisées pour activer le moteur d'essuie-glace 52 On considère que des différences mesurables aussi faibles que 1 à 2 % ou moins peuvent être utilisées pour activer
le moteur d'essuie-glace 52.
Lorsqu'il est activé, le moteur d'essuie-glace 52 peut fonctionner de manière à faire agir les balais d'essuie-glace dans l'un de plusieurs modes Si on le désire, les balais d'essuie-glace (non représentés) peuvent effectuer un seul passage sur le pare-brise 12 pour chasser de l'eau accumulée sur le détecteur 10, ou ils peuvent fonctionner pendant une période de temps donnée ou effectuer un nombre fixé de passages En outre, le circuit de commande de l'essuie-glage (non représenté) peut être tel que si le moteur 52 est activé à répétition pour faire en sorte que les balais effectuent un nombre prédéterminé de passages dans une période de temps fixée, le moteur 52 reste activé jusqu'à ce qu'i-l soit cou Dé manuellement par le
conducteur du véhicule.
Le détecteur 10 représenté sur les fig I et 2 peut être utilisé dans un pare-brise ayant une structure en
deux couches (non représentée), c'est-à-dire un pare-
brise comportant une seule couche de verre extérieure et une couche intérieure non lacérable absorbant les chocs, les éléments 22, 24 et les conducteurs 32, 34 du détecteur 10 étant placés le long de la surface externe de la couche de verre de la manière indiquée précédemment En outre, le détecteur 10 peut être utilisé en combinaison avec un parebrise chauffé électriquement tel que décrit dans le brevet US n' 4 820 902 (Gillery), ici inclus par voie de référence Par ailleurs, l'utilisation du détecteur 10 ne se limite pas à la surface extérieure d'un pare-brise Par exemple, le détecteur 10 peut être utilisé pour détecter le buée ou le givre sur la surface intérieure d'une glace de véhicule, si les éléments 22 et 24 sont placés sur la
surface intérieure de la couche de verre.
A la différence d'autres détecteurs de pluie qui surveillent constamment les variations de capacitance produites par des couches de revêtement au des substrats diélectriques absorbant l'humidité, il ne se produit pas, dans le détecteur 10, de variations dues à des modifications de l'absorption -d'humidité, puisqu'il n'y À ue A Tns Tnb suo T-Lo Tpua Aai sel su-p e Tu T;lp enb ej TT j uoe:ueau 1 e 3 p eazod -l ep que 4 n anod jeog,s uo,1 enb su-s seaqxodd s T eq.;U 4 :ueâned suoi v T Tpom sesae A Tp enb npuei:ue ue Tq qse IT qe uo Diqizsn IITT,p su; sep Se Ts Toqo uopsîl QT Ie ap seullo sep quos eçomgm 4 uaesgd e I su Lp sa 4 Ti ogp se uesdle UD Tou Au T,T Lp Seul Jo se' Àeo T Ai es ep Suo D 4 Tpuoo 01 saueaa;;p sel suwp e Ilqwnseu uo 5 iw ep e 94 ueae;;Tp %los znea 4 oe$p np ae I Ie Aans enbm T 9 $ow wo eun,nf leq c.oddua un su-p '-Z e zz sfueur I 9 sep OQ 4 e 8 e sa Tl Tr Ts se I eaue luemeodsei 1 'i"os 'C r T, E $-nea 4 onpuoo sel eal ue nueueoudse I enb dueeidm Ts ea Rxe uottue Au T S e.uesgid vl ep une-oeagp e I s'ne$onpuoo sel no sque 9 mqa, sel eaua, Tp Tumn Ej I uuq osqw enb Tj,4 $oei Tp ep sid Xu ITF,nfb qe %a ae sjne 4 onpuoo sel ans no j E f Te ZE eqonoo ue sque&,19 sel ans 4 uecgap Aeg ap eqonoo ap S 9 d u Z Zt 959 Z
Claims (6)
1. Détecteur pour détecter la présence d'humidité, comprenant: un substrat diélectrique ( 20); des premier et second eléments électroconducteurs ( 22, 24) disposes & proximité immédiate l'un de l'autre le long d'une première grande surface dudit substrat ( 20) et séparés l'un de l'autre par une première distance prédéterminée ( 26), des parties immédiatement voisines desdits premier et second éléments présentant des surfaces électroconductrices dénudées, non revêtues; des premier et second conducteurs électriques ( 32, 34) s'étendant respectivement à partir des premier et second éléments électroconducteurs ( 22, 24) le long de la surface dudit substrat < 20), ces conducteurs étant séparés par une seconde distance prédéterminée < 38) et des parties de ces conducteurs présentant des surfaces électroconductrices dénudées, non revêtues; des moyens < 46, 48) pour permettre la connexion électrique desdits conducteurs ( 32, 34) à un générateur de signaux ( 42); et des moyens ( 46, 48) pour permettre la connexion électrique desdits conducteurs ( 32, 34) & des moyens de surveillance ( 44) capables de détecter les variations d'une caractéristique prédéterminée dudit détecteur
( 10),
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entre eux.
10. Détecteur selon la revendication 9, dans lequel lesdits moyens de surveillance ( 44) surveillent l'impédance dudit détecteur ( 10), et dans lequel ladite première distance ( 26) de séparation entre lesdits éléments électroconducteurs ( 22, 24) est, à ladite seconde distance ( 38) de séparation entre lesdits conducteurs ( 32, 34), dans un rapport tel que ladite impédance surveillée du détecteur lorsque lesdits conducteurs ( 32, 34) sont interconnectés électriquement eouwpgdm TT1 se suems$p Td enb Ss Taa%o esp I Ienbei suúp -,I U Do To Tpue Aea -el uoss inel$oe 4 ( - 9 T Se s.Tsodmoo lquresue un amao: anod q-alsqns lea Tmezl Tpnp essoddo eo-; lns epuva S vl V sgx; s$z;sqns selzn-,p n Aad elzno ua qse I 7 qe $ zsqns ep;mead un 4 se (O}Z) %-asqns qtpel Ianba I suvp '6 uo^r;opu T Ape A I uo-es uns$oa 4 eg -'I O e À nbnllr; 9 m m ITT unp zs$e quos (,z 'SE> sananonpuooo-;oe-T S 4 uaemip,q Tîpse T inb Iel surp 'E 1 Uo$opu v Azl w I uo Ies znsos g -'l I Àsusaudsu B:$ %uos ( 7 '4 ZZ) sanaonpuoooca 4 oe 1 s Sueuemri S 5 pss I (OZ> 4;sqns $pel S? Enbhlt sup '6 uo-To Tpuses j I uo Iss Jno-'EI;( gxn=e avzuee ap Tpnill ap z Bd;U Bueflb} > soeuoo 1 axu T q.Ucs t -Tii E ' ze) sane 4 onpuo 3 S 4 Tpsel qe tt sinelonvuoooaq o aú sq Tpse-E enbexo T no g) 'O Z s.neq onpuooax oe V suaml T S 4 Tpsal enbs oli Sp Il Te A in S %uvanooIpnp no/qe uo Tsul el T Pelsp P lqalnsem uo 5- jsp sque SJ 9;Tp;ue Tosxna8 a ueçTp Tm'nq, ep l-d qumsnb To<Tasgosuuoou %uos (Âl 'Zi> s.nefonpuoo S 4 Tpsal enbs Jol sell Te Ains %u 2 enoo $lpaj Si no/4 uo Tsus: e:;pl ZI anb Te::zoddvj un surp '<< 'E> sana;onpuoo sz Pzs u uo-p:lrd*es ep ( 9 a) syouvis Ip epuooasaq Tpvl s' ( E ' EZZ) s( n> noonpuo Doo:$apo S usme SU,8S 9se I S 8 tu 8Uo T Iwra=des8 p (g E) slou Es Tp jp m{Ba 1 d 9:%Tpw T lanbel su 1 p De '"(O) xneloap O O q T Pel suvp Iuwinoo ep no/q UOTSU 8 ep SUOI Tq-Z 1 A se IU 8 %o E)p(u) ouw LTT &ans8 psua Xomsq-$psa Tenbal su 1 p '6 uo T-o Tpu Ae 1 l u O es N oer G - 'll xne aaque aq T Pp Tumnl ap -red iuemenb Tpafoa saqeuuoo O sauiduos(t* 'E> sane 4 onpuo Ds Tpse I S ( 7 Z 'Z) sanseonpuoooioe'EI squempli spsel anbsao T no ( Z ')} szne onpuooozioae Tq Ss U Bas SúTpsa-I enbsaol incoeep np e Il T Aalns eoueppdm T ea TPQI sp elqwnsem uo 5 &; ep qua Elej;p 2 tos xne seiue;çp-p Unq,l sp ed Z Zt 959 Z q-UV 4(ez)SBTIT Tes e 31 p 7 =J saesa'ds STTTS ap nef puooes un pueim moo z) n Bonpuoooeo I :zua=Vl P PUC Oas ipa-r qa 8 ( 9 Z) ssl Tsa ap nef i Tme-id un puasimuos (Zg> analonpuoooaqoe Ta:ufflmp Vq j Tmead I pel aenbal suvp 4 V uc T Ivo Tpe Aeaa -el ucles ine 4 aga L 1 Àxne Oc ailue gq$;p Tin,I ap a-ed sn 5 oI, sgosooau :kuos(te 'z 2:)sanalonpuoo si:;pse Twa (T 'Z sjnajonpuoooa osl, S 4 uamq 7 li 9 s-;psa I enbsaol no (z I 'zz 3 sanalonpuoooaq oa I s 10 ugaugl S 4 Ipsal enbsaol sp Il Te Ains :uvnoo gpnp no/ja uo Tsalel;TP ap elqransem SE uo 5 e ap S 4 ueav 4 ez Tp qus-os xna aslsa pl-Tp mn,I ap aed 4 uemenb Ta 4 oelasaouooa 7 suos (t Z go) sansionpuoo s Tpsal enbsio I sg Il Te Aans 4 uvanoo q Tpel no/$a uo Tsuez e Fpp I enb le: qoadcl N sup '(>ú 'ZÉ) sjnanonpuoo S 4 Tpsa se 8 uo 7 ct 9,sp ( 9 S) aoures Tp
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disposées entre lesdites secondes saillies ( 30) et à.
distance de celles-ci.
18. Détecteur selon la revendication 17, dans lequel lesdits conducteurs ( 32, 34) s'étendent le long de ladite première grande surface dudit premier substrat
( 20) Jusqu'à un bord périphérique dudit ensemble.
19. Détecteur selon la revendication 14, dans lequel ledit ensemble composite est un pare-brise et qui comprend en outre des moyens < 52) qui répondent auxdits moyens de surveillance ( 44 > en actionnant des moyens pour nettoyer ladite première grande surface dudit
premier substrat ( 20).
20. Procédé de détection d'humidité sur un substrat diélectrique, comprenant les opérations consistant à disposer des premier et second éléments électroconducteurs à proximité immédiate l'un de l'autre le long d'une première grande surface dudit substrat en les séparant l'un de l'autre par une première distance prédéterminée, des parties immédiatement voisines desdits premier et second éléments présentant des surfaces électroconductrices dénudées, non revêtues; à étendre des premier et second conducteurs électriques à partir des premier et second éléments électroconducteurs respectivement le long de la surface du substrat, ces conducteurs étant séparés par une seconde distance prédéterminée et des parties de ces conducteurs présentant des surfaces électroconductrices dénudées, non revêtues; à faire passer un signal électrique à travers ledit détecteur; et à surveiller les variations d'une caractéristique prédéterminée dudit détecteur, ladite première distance prédéterminée de séparation entre lesdits éléments électroconducteurs étant, à ladite seconde distance de séparation entre lesdits conducteurs, dans un rapport tel que ladite caractéristique surveillée dudit détecteur lorsque lesdits conducteurs sont interconnectés électriquement par de l'humidité entre eux soit différente de façon mesurable de ladite caractéristique surveillée lorsque lesdits éléments sont interconnectés électriquement par de l'humidité entre eux. 21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel ledit signal électrique a une tension et un courant, et ladite opération de surveillance comprend la surveillance des variations de ladite tension et/ou
dudit courant dud:it signal électrique.
22. Procédé selon la revendication 20, comprenant en outre l'opération consistant a nettoyer ladite grande surface dudit substrat en réponse à une caractéristique surveillée qui indique que de l'humidité interconnecte
électriquement lesdits éléments.
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