用于檢測(cè)電弧的電路和傳感器以及具有該電路和傳感器的透明件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)導(dǎo)電性部件（例如，飛行器風(fēng)擋的加熱部件）的過(guò)熱和/或電弧進(jìn)行響應(yīng)的電氣系統(tǒng)，該電氣系統(tǒng)包括在第一電流通路上的第一開(kāi)關(guān)以及在第二電流通路上的第二開(kāi)關(guān)。第一電流通路經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)從供電設(shè)備通過(guò)電弧傳感器到加熱部件，以至電源。第二電流通路經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)從用于監(jiān)測(cè)加熱部件的溫度的溫度傳感器到溫度控制器。當(dāng)加熱部件的溫度處于或高于預(yù)定值時(shí)，溫度控制器促使第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。當(dāng)存在電弧時(shí)，第二開(kāi)關(guān)被移至斷開(kāi)位置。溫度控制器感測(cè)到第二開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)并且促使第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
【專利說(shuō)明】用于檢測(cè)電弧的電路和傳感器以及具有該電路和傳感器的透明件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)的主題涉及由Ali N.Rashid、Monroe A.Stone 和小 James R.Priddy 在2008 年 12 月 30 日提交的，題目為“A METHOD OF AND SYSTEM FOR MAINTAINING OPERATINGPERFORMANCE OF A TRANSPARENCY” 的美國(guó)專利申請(qǐng) N0.12/345，932 的主題，以及由Ali Rashid、Monroe A.Stone 和 James Priddy 在 2008 年 12 月 30 日提交的且題目為“TRANSPARENCY HAVING SENSORS”的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.12/345，952的主題。美國(guó)專利申請(qǐng)N0.12/345，932和12/345，952在此通過(guò)援引全文并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于檢測(cè)電弧的電路和傳感器以及具有該傳感器的透明件，并且更特別地涉及用于檢測(cè)飛行器透明件(例如，層合式飛行器風(fēng)擋)的電加熱系統(tǒng)的電弧的電路和傳感器以及具有該電路和傳感器的某些部分的層合式飛行器風(fēng)擋。
【背景技術(shù)】
[0004]飛行器或航天器窗(例如，飛行器風(fēng)擋)包括塑料層或板、玻璃層或板以及它們的組合的層合板。風(fēng)擋的內(nèi)區(qū)段的層面向飛行器的內(nèi)部并且為風(fēng)擋提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。風(fēng)擋的外區(qū)段的層面向飛行器的外部。同樣能夠提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的風(fēng)擋的外區(qū)段通常還設(shè)置有用于視敏度的附件。例如，但不限于該討論，風(fēng)擋的外區(qū)段能夠包括在一對(duì)間隔開(kāi)的母線之間且與其連接的導(dǎo)電性涂層或多個(gè)導(dǎo)電性導(dǎo)線，用于加熱風(fēng)擋的外表面以防止霧、雪和冰的形成，和/或從面向飛行器外部的風(fēng)擋的表面(也稱為風(fēng)擋的外表面)上去除霧、雪和冰。
[0005]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，隨著飛行器風(fēng)擋的服務(wù)或工作時(shí)間增加，風(fēng)擋的工作效率會(huì)降低，直到風(fēng)擋的附件變得無(wú)功能時(shí)，并且風(fēng)擋需要被替換或修理。更具體地，但不限于該討論，風(fēng)擋的外周邊緣具有作為用于防止水分進(jìn)入風(fēng)擋的塑料及玻璃層或板之間的屏障的外部防潮密封。當(dāng)密封失效時(shí)，例如，因風(fēng)和雨所導(dǎo)致的蝕刻所致的裂縫和/或?qū)用撜常凰诌M(jìn)入風(fēng)擋的層之間。雖然密封的開(kāi)裂或脫粘并不是結(jié)構(gòu)問(wèn)題，但是當(dāng)水分在風(fēng)擋的層之間移動(dòng)時(shí)，風(fēng)擋能夠?qū)觿冸x(de-laminate)，并且任何一個(gè)存在的導(dǎo)電涂層或?qū)Ь€都能夠被損壞及失效，由此減少風(fēng)擋的使用壽命。更特別地，當(dāng)風(fēng)擋的層剝離(delamination)發(fā)生時(shí)，量增加的水分在風(fēng)擋的層之間移動(dòng)，從而加速風(fēng)擋的劣化，例如，導(dǎo)致母線和導(dǎo)電性涂層或?qū)Ь€的起弧、損壞和/或失效，由此降低或消除風(fēng)擋的除霜能力。
[0006]目前，用于檢測(cè)電弧的傳感器是可用的，例如，在上述美國(guó)專利申請(qǐng)N0.12/345，932和12/345，952中所公開(kāi)的。盡管目前可用的用于檢測(cè)電弧的傳感器是可接受的，但是它們具有局限。例如，但不受限于該討論，目前可用的用于檢測(cè)在兩個(gè)母線之間的導(dǎo)電性涂層的起弧的傳感器測(cè)量在第一母線處的電流以及在導(dǎo)電涂層上的預(yù)定位置的或者在第二母線處的電流。當(dāng)在兩個(gè)測(cè)量值之間的差異超過(guò)預(yù)定的電流差時(shí)，信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)給控制系統(tǒng)以中斷對(duì)母線的電流輸入。這種類型的傳感器并不考慮，到母線的電流是否包含由給飛行器的飛行器透明件、燈、空調(diào)器及其他電氣設(shè)備提供電力的飛機(jī)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電噪聲和干擾。因此，讀數(shù)并不是由電弧引起的電流變動(dòng)的精確表示。
[0007]基于前面的討論，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠意識(shí)到，提供用于檢測(cè)電弧的電路和傳感器以及具有該電路和傳感器的構(gòu)件的透明件將是有利的，這會(huì)消除目前可用的用于檢測(cè)電弧的電路和傳感器的局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明涉及對(duì)導(dǎo)電性部件的過(guò)熱和/或起電弧進(jìn)行響應(yīng)的電氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)其中包括:用于感測(cè)導(dǎo)電性部件的溫度的溫度傳感器；待與電源電連接的第一開(kāi)關(guān)；用于監(jiān)測(cè)導(dǎo)電性部件的電壓的電弧傳感器，該電弧傳感器與第一開(kāi)關(guān)電連接，其中處于閉合位置的第一開(kāi)關(guān)提供通過(guò)第一開(kāi)關(guān)到電弧傳感器的連續(xù)的電通路，而處于斷開(kāi)位置的第一開(kāi)關(guān)防止電流流過(guò)第一開(kāi)關(guān)；作用于第一開(kāi)關(guān)上用于選擇性地?cái)嚅_(kāi)第一開(kāi)關(guān)的溫度控制器；用于將溫度傳感器電連接至溫度控制器的第二開(kāi)關(guān)，其中第一開(kāi)關(guān)在閉合位置時(shí)使溫度傳感器與溫度控制器電互連，而在斷開(kāi)位置時(shí)使第一開(kāi)關(guān)與溫度傳感器斷連；與電弧傳感器連接且作用于第二開(kāi)關(guān)上的濾波和修改系統(tǒng)，其中在第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)處于閉合位置時(shí)，提供通過(guò)第一開(kāi)關(guān)到導(dǎo)電性部件的第一電通路并且提供經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)從溫度傳感器到溫度控制器的第二電通路，其中溫度控制器在溫度控制器接收到來(lái)自溫度傳感器的預(yù)定信號(hào)時(shí)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)，并且其中濾波和修改系統(tǒng)在來(lái)自電弧傳感器的信號(hào)指示預(yù)定級(jí)別的電弧時(shí)斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)，并且如果第一開(kāi)關(guān)是閉合的，則溫度控制器響應(yīng)于第二開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)而斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)。
[0009]此外，本發(fā)明涉及其中包括風(fēng)擋的飛行器，該風(fēng)擋其中包括:用于從風(fēng)擋的外表面上去除雪、霧或冰的可加熱元件，該可加熱元件包含一對(duì)間隔開(kāi)的母線以及在間隔開(kāi)的母線之間且與它們電接觸的導(dǎo)電性部件，以及用于監(jiān)測(cè)和/或控制可加熱元件的性能的電氣系統(tǒng)。該電氣系統(tǒng)其中包括:用于感測(cè)導(dǎo)電性部件的溫度的溫度傳感器；待與飛行器的電源電連接的第一開(kāi)關(guān)；用于檢測(cè)導(dǎo)電性部件的電壓的電弧傳感器，該電弧傳感器與第一開(kāi)關(guān)電連接，其中處于閉合位置的第一開(kāi)關(guān)提供經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)從飛行器的電源到電弧傳感器的以及從電弧傳感器到可加熱元件的間隔開(kāi)的母線對(duì)的第一母線的連續(xù)電通路，而可加熱元件的間隔開(kāi)的母線對(duì)的第二母線與電源連接，并且處于斷開(kāi)位置的第一開(kāi)關(guān)防止電流從電源流入第一母線；作用于第一開(kāi)關(guān)上用于選擇性地?cái)嚅_(kāi)第一開(kāi)關(guān)的溫度控制器；用于將溫度傳感器電連接至溫度控制器的第二開(kāi)關(guān)，其中處于閉合位置的第一開(kāi)關(guān)使溫度傳感器與溫度控制器電互連，而在斷開(kāi)位置時(shí)使第一開(kāi)關(guān)與溫度傳感器斷連；與電弧傳感器連接且作用于第二開(kāi)關(guān)上的濾波和修改系統(tǒng)，其中在第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)處于閉合位置時(shí)，提供從供電設(shè)備(power supply)通過(guò)第一開(kāi)關(guān)、經(jīng)由可加熱元件到電源的第一電通路,并且提供經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)從溫度傳感器到溫度控制器的第二電通路，其中溫度控制器在溫度控制器接收到來(lái)自溫度傳感器的預(yù)定信號(hào)時(shí)斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)，并且其中濾波和修改系統(tǒng)在來(lái)自電弧傳感器的信號(hào)指示預(yù)定級(jí)別的電弧時(shí)斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)，并且如果第一開(kāi)關(guān)是閉合的，則溫度控制器響應(yīng)于第二開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)而斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)。
[0010]而且，本發(fā)明涉及為了消除過(guò)熱和/或電弧而控制到飛行器透明件的可加熱元件的電輸入的方法，其中可加熱元件包括用于加熱透明件的外表面的導(dǎo)電性部件。該方法其中包括:通過(guò)第一開(kāi)關(guān)、經(jīng)由溫度控制器將表示導(dǎo)電性部件的溫度的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給第二開(kāi)關(guān)，其中當(dāng)溫度控制器指示等于或超過(guò)預(yù)定值的溫度時(shí)，溫度控制器起作用以斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)；在電流/電壓經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)從電源流到導(dǎo)電性部件時(shí)監(jiān)測(cè)從電源到導(dǎo)電性部件的電流/電壓，其中監(jiān)測(cè)處于第一開(kāi)關(guān)與導(dǎo)電性部件之間的位置并且提供監(jiān)測(cè)信息；以及在監(jiān)測(cè)信息具有預(yù)選定的信息時(shí)作用于監(jiān)測(cè)信息上以斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)，其中斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)而斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是具有本發(fā)明的非限制性實(shí)施例的飛行器的等距視圖。
[0012]圖2是結(jié)合了本發(fā)明的特征的飛行器透明件的等距視圖。
[0013]圖3是沿圖2的直線3-3截取的視圖。
[0014]圖4是具有用于指示用于檢測(cè)可加熱元件的電弧的本發(fā)明的特征的框圖的飛行器透明件的可加熱元件的等距視圖。
[0015]圖5是用于將飛行器的供電設(shè)備連接至圖4所示的那種類型的可加熱元件的本發(fā)明的智能電力控制器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的非限制性實(shí)施例的框圖。
[0016]圖6是本發(fā)明的電弧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的非限制性實(shí)施例的框圖。
[0017]圖7是用于容納飛行器的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的箱柜的正視圖，該健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合了用于檢測(cè)圖4所示的那種類型的可加熱元件的電弧的本發(fā)明的特征。
[0018]圖8是圖3所示的那種類型的具有根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)安裝于透明件上的本發(fā)明的電弧檢測(cè)器的電路和傳感器的選定構(gòu)件的飛行器透明件的局部截面圖。
`[0019]圖9是用于將本發(fā)明的電弧檢測(cè)器的電路和傳感器的選定構(gòu)件安裝于圖3所示的那種類型的飛行器窗上的本發(fā)明的另一種非限制性實(shí)施例的片段俯視平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如同本文所使用的，空間或方向術(shù)語(yǔ)，例如，“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水
平”、“垂直”等涉及本發(fā)明在示于附圖中的情形。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明能夠采用各種可替代的取向，并且因此，此類術(shù)語(yǔ)并不應(yīng)當(dāng)被視為限制性的。此外，在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的，用于表示尺寸、物理特性等的所有數(shù)字應(yīng)當(dāng)被理解為在所有情況下均由術(shù)語(yǔ)“大約”來(lái)修飾。因此，除非相反地指出，否則在下面的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所闡明的數(shù)字值都能夠根據(jù)所期望的和/或力求由本發(fā)明所獲得的性質(zhì)而變動(dòng)。至少，且不作為將等同原則的應(yīng)用限定于本權(quán)利要求書(shū)的范圍的嘗試，每個(gè)數(shù)值參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少按照所報(bào)告的有效位數(shù)以及通過(guò)應(yīng)用普通的舍入技術(shù)來(lái)解釋。而且，本文所公開(kāi)的所有范圍應(yīng)當(dāng)被理解為包括其內(nèi)所包含的任意及全部子范圍。例如，所規(guī)定的范圍“I至10”應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括在最小值I與最大值10之間且包含I和10的任意及所有子范圍；也就是，以最小值I或更大值開(kāi)始的且以最大值10或更小值結(jié)束的所有子范圍，例如，I至6.7,3.2至8.1，或5.5至10。同樣，如同本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“定位于…之上”或者“安裝于…之上”意指定位于或安裝于其上，但不一定與其表面接觸。例如，一個(gè)物品或物品的構(gòu)件“安裝于”或“定位于”另一個(gè)物品或物品的構(gòu)件“之上”并不排除材料分別存在于物品之間或于物品的構(gòu)件之間。
[0021]在討論本發(fā)明的若干非限制性實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并沒(méi)有在其應(yīng)用上被限定于本文所示的及所討論的特定的非限制性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，因?yàn)楸景l(fā)明能夠有其他實(shí)施例。此外，本文用來(lái)討論本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)是出于描述的目的，而非限制的目的。而且，除非另有指出，否則在下面的討論中，相似的附圖標(biāo)記指示相似的元件。
[0022]本發(fā)明的非限制性實(shí)施例將涉及飛行器層合式透明件，并且更特別地涉及飛行器風(fēng)擋。但是，本發(fā)明并不受限于任何特定類型的飛行器和飛行器透明件，并且本發(fā)明能夠?qū)嵤┯谌魏晤愋偷娘w行器和飛行器透明件上，例如(但不限于)具有響應(yīng)于電刺激而提高或降低可見(jiàn)光透過(guò)率的介質(zhì)的那種類型的窗，例如(并不限于)在美國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)2007/0002422A1中所公開(kāi)的那種類型的窗，并且能夠?qū)嵤┯谠谝粚?duì)層合板之間具有絕緣氣隙的那種類型的飛行器窗上。在本段所標(biāo)識(shí)的出版物的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)援引并入本文。
[0023]此外，本發(fā)明能夠?qū)嵤┯谏虡I(yè)及住宅窗上，例如(但不限于)美國(guó)專利N0.5，675，944所公開(kāi)的那種類型，該專利N0.5，675，944通過(guò)援引全文并入本文；任何類型的陸地交通工具的窗；任何類型的飛行器和航天器的飛行器座艙蓋、艙室窗和風(fēng)擋，任何水上或水下船舶的窗，以及任何類型的容器的觀看側(cè)壁或門的窗，例如(但不限于)，電冰箱、箱柜和/或烤箱門。而且，本發(fā)明并不受限于飛行器窗的層或板的材料，并且層或板能夠由(但不限于)固化的及非固化的塑料板；退火的、熱強(qiáng)化的以及熱和化學(xué)強(qiáng)化的，透明的、著色的、有涂層的及沒(méi)有涂層的玻璃板制成。而且，本發(fā)明還能夠?qū)嵤┯诰哂胁煌该靼宓拇?，例?但不限于)，木板和金屬板、具有不透明涂層的玻璃板，以及它們的組合。
[0024]圖1所示的是具有本發(fā)明的飛行器風(fēng)擋20 (圖2-4)以及電弧傳感器和監(jiān)測(cè)器(見(jiàn)圖5-9)的非限制性實(shí)施例的飛行器18。風(fēng)擋20 (圖3)包括通過(guò)第一乙烯基夾層26固定于第二透明板24的第一透明板22 ;通過(guò)第一聚氨酯夾層30固定于第二乙烯基夾層28的第二板24，以及通過(guò)第二聚氨酯夾層34固定于可加熱元件32的第二乙烯基夾層28。在本【技術(shù)領(lǐng)域】中使用的那種類型的邊緣部件或防潮層36，例如(但不限于)硅橡膠或其他柔性耐用防潮材料被固定于(I)風(fēng)擋20的外周邊緣38，S卩，第一及第二板22、24的，第一及第二乙烯基夾層26、28和第一及第二聚氨酯夾層30、34的，以及可加熱元件32的外周邊緣38 ; (2)風(fēng)擋20的外表面42的邊際或邊際邊緣(marginal edge) 40，即，風(fēng)擋20的第一玻璃板22的外表面42的邊際40 ;以及(3)風(fēng)擋20的外表面46的邊際或邊際邊緣44，即，可加熱元件32的外表面46的邊際。
[0025]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的且不限制本發(fā)明，第一及第二玻璃板22、24，第一及第二乙烯基夾層26、28和第一聚氨酯夾層30形成風(fēng)擋20的結(jié)構(gòu)部分或內(nèi)區(qū)段，以及風(fēng)擋20的玻璃板22的外表面42面向飛行器18的內(nèi)部(在下文,玻璃板22的外表面42也稱為風(fēng)擋20的內(nèi)表面42);而第二聚氨酯層34和可加熱元件32形成風(fēng)擋20的非結(jié)構(gòu)部分或外區(qū)段，以及風(fēng)擋20的可加熱元件32的表面46面向飛行器16的外部?？杉訜嵩?2提供熱量，用于在風(fēng)擋20的可加熱元件32的外表面46(在下文，可加熱元件32的外表面46也稱為風(fēng)擋20的外表面46)上按照以下所討論的方式來(lái)防止霧形成，去除霧，防止雪和冰形成，和/或融化雪和冰。
[0026]應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本發(fā)明并不受限于風(fēng)擋20的構(gòu)造，并且飛行器透明件的任意構(gòu)造(例如，在本【技術(shù)領(lǐng)域】中所使用的飛行器風(fēng)擋)能夠用于本發(fā)明的實(shí)施中。例如，但不限制本發(fā)明，風(fēng)擋20能夠包括其中乙烯基夾層28和聚氨酯夾層30都被省略，和/或板22和24為玻璃或塑料板的構(gòu)造。一般地，風(fēng)擋20的板22和24是化學(xué)強(qiáng)化的透明玻璃板；但是，本發(fā)明并不受限于此，并且玻璃板22和24能夠是熱強(qiáng)化的或熱回火的玻璃板。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本發(fā)明并不受限于構(gòu)成風(fēng)擋20的玻璃板、乙烯基夾層或聚氨酯夾層的數(shù)量，并且風(fēng)擋20能夠具有任何數(shù)量的板和/或夾層。
[0027]本發(fā)明并不受限于可加熱元件32的設(shè)計(jì)和/或構(gòu)造，并且在本【技術(shù)領(lǐng)域】中用來(lái)加熱板的表面以在風(fēng)擋的外表面上防止形成霧、雪和/或冰，融化雪和冰，和/或去除霧、雪和冰的任何導(dǎo)電性可加熱元件都能夠用于本發(fā)明的實(shí)施中。參照?qǐng)D4，在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，可加熱兀件32包括具有施加于玻璃板60的表面64的導(dǎo)電涂層62以及與導(dǎo)電涂層62電接觸的一對(duì)間隔開(kāi)的母線66、68的玻璃板60。本發(fā)明并不受限于導(dǎo)電涂層62的組成，并且本【技術(shù)領(lǐng)域】所已知的任何導(dǎo)電性涂層都能夠用于本發(fā)明的實(shí)施中。例如，但不限制本發(fā)明，導(dǎo)電涂層62能夠由任何合適的導(dǎo)電性材料制成。能夠用于本發(fā)明的實(shí)施中的導(dǎo)電涂層的非限制性實(shí)施例包括，但不限于，由PPG工業(yè)公司銷售的商標(biāo)為INifiSA?的那種類型的熱解沉積的氟摻雜氧化錫膜;由PPG工業(yè)公司銷售的商標(biāo)為NESATRON?的那種類型的磁控濺射沉積的錫摻雜氧化銦膜；由一個(gè)或多個(gè)磁控濺射沉積的膜構(gòu)成的涂層，該膜包括(但不限于)金屬膜，例如在金屬氧化物膜(例如，氧化鋅和/或錫酸鋅)之間的銀，這些膜每個(gè)都能夠通過(guò)磁控濺射依次施加，例如，如同在美國(guó)專利N0.4，610，771、4，806，220和5，821，001 (但不僅限于此)中所討論的。美國(guó)專利N0.4，610，771,4, 806，220和5，821，001的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)援引全文并入本文。
[0028]應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本發(fā)明并不受限于使用導(dǎo)電性涂層來(lái)加熱玻璃板60，并且本發(fā)明會(huì)慮及能夠被電加熱的任何類型的部件(例如，但不限于，導(dǎo)電線)的使用。導(dǎo)線(例如，在圖3和4中以雙點(diǎn)劃線示出的導(dǎo)線69)能夠嵌于塑料夾層(例如，但不限于，在母線66和68之間的夾層34)的板內(nèi)，并且與母線 66和68電連接。這樣的加熱布局在本【技術(shù)領(lǐng)域】中以俄亥俄州PPG工業(yè)公司的商標(biāo)AXRCON:"5而為人所知，并且被公開(kāi)于美國(guó)專利N0.4，078，107中，該專利N0.4，078, 107通過(guò)援引全文并入本文。
[0029]本發(fā)明并不受限于母線66和68的設(shè)計(jì)和/或構(gòu)造，并且本【技術(shù)領(lǐng)域】所使用的任何類型的母線都能夠用于本發(fā)明的實(shí)施中。能夠用于本發(fā)明的實(shí)施中的母線的實(shí)例包括，但不限于，美國(guó)專利 N0.3，762，902 ;4，623，389,4, 894，513,4, 994，650 和 4，902875 所公開(kāi)的那些類型，這些專利通過(guò)援引全文并入本文。
[0030]繼續(xù)參照?qǐng)D4，在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，母線66和68各自分別通過(guò)導(dǎo)線70和71連接至本發(fā)明的智能電力控制器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)72 (將在下文更詳細(xì)討論)，并且控制器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)72通過(guò)導(dǎo)線或電纜76和77連接至飛行器供電設(shè)備74。盡管不限制本發(fā)明，但是母線66的端部79和母線68的端部80與玻璃板60的相鄰邊82-85間隔開(kāi)，并且涂層62的邊86與玻璃板60的邊82-85間隔開(kāi)，以防止母線66和68及涂層62與飛行器18的金屬機(jī)身覆蓋件87之間起電弧(見(jiàn)圖1)。
[0031 ] 溫度傳感器88被安裝于導(dǎo)電涂層62上，用于感測(cè)可加熱元件32的導(dǎo)電涂層62的溫度，并且按照下文所討論的方式通過(guò)導(dǎo)線或電纜92連接至智能電力控制器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)72。本發(fā)明并不受限于溫度傳感器88，并且本【技術(shù)領(lǐng)域】所使用的任何類型的溫度傳感器都能夠用于本發(fā)明的實(shí)施中。此外，本發(fā)明并不受限于安裝于涂層62上的溫度傳感器88的數(shù)量，并且任何數(shù)量，例如，一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)均能夠安裝于涂層62上，用于感測(cè)涂層62的不同區(qū)域的溫度。在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，溫度傳感器是熱電偶，并且三個(gè)熱電偶都安裝于涂層62上。
[0032]參照?qǐng)D5，在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，飛行器供電設(shè)備74沿著導(dǎo)線76和77給智能電力控制器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)72的窗加熱控制器93供應(yīng)交變電流。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，本發(fā)明并不受限于供電設(shè)備74，并且供電設(shè)備74能夠是如圖5所示的交流電源或者本【技術(shù)領(lǐng)域】已知的直流電源。導(dǎo)線76連接至窗加熱控制器93的開(kāi)關(guān)98的一個(gè)極，而開(kāi)關(guān)98的另一個(gè)極通過(guò)導(dǎo)線或電纜102連接至本發(fā)明的電弧監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)100的電弧傳感器99。開(kāi)關(guān)98通常處于閉合位置并且通過(guò)沿著導(dǎo)線或電纜104自用于窗加熱控制93的加熱控制器106的控制邏輯轉(zhuǎn)發(fā)而來(lái)的信號(hào)由閉合位置移至斷開(kāi)位置，反之亦然。電弧傳感器99通過(guò)導(dǎo)線70連接至可加熱元件32的母線66?？杉訜嵩?2的母線68通過(guò)導(dǎo)線71連接至供電設(shè)備74。
[0033]在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，智能電力控制器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)72的構(gòu)件被安裝于法拉第盒(Faraday box)109內(nèi)，并且法拉第盒109通過(guò)導(dǎo)線或電纜111 (見(jiàn)圖5)連接至地電位(ground)，例如，飛行器18的機(jī)體81 (見(jiàn)圖1)，以阻擋外部靜電場(chǎng)。
[0034]繼續(xù)參照?qǐng)D5，溫度傳感器88通過(guò)導(dǎo)線92連接至電子開(kāi)關(guān)110的一個(gè)極，并且開(kāi)關(guān)Iio的第二極通過(guò)導(dǎo)線112連接至窗加熱控制器93的控制邏輯106。開(kāi)關(guān)110通常處于閉合位置，并且通過(guò)從電弧監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)100的信號(hào)過(guò)濾和修改系統(tǒng)116沿著導(dǎo)線或電纜114轉(zhuǎn)發(fā)至開(kāi)關(guān)110的信號(hào)而由閉合位置移至斷開(kāi)位置以及由斷開(kāi)位置移至閉合位置。
[0035]本發(fā)明的電弧監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)100當(dāng)下列任意條件被檢測(cè)到時(shí)為使加熱部件32與供電設(shè)備74彼此電斷連作準(zhǔn)備；(a)可加熱元件32的溫度大于預(yù)定溫度，(b)大電弧(major arching),以及(c)在給定的時(shí)間段內(nèi)存在大于所分配的預(yù)定數(shù)量的一系列微電弧(micro arching)。
[0036]現(xiàn)在考慮條件(a)可加熱元件32的溫度大于預(yù)定溫度。參照?qǐng)D5，窗控制器93的開(kāi)關(guān)98和開(kāi)關(guān)110各自處于閉合位置，用于加熱可加熱元件32以將霧、雪和/或冰從風(fēng)擋20的外表面46(見(jiàn)圖3)上去除。可加熱元件32的溫度通過(guò)溫度傳感器88來(lái)感測(cè)，并且例如單位為毫伏(“mV”)的溫度傳感器88的信號(hào)通過(guò)窗加熱控制器93的加熱控制器106來(lái)監(jiān)測(cè)。當(dāng)可加熱元件32的溫度由于例如(但不受限于該討論)電弧或者涂層62的電阻增大而超過(guò)給定溫度時(shí)，加熱控制器106將信號(hào)沿著導(dǎo)線104轉(zhuǎn)發(fā)至開(kāi)關(guān)98，用于斷開(kāi)開(kāi)關(guān)98以使供電設(shè)備74與可加熱元件32相互電斷連。本發(fā)明并不受限于可加熱元件32超過(guò)預(yù)定溫度的這個(gè)原因，并且導(dǎo)致預(yù)定溫度被超過(guò)的任何類型的可加熱元件32缺陷都包含于本發(fā)明的實(shí)施中。
[0037]現(xiàn)在，討論涉及本發(fā)明的信號(hào)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)100的非限制性實(shí)施例。本發(fā)明的信號(hào)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)100被設(shè)計(jì)用于檢測(cè)兩個(gè)不同電平的電弧并據(jù)此來(lái)行動(dòng)，即條件(b)和(C)。一個(gè)電弧電平(條件(b))被稱為“大電弧”，并且被定義為所測(cè)得的電壓/電流超過(guò)第一預(yù)定電平。第一預(yù)定電平的值并不限制本發(fā)明，并且值被選擇使得電弧可由肉眼看得見(jiàn)和/或基于現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚱茐拇?0。在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，第一預(yù)定電平是基于窗的模型以及為了在窗的表面上去除霧、雪和冰，和/或防止霧、雪和冰形成而加熱窗所需的電流的。例如，但不限制本發(fā)明，用于型號(hào)為G650的灣流(Gulfstream)飛機(jī)的窗預(yù)計(jì)需要1821.6安培的電流來(lái)從窗表面上去除霧、雪和冰，和/或防止霧、雪和冰形成。通過(guò)在加熱時(shí)對(duì)窗的性能的觀察，這種窗模型的第一預(yù)定電平在條件(b)下等于或大于150毫伏(“mV”)。
[0038]現(xiàn)在考慮在溫度沒(méi)有超過(guò)預(yù)定溫度的情況下存在大電弧的情形。電弧傳感器99感測(cè)到大電弧并且將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給信號(hào)修改系統(tǒng)116。信號(hào)修改系統(tǒng)116將信號(hào)沿著導(dǎo)線114轉(zhuǎn)發(fā)以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)110。加熱控制器106的控制邏輯確定開(kāi)關(guān)110處于斷開(kāi)位置并且沿著導(dǎo)線104發(fā)送信號(hào)，用于斷開(kāi)開(kāi)關(guān)98以使供電設(shè)備74與可加熱元件32相互電斷連。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，當(dāng)存在大電弧并且可加熱元件28的溫度超過(guò)預(yù)定溫度時(shí)，開(kāi)關(guān)110和/或開(kāi)關(guān)98能夠斷開(kāi)。
[0039]另一個(gè)電弧電平(條件(C))被稱為“微電弧”，并且被定義為所測(cè)得的電壓/電流超過(guò)第二預(yù)定值且小于第一預(yù)定值。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，第二預(yù)定電平的值被選擇使得在流過(guò)電弧感測(cè)系統(tǒng)99的電流的噪聲電平被過(guò)濾掉。例如，但不限制本發(fā)明，灣流飛機(jī)的電氣系統(tǒng)的噪聲電平為了本發(fā)明而被確定為50mV，例如，沿著電纜102/70 (圖5)所測(cè)得的電壓。基于上述討論，在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，微電弧發(fā)生于等于或大于50mV且小于150mV的范圍內(nèi)，而大電弧發(fā)生于等于或大于150mV的范圍內(nèi)，該電壓沿著導(dǎo)線70來(lái)測(cè)得。
[0040]一般地，單個(gè)微電弧并不不利地影響到可加熱元件32的工作，但是，已經(jīng)確定，在給定的時(shí)間段內(nèi)的一系列微電弧通常繼之以大電弧。因此，監(jiān)測(cè)微電弧能夠被用來(lái)防止大電弧并且防止對(duì)窗的破壞。在給定的時(shí)間段內(nèi)的微電弧的預(yù)定數(shù)量能夠根據(jù)觀察和歷史來(lái)確定。在本發(fā)明的另一種非限制性實(shí)施例中，微電弧的預(yù)定數(shù)量能夠基于對(duì)可加熱元件32的性能的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)指定。在本發(fā)明的實(shí)施中，對(duì)于所討論的灣流飛機(jī)，在給定的時(shí)間段(例如，10秒)內(nèi)的預(yù)定數(shù)量為256。
[0041]現(xiàn)在考慮在沒(méi)有溫度增加和/或存在大電弧的指示的情況下于給定的時(shí)間段內(nèi)存在大于預(yù)定數(shù)量的一系列微電弧的情形。信號(hào)修改系統(tǒng)116按照下文所討論的方式對(duì)在給定的時(shí)間段內(nèi)的微電弧的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且當(dāng)在給定的時(shí)間段內(nèi)的微電弧的數(shù)量大于預(yù)定的數(shù)量時(shí)，信號(hào)修改系統(tǒng)116將信號(hào)沿著導(dǎo)線114轉(zhuǎn)發(fā)以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)110。加熱控制器106的控制邏輯確定開(kāi)關(guān)110處于斷開(kāi)位置并且沿著導(dǎo)線104發(fā)送信號(hào)，用于斷開(kāi)開(kāi)關(guān)98以使供電設(shè)備74與可加熱元件32相互電斷連。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，當(dāng)存在過(guò)量的微電弧并且可加熱元件28的溫度超過(guò)預(yù)定溫度時(shí)，開(kāi)關(guān)110和/或開(kāi)關(guān)98能夠斷開(kāi)。
[0042]在本討論中所感興趣的電弧包括，但不限于，在涂層62和/或母線66和68之一或兩者內(nèi)的裂縫之上的電弧，和/或母線66、68和/或涂層62的分離。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，對(duì)可加熱元件32的玻璃板60的撞擊能夠?qū)е虏ＡО?0斷裂，該斷裂會(huì)導(dǎo)致涂層62斷裂。此外，穿過(guò)風(fēng)擋20的防潮層36 (見(jiàn)圖2和3)的水分能夠?qū)е聦雍鲜斤L(fēng)擋的層剝離。風(fēng)擋的層剝離能夠?qū)е履妇€66和68之一或兩者與導(dǎo)電涂層62或嵌于夾層38內(nèi)的導(dǎo)線分離。在導(dǎo)電涂層62內(nèi)的裂縫之上的電弧以及在母線與涂層之間的分離導(dǎo)致能夠達(dá)到導(dǎo)致可加熱元件32的玻璃60斷裂的溫度的局部加熱(spot heat)。本發(fā)明并不受限于電弧的原因，并且由可加熱元件32的任何類型的缺陷引起的電弧均包含于本發(fā)明的實(shí)施中。
[0043]現(xiàn)在，討論涉及本發(fā)明的電弧監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)100的非限制性實(shí)施例。本發(fā)明的電弧監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)100被設(shè)計(jì)用于檢測(cè)大電弧和微電弧，并且用于采取行動(dòng)來(lái)防止或限制對(duì)可加熱元件32和/或窗20的破壞。開(kāi)關(guān)98和開(kāi)關(guān)110 (見(jiàn)圖5)是響應(yīng)于轉(zhuǎn)發(fā)給開(kāi)關(guān)的信號(hào)而斷開(kāi)和閉合的類型的。在本發(fā)明的實(shí)施中，開(kāi)關(guān)98是電子固態(tài)開(kāi)關(guān)。窗加熱控制器93的加熱控制器106的控制邏輯是用于將來(lái)自溫度傳感器88的電信號(hào)(單位為例如mV)與設(shè)定的電壓范圍進(jìn)行比較的那種類型的比較器，當(dāng)信號(hào)處于該范圍之外時(shí)，加熱控制器106的控制邏輯轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)98，并且當(dāng)信號(hào)處于該范圍之內(nèi)時(shí)，加熱控制器106的控制邏輯沿著導(dǎo)線104來(lái)發(fā)送信號(hào)以閉合開(kāi)關(guān)98。
[0044]本發(fā)明的另一個(gè)特征是:當(dāng)不存在大電弧和/或微電弧的數(shù)量在給定的時(shí)間段內(nèi)小于預(yù)定的數(shù)量時(shí)，加熱控制器106的控制邏輯能夠斷開(kāi)和閉合開(kāi)關(guān)98。更特別地，當(dāng)存在大電弧和/或微電弧的數(shù)量在給定的時(shí)間段內(nèi)大于預(yù)定的數(shù)量時(shí)，電弧監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)100的信號(hào)過(guò)濾和修改系統(tǒng)116沿著導(dǎo)線114來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，以使開(kāi)關(guān)110保持于斷開(kāi)位置，這使得開(kāi)關(guān)98如同前面所討論的那樣保持為斷開(kāi)的。開(kāi)關(guān)110和98保持為斷開(kāi)的，直到電弧問(wèn)題得到解決。在電弧問(wèn)題解決之后，開(kāi)關(guān)110被閉合。開(kāi)關(guān)110能夠手動(dòng)閉合，或者通過(guò)來(lái)自過(guò)濾和修改系統(tǒng)116的信號(hào)來(lái)閉合，因?yàn)椴辉俅嬖诖箅娀?，或者微電弧在給定的時(shí)間段內(nèi)不大于預(yù)定的數(shù)量。
[0045]參照?qǐng)D6，討論現(xiàn)在涉及用于檢測(cè)大電弧和微電弧并且采取行動(dòng)來(lái)防止或最小化對(duì)可加熱元件32和/或窗20 (見(jiàn)圖3和4)的破壞的電弧檢測(cè)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100。如圖6所示，電弧檢測(cè)器99連接至導(dǎo)線102和70，并且電弧檢測(cè)器99的輸出通過(guò)導(dǎo)線150傳遞到濾波器148上。本發(fā)明并不受限于在本發(fā)明的實(shí)施中所使用的電弧檢測(cè)器99的類型。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施中，所使用的電弧檢測(cè)器99是用于將電流降低至較低電平以便過(guò)濾掉沿著導(dǎo)線102和70流過(guò)的電流的電流互感器。更特別地，電流互感器99產(chǎn)生與通過(guò)導(dǎo)線102/70流到可加熱元件32的電流精確成比例的降低的電流。例如，在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，流過(guò)可加熱元件32的電流是185安培，而電流互感器99的輸出是1.85安培。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，從185安培降低至1.85安培需要使用具有能夠在沒(méi)有由于在降低過(guò)程中產(chǎn)生的加熱而使鐵芯劣化的情況下進(jìn)行這樣的降低的鐵芯(未示出)的電流互感器。在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，所使用的電流互感器99由Metglas公司銷售并且由Metglas (金屬玻璃)材料制成。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以理解,本發(fā)明并不受限于電流降低的大小，并且范圍為25-95%和50-90%的電流降低本發(fā)明均予以考慮。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以理解，本發(fā)明并不受限于將電流互感器用作電弧傳感器，并且本發(fā)明會(huì)考慮在本發(fā)明的實(shí)施中將分路電阻器和測(cè)量電阻器用作電弧傳感器。
[0046]繼續(xù)參照?qǐng)D6,信號(hào)過(guò)濾和修改系統(tǒng)116的信號(hào)濾波器148是用于有效地從通過(guò)導(dǎo)線150的信號(hào)中消除電噪聲和磁噪聲的高通濾波器。信號(hào)濾波器148的過(guò)濾級(jí)別基于電氣系統(tǒng)的噪聲頻譜分析，即，從供電設(shè)備74流到可加熱元件32的電流。如上文所討論的，在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，50mV以下的信號(hào)被從信號(hào)中過(guò)濾掉。濾波器148還由于高頻分量的消除而降低線路信號(hào)的量級(jí)，例如，(但不限制本發(fā)明)降低2級(jí)。
[0047]來(lái)自信號(hào)濾波器148的信號(hào)被傳遞到兩級(jí)濾波器154上。第一級(jí)154A包括用于將具有第一預(yù)定電平以上的電壓/電流電平(例如，指示大電弧的150mV)的信號(hào)過(guò)濾掉的比較器。當(dāng)?shù)谝患?jí)的信號(hào)超過(guò)第一預(yù)定電平時(shí)，將大電弧已經(jīng)被檢測(cè)到的信號(hào)沿著線路156發(fā)送至信號(hào)開(kāi)關(guān)140，并且信號(hào)開(kāi)關(guān)140沿著線路114發(fā)送信號(hào)以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)110，這促使加熱控制器106的控制邏輯斷開(kāi)開(kāi)關(guān)98以防止電流如同上文所討論的那樣從供電設(shè)備74流到可加熱元件32 (見(jiàn)圖5)。[0048]來(lái)自濾波器的第一級(jí)154A的信號(hào)被傳遞到第二級(jí)154b上。具有在第一及第二預(yù)定電平的范圍(例如，50-150mV)內(nèi)的電壓/電流值的信號(hào)指示著微電弧。兩級(jí)濾波器154的第二級(jí)154b在給定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)信號(hào)中的于第一及第二預(yù)定電平之間的脈沖的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，這指示出給定時(shí)間段內(nèi)的微電弧。在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，當(dāng)計(jì)數(shù)在10秒的時(shí)間段內(nèi)超過(guò)256時(shí)，則認(rèn)為已經(jīng)發(fā)生了過(guò)量的微電弧，并且濾波器154B將過(guò)量的微電弧已經(jīng)被檢測(cè)到的信號(hào)沿著線路156轉(zhuǎn)發(fā)至信號(hào)開(kāi)關(guān)140。信號(hào)開(kāi)關(guān)140沿著線路114發(fā)送信號(hào)以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)110，這促使加熱控制器106的控制邏輯斷開(kāi)開(kāi)關(guān)98以防止電流如同上文所討論的那樣從供電設(shè)備74流到可加熱元件32 (見(jiàn)圖5)。在時(shí)間段結(jié)束并且微電弧的計(jì)數(shù)小于預(yù)定的數(shù)量的情況下，濾波器154B重啟另一時(shí)間段的計(jì)數(shù)。
[0049]繼續(xù)參照?qǐng)D6，信號(hào)濾波器148和雙濾波器154各自分別通過(guò)導(dǎo)線158和160連接至微型計(jì)算機(jī)164，并且微型計(jì)算機(jī)164通過(guò)導(dǎo)線或電纜168連接至電子存儲(chǔ)設(shè)備166。微型計(jì)算機(jī)164設(shè)定電平，例如，由濾波器148從來(lái)自電弧檢測(cè)器99的信號(hào)中過(guò)濾噪聲的第二預(yù)定電平；設(shè)定電平，例如，由濾波器154A識(shí)別大電弧的第一預(yù)定電平；并且為濾波器154B設(shè)定用于微電弧計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)和時(shí)間段。電子存儲(chǔ)設(shè)備166保留濾波器148和兩級(jí)濾波器154的活動(dòng)歷史以提供用于設(shè)定指示微電弧的第一預(yù)定電平、指示來(lái)自電弧檢測(cè)器99的信號(hào)中的噪聲電平的第二預(yù)定電平，以及指示因微電弧所致的潛在問(wèn)題的微電弧計(jì)數(shù)和時(shí)間段的數(shù)據(jù)。
[0050]在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，微型計(jì)算機(jī)164含有作為直接在電路板上的
內(nèi)置(burnt in)程序的“固件”。系統(tǒng)軟件是基于1WlndOWS?的應(yīng)用程序。該系統(tǒng)能夠
檢測(cè)到能夠由用戶設(shè)定的兩種不同電平的電弧，例如，大電弧和微電弧。一旦微電弧被檢測(cè)至IJ，計(jì)數(shù)器就被啟用以便跟蹤在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生了多少個(gè)微電弧。這些事件被標(biāo)記上日期、時(shí)間和電弧的大小，并然后被存儲(chǔ)于電路板上以便以后檢索。
[0051]信號(hào)過(guò)濾和修改系統(tǒng)116提供三個(gè)判別量級(jí)。與不必要的外部噪聲(若存在)相關(guān)的很低的判別量級(jí)(例如，50mV)是待調(diào)整的第一量級(jí)。在該量級(jí)之下，信號(hào)由于由來(lái)自供電設(shè)備72的噪聲引起而被忽略。第二量級(jí)是在指示大電弧的第一預(yù)定電平以上的信號(hào)。而第三量級(jí)是在第一預(yù)定電平與指示微電弧的第二預(yù)定電平之間的信號(hào)。
[0052]盡管不限制本發(fā)明，用于微電弧的數(shù)據(jù)處理如下:如果計(jì)算機(jī)164找到?jīng)]有任何間斷的緊密連續(xù)的觸發(fā)器高電平(flip-flop high),則計(jì)算機(jī)164處理作為封包的這堆數(shù)據(jù)。經(jīng)驗(yàn)是火花脈沖會(huì)成群出現(xiàn)，這將由封包表示。一個(gè)封包能夠包括最大數(shù)量的脈沖，例如(但不限制本發(fā)明)，256個(gè)脈沖。術(shù)語(yǔ)“脈沖”并不意味著脈沖(例如，MHz脈沖)在濾波器154B的輸出以上，但是它意味著計(jì)算機(jī)164在時(shí)間測(cè)量周期(例如，10毫秒長(zhǎng))內(nèi)于通常稱為觸發(fā)器的雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出上找到了封包。在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，當(dāng)脈沖數(shù)量在給定的時(shí)間段(例如，10秒)內(nèi)超過(guò)設(shè)定量(例如，256)時(shí)，則該256個(gè)脈沖將構(gòu)成在新的時(shí)間段內(nèi)的新封包。第一實(shí)驗(yàn)在總體上表明封包長(zhǎng)為大約1-40個(gè)脈沖。
[0053]參照?qǐng)D7，在本發(fā)明的另一種非限制性實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)164和電子存儲(chǔ)設(shè)備166被安裝于用于容納飛機(jī)18的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的箱柜210內(nèi)。在本發(fā)明的一種非限制性實(shí)施例中，箱柜210能夠包括用于提供與風(fēng)擋20的可加熱元件32的性能有關(guān)的可聽(tīng)信息的、通過(guò)導(dǎo)線或光耦合器213與信號(hào)開(kāi)關(guān)140 (見(jiàn)圖6)連接的揚(yáng)聲器212，以及用于使人注意到計(jì)算機(jī)164的、為飛行器內(nèi)的人員提供風(fēng)擋20的實(shí)時(shí)性能的警報(bào)器214。在本發(fā)明的另一種非限制性實(shí)施例中，箱柜210具有無(wú)線發(fā)送器和接收器220，用于發(fā)送有關(guān)風(fēng)擋20的可加熱元件28 (見(jiàn)圖4)的性能的信號(hào)222以及在需要修理和維護(hù)風(fēng)擋20時(shí)接收與計(jì)劃時(shí)間和位置有關(guān)的信號(hào)224，如同美國(guó)專利申請(qǐng)N0.12/345，932所公開(kāi)的。
[0054]在本發(fā)明的另一種非限制性實(shí)施例中，已經(jīng)選擇了智能電力控制器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制系統(tǒng)72 (見(jiàn)圖5)的某些構(gòu)件的法拉第盒109被安裝于窗20 (見(jiàn)圖8)的外周邊緣。在本發(fā)明的該非限制性實(shí)施例中，法拉第盒109被安裝于風(fēng)擋20的外周邊緣38之上，例如(但不限制本發(fā)明)，在玻璃板22和24及夾層26的外周邊緣上。保護(hù)性塑料層230被設(shè)置于風(fēng)擋20的外周邊緣38與法拉第盒109之間，以防止玻璃邊緣由于振動(dòng)而損壞。電纜232延伸到邊緣密封部件36之外，并且通過(guò)在飛行器【技術(shù)領(lǐng)域】中所使用的那種類型的連接器236連接至電纜234。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，安裝于法拉第盒109內(nèi)的構(gòu)件包括，但不限于，濾波器148、雙濾波器154和信號(hào)開(kāi)關(guān)140。電纜232和234將導(dǎo)線70和71通(carry)到可加熱元件32，使導(dǎo)線114從信號(hào)開(kāi)關(guān)140通到開(kāi)關(guān)110，并且使引自電弧檢測(cè)器99的導(dǎo)線150以及引自計(jì)算機(jī)164的導(dǎo)線158和160通到濾波器148和兩級(jí)濾波器154。導(dǎo)線111將法拉第盒109連接至地線(見(jiàn)圖5)。邊緣密封部件38覆蓋于以上所討論的風(fēng)擋20的邊際邊緣40和外周邊緣38之上，并且邊緣密封部件38同樣覆蓋于圖8所示的法拉第盒109之上。在風(fēng)擋20被安裝于飛行器18的機(jī)體內(nèi)之后，電纜222和224被連接。
[0055]參照?qǐng)D9，圖中示出了用于將本發(fā)明的智能電力控制器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)72 (見(jiàn)圖5)安裝于風(fēng)擋的本發(fā)明的另一種非限制性實(shí)施例。在圖9中，玻璃板22具有:包括(但不限制本發(fā)明)施加于與面向飛行器18的內(nèi)部的玻璃板22的表面42相反的玻璃板22的表面262之上的濾波器148、兩級(jí)濾波器154和信號(hào)開(kāi)關(guān)140的集成電路260。夾層26覆蓋于以上所討論的玻璃板22的表面262之上，并且覆蓋于集成電路260之上。將集成電路施加于玻璃表面是本【技術(shù)領(lǐng)域】所熟知的，并且認(rèn)為沒(méi)有進(jìn)一步討論的必要。
[0056]本發(fā)明并不受限于以上所給出并討論的本發(fā)明的實(shí)施例，這些實(shí)施例僅出于說(shuō)明的目的而給出，并且本發(fā)明的范圍僅由下列權(quán)利要求以及添加于與本申請(qǐng)具有直接或間接聯(lián)系的申請(qǐng)的任何附加權(quán)利要求的范圍來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)導(dǎo)電性部件的過(guò)熱和/或電弧進(jìn)行響應(yīng)的電氣系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 用于感測(cè)所述導(dǎo)電性部件的溫度的溫度傳感器； 待與電源電連接的第一開(kāi)關(guān)； 用于監(jiān)測(cè)所述導(dǎo)電性部件的電壓的電弧傳感器，所述電弧傳感器與所述第一開(kāi)關(guān)電連接，其中處于閉合位置的所述第一開(kāi)關(guān)提供通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)到所述電弧傳感器的連續(xù)的電通路，并且處于斷開(kāi)位置的所述第一開(kāi)關(guān)防止電流流過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)； 作用于所述第一開(kāi)關(guān)以選擇性地?cái)嚅_(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)的溫度控制器； 用于將所述溫度傳感器電連接至所述溫度控制器的第二開(kāi)關(guān)，其中處于閉合位置的所述第一開(kāi)關(guān)使所述溫度傳感器與所述溫度控制器電互連，并且處于斷開(kāi)位置時(shí)使所述第一開(kāi)關(guān)與所述溫度傳感器斷連； 與所述電弧傳感器連接且作用于所述第二開(kāi)關(guān)的濾波和修改系統(tǒng)， 其中在所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)處于閉合位置的情況下，提供通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)到所述導(dǎo)電性部件的第一電通路，并且提供從所述溫度傳感器經(jīng)由所述第二開(kāi)關(guān)到所述溫度控制器的第二導(dǎo)電通路， 其中所述溫度控制器在所述溫度控制器接收到來(lái)自所述溫度傳感器的預(yù)定信號(hào)時(shí)斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)，并且 其中所述濾波和修改系統(tǒng)在來(lái)自所述電弧傳感器的信號(hào)指示預(yù)定級(jí)別的電弧時(shí)斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)，并且如果所述第一開(kāi)關(guān)閉合，則所述溫度控制器響應(yīng)于所述第二開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)而斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)。
2.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中所述電弧傳感器是電流互感器并且所述電流互感器產(chǎn)生與流過(guò)所述電流互感器的電流成比例的降低電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣系統(tǒng)，其中所述電流互感器具有由Metglas材料制成的鐵芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)電性部件是具有一對(duì)間隔開(kāi)的母線的加熱部件，在所述母線之間具有與所述母線電連接的導(dǎo)電性涂層，其中所述電弧傳感器與所述母線之一電連接，而另一個(gè)母線與電源電連接，并且所述第一開(kāi)關(guān)與所述電源電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電氣系統(tǒng)，其中所述加熱部件是飛行器層合式透明件的一層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣系統(tǒng)，其中所述電弧傳感器及所述濾波和修改系統(tǒng)被安裝于法拉第盒內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣系統(tǒng)，其中所述法拉第盒被安裝于所述飛行器層合式透明件上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣系統(tǒng)，其中所述濾波和修改系統(tǒng)為印刷電路的形式并且貼附于所述飛行器層合式透明件的一個(gè)層的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣系統(tǒng)，其中所述飛行器透明件是飛行器風(fēng)擋。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中由所述溫度控制器接收自所述溫度傳感器的所述預(yù)定信號(hào)指示所述導(dǎo)電性部件等于或已經(jīng)超過(guò)預(yù)定溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中從所述電弧傳感器到所述濾波和修改系統(tǒng)的、在電流/電壓第一預(yù)定電平以上的所述信號(hào)指示大電弧，所述大電弧是在所述導(dǎo)電性部件處的、可由肉眼看得見(jiàn)的電弧，所述濾波和修改系統(tǒng)過(guò)濾在電流/電壓第二預(yù)定電平以下的來(lái)自所述電弧傳感器的所述信號(hào)以過(guò)濾掉電噪聲，其中在所述第二預(yù)定電平以上且在所述第一預(yù)定電平以下的電流/電壓被定義為小電弧。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電氣系統(tǒng)，其中所述濾波和修改系統(tǒng)在電流/電壓等于或大于所述第二預(yù)定電平時(shí)將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至所述第二開(kāi)關(guān)以斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)，并且在電流/電壓等于或大于所述第二預(yù)定電平且在所述第一預(yù)定電平以下時(shí)將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至所述第二開(kāi)關(guān)以斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電氣系統(tǒng)，其中當(dāng)在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)存在預(yù)定數(shù)量的微電弧時(shí)，用于斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)的信號(hào)由所述濾波和修改系統(tǒng)來(lái)發(fā)送。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電氣系統(tǒng)，其中由所述溫度控制器接收自所述溫度傳感器的所述預(yù)定信號(hào)指示所述導(dǎo)電性部件等于或已經(jīng)超過(guò)預(yù)定溫度。
15.一種包括風(fēng)擋的飛行器，所述風(fēng)擋包括:用于從所述風(fēng)擋的外表面去除雪、霧或冰的可加熱元件，所述可加熱元件包括一對(duì)間隔開(kāi)的母線以及在所述間隔開(kāi)的母線之間的且與所述母線電接觸的導(dǎo)電性部件；以及用于監(jiān)測(cè)和/或控制所述可加熱元件的性能的電氣系統(tǒng)，所述電氣系統(tǒng)包括: 用于感測(cè)所述導(dǎo)電性部件的溫度的溫度傳感器； 待與所述飛行器的電源電連接的第一開(kāi)關(guān)； 用于監(jiān)測(cè)所述導(dǎo)電性部件的電壓的電弧傳感器，所述電弧傳感器與所述第一開(kāi)關(guān)電連接，其中處于閉合位置的所述第一開(kāi)關(guān)提供經(jīng)由所述第一開(kāi)關(guān)從所述飛行器的所述電源到所述電弧傳感器的以及從所述電弧傳感器到所述可加熱元件的所述對(duì)間隔開(kāi)的母線中的第一母線的連續(xù)的電通路，而所述可加熱元件的所述間隔開(kāi)的母線中的第二母線與所述電源連接，并且處于斷開(kāi)位·置的所述第一開(kāi)關(guān)防止電流從所述電源流到所述第一母線； 作用于所述第一開(kāi)關(guān)以選擇性地?cái)嚅_(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)的溫度控制器； 用于將所述溫度傳感器電連接至所述溫度控制器的第二開(kāi)關(guān)，其中處于閉合位置的所述第一開(kāi)關(guān)使所述溫度傳感器與所述溫度控制器電互連，而處于斷開(kāi)位置時(shí)使所述第一開(kāi)關(guān)與所述溫度傳感器斷連； 與所述電弧傳感器連接且作用于所述第二開(kāi)關(guān)的濾波和修改系統(tǒng)， 其中在所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)處于閉合位置的情況下，提供經(jīng)由所述第一開(kāi)關(guān)從所述供電設(shè)備通過(guò)所述可加熱元件到所述電源的第一電通路，并提供經(jīng)由所述第二開(kāi)關(guān)從所述溫度傳感器到所述溫度控制器的第二導(dǎo)電通路， 其中當(dāng)所述溫度控制器接收到來(lái)自所述溫度傳感器的預(yù)定信號(hào)時(shí)，所述溫度控制器斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)，并且 其中所述濾波和修改系統(tǒng)在來(lái)自所述電弧傳感器的信號(hào)指示預(yù)定級(jí)別的電弧時(shí)斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)，并且如果所述第一開(kāi)關(guān)閉合，則所述溫度控制器響應(yīng)于所述第二開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)而斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的飛行器，其中所述電弧傳感器是電流互感器并且所述電流互感器產(chǎn)生與流過(guò)所述電流互感器的電流成比例的降低電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的飛行器，其中所述電弧傳感器及所述濾波和修改系統(tǒng)被安裝于法拉第盒內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的飛行器，其中所述法拉第盒被安裝于所述飛行器透明件上。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的飛行器，其中所述濾波和修改系統(tǒng)為印刷電路的形式并且貼附于所述飛行器層合式透明件的一個(gè)層的表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的飛行器，其中由所述溫度控制器接收自所述溫度傳感器的所述預(yù)定信號(hào)指示所述導(dǎo)電性部件等于或已經(jīng)超過(guò)預(yù)定溫度。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的飛行器，其中從所述電弧傳感器到所述濾波和修改系統(tǒng)的、在電流/電壓第一預(yù)定電平以上的所述信號(hào)指示大電弧，所述大電弧是在所述導(dǎo)電性部件處的、可由肉眼看得見(jiàn)的電弧，所述濾波和修改系統(tǒng)過(guò)濾在電流/電壓第二預(yù)定電平以下的來(lái)自所述電弧傳感器的所述信號(hào)以過(guò)濾掉電噪聲，其中在所述第二預(yù)定電平以上且在所述第一預(yù)定電平以下的電流/電壓被定義為小電弧，并且包括作用于所述濾波和修改系統(tǒng)以改變所述濾波器和修改系統(tǒng)的設(shè)定的控制器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的飛行器，其中所述濾波和修改系統(tǒng)在電流/電壓等于或大于所述第二預(yù)定電平時(shí)將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至所述第二開(kāi)關(guān)以斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)，并且在電流/電壓等于或大于所述第二預(yù)定電平且在所述第一預(yù)定電平以下時(shí)將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至所述第二開(kāi)關(guān)以斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的飛行器，其中當(dāng)在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)存在預(yù)定數(shù)量的微電弧時(shí)，用于斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)的信號(hào)由所述濾波和修改系統(tǒng)來(lái)發(fā)送。
24.根據(jù)權(quán)利要求2 3所述的飛行器，其中由所述溫度控制器接收自所述溫度傳感器的所述預(yù)定信號(hào)指示所述導(dǎo)電性部件等于或已經(jīng)超過(guò)預(yù)定溫度。
25.一種為了消除過(guò)熱和/或電弧而控制到飛行器透明件的可加熱元件的電輸入的方法，其中所述可加熱元件包括用于加熱所述透明件的外表面的導(dǎo)電性部件，所述方法包括: 通過(guò)溫度控制器將代表所述導(dǎo)電性部件的溫度的信號(hào)經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)至第二開(kāi)關(guān)，其中當(dāng)所述溫度控制器指示等于或超過(guò)預(yù)定值的溫度時(shí)，所述溫度控制器采取行動(dòng)以斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)； 在電流/電壓經(jīng)由所述第二開(kāi)關(guān)從所述電源流到所述導(dǎo)電性部件時(shí)監(jiān)測(cè)從電源到所述導(dǎo)電性部件的電流/電壓，其中所述監(jiān)測(cè)處于所述第二開(kāi)關(guān)與所述導(dǎo)電性部件之間的位置并且提供監(jiān)測(cè)信息； 在所述監(jiān)測(cè)信息具有預(yù)定的選擇信息時(shí)根據(jù)所述監(jiān)測(cè)信息采取行動(dòng)以斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)，其中斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)而斷開(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述預(yù)定的選擇信息指示所述導(dǎo)電性部件的電弧。
【文檔編號(hào)】H05B3/86GK103826968SQ201280047501
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】焦榆, H·捷爾吉, A·N·巴謝德, J·梅德澤尤斯 申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司