(57)【要約】【課題】知的窓熱制御システムの提供。【解決手段】航空機フロントガラスの性能を監視するためのシステムが、感知接点と、評価ユニットとを備える、センサを含む。感知接点は、フロントガラスの１つまたはそれを上回る構成要素と物理的に接触し、フロントガラスの構成要素の性能を表す信号を生成する。電気コネクタが、航空機の内部に面するフロントガラスの表面に固着される。感知接点からの信号は、コネクタを通して評価ユニットに通過する。評価ユニットは、フロントガラスの構成要素の性能を判定するために、信号に作用し、評価ユニットは、フロントガラスおよび電気コネクタとの物理的接点から離間され、かつその外側にあって、電気コネクタと電気接触する。【選択図】図２
2020079074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントガラス監視システムであって、
フロントガラスであって、前記フロントガラスは、前記フロントガラスから曇り、氷、および／または、雪を除去するための加熱配列を備え、前記加熱配列は、一対の離間されたバスバーと、前記離間されたバスバーの間に延在し、かつ、前記離間されたバスバーに電気的に接触している前記フロントガラスの少なくとも一部を覆う導電性コーティングとを備える、フロントガラスと、
１つ以上の電子デバイスを格納するように構成されたキャビネットであって、前記１つ以上の電子デバイスは、前記フロントガラスから離間され、かつ、少なくとも１つの電力線を介して前記フロントガラスに電気的に接触している、キャビネットと、
前記少なくとも１つの電力線を通して前記フロントガラスに電気的に接続された電源であって、前記電源は、前記バスバーを通して、かつ、前記導電性コーティングを通して、電流を提供することにより、前記導電性コーティングを加熱し、これにより、前記フロントガラスの少なくとも外面を加熱するように構成されている、電源と、
感知部分と前記キャビネット内の評価ユニットとを備えるアークセンサであって、前記感知部分は、前記少なくとも１つの電力線に電気的に接続されており、かつ、前記バスバーのうちの１つから前記少なくとも１つの電力線を通過する信号の電圧または電流を検出するように構成されており、前記評価ユニットは、前記アークセンサの前記感知部分によって検出された電圧または電流に基づいて、前記加熱配列から前記電源を切断するように構成されている、アークセンサと
を備える、フロントガラス監視システム。
【請求項２】
前記フロントガラスは、車両のフロントガラスであり、前記キャビネットは、前記車両内に位置する、請求項１に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項３】
前記フロントガラスのパラメータを測定するための少なくとも１つのセンサをさらに備え、前記少なくとも１つの追加のセンサは、前記フロントガラスに物理的に接触している感知部分と、前記キャビネット内の評価ユニットとを備え、前記少なくとも１つのセンサは、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、応力センサ、温度センサ、ｐ−スタティックセンサの群から選択される、請求項１に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項４】
前記アークセンサの前記評価ユニットは、前記検出された電圧または電流が前記加熱配列の前記導電性コーティングの抵抗値の増加を示すとき、前記電源を前記バスバーから切断するように構成されている、請求項１に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項５】
少なくとも１つの温度センサをさらに備え、前記少なくとも１つの温度センサは、前記フロントガラスに接続された感知部分と前記キャビネット内の評価ユニットとを備え、前記感知部分は、前記フロントガラスの少なくとも一部分の温度を表す信号を生成するように構成されており、前記評価ユニットは、前記温度センサの前記感知部分によって生成された信号に作用するように構成されている、請求項１に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項６】
前記電源を前記加熱配列の前記バスバーのうちの１つに電気的に接続する第１のスイッチをさらに備え、
閉位置における前記第１のスイッチは、前記電源から前記第１のスイッチを通して前記導電性コーティングまでの連続的な電気経路を提供し、開位置における前記第１のスイッチは、前記電源を前記導電性コーティングから電気的に分離し、
前記少なくとも１つの温度センサの前記評価ユニットは、前記温度センサの前記感知部分によって生成された信号が前記フロントガラスの温度が所定の温度を超えることを示すとき、前記第１のスイッチを開にするように構成されている、請求項５に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの温度センサの前記感知部分を前記キャビネットに電気的に接続する第２のスイッチをさらに備え、
閉位置における前記第２のスイッチは、前記少なくとも１つの温度センサと前記キャビネットとを電気的に相互接続し、開位置における前記第２のスイッチは、前記キャビネットと前記少なくとも１つの温度センサとを切断し、
前記アークセンサの前記評価ユニットは、前記少なくとも１つの電力線を通過する電気信号の検出された電圧または電流が所定の値を超えるとき、前記第２のスイッチが前記閉位置から前記開位置に遷移するように前記第２のスイッチを動作させるように構成されている、請求項６に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項８】
前記閉位置における前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチを用いて、第１の電気経路が、前記電源から前記第１のスイッチを通して前記フロントガラスの前記加熱配列まで提供され、第２の導電性経路が、前記少なくとも１つの温度センサの前記感知部分から前記第２のスイッチを通して前記キャビネットまで提供される、請求項７に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの温度センサの前記感知部分は、前記導電性コーティングに搭載されたサーミスタを備える、請求項５に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項１０】
前記アークセンサの前記感知部分は、前記少なくとも１つの電力線に電気的に接続された変流器を備え、前記変流器は、前記バスバーから前記電源まで通る電気信号のフィルタ処理を改善するために、前記電力線を通過する前記電気信号を低減された大きさの信号まで低減するように構成されている、請求項１に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項１１】
前記変流器によって出力される前記低減された大きさの信号の大きさは、前記電源から前記導電性コーティングまで通る電流の大きさに比例する、請求項１０に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項１２】
前記変流器によって出力される前記低減された大きさの信号は、前記信号から電気雑音または磁気雑音を低減するまたは排除するように前記信号をフィルタ処理するハイパスフィルタを通される、請求項１０に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項１３】
前記アークセンサの前記評価ユニットは、前記アークセンサの前記感知部分によって検出された電圧または電流と所定の値とを比較し、前記検出された電圧または電流が前記所定の値を超える時間の量を決定し、前記決定された時間の量が所定の時間値を超えるとき、主要アーク放電が起こっていると決定するように構成されている、請求項１に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項１４】
前記キャビネット内に搭載された電子記憶装置をさらに備え、前記電子記憶装置は、前記アークセンサの前記評価ユニットから受信されたデータを収集し記憶するように構成されている、請求項１に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項１５】
前記アークセンサの前記評価ユニットは、前記電子記憶装置から前記導電性コーティングのための性能履歴情報を受信するように構成されている、請求項１４に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項１６】
前記フロントガラスは、少なくとも１つの第１のシートと、少なくとも１つの第２のシートと、前記少なくとも１つの第１のシートと前記少なくとも１つの第２のシートとの間に配置された少なくとも１つの中間層とを備える、請求項１に記載のフロントガラス監視システム。
【請求項１７】
請求項１に記載のフロントガラス監視システムと、内部を備える航空機本体とを備える航空機であって、前記フロントガラスは、前記本体に搭載されており、前記キャビネットは、前記航空機本体の前記内部に位置付けられている、航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、米国特許出願第１４／６２２，９８１号、出願日２０１５年２月１６日、発明者Ｙｕ  Ｊｉａｏ，  Ｈａｒｓ  Ｇｙｏｒｇｙ，Ａｌｉ  ＲａｓｈｉｄおよびＪｏｓｅｐｈ  Ｍｅｄｚｉｕｓ，発明の名称ＡＮ  ＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＡＮＤ  ＳＥＮＳＯＲ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ  ＡＲＣＩＮＧ  ＡＮＤ  Ａ  ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＣＹ  ＨＡＶＩＮＧ  ＴＨＥ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＡＮＤ  ＳＥＮＳＯＲ，（以後、”ＵＳＰＡＰ’９８１”とも呼ぶ）の一部継続出願であり、これは、米国特許出願第１３／２４７，１３１号、出願日２０１１年９月２８日、発明者Ｙｕ  Ｊｉａｏ，Ｈａｒｓ  Ｇｙoｒｇｙ，Ａｌｉ  ＲａｓｈｉｄおよびＪｏｓｅｐｈ  Ｍｅｄｚｉｕｓ，発明の名称
ＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＡＮＤ  ＳＥＮＳＯＲ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ  ＡＲＣＩＮＧ  ＡＮＤ  Ａ  ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＣＹ  ＨＡＶＩＮＧ  ＴＨＥ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＡＮＤ  ＳＥＮＳＯＲ（米国特許出願公開Ｕ．Ｓ．２０１３／００７５５３１Ａ１号として２０１３年３月２８日に公開）（以後、”ＵＳＰＡＰ’５３１”とも呼ぶ）の分割出願である。ＵＳＰＡＰ’５３１および’９８１は、それらの全体が参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
（１．発明の分野）
本発明は、車両、例えば、限定ではないが、航空機のための知的窓熱制御システムに関し、より具体的には、航空機の物品、例えば、限定ではないが、航空機フロントガラスの加熱可能部材の性能の結論または測定結果を導出し、随意に、測定結果に基づいて加熱可能部材への電流を改変するための措置を講じるために、とりわけ、測定構成要素または標的に物理的に取り付けられるセンサと、知的データ処理を提供するセンサ評価ユニットとを含む、航空機のための制御センサまたはセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在のところ、車両のための窓または透明材、例えば、限定ではないが、航空機のためのフロントガラスは、フロントガラスの性能を判定するためのセンサと、フロントガラスの性能が許容可能動作限度外で動作しているとき、フロントガラスへの損傷を防止するための措置を講じるための制御システムとを有する。透明材、例えば、限定ではないが、センサと、制御システムとを有する航空機フロントガラスの詳細な議論が、米国特許第８，１５５，８１６号および第８，３８３，９９４号ならびにＵＳＰＰＡ第’５３１号に開示されている。米国特許第８，１５５，８１６号および第８，３８３，９９４号は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【０００４】
本発明の目的として、物品、例えば、限定ではないが、フロントガラス上で動作するセンサは、２つの構成要素または副動作システムを含むと見なされる。明確化を目的として、センサの一方の構成要素または副動作システムは、センサの「感知部分」と称され、第２の構成要素または第２の副動作システムは、センサの「評価ユニット」と称される。感知部分は、観察下の物品または構成要素の変化、例えば、限定ではないが、フロントガラスの外面から雪、氷、および曇りを除去するためのフロントガラスの加熱可能部材の加熱によって有効化され、感知部分は、信号、通常、限定ではないが、電気信号を評価ユニットに転送する。評価ユニットは、物品または構成要素の動作条件を監視するために、感知部分からの信号に作用し、物品の動作条件を表す信号、通常、電気信号を制御システムに転送する。
【０００５】
物品が許容可能限度内で動作しているとき、感知部分および／または評価ユニットは、いかなる措置も講じられるべきではないことを示すことが予期されるが、しかしながら、物品が許容可能限度外で動作しているとき、フロントガラスおよび／または航空機への損傷を防止するために、例えば、限定ではないが、加熱可能部材およびその電源を相互に切断する措置が、ヒータコントローラによって講じられる。
【０００６】
現在利用可能なシステムの制限のうちの１つは、感知部分および評価ユニットが、監視されている物品、例えば、限定ではないが、フロントガラス上に搭載されることである。本実践は、許容可能であるが、制限が存在する。より具体的には、各フロントガラスは、物品上に搭載される感知部分を有し、評価ユニットもまた、物品上に搭載されなければならない。ここで理解され得るように、センサの性能測定部分が、フロントガラスの代わりに航空機上に搭載される場合、フロントガラスのコストを削減するであろう。加えて、いくつかの場合では、遠隔測定方法を使用して、物品に接続される感知部分を伴わずに物品のステータスを監視することが可能であり得る。このように、航空機上に搭載される評価ユニットは、特定のフロントガラス位置を点検するように割り当てられることができ、特定のフロントガラス位置に搭載されるフロントガラスの感知部分は、特定のフロントガラス位置を点検するように割り当てられる性能測定部分に接続される。上記の配列では、各フロントガラスに評価ユニットを提供する必要性は、排除される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車両の物品または物品の構成要素の性能を監視するためのシステムに関し、本システムは、感知接点と、感知性能評価ユニットとを含む、センサを含む。感知接点は、物品または物品の構成要素と物理的に接触し、物品または物品の構成要素の性能を表す信号を生成し、評価ユニットは、物品または物品の構成要素の性能を判定するために、信号に作用する。感知性能評価ユニットは、物品および電気コネクタとの物理的接点から離間され、かつその外側にある。
【０００８】
本発明はさらに、センサを有するタイプの改良された航空機フロントガラスに関する。センサは、フロントガラスの構成要素に作用する感知接点と、評価ユニットとを含み、感知接点は、フロントガラスの構成要素と物理的に接触し、フロントガラスの構成要素の性能を表す信号を生成する。信号は、フロントガラスの構成要素の性能を評価するために、スペーサの評価ユニットによって作用され、感知性能評価ユニットは、フロントガラスと物理的に接触し、感知接点と電気接触する。改良物は、限定ではないが、フロントガラスとの物理的接点から離間され、かつその外側にあって、電気コネクタと電気接触する、評価ユニットと、センサの感知接点とを含む。
【０００９】
本発明はまたさらに、とりわけ、電気加熱可能フィルムと、加熱可能フィルム上の離間されたバスバーの対と、バスバーをスイッチおよび電力に接続するワイヤとを含み、選択されたスイッチが閉位置にあるとき、電流が、フィルムを加熱するためにバスバーを通して移動し、スイッチの選択されたものが開位置にあるとき、いかなる電流もバスバーを通して移動しない、とりわけ、加熱可能部材を含む、車両のための透明材に関する。電気ワイヤが、外部電気アクセスを回路に提供するために、回路に接続され、透明材の外側に延在し、センサが、ワイヤの端部に電気的に接続され、センサは、ある電気レベルを上回るアーク放電が検出されると、スイッチの選択されたものを開位置に移動し、いかなるアーク放電も検出されないと、選択されたスイッチを閉位置に設定する。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
車両の物品または物品の構成要素の性能を監視するためのシステムであって、
感知部分と、評価ユニットとを備えるセンサであって、前記感知部分は、前記物品または前記物品の構成要素と物理的に接触し、それから１つまたはそれを上回る着目パラメータを測定することが可能であり、前記物品または前記物品の構成要素の性能を表す信号を生成し、前記評価ユニットは、前記物品または前記物品の構成要素の性能を判定するために、前記感知部分からの信号に作用する、センサ
を備え、
前記評価ユニットは、前記物品との物理的接点から離間され、かつその外側にある、システム。
（項目２）
前記評価ユニットは、前記車両の動作および／または保管からもたらされる前記物品または前記物品の構成要素の性能を判定するために、前記センサの感知部分からの信号に作用するための電気回路を備え、前記評価ユニットは、前記物品または前記物品の構成要素の性能を表す第２の信号を提供し、前記センサの評価ユニットの電気回路は、前記信号を受信し、それに作用し、前記物品または前記物品の構成要素の動作性能を判定するために、前記物品との接点から離間され、かつその外側にあるように位置付けられる、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記センサは、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、導電性コーティング温度センサ、アークセンサ、応力センサ、およびプリシピテーションスタティックセンサの群から選択される、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記車両の物品は、フロントガラスであり、前記車両の内部に面するように指定された前記フロントガラスの表面は、前記感知接点から前記センサの評価ユニットに信号を通過させるために、前記フロントガラスの一体部品である感知部分および前記センサの評価ユニットを相互接続する電気コネクタを有する、項目２に記載のシステム。
（項目５）
前記車両は、航空機であり、前記物品は、前記航空機のフロントガラスであり、監視される前記フロントガラスの構成要素は、ガラスシート、プラスチックシート、防湿層、構造部材、電気配線、加熱可能部材、およびそれらの組み合わせの群から選択され、信号が、電子記憶装置およびアラームシステムに転送され、前記アラームシステムは、前記信号が、前記物品または前記物品の構成要素が許容可能限度外で動作していることを示すとアクティブ化される、項目４に記載のシステム。
（項目６）
前記車両の物品は、航空機のフロントガラスであり、前記フロントガラスは、
前記航空機の本体内に搭載されるような前記フロントガラスの外面から曇り、氷、および／または雪を除去するための、加熱可能部材と、
前記フロントガラスの外面に対向する前記フロントガラスの表面上に搭載される、電気コネクタと、
信号を生成し、前記信号を前記電気コネクタに転送するために、前記加熱可能部材に動作可能に接続される、センサの感知部分と、
前記フロントガラスから離間される別個の電子デバイス内に位置付けられ、前記信号を受信し、前記加熱可能部材の動作性能を判定するために、前記電気コネクタに電気的に接続される、評価ユニットと、
を備える、項目２に記載のシステム。
（項目７）
前記センサは、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、温度センサ、アークセンサ、およびそれらの組み合わせを含むセンサの群から選択され、前記衝撃センサの評価ユニット、前記破断センサの評価ユニット、前記湿度センサの評価ユニット、前記導電性コーティング温度センサの評価ユニット、および前記アークセンサの評価ユニットは、前記航空機内のフロントガラスとは別個に搭載される電子デバイスの部品である、項目６に記載のシステム。
（項目８）
前記センサは、アークセンサであり、前記感知部分は、相互に離間されるバスバーの対に電気的に接続され、導電性コーティングが、前記バスバー間でそれに接続され、前記アークセンサの評価ユニットは、電力供給源と前記バスバーのうちの１つとの間のスイッチを備え、前記評価ユニットの信号は、前記アークセンサの評価ユニットが、加熱可能部材が許容可能範囲外で動作していることを示すと、前記導電性コーティングを電力から切断するように前記スイッチを動作させる、項目７に記載のシステム。
（項目９）
前記車両は、航空機であり、フロントガラスを含む前記物品は、前記フロントガラスの外面から雪、曇り、および／または氷を除去するための加熱可能部材を有し、前記加熱可能部材は、離間されるバスバーの対と、前記離間されるバスバー間でそれと電気接触する導電性部材とを備え、前記バスバーは、前記バスバーを通して、かつ前記導電性部材を通して電流を流動し、前記導電性部材を加熱し、前記フロントガラスの外面を加熱するための電源と、前記加熱可能部材の性能を監視および／または制御するための電気システムとに接続され、前記電気システムは、
前記加熱可能部材の温度を感知するための、温度センサと、
前記加熱可能部材のバスバーのうちの１つに前記電源を電気的に接続する、第１のスイッチであって、閉位置における前記第１のスイッチは、前記電源から、前記第１のスイッチを通して、前記加熱可能部材に連続電気路を提供し、開位置における前記第１のスイッチは、前記加熱可能部材を非アクティブ化するために、前記加熱可能部材から前記電源を電気的に分離する、第１のスイッチと、
前記電源と前記加熱可能部材との間の位置において前記電気システムの電圧を監視するための、アーク監視および検出システムと、
前記温度センサに電気的に接続され、前記温度センサの温度が事前判定された温度を超えると、前記第１のスイッチを開にするように前記第１のスイッチに作用する、熱コントローラと、
前記温度センサを前記熱コントローラに電気的に接続する、第２のスイッチであって、閉位置における前記第２のスイッチは、前記温度センサおよび前記熱コントローラを電気的に相互接続し、開位置において、前記熱コントローラおよび前記温度センサを切断し、前記第２のスイッチは、前記アーク監視および検出システムによって測定される電圧および／または電流が事前判定されたレベルを超えることを示す、前記アーク監視および検出システムからの第２の信号によって、前記閉位置から前記開位置に移動される、第２のスイッチと、
を備え、前記閉位置における第１のスイッチおよび第２のスイッチを用いて、第１の電気路が、前記電力供給源から、前記第１のスイッチを通して、前記加熱可能部材を通して、前記電源に提供され、第２の導電性経路が、前記温度センサから、前記第２のスイッチを通して、前記熱コントローラに提供され、
前記熱コントローラは、前記温度センサによって測定される加熱可能部材の温度が、事前判定された温度に等しい、および／またはそれを超えると、前記第１のスイッチを開にし、
前記アークセンサは、前記アークセンサによって測定される電圧および／または電流が事前判定されたレベルを超えると、前記第２のスイッチを開にするための信号を送信し、前記第２のスイッチの開路に応答する前記熱コントローラは、前記第１のスイッチを開にし、
前記センサは、導電性コーティング温度センサおよびアークセンサであり、前記アークセンサの感知接点は、前記フロントガラスの外面から雪、曇り、および／または氷を除去するための加熱可能部材を備え、前記加熱可能部材は、前記離間されるバスバーの対と、前記離間されるバスバー間でそれと電気接触する、導電性部材とを備え、前記バスバーは、前記バスバーの一方を通して、前記導電性部材を通して、かつ前記他方のバスバーを通して電流を流動し、前記導電性部材を加熱し、前記フロントガラスの外面を加熱するために、電源に接続され、前記アークセンサの感知性能評価ユニットは、前記加熱可能部材の性能を監視および／または制御するための電気システムを備え、前記電気システムは、前記第１のスイッチと、前記熱コントローラと、前記第２のスイッチと、前記アーク監視および検出システムとを備え、
前記導電性温度コーティングの感知接点は、前記加熱可能部材の温度を感知するための温度センサを備え、前記導電性コーティングユニットの感知性能評価ユニットは、前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチと、前記熱コントローラとを備える、
項目１に記載のシステム。
（項目１０）
前記センサは、アークセンサであり、温度センサをさらに備え、前記アークセンサの評価ユニットは、加熱可能部材のバスバーに電気的に接続され、前記温度センサの評価ユニットは、前記加熱可能部材のコーティングに接続されるサーミスタに電気的に接続され、前記アークセンサの評価ユニットおよび導電性温度コーティングセンサの評価ユニットは、電力供給源とスイッチとの間に位置するスイッチに接続され、前記スイッチは、前記加熱可能部材が前記コーティングセンサおよび前記アークセンサによって設定される許容可能限度外で機能していると開にされる、項目１に記載のシステム。
（項目１１）
前記アークセンサの評価ユニットおよび前記導電性温度コーティングセンサの評価ユニットは、前記加熱可能部材が前記コーティングセンサおよび前記アークセンサによって設定される許容限度外で機能していると、アラームシステムをアクティブ化させる、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
前記アークセンサの評価ユニット、前記導電性温度コーティングセンサの評価ユニットは、前記加熱可能部材が許容可能限度外で機能していると、電気エネルギーが前記加熱可能部材を通して移動することを停止させるために、窓熱コントローラに接続され、前記導電性温度コーティングセンサおよび前記アークセンサの評価ユニットは、前記加熱可能部材の性能履歴を提供するために、電子記憶装置に接続される、項目１１に記載のシステム。
（項目１３）
前記センサは、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、温度センサ、アークセンサ、およびそれらの組み合わせを含むセンサの群から選択される、項目１２に記載のシステム。
（項目１４）
前記車両の物品は、航空機内に搭載されるフロントガラスであり、前記フロントガラスは、前記センサの感知部分を有し、前記センサの感知部分および前記センサの評価ユニットはそれぞれ、信号送信機と、信号受信機とを備え、前記センサの評価ユニットは、選択された地理的エリア内の航空機の外側に位置付けられ、前記センサの感知部分と前記評価ユニットとの間の通信は、相互に信号を伝送することによって成される、項目１に記載のシステム。
（項目１５）
センサを有するタイプの航空機フロントガラスにおいて、前記センサは、前記フロントガラスの構成要素を監視する感知部分と、評価ユニットとを備え、前記感知部分は、前記フロントガラスの構成要素と物理的に接触し、前記フロントガラスの構成要素の性能を表す信号を生成し、前記信号は、前記フロントガラスの構成要素の性能を判定するために、前記センサの評価ユニットによって作用され、前記評価ユニットは、前記フロントガラスと物理的に接触し、前記感知接点と電気接触し、改良物は、
前記フロントガラスとの物理的接点から離間され、かつその外側にあって、前記センサの感知部分と電気接触する、評価ユニットを備える、航空機フロントガラス。
（項目１６）
車両のための透明材であって、電気加熱可能フィルムと、前記加熱可能フィルム上の離間されたバスバーの対と、前記バスバーをスイッチおよび電力に接続するワイヤとを備え、選択されたスイッチが前記閉位置にあるとき、電流が、前記フィルムを加熱するために前記バスバーを通して移動し、前記スイッチの選択されたものが前記開位置にあるとき、いかなる電流も前記バスバーを通して移動しない、加熱可能部材と、
前記回路に接続され、前記透明材の外側に延在し、外部電気アクセスを前記回路に提供する、電気ワイヤと、
前記ワイヤの端部に電気的に接続される、センサであって、前記センサは、ある電気レベルを上回るアーク放電が検出されると、前記スイッチの選択されたものを前記開位置に移動させ、いかなるアーク放電も検出されないと、前記選択されたスイッチを前記閉位置に設定する、センサと、
を備える、透明材。
（項目１７）
前記センサは、感知部分と、評価ユニットとを備え、前記ワイヤは、前記センサの評価ユニットに接続される、項目１６に記載の透明材。
（項目１８）
前記選択されたスイッチのうちの１つは、ヒータコントローラであり、前記ワイヤは、前記センサおよびヒータコントローラをともに接続する、項目１６に記載の透明材。
（項目１９）
前記透明材は、航空機フロントガラスである、項目１８に記載の透明材。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の非限定的実施形態を有する、航空機の等角図である。
【図２】図２は、本発明の特徴を組み込む、航空機透明材の断面図である。
【図３】図３は、ブロック図において、加熱配列のアーク放電を判定するために本発明の実践において使用される電気システムを示す、図２の航空機透明材の加熱可能部材の等角図である。
【図４】図４は、本発明の教示による、加熱配列の導電性部材上に位置付けられる、衝撃センサまたは検出器の感知部分の非限定的側面の平面図である。
【図５】図５は、衝撃センサの感知部分が図４に示される、本発明の教示による、衝撃センサの感知部分の性能を測定するための、衝撃センサの評価ユニットまたは性能測定部分の電気システムの非限定的側面である。
【図６】図６は、本発明の破断センサまたは検出器の非限定的側面の概略図である。
【図７】図７は、図６の線７−７に沿って観察される図である。
【図８】図８は、本発明の実践において使用される、破断センサまたは検出器の感知部分の別の非限定的側面の概略図である。
【図９】図９は、本発明の教示による、加熱配列の導電性部材にわたって位置付けられる、湿度センサまたは検出器の感知部分の非限定的側面の平面図である。
【図１０】図１０は、図９の線１０−１０に沿って観察される図である。
【図１１】図１１は、本発明の教示による、図９に示される湿度センサの感知部分の出力信号を監視し、それに作用するための、本発明の電気システムの非限定的側面である。
【図１２】図１２は、本発明の教示による、図９に示される湿度センサの性能測定部分の電気システムの非限定的側面である。
【図１３】図１３は、航空機の電力供給源を図３に示されるタイプの加熱配列に接続する、本発明の知的電力コントローラおよび監視システムの非限定的側面のブロック図である。
【図１４】図１４は、アークセンサの感知部分および評価ユニットを示す、本発明のアーク監視システムの非限定的実施形態のブロック図である。
【図１５】図１５は、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、温度センサ、ならびにアークセンサの感知部分および評価ユニットを示す、加熱配列の図である。
【図１６】図１６は、電力および本明細書に議論される電気機器を衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、温度センサ、およびアークセンサに接続し、加熱配列のいくつかの側面を監視するための、フロントガラスの内面上のコネクタを示す、従来技術のフロントガラスの等角図である。
【図１７】図１７は、本発明の教示による、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、温度センサ、およびアークセンサの評価ユニットに接続される、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、温度センサ、およびアークセンサの感知部分を示す、図１６の図に類似する図である。
【図１８】図１８は、本発明の教示による、航空機のための健全性監視システムを有する筐体の立面正面図であり、該健全性監視システムは、とりわけ、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、温度センサ、およびアークセンサの評価ユニットを監視することによって、とりわけ、透明材、例えば、限定ではないが、航空機フロントガラスの選択された構成要素の性能を監視するための本発明の特徴を組み込む。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書で使用されるように、「内側」、「外側」、「左」、「右」、「上」、「下」、「水平」、「垂直」、および同等物等の空間または方向用語は、図上の図面に示されるように本明細書に関連する。しかしながら、本発明は、種々の代替配向をとり得、故に、そのような用語は、限定として見なされるべきではないことを理解されたい。さらに、本明細書および請求項において使用される寸法、物理的特性等を表す全ての数字は、全ての事例において、用語「約」によって修飾されるものとして理解されたい。故に、そうでないことが示されない限り、以下の明細書および請求項に記載される数値は、本発明によって取得されることが所望されるおよび／または追求される特性に応じて、変動し得る。少なくとも、請求項の範囲に対する均等物の適用を限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告される有効数字に照らして、かつ通常の端数処理技法を適用することによって、解釈されるべきである。さらに、本明細書に開示される全範囲は、その中に網羅される任意および全ての下位範囲を包含するものと理解されたい。例えば、「１〜１０」と記載される範囲は、最小値１と最大値１０（これらの値を含む）との間の任意および全ての下位範囲、つまり、最小値１またはそれを上回る値から開始し、最大値１０またはそれを下回る値で終了する全下位範囲、例えば、１〜６．７、または３．２〜８．１、または５．５〜１０を含むものと見なされるべきである。また、本明細書で使用されるように、用語「〜にわたって位置付けられる」または「〜にわたって搭載される」は、〜の上に位置付けられる、または〜にわたって搭載されることを意味するが、必ずしも、表面接触しない。例えば、別の物品または物品の構成要素「にわたって搭載される」または「にわたって位置付けられる」、ある物品または物品の構成要素は、それぞれ、物品間の材料または物品の構成要素間の材料の存在を除外しない。
【００１２】
本発明の非限定的実施形態を議論する前に、本発明は、本発明が他の実施形態も可能であるため、その用途において、本明細書に示され議論される特定の非限定的実施形態の詳細に限定されないことを理解されたい。さらに、本発明を議論するために本明細書で使用される専門用語は、説明を目的としており、限定を目的としていない。またさらに、別様に示されない限り、以下の議論では、同様の番号は、同様の要素を指す。
【００１３】
本発明の非限定的実施形態は、航空機、例えば、限定ではないが、図１に示される航空機１０と、航空機の透明材、例えば、限定ではないが、透明材の性能に関する情報を提供し、航空機および航空機構成要素への損傷を回避するための適切な措置を講じるために、以下に詳細に議論されるセンサを有する、航空機フロントガラス１４とを対象とするであろう。しかしながら、本発明は、任意の特定のタイプのセンサ、航空機、および／または航空機透明材に限定されず、本発明は、透明材の性能を測定するための任意の設計のセンサを使用して、任意のタイプの航空機および／または航空機透明材上で実践されることができる。さらに、本発明は、商業用および住居用窓、例えば、限定ではないが、米国特許第５，６７５，９４４号に開示されるタイプ、任意のタイプの陸上車両のための窓、任意のタイプの航空機および宇宙車両のための天蓋、機室の窓、およびフロントガラス、任意の水上または水中の船のための窓、ならびに任意のタイプのコンテナ、例えば、限定ではないが、冷蔵庫、戸棚、および／またはオーブンのドアの視認側もしくはドアのための窓上で実践されることができる。
【００１４】
フロントガラス１４は、好ましくは、以下に詳細に議論され、米国特許第８，３８３，９９４号に議論されるセンサを有する、合わせフロントガラスである。図２に示されるものは、本発明の実践において使用され得る、航空機フロントガラス１４の断面の非限定的実施形態である。フロントガラス１４は、第１のビニル中間層２６によって第２のガラスシート２４に固着される第１のガラスシート２２と、第１のウレタン中間層３０によって第２のビニル中間層２８に固着される第２のシート２４と、第２のウレタン中間層３４によって加熱可能部材または加熱配列３２に固着される第２のビニル中間層２８とを含む。
【００１５】
当分野において使用されるタイプの縁部材または防湿層３６、例えば、限定ではないが、シリコーンゴムまたは他の可撓性耐久性耐湿性材料が、（１）フロントガラス１４の周辺縁３８、すなわち、第１および第２のガラスシート２２、２４、第１および第２のビニル中間層２６、２８、第１および第２のウレタン中間層３０、３４、ならびに加熱可能部材３２の周辺縁３８と、（２）フロントガラス１４の内面４２の断端または断端縁４０、すなわち、フロントガラス１４の第１のガラスシート２２の外面４２の断端４０と、（３）フロントガラス１４の外面４６の断端または断端縁４４、すなわち、加熱可能部材３２の外面４６の断端とに固着される。
【００１６】
当業者によって理解されるように、本発明を限定するものではないが、第１および第２のガラスシート２２、２４、第１および第２のビニル中間層２６、２８、ならびに第１のウレタン中間層３０は、構造部分を形成し、またはフロントガラス１４の内側区画およびフロントガラス１４の外面４２は、航空機１０の内部に面する（図１参照）。第２のウレタン層３４および加熱可能部材３２は、非構造部分を形成する、またはフロントガラス１４の外側区画およびフロントガラス１４の外面４６は、航空機１０の外部に面する。加熱可能部材３２は、以下に議論される様式で熱を提供し、フロントガラス１４の外面４６上から曇りを除去する、および／またはその上の氷を融解する。
【００１７】
理解され得るように、本発明は、フロントガラス１４の構造に限定されず、当分野において使用される航空機透明材の構造のいずれかが、本発明の実践において使用されることができる。例えば、本発明を限定するものではないが、フロントガラス１４は、第２のビニル中間層２８および第１のウレタン中間層３０が省略され、および／またはガラスシート２２および２４がプラスチックシートである、構造を含むことができる。
【００１８】
概して、フロントガラス１４のガラスシート２２および２４は、クリアな化学的に補強されたガラスシートであるが、しかしながら、本発明は、それに限定されず、ガラスシート２２および２４は、熱補強または熱強化ガラスシートであり得る。さらに、当業者によって理解されるように、本発明は、フロントガラス１４を構成する、ガラスシート２２および２４、ビニル中間層２６および２８、またはウレタン中間層３０および３４の数に限定されず、フロントガラス１４は、任意の数のシートおよび／または中間層を有することができる。
【００１９】
本発明は、加熱可能部材３２の設計および／または構造に限定されず、シートの表面を加熱し、フロントガラスの外面、例えば、限定ではないが、フロントガラス１４の外面４６上の曇り、雪、および／もしくは氷の形成を防止し、その上の雪および氷を融解し、ならびに／またはそこから曇り、雪および氷を除去するために当分野において使用される任意の導電性加熱可能部材が、本発明の実践において使用されることができる。図３を参照すると、本発明の一非限定的実施形態では、加熱可能部材３２は、第３のガラスシート６０の表面６４に適用される導電性コーティング６２を有する、ガラスシート６０（第３のガラスシート６０とも称される）と、導電性コーティング６２と電気接触する、離間されたバスバーの対６６、６８とを含む。より具体的には、導電性コーティング６２は、バスバー６６、６８の間でそれと電気接触する。本発明は、導電性コーティング６２の組成物に限定されず、当分野において公知の導電性コーティングのいずれかが、本発明の実践において使用されることができる。例えば、本発明を限定するものではないが、導電性コーティング６２は、任意の好適な透明導電性材料から作製されることができる。本発明の実践において使用され得る、透明導電性コーティング６２の非限定的実施形態は、限定ではないが、登録商標名ＮＥＳＡの下でＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．によって販売されるタイプの熱分解堆積フッ素ドープスズ酸化物フィルム、登録商標名ＮＥＳＡＴＲＯＮ下でＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．によって販売されるタイプのマグネトロンスパッタリング堆積スズドープ酸化インジウムフィルム、１つまたはそれを上回るマグネトロンスパッタリング堆積フィルムから構成されるコーティングを含み、フィルムは、限定ではないが、金属フィルム、例えば、金属酸化物間銀フィルム、例えば、酸化亜鉛および／またはスズ酸亜鉛を含み、そのそれぞれは、例えば、限定ではないが、米国特許第４，６１０，７７１号、第４，８０６，２２０号、および第５，８２１，００１号に開示されるように、マグネトロンスパッタリングによって、連続的に適用されることができる。米国特許第４，６１０，７７１号、第４，８０６，２２０号、および第５，８２１，００１号の開示は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【００２０】
本発明は、第３のガラスシート６０を加熱するために、導電性コーティング６２の使用に限定されず、本発明は、電気的に加熱され得る任意のタイプの部材、例えば、限定ではないが、導電性ワイヤの使用を想定する。ワイヤ、例えば、図２および３に想像線で示されるワイヤ６９は、バスバー６６と６８との間のプラスチック中間層、例えば、限定ではないが、第２のウレタン中間層３４のシート内に埋設され、バスバー６６および６８に電気的に接続されることができる。そのような加熱配列は、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ
Ｏｈｉｏ，  Ｉｎｃ．の登録商標名ＡＩＲＣＯＮの下で当分野において公知であり、米国特許第４，０７８，１０７号（その特許は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に開示されている。
【００２１】
本発明は、バスバー６６および６８の設計ならびに／または構造に限定されず、当分野において使用されるバスバーのタイプのいずれかが、本発明の実践において使用されることができる。本発明の実践において使用され得るバスバーの実施例は、限定ではないが、米国特許第３，７６２，９０２号、第４，６２３，３８９号、および第４，９０２，８７５号（それらの特許は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に開示されるタイプを含む。
【００２２】
継続して図３を参照すると、本発明の一非限定的実施形態では、バスバー６６および６８の各々は、それぞれ、ワイヤ７０および７１によって、知的電力コントローラおよび監視システム７２（以下により詳細に議論される）に接続され、コントローラおよび監視システム７２は、ワイヤまたは電気ケーブル７６および７７によって、航空機電力供給源７４に接続される。本発明を限定するものではないが、バスバー６６の端部７９およびバスバー６８の端部８０は、ガラスシート６０の隣接する側８２−８５から離間され、コーティング６２の側８６は、ガラスシート６０の側８２−８５から離間され、バスバー６６および６８ならびにコーティング６２と航空機１０の金属本体カバー８７（図１参照）とのアーク放電を防止する。
【００２３】
本発明の非限定的実施形態では、フロントガラス１４は、フロントガラス１４の選択された構成要素および／または特性の性能を監視するために、１つまたはそれを上回るセンサを提供される。本発明の本側面では、センサは、限定ではないが、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、導電性コーティング温度センサ、およびアークセンサを含む。
【００２４】
上記に議論され、本発明を理解することを目的としてここで繰り返されるように、物品または構成要素、例えば、限定ではないが、フロントガラス１４の加熱可能部材３２上で動作するセンサは、２つの副動作システムを含むと見なされる。明確化を目的として、センサの一方の構成要素または副動作システムは、センサの「感知部分」と称され、第２の構成要素または第２の副動作システムは、センサの「評価ユニット」と称される。感知部分は、評価ユニットへのフィードバックとして使用され、航空機の構成要素または物品、例えば、限定ではないが、フロントガラス１４の加熱可能部材３２に対する制御措置をトリガし、とりわけ、加熱可能部材３２に供給される電流を通して、加熱可能部材３２の熱を増加または減少させる。例えば、フロントガラス温度センサ（以下に詳細に議論される）は、観察下の物品または構成要素の変化、例えば、限定ではないが、フロントガラス１４の外面３６から雪、氷、および／または曇りを除去するためのフロントガラス１４の加熱可能部材３２の加熱によって有効化される加熱可能部材３２を監視するために使用され、感知部分は、信号、通常、限定ではないが、電気信号を評価ユニットに転送し、フロントガラスの加熱可能部材に適用される熱（電流）の量に対する制御措置をトリガする。
【００２５】
評価ユニットは、フロントガラス物品または構成要素、例えば、限定ではないが、フロントガラスの加熱可能部材に関する実際の性能および／もしくは潜在的フロントガラス故障のインジケーションとして、ならびに／またはそれに関する予防保守のためのインジケーションとして、物品の性能、例えば、限定ではないが、加熱可能部材の温度を測定するために、感知部分からの信号に作用する。本発明の一側面では、評価ユニットからの信号は、電子記憶装置（以下により詳細に議論される図１４の電子記憶装置２６６）に転送され、監視されている物品、例えば、限定ではないが、航空機のフロントガラスの性能の履歴をコンパイルする。
【００２６】
本発明の別の非限定的側面では、センサは、「アクティブ化センサ」または「非アクティブ化センサ」であると見なされる。「アクティブ化センサ」は、物品または構成要素、例えば、限定ではないが、フロントガラスの加熱可能部材が、加熱可能部材が許容可能限度外で動作していることを示す信号を転送すると、評価ユニットが措置を講じるようにトリガされるセンサである。措置は、限定ではないが、評価ユニットが、電力供給源から物品または構成要素を分離するように物品もしくは構成要素に作用すること、および／または監視されている物品もしくは構成要素の動作性能を変更するように物品もしくは構成要素への電力入力を修正することを含むことができる。例証として、本発明を限定するものではないが、アークセンサが、加熱可能部材３２の性能を監視する。評価ユニットが、アーク放電が起きていると判定すると、信号が、電子記憶装置（以下により詳細に議論される図１４の電子記憶装置２６６）および電力供給源スイッチ（図１３の１９８）に転送され、加熱可能部材および電流供給源を電気的に分離し、フロントガラスの外面の加熱を停止する。「非アクティブ化センサは」、感知部分が、信号、例えば、限定ではないが、電気信号を電子記憶装置およびディスプレイ（以下により詳細に議論される図１８の筐体４００）に転送し、関与する人員に、監視されている構成要素が許容可能限度内または限度外で動作していることを助言するセンサである。例証として、本発明を限定するものではないが、湿度センサが、合わせフロントガラスの中間層間を移動する湿度を監視する。湿度センサの評価ユニットからの信号が、望ましくないレベルの湿度を示すとき、いかなる措置も、講じられない。代わりに、関与する人員が、措置を講じるように助言され、講じられる措置は、限定ではないが、フロントガラスの交換および／または修復をスケジューリングすることを含むことができる。本発明の別の非限定的実施例では、衝撃センサが、フロントガラスへの衝撃を監視する。衝撃センサの評価ユニットからの信号が、望ましくないレベルまたは数の衝撃を示すと、フロントガラスは、航空機が着陸した後、フロントガラスが構造的に使用可能であるかどうかを判定するために検証される。
【００２７】
より具体的には、評価ユニットからの信号が、知る必要のある人、例えば、限定ではないが、航空機のオペレータに、構成要素が許容可能限度外で動作していることを通知するように作用するが、構成要素の動作をシャットダウンまたは制限するように作用しないとき、センサは、非アクティブ化センサとして作用している。評価ユニットからの信号が、構成要素の動作をシャットダウンまたは制限し、随意に、知る必要のある人、例えば、限定ではないが、航空機のオペレータに、構成要素が許容可能限度外で動作していることを通知するように作用するとき、センサは、アクティブ化センサとして作用している。
【００２８】
本議論は、ここで、（１）感知部分および評価ユニット、（２）「非アクティブ化センサ」および／または「アクティブ化センサ」としてのセンサの使用、ならびに（３）感知部分を有する構成要素以外の場所における評価ユニットの位置付けのより深い認識および理解のために、通常、航空機のフロントガラス上に見出される選択されたセンサの動作を対象とする。以下に議論されるセンサは、限定ではないが、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、アークセンサ、および導電性コーティング温度センサを含む。センサの議論が、以下に議論される本発明の非限定的側面において提示され、詳細な議論が、米国特許第８，１５５，８１６号および第８，３８３，９９４号ならびにＵＳＰＡＰ第’５３１号および第’９８１号に見出されている。理解され得るように、本発明は、以下に議論されるセンサに限定されず、本発明は、任意のタイプのセンサ、例えば、限定ではないが、応力センサ、プリシピテーションスタティックセンサ（ｐ−ｓｔａｔｉｃ  ｓｅｎｓｏｒ）を用いて実践されることができる。
衝撃センサ
【００２９】
理解され得るように、本発明は、衝撃センサの設計または構造に限定されず、当分野において使用される任意の衝撃センサが、本発明の実践において使用されることができる。本発明の一非限定的側面では、図４に示されるようなフロントガラス１４の加熱可能部材３２は、４つの衝撃センサまたは検出器８９ａ−８９ｄを提供される。４つの衝撃センサ８９ａ−８９ｄの各々は、それぞれ、感知部分９１ａ−９１ｄ（図４参照）と、評価ユニット９３ａ−９３ｄ（図５参照）とを含む。それぞれ、衝撃センサ８９ａ−８９ｄの感知部分９１ａ−９１ｄは、フロントガラス１４のシート上に搭載される。図４では、センサ８９ａ−８９ｄの感知部分９１ａ−９１ｄは、加熱可能部材３２のシート６０の表面６４上またはそれにわたって、より具体的には、本発明を限定するものではないが、加熱可能部材３２の導電性コーティング６２上に搭載される。センサ８９ａ−８９ｄは、１つまたはそれを上回る異物がフロントガラス１４および加熱可能部材３２（図３参照）の外面に衝突したことを示し、随意に、センサ８９ａ−８９ｄは、衝突または衝撃が起きた外面４６上の場所およびフロントガラス２０の外面４６に対する衝撃の相対的エネルギーを報告する。
【００３０】
衝撃センサ８９ａ−８９ｄのそれぞれの感知部分９１ａ−９１ｄは、圧電結晶を含む。圧電結晶が振動、例えば、ガラスシート６０の外面４６に衝突する石によって引き起こされるガラスシート６０（図１および２参照）の振動に暴露されると、圧電結晶は、圧縮または歪みを受け、その結果、電場を生産し、これは、アクティブ化されるべきアラームおよび／またはレコーダをアクティブ化または起動し、衝突または衝撃を告知および／または記録するために使用されることができる。
【００３１】
継続して図４および５を参照すると、衝撃センサ８９ａ−８９ｄの感知部分９１ａ−９１ｄは、接続９５ａ−９５ｄによって、圧電結晶のうちの１つと電気接触する。衝撃センサ８９ａ−８９ｄの各々は、それぞれ、ワイヤ１０２ａ−１０２ｄを用いて、データ処理機器９９および電力供給源７４に電気的に接続される（図５参照）。このように、衝撃センサ８９ａ−８９ｄへの電力は、電力供給源７４によって提供され、データ処理機器９９によって測定または監視される衝撃センサ８９ａ−８９ｄのそれぞれの電場において変化する。理解され得るように、本発明は、電力が衝撃センサ８９ａ−８９ｄに提供される様式に限定されず、任意の回路配列が、本発明の実践において使用されることができる。理解され得るように、衝撃センサへの電力入力は、センサの評価ユニットへの電力入力であり得、電力供給源は、交流または直流であり得る。
【００３２】
本発明の一非限定的側面では、データ処理機器９９は、センサ８９ａ−８９ｄの選択されたものまたは全てからの信号の三角測量によって衝撃の場所を判定し、例えば、電場の大きさによって衝撃の大きさを判定するために、ワイヤ９７ａ−９７ｄおよび１０２ａ−１０２ｄに沿って転送される信号を分析し、その情報を記憶するソフトウェアである。衝撃検出器の使用のための電子回路、例えば、圧電結晶は、当分野において周知であり、例えば、米国特許第６，５３５，１２６号（その特許は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれ、いかなるさらなる議論も必要であると見なされない）を参照されたい。
【００３３】
理解され得るように、本発明は、４つを上回るまたは下回る衝撃センサ８９ａ−８９ｄを用いて実践されることができる。より具体的には、衝撃センサの数を増加させること、例えば、５、６、７、１０、または２０個の衝撃センサを使用することは、衝撃面積の位置特定およびフロントガラスに衝撃を与えた力の正確度を増加させ、４つを下回る、例えば、１、２、３つのセンサを使用することは、衝撃面積の位置特定およびフロントガラスに衝撃を与えた力の正確度を減少させる。
【００３４】
上記に議論される、衝撃センサ８９ａ−８９ｄの感知部分９１ａ−９１ｄは、それぞれ、圧電結晶（図４の番号９１ａ−９１ｄによって識別される）を含み、衝撃センサ８９ａ−８９ｄの評価ユニット９３ａ−９３ｄは、データ処理機器９９と、電気コネクタ、例えば、限定ではないが、衝撃センサ８９ａ−８９ｄの感知部分９３ａ−９３ｄの電気構成要素を接続するワイヤとを含む。
【００３５】
理解され得るように、圧電結晶は、電流によって給電されないが、しかしながら、電力は、評価ユニットを動作させるために要求されることに留意されたい。図５に示される衝撃センサ８９ａ−８９ｄの評価ユニットのための電力供給源は、航空機１０に給電するための電力供給源７４であるが、しかしながら、理解され得るように、衝撃センサの評価ユニットまたは性能測定部分はそれぞれ、専用電源によって給電されることができる。
破断センサ
【００３６】
以下の議論では、米国特許第８，３８３，９９４号に開示される破断または亀裂検出器もしくはセンサの側面が、本発明の実践において使用されるが、しかしながら、理解されるように、本発明は、それに限定されず、当分野において公知の亀裂センサまたは検出器のいずれかが、本発明の実践において使用されることができる。米国特許第８，３８３，９９４号に開示されるタイプの破断センサの非限定的側面が、図６−８に示され、番号１１０（図６）および１１１（図８）によって指定される。破断センサ１１０（図６）は、フロントガラス１４の加熱可能部材６２のシート６０の主面６４（図６参照）および／またはシート２２、２４のうちの１つ（図８参照）の略全外側周辺３８（図２、６、および８参照）に沿って、またはその周囲に延在する、導電性ストリップ１１２を含む。図６および７では、導電性ストリップ１１２は、導電性コーティング６２にわたって、またはそれと表面接触し、そしてガラスシート６０の表面６４にわたって、またはそれと表面接触して搭載されるように示され、バスバー６６および６８を囲繞し、電気絶縁層１１４、例えば、ウレタン層または非導電性コーティング層によって、導電性コーティング６２ならびにバスバー６６および６８から電気的に隔離される（図７参照）。
【００３７】
導電性ストリップ１１２は、図６に示されるように、シート６０の側８２−８５から離間される導電性コーティング６２にわたって搭載される。導電性ストリップ１１２は、第１の終端面１１６と、第２の終端面１１８とを有する。第１の終端面１１６と第２の終端面１１８との間の距離または間隙は、終端面１１６と１１８との間の任意の記述的な電場連通を防止するために十分である。理解され得るように、導電性ストリップ１１２は、これが堆積されるガラスシートのその部分を通して可視性を減少させ得、したがって、導電性ストリップ１１２の最大幅は、フロントガラス１４を通した要求または規定されるオペレータ視認面積に依存する。
【００３８】
理解され得るように、導電性ストリップ１１２は、合わせフロントガラス１４のシートの任意の１つまたは全ての任意の表面に適用されることができる。より具体的には、図８に示されるように、導電性ストリップ１１２は、図８に示されるようなシート２２および／または２４の外側周辺３８から離間されるシート２２および／または２４の表面１１９ならびに相互に離間される終端面１１６および１１８上に固着される。
【００３９】
破断センサ１１０はさらに、電源を含む。電源は、航空機１０の関連付けられる機器および電子デバイスに電力を提供することの専用である主要電源７４であり得るか、または、電気構成要素、例えば、限定ではないが、導電性ストリップ１１２に給電するための専用の、番号１２０（図６参照）によって識別される専用電源であり得る。専用電源１２０は、限定ではないが、バッテリ、発電機、および同等物等の任意の従来の電源であり得る。さらに、破断センサ１１０は、導電性ストリップ１１２の電気条件を測定するために導電性ストリップ１１２と通信する、オーム計等の電気測定機構１２２を含む。ソフトウェアおよびコンピュータ等の制御機構１２４が、電源７４および／または１２０ならびに電気測定機構１２２の両方を制御し、それらと通信するために使用される。この制御機構１２４は、事前判定された、または具体的に設定された電流を導電性ストリップ１１２に提供するように電源７４および／または１２０に命令するために使用されることができ、印加後、制御機構１２４は、電気測定機構１２４を介して、導電性ストリップ１１２の電気ポテンシャルを収集および／または計算することができる。
【００４０】
代替実装では、電源７４および／または１２０は、制御機構１２４によって設定または規定されるような、設定された電圧を導電性ストリップ１１２に印加する。この設定された電圧は、電流が導電性ストリップ１１２を通して流動することを可能にする。電気測定機構１２２は、第１の導線１２６および第２の導線１２８を通して導電性ストリップ１１２に接続される。第１の導線１２６は、第１の終端面１１６に接続され、第２の導線１２８は、第２の終端面１１８に接続される。この接続は、電源７４および／または１２０が電気ポテンシャルを印加すると、導電性ストリップ１１２が電気回路として作用することを可能にする。
【００４１】
電気測定機構１２２は、導電性ストリップを通して流動する電流を読み取る、または測定する。電源７４または１２０は、設定された電圧を導線１３０に沿って導電性ストリップ１１２に印加し、電気測定機構１２２は、導電性ストリップ１１２を通して流動する電流を読み取る、または測定しているため、電気測定機構１２２（または制御機構１２４）は、導電性ストリップ１１２の抵抗値を計算することが可能である。
【００４２】
破断または亀裂が、ガラスシート２２、２４、および／または６０において起こり、伝搬すると、これは、最終的に、導電性ストリップ１１２に到達するであろう。亀裂が、導電性ストリップ１１２のある区分を通して移動し、これを破壊し始めるにつれて、電気測定機構１２２または制御機構１２４のいずれかによって計算される抵抗値は、増加し始める。この抵抗値増加は、ガラスシートおよび導電性ストリップ１１２、例えば、限定ではないが、ガラスシート２２、２４、および／または６０における破断もしくは亀裂を示す。亀裂が導電性ストリップ１１２を完全に横断し、これを破壊すると、抵抗値は、無限大に到達し、深刻な破断条件を示す。
【００４３】
導電性ストリップ１１２は、金属、金属酸化物、半金属、合金、または他の複合材料等の任意の好適な導電性材料から形成される導電性コーディング材料であり得る。導電性ストリップ１１２はまた、不透明または透明であり得る。さらに、導電性ストリップ１１２は、セラミック塗料または導電性インクから形成される導電性コーディング材料であり得る。導電性材料は、好ましくは、ガラスシートに亀裂が入ると、亀裂が入る、もしくは分離する、または別様に電気的変化の検出を可能にする様式でその電気特性を変化させるであろう材料である。導電性ストリップ１１２は、従来の薄フィルム堆積方法もしくは従来の厚フィルム堆積方法、従来の接着製造方法、スクリーニング、または他の類似するプロセスを通して、ガラスシート２２、２４、および６０のうちの１つまたはそれを上回るものの表面上に堆積されることができる。一実施形態では、導電性ストリップ１１２は、導電性インジウムスズ酸化物コーティングである。
【００４４】
本発明は、評価ユニット１３４が監視されている物品とは別個に位置するシステムを想定する。破断センサ１１０および１１１の感知部分１３２は、導電性ストリップ１１２を含み、破断センサ１１０および１１１の評価ユニット１３４は、電気測定機構１２２と、制御機構１２４とを含む。感知部分は、導電性ストリップ１１２を１つを上回るシート上に適用すること、例えば、本発明を限定するものではないが、導電性ストリップ１１２をガラスシート２２、２４、および６０の表面上に適用することによって実装され得る。理解されるように、導電性ストリップ１１２が１つを上回るシート上に配置されると、上記に議論される様式で導電性ストリップ１１２のそれぞれへの電圧を制御するために、導電性ストリップ１１２のうちの各１つは、その独自の電源１２０を有するか、または１つの電源７４が、提供され、導電性ストリップ１１２のうちの２つまたはそれを上回るものに電気的に接続され、可変抵抗器が、導電性ストリップ１１２毎に提供される。本発明の代替実施形態では、破断センサの感知部分は、監視されているフロントガラスとは別個に搭載される光学測定システムであり得、評価ユニットは、フロントガラスとは別個に搭載されるが、感知部分に電気的に接続される。
湿度センサ
【００４５】
上記に議論され、図２に示されるように、フロントガラスまたは透明材１４は、機外防湿シールまたは防湿層３６を有し、水分がフロントガラス１４のガラスシート２２、２４、および６０ならびにプラスチック中間層またはシート２６、２８、３０、および３４の間に進入することを防止する。より具体的には、防湿シールまたは防湿層３６が故障する、例えば、風雨によって引き起こされる浸食に起因して亀裂が入る、または剥離すると、水分が、フロントガラス１４のシートおよび／または中間層間に進入する。水分がシートおよび／または中間層間を移動すると、フロントガラス１４は、層剥離し得る、および／または加熱可能部材３２は、損傷および故障し得、フロントガラスの運用寿命を終了させる。フロントガラス１４の層剥離が起こると、シートおよび／または中間層間に進入する水分の割合および量は、増加し、フロントガラス１４の劣化を加速させる。
【００４６】
必要に応じて図９を参照すると、加熱可能部材３２は、それぞれ、シート６０の導電性コーティング６２の隣接する側８２−８５上に位置付けられる、湿度センサ１５０−１５３を有する。図１０に明確に示されるように、本発明の一非限定的実施形態では、センサ１５０−１５３はそれぞれ、導電性コーティング６２上に堆積される湿度感受性材料の層１５５（以降では「湿度感受性層」とも称される）と、湿度感受性層１５５上に、またはそれにわたって堆積される導電性層１５６とを含む。図１１に示されるようなセンサ１５０−１５３のそれぞれの導電性層１５６の各々は、それぞれ、ワイヤ１６０ａ−１６０ｄを用いて、電源１５８の陽極１５７に個別に接続される。随意に、ワイヤ１６０ａ−１６０ｄは、可変抵抗器または可変変圧器１６１を通して電源１５８の陽極１５７に個別に接続され、センサ１５０−１５３の導電性層１５６のそれぞれへの電力入力を調整する。
【００４７】
本発明は、湿度感受性層１５５の材料に限定されず、任意の湿度感受性材料、例えば、限定ではないが、二酸化チタンならびに／または米国特許第４，６２１，２４９号および第４，７９３，１７５号（その開示は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に開示される材料が、本発明の実践において使用されることができる。さらに、本発明は、湿度感受性層１５５上、またはそれにわたる導電性層１５６の材料に限定されず、任意の導電性材料、例えば、限定ではないが、アルミニウム、銅、金、および銀が、使用されることができる。本発明の一非限定的側面では、湿度感受性層１５５は、スパッタリング二酸化チタンフィルムを含み、導電性層１５６は、スパッタリング金を含む。
【００４８】
湿度感受性層１５５が水分を吸収するにつれて、湿度感受性層１５５のインピーダンスは、変化する。理解され得るように、湿度感受性層１５５のインピーダンスは、任意の通常の様式で測定および／または監視されることができる。本発明の一非限定的側面では、ワイヤ１６２ａ−１６２ｄは、それぞれ、電源１５８の陰極（−）１５９およびセンサ１５０−１５３の導電性層１５６の端部を相互接続する。ワイヤ１６０ａおよび１６２ａ、１６０ｂおよび１６２ｂ、１６０ｃおよび１６２ｃ、ならびに１６０ｄおよび１６２ｄの各対間の電圧差は、コンパレータ１７０（図１２参照）によって測定および／または監視される。図１１および１２を参照すると、センサ１５０−１５３のそれぞれのワイヤ１６０ａ−１６０ｄは、コンパレータ１７０に接続される。コンパレータ１７０は、湿度センサ１５０−１５３のうちの各１つの湿度感受性層１５５のインピーダンスを監視する。インピーダンス変化が事前判定された量を超えると、信号が、ワイヤ１７２に沿って、以下に議論されるアラームおよび／または監視装置に転送される。
【００４９】
図９−１２に示される本発明の非限定的側面では、電源１５８の陽極（＋）１５７（図１１参照）は、それぞれ、ワイヤ１６０ａ−１６０ｄによって湿度センサ１５０−１５３のそれぞれの導電性層１５６に接続され、電源１５８の陰極（−）１５９は、それぞれ、ワイヤ１６２ａ−１６２ｄによってセンサ１５０−１５３のそれぞれの導電性層１５６に接続される（図９参照）。
【００５０】
上記に議論される配列では、湿度センサ１５０−１５３の感知部分は、湿度感受性層１５５と、導電性層１５６とを含み、湿度センサ１５０−１５３の評価ユニットは、変圧器１６１（図１１参照）と、コンパレータ１７０（図１２）とを含む。ワイヤ１７２に沿ったコンパレータ１７０の出力は、フロントガラス１４の防湿層３６の性能に関する情報を提供する。本発明の別の非限定的実施形態では、評価ユニットは、周波数ベースのインピーダンスセンサと、センサのインピーダンスを監視するソフトウェアとから成ることができる。再び、本発明は、湿度センサの感知部分がフロントガラス内に含まれるとき、評価ユニットがフロントガラスとは別個に配置され、湿度センサのステータスを電気的に監視し得るシステムである。本発明の別の非限定的実施形態では、湿度センサの感知部分は、遠隔非接触デバイス（赤外線伝送を使用するもの等）であり得、これはまた、フロントガラスとは別個に物理的に搭載されながら、依然として、フロントガラスとは別個の評価ユニットに電気的に接続され得る。
【００５１】
ここで理解され得るように、上記に議論される衝撃センサ、破断センサ、および湿度センサは、それらが、物品が許容可能限度内であるかどうかを判定するために物品の性能を測定し、物品が許容可能限度外で動作しているとき、物品の性能を改変するための措置を自動的に講じないため、非アクティブ化センサ（上記に議論される）として動作するように設計される。
アークセンサおよび導電性コーティング温度センサ
【００５２】
本議論は、ここで、加熱可能部材３２の性能を監視し、加熱可能部材が許容可能限度外で動作すると、是正措置を講じるためのアークセンサおよび導電性コーティング温度センサを対象とする。より具体的には、アークセンサ７２は、加熱可能部材３２の動作と関連付けられる主要アーク放電および微量アーク放電が存在するかどうかを判定するために、加熱可能部材３２の性能を監視する。導電性コーティング温度センサ１９０は、加熱可能部材の温度を監視し、加熱可能部材３２の温度が所与の温度を超えると、スイッチが、加熱可能部材をその電源から切断するようにアクティブ化される。アークセンサのための電気回路およびコーティング温度センサのための電気回路は、通常、以下に説明されるように、相互に併せて動作するため、アークセンサ７２および温度センサ１９０は、ともに検討されるが、しかしながら、理解され得るように、本発明は、相互に独立した電気回路を有するアークセンサおよび導電性コーティング温度センサを想定する。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態では、アーク検出システムは、フロントガラスとは別個であり、別のアビオニクスユニット（ヒータコントローラ等）内に含まれる。この場合では、感知部分および評価ユニットの両方が、ヒータコントローラ内に含まれる。本発明の別の非限定的実施形態では、評価ユニットは、ヒータコントローラ内に含まれるが、感知部分は、フロントガラス自体の中に、またはフロントガラスとヒータコントローラとの間の電気接続に沿った任意の場所に別個に含まれ、依然として、評価ユニットに電気的に接続される。
【００５４】
必要に応じて図３および１３を参照すると、温度センサ１９０は、加熱可能部材３２の導電性コーティング６２の温度を感知するために、導電性コーティング６２上に搭載されるサーミスタ１８８を含み、これらは、下記に議論される様式でワイヤまたは電気ケーブル１９２によって知的電力コントローラおよび監視システムまたはアークセンサ７２に接続される。本発明は、温度センサ１８８に限定されず、当分野において使用されるタイプのいずれかが、本発明の実践において使用されることができる。さらに、本発明は、コーティング６２上に搭載される温度センサ１８８の数に限定されず、任意の数のセンサ、例えば、１、２、または３つのセンサが、コーティング６２上に搭載され、コーティング６２の異なる面積の温度を感知することができる。
【００５５】
図３は、３つの温度センサ１８８のためのワイヤ１９２を示す一方、図１３では、ワイヤ１９２の経路を辿ることを明確および容易にすることを目的として、３つの温度センサおよび３つのワイヤ１９２がまとめられ、１つのセンサ１８８および１つのワイヤ１９２として示されることに留意されたい。
【００５６】
図１３を参照すると、本発明の一非限定的側面では、航空機電力供給源７４は、ワイヤ７６および７７に沿って、知的電力コントローラおよび監視システムまたはアークセンサ７２の窓熱コントローラ１９７に交流を供給する。当業者によって理解されるように、本発明は、電力供給源７４に限定されず、電力供給源７４は、図１３に示されるような交流供給源または当分野において公知であり、図５に示されるような直流供給源であり得る。電力供給源７４のワイヤ７６は、窓熱コントローラ１９７のスイッチ１９８の一方の極に接続され、スイッチ１９８の他方の極は、ワイヤまたは電気ケーブル２０２によって、本発明のアーク監視および検出システム２００の変流器１９９に接続される。スイッチ１９８は、通常、閉位置にあり、窓熱制御装置１９７の熱コントローラ２０６のための制御論理からワイヤまたは電気ケーブル２０４に沿って転送される信号によって、閉位置から開位置に移動され、逆もまた同様である。変流器１９９は、ワイヤ７０によって、加熱可能部材３２のバスバー６６に接続される。加熱可能部材３２のバスバー６８は、ワイヤ７１および７７によって、電力供給源７４に接続される。
【００５７】
本発明の一非限定的側面では、知的電力コントローラおよび監視システムまたはアークセンサ７２の構成要素は、ファラデー箱２０９内に搭載され、ファラデー箱２０９は、ワイヤまたはケーブル２１１（図１３参照）によって、接地、例えば、航空機１０の本体８７（図１参照）に接続され、外部静電場を遮断する。
【００５８】
継続して図１３を参照すると、温度センサ１８８は、ワイヤ１９２によって、電子スイッチ２１０の一方のコネクタに接続され、スイッチ２１０の第２のコネクタは、ワイヤ２１２によって、窓熱コントローラ１９７の制御論理２０６に接続される。スイッチ２１０は、通常、閉位置にあり、アーク監視および検出システム２００の信号フィルタ処理および修正システム２１６からワイヤまたは電気ケーブル２１４に沿ってスイッチ２１０に転送される信号によって、閉位置から開位置および開位置から閉位置に移動される。
【００５９】
アークセンサ７２の評価ユニット２１６は、以下の条件のいずれか、すなわち、（ａ）加熱可能部材３２の温度が事前判定された温度を上回ること、または（ｂ）主要アーク放電が検出されると、加熱配列３２および電力供給源７４を相互に電気的に切断するために、スイッチ２１０に信号を提供する。
【００６０】
ここで、条件（ａ）加熱可能部材３２の温度が事前判定された温度を上回ることを検討する。図１３を参照すると、熱コントローラ１９７のスイッチ１９８およびスイッチ２１０はそれぞれ、加熱可能部材３２を加熱し、フロントガラス１４の外面４６（図２参照）から曇り、雪、および／または氷雪を除去するために、閉位置にある。加熱可能部材３２の温度は、温度センサ１８８によって感知され、温度センサ１８８の信号は、窓熱コントローラ１９７の評価ユニット２０６によって監視される。例えば、本議論を限定するものではないが、アーク放電またはコーティング６２の抵抗の増加のために、加熱可能部材３２の温度が所与の温度を超えると、熱コントローラ２０６は、スイッチ１９８を開にし、電力供給源および加熱可能部材３２を相互に電気的に切断するために、ケーブル２０４に沿ってスイッチ１９８に信号を転送する。本発明は、事前判定された温度を超える加熱可能部材３２の原因に限定されず、事前判定された温度を超えるようにする加熱可能部材３２の任意のタイプの欠陥が、本発明の実践において含まれる。
【００６１】
本議論は、ここで、アークセンサ７２の信号監視および検出システム２００の非限定的側面を対象とする。アーク監視および検出システム２００は、アーク放電、すなわち、条件（ｂ）を検出し、それに作用するように設計される。条件（ｂ）は、「主要アーク放電」と称され、第１の事前判定されたレベルの電圧／電流を超える測定された電圧／電流として定義される。第１の事前判定されたレベルの値は、本発明を限定するものではなく、値は、アーク放電が肉眼で可視であるように選択される、および／または窓１４を損傷させ得る以前の経験に基づく。本発明の一非限定的実施形態では、第１の事前判定されたレベルの電圧／電流は、窓のモデルと、窓を加熱し、窓１４の外面４３上の曇り、雪、および氷を除去し、その上の曇り、雪、および氷の形成を防止するために必要とされる電流とに基づく。
【００６２】
ここで、事前判定された温度を超える温度を伴わずに主要アーク放電が存在する場合を検討する。アーク監視および検出システム２００は、主要アーク放電を検出し、信号を信号修正システム２１６に転送する。信号修正システム２１６は、スイッチ２１０を開にするために、ワイヤ２１４に沿って信号を転送する。熱コントローラ２０６のための制御論理は、スイッチ２１０が開位置にあることを判定し、信号をケーブル２０４に沿って送信し、スイッチ１９８を開にし、電力供給源７４および加熱可能部材３２を相互に電気的に切断する。当業者によって理解され得るように、主要アーク放電が存在し、加熱可能部材３２の温度が事前判定された温度を超えると、スイッチ２１０および／またはスイッチ１９８は、開にされる。
【００６３】
別のタイプのアーク放電が、「マイクロアーク放電」として当分野において公知であり、ＵＳＰＡＰ第’５３１号および第９８１号に議論されている。
【００６４】
本議論は、ここで、アーク監視および検出システム２００の非限定的側面を対象とする。アーク監視および検出システム２００は、とりわけ、主要アーク放電を検出し、加熱可能部材３２および／または窓１４への損傷を防止または制限するための措置を講じるように設計される。スイッチ１９８およびスイッチ２１０（図１３参照）は、スイッチに転送される信号に応答して開閉するタイプである。本発明の実践では、スイッチ１９８は、電子ソリッドステートスイッチである。窓熱コントローラ１９７の熱コントローラ２０６のための制御論理は、例えば、温度センサ１８８からのｍＶにおける電気信号を設定された電圧範囲と比較するタイプのコンパレータであり、信号が範囲外にあるとき、熱コントローラ２０６の制御論理は、信号を転送し、スイッチ１９８を開にし、信号が範囲内にあるとき、熱コントローラ２０６のための制御論理は、信号をワイヤ２０４に沿って送信し、スイッチ１９８を閉にする。
【００６５】
図１４を参照すると、本議論は、ここで、主要アーク放電、および随意に、マイクロアーク放電を検出し、加熱可能部材３２および／または窓１４（図２および３参照）への損傷を防止または最小限にするための措置を講じるための、アーク検出および監視システムまたはアークセンサ２００を対象とする。必要に応じて図１３および１４に示されるように、変流器１９９は、ワイヤ２０２および７０に接続され、変流器１９９の出力は、ワイヤ２５０によってフィルタ２４８上に通過される。本発明は、本発明の実践において使用される変流器１９９のタイプに限定されない。本発明の好ましい実践では、変流器１９９は、ワイヤ２０２および７０に沿って移動する電流のフィルタ処理を容易にするために、電流をより低いレベルに低減させるタイプであった。より具体的には、変流器１９９は、ワイヤ２０２／７０を通して加熱可能部材３２に通過する電流に正確に比例して低減された電流を生産する。例えば、本発明の一非限定的実施形態では、加熱可能部材３２を通過する電流は、１８．５アンペアであり、変流器１９９の出力は、１．８５アンペアであった。
【００６６】
継続して図１４を参照すると、信号フィルタ処理および修正システム２１６の信号フィルタ２４８は、ワイヤ２５０に沿って通過する信号から電気および磁気雑音を効果的に排除するためのハイパスフィルタである。信号フィルタ２４８のフィルタレベルは、電気システム、すなわち、電力供給源７４から加熱可能部材３２に通過する電流の雑音スペクトル分析に基づく。フィルタ２４８はまた、高周波数成分の排除に起因して、ライン信号の大きさを、例えば、本発明を限定するものではないが、２レベルだけ低減させる。
【００６７】
信号フィルタ２４８からの信号は、２段階フィルタ２５４上に通過される。第１段階フィルタ２５４Ａは、第１の事前判定されたレベル、例えば、主要アーク放電を示す１５０ｍＶを上回る電圧／電流レベルを有する信号をフィルタ処理するためのコンパレータを含む。第１段階フィルタ２５４Ａの信号が、第１の事前判定されたレベルを超えると、信号がその第１の事前判定されたレベルを超える時間が、２５４Ｂによってカウントされる。いったん２５４Ｂにおいてカウントされた時間がある事前判定された量を超えると、主要アーク放電が検出されたという信号が、ワイヤ２５６に沿って信号スイッチ２５７に送信され、信号スイッチ２５７は、信号をワイヤ２１４に沿って送信し、スイッチ２１０を開にし、これは、上記に議論されるように、熱コントローラ２０６のための制御論理にスイッチ１９８（図１３参照）を開にさせ、電流が電力供給源７４から加熱可能部材３２に移動することを防止する。
【００６８】
継続して図１４を参照すると、信号フィルタ２４８および二重フィルタ２５４の各々は、それぞれ、ワイヤ２５８および２６０によって、マイクロコンピュータ２６４に接続される。随意に、マイクロコンピュータ２６４は、ワイヤまたはケーブル２６８によって、航空機の電子記憶装置２６６に接続される。マイクロコンピュータ２６４は、レベル、例えば、フィルタ２４８が変流器１９９からの信号から雑音をフィルタ処理するための第２の事前判定されたレベルを設定し、レベル、例えば、フィルタ２５４Ａが主要アーク放電を識別するための第１の事前判定されたレベルを設定する。電子記憶装置２６６は、フィルタ２４８および２段階フィルタ２５４の活動の履歴を維持し、マイクロアーク放電を示す事前判定された第１のレベル、変流器１９９からの信号における雑音レベルを示す第２の事前判定されたレベル、ならびにマイクロアーク放電に起因して示される潜在的問題までのマイクロアークカウントおよび時間周期を設定するためのデータを提供する。
【００６９】
上記に議論される配列では、コーティング温度センサ１９０の感知部分は、サーミスタ２７０であるが、しかしながら、本発明は、温度感知技術のタイプに限定されず、赤外線監視、サーモカップル等であり得る。理解され得るように、本発明は、４つを上回るまたは下回る温度センサ感知部分１９０を用いて実践されることができる。より具体的には、温度センサ感知部分の数を増加させること、例えば、５、６、７、１０、または２０個の温度センサ感知部分を使用することは、分布温度を監視することの正確度を増加させ、４つを下回る、例えば、１、２、３つのセンサを使用することは、分布温度を監視することの正確度を減少させる。簡潔化を目的として、コーティング温度センサ１９０の感知部分は、番号２６７によって識別される。コーティング温度センサ１９０の評価ユニットは、熱コントローラ１９７およびスイッチ２１０である。簡潔化を目的として、コーティング温度センサ１９０の評価ユニットは、番号２７０によって識別される。
【００７０】
アークセンサ７２の感知部分は、電流トランスデューサ１９９である。アークセンサ７２の評価ユニットは、図１４の番号２００によって指定される回路である。
【００７１】
コーティング温度センサおよびアークセンサの上記の議論および配列から、コーティング温度センサ１９０およびアークセンサは、概して、それらが性能を監視し、措置を講じるセンサであるため、アクティブ化センサ（上記に議論される）と見なされることを理解されたい。より具体的には、加熱可能部材３２の導電性コーティング６２が、所望の温度を超えると、スイッチ２１０は、電力、例えば、電源７４と加熱可能部材３２との間の切断を配列するように自動的に作用し、アーク監視および検出システム２００が、過剰なアーク放電が存在することを判定すると、アーク監視および検出システムは、電力、例えば、電源７４と加熱可能部材３２との間の切断を配列するように窓熱コントローラ１９７に作用する。
【００７２】
ここで理解され得るように、本発明は、上記に議論される衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、アークセンサ、および導電性コーティング温度センサに限定されず、任意のタイプのセンサを対象とし、例えば、また、限定ではないが、スタティックセンサ、振動センサ、および伝送センサを含む。さらに、本発明を限定するものではないが、センサの評価ユニットは、電子機器であり、センサの感知部分からの信号に作用するセンサの部分として分類され、監視されている構成要素、例えば、限定ではないが、フロントガラス１４の動作性能を判定することができる。感知部分は、構成要素、例えば、限定ではないが、フロントガラス１４の特性を測定するセンサの部分であり、感知部分に変更を行うために、センサの評価ユニットによって監視される。またさらに、本発明は、リアルタイムおよび履歴の両方における窓センサシステムからの情報を記憶するための能動的コンピュータメモリ、例えば、限定ではないが、図１４に示される電子記憶装置２６６を想定する。電子記憶装置分野における当業者によって理解され得るように、電子記憶装置２６６は、限定ではないが、多入力および多出力センサシステムをサポートし得る電子機器回路構造、数学的モデルフレームワークに基づいて知的ソリューションを実施するようにプログラムされ得る埋設式マイクロコンピュータ、および／または窓ステータス／条件を航空機中央診断コンピュータシステムに電子的に伝送するための通信能力を含むことができる。
センサをフロントガラスに搭載するための本実践
【００７３】
本議論の着目主題は、センサの感知部分および評価ユニットを航空機窓上に位置付けるための本実践である。以下の議論では、センサは、航空機フロントガラスを監視している。しかしながら、本発明は、それに限定されず、本発明は、任意のタイプの車両窓上で実践されることができる。
【００７４】
センサを動作させるための電力供給源は、概して、フロントガラス上に搭載されず、航空機上に搭載され、任意の便宜的様式でフロントガラス上に搭載されるセンサに接続される。理解され得るように、小サイズバッテリ、例えば、Ｄタイプ、Ｃタイプ、ダブルＡタイプ、トリプルＡタイプ、および／またはディスクタイプのバッテリの形態の電力が、フロントガラス上に搭載されることができる。本発明の非限定的側面の以下の議論では、電力供給源は、電源、例えば、航空機上に搭載され、任意の便宜的様式でフロントガラスに接続される電源７４によって提供される。
【００７５】
図１５に示されるものは、ガラスシート６０、導電性コーティング６２、バスバー６６および６８（図２参照）、ならびに衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、アークセンサ、および導電性コーティング温度センサの感知接点のみを示す、現在利用可能なフロントガラスの一部の平面図である。図１６は、航空機１０（図１参照）の内部に面するフロントガラス１４のガラスシート２２（図２参照）の表面４２上に搭載される、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、アークセンサ、および導電性コーティング温度センサの評価ユニットを示す、図１５のフロントガラスの図である。継続して図１５を参照すると、ワイヤまたは電気導体９５ａ−９５ｄに接続される衝撃センサ８９ａ−８９ｄ（図４および５参照）の圧電結晶９１ａ−９１ｄが、示される。上記に議論されるように、破断センサ１１０の電気導体ストリップ１１２（図６および８参照）は、それぞれ、第１および第２の終端面１１６および１１８に接続される導線または電気導体１２６および１２８を有し、導線１３０は、電力システム７４または１２０（図６参照）への接触を提供する。上記に議論されるように、湿度センサ１５０−１５３の導電性層１５６は、４つの導電性層１５６のそれぞれの一方の端部へのワイヤまたは電気導体１６０ａ−１６０ｄを有し、ワイヤまたは電気導体１６２ａ−１６２ｄは、４つの導電性層１５６（図９−１１参照）の対向する端部に接続される。図１５および１６に示されるように、３つの導電性コーティング温度センサ１８８が、導電性コーティング６２（図１３および１４もまた参照）上に搭載され、導電性コーティング６２の温度を測定する。
【００７６】
図１６を参照すると、搭載される、好ましくは、航空機本体８７（図１参照）上に搭載されるようなフロントガラス１４の内面４２上に確実に搭載されるものは、電気コネクタ２８０および２８２であり、選択されたセンサに外部電気アクセスを提供する、ならびに／または評価ユニットおよび／もしくは感知部分を動作させるための電力入力を提供する。コネクタ２８０は、番号２８４によって指定される、衝撃センサ８９ａ−８９ｄの評価ユニット、番号２８６によって指定される、破断センサ１１０および／または１１１の評価ユニット、ならびに番号２８８によって指定される、湿度センサ１５０−１５３の評価ユニットの集積回路または電子チップを有する。理解され得るように、本発明は、上記に説明されるセンサの数またはタイプに限定されない。
【００７７】
電子チップ２８４、２８６、および２８８は、コネクタ２８０の接続面積２９０に接続される。コネクタ２８０の接続面積２９０は、電力供給源、例えば、限定ではないが、電流供給源７４ならびに衝撃、破断、および湿度センサを相互接続するワイヤ２０３への接続として機能し、衝撃、破断、および湿度センサの評価ユニットに給電する。ワイヤ３０４は、議論中の衝撃、破断、および湿度センサの感知部分および／または評価ユニットの設定を改変するための電気信号を通過させるための接続であり、経路、例えば、限定ではないが、ワイヤ３０４に沿った電子記憶ユニット２６６（図１４および１６参照）への経路として、衝撃、破断、および湿度センサによって提供されるデータを電子記憶ユニット２６６内に収集および記憶するための接続である。
【００７８】
継続して図１６を参照すると、フロントガラス１４の内面４２上に確実に搭載されるコネクタ２８２は、コーティング温度センサ１９０の評価ユニット２７０のチップ２９２と、アークセンサ７２の評価ユニットのチップ２９４と、接続面積２９６とを有する。本発明の別の非限定的実施形態では、全ての感知部分は、単一評価ユニットによって監視および評価される。ワイヤ３１２は、コネクタ２８２を電力供給源、例えば、電流供給源７４に接続し、アークセンサ７２およびコーティング温度センサ１９０を電流供給源に接続し、アークセンサ７２の評価ユニット２７４およびコーティング温度センサ１９０に給電する。コネクタ２８２のワイヤ３０４は、アークセンサおよびコーティング温度センサの感知部分２７２および／または評価ユニットの設定を改変するための電気信号を通過させるための接続であり、経路、例えば、限定ではないが、ワイヤ３０４に沿った電子記憶ユニット２６６（図１４および１６参照）への経路として、アークセンサおよびコーティング温度センサによって生成されるデータを収集および記憶するための接続である。
【００７９】
本発明は、チップまたは集積回路に限定されず、当分野において公知のチップおよび集積回路技術のいずれかが、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、アークセンサ、およびコーティング温度センサの評価ユニットを電子チップまたは集積回路に提供するために使用されることができる。さらに、衝撃センサ、破断センサ、湿度センサ、アークセンサ、および温度センサの評価ユニットを電子チップに変換することが、当分野において周知であり、いかなるさらなる議論も、必要であると見なされない。
【００８０】
温度センサ１８８のケーブル１９２（図１３にまとめて示される）は、電子チップ２９２に接続される。電子チップ２９２は、スイッチ２１０（図１３参照）と、電子回路とを含み、上記に議論されるように、コーティング６２の温度を測定し、スイッチ２１０に作用する。チップ２９４は、アークセンサの評価ユニットを含み、スイッチ２１０に接続され、上記に議論されるように、スイッチ２１０を開閉する。
【００８１】
電子チップ２９２および２９４は、コネクタ２８２の接続面積２９６に接続される。接続面積２９６は、電力供給源に接続を提供し、例えば、本発明を限定するものではないが、ワイヤ３１２が、電流供給源７４ならびに温度センサおよびアークセンサを相互接続し、温度センサならびにアークセンサの評価ユニットおよび感知部分に給電する。
【００８２】
ここで理解され得るように、センサの感知部分および評価ユニットを同一の窓、例えば、同一のフロントガラス上に搭載することが、本実践である。
本発明の非限定的側面
【００８３】
本発明の非限定的側面では、それぞれ、感知部分および評価ユニットを有するセンサが、提供される（上記の議論参照）。センサの感知部分は、車両窓、例えば、上記に議論されるような航空機フロントガラスの構築中に搭載され、センサの評価ユニットは、センサの感知部分とともに航空機フロントガラス上に搭載されず、別の場所、例えば、本発明を限定するものではないが、電気回路基板の保管のために航空機内に搭載されるキャビネット内、および／または航空機の本体上、および／または航空機の外側の地理的エリア内に搭載される。本発明はさらに、航空機の外側にアークセンサの評価ユニットを搭載し、センサの感知部分と評価ユニットとの間に無線通信を有することを想定する。例証として、本発明を限定するものではないが、例えば、米国特許第８，３８３，９９４号（その特許は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に開示されるように、アークセンサの評価ユニットは、規定された地理的エリア内の中央制御エリア内に維持されることができ、アークセンサの感知部分との通信は、無線通信によるものであり得る。無線通信は、当分野において周知であり、いかなるさらなる議論も、必要であると見なされない。
【００８４】
図１７に示されるものは、番号３２０によって識別される、本発明のフロントガラスの非限定的側面である。フロントガラス３２０は、それぞれ、衝撃センサ８９ａ−８９ｄの評価ユニット９３ａ−９３ｄ、破断センサ１１０（図６）および／または１１１（図８）の評価ユニット１２２、湿度センサ１５０−１５３の評価ユニット１７０、コーティング温度センサ１９０の評価ユニット２７０、ならびにアークセンサ７２の評価ユニット２７４がフロントガラス上に搭載されず、それらは図１７に示され、航空機１０上に位置するキャビネット３３０内に搭載されることを除いて、図１６に示されるフロントガラス１４と類似する。本発明を限定するものではないが、本発明の一非限定的側面では、評価ユニットは、窓熱コントローラ１９７および電子記憶装置２６６とともにキャビネット３３０内に搭載される。電力供給源７４は、ワイヤ７６および７７によって、上記に議論される様式で、キャビネット３３０内の評価ユニット９３ａ−９３ｄ、１２２、１７０、２７０、および２２７４、熱コントローラ１９７、ならびに電子記憶装置２６６に接続される。本発明の別の非限定的側面では、評価ユニットおよび電子記憶装置は、窓ヒータコントローラ自体の中に搭載される。
【００８５】
本発明の別の非限定的側面では、アークセンサの評価ユニットおよびコーティングセンサの評価ユニットのための電気回路は、図１３および１４に示されるように、電気構成要素を共有することができる。さらに、アークセンサの評価ユニット、コーティングセンサの評価ユニット、および熱コントローラ１９７のための電気回路は、図１３および１４に示されるように、電気構成要素を共有することができる。
【００８６】
図１６を参照すると、図１６において評価ユニットを有するように示されるコネクタ２８０および２８２は、図１７において、センサの評価ユニットを有していない１つまたはそれを上回る接続面積によって置換される。より具体的には、本発明の一非限定的側面では、衝撃センサ８９ａ−８９ｄの評価ユニット９３ａ−９３ｄは、ワイヤ３５０に接続され、破断センサ１２２の評価ユニット１７０は、ワイヤ３５２に接続され、湿度センサ１５０−１５３の評価ユニット１７０は、ワイヤ３５４に接続され、ワイヤ３５０、３５２、および３５４は、まとめられ（番号３５６によって識別される）、まとめられたワイヤ３５６は、コネクタ３６２の接続面積３６０に電気的に接続される。コーティング温度センサ１９０の評価ユニット２７０は、ワイヤ３６２に接続され、アークセンサ７２の評価ユニット２７４は、ワイヤ３６４に接続され、ワイヤ３６２および３６４は、まとめられ（番号３６６によって識別される）、まとめられたワイヤ３６６は、コネクタ３７２の接続面積３７０に電気的に接続される。
【００８７】
電子記憶装置２６６は、キャビネット３３０内の評価ユニットに電気的に接続される。ワイヤ３７６および３７８が、キャビネット３３０内で、ワイヤ７６および７７を用いて電力供給源７４に接続され、対向する端部において、コネクタ３７２の接続面積３７０に接続される。フロントガラス３２０の内部ワイヤ（図示せず）が、接続面積３７０内のワイヤ３７６および３７８をバスバー６６および６８に接続されるワイヤ７９および８０に接続する。理解され得るように、本発明は、ワイヤが、それぞれ、コネクタ３６２および３７２の接続面積３６０および３７０に接続される様式に限定されず、任意のタイプの接続が、接続を確実にするために使用されることができ、例えば、本発明を限定するものではないが、接続は、孔およびバヨネット挿入部を有する接続であり得る。
【００８８】
ここで理解され得るように、評価ユニットは、フロントガラス１４から、本発明の一側面では、窓熱コントローラ１９７と、電子記憶装置２６６とを有するキャビネット３３０に移動させられる。本発明はまた、１つまたはそれを上回るセンサの評価ユニット、例えば、図１６に示されるようなフロントガラスの内面上に搭載されるコネクタ内の評価ユニット９３ａ−９３ｄ、１２２、および１７０の位置付け、ならびにキャビネット３３０内の評価ユニット２７０および２７４の位置付けを想定する。
【００８９】
図１８を参照すると、本発明の別の非限定的側面では、評価ユニットは、航空機の内部に搭載される筐体４００内に搭載される。また、筐体４００内に搭載されるものは、航空機１０の健全性監視システムを有するコンピュータ４０２である。筐体４００はさらに、スピーカおよび／またはアラーム４０８を含み、監視されている航空機構成要素の性能に関する可聴情報を提供することができる。
【００９０】
本発明の別の非限定的側面では、センサの感知部分および評価ユニットの両方は、感知部分が測定要素を要求しないとき、筐体４００内に搭載されることができる。非限定的実施例として、電流トランスデューサ１９９（図１４）は、フロントガラスヒータコントローラ１９７内の場所において、フロントガラス電力線、例えば、限定ではないが、それぞれ、バスバー６６またはバスバー６８に接続される電力線７０、７６または７１、７７上の任意の場所に搭載されることができる。この場合では、フロントガラスは、いかなる測定要素またはいかなるセンサの埋設された感知部分も有していないが、依然として、ヒータコントローラ内のアークセンサ感知部分および評価ユニットの使用を通して、能動センサ応答を取得することができる。
【００９１】
より具体的には、アークセンサの感知部分は、電力線７０、７６または７１、７７ならびにバスバー６６および６８を通して移動する電流を監視し、アークセンサの評価ユニットに信号を転送し、アーク放電が存在するかどうかを判定する。他のセンサ、例えば、破断センサ、衝撃センサ、湿度センサ、および温度センサの感知部分は、１つまたはそれを上回る測定要素の使用を含む。例えば、本議論を限定するものではないが、破断センサの感知部分は、加熱可能部材３２上に導電性ストリップ１１２（図６参照）を有する。導電性ストリップ１１２は、信号を破断センサの評価ユニットに転送し、フロントガラスの性能を監視する。上記の配列では、アークセンサの感知部分は、加熱可能部材３２の性能を監視するために、電力線またはバスバーへの電気接続のみを要求し、したがって、電気接続は、加熱可能部の電気回路に成され得、これは、限定ではないが、ヒータコントローラ１９７への電気接続を含むことを理解されたい。
【００９２】
ここで理解され得るように、センサの評価ユニットは、１つの回路、例えば、本発明を限定するものではないが、１つの回路基板内に含有されることができる、または２つもしくはそれを上回る回路基板上にあり得る。例証として、本発明を限定するものではないが、図１７に示されるように、熱コントローラ１９７（図１３）およびアークセンサ７２の評価ユニット２７４は、１つの回路基板（図１７参照）上にあり得、アークセンサの評価ユニットの残りの構成要素は、別の回路基板上にあり得る。
【００９３】
さらに、本発明は、例証のみを目的として提示される、上記に提示および議論される本発明の側面に限定されず、本発明の範囲は、以下の請求項および本願との直接または間接的関連性を有する用途に追加される任意の付加的請求項の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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