(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動物品を有する航空機のための初期電子フィンガプリントを作製する方法であって、
前記物品の性能を監視し、前記物品が容認可能性能範囲内で動作しているかどうかを判定することと、
所定の動作時間周期の間、前記航空機を通常飛行条件下で動作させることであって、前記物品を有する前記航空機は、前記所定の動作時間周期の間、前記容認可能性能範囲内で動作する、ことと、
前記所定の動作時間周期の間、前記航空機の電気信号を監視することであって、前記電気信号は、前記物品を通過するものを含め、前記航空機の電気システムを通過する電流を含む、ことと、
前記所定の動作時間周期の間に監視される前記航空機の前記電気信号のデータに作用し、前記航空機のための前記初期電子フィンガプリントを生成することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記初期電子フィンガプリントは、閾値電気設定点、所定のカウント時間周期、および前記所定のカウント時間周期の間の時間周期を含み、前記時間周期中に、前記航空機の前記電気信号の曲線が前記閾値電気設定点を超える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記航空機の前記初期電子フィンガプリントを電子メモリ内に記録することをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
フィンガプリントライブラリを確立し、前記所定の動作時間周期の間に収集される選択されたデータを記録することをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記所定の動作時間周期後、通常飛行条件下で前記物品を有する前記航空機を動作させ続けることと、前記所定の動作時間周期後、通常飛行条件下で動作する前記航空機の前記電気信号からデータを収集することとをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の動作時間周期後、および、前記物品を有する前記航空機を通常飛行条件下で動作させ続ける間、リアルタイム電子信号を前記所定の動作時間周期後に収集された前記データから生成することをさらに含み、前記リアルタイム電子信号は、前記初期電子フィンガプリントの閾値電気設定点および所定のカウント時間と、前記所定の動作時間周期後に収集されたデータから生成され、以降、「第２の時間周期」として定義される時間周期とを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記初期電子フィンガプリントは、前記リアルタイム電子信号と比較され、前記第２の時間周期は、前記初期電子フィンガプリントの時間周期を上回り、前記物品が前記容認可能性能範囲外で動作していることを示す時間周期閾値未満である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記初期電子フィンガプリントは、前記リアルタイム電子信号と比較され、前記第２の時間周期は、前記初期電子フィンガプリントの時間周期を上回り、前記物品が前記容認可能性能範囲外で動作していることを示す時間周期閾値を上回る、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記物品は、航空機のフロントガラスであり、前記航空機のフロントガラスは、前記航空機のフロントガラスの外側表面から氷、雪および霧を除去する加熱可能部材を有し、前記時間周期閾値を上回る前記第２の時間周期は、前記加熱可能部材が許容限度外で動作していることのインジケーションであり、前記航空機の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、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記物品は、航空機のフロントガラスであり、前記航空機のフロントガラスは、前記航空機のフロントガラスの外側表面から氷、雪、および霧を除去する加熱可能部材を有し、前記閾値電気設定点は、１アンペアであり、前記所定のカウント時間周期は、５００ミリ秒であり、前記所定のカウント時間周期の間の前記時間周期は、１００ミリ秒である、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記所定のカウント時間周期は、セルとして定義され、前記セルの終了は、前記所定のカウント時間周期の終了であり、第２のセルの開始は、第１のセル内の値であり、前記第２のセル内の前記所定のカウント時間周期の終了時に終了する、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
車両の電子フィンガプリントを識別する方法であって、
電子機器および方法論を使用することによって、前記車両の物品を通るものを含め、前記車両を通る電流の流動を監視することと、
前記電流のデータに作用することにより、容認可能条件下における前記車両の前記物品の性能を示し、かつ動作条件下における前記物品の性能を示す前記車両の初期電子フィンガプリントを生成することと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記初期電子フィンガプリントは、閾値電気設定点、所定のカウント時間周期、および前記所定のカウント時間周期の間の時間周期を含み、前記時間周期中に、前記車両の前記電流の曲線が前記閾値電気設定点を超える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
容認可能条件下のデータを収集することは、前記物品を試験し、前記物品が容認可能性能範囲内で動作しているかどうかを判定し、所定の時間周期の間、容認可能条件内で動作している前記物品を有する前記車両を動作させることによって遂行され、前記容認可能条件下で収集されるデータは、前記物品の性能を示す前記車両の前記初期電子フィンガプリントを提供するようにフォーマットされ、動作条件下のデータを収集することは、前記所定の時間周期後、前記物品を有する車両を動作させることによって遂行され、前記動作条件下で収集されるデータは、前記車両および前記物品のリアルタイム電子信号を提供するようにフォーマットされる、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記物品の性能は、前記初期電子フィンガプリントおよび前記リアルタイム電子信号を相互に比較することによって判定される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記収集されるデータの選択された部分を電子的に記憶することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記車両は、航空機であり、前記物品は、航空機のフロントガラスであり、前記航空機のフロントガラスは、雪、氷、および／または霧を前記フロントガラスの外側表面から除去する加熱可能部材を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
車両内または車両上に搭載される物品の性能を監視する方法であって、
所定の動作時間周期の間、前記車両の前記物品を通過するものを含め、前記車両を通過する電気信号を監視することと、
前記電気信号のデータに作用することにより、前記物品を有する前記車両の初期電子フィンガプリントを生成することであって、前記初期電子フィンガプリントは、前記所定の動作時間周期の間に生じる第１の時間周期を含み、前記第１の時間周期の間、前記電気信号が閾値設定点を超える、ことと、
前記所定の動作時間周期の後に生じる第２の時間周期のためのデータを含む前記車両のリアルタイム電子信号を生成することと、
前記初期電子フィンガプリントおよび前記リアルタイム電子信号を比較し、前記第１の時間周期と前記第２の時間周期との間の差異を判定することと、
前記第１の時間周期と前記第２の時間周期との間の差異に作用し、前記物品が許容限度内で動作しているかまたは許容限度外で動作しているかを判定することと
を含み、
前記初期電子フィンガプリントを生成すること、前記リアルタイム電子信号を生成すること、前記比較すること、および前記作用することは、電子機器を使用して行われる、方法。
【請求項１９】
前記初期電子フィンガプリントの前記第１の時間周期は、前記初期電子フィンガプリントの所定のカウント時間周期の間に生じ、
前記リアルタイム電子信号は、前記初期電子フィンガプリントの前記閾値設定点および前記所定のカウント時間周期、ならびに、前記第２の時間周期の間に収集されるデータを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
初期電子フィンガプリントおよびリアルタイム電子信号を生成するために収集されるデータは、電子的であり、前記初期電子フィンガプリントおよび前記リアルタイム電子信号は、電子ライブラリ内に記憶される、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記車両は、航空機であり、前記物品は、加熱可能部材を有するフロントガラスである、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記物品は、湿度センサ、伝導性コーティング温度センサ、アークセンサ、衝撃センサ、および／または破裂センサから成る群から選択される、少なくとも１つのセンサを含む、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記物品は、前記初期電子フィンガプリントが生成される前に、前記物品が容認可能範囲内で動作しているかどうかを判定するために試験される、請求項１８または１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の電子フィンガプリントを作成すること、および、航空機の電子フィンガプリントを用いて航空機構成要素の性能を監視することに関しており、より具体的には、航空機の電子フィンガプリントを作成すること、および、航空機の電子フィンガプリントを用いて航空機構成要素（例えば、航空機の加熱可能窓を含むがそれには限定されない）の性能を監視するための方法およびシステムに関している。
【０００２】
（現在利用可能な技術）
現時点において、容認可能性の実践は、センサを航空機構成要素（例えば、航空機窓を含むがそれには限定されない（例えば、航空機のフロントを含むがそれには限定されない））上に搭載すること、および、航空機のフロントの動作性能を決定するためにセンサの出力を監視することである。センサの出力が、航空機窓が許容限度外で動作していることを示した場合、対策措置が講じられる。航空機の構成要素の性能を監視し、対策措置を講じることのより詳細な議論については、米国特許第８，１５５，８１６および８，３８３，９９４ならびに米国特許出願公開第２０１３／００７５５３１号を参照されたい。これらの全体は、参照により本明細書中に援用される。
【背景技術】
【０００３】
センサの出力を測定することによって、航空機構成要素の性能を監視するための本技術は、容認可能であるが、制限がある。より具体的には、議論を限定するわけではないが、利用可能な技術の制限の１つは、センサからの信号が、航空機の他の電気構成要素からの電子雑音を含み、航空機の他の電気構成要素からの電子雑音が、センサの出力に作用するときに、その寄与が、航空機構成要素の動作性能を測定するために、要因として組み込まれない、または考慮に入れられないということである。例証として、議論を限定するわけではないが、測定される全体的電子信号は、航空機の他の電気構成要素からの電子雑音およびセンサからの電子信号を含む。これらの組み合わせは、実際には、監視されている構成要素が許容限度内で動作しているときに、センサを誤トリガして、その監視されている構成要素が許容限度外で機能しているということを示し得る。
【０００４】
ここで当業者によって理解され得るように、航空機の他の電子構成要素によるセンサの信号への雑音寄与を考慮する、センサの出力を監視するための方法およびシステムを提供することが有利となるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、とりわけ、物品の性能を監視し、物品が容認可能性能範囲内で動作しているかどうかを判定するステップと、所定の動作時間周期の間、航空機を通常飛行条件下で動作させるステップであって、物品を有する航空機は、所定の動作時間周期の間、容認可能性能範囲内で動作する、ステップと、所定の動作時間周期の間、航空機の電気信号を監視するステップであって、電気信号は、物品を通して通過するものを含め、航空機の電気システムを通して通過する電流を含む、ステップと、所定の動作時間周期の間に監視される航空機の電気信号のデータに作用し、航空機のための初期電子フィンガプリントを生成するステップであって、初期電子フィンガプリントは、閾値電気設定点、所定のカウント時間周期、および所定のカウント時間周期の間の傍受時間周期を含み、傍受時間周期は、閾値電気設定点にオーバーレイする航空機の電子信号の時間曲線の量である、ステップとによって、電動物品を有する航空機のための初期電子フィンガプリントを作製する方法に関する。
【０００６】
本発明はまた、とりわけ、電子機器および方法論を使用して、車両の物品を通るものを含め、車両を通る電流の流動を監視し、容認可能条件下における物品の性能を示し、かつ動作条件下における物品の性能を示すデータを生成するステップによって車両の電子フィンガプリントを識別する方法に関する。
【０００７】
本発明はさらになお、とりわけ、物品を有する車両の初期電子フィンガプリントを生成するステップであって、初期電子フィンガプリントは、とりわけ、閾値電気設定点、所定のカウント時間周期、および所定のカウント時間周期の間の傍受時間周期を含み、傍受時間周期は、設定点にオーバーレイする航空機の電子信号の時間曲線の量である、ステップと、車両のリアルタイム電子信号を生成するステップであって、リアルタイム電子信号は、初期電子フィンガプリントの閾値電気設定点および所定のカウント時間を含み、傍受時間周期は、所定の動作時間周期後に収集されるデータから生成され、以降、「第２の傍受時間周期」として定義される、ステップと、初期電子フィンガプリントおよびリアルタイム電子信号を比較し、傍受時間周期と第２の傍受時間周期との間の差異を判定するステップと、傍受時間周期と第２の傍受時間周期との間の差異に作用し、物品が許容限度内または外で動作しているかどうかを判定するステップとを含み、初期電子フィンガプリントを生成するステップ、リアルタイム電子信号を生成するステップ、比較するステップ、および作用するステップは、電子機器を使用して行われることによって、車両内または上に搭載される物品の性能を監視する方法に関する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
電動物品を有する航空機のための初期電子フィンガプリントを作製する方法であって、
前記物品の性能を監視し、前記物品が容認可能性能範囲内で動作しているかどうかを判定するステップと、
所定の動作時間周期の間、前記航空機を通常飛行条件下で動作させるステップであって、前記物品を有する航空機は、前記所定の動作時間周期の間、前記容認可能性能範囲内で動作する、ステップと、
前記所定の動作時間周期の間、前記航空機の電気信号を監視するステップであって、前記電気信号は、前記物品を通して通過するものを含め、前記航空機の電気システムを通して通過する電流を含む、ステップと、
前記所定の動作時間周期の間に監視される前記航空機の電気信号のデータに作用し、前記航空機のための初期電子フィンガプリントを生成するステップであって、前記初期電子フィンガプリントは、閾値電気設定点、所定のカウント時間周期、および前記所定のカウント時間周期の間の傍受時間周期を含み、前記傍受時間周期は、前記閾値電気設定点にオーバーレイする前記航空機の電子信号の時間曲線の量である、ステップと、
を含む、方法。
（項目２）
前記航空機の初期電子フィンガプリントを電子メモリ内に記録するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
フィンガプリントライブラリを確立し、前記所定の動作時間周期の間に収集される選択されたデータを記録するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記所定の動作時間周期後、通常飛行条件下で前記物品を有する航空機を動作させ続け、前記所定の動作時間周期後、通常飛行条件下で動作する前記航空機の電気信号からデータを収集するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記所定の動作時間周期後、前記物品を有する航空機を通常飛行条件下で動作させ続ける間、リアルタイム電子信号を前記所定の動作時間周期後に収集されたデータから生成するステップを含み、前記リアルタイム電子信号は、前記初期電子信号の閾値電気設定点および所定のカウント時間を含み、傍受時間周期が、前記所定の動作時間周期後に収集されるデータから生成され、以降、「第２の傍受時間周期」として定義される、項目４に記載の方法。
（項目６）
前記初期電子フィンガプリントは、前記リアルタイム電子信号と比較され、前記第２の傍受時間周期は、前記初期電子フィンガプリントの傍受時間周期を上回り、対策措置傍受時間周期未満である場合、前記物品が前記容認可能性能範囲外で動作していることを示す、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記初期電子フィンガプリントは、前記リアルタイム電子信号と比較され、前記第２の傍受時間周期は、前記初期電子フィンガプリントの傍受時間周期を上回り、対策措置傍受時間周期を上回る場合、前記物品が前記容認可能性能範囲外で動作していることを示す、項目５に記載の方法。
（項目８）
前記物品は、前記フロントガラスの外側表面から氷、雪および霧を除去する加熱可能部材を有する航空機のフロントガラスであり、前記対策措置傍受時間周期を上回る前記第２の傍受時間周期は、前記加熱可能部材が許容限度外で動作していることのインジケーションであり、前記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、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記物品は、前記フロントガラスの外側表面から氷、雪、および霧を除去する加熱可能部材を有する航空機のフロントガラスであり、前記閾値電気設定点は、１アンペアであり、前記所定のカウント時間周期は、５００マイクロ秒であり、前記所定のカウント時間周期の間の前記傍受時間周期は、１００マイクロ秒である、項目５に記載の方法。
（項目１０）
前記所定のカウント時間周期は、セルとして定義され、前記セルの終了は、前記所定のカウント時間周期の終了であり、第２のセルの開始は、前記第１のセル内の値であり、前記第２のセル内の前記所定のカウント時間周期の終了時に終了する、項目１に記載の方法。
（項目１１）
車両の電子フィンガプリントを識別する方法であって、
電子機器および方法論を使用して、前記車両の物品を通るものを含め、前記車両を通る電流の流動を監視し、容認可能条件下における前記物品の性能を示し、かつ動作条件下における前記物品の性能を示すデータを生成するステップを含む、方法。
（項目１２）
容認可能条件下のデータを収集するステップは、前記物品を試験し、容認可能性能範囲内で動作しているかどうかを判定し、所定の時間周期の間、容認可能条件内で動作している前記物品を有する車両を動作させることによって遂行され、容認可能条件下で収集されるデータは、前記車両および前記物品の初期電子フィンガプリントを提供するようにフォーマットされ、動作条件下におけるデータを収集するステップは、前記所定の時間周期後、前記物品を有する車両を動作させることによって遂行され、前記動作条件下で収集されるデータは、前記車両および前記物品のリアルタイム電子信号を提供するようにフォーマットされる、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記物品の性能は、前記初期電子フィンガプリントおよび前記リアルタイム電子信号を相互に比較することによって判定される、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記収集されるデータの選択された部分の電子記憶を含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記車両は、航空機であり、前記物品は、雪、氷、および／または霧を前記フロントガラスの外側表面から除去する加熱可能部材を有する航空機のフロントガラスである、項目１３に記載の方法。
（項目１６）
車両内または上に搭載される物品の性能を監視する方法であって、
前記物品を有する車両の初期電子フィンガプリントを生成するステップであって、前記初期電子フィンガプリントは、閾値電気設定点、所定のカウント時間周期、および前記所定のカウント時間周期の間の傍受時間周期を含み、前記傍受時間周期は、前記設定点にオーバーレイする前記航空機の電子信号の時間曲線の量である、ステップと、
前記車両のリアルタイム電子信号を生成するステップであって、前記リアルタイム電子信号は、前記初期電子フィンガプリントの閾値電気設定点および所定のカウント時間を含み、傍受時間周期が、前記所定の動作時間周期後に収集されるデータから生成され、以降、「第２の傍受時間周期」として定義される、ステップと、
前記初期電子フィンガプリントおよび前記リアルタイム電子信号を比較し、前記傍受時間周期と前記第２の傍受時間周期との間の差異を判定するステップと、
前記傍受時間周期と前記第２の傍受時間周期との間の差異に作用し、前記物品が許容限度内または外で動作しているかどうかを判定するステップと、
を含み、
前記初期電子フィンガプリントを生成するステップ、前記リアルタイム電子信号を生成するステップ、前記比較するステップ、および前記作用するステップは、電子機器を使用して行われる、方法。
（項目１７）
初期電子フィンガプリントおよびリアルタイム電子信号を生成するために収集されるデータは、電子的であり、前記初期電子フィンガプリントおよび前記リアルタイム電子信号は、電子ライブラリ内に記憶される、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記車両は、航空機であり、前記物品は、加熱可能部材を有するフロントガラスである、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記物品は、湿度センサ、伝導性コーティング温度センサ、アークセンサ、衝撃センサ、および／または破裂センサから成る群から選択される、少なくとも１つのセンサを含む、項目１７に記載の方法。
（項目２０）
前記物品は、前記初期電子フィンガプリントが生成される前に、容認可能範囲内で動作しているかどうかを判定するために試験される、項目１６に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実践において使用され得る、先行技術航空機の等角図である。
【０００９】
【図２】図２は、本発明の実践において使用され得る、航空機の透明材の横断面図である。
【００１０】
【図３】図３は、加熱可能部材のアーク発生を検出するための本発明の特徴を示すブロック図を有する、航空機の透明材加熱可能部材の等角図である。
【００１１】
【図４】図４は、航空機の電力供給源を図３に示されるタイプの加熱可能部材に接続する、知的電力コントローラおよび本発明の監視システムの非限定的実施形態のブロック図である。
【００１２】
【図５】図５は、本発明の実践において使用され得る、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。
【００１３】
【図６】図６は、加熱可能部材を通して移動する時間の関数としての電流信号をシミュレートする、曲線またはグラフである。
【００１４】
【図７】図７−９は、異なるレベルの電気背景雑音を伴う、図６の曲線をシミュレートする曲線である。
【図８】図７−９は、異なるレベルの電気背景雑音を伴う、図６の曲線をシミュレートする曲線である。
【図９】図７−９は、異なるレベルの電気背景雑音を伴う、図６の曲線をシミュレートする曲線である。
【００１５】
【図１０】図１０−１３は、主要アーク発生を伴うおよび伴わない、窓加熱電流をシミュレートする曲線である。
【図１１】図１０−１３は、主要アーク発生を伴うおよび伴わない、窓加熱電流をシミュレートする曲線である。
【図１２】図１０−１３は、主要アーク発生を伴うおよび伴わない、窓加熱電流をシミュレートする曲線である。
【図１３】図１０−１３は、主要アーク発生を伴うおよび伴わない、窓加熱電流をシミュレートする曲線である。
【００１６】
【図１４】図１４−１６は、微小アーク発生を伴うおよび伴わない、加熱電流をシミュレートする曲線である。
【図１５】図１４−１６は、微小アーク発生を伴うおよび伴わない、加熱電流をシミュレートする曲線である。
【図１６】図１４−１６は、微小アーク発生を伴うおよび伴わない、加熱電流をシミュレートする曲線である。
【００１７】
【図１７】図１７は、電子フィンガプリントを判定するための時間の関数としての電流の曲線を示す、グラフである。
【００１８】
【図１８】図１８は、本発明の教示による、時間周期の偏移を示す、略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、図面上に図示されている通り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ることができ、故に、そのような用語は、限定として見なされないことを理解されたい。さらに、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、全事例において、用語「約」によって修飾されるものと理解されたい。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、本発明によって得られるべきことが所望および／または模索される特性に応じて変動し得る。最低でも、請求項の範囲の均等物の教義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、かつ通常の丸め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、その中に包含されるあらゆる下位範囲を網羅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（それらの値を含む）との間のあらゆる下位範囲、すなわち、最小値１またはそれを上回る値から開始し、最大値１０またはそれ未満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」とは、〜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。さらに、別の物品または物品の構成要素「上に搭載される」もしくは「上に位置付けられる」、ある物品または物品の構成要素は、相互に表面接触し、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することを意味する。
【００２０】
本発明の非限定的実施形態について論じる前に、本発明は、その用途を本明細書で図示および議論される特定の非限定的実施形態の詳細に限定されず、本発明は、他の実施形態も可能であることを理解されたい。さらに、本発明について論じるために本明細書で使用される専門用語は、説明の目的のためのものであって、限定のためのものではない。依然として、さらに、別様に示されない限り、以下の議論では、同一番号は、同一要素を指す。
【００２１】
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、航空機のフロントガラス１４とを対象にするであろう。しかしながら、本発明は、任意の特定のタイプの航空機および／または航空機の透明材に限定されず、本発明は、任意のタイプの航空機および／または航空機の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用の窓、任意のタイプの航空機および宇宙車両用の天蓋、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用の窓、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面もしくはドア用の窓上で実践されることができる。
【００２２】
フロントガラス１４は、好ましくは、例えば、限定ではないが、米国特許第８，１５５，８１６号および第８，３８３，９９４号、ならびに米国公開特許出願第２０１３／００７５５３１号に開示されるセンサのタイプを有する、ラミネートされたフロントガラスである（米国特許第８，１５５，８１６号および第８，３８３，９９４号、ならびに米国公開特許出願２０１３／００７５５３１号の全開示は、参照することによって本明細書に組み込まれる）。図２に示されるのは、本発明の実践において使用され得る、航空機のフロントガラス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３２に固着される第２のビニル中間層２８とを含む。
【００２３】
当技術分野において使用されるタイプの縁部材または湿度障壁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２０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と、第１および第２のビニル中間層２６、２８と、第１および第２のウレタン中間層３０、３４と、加熱可能部材３２との周辺縁３８と、（２）フロントガラス１４の外側表面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の外側表面４２の断端４０と、（３）フロントガラス１４の外側表面４６の断端または断端縁４４、すなわち、加熱可能部材３２の外側表面４６の断端とに固着される。
【００２４】
当業者によって理解されるように、本発明に対して限定するものではなく、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、構造部分を形成する、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の外側表面４２は、航空機１０の内部に面し（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の外側表面４６は、航空機１０の外部に面する。加熱可能部材３２は、以下に論じられる様式で熱を提供し、フロントガラス１４の外側表面４６上から霧を除去する、および／またはその上の氷を融解する。
【００２５】
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、当技術分野において使用される航空機の透明材の構造のいずれも、本発明の実践において使用されることができる。例えば、本発明に対して限定するものではなく、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。
【００２６】
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。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ることができる。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。
【００２７】
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側表面上の霧、雪、および／また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／またはそこから霧、雪および氷を除去するために当技術分野において使用される任意の電気伝導性加熱可能部材が、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、ガラスシート６０の表面６４に塗布される伝導性コーティング６２を有する、ガラスシート２４と、伝導性コーティング６２と電気接触する、一対の離間されるバスバー６６、６８とを含む。本発明は、伝導性コーティング６２の組成物に限定されず、当技術分野において公知の電気伝導性コーティングのいずれも、本発明の実践において使用されることができる。例えば、本発明に対して限定するものではなく、伝導性コーティング６２は、任意の好適な電気伝導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、伝導性コーティングの非限定的実施形態として、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析出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析出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析出フィルムから作製されるコーティングが挙げられ、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、それぞれ、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、連続して塗布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、その全体として、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００２８】
本発明は、ガラスシート２４を加熱するために、電気伝導性コーティング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、電気伝導性ワイヤの使用を検討する。ワイヤ、例えば、図２および３において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の下で当技術分野において公知であって、米国特許第４，０７８，１０７号に開示されており、その特許は、全体として、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００２９】
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、当技術分野において使用されるバスバーのタイプのいずれも、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として、限定ではないが、米国特許第３，７６２，９０２号、第４，６２３，３８９号、第４，８９４，５１３号、第４，９９４，６５０号、および第４，９０２８７５号に開示されるタイプが挙げられ、それらの特許は、その全体として、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００３０】
本発明の非限定的実施形態では、フロントガラス１４は、１つまたはそれを上回るセンサを具備し、フロントガラス１４の選択された特性の性能を監視する。センサの設計および動作は、本発明に対して限定するものではなく、センサは、当技術分野において公知のタイプのいずれかであることができ、例えば、本発明に対して限定するものではなく、センサは、いくつか挙げると、湿度センサ、伝導性コーティング温度センサ、アークセンサ、衝撃センサ、および／または破裂センサであることができる。センサの詳細な議論は、米国特許第８，１５５，８１６号および第８，３８３，９９４号ならびに米国公開特許出願第２０１３／００７５５３１号に見出される。議論下の本発明の非限定的実施形態では、加熱可能フロントガラス１４は、加熱可能部材３２の性能を監視するためのアークセンサと、加熱可能部材の性能を測定し、知的電気電力コントローラおよび監視システム７２が、フロントガラスが加熱可能部材の容認不可能な性能によって損傷され得ることを示すと、加熱可能部材をシャットダウンするための米国公開特許出願第２０１３／００７５５３１号に開示されるタイプの知的電気電力コントローラおよび監視システム７２（図３−５）とを有する。
【００３１】
図３を継続して参照すると、本発明の一非限定的実施形態では、バスバー６６および６８はそれぞれ、ワイヤ７０および７１によって、それぞれ、センサまたは知的電気電力コントローラおよび監視システム７２（米国公開特許出願第２０１３／００７５５３１号に詳細に論じられる）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、航空機の電力供給源７４に接続される。本発明に対して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２４の隣接する側面８２−８５から離間され、コーティング６２の側面８６は、ガラスシート２４の側面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１８の金属本体カバー８７（図１参照）のアーク発生を防止する。
【００３２】
温度センサ８８が、伝導性コーティング６２上に搭載され、加熱可能部材３２の伝導性コーティング６２の温度を感知し、ワイヤまたは電気ケーブル９２によって、知的電気電力コントローラおよび監視システム７２に接続される。本発明は、温度センサ８８に限定されず、当技術分野において使用されるタイプのいずれも、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８８の数に限定されず、任意の数のセンサ、例えば、１つ、２つ、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。本発明の一非限定的実施形態では、温度センサ８８は、熱電対であって、相互から離間される３つの熱電対（１つのみ図３に示される）が、コーティング６２上に搭載される。
【００３３】
図４を参照すると、本発明の一非限定的実施形態では、航空機の電力供給源７４は、ワイヤ７６および７７によって、知的電気電力コントローラおよび監視システム７２の窓熱コントローラ９３に接続される。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４に示されるように交流供給源または当技術分野において公知の直流供給源であることができる。ワイヤ７６は、窓熱コントローラ９３のスイッチ９８の一方の極に接続され、スイッチ９８の他方の極は、ワイヤまたは電気ケーブル１０２によって、本発明のアーク監視および検出システム１００のアークセンサ９９に接続される。
【００３４】
本発明は、本発明の実践において使用される電流変圧器９９のタイプに限定されない。本発明の好ましい実践では、使用される電流変圧器９９は、電流変圧器であって、ワイヤ１０２および７０に沿って移動する電流をフィルタリングする容易性のために、電流をより低いレベルまで低減させる。
【００３５】
スイッチ９８は、通常、閉鎖位置にあって、窓熱コントローラ９３の熱コントローラ１０６のための制御論理からワイヤまたは電気ケーブル１０４に沿って転送される信号によって、閉鎖位置から開放位置およびその逆に移動される。アークセンサ９９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によって、電力供給源７４に接続される。
【００３６】
航空機１０の他の電気構成要素１０３（図４にのみ示され、明確目的のために、ブロック図１０３として示される）は、ワイヤ１０５および１０７によって、電力供給源７４に接続される。本発明は、電気構成要素１０３に限定されず、限定ではないが、安性デバイス、例えば、限定ではないが、飛行性能器具、便宜的デバイス、例えば、限定ではないが、乗客および乗務員用空調設備ならびに乗客補助デバイス、例えば、限定されないが、無線接続および無線電磁干渉を含む。
【００３７】
本発明の一非限定的実施形態では、知的電気電力コントローラおよび監視システム７２の構成要素は、ファラデー箱１０９内に搭載され、ファラデー箱１０９（図４のみに示される）は、ワイヤまたはケーブル１１１（図４参照）によって、接地、例えば、航空機１８（図１参照）の本体８１に接続され、外部静的電場および電磁干渉を遮断する。
【００３８】
図４を継続して参照すると、温度センサ８８は、ワイヤ９２によって、電子スイッチ１１０の一方の極に接続され、スイッチ１１０の第２の極は、ワイヤ１１２によって、窓熱コントローラ９３の制御論理１０６に接続される。スイッチ１１０は、通常、閉鎖位置にあって、アーク監視および検出システム１００の信号フィルタリングおよび修正システム１１６からワイヤまたは電気ケーブル１１４に沿ってスイッチ１１０に転送される信号によって、閉鎖位置から開放位置および開放位置から閉鎖位置に移動される。
【００３９】
本発明の一非限定的実施形態では、アーク監視および検出システム１００は、所定の条件が検出されると、加熱部材３２および電力供給源７４を相互から電気的に切断する。議論下の本発明の非限定的実施形態では、所定の着目条件は、加熱可能部材３２の主要アーク発生である。本明細書で使用されるように、「主要アーク発生」は、例えば、加熱可能部材３２を通して通過する、測定される電圧／電流が、所定のレベルを超えることとして定義される。随意に、本発明に対して限定するものではなく、所定の条件として、限定ではないが、所定の温度を上回る加熱可能部材３２の温度および米国公開特許出願第２０１３／００７５５３１号に論じられるような「微小アーク発生」が挙げられ得る。「微小アーク発生」は、所定の値を超えるが、主要アーク発生の所定の値未満である、測定される電圧／電流として定義される。前述の所定の条件の詳細な議論は、米国公開特許出願第２０１３／００７５５３１号により詳細に論じられており、さらなる議論は必要ないものとする。
【００４０】
議論は、ここで、本発明の教示による、「主要アーク発生」を検出し、加熱可能部材３２および／または窓２０への損傷を防止する措置を講じるように設計される、信号監視および検出システム１００を対象とする。上記に提示されるように、「主要アーク発生」は、所定のレベルを超える測定される電圧／電流として定義される。所定のレベルの値は、本発明に対して限定するものではなく、値は、所定のレベルにおける主要アーク発生が窓２０を損傷し得る、以前の経験に基づくことができる。
【００４１】
ここで、主要アーク発生が存在する場合を検討する。アークセンサ９９（図４）は、信号を信号フィルタリングおよび修正システム１１６に転送する。信号フィルタリングおよび修正システム１１６は、主要アーク発生が存在することを判定し、信号をワイヤ１１４に沿って転送し、スイッチ１１０を開放する。熱コントローラ１０６の制御論理は、スイッチ１１０が開放位置にあることを判定し、信号をワイヤ１０４に沿って送信し、スイッチ９８を開放し、電力供給源７４および加熱可能部材３２を相互から電気的に切断する。当業者によって理解され得るように、主要アーク発生が存在するとき、スイッチ１１０および／またはスイッチ９８（図４）は、開放される。
【００４２】
図５を参照すると、議論は、ここで、本発明の実践において使用され得る、アーク監視および検出システム１００の信号フィルタリングおよび修正システム１１６を対象とする。信号フィルタリングおよび修正システム１１６は、本発明の教示に従って、主要アーク発生を検出し、加熱可能部材３２および／またはフロントガラス２０への損傷を防止または制限するための措置を講じるために開発される。
【００４３】
スイッチ９８およびスイッチ１１０（図４参照）は、スイッチに転送される信号に応答して開放および閉鎖するタイプである。窓熱コントローラ９３の熱コントローラ１０６の制御論理は、センサ８８の電気信号を設定範囲と比較するタイプのコンパレータであって、信号が範囲外にあるとき、熱コントローラ１０６の制御論理は、信号を転送し、スイッチ９８を開放し、信号が範囲内にあるとき、熱コントローラ１０６の制御論理は、信号をワイヤ１０４に沿って送信し、スイッチ９８を閉鎖する。
【００４４】
熱コントローラ１０６の制御論理の特徴は、主要アーク発生が存在しないとき、スイッチ９８を開放および閉鎖するその能力である。ここで、主要アーク発生が存在するときを検討する。スイッチ１１０および９８は、アーク発生問題が解決されるまで、開放したままである。アーク発生問題が解決された後、スイッチ１１０は、閉鎖される。スイッチ１１０は、もはや主要アーク発生が存在しないため、手動で、またはフィルタリングおよび処理システム１１６からの信号によって閉鎖されることができる。本発明の別の非限定的実施形態では、いったん主要アーク発生が検出されると、スイッチ１１０は、パイロットがスイッチをリセット（閉鎖）する、例えば、限定ではないが、パイロットがコックピット制御パネル内のリセット機能を押下して、スイッチを閉鎖するまで、開放したままである。アーク発生が存在し続ける場合、センサは、再び、スイッチを開放させるであろう。本配列を用いて、パイロットは、最終的には、コックピット窓加熱能力を制御する。
【００４５】
図５を参照すると、信号フィルタリングおよび処理システム１１６の信号フィルタ１４８は、加熱可能部材２８の伝導性コーティング６２に通電するための電力供給源７４と互換性があるように選択されたフィルタである。本発明の一非限定的実施形態では、例えば、Ｇｕｌｆｓｔｒｅａｍ航空機のための電力供給源７４は、主要ＡＣ電力供給源周波数４００Ｈｚを有する。本事例では、本発明の実践において選択される、フィルタ１４８は、本発明に対して限定するものではなく、カットオフ周波数４００Ｈｚを伴う高域通過フィルタである。理解され得るように、他の航空機は、例えば、４００Ｈｚを上回る、例えば、５００Ｈｚ、または４００Ｈｚ未満、例えば、１００Ｈｚの他のフィルタを有することができる。
【００４６】
フィルタ１４８からフィルタリングされた信号は、ワイヤ１５２に沿って２段階コンパレータ１５４にパスされる。コンパレータ１５４の第１の段階１５４Ａは、二重機能を有する。１つの機能は、電子フィンガプリント（以下に詳細に論じられる）を生成するとき、所定の値を上回る電流／電圧レベルを有する信号をフィルタ除去することである。コンパレータ１５４の第１の段階１５４Ａの別の機能は、電子フィンガプリントとリアルタイム電子信号（以下に詳細に論じられる）を比較し、加熱可能部材３２の動作性能を判定することである。例えば、本発明に対して限定するものではなく、カウントが、リアルタイム電子信号が主要アーク発生の所定の値より高くなる度に、コンパレータ１５４の第１の段階１５４Ａによって、第２の段階のコンパレータ１５４Ｂに転送される。
【００４７】
コンパレータ１５４の第２の段階１５４Ｂもまた、二重機能を有する。１つの機能は、電子フィンガプリントの主要アーク発生に関する所定の値またはレベルを変更することである。コンパレータ１５４の第２の段階１５４Ｂの別の機能は、リアルタイム電子信号が主要アーク発生に関する所定の値を超える所与の時間周期内の持続時間を判定することである。時間が所定の時間周期を超えると、コンパレータ１５４の第２の段階１５４Ｂからの信号が、ライン１５６に沿って信号スイッチ１４０に、主要アーク発生が検出されたことが送信され、信号スイッチ１４０は、信号をライン１１４に沿って送信し、スイッチ１１０を開放し、これは、前述のように、熱コントローラ１０６の制御論理に、スイッチ９８を開放させ、電力供給源７４から加熱可能部材３２（図４参照）に移動する電流を防止する。
【００４８】
本発明の好ましい実践では、それに限定されないが、航空機の構成要素の性能、例えば、それに限定されないが、フロントガラス１４の加熱可能部材３２のアーク発生が、初期電子フィンガプリントとリアルタイム電子信号を比較し、差異を分析し、加熱部材３２が許容限度内で動作しているかどうかを判定することによって判定される。航空機の電気ネットワークの詳細な観察から、航空機が電子フィンガプリントを有することが判定され、種々の実験から、電子信号またはフィンガプリントの変化が、航空機構成要素、例えば、加熱可能部材３２が許容限度内で動作しているかどうかを判定するために使用されることができることが判定された。用語「初期電子フィンガプリント」は、着目構成要素を有する航空機、例えば、航空機の本体の定位置に搭載され、航空機１０の電源に電気的に接続された加熱可能部材３２を有するフロントガラス１４の配線を通して移動する、時間の関数としての電流または電圧の測定を意味する。航空機の構成要素は、「初期電子フィンガプリント」が作製されるときに限界内で動作していることを理解されたい。用語「リアルタイム電子信号」は、「初期電子フィンガプリント」が得られた後、航空機の配線を通して移動する、時間の関数としての電流および／または電圧の測定を意味する。
【００４９】
議論は、ここで、図６−１６のグラフを対象とする。別様に示されない限り、図６−１６のグラフは、ＭａｔｈＷｏｒｋｓ（Ｎａｔｉｃｋ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ，  Ｕ．Ｓ．Ａ）によって開発されたシミュレーションハードウェア／ソフトウェアを使用してシミュレートされている。図６に示されるのは、時間の関数としての、より具体的には、秒の関数としての、新しく加工されたフロントガラス１４の加熱可能部材３２のバスバー６６および６８および伝導性コーティング６２を通して通過するアンペア単位の加熱電流に関するデータ点をシミュレートする、曲線またはグラフＡである。図７の曲線またはグラフＢは、図６のグラフＡのデータ点に小型航空機、例えば、セスナ航空機の電子構成要素によって寄与される５％電子雑音を加えたものをシミュレートする。図８の曲線またはグラフＣは、図６のグラフＡのデータ点に中型航空機、例えば、ＧｕｌｆｓｔｒｅａｍＧ５５０の電子構成要素によって寄与される２０％電子雑音を加えたものをシミュレートする。図９の曲線またはグラフＤは、図６のグラフＡのデータ点に大型航空機、例えば、Ｂｏｅｉｎｇ７３７の電子構成要素によって寄与される４０％電子雑音を加えたものをシミュレートする。
【００５０】
曲線またはグラフＢ（図７）、Ｃ（図８）、およびＤ（図９）から、より大きい航空機は、通常、より小さい航空機より多くの電気構成要素を有するため、付加的電子雑音が、図６のグラフＡのデータ点に追加されることに留意されたい。航空機によって生成される背景雑音は、航空機器具動作に起因して、非常に大きな大きさの信号スパイク１７０を有し得ることが判定された。信号スパイク１７０は、センサ、例えば、限定ではないが、知的アークセンサ７２を誤トリガし得る。アーク検出の信頼性を改良し、誤アラームを最小限にするために、初期電子フィンガプリントは、リアルタイム電子信号と数学的に組み合わせられ、および／または比較される。このように、加熱可能部材３２の電流信号および最小限の背景雑音が残り、加熱可能部材の性能、例えば、加熱可能部材３２のアーク発生が、例えば、限定ではないが、以下に論じられる様式で初期電子フィンガプリントとリアルタイム電子信号との間の差異を分析することによって判定される。
【００５１】
本発明を説明する目的のために、本発明に対して限定するものではないが、小型航空機は、普通カテゴリ（最大離陸重量１２，５００ポンドおよび最大乗客座席定員９）であって、中型航空機は、コミュータカテゴリ（最大離陸重量１９，０００ポンドおよび最大乗客座席定員１９）であって、大型航空機は、輸送カテゴリ（最小離陸重量１９，０００ポンドおよび最小乗客座席定員１９）である。
【００５２】
図１０−１３に示されるのは、小型航空機（図１０および１１）ならびに中型航空機（図１２および１３）のアーク発生を伴う場合（図１１および１３）とアーク発生を伴わない場合（図１０および１２）の曲線またはグラフ間の差異である。より具体的には、図１０のグラフＥは、主要アーク発生を伴わない小型航空機のデータ点を示し、図１１のグラフＦは、主要アーク発生を伴う小型航空機のデータ点を示し、図１２のグラフＧは、主要アーク発生を伴わない中型航空機のデータ点を示し、図１３のグラフＨは、主要アーク発生を伴う中型航空機のデータ点を示す。
【００５３】
それぞれ、図１０および１１に示されるグラフＥとＦとの間の差異は、図１１のグラフＦの延在部分１７４が図１０のグラフＥの延在部分１７６より長いということであり、加熱部材の主要アーク発生が生じていることを示す。同様に、それぞれ、図１２および１３に示されるグラフＧとＨとの間の差異は、図１３のグラフＨの延在部分１７８が図１２のグラフＧの延在部分１８０より長いということであり、加熱部材の主要アーク発生が生じていることを示す。
【００５４】
ここで理解され得るように、本発明は、加熱部材３２が微小アーク発生を有するときも実践されることができる。本明細書で使用されるように、「微小アーク発生」は、主要アーク発生の所定の値未満の所定の値を超える、測定される電圧／電流として定義される。本議論の目的のために、主要アーク発生は、信号のパーセンテージの観点からはるかに高い大きさを有する。必要に応じて、図１４−１６を参照すると、図１４の曲線またはグラフＩは、微小アーク発生を伴うが、背景雑音を伴わない、フロントガラス加熱電流のシミュレーションであって、図１５に示されるグラフＪは、微小アーク発生を伴わない、背景電気雑音をシミュレートする、曲線またはグラフであって、図１６に示されるグラフＫは、背景雑音の中に埋もれた微小アーク発生を示す、シミュレーションである。ここで理解され得るように、図１６のグラフＫは、微小アーク発生および背景雑音を伴う、リアルタイム電気加熱電流信号である。当業者によって理解されるように、概して、初期微小アーク発生は、加熱部材３２が電力供給源（７４、図４）から切断されることを要求しない。微小アーク発生の監視は、主要アーク発生を防止し、窓への損傷を防止するために使用されることができる。当業者によって理解され得るように、主要アーク発生の検出の議論は、微小アーク発生の判定に適用可能である。
【００５５】
議論は、ここで、航空機の初期電子フィンガプリントを生成し、初期電子フィンガプリントを使用して、航空機の構成要素、例えば、限定されないが、航空機のフロントガラスの加熱可能部材が容認可能範囲内で動作しているかどうかを判定するための本発明の非限定的実施形態を対象とする。本発明に対して限定するものではないが、初期電子フィンガプリントを生成するために使用されるフロントガラスは、許容限度内で動作している。これは、任意の試験様式を使用して、例えば、限定ではないが、フロントガラスの製造設備および／または航空機構成要素のための修理センターにおいて、フロントガラスの加熱可能部材をベンチ試験する、または加熱可能部材を有するフロントガラスを航空機上に搭載し、加熱可能部材を加熱可能部材３２を通して電流を移動させる電力供給源のみに電気的に接続して検証されることができる。加熱可能部材３２を通して移動する電流は、任意のアーク検出アルゴリズムを使用して監視され、加熱可能部材が許容限度内で動作しているかどうかを判定する。
【００５６】
本発明は、アーク検出アルゴリズムに限定されず、当技術分野において公知の任意のアーク検出アルゴリズムが、本発明の実践において使用され、加熱可能部材３２（図３）が許容限度内で動作しているかどうかを判定することができる。加熱可能部材の性能が容認可能であると判定された後、加熱可能部材を有するフロントガラスは、航空機に搭載され、航空機の電力供給源に電気的に接続される。加熱可能部材を有する航空機は、所定の時間周期の間、動作され、時間の関数としての電流または電圧に関するデータが、収集され、以下に論じられる様式で作用され、加熱可能部材３２を有する航空機の電気回路の初期電子フィンガプリントを生成する。本発明は、所定の時間周期に限定されず、本発明は、ゼロ〜３００時間を上回る、ゼロ〜２００時間を上回る、ゼロ〜１００時間を上回る、１０〜３０時間、および３０時間の通常動作飛行時間を十分な所定の時間と見なす。
【００５７】
議論は、ここで、初期電子フィンガプリントを発生させるための本発明の非限定的実施形態を対象とする。図８を参照すると、本発明に対して限定するものではなく、２０％雑音を伴う、フロントガラス加熱電流をシミュレートする曲線Ｃが、示される。必要に応じて、図４および５を参照すると、電流は、変圧器９９を通して通過され、電流を低減させ、低減された電流信号をフィルタ１４８を通して通過させる。電流または信号は、次いで、コンパレータ段階１の１５４Ａおよびコンパレータ段階２の１５４Ｂを有する、２段階コンパレータ１５４にパスされる。本発明の非限定的実施形態では、フィルタ１４８は、航空機馬力推定カテゴリに基づいてカットオフ周波数５００Ｈｚを伴う、高域通過フィルタであるように選択される。例えば、本発明に対して限定するものではなく、カットオフ周波数５００Ｈｚは、通常、交流を動力とする航空機のために選択され、１００Ｈｚは、通常、直流を動力とする航空機のために選択され、５００Ｈｚ駆動フィルタは、通常、３相電動駆動航空機の脚毎に選択される。ここで理解され得るように、本発明は、フィルタ１４８の値に限定されず、フィルタ１４８の値は、好ましくは、加熱可能部材３２（図３参照）に対する電力のための適切なフィルタリングレベルを提供するように選択される。
【００５８】
コンパレータ段階１の１５４Ａのためにフィンガプリント値を生成する際、コンパレータ段階２の１５４Ｂは、所定の時間窓またはセル内で時間閾値を所定の数までカウントするために設定される。時間カウントが時間閾値に到達し、時間窓が終了しなかったとき、カウントは、再び、開始する。カウントは、時間閾値に到達し、時間窓が終了しない度に再開される。時間窓が終了すると、時間カウントもまた、終了し、所定の時間窓および時間カウントが、再び、開始する。
【００５９】
本発明は、そのカウントの時間長に限定されない。本発明の一非限定的実施形態では、カウントの時間長は、１ミリ秒である。時間カウントは、１００（１００ミリ秒）であって、所定の時間窓は、５００ミリ秒である。
【００６０】
コンパレータ段階１の１５４Ａは、その時間カウントおよび所定の時間窓の間、電気電圧または電流レベルを提供するように機能する。本発明の一非限定的実施形態では、電力レベルは、１アンペアのある割合、例えば、限定ではないが、１０分の１また４分の１アンペアに設定される。コンパレータ段階１の１５４Ａおよびコンパレータ段階２の１５４Ｂによって生成されるデータは、ケーブル１９４に沿って電子記憶１９２に送信される。
【００６１】
図１７を参照すると、５００Ｈｚフィルタ１４８を通して通過する電流によって生成されるデータ点の曲線２０２を示す、グラフ２００がある。グラフ２００は、初期電子フィンガプリントを生成するプロセスの間、以下に論じられる様式でコンパレータ段階１の１５４Ａによって提供される閾値２０４、２０６、および２０８を有する。本発明の本非限定的実施形態では、所定の時間窓は、５００ミリ秒ずつコンパレータ１５４によって設定される。時間カウント閾値は、１００ミリ秒の間、コンパレータ段階１の１５４Ａによって設定される。時間カウントのインクリメントは、曲線２０２が閾値２０４、２０６、および２０８を超える時間周期の間に行われる。
【００６２】
例証として、本発明に対して限定するものではなく、図１７における閾値レベル２０４は、０〜５００ミリ秒または１セルに及ぶ。本発明の本非限定的実施形態では、５００ミリ秒の所定の時間窓内の１００の時間カウントは、主要加熱可能部材３２のアーク発生のインジケーションである。換言すると、５００ミリ秒の所定の時間窓の間の１００未満の時間カウントは、主要アーク無発生を示す。理解され得るように、図１７に示される２０４の閾値レベルは、主要アーク発生を示す。しかしながら、フロントガラス３２は、事前に試験され、主要アーク発生が生じていない。したがって、主要アーク発生のインジケーションは、０．２５アンペアの閾値レベル２０４が低すぎることのインジケーションであり、主要アーク発生が生じていることのインジケーションではない。
【００６３】
コンパレータ段階１の１５４Ａは、次いで、より高い設定点または閾値レベルを提供するように調節され、例えば、議論下の本発明の非限定的実施形態では、閾値レベル２０６は、０．７５アンペアまで上昇される。ここで理解され得るように、本発明は、それに限定されず、電流レベルの量は、増加する。例えば、本発明に対して限定するものではなく、電流レベルは、ゼロ〜５％を上回って、ゼロ〜１０％を上回って、ゼロ〜２０％を上回って、ゼロ〜４０％を上回って、ゼロ〜６０％を上回って、ゼロ〜８０％を上回って、ゼロ〜１００％を上回って、ゼロ〜２００％を上回って、ゼロ〜３００％を上回って、ゼロ〜４００％を上回って、増加されることができる。本発明の非限定的議論では、電流レベル２０４は、０．７５アンペアの電流レベル２０６の３００％上昇されるが、しかしながら、本発明の好ましい実践は、電流レベルは、２５％上昇される。
【００６４】
図１７を参照すると、本発明は、設定点の量または閾値レベル増加に限定されない。理解され得るように、本発明に対して限定するものではなく、０．２５アンペアの電流レベルは、電流レベルが、フロントガラス１４の加熱可能部材３２（図３）のグラフ２０２（図１７）によって示される予期される雑音レベルを下回り、および／または航空機の雑音レベルならびに加熱可能部材３２の性能が考慮されることを確実にするための航空機の電流または電圧であるように選択される。
【００６５】
時間カウントは、点２１３における閾値レベル２０６から開始し、点２１４において停止し、カウントは、点２１５から継続し、点２１６において停止し、カウントは、点２１７から継続し、点２１８において停止する。本実施例では、５００〜１０００ミリ秒の窓は、１００を上回る時間カウントを有するであろう。１００の１つを上回る時間カウントは、主要アーク発生を示すが、しかしながら、前述のように、フロントガラスは、事前に試験され、１つを上回る時間カウントは、フロントガラスが主要アーク発生を有することを示さず、設定点または電流レベルが低すぎることを示す。
【００６６】
図５および１７を継続して参照すると、コンパレータ段階１の１５４Ａは、閾値２０６を１アンペアに対して３３および１／３％上昇させるように作用される。閾値は、ここで、数字２０８によって指定される。時間カウントは、点２２６から開始し、点２２８において停止し、点２３０から継続し、点２３２において停止する。本実施例では、１０００〜１５００ｍｓの窓の間の時間カウントは、３０であって、すなわち、１００未満が、閾値２０８が初期電子フィンガプリント内で使用され得ることを示す。本手技は、所望のフィンガプリント持続時間時間の間、継続される。本実施例では、１５００〜２０００ミリ秒の窓および全ての後続セルは、１００未満のカウントを有すると予期される。フィンガプリントが完了した後は、全セルは、主要アーク発生が存在しないとき、１００未満のカウントを有し、主要アーク発生が存在するとき、１００またはそれを上回るカウントを有するであろう。閾値レベル２０８は、アーク発生を判定するために使用される、初期電子フィンガプリントの制御設定点である。
【００６７】
フィンガプリント周期の間、コンパレータ側１の１５４Ａの閾値設定点は、時間周期、例えば、限定ではないが、３０時間の間、継続的に検証される。コンパレータ側１の１５４Ａの閾値設定点が、低すぎる場合、３０時間の時間周期は、リセットされ、コンパレータ側１の１５４Ａは、例えば、本発明に対して限定するものではないが、前述のように、手動でまたは自動的に、漸増的に変化する。
【００６８】
図１７の初期電子フィンガプリントは、５００Ｈｚフィルタ（１４８、図５）、時間カウントは、１００（コンパレータ側２の１５４Ｂ）、および閾値設定点１アンペア（コンパレータ側１の１５４Ａからの設定点）である。当業者によって理解され得るように、本発明は、最大値における閾値レベルから開始し、閾値レベルを下げ、閾値設定点を達成することによって実践されることができる。本発明に対して限定するものではないが、前述の様式で判定されるコンパレータ段階２の１５４Ｂの閾値設定点の値は、付加的電気雑音変動を補償するように増加されることができる。
【００６９】
本発明の一非限定的実施形態では、初期電子フィンガプリントは、フィルタ（１４８、図５参照）の値、時間カウント（コンパレータ側２の１５４Ｂ）、閾値設定点（コンパレータ側１の１５４Ａによって提供される）によって定義され、これは、主要アーク発生が検出される、電流値または電圧値である。例証として、第１の航空機に関する電子フィンガプリントは、５００Ｈｚフィルタ（１４８、図５）、時間カウントは、１００ミリ秒（コンパレータ側２の１５４Ｂ）、制御設定点１アンペア（コンパレータ側１の１５４Ａからの設定点）であった。第２の航空機に関する電子フィンガプリントは、４００Ｈｚフィルタ（１４８、図５）、時間カウント７０ミリ秒（コンパレータ側２の１５４ｂ）、および閾値設定点２アンペア（コンパレータ側１の１５４Ａ）であった。第３の航空機に関する電子フィンガプリントは、１００Ｈｚフィルタ（１４８、図５）、時間カウント２００ミリ秒（コンパレータ側２の１５４Ｂ）、および閾値設定点５アンペア（コンパレータ側１の１５４Ａ）であった。
【００７０】
ここで理解され得るように、本発明は、所定の時間窓の長さに限定されず、一般に、電気機器の能力の関数である。
【００７１】
当業者によって理解され得るように、本発明の別の非限定的実施形態では、初期電子フィンガプリントは、フィルタ、数学的演算、信号条件等、より多いまたはより少ない構成要素から作製されることができる。さらに、図１８を参照すると、本発明は、スライド窓上に時間カウントを作製することを検討する。図１８に示されるように、窓３００の初期位置は、バー３０２によって表され、０〜５００ミリ秒であって、窓３０４の初期位置は、バー３０６によって表され、５００〜１０００ミリ秒であって、窓３０８は、バー３１０によって表され、１０００〜１５００ミリ秒である。窓３００の時間周期が終了すると、窓３００を表すバー３０２の一部、窓３０４を表すバー３０６の一部、および窓３０８を表すバー３１０の一部は、図１８に見られるように、右にシフトする。時間カウントは、バー３１４の終了部分３１２から開始し、今度は、窓３００の一部および窓３０４の一部を有する窓３００を表す。バー３１４を用いたカウントの終了時、バー３１４、３１６、および３１８は、右にシフトし、今度は、それぞれ、バー３２０、３２２、および３２４によって表される。時間カウントは、今度は、バー３２０の終了３２６から開始し、バー３２０は、窓３００および３０４の一部を含む、窓３００を表す。
【００７２】
本発明は、その置換される窓の量に限定されず、量は、ゼロ〜１０％を上回る、５％〜２０％、１５％〜２５％、５０％−７５％、または０％〜９５％を上回り得る。本発明の一非限定的実施形態では、窓３００（図１８参照）は、１００ミリ秒ずつ減少され、１００ミリ秒のセル３０４が、移動可能窓のバー上に追加される。窓のスライドは、図１７の曲線を作製する、より完全なデータ点のサンプリングを提供する。例えば、本発明に対して限定するものではなく、波形は、１つの窓の終了および次の隣接する窓の開始に重複する部分を有し得る。これが生じると、波形は、１つの窓の間の時間カウントを用いた一部と、次の隣接する窓の間の時間カウントを用いた波形の一部とを有する。この場合、波形の２つの部分の合計は、波形に関する完全な情報を提供しない。本発明の実施形態の使用は、波形の全体像を提供する。
【００７３】
本発明の別の非限定的実施例では、閾値設定点２０８を下回る信号は全て、無視され、ある時間周期（実施例として、２１２ミリ秒）を下回る、閾値設定点２０８を上回る信号は全て、無視され、閾値設定点を上回り、ある時間範囲を超えるそれらの信号のみ、アーク発生を示すために観察される。観察は、限定ではないが、数学的演算または比較もしくは他の信号分析を含むことができる。本発明の別の非限定的実施形態では、初期電子フィンガプリントは、波形であって、リアルタイム電気信号から減算され、２つの信号間の差異が存在するかどうか判定する。差異は、差異がアーク発生に起因するかどうか（概して、閾値設定点、例えば、限定ではないが、閾値設定点２０８または生じ得る他の係数を上回る電流値によって示される）を判定するために作用される。
【００７４】
米国特許第８，１５５，８１６号および第８，３８３，９９４号において開示されるように、航空機の窓、特に、航空機のフロントガラスは、１つを上回るセンサを含むことができる。本発明の一非限定的実施形態では、窓が１つを上回るセンサを有するとき、各センサの性能は、個々に判定されることができ、フィンガプリントは、各センサに適用されることができる。
【００７５】
本発明は、例証目的のためだけに提示される、上記に提示および説明される本発明の実施形態に限定されず、本発明の範囲は、以下の請求項および任意の付加的請求項の範囲によってのみ限定され、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。
【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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