(57)【要約】透明材、例えば、航空機用積層フロントガラスは、湿気浸透度を監視し、防湿層の性能を監視するための１つ以上の湿気センサを含む。湿気センサのうちの少なくとも１つは、電解質を２つの導電性電極間に含み、それらとイオン接触する。第１の電極と第２の電極との間の電位および／または電極を通る電流の測定は、湿気センサのエリア内の積層フロントガラス内の湿気の量を決定する。フロントガラスの湿気センサ性能によって提供される情報は、許容限度外で機能しているフロントガラスの修理または交換をタイムリーにスケジュールするために利用可能である。
2020506101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材であって、前記透明材は、
視覚エリアを有する積層された窓を提供するための一緒に接合された複数のシートであって、前記窓は、前記シートの周辺および辺縁部分上に湿気シールを有する、複数のシートと、
前記シート間および／または前記シートと前記湿気シールとの間に位置付けられた湿気センサであって、前記湿気センサは、第１の電極と第２の電極との間の電解質部材を備え、前記電解質材料は、前記第１および第２の電極とイオン接触し、前記第１の電極と前記第２の電極とが互いから間隔を置かれ、互いに表面接触しないように維持する、湿気センサと、
前記センサの前記電極に動作可能に接続されたセンサ電子機器と
を備え、
前記センサ電子機器は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位を測定すること、および／または、前記センサを通る電流を測定することにより、前記電解質部材によって吸収された湿気の量を決定し、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位、および／または、前記センサを通る電流は、前記湿気センサのエリアにおける前記積層フロントガラス内の湿気の量の尺度である、透明材。
【請求項２】
前記透明材は、航空機用フロントガラスであり、前記センサ電子機器は、前記第１および第２の電極と接触している前記電解質材料の電位および／または電流変化を測定し、前記電解質材料の前記電位および／または電流変化は、前記電解質材料によって吸収された湿気に起因する、請求項１に記載の透明材。
【請求項３】
前記電解質材料は、硫酸、塩酸、リン酸、硝酸、カルボン酸、アジピン酸、マレイン酸、酢酸を含む酸の群；前記酸の有機リガンドおよびそれらの組み合わせ；および、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、およびそれらの組み合わせを含む塩基の群から選択される、請求項２に記載の透明材。
【請求項４】
前記センサは、同軸形状を有し、前記電解質材料は、中心孔を有する細長い形状を有し、前記第１の電極は、外側スリーブを備え、前記外側スリーブは、前記第１の電極の壁を貫いた複数の間隔を置かれた孔を有し、前記第１の電極は、前記電解質材料の外側表面と表面接触しており、前記第２の電極は、前記電解質材料の前記中心孔内にあり、前記電解質材料の内側表面と表面接触している、請求項３に記載の透明材。
【請求項５】
前記第１および前記第２の電極は、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金、および金、ならびに、チタン、クロム、ニッケル、モリブデン、鉄、銅、鉛、スズ、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびその合金の群から選択される非貴金属および合金、ならびに、黒鉛、カーボンブラック、炭素ファイバ、またはグラフェンの形態における元素状炭素の群から選択される材料から作製され、前記元素状炭素は、金属と見なされ、前記元素状形態において、またはここに列挙される前記金属のいずれかとの合金元素として使用される、請求項４に記載の透明材。
【請求項６】
前記電解質材料は、第１の表面および第２の表面を有する細長い形状を有し、前記第１の電極は、前記電解質材料の前記第１の表面と電気接触し、前記第２の電極は、前記電解質材料の前記第２の表面と電気接触し、前記第１および第２の電極は、前記電解質材料を経由してのみ互いに電気的に接続され、前記第１および第２の電極の各々は、それらのそれぞれの壁を貫いて延びている複数の間隔を置かれた孔を有する、請求項３に記載の透明材。
【請求項７】
前記第１および前記第２の電極は、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金、および金、ならびに、限定ではないが、チタン、クロム、ニッケル、モリブデン、鉄、銅、鉛、スズ、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびその合金等の非貴金属および合金から作製される、請求項６に記載の透明材。
【請求項８】
前記電解質材料は、４辺断面を有し、前記第１の電極は、前記電解質材料の第１の側として指定される前記電解質材料の側上に搭載され、前記第２の電極は、前記第１の側と反対の前記電解質材料の側上に搭載されている、請求項６に記載の透明材。
【請求項９】
前記透明材は、積層された航空機用フロントガラスであり、前記湿気シールは、前記積層された窓の外側対向表面の辺縁および周辺縁を覆い、前記センサ要素は、前記積層された航空機用フロントガラスの前記シート間および／または前記シートと前記湿気シールとの間にある、請求項１に記載の透明材。
【請求項１０】
前記複数のシートは、接着剤によって一緒に接合された２つ以上の透明シートを備え、前記センサ要素は、前記シートのうちの少なくとも１つの表面部分上にある、請求項９に記載の透明材。
【請求項１１】
前記シートの各々は、第２の主要表面と反対の第１の主要表面と、前記第１の主要表面および前記第２の主要表面を接合する周辺表面とを備え、前記シートのうちの前記少なくとも１つの前記表面部分は、前記第１の主要表面、前記第２の主要表面、前記周辺表面、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１０に記載の透明材。
【請求項１２】
前記透明材は、航空機用透明材であり、前記シートの各々は、第２の主要表面と反対の第１の主要表面と、前記第１の主要表面を接合する周辺表面とを備え、前記第１のシートの前記第２の表面は、前記第２のシートの前記第２の表面と対面関係にあり、前記第２の表面から間隔を置かれており、前記センサ要素は、前記第１のシートと前記第２のシートとの間にあり、前記第１のシートおよび前記第２のシートの周辺縁から間隔を置かれている、請求項１に記載の透明材。
【請求項１３】
前記センサ要素は、複数のセンサ要素のうちの１つであり、前記複数のセンサ要素のうちの第１のものは、前記湿気シールと前記シートとの間にあり、前記複数のセンサ要素のうちの第３のものは、前記湿気シールと前記航空機用透明材の外側表面部分との間にある、請求項９に記載の透明材。
【請求項１４】
前記センサ要素は、第１の端部および第２の反対端部を有する第１の細長い湿気センサであり、前記センサ要素は、第２、第３、および第４の細長い湿気センサを備え、前記湿気センサの各々は、第１の端部および反対の第２の端部を備え、前記第１、第２、第３、および第４の湿気センサは、シートの周辺縁に隣接して対のシートのうちの１つの主要表面上に搭載され、前記第１のセンサの前記第２の端部は、前記第２のセンサの前記第１の端部に隣接し、前記第２のセンサの前記第１の端部から間隔を置かれ、前記第２のセンサの前記第２の端部は、前記第３のセンサの前記第１の端部に隣接し、前記第３のセンサの前記第１の端部から間隔を置かれ、前記第３のセンサの前記第２の端部は、前記第４のセンサの前記第１の端部に隣接し、前記第４のセンサの前記第１の端部から間隔を置かれ、前記第４のセンサの前記第２の端部は、前記第１のセンサの前記第１の端部に隣接し、前記第１のセンサの前記第１の端部から間隔を置かれている、請求項９に記載の透明材。
【請求項１５】
前記第１、第２、第３、および第４の細長いセンサは、第１の境界を形成し、前記第１の境界内にあり、前記第１の境界内から間隔を置かれた第２の境界と、前記第２の境界内にあり、前記第２の境界から間隔を置かれた第３の境界とを備え、前記第２および第３の境界の各々は、前記第２の境界のための第５の細長い湿気センサおよび前記第３の境界のための第６の細長い湿気センサとして画定される少なくとも１つの細長い湿気センサを備えている、請求項１４に記載の透明材。
【請求項１６】
前記透明材は、積層された航空機用透明材、商業用および住居用窓、任意のタイプの地上用乗り物のための窓、任意のタイプの航空および宇宙飛行体のための天蓋、機室窓、およびフロントガラス、任意の水上または水中乗り物のための窓、および、任意のタイプのコンテナ用の視認側またはドアのための窓の群から選択される、請求項１に記載の透明材。
【請求項１７】
前記透明材の前記シートは、非硬化プラスチックシート、焼鈍ガラスシート、ならびに、熱および化学的に補強された、クリア、着色された、コーティングされた、およびコーティングされていないガラスシート、ならびにそれらの組み合わせの群から選択される、請求項１６に記載の透明材。
【請求項１８】
前記第１の電極は、アノードであり、前記第２の電極は、カソードである、請求項１に記載の透明材。
【請求項１９】
湿気センサを有する航空機用透明材を作製する方法であって、前記方法は、
積層された航空機用透明材を製作することであって、前記積層された航空機用透明材は、前記積層された航空機用透明材の辺縁の外側表面および周辺の上に防湿層を有する、ことと、
前記積層された航空機用透明材の製作中、湿気に応答するセンサ要素を前記航空機用透明材の前記シート間および／または前記シートと前記湿気シールとの間に設置することであって、前記センサ要素は、第１の電極と第２の電極との間の電解質部材を備え、前記電解質材料は、前記第１および第２の電極と電気接触し、前記第１および第２の電極が互いから間隔を置かれ、互いに接触しないように維持する、ことと、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位、および／または、前記電極を通る電流を測定し、前記湿気センサのエリアにおける前記積層フロントガラス内の湿気の量を決定することと
を含む、方法。
【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１４／８１０，５１７号（２０１５年７月２８日出願、Ｊｅｒｅｍｙ  Ａｃｏｒｄ，Ｎｉｃｏｌａｓ  Ｄｕａｒｔｅ，および、Ｙｕ  Ｊｉａｏ、名称「ａｅｒｏｓｐａｃｅ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ  ｈａｖｉｎｇ  ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｓｅｎｓｏｒｓ」）の一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、湿気の侵入を測定するための１つ以上の湿気センサを有する透明材、例えば、窓に関し、より具体的には、フロントガラスの湿気シールのリアルタイム性能および所定の期間にわたって蓄積された湿気の量を監視するための湿気センサを有する航空機用および宇宙航空機用積層窓、例えば、積層フロントガラスに関する。
【０００３】
航空機用および宇宙航空機用窓、例えば、フロントガラスは、プラスチック層またはシート、ガラス層またはシート、およびそれらの組み合わせの積層を含む。フロントガラスの内側区分の層は、航空機の内部に面し、構造安定性をフロントガラスに提供するように設計される。フロントガラスの外側区分の層は、航空機の外部に面し、構造安定性および視界のための付属品を提供するように設計される。例えば、議論を限定するわけではないが、視界を向上させるための１つの付属品は、加熱可能部材であり、加熱可能部材は、一対の間隔を置かれたバスバー間のそれに接続された導電性コーティングまたは複数の導電性ワイヤを含み、それらは、フロントガラスの外側表面を加熱することによって、フロントガラスの外側表面上における霧および氷の形成を防止すること、および／または、それらをそこから除去することを行う。
【背景技術】
【０００４】
当業者によって理解されるように、航空機用フロントガラスの使用時間が増加するにつれて、フロントガラスの動作効率は、フロントガラスが非機能的になり、フロントガラスが交換または修理される必要があるようになるまで低下する。より具体的には、フロントガラスの周辺縁は、機外湿気シールを有し、それは、湿気がプラスチックとフロントガラスのガラス層またはシートとの間に進入することを防止するための障壁である。湿気シールが破損すると、例えば、亀裂が入ると、および／または、フロントガラス積層の層が剥離すると、湿気が、フロントガラスの層間に進入する。シールの亀裂または剥離は、構造問題ではないが、湿気がフロントガラスの層間に移動すると、フロントガラスは、積層剥離し得、伝導性コーティングまたはワイヤは、いずれかでも存在する場合、損傷および破損し、それによって、フロントガラスの耐用年数を低減または終了させ得る。より具体的には、フロントガラスの積層剥離が生じると、増加された湿気の量が、フロントガラスの層間に移動し、フロントガラスの劣化、例えば、バスバーと導電性コーティングまたはワイヤとの損傷および／または破損を加速させ、それは、フロントガラスの除霜の能力を低減または排除させる。
【０００５】
透明材の付属品内の欠陥の修理に対して、それが始まったときにタイムリーに応答しないことは、透明材の動作効率を低下させ、緊急保守、例えば、透明材の修理または交換の必要性をもたらし得る。したがって、透明材の修理または交換が、スケジュールされた保守であり、緊急保守ではないように、透明材に湿気センサを提供し、透明材の性能を監視することが有利であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、透明材、例えば、限定ではないが、一緒に接合され、視覚エリアを有する積層されたフロントガラスを提供し、窓がシートの周辺および辺縁部分上に湿気シールを有する、とりわけ、複数のシートを有する航空機用フロントガラスに関する。湿気センサは、シート間および／またはシートと湿気シールとの間に位置付けられている。湿気センサは、とりわけ、第１の電極と第２の電極との間に電解質部材を含み、電解質材料は、第１および第２の電極と電気接触し、第１および第２の電極が互いから間隔を置かれ、互いに表面接触しないように維持する。センサ電子機器は、湿気センサの電極に動作可能に接続され、センサの電気特性を測定し、電解質部材によって吸収された湿気の量を決定し、電極間の電位および／またはセンサ電子機器内の較正負荷を通して供給される電流は、湿気センサのエリア内の積層フロントガラス内の湿気の量の尺度である。
【０００７】
本発明は、湿気センサを有する航空機用透明材を作製する方法にさらに関する。方法は、とりわけ、積層された航空機用透明材の辺縁の外側表面および周辺の上に防湿層を有する積層された航空機用透明材を製作することを含む。積層された航空機用透明材の製作中、湿気に応答するセンサ要素は、航空機用透明材のシート間および／またはシートと湿気シールとの間に設置される。本発明のある非限定的実施形態では、センサ要素は、とりわけ、第１の電極と第２の電極との間に電解質部材を含み、電解質材料は、第１および第２の電極とイオン接触し、第１および第２の電極が互いから間隔を置かれ、互いに接触しないように維持し、電極間の電位が、測定され、および／またはセンサ電子機器内の較正負荷を通して供給される電流が、測定され、湿気センサのエリア内の積層フロントガラス内の湿気の量を決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の特徴を組み込む航空機用フロントガラスの非限定的実施形態の横断面図である。
【０００９】
【図２】図２は、フロントガラスの外側表面上の霧を除去し、氷および雪を溶融させるための従来技術の加熱可能部材の等角図である。
【００１０】
【図３】図３は、本発明の湿気センサまたは検出器の非限定的側面の等角分断図である。
【００１１】
【図４】図４は、本発明の湿気センサまたは検出器の別の非限定的側面の等角図である。
【００１２】
【図５】図５は、本発明の湿気センサまたは検出器のさらに別の非限定的側面の等角図である。
【００１３】
【図６】図６は、本発明の湿気センサまたは検出器の非限定的側面のある区分の横断面図である。
【００１４】
【図７】図７は、本発明の教示による、本発明の湿気センサの出力信号を監視し、それに基づいて行動するための電気システムの平面図である。
【００１５】
【図８】図８は、湿気浸透度および湿気浸透度の深度の近似位置を推定するための湿気センサまたは検出器の配列の非限定的実施形態の平面図である。
【００１６】
【図９】図９は、図２に示される加熱可能部材を包囲する本発明の湿気センサを示す平面図である。
【００１７】
【図１０】図１０は、加熱可能部材のバスバーの上にセンサを搭載するための本発明の非限定的実施形態を示す立面断面側面図である。
【００１８】
【図１１】図１１は、本発明の教示による、図１に示されるフロントガラスの区分の横断面図であり、航空機用フロントガラスの辺縁および周辺縁部分における湿気センサまたは検出器の位置を示す。
【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」等の空間または方向用語は、図上の図面に示される通り、本明細書に関連する。しかしながら、本発明は、種々の代替向きをとることができ、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、もしくは５．５〜１０を含むものと見なされるべきである。さらに、本明細書で使用されるように、用語「〜の上に適用される」、「〜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、〜の上に適用される、〜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「〜の上に適用される」、「〜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。
【００２０】
本発明のいくつか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り、限定のためのものではない。なおもさらに、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。
【００２１】
本発明の非限定的実施形態は、航空機用積層透明材を対象とし、特に、航空機用積層フロントガラスを対象とする。しかしながら、本発明は、任意の特定のタイプの航空機用透明材に限定されず、本発明は、任意のタイプのフロントガラス、例えば、限定ではないが、（１）米国特許第８，１５５，８１６号に開示される積層フロントガラス、（２）電気刺激に応答して可視浸透性を増減させる媒体を有する航空機用窓、例えば、限定ではないが、米国特許第７，５８６，６６４号に開示される航空機用窓のタイプ、および（３）一対の積層されたシート間に絶縁空気空間を有するタイプの航空機用窓における本発明の実践を想定する。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、（１）米国特許第５，６７５，９４４号に開示されるタイプ、（２）任意のタイプの地上用乗り物のための窓、（３）任意のタイプの航空および宇宙飛行体のための天蓋、機室窓、およびフロントガラス、（４）任意の水上または水中乗り物のための窓、ならびに（５）任意のタイプのコンテナ、例えば、限定ではないが、冷蔵庫、キャビネット、および／またはオーブンドアのための視認側もしくはドアのための窓においても実践されることができる。本明細書で識別された文書は、参照することによって本明細書に組み込まれる。なおもさらに、本発明は、透明材の層またはシートの材料に限定されず、層またはシートは、限定ではないが、硬化および非硬化プラスチックシート、焼鈍ガラスシート、ならびに熱および化学的に補強された、クリア、着色された、コーティングされた、およびコーティングされていないガラスシートから作製されることができる。
【００２２】
積層フロントガラスは、通常、除氷および／または除曇特徴を伴う航空機用の受動構成要素であるように設計される。本発明の非限定的側面の実践では、センサが、使用され、透明材の性能に関するフィードバックを提供する。より具体的には、本発明の湿気センサは、電気および機械的完全性のための窓システムの健全性ステータスに関するフィードバックを提供することを目標とする知的窓を提供する。具体的には、湿気侵入は、特に、窓シールが適切に維持されないときの宇宙航空機用透明材劣化の公知の問題である。湿気侵入が、残され、継続する場合、湿気侵入は、内部積層を恒久的に悪化させ、可視性の低減を生じさせ、窓を役に立たなくさせ得る。最悪の場合、湿気侵入は、導電性ヒータ層（以下に詳細に議論される）に影響を及ぼし、積層フロントガラスの１つ以上の層、シート、または合せのアーキングおよび構造破損を生じさせ得る。
【００２３】
図１において、本発明の実践において使用され得る航空機用フロントガラス２０の非限定的実施形態を示す。フロントガラス２０は、第１のウレタン中間層２８によってビニル中間層またはシート２６の表面２４に固定された第１のガラスシート２２を有し、第２のウレタン中間層３４によってビニル中間層２６の表面３２に固定された第２のガラスシート３０を有する。当技術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な、耐久性のある耐湿材料は、（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のシート２２、３０、ビニル中間層２６、第１および第２のウレタン中間層２８、３４の周辺縁３８）、（２）フロントガラス２０の外側表面４２の縁部または辺縁４０（すなわち、フロントガラス２０の第１のガラスシート２２の外側表面４２の縁部４０）、および、（３）フロントガラス２０の外側表面４６の縁部または辺縁４４（すなわち、第２のガラスシート３０の外側表面４６の縁部）に固定される。
【００２４】
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のガラスシート２２と、ビニル中間層２６と、第１のウレタン中間層２８とは、フロントガラス２０の構造部分または内側区分を形成する。ガラスシート２２の外側表面４２であるフロントガラス２０の外側表面４２は、乗り物の内部に面する。乗り物のタイプは、本発明に限定されず、例えば、限定ではないが、米国特許第８，１５５，８１６Ｂ２号（本特許は、参照することによって全体として本明細書に組み込まれる）に示されるタイプの航空機である。第２のウレタン層３４と第２のガラスシート３０とは、フロントガラス２０の非構造部分または外側区分を形成する。第２のガラスシート３０の表面４６であるフロントガラス２０の外側表面４６は、航空機の外部に面する。第２のガラスシート３０は、以下に議論される様式で熱を提供し、霧をフロントガラス２０の外側表面４６から除去すること、および／または、その上の氷を溶解することを行う加熱可能部材５０の一部である。
【００２５】
理解され得るように、本発明は、フロントガラス２０の構造に限定されず、当技術分野において開示される航空機用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、本発明を限定するわけではないが、フロントガラス２０は、ビニル中間層２６および第１のウレタン中間層２８が省略され、ガラスシート２２および／または３０がプラスチックシート構造を含むことができる。
【００２６】
概して、フロントガラス２０のガラスシート２２および３０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／または３０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。さらに理解されるように、本発明は、フロントガラス２０を構成するガラスシート、ビニル中間層、またはウレタン中間層の数に限定されず、フロントガラス２０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５０の設計および／または構造に限定されず、ガラスもしくはプラスチックシートの表面を加熱し、シートの表面上の氷を融解し、および／または、そこから霧を除去するための当技術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２を参照すると、本発明のある非限定的実施形態では、加熱可能部材５０は、第２のガラスシート３０の表面６４に適用される伝導性コーティング６２と、伝導性コーティング６２と電気接触する一対の間隔を置かれたバスバー６６および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、例えば、本発明を限定するわけではないが、伝導性コーティング６２は、任意の好適な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伝導性コーティングの非限定的側面として、限定ではないが、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から登録商標ＮＥＳＡ（登録商標）の下で販売されているタイプの熱分解析出フッ素をドープした酸化スズ膜、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から登録商標ＮＥＳＡＴＲＯＮ（登録商標）の下で販売されているタイプのマグネトロンスパッタリング堆積スズをドープした酸化インジウム膜、１つ以上のマグネトロンスパッタリング堆積膜から作られたコーティングであり、その膜は、限定ではないが、金属膜、例えば、酸化金属膜、例えば、酸化亜鉛および／またはスズ酸亜鉛間に銀を含むコーティングが挙げられ、それぞれ、例えば、米国特許第４，６１０，７７１号、第４，８０６，２２０号、および第５，８２１，００１号（本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）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適用され得る。
【００２８】
理解され得るように、本発明は、ガラスシート６０を加熱するための導電性コーティングの使用に限定されず、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１において想像線で示されるワイヤ６９は、第２のウレタン中間層３４内に埋め込まれ、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，Ｉｎｃ．から登録商標ＡＩＲＣＯＮの下で当技術分野において公知であり、米国特許第４，０７８，１０７号（こ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）に開示されている。さらに、当業者によって理解され得るように、本発明は、積層された物品、例えば、限定ではないが、加熱可能部材を有していない窓上での実践であることができる。
【００２９】
本発明は、バスバーの設計および／または構造に限定されず、当技術分野において公知のタイプのバスバーのいずれかが、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例として、限定ではないが、米国特許第４，６２３，３８９号、第４，８２０，９０２号、第４，８９４，５１３号、第４，９９４，６５０号、および第４，９０２８７５号（これらの特許はそれらの全体が参照することによって本明細書に組み込まれる）に開示されるタイプが挙げられる。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、電源７２、例えば、バッテリに接続され、電流をバスバー６６、６８および伝導性コーティング６２を通して流動させ、伝導性コーティング６２および第２のガラスシート３０を加熱し、氷および／または霧をフロントガラス２０の外側表面４６から除去する。電流を提供し、コーティング６２を加熱し、電流をコーティング６２から切断するための窓熱コントローラ７３は、ワイヤ７１のワイヤ区分７１Ａが窓熱コントローラ７３の一方の極をバスバー６８に接続し、ワイヤ７１のワイヤ区分７１Ｂが窓熱コントローラ７３の別の極をバッテリ７２に接続するように、ワイヤのうちの１つ、例えば、ワイヤ７１に接続される。この配列を用いることで、窓熱コントローラ７３は、バスバー６６、６８および伝導性コーティング６２への電気電力を制御し、バスバー６８および６６ならびに伝導性コーティング６２を通る電流の流動を変動させ、および／または、調整し、伝導性コーティング６２の温度を制御することができる。本発明を限定するわけではないが、バスバー６６の端部７５およびバスバー６８の端部７６は、ガラスシート３０の隣接する側７８−８１から間隔を置かれ、バスバー６６および６８の航空機の金属体カバーとのアーキングを防止する（米国特許第８，１５５，８１６Ｂ２号に示される）。
【００３０】
図３−６において、それぞれ、本発明の湿気センサ８５−８８の非限定的実施形態を示す。図３を参照すると、湿気センサ８５は、同軸配列を有し、限定ではないが、中心電気導体８９と、中心電極８９を覆う電解質スリーブ９１と、外側透湿性電気伝導性電極９３とを含む。
【００３１】
本発明の好ましい実践では、本発明をそれに限定するものではないが、湿気センサ８５の電極のうちの１つは、カソード８９であり、電極９３は、アノード９３である。ここで理解され得るように、本発明は、電極８９をカソード９３と想定する。別様に示されない限り、以下の議論では、電極８９は、アノード８９であり、電極９３は、カソード９３である。
【００３２】
図４に示される湿気センサ８６は、第２の外側透湿性電気伝導性電極９７から間隔を置かれた第１の外側透湿性電気伝導性電極９５と、第１および第２の電極９５と９７との間にあり、それぞれと物理およびイオン接触する電解質層９９とを含む。本発明の実践では、電極９５および９７のうちの１つは、アノードであり、他の電極９７および９５は、カソードである。明確性の目的のために、別様に示されない限り、本発明に対して限定されないが、電極９７は、アノード９７であり、電極９５は、カソード９５である。
【００３３】
本発明の実践において使用される湿気センサ８５の電解質９１（図３参照）および湿気センサ８６の電解質９９（図４参照）は、ワイヤ製造と適合性があり、好ましくは、フロントガラス２０（図１参照）のための大飽和湿気容量を伴い、かつ積層処理温度を上回る溶融温度を伴う電解質である。本発明の実践において使用され得る電解質は、限定ではないが、湿気を吸収し、イオン伝導性媒体を形成する材料を含み、材料は、その純粋形態で使用されるか、または要求される機械的性質を提供するように選択された基質内に散在され得る。当業者によって理解されるように、理想的であるが、非限定的実施形態では、電解質は、高イオン伝導性および低電子伝導性を有するであろう。理想的であるが、非限定的実施形態では、電解質は、湿気の不在下、イオン導体を形成せず、特定の電解質および／または基質材料が、電解質がイオン伝導性となる中間層の湿気含有量を改変するように選択されることができる。そのような電解質の例として、限定ではないが、硫酸、塩酸、リン酸、硝酸、カルボン酸（アジピン酸、マレイン酸、酢酸、限定ではないが、酸の有機リガンド等）等の酸、および水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の塩基が挙げられ得る。該酸と塩基との間の反応によって形成される塩が、電解質とアノードとの間の反応率および電解質が最初にイオン伝導性媒体を形成する中間層の湿気含有量を改変するために添加されることができる。電解質性質は、限定ではないが、増粘剤またはゲル化剤、気泡制御剤、緩衝剤、潮解性塩等のレオロジー調整剤を含む調整剤の添加によって調整処理されることもできる。その複数形における、電解質と任意の前述の基質または調整化合物の混合物は、以降、電解質と称され、本書で使用される場合、常に、単語「電解質」は、そのような複数形の潜在性に対して理解されるであろう。基質は、ワイヤ製造と適合性がある熱可塑性ポリマーまたは他の材料から成ることができ、それらは、電解質を基質材料を形成する細孔内に含み得、ゲル化剤も含み、水性電解質を基質材料の境界内に実質的に留まらせ得る。
【００３４】
本発明は、基質材料が形成され得る手段によって限定されず、非限定的例として、脱水和状態において、固体を形成する電解質の混成物を含むことができ、その固体は、ワイヤ製造プロセス中、押出成形と適合性がある稠度まで圧延されており、乾燥状態において、製造、貯蔵、移送、および処理され得る。代替として、相互接続された空隙網を基質材料の本体内に生成するプロセスが、使用されることができ、空隙は、その後、電解質で浸潤され、センサユニットとしての窓内への据え付けに先立って乾燥させられる。
【００３５】
図３および４にそれぞれ示される湿気センサ８５および８６は、湿気センサの電気応答を実質的に変化させないが、センサの製作または据え付けのために望ましくあり得る任意の数の追加の透湿性伝導性または絶縁層を含むこともできる。図５において、複数の図４に示される湿気センサ８６のスタックであり、図４の湿気センサ８６の測定可能電流を増加させる湿気センサ８７を示す。図４および５を参照すると、湿気センサ８７は、必要に応じて、湿気センサ８６のスタックとして示される。図６に示されるように、湿気センサ８８は、極左湿気センサに対して、８６Ａとして、極右湿気センサに対して、８６Ｂとして指定される。湿気センサ８６Ａのアノード９７は、湿気センサ８７の左端部を提供する。湿気センサ８６Ａのカソード９５と湿気センサ８６Ｂのカソード９５とは、任意の様式で電気的に接続される。湿気センサ８６Ｂのカソード９５は、図６に見られるように、湿気センサ８７の右端部を提供する。
【００３６】
図５に示される湿気センサ８７は、上で議論されるように、隣接するアノードまたはカソードを接続することによって行われることができる。しかしながら、当業者によって理解されるように、アノードまたはカソードの幅は、アノードまたはカソード（図６参照）の幅を延長し、隣接する湿気センサを接続する必要性を排除することによって、増加されることができる。アノードおよびカソードの幅は、隣接する電解質９９間の距離として画定される。
【００３７】
図５および６において、必要に応じて、図４の湿気センサ８６の測定可能電位を増加させるための複数の図４に示される湿気センサ８６のスタックである湿気センサ８８を示す。図４および５を参照すると、湿気センサ８７は、必要に応じて、湿気センサ８６のスタックとして示される。図４に示されるように、湿気センサ８８は、極左湿気センサに対して、８６Ａとして、極右湿気センサに対して、８６Ｂとして指定される。湿気センサ８６Ａのアノード９７は、湿気センサ８７の左端部を提供する。湿気センサ８６Ａのカソード９５および湿気センサ８６Ｂのアノード９７は、任意の様式で電気的に接続される。湿気センサ８６Ｂのカソード９５および湿気センサ８６Ａのアノード９７は、任意の様式で電気的に接続される。湿気センサ８６Ｂのカソード９５は、湿気センサ８８の右端部を提供する。
【００３８】
湿気センサ８５−８８は、フロントガラス、例えば、限定ではないが、ガラスシート２２、３０、伝導性コーティング６２、ビニル中間層２６、およびウレタン中間層２８、３４の材料と非反応性の材料から作製される。より具体的には、湿気センサ８５のアノード８９およびカソード９３と、湿気センサ８７または湿気センサ８６のアノード９７およびカソード９５とは、固定温度で経時的に一定電気伝導性を有する導電性材料から作製される。さらに、本発明の実践では、アノードおよびカソードは、異なる材料、例えば、異なる金属から作製される。本発明の湿気センサ８５のアノード８９およびカソード９３と、湿気センサ８６のアノード９７およびカソード９５とのために使用され得る材料は、他の場所の中でもとりわけ、電位列としても知られる、ガルバニ列の一般に公開されている表内に見出される。本発明の実践においてアノードおよびカソードとして使用され得る金属として、限定ではないが、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金、および金、ならびに、限定ではないが、チタン、クロム、ニッケル、モリブデン、鉄、銅、鉛、スズ、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびその合金等の非貴金属および合金が挙げられる。ガルバニ列の目的のために、黒鉛、カーボンブラック、炭素ファイバ、またはグラフェンの形態における元素状炭素は、金属と見なされ、元素状形態において、または以前に列挙された金属のいずれかとの合金要素として使用されることができる。
【００３９】
湿気センサ８５（図３）のアノード８９およびカソード９３ならびに湿気センサ８６（図４）のアノード９７およびカソード９５は、好ましくは、異なる電気陰性度、例えば、異なる金属から作製される材料である。本発明の一側面では、図３に示される湿気センサ８５のアノード８９および図４におけるセンサ８６のアノード９７は、中実または撚り亜鉛もしくは亜鉛−ニッケル合金ワイヤから作製され、湿気センサ８５（図３参照）のカソード９３および湿気センサ８６（図４参照）のカソード９５は、織布炭素繊維から作製され、湿気を湿気センサ８５のカソード９３を通して移動させ、湿気を湿気センサ８６（図４）のカソード９５を通して移動させ、センサ８５の電極８９と９３との間の電解質材料９１に接触し、センサ８６の外側カソード９５およびアノード９７を通して移動し、湿気センサ８６のアノード９７とカソード９５との間の電解質層９９に接触するための通路１０３を具備する。本発明は、カソード９３（図３）および９５（図４）ならびにアノード９７（図４）の編組内の通路の厚さ、サイズ、および数に限定されない。
【００４０】
本発明の実践において使用されるセンサ８５の電解質材料９１およびセンサ８７の電解質材料９９は、機械的支持を提供するために、および、湿気センサ８５（図３）のアノード８９とカソード９３との間および湿気センサ８６（図４）のアノード９７とカソード９５との間の電気接触を防止するために、多孔性バッテリセパレータを含む。電解質は、好ましくは、クエン酸等、乾燥状態では個体を形成し、ナイロンと化学的に適合性がある弱有機酸である。酸は、好ましくは、リチウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、または任意のそれらの組み合わせの塩化物等の潮解性塩と混合され、水に対するセンサ親和性を向上させ、中間層内の水に対する検出限界を低減させる。潮解性塩またはその不在の選択は、本発明の範囲または有用性を限定しない。乾燥混合物として粉末から調製されると、混成された塩および電解質混合物は、ヒュームドシリカまたはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の電解質化学的性質と適合性がある一般に利用可能なゲル化剤のいずれかとさらに混成されることができる。ゲル化剤またはその不在の選択は、本発明の範囲または有用性を限定しない。ゲル化剤は、水和された電解質の粘度を増加させ、感知要素、フロントガラス、またはその任意の構成要素の亀裂および／または剥離の場合の漏出の可能性を減少させるように優先的に選択される。
【００４１】
センサ８５−８８の群からのセンサによって発生させられた電位および／または較正負荷を通る電流が、電気測定機構１１５（図７参照）によって測定される。当業者によって理解されるように、湿気センサ８５（図３）のアノード８９およびカソード９３の組み合わせと、湿気センサ８６（図４）のアノード９７およびカソード９５の組み合わせとは、図３における電解質９１または図４における９９とともに、電気化学セルの要素を含む。上で説明されるように製作され、乾燥状態で据え付けられると、電気化学セルは、水分が感知要素の近傍に導入されるまで、どんな感知可能電圧または電流も生成しない。十分な水分が感知要素の近傍に到達すると、電解質は、水分を吸収し、イオン導体を形成するであろう。その時点で、センサ製作中に選択された材料の電位特性が、湿気センサ８５（図３）のアノード８９およびカソード９３と、湿気センサ８６（図４）のアノード９７およびカソード９５と、湿気センサ８７および８８のアノードおよびカソードとの間に現れるであろう。当業者によって理解されるように、センサによって発生させられ、電気測定機構１１５（図７参照）を通過する総電気応答（電流または電圧）は、湿気センサ８５（図３）のアノード８９および湿気センサ８６（図４）のアノード９７における反応の程度に比例する。図３における電解質９１または図４における９９の中への湿気浸透は、主に、イオンを伝導させる電解質の体積、したがって、測定時に電気化学反応を受ける湿気センサ８５（図３）のアノード８９および湿気センサ８６（図４）のアノード９７の総面積の増加を生じさせる。全ての湿気が、続いて、感知要素の近傍から除去される場合、電気化学反応は、電解質がイオンの伝導を中止させるであろうから、停止するであろう。電気測定機構１１５によって測定されるような感知要素によって発生させられた電位および電流の履歴は、測定時までの感知要素の近傍の中間層内に存在する水分の持続時間および量を表す。同様に、較正ルーチンの使用を通して、センサ８５および／または８６の湿気含有量は、ビニル中間層２６もしくはウレタン中間層２８および／または３４等のセンサと直に接触する材料の湿気含有量に関連し得る。
【００４２】
湿気センサ８５−８８の厚さは、本発明を限定するわけではないが、しかしながら、本発明の実践では、湿気センサ８５−８８がシート間に位置付けられる場合、湿気センサ８５−８８の厚さは、好ましくは、湿気センサが湿気センサの各側上の層から間隔を置かれた層内に位置付けられ得るような厚さに限定される。１つの非限定的例では、図１を参照すると、図３に示される湿気センサ８５−８８は、プラスチック積層層２６、２８、および／または３４内に位置付けられ、第１のウレタン層２８は、第１のガラスシート２２の表面２３とビニル中間層２６の表面２４との間で測定される０．０６０インチの厚さを有する。湿気センサ８５は、好ましくは、０．０６０インチ未満の直径を有するか、または湿気センサ８６は、アノード９７の外側表面１０１と湿気センサ８７のアノード９７との間で測定される厚さを有し、湿気センサ８５または８７を第１のウレタン層２８内に固定する。理解され得るように、湿気センサ８５−８８が湿気シール３６（図１参照）内のフロントガラス２０の周辺３８上に設置されるとき、湿気センサ８５−８８の厚さは、フロントガラス２０（図１参照）の内側表面４２と外側表面４６との間で測定されるフロントガラスの厚さ未満である。
【００４３】
議論は、ここで湿気センサ８５（図３参照）の製作に向けられる。１つの非限定的例では、中心アノード８９は、２８ＡＷＧ７／３６拠り亜鉛−ニッケル合金ワイヤから作製される。電解質スリーブ９１は、ヒュームドシリカ、粉末状クエン酸、および粉末状塩化亜鉛から成る粉末状固体電解質混合物で装填される押出される特殊混成ナイロンから作製される。電解質９１は、０．００５インチの壁厚を有する。カソード９３は、公称９０％被覆率を伴って誘電スリーブ９１を覆って編組される炭素繊維編組から作製される。Ａｅｇｉｓ  Ｈ５５ＷＣナイロン外被化合物から成る外側絶縁層（８８として付番され、図４においてのみ、かつ想像線としてのみ示される）が、０．０４５インチの公称外径まで編組を覆って押出される。湿気センサ８６も、作製される。湿気センサ８６の電解質９９は、０．５インチの非限定的幅を伴って、０．００１インチ〜０．０３２インチの厚さの範囲を有する。長さは、湿気センサによって監視されるべきフロントガラスおよびエリアのサイズに応じて変動する。本発明の別の非限定的例では、センサ８６の電解質層９９は、ガラスマット内に吸収される湿気センサ８５（図３参照）の電解質スリーブ９１のために使用される同一電解質材料から成る。湿気センサ８６のアノード９７は、穿孔された亜鉛箔から作製され、湿気センサ８６のカソード９５は、公称上０．２５インチ幅の炭素テープから作製される。湿気センサ８６のアノード９５およびカソード９７は、透湿性ポリマースリーブ内の積層を通して、電解質材料９９の一対の対向表面に接合される。
【００４４】
当業者によって理解されるように、電解質は、水中に溶解されると、イオン伝導溶液を生成する物質である。本発明の実践では、電解質は、好ましくは、本発明に対する限定ではないが、初期状態では、水分がなく、ゼロボルトの基本値を有する。湿気が電解質を通して移動するにつれて、電位が、アノードとカソードとの間に表される。電圧は、電解質が追加の水分を吸収するにつれて、ほぼ一定のままであり、アノードが電気化学反応によって消費されるにつれて、経時的に徐々に減少する。センサによって較正負荷を通して表される電流は電解質が追加の水分を吸収するにつれて増加し、最終的に、アノードが電気化学反応によって消費されるにつれて減少する。湿気が、フロントガラス層システムの中に侵入し始めると、センサの電気応答が、電位および／または電流を監視し、これらの変化を検出するであろう追加の電子機器および／またはセンサに接続されるであろう。
【００４５】
ここで理解され得るように、本発明は、アノードおよびカソードの位置を切り替えることを想定する。より具体的には、アノードとして識別される図３の電極８９は、図３のカソード９３がアノードとして機能することを前提として、カソードとして機能することができる。これは、電極８９をカソード金属、例えば、炭素繊維から製作し、アノード９３をアノード金属、例えば、亜鉛−ニッケル合金から製作することによって遂行されることができる。
【００４６】
同軸構造（図３）またはストリップライン構造（図４）では、「外側絶縁」は、センサが埋め込まれる材料基質を表す。例えば、外側絶縁は、積層を包囲する中間層樹脂または材料から成ることができる。同軸対の外側電極を備えているワイヤメッシュが、透湿性、電気伝導性、および化学電気陰性度のために選択された。本発明の好ましい実践における中心導体は、主に、電気伝導性および化学電気陰性度のために選択される。カソードに対するアノードの電気陰性度と電解質の化学組成物とは、検出限界を最小化し、フロントガラスシステムとの化学適合性および湿気検出後の感知要素の寿命を最適化しながら、感知要素からの測定可能信号を提供するように選択される。感知されるべき湿気は、外側絶縁から外側導体を通して電解質の中に移動する。湿気センサ８５（図３参照）の同軸幾何学形状は、ワイヤメッシュが、航空機用接地または浮動接地電位に保持され、湿気センサ８５のアノード８９の電気遮蔽を提供し得るので、湿気センサ８７（図４参照）のストリップライン幾何学形状と比較して電気干渉に対する優れた耐性の追加の利点を有する。
【００４７】
湿気測定の目的は、単に、航空機用積層フロントガラスのシート間の瞬間水分侵入率を測定するだけではなく、経時的に蓄積された湿気の量も測定することである。湿気侵入の履歴は、窓システム内の水分の絶対濃度と同程度に重要である。窓湿気測定の概念は、フロントガラスのシート間の湿気侵入に続くセンサ要素の電気特性変化に基づく。センサシステムは、限定ではないが、電力供給源を一緒に伴う湿気センサ、回路、および例えば、米国特許第８，１５５，８１６Ｂ２号（この特許は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に開示されるように、変化を検出し、その変化を航空機を安全動作状態に維持することに責任がある人物に通信するソフトウェアをを含む。
【００４８】
本発明のある非限定的実施形態では、湿気センサ８５および／または８６は、湿気を吸収するセンサ８５の電解質スリーブ９１またはセンサ８６の電解質９９から生じる電位における予測可能増加に基づく。より具体的には、図３に示されるようなカソード８９は、ポテンショメータまたは電流計１０６の一方の極１０５に接続され、アノード９３は、ポテンショメータ１０６の第２の極１０８に接続される（図７参照）。湿気センサ８６に対して、カソード９５は、ポテンショメータ１０６の極１０８に接続され、第２の外側電極９７は、ポテンショメータ１０６の極１０８に接続される。電極上の電気化学セルによって表される電圧が、測定された。電解質が、材料選択肢によって決定された閾値を上回って湿気を吸収すると、アノードとカソードとの間の電圧は、ほぼゼロから材料選択によって決定された特性電圧まで増加する。電圧は、次いで、湿気インジケータと考えられ得る。本発明の別の非限定的実施形態では、図３に示されるような湿気センサ８５および／またはカソード８９は、電流計１０６の一方の極１０５に接続され、アノード９３は、電流計１０６の第２の極１０８に接続される（図７参照）。湿気センサ８６に対して、カソード９５は、電流計１０６の極１０８に接続され、第２の外側電極９７は、電流計１０６の極１０８に接続される。電流計、電気化学セル、および接続導線１１１、１１２によって完成された回路を通る電流が、測定される。電解質が、材料選択肢によって決定された閾値を上回って吸収すると、アノードとカソードとの間の電圧は、ほぼゼロから材料選択によって決定された特性電圧まで増加し、電流計を通る電流は、増加する。電流計内の負荷は、信号の区別を最大化するように選択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、ポテンショメータおよび電流計の特徴は、マルチメータ１０６内で組み合わせられ、感知要素によって測定システムに送達される電圧、電流、したがって計算された電力を同時に記録することができる。電解質内の湿気吸収に対する電圧および電流変化を測定することは、電圧、電流、瞬間電力、およびセルによって実施された累積仕事対湿気吸収のグラフを提供し、それは、電解質によって吸収される湿気を測定するために使用され得る。
【００４９】
本発明は、湿気が電解質によって吸収されたときの電圧変化を測定するために採用される回路に限定されない。図７において、湿気センサ８５−８８と共に使用され、フロントガラス２０内の層および／またはシート間の湿気浸透率を決定し得る電気システム１１０の非限定的実施形態を示す。以下の議論では、本発明は、図３に示される湿気センサ８５を使用して議論されるであろう。別様に示されない限り、センサ８５を使用する本発明の議論は、センサ８６および８７を使用する本発明の実践に適用可能である。図７に示される本発明の非限定的側面では、湿気センサ８５は、ガラスシート２２の表面２３に適用され、任意の通常の様式で、例えば、本発明を限定するわけではないが、第１のウレタン中間層２８（図１参照）によって、第１のガラスシート２２の表面２３に対して固定される。理解され得るように、同軸湿気センサ８５は、任意のプラスチック積層部材（２８、２６、および３４）内に統合されることができる。図７に示される本発明の非限定的実施形態では、同軸湿気センサ８５は、フロントガラス２０の第１のガラスシート２２の表面２３の上に搭載され、第１のガラスシート２２の辺縁の実質的に全体の周囲に延びている。同軸湿気センサ８５は、極１０５および１０８を横断して湿気センサ８５によって供給される電位および／または電流計もしくはマルチメータ１０６を通る電流を測定するために、アノード８９と、アノード８９をマルチメータ１０６の極１０５に接続するワイヤ１１１と、番号９３によって指定されるカソードと、カソード９３をマルチメータ１０６の極１０８に接続するワイヤ１１２とを有しする。図７では、センサ８５の端部１１３と１１４との間の分離が示される。端部１１３と１１４との間の分離は、本発明を限定するわけではなく、センサ８５の端部１１３および１１４は、図７における想像線に示されるように、互いに重なることもできる。
【００５０】
電気システム１１０のマルチメータ１０６は、任意の従来の高インピーダンスポテンショメータ回路、電量測定回路、または任意の実践可能なそれらの組み合わせであり、湿気センサ８５の出力を測定することができる。埋め込まれた電子機器またはコンピュータ上のソフトウェア等の制御機構１１６が、マルチメータ１０６および電気測定機構１１５の両方を制御し、それらと通信するために使用される。制御機構１１６は、マルチメータ１０６に、具体的に設定された負荷を湿気センサ８５に提供するようにコマンドするために使用されることができ、印加後、制御機構１１６は、湿気センサ８５の電位および／または電流を収集および／または計算することができる。マルチメータ１０６および制御機構１１６は全て、単一ユニットまたは器具、例えば、米国特許第８，１５５，８１６Ｂ２号の図１８に示され、そこに開示されるタイプのコンソール内に組み合わせられることができるか、または図７に示されるように、個々のユニットであることができる。電気測定システムは、電位または電流を測定するために使用される任意の一般に使用されるシステムであることができ、２つのそのような例が、完全性のために以下に説明される。
【００５１】
本発明のある非限定的実施形態では、１オーム固定負荷が、接続点８９および９３を横断して、導線１１１と１１２との間に設置される。この場合、１０６は、負荷を横断する電圧を監視する電圧計であり、それは、直接、負荷を通して流動する電流を示す。センサにおける湿気がゼロの場合、ゼロボルトの読み取り値が、生じるであろう。湿気が、積層の中に侵入し、センサに向かって拡散するにつれて、電解質は、イオン伝導を増加させ、電流が負荷を横断して流動することを可能にする。点８９と９３との間に接続される負荷を通して流動する電流は、湿気センサと直接接触する積層の湿気含有量に正比例する電解質内で吸収された湿気の量に直接関連する電圧計１０６において測定されるべき電圧をもたらす。電気雑音を低減させるために、一方の導体が、回路接地に接続されることができる（センサタイプ８５の場合、９３であり、センサタイプ８６の場合、いずれかの導体）。本発明の別の非限定的実施形態では、電子機器の組は、外部電力供給源を用いずに、湿気センサに接続される。湿気センサの湿気含有量が、十分なレベルに到達すると、電解質は、十分な電圧および電流が、接続される電子機器１０６を給電することを可能にする。これらの電子機器は、信号をロギング電子機器１１６に送信し、湿気閾値に到達したことを示す。説明される本発明は、上記説明される方法、または、限定ではないが、クーロンカウンタ、トランジスタベース、抵抗、誘導、ホール効果、発光、電磁センサ、変換器等を含む任意の他のポテンショメータもしくは電量測定システムを使用することができる。加えて、本発明は、同時に、連続して、または測定条件に基づいて選択的に、電圧および／または電流測定システムの組み合わせを使用することができる。
【００５２】
より具体的には、湿気がフロントガラス２０に浸透すると、湿気は、最終的に、湿気センサ８５の電解質９１および／または湿気センサ８７の電解質９９に到達するであろう。湿気が、それぞれ、湿気センサ８５および／または８７の電解質９１および／または９９に到達すると、湿気は、電解質によって吸収される。電解質が、湿気を吸収するにつれて、電解質９１および／または９９を横断する電圧は、増加する。上で議論されるように、デバイスのカソードとアノードとの間の電圧は、プラスチック層２６および２８の湿気含有量に関連付けられた電解質の液体含有量に関連付けられる。電解質の絶対湿気含有量は、電解質の厚さおよび吸収係数と湿気センサのすぐ近傍の中間層の湿気含有量とに依存する。本発明の非限定的側面の実践では、湿気センサ８５および／または８７の測定された電圧および／または電流が、事前に決定された値であり、電解質９１および／または９９による湿気吸収が所定の値にあることを示すと、制御機構１１６は、信号をアラーム１１８に送信し、航空機の乗務員および／または他の人員に、米国特許第８，１５５，８１６Ｂ２号に開示されるように、湿気浸透率問題を助言する。本発明の別の非限定的実施形態では、湿気センサ８５および／または８７の湿気含有量は、監視され（持続的または断続的のいずれかにおいて）、経時的湿気含有量の傾向が、分析され、航空機の乗務員および／または他の人員に、フロントガラスに関する問題を助言する。
【００５３】
図３に示される湿気センサ８５の配列は、湿気が、シーラント３６を通して、またはその周囲に浸透し、ガラスシート２２と３０（図１参照）との間の体積に進入したことを示すために使用されることができる。しかしながら、湿気センサ８５および８７の単一ストリップ１０４の使用は、湿気浸透が生じた場所、湿気が浸透した深度、または湿気が浸透したフロントガラスの側を示さない。ガラスシート２２とビニル中間層２６との間の湿気浸透エリアの識別を向上させるために、複数のストリップ１０４が、シート２２の内側表面２３にわたってグリッドまたはアレイパターンで設置されることができる。本発明の実践では、アノードは、溶解するが、しかしながら、パーセント溶解率は、センサの範囲内であるはずである。
【００５４】
図８に示される本発明の非限定的実施形態では、ガラスシート１２５の側１２０−１２３の各１つが、ガラスシート１２５の縁部１３５に、またはそれに隣接して湿気センサの２列１３２および１３４を有し、フロントガラス内の湿気エリアが存在する場所をより決定的に識別するための湿気センサのアレイを提供する。議論中の本発明の非限定的実施形態は、シート１２５（図８）を参照するが、議論は、別様に示されない限り、ガラスシート２２、３０、ビニル中間層２６、およびウレタン中間層２８、３４にも適用可能である。さらに、以下の議論では、異なる番号記号を有する湿気センサを参照するが、別様に示されない限り、後述の湿気センサは、図３の湿気センサ８５および図４の湿気センサ８７を含む。
【００５５】
図８を参照すると、湿気センサ１３６−１３９の第１の列１３２は、それぞれ、シート１２５の角１４１−１４４にあり、湿気センサ１４６および１４７は、それぞれ、シート１２５の側１２１および１２３にある。湿気センサ１３６の端部１３６Ａは、シート１２５の側１２０において、湿気センサ１３９の端部１３９Ｂに隣接し、そこから間隔を置かれ；湿気センサ１３６の端部１３６Ｂは、湿気センサ１４６の端部１４６Ａから間隔を置かれ、そこに隣接し、湿気センサ１４６の端部１４６Ｂは、シート１２５の側１２１において、湿気センサ１３７の端部１３７Ａに隣接し、そこから間隔を置かれ；湿気センサ１３７の端部１３７Ｂは、側１２２において、湿気センサ１３８の端部１３８Ａに隣接し、そこから間隔を置かれ；湿気センサ１３８の端部１３８Ｂは、湿気センサ１４７の端部１４７Ａに隣接し、そこから間隔を置かれ；湿気センサ１４７の端部１４７Ｂは、シート１２５の側１２３において、湿気１３９の端部１３９Ａに隣接し、そこから間隔を置かれる。
【００５６】
湿気センサの第２の列１３４は、湿気センサ１５０−１５３を含む。湿気センサ１５０は、ガラスシート１２５の側１２１と１２３との間に延び、湿気センサ１５１の端部１５１Ｂに隣接し、そこから間隔を置かれたその端部１５０Ａと、湿気センサ１５３の端部１５３Ａに隣接し、そこから間隔を置かれたその端部１５０Ｂとを有する。湿気センサ１５１は、ガラスシート１２５の側１２２と１２０との間に延び、湿気センサ１５２の端部１５２Ｂに隣接し、そこから間隔を置かれたその端部１５１Ａを有する。湿気センサ１５２は、ガラスシート１２５の側１２１と１２３との間に延び、湿気センサ１５３の端部１５３Ｂに隣接し、そこから間隔を置かれたその端部１５２Ａを有する。湿気センサ１５３は、ガラスシート１２５の側１２０と１２２との間に延び、湿気センサ１５２の端部１５２Ａに隣接し、そこから間隔を置かれたその端部１５３Ｂを有する。
【００５７】
湿気センサ１３６−１３９、１４６、１４７、および１５０−１５３の各々の端部ＡおよびＢは、湿気センサ１３６−１３９、１４６、１４７、および１５０−１５３を横断する電位および／またはそれを通る電流を測定するために、個々に、図７に示されるように、電位を湿気センサ１３６−１３９、１４６、１４７、および１５０−１５３ならびに電気測定機構１１５に印加するための電源１０６に電気的に接続される。本発明の別の側面では、湿気センサ１３６−１３９、１４６、１４７、および１５０−１５３の各々の端部ＡまたはＢは、個々に、図７に示されるように、湿気センサ１３６−１３９、１４６、１４７、および１５０−１５３を横断する電位および／またはそれを通る電流を測定するためのマルチメータ１０６に電気的に接続される。制御機構１１６は、上で議論されるように、マルチメータ１０６の制御およびそれとの通信の両方を行い、１０６の動作に、所定または具体的に設定された電気インピーダンスを、それぞれ、湿気センサ８５のアノードおよびカソード８９、９３、および／または、湿気センサ８６のアノード９７、カソード９５、ならびに湿気センサ１３６−１３９、１４６、１４７、および１５０−１５３のアノードおよびカソードに提供するようにコマンドし、印加後、制御機構１１６は、湿気センサ８５、８６、８７、１００、１３６−１３９、１４６、１４７、および１５０−１５３を横断する電位および／またはそれを通る電流を収集および／または計算することができる。湿気センサ８５、８５、８７、１００，１３６−１３９、１４６、１４７、および１５０−１５３のためのマルチメータ１０６および制御機構１１６は全て、単一ユニットまたは器具、例えば、米国特許第８，１５５，８１６Ｂ２号に開示されるタイプのコンソール内で組み合わせられることができる、または個々のユニットであることができる。
【００５８】
図６を継続して参照すると、それぞれ、間隔を置かれた湿気センサ、例えば、列１３２内の湿気センサ１３６−１３９、１４６、および１４７、ならびに列１３４内の湿気センサ１５０−１５３を有する２つの列１３２および１３４の配列は、湿気浸透のエリアへのより近い近似を提供する。より具体的には、本発明を限定するわけではないが、湿気は、湿気浸透１５６がシート１２５の側１２１の中心エリア内に位置する電解質９１および／または９９によって吸収され、湿気は、湿気浸透１５８がシート１２５の側１３８に隣接する側１２３に位置する湿気センサ１３９および１５３によって吸収される。
【００５９】
湿気センサ８５−８８は、ガラスシート２２および３０のうちの１つ以上のものの表面に適用されることができる。理解されるように、本発明の湿気センサが、２つ以上のシート上に設置されるとき、湿気センサの各１つは、好ましくは、それ自体のマルチメータ１０６を有するか、または、１つのマルチメータが提供され、それが切り替え機構を通して、湿気センサの２つ以上のものに電気的に接続される。同様に、１つ以上の制御機構１１６が、フロントガラス２０のガラスシート２２、３０およびビニル中間層２８上の湿気センサの各々を通して流動する電位または電流を読み取り、測定するために使用されることができる。このように、シート２２、２８、および３０上の湿気センサの各１つの出力が、監視されることができる。
【００６０】
図９を参照すると、第２のガラスシート３０の内側表面６４に適用される伝導性コーティング６２を有する加熱可能部材１２０が示される。当業者によって理解され得るように、湿気センサ１３６−１３９、１４６、および１４７は、バスバー６６、６８および伝導性コーティング６２から間隔を置かれ、湿気センサを加熱可能部材１２０のバスバー６６、６８および伝導性コーティング６２から電気的に絶縁する。本発明のある非限定的側面では、例えば、図９に示されるように、バスバーは、コーティング６２の周辺内にあり、伝導性コーティング６２の周辺は、ガラスシート３０の側３８から間隔を置かれる。湿気センサ１３６−１３９、１４６、および１４７は、シート３０の側３８と伝導性コーティング６２との間のガラスシート３０の表面６４のコーティングされていない部分１５４上に適用される。ガラス表面６２のコーティングされていない部分１５４は、任意の便利な様式で、例えば、コーティングプロセス中、ガラス表面をマスクすることによって提供されるか、またはコーティングをガラス表面から研磨して、もしくは化学的に除去することができる。ガラスが化学的に補強されているので、コーティングプロセス中、エリアをマスクし、強化ガラスが破砕し得る表面損傷を回避することが好ましい。
【００６１】
理解され得るように、本発明は、伝導性コーティング６２および／またはバスバー６６および６８の上に本発明の湿気センサのアノードおよびカソードを位置付けることを想定する。より具体的には、図１０に示されるように、湿気センサ１３６、１３９、１４５、および１４７のアノードおよびカソードは、導電性コーティング６２の上に適用される。湿気センサ１３６、１３９、１４５、および１４７のアノード８９および９５とカソード９３および９７とを導電性加熱可能部材６２から電気的に隔離するために（それぞれ、図９および１０参照）、図８に示される湿気センサ８７のセンサ電極９５および９７のアノードおよびカソードの一方または両方において、透湿性かつ非伝導性の外側絶縁体１５９が、湿気センサ１３６−１３９、１４６、および１４７下に延び、コーティング６２と湿気センサ１３６−１３９、１４６、および１４７とを電気的に絶縁する。本発明の実践において使用され得る材料は、限定ではないが、ナイロン（任意の鎖長）、ウレタン、ポリビニルブチラルまたはポリイミドを含む。層１５９は、シートの積層に先立つ取り扱い中に各表面上に湿気センサのうちの１つ以上のものを定位置に固定する接着剤層を有することができるか、または、積層フロントガラス製造の実践と一貫した任意の実践的手段を使用して定位置に保持されることができる。理解され得るように、湿気センサは、それが堆積されるガラスシートの部分を通して可視性を低下させ得、したがって、フロントガラスの視覚エリアの中に延びている湿気センサに対して、湿気センサの最大幅は、フロントガラス２０を通して要求または規定されたオペレータ視認エリアに依存する。航空機用透明材、例えば、フロントガラスは、とりわけ、フロントガラスの視認エリアのサイズを規定する具体的安全性要件を有する。
【００６２】
議論は、ここで、本発明の教示による、本発明の湿気センサまたは検出器の非限定的実施形態をフロントガラス２０の選択された構成要素上に設置し、湿気の存在を検出すること、および／または、シート間、例えば、限定ではないが、ガラスシート２２と３０との間に存在する湿気の量を測定することに関する本発明の非限定的実施形態に向けられる。
【００６３】
測定原理およびタイプと同程度に重要なこととして、湿気センサが位置すべき場所は、新しいセンサが湿気侵入を効果的に検出し、「知的窓」センサシステムが操縦士にアラームするための十分に早い警告を提供し得るかどうかを決定するであろう。図１を参照すると、必要に応じて、湿気センサ８５（図３）、湿気センサ８６（図４）、および／または湿気センサ８７、８８（図５および６）の設置は、図１および１０に示されるように、ガラスシート２２および３０上またはそれらの間の任意の位置に適用されることができる。さらに、本発明は、フロントガラス上の湿気センサの数および／または湿気センサの場所に限定されない。より具体的には、本発明を限定するわけではないが、湿気センサは、ガラスシート２２とビニル中間層２６との間の第１のウレタン層２８内に埋め込まれること、ビニル中間層２６内に埋め込まれること、ガラスシート３０とビニル中間層２６との間の第２のウレタン層２８内に埋め込まれることができる。
【００６４】
前述の本発明の非限定的実施形態では、湿気センサ８５、８６、および８７は、一般に、湿気の存在と本発明の湿気センサと接触している期間とを測定する機能を有する。しかしながら、本発明は、それに限定されず、本発明の湿気センサは、湿気の存在と湿気センサと接触している期間とを測定し、例えば、以下および米国特許第８，１５５，８１６Ｂ２号に議論されるように、電気機器をアクティブおよび非アクティブにするために使用されることができる。
【００６５】
（制御システム）
米国特許第８，１５５，８１６Ｂ２号（該特許は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において、透明材、例えば、限定ではないが、本発明のフロントガラス２０の性能を監視し、許容限度外で機能している透明材、例えば、航空機用フロントガラスの保守、例えば、修理または交換をタイムリーにスケジュールするための方法および装置が開示されている。この特定の事例では、湿気浸透の結果、許容限度外で機能している。
【００６６】
一般に、フロントガラスの防湿層の性能に関するデータを搬送するセンサの出力は、信号を湿気センサまたは検出器から読み取り、分析し、フロントガラスの性能を監視および／または決定するためのソフトウェアを有するコンピュータを含むコンソールに接続される。本発明の実践では、フロントガラスの性能に関して、視覚的表示を提供するためのモニタと、オーディオを提供するためのスピーカとが使用されることができる。コンソールは、注意をモニタに引きつけるためのアラームを含むことができる。コンソールを航空機内に設置することは、航空機内の人員にフロントガラスのリアルタイム性能を提供する。
【００６７】
米国特許第８，１５５，８１６号に開示される別の実施形態では、コンソールは、無線送信機および受信機を有し、送信機は、信号を送電塔に伝送する。フロントガラス２０の性能に関する信号搬送データは、制御センタ（図示せず）に伝送される。受信されたデータは、調査され、講じられるべき適切な措置が、スケジュールされ、例えば、受信された情報に基づいて、制御センタにおける人員は、該当する場合、必要とされる措置を決定する。フロントガラスの修理またはフロントガラスの交換等の措置が、必要とされる場合、修理スケジュールを提供する信号が、衛星から指定される修理場所に地理的に近い保守センタに伝送され（通常、航空機のための次のスケジュールされた着地点）、指定される修理場所において必要とされる全ての部品、機器、および人員を派遣するように手配する。
【００６８】
本発明は、例証目的のためだけに提示される上で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追加の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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【国際調査報告】
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