СИСТЕМА ОКОННОГО СТЕКЛА С АВАРИЙНОЙ СИГНАЛИЗАЦИЕЙ
WINDOW GLASS SYSTEM WITH EMERGENCY SIGNALING

Изобретение относится к системе оконного стекла с аварийной сигнализацией, в частности, для изолирующего остекления, с прозрачным электрически проводящим покрытием и индуктивным датчиком. Кроме того, изобретение относится к способу эксплуатации системы оконного стекла с аварийной сигнализацией.
Для обнаружения разрушения стекла, например, при взломе или другом повреждении, применяются так называемые стекла с аварийной сигнализацией. Эти стекла с аварийной сигнализацией обычно являются компонентом изолирующего или многослойного остекления. При этом, как правило, по меньшей мере одно стекло состоит из предварительно напряженного однослойного безопасного стекла (ESG). При повреждении предварительно напряженное стекло растрескивается по всей площади на мелкие осколки.
На стеклах с аварийной сигнализацией обычно размещается индуктивная петля, сопротивление которой измеряется электронным устройством обработки данных, например, как известно из патентного документа EP 0 058 348 A2. При разрушении стекла с аварийной сигнализацией также повреждается индуктивная петля, и измеряется изменение ее сопротивления. В этом случае электронное устройство обработки данных подает аварийный сигнал. Подобные индуктивные петли визуально малопривлекательны, являются дорогостоящими в изготовлении и сложны в подключении.
Патентный документ DE 197 54 295 A1 показывает устройство, в котором два отстоящих друг от друга измерительных электрода гальванически соединены с электрически проводящим слоем.
Теперь же задача настоящего изобретения состоит в создании улучшенной системы оконного стекла с аварийной сигнализацией, которая изготавливается простым и экономичным путем и визуально менее заметно. Кроме того, соответствующая изобретению система оконного стекла с аварийной сигнализацией пригодно к изготовлению способом дооснащения на уже существующих стеклах.
Задача настоящего изобретения решается соответственно изобретению посредством системы оконного стекла с аварийной сигнализацией согласно независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
Соответствующее изобретению система оконного стекла с аварийной сигнализацией включает по меньшей мере:
- по меньшей мере первую пластину, которая состоит из предварительно напряженного стекла, с поверхностью (I) наружной стороны и поверхностью (II) внутренней стороны,
- по меньшей мере одно прозрачное электрически проводящее покрытие, которое размещается на поверхности (II) внутренней стороны первой пластины, и
- сенсорный блок с индуктивным датчиком, который индуктивно связан с прозрачным электрически проводящим покрытием,
причем сенсорный блок при рассогласованиях измерительного сигнала с контрольным значением подает аварийный сигнал.
Изобретение основывается на понимании того, что многие стекла и, в частности, изолирующие стеклопакеты, уже имеют прозрачные покрытия с хорошей электропроводностью. Эти прозрачные электрически проводящие покрытия имеют многообразное назначение: например, отражение инфракрасного излучения или энергосберегающие (Low-E) характеристики. Соответствующее изобретению система оконного стекла с аварийной сигнализацией включает сенсорный блок, который бесконтактно отслеживает целостность стекла сенсором, и при разрушении стекла подает аварийный сигнал. Благодаря бесконтактному мониторингу становится ненужным дорогостоящее обеспечение контактирования с прозрачным электрически проводящим покрытием. Подобные контакты обычно выполняются пайкой и весьма подвержены старению, так как переходное сопротивление контакта на месте пайки изменяется в процессе старения. При индуктивном мониторинге это не составляет проблемы, так как непосредственный электрический контакт с прозрачным электрически проводящим покрытием отсутствует. Поскольку используется уже существующее прозрачное электрически проводящее покрытие, устраняется отдельная технологическая стадия, например, для печати электрической индуктивной петли. Прозрачное электрически проводящее покрытие визуально почти неразличимо, и поэтому очень эстетично. Оно может иметь, например, также антиотражательные свойства и еще больше улучшать видимость сквозь стекло. Все это было неожиданным и удивительным для изобретателей.
Соответствующая изобретению система оконного стекла с аварийной сигнализацией включает по меньшей мере первую пластину с поверхностью (I) наружной стороны и поверхностью (II) внутренней стороны. Первая пластина обычно служит для отделения наружного пространства от внутреннего пространства, например, строения, витрины или транспортного средства. В этом случае поверхность (I) наружной стороны обращена к наружной стороне, то есть, наружу, и поверхность (II) внутренней стороны обращена к внутренней стороне, то есть, внутрь. В случае применения системы оконного стекла с аварийной сигнализацией для защиты внутреннего пространства от кражи или повреждения поверхность (I) наружной стороны представляла бы так называемую подвергаемую воздействию сторону, с которой обычно происходит проникновение. В этом случае поверхность (II) внутренней стороны с индуктивным датчиком и сенсорным блоком была бы защищена от внешнего вмешательства, так как она становилась бы доступной лишь после разрушения и удаления первой пластины.
В случае использования системы оконного стекла с аварийной сигнализацией для мониторинга разрушения, например, в транспортном средстве, таком как поезд или самолет, поверхность (II) внутренней стороны также может быть потенциально подвергнута воздействию, например, разрушению молотком на случай аварии. В этом случае не следует принимать в расчет преднамеренную манипуляцию с сенсорным блоком.
Подразумевается, что поверхность (I) наружной стороны первой пластины также может иметь дополнительное покрытие, например, дополнительное прозрачное электрически проводящее покрытие. В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией чувствительность датчика выбирается так, чтобы отслеживалась только целостность прозрачного электрически проводящего покрытия на поверхности (II) внутренней стороны первой пластины, или, в дополнение к этому, также отслеживалась невредимость прозрачного электрически проводящего покрытия на поверхности (I) наружной стороны первой пластины.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией прозрачное электрически проводящее покрытие соединено с первой пластиной таким образом, что при разрушении первой пластины повреждается прозрачное электрически проводящее покрытие. Для этого электрически проводящее покрытие предпочтительно осаждается непосредственно на поверхность (II) внутренней стороны первой пластины, в особенности предпочтительно в виде пакета из тонких пленок. Особенно пригодными для этого способами являются катодное распыление ((магнетронное) напыление), химическое осаждение из газовой фазы (CVD) и/или термическое испарение. Это является особенно благоприятным, чтобы обеспечить возможность надежного детектирования разрушения первой пластины.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией индуктивный датчик содержит по меньшей мере одну измерительную катушку из многочисленных индуктивных петель. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения индуктивный датчик содержит ровно одну измерительную катушку. Измерительная катушка (в частности, ровно одна) предпочтительно размещается вокруг ферритового сердечника.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией измерительная катушка гальванически изолирована от прозрачного электрически проводящего покрытия.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией расстояние d между активной зоной индуктивного датчика и прозрачным электрически проводящим покрытием составляет от 0,1 мм до 20 мм, предпочтительно от 0,2 мм до 10 мм, и, в частности, от 0,5 мм до 5 мм.
Первая пластина состоит из предварительно напряженного стекла. В одном предпочтительном варианте исполнения первой пластины она является предварительно напряженной таким образом, что при разрушении первой пластины осколки являются меньшими, чем зона детектирования индуктивного датчика. Если осколки являются более мелкими, например, поскольку они имеют меньшую площадь, чем зона детектирования, или меньший максимальный диаметр, чем зона детектирования, обеспечивается то, что по меньшей мере одна линия излома в зоне детектирования будет находиться в зоне детектирования индуктивного датчика, что позволяет надежно детектировать разрушение первой пластины.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией сенсорный блок размещается на внутренней стороне первой пластины, то есть, на стороне, которая определяет поверхность (II) внутренней стороны первой пластины. Это является особенно благоприятным, чтобы защитить сенсорный блок от повреждения и попыток постороннего воздействия с подвергаемой воздействию стороны, то есть со стороны первой пластины, которая определяет поверхность (I) наружной стороны.
Индуктивный датчик действует, например, по принципу создаваемого осциллятором колебательного контура с электромагнитным (переменным) полем. Переменное электромагнитное поле возникает из активной зоны индуктивного датчика. Активная зона обычно представляет собой одну из торцевых сторон измерительной катушки. В находящемся по соседству с активной зоной прозрачном электрически проводящем покрытии индуцируются вихревые токи, которые поглощают энергию осциллятора. Посредством демодулятора на выходе осциллятора может быть измерено изменение уровня напряжения и тем самым изменение общей индуктивности устройства. С помощью подключенного далее компаратора изменение уровня напряжения может регистрироваться, и через выходной каскад передаваться на дальнейшую обработку сигнала.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией сенсорный блок содержит сенсорное электронное устройство, предпочтительно по меньшей мере со следующими компонентами: осциллятором, который подает переменное электрическое напряжение на измерительную катушку; демодулятором, который из измеренного сигнала переменного напряжения выводит пропорциональный ему сигнал измеренной индуктивности; компаратора, который сравнивает сигнал измеренной индуктивности с контрольным или пороговым значением, и выходного каскада, который при необходимости выдает согласованный с обычным уровнем напряжения сигнала выходной сигнал.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией сенсорный блок имеет передающий блок, предпочтительно радиопередатчик, частота радиосигнала которого находится в диапазоне от 100 кГц до 100 ГГц. Радиопередатчик в особенности предпочтительно представляет собой Bluetooth-передатчик или WLAN-передатчик (беспроводной локальной сети). В альтернативном варианте передатчик также может быть инфракрасным передатчиком. Передатчик служит для сообщения с приемником, и, в частности, для подачи аварийного сигнала, когда сенсорный блок обнаруживает разрушение стекла. Унификация сенсорного блока имеет то особенное преимущество, что сенсорный блок не нуждается во внешних токоподводящих проводах для передачи аварийного сигнала, и тем самым обеспечивает возможность очень простого, экономически эффективного и не зависящего от места размещения монтажа. Кроме того, устраняется возможность постороннего воздействия на сенсорный блок, благодаря чему повышается надежность. Это является особенно благоприятным для применения сенсорного блока или дооснащения им в изолирующем стеклопакете, который обычно закрывается наружу. Понятно, что посредством передатчика также могут передаваться и другие данные, такие как функциональное состояние сенсорного блока, состояние батареи или заряда аккумулятора, или прочие параметры, которые поступают от других датчиков, такие как температура или давление.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией сообщающийся с передатчиком приемник размещается на той же стороне первой пластины, что и передатчик и сенсор, а именно, на внутренней стороне первой пластины. Это особенно полезно в случае применения устройства аварийной сигнализации оконного стекла для защиты внутреннего помещения от кражи или повреждения, так как сенсорный блок, передатчик и приемник защищены от повреждения и постороннего воздействия, и были бы доступны лишь после разрушения первой пластины. В случае применения устройства аварийной сигнализации оконного стекла для мониторинга разрушения, например, в транспортном средстве, таком как поезд или самолет, приемник может быть размещен на любой произвольной стороне первой пластины, пока первая пластина с прозрачным электрически проводящим покрытием или ее окружение являются достаточно проницаемыми для сигнала передатчика.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией сенсорный блок содержит источник энергоснабжения, предпочтительно батарею, аккумулятор, суперконденсатор, термоэлектрический генератор, и/или солнечный элемент. Сенсорный блок предпочтительно не содержит токоподводящие провода к внешнему источнику электропитания, но является энергонезависимым. В альтернативном варианте, энергоснабжение может проводиться или дополняться непрерывной или периодической подзарядкой, например, с использованием индуктивного зарядного устройства. Это является особенно благоприятным, поскольку для сенсорного блока не требуются внешние токоподводящие провода, и благодаря этому обеспечивается возможность очень простого, экономически эффективного и не зависящего от места размещения монтажа. Кроме того, устраняется возможность манипуляции с сенсорным блоком, благодаря чему повышается надежность. Это является особенно благоприятным для применения сенсорного блока или дооснащения им в изолирующем стеклопакете, который обычно закрывается наружу.
Соответствующая изобретению система оконного стекла с аварийной сигнализацией может быть использована в качестве отдельного стекла, или быть частью многослойного остекления, например, частью изолирующего остекления, двухслойного изолирующего остекления, трехслойного изолирующего остекления, противопожарного остекления, или безопасного остекления с многослойными стеклами.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией первая пластина соединена с дополнительной пластиной по меньшей мере через одну дистанционную прокладку, предпочтительно проложенную по всему краю пластины прокладку. Прокладка находится между первой пластиной и дополнительной пластиной, и предпочтительно зафиксирована приклеиванием прокладки к пластинам. Прокладка предпочтительно включает по меньшей мере пустотелую основу по меньшей мере с двумя проложенными параллельно контактирующими с пластинами стенками, наружной стенкой с газонепроницаемым изоляционным слоем и обращенной внутрь остекления стенкой.
В качестве основы применимы все известные из прототипа полые профили, независимо от состава их материалов. В виде примера здесь упоминаются полимерные или металлические основы.
При этом полимерные основы предпочтительно содержат полиэтилен (PE), поликарбонаты (PC), полипропилен (PP), полистирол, полибутадиен, полинитрилы, сложные полиэфиры, полиуретаны, полиметилметакрилат, полиакрилаты, полиамиды, полиэтилентерефталат (PET), полибутилентерефталат (PBT), в особенности предпочтительно акрилонитрил-бутадиен-стирольный сополимер (ABS), сополимер сложного эфира акриловой кислоты, стирола и акрилонитрила (ASA), акрилонитрил-бутадиен-стирол-поликарбонат (ABS/PC), стирол-акрилонитрил (SAN), PET/PC, PBT/PC, и/или их сополимеры или смеси. Полимерные основы необязательно могут содержать также другие компоненты, например, такие как стеклянные волокна. Используемые полимерные материалы, как правило, являются газопроницаемыми, так, что если эта проницаемость нежелательна, должны предприниматься дополнительные меры.
Металлические основы предпочтительно изготавливаются из алюминия или высокосортной стали, и предпочтительно не проявляют газопроницаемость.
Стенки основы в одном предпочтительном варианте исполнения являются газопроницаемыми. Участки основы, на которых такая проницаемость нежелательна, могут быть, например, уплотнены газонепроницаемым изоляционным слоем. В особенности применяются полимерные основы в сочетании с таким газонепроницаемым изоляционным слоем.
2
2
4
Основа предпочтительно имеет полую камеру, которая содержит осушитель, предпочтительно силикагель, CaCl, NaSO, активированный уголь, силикаты, бентониты, цеолиты, и/или их смеси, в особенности предпочтительно молекулярные сита. Этим обеспечивается поглощение влаги воздуха осушителем, и тем самым предотвращается запотевание пластин и в особенности индуктивного датчика.
Наружная сторона промежуточного пространства между первой пластиной, дополнительной пластиной и прокладкой предпочтительно уплотняется по меньшей мере одной герметизирующей массой от окружающей стекло среды. Герметизирующая масса предпочтительно содержит органические полисульфиды, силиконы, силиконовый RTV-каучук (вулканизируемый при комнатной температуре), силиконовый HTV-каучук (вулканизируемый при высокой температуре), сшиваемый пероксидами силиконовый каучук, и/или аддитивно-сшиваемый силиконовый каучук, полиуретаны, бутилкаучук, и/или полиакрилаты. В необязательном варианте исполнения также могут содержаться добавки для повышения устойчивости к старению, например, УФ-стабилизаторы.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией первая пластина соединяется со второй пластиной через прокладку и образует изолирующий стеклопакет двухслойного остекления.
В одном особенно предпочтительном варианте исполнения первая пластина соединена со второй пластиной своей поверхностью (II) внутренней стороны.
В дополнительном особенно предпочтительном варианте исполнения сенсорный блок размещается в промежуточном пространстве между первой пластиной и второй пластиной. Это имеет то особенное преимущество, что датчик и сенсорный блок особенно хорошо защищены от внешних влияний, таких как влага и пыль, но также от манипуляции и повреждения.
В одной конфигурации, которая включает одну первую пластину и одну вторую пластину, измерительная катушка предпочтительно размещается не точно посередине между пластинами, но ближе к отслеживаемой первой пластине, которая имеет прозрачное электрически проводящее покрытие. Будет понятно, что в этой конфигурации обе пластины также могут иметь прозрачное электрически проводящее покрытие, мониторинг которых может выполняться совместной измерительной катушкой (например, обоими концами катушки), или двумя измерительными катушками.
Первая пластина или вторая пластина могут быть соединены дополнительной прокладкой с третьей пластиной, и тем самым формировать изолирующий стеклопакет трехслойного остекления.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией первая пластина состоит из листового стекла, флоат-стекла, кальций-натриевого стекла, кварцевого стекла или боросиликатного стекла.
2
2
2
2
Первая пластина является предварительно напряженной, предпочтительно согласно стандарту DIN 12150-1: Стекло в строительстве - Термически предварительно напряженное кальций-натриевое однослойное безопасное стекло - Часть 1: определение и описание, особенно предпочтительно с поверхностным сжимающим напряжением на уровне более 100 Н/мм, и, в частности, от 100 Н/мм до 150 Н/мм. В результате предварительного напряжения первая пластина при повреждении предпочтительно растрескивается на осколки с притупленными кромками, с величиной менее 1 см.
Вторая, третья или дополнительная пластина предпочтительно содержит стекло, в особенности предпочтительно листовое стекло, флоат-стекло, кварцевое стекло, боросиликатное стекло, кальций-натриевое стекло, или прозрачный синтетический материал, предпочтительно жесткий прозрачный синтетический материал, в частности, полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полистирол, полиамид, сложный полиэфир, поливинилхлорид, и/или их смеси. Пригодные стекла известны, например, из патентного документа EP 0 847 965 B1. В частности, вторая, третья или дополнительная пластина может состоять из вышеуказанных материалов.
Толщина первой, второй, третьей или дополнительной пластины может варьировать в широких пределах и тем самым приспосабливаться исключительно к требованиям конкретной ситуации. Предпочтительно применяются пластины со стандартными толщинами от 1,0 мм до 50 мм, и предпочтительно от 3 мм до 16 мм. Размер пластины может варьировать в широких пределах и определяется величиной сообразно соответствующему изобретению применению.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения первая пластина имеет диэлектрические свойства и значение относительной диэлектрической проницаемости от 6 до 8, и, в частности, около 7.
Пластины могут иметь любую трехмерную форму. Трехмерная форма предпочтительно не имеет затененных зон, так что на нее может быть нанесено покрытие, например, катодным распылением. Пластины предпочтительно являются плоскими, или же слегка или сильно изогнутыми по одному направлению или по многим направлениям в пространстве. Пластины могут быть бесцветными или окрашенными.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией первая пластина своей поверхностью (I) наружной стороны и по меньшей мере одним промежуточным слоем, предпочтительно термопластичным промежуточным слоем, по всей площади соединена со второй пластиной с образованием многослойного стекла. Вторая пластина, в свою очередь, может быть по всей площади соединена дополнительным промежуточным слоем с дополнительной третьей пластиной. Вторая и/или третья пластина предпочтительно содержит синтетический материал. В частности, вторая и/или третья пластина может состоять из синтетического материала. Подобные многослойные стекла особенно устойчивы к сквозному пробиванию при проникновении снаружи, так что могут достигать высоких классов безопасности. Пластины многослойного стекла соединены между собой по меньшей мере одним промежуточным слоем. Промежуточный слой предпочтительно содержит термопластичный синтетический материал, такой как поливинилбутираль (PVB), этилен-винилацетат (EVA), полиуретан (PU), полиэтилентерефталат (PET), или многие слои их, предпочтительно с толщинами от 0,3 мм до 0,9 мм.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей системы оконного стекла с аварийной сигнализацией прозрачное электрически проводящее покрытие занимает по меньшей мере 70%, предпочтительно от 80% до 100%, и особенно предпочтительно от 98% до 100% обзорной площади первой пластины. При этом обзорная площадь подразумевает площадь первой пластины, при которой сквозная обзорность не затрудняется рамками, прокладками или прочими присоединенными деталями.
В альтернативном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией прозрачное электрически проводящее покрытие размещается на внутренней стороне первой пластины, занимая по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 70%, особенно предпочтительно от 80% до 100%, и, в частности, от 95% до 100% площади ее поверхности.
Соответствующее изобретению прозрачное электрически проводящее покрытие является проницаемым для электромагнитного излучения, предпочтительно электромагнитного излучения с длиной волны от 300 до 1300 нм, в частности, для видимого света от 390 нм до 780 нм. «Проницаемый» означает, что общее светопропускание пластины, в особенности для видимого света, предпочтительно составляет предпочтительно >70%, и в особенности >75%. Для определенных вариантов применения также могут быть желательными меньшие коэффициенты пропускания, для чего «проницаемость» также может означать от 10% до 70% светопропускания. Подобные варианты применения представляют собой, например, остекление для защиты объектов, которые не должны подвергаться сильному освещению, например, картины или текстильные материалы.
Прозрачное электрически проводящее покрытие предпочтительно представляет собой функциональное покрытие, в особенности предпочтительно функциональное покрытие с солнцезащитным действием. Покрытие с солнцезащитным действием имеет отражающие свойства в инфракрасной области и тем самым в области солнечного излучения. Благодаря этому благоприятным образом сокращается нагревание внутреннего пространства транспортного средства или строения вследствие солнечного излучения. Такие покрытия известны специалисту и обычно содержат по меньшей мере один металл, в частности, серебро или содержащий серебро сплав. Прозрачное электрически проводящее покрытие может включать последовательность многочисленных отдельных слоев, в частности, по меньшей мере один металлический слой и диэлектрические слои, которые, например, содержат по меньшей мере один оксид металла. Оксид металла предпочтительно содержит оксид цинка, оксид олова, оксид индия, оксид титана, оксид кремния, оксид алюминия или тому подобные, а также комбинации одного или многих из них. Диэлектрический материал также может содержать нитрид кремния, карбид кремния или нитрид алюминия.
Как правило, эта слоистая структура получается последовательностью процессов осаждения, которые проводятся вакуумным способом, таким как стимулируемое магнитным полем катодное распыление. На обеих сторонах серебряного слоя также могут быть предусмотрены очень тонкие металлические слои, которые, в частности, содержат титан или ниобий. Нижний металлический слой служит в качестве адгезионного и кристаллизационного слоя. Верхний металлический слой служит в качестве защитного и газопоглотительного слоя, чтобы предотвращать изменение серебра во время последующих технологических стадий.
2
2
В особенности пригодные прозрачные электрически проводящие покрытия содержат по меньшей мере один металл, предпочтительно серебро, никель, хром, ниобий, олово, титан, медь, палладий, цинк, золото, кадмий, алюминий, кремний, вольфрам, или их сплавы, и/или по меньшей мере один металлоксидный слой, предпочтительно легированный оловом оксид индия (ITO), легированный алюминием оксид цинка (AZO), легированный фтором оксид олова (FTO, SnO:F), легированный сурьмой оксид олова (ATO, SnO:Sb), и/или углеродные нанотрубки, и/или оптически прозрачные электропроводные полимеры, предпочтительно поли(3,4-этилендиокситиофен), полистиролсульфонат, поли(4,4-диоктилциклопентадитиофен), 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохинон, их смеси и/или сополимеры.
Толщина прозрачного электрически проводящего покрытия может варьироваться в широких пределах и согласовываться с требованиями конкретной ситуации. При этом является существенным, что толщина прозрачного электрически проводящего покрытия не может быть настолько большой, что оно станет непроницаемым для электромагнитного излучения, предпочтительно электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от 300 нм до 1300 нм, и, в частности, видимого света от 390 нм до 780 нм. Прозрачное электрически проводящее покрытие предпочтительно имеет толщину слоя от 10 нм до 5 мкм, и в особенности предпочтительно от 30 нм до 1 мкм.
Удельное поверхностное электрическое сопротивление прозрачного электрически проводящего покрытия предпочтительно составляет от 0,35 Ом/квадрат до 200 Ом/квадрат, предпочтительно от 0,5 Ом/квадрат до 200 Ом/квадрат, наиболее предпочтительно от 0,6 Ом/квадрат до 30 Ом/квадрат, и, в частности, от 2 Ом/квадрат до 20 Ом/квадрат. В принципе прозрачное электрически проводящее покрытие может иметь еще более низкое удельное поверхностное электрическое сопротивление, чем 0,35 Ом/квадрат, в частности, когда при его применении требуется лишь незначительное светопропускание. Подобные величины удельного поверхностного электрического сопротивления особенно пригодны для детектирования повреждения электрически проводящего покрытия при разрушении первой пластины. Прозрачное электрически проводящее покрытие предпочтительно имеет хорошие характеристики отражения инфракрасного излучения, и/или особенно низкие характеристики излучательной способности (Low-E).
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией индуктивный датчик сформирован как единый узел, то есть, в форме конструкционного (структурного) блока. В частности, индуктивный датчик может быть заключен в специальный (например, непрозрачный) корпус, причем измерительная катушка может быть размещена внутри корпуса.
Дополнительный аспект изобретения включает способ эксплуатации соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией, причем измерение измерительного сигнала проводится непрерывно или периодически, предпочтительно с продолжительностью периода от 0,2 сек до 100 сек, и его результатом является выходной сигнал сенсорного блока. При этом выдача выходного сигнала производится непрерывно или периодически, предпочтительно с продолжительностью периода от 0,2 сек до 100 сек.
Дополнительный аспект изобретения включает применение соответствующей изобретению системы оконного стекла с аварийной сигнализацией в качестве остекления витрины, демонстрационной витрины, предпочтительно для защиты ценных экспонатов, таких как картины, текстильные изделия, драгоценности, например, в музее или у ювелира, или в качестве архитектурного остекления, изолирующего остекления, двухслойного изолирующего остекления, трехслойного изолирующего остекления, противопожарного остекления, безопасного остекления, или в качестве остекления в транспортном средстве для перемещения по земле, по воде или по воздуху, таком как автомобиль, автобус, поезд или самолет.
Еще один аспект изобретения включает применение соответствующего изобретению сенсорного блока с индуктивным датчиком для дооснащения остекления с первой пластиной из предварительно напряженного стекла и прозрачным электрически проводящим покрытием на поверхности (II) внутренней стороны с образованием устройства аварийной сигнализации оконного стекла.
Далее изобретение более подробно разъясняется посредством чертежа и примера. Чертеж не полностью выполнен в масштабе. Изобретение никоим образом не ограничивается чертежом. Как показано:
Фигура 1А представляет схематическое изображение соответствующего изобретению устройства аварийной сигнализации оконного стекла в виде сверху,
Фигура 1В представляет вид в разрезе, проведенном по линии A-A' из Фигуры 1А,
Фигура 2 представляет схематическое изображение соответствующего изобретению сенсорного блока,
Фигура 3А представляет увеличенное изображение участка Z соответствующего изобретению прозрачного электрически проводящего покрытия при неповрежденной первой пластине,
Фигура 3В представляет увеличенное изображение участка Z соответствующего изобретению прозрачного электрически проводящего покрытия при разрушенной первой пластине,
Фигура 4А представляет схематическое изображение альтернативного соответствующего изобретению устройства аварийной сигнализации оконного стекла в виде сверху, и
Фигура 4В представляет вид в разрезе, проведенном по линии A-A' из Фигуры 4А,
Фигура 1А показывает схематическое изображение соответствующего изобретению устройства 10 аварийной сигнализации оконного стекла в виде сверху на поверхность I наружной стороны.
Фигура 1В показывает вид в разрезе, проведенном по линии A-A' из Фигуры 1А.
Система 10 оконного стекла с аварийной сигнализацией отделяет внутреннее пространство от наружного окружения. Например, система 10 оконного стекла с аварийной сигнализацией пригодна для защиты ценных предметов во внутреннем пространстве, например, в витрине, в музее или у ювелира, от доступа извне.
Система 10 оконного стекла с аварийной сигнализацией включает первую пластину 1, на поверхности II внутренней стороны которой размещено прозрачное электрически проводящее покрытие 3. Прозрачное электрически проводящее покрытие 3 в этом примере размещается на всей поверхности II внутренней стороны первой пластины 1, за вычетом краевой области с удаленным покрытием с шириной, например, 10 мм от кромки стекла первой пластины 1. Краевая область с удаленным покрытием служит для защиты от коррозии, обусловленной проникновением влаги через край пластины.
Например, прозрачное электрически проводящее покрытие 3 служит в качестве отражающего инфракрасное излучение слоя. Это значит, что часть теплового излучения поступающего солнечного света в значительной степени отражается. При применении первой пластины 1 в архитектурном остеклении это обеспечивает уменьшенное нагревание внутреннего помещения солнечным излучением. Прозрачное электрически проводящее покрытие 3 известно, например, из патентного документа EP 0 847 965 B1, и содержит два серебряных слоя, каждый из которых сэндвичеобразно размещен между многочисленными металлическими и металлоксидными слоями. Прозрачное электрически проводящее покрытие 3 имеет удельное поверхностное электрическое сопротивление около 4 Ом/квадрат.
2
2
Например, первая пластина 1 представляет собой пластину из кальций-натриевого стекла с шириной 1 м, длиной 1,5 м и толщиной 4 мм. Первая пластина 1 является предварительно напряженной согласно стандарту DIN 12150-1 с поверхностным сжимающим напряжением, например, 120 Н/мм. В результате предварительного напряжения первая пластина при повреждении предпочтительно растрескивается на осколки с притупленными кромками, с величиной менее 1 см.
В представленном примере сенсорный блок 20 размещается на внутренней стороне первой пластины 1. Здесь внутренняя сторона подразумевает область, которая обращена к поверхности II внутренней стороны, на которой размещено прозрачное электрически проводящее покрытие 3. Сенсорный блок 20 имеет индуктивный датчик 21, который индуктивно связан с электрически проводящим покрытием 3. Подразумевается, что индуктивный датчик 21 не обязательно должен быть встроен в тот же корпус, что и остальной сенсорный блок 20.
Расстояние d до активной зоны 21.3 индуктивного датчика 21 от прозрачного электрически проводящего покрытия 3 составляет, например, 0,5 мм. В частности, индуктивный датчик 21 и прозрачное электрически проводящее покрытие 3 гальванически изолированы друг от друга. Сенсорный блок 20 измеряет индуктивность этого устройства посредством индуктивного датчика 21 и сравнивает измеренное значение с контрольной величиной. Контрольная величина задается при неповрежденной первой пластине 1 с нетронутым прозрачным электрически проводящим покрытием 3. Сенсорный блок 20 определяет отклонение, то есть, разность, измерительного сигнала от индуктивного датчика 21 с контрольной величиной, и при отклонении, которое превышает определенный допуск, подает аварийный сигнал. Например, аварийный сигнал представляет собой напряжение или импульс напряжения с определенным уровнем и/или продолжительностью импульса, который отличается от другого нейтрального выходного сигнала, вследствие чего может идентифицироваться аварийное состояние. Подобное отклонение происходит обычно при разрушении первой пластины 1 и обусловленным этим повреждением прозрачного электрически проводящего покрытия 3.
Аварийный сигнал передается, например, через передатчик на приемник, чтобы там быть преобразованным в акустический сигнал, или чтобы прервать аварийный сигнал.
Фигура 2 показывает схематическое изображение соответствующего изобретению сенсорного блока 20. Сенсорный блок 20 имеет индуктивный датчик 21. Индуктивный датчик 21 содержит измерительную катушку 21.1 с ферритовым сердечником 21.2 и активной зоной 21.3, с которой генерируется электромагнитное поле для измерения индуктивности индуктивным датчиком 21. Измерительная катушка 21.1 токоподводящим проводом соединена с электронным устройством. Расстояние d представляет собой дистанцию до активной зоны 21.3 индуктивного датчика 21 от прозрачного электрически проводящего покрытия 3.
Сенсорный блок 20 имеет, например, многочисленные узлы: измерительная катушка 21.1 индуктивного датчика 21 соединена с осциллятором 20.1. Осциллятор 20.1 через демодулятор 20.2 соединен с компаратором 20.3. Компаратор 20.3 сравнивает измерительный сигнал с контрольным значением и при необходимости подает аварийный сигнал через выходной каскад 20.4 на выход 22.
Конструкцией индуктивного датчика 21 и расстоянием между активной зоной 21.3 индуктивного датчика 21 и прозрачным электрически проводящим покрытием 3 определяется область 25 детектирования, в которой могут быть особенно точно измерены изменения прозрачного электрически проводящего покрытия 3.
Фигура 3А показывает увеличенное изображение участка Z соответствующего изобретению прозрачного электрически проводящего покрытия 3 при неповрежденной первой пластине 1. В частности, прозрачное электрически проводящее покрытие 3 не повреждено в области 25 детектирования индуктивного датчика 21.
Фигура 3В показывает увеличенное изображение участка Z соответствующего изобретению прозрачного электрически проводящего покрытия 3 при разрушенной первой пластине 1. Вследствие повреждения, например, при попытке проникновения, первой пластины 1 она из-за ее предварительного напряжения растрескивается на мелкие осколки. Это приводит к разрушению прозрачного электрически проводящего покрытия 3 по линиям 30 излома. Осколки в каждом случае являются меньшими, чем область 25 детектирования, так что по меньшей мере одна линия 30 излома находится в области 25 детектирования. Вследствие разрушения прозрачного электрически проводящего покрытия 3 по линиям 30 излома измерительный сигнал от индуктивного датчика 21 изменяется, и может подаваться аварийный сигнал.
Фигура 4А показывает схематическое изображение альтернативного соответствующего изобретению устройства 10' аварийной сигнализации оконного стекла в виде сверху, и Фигура 4В представляет вид в разрезе, проведенном по линии разреза A-A' из Фигуры 4А. Система 10 оконного стекла с аварийной сигнализацией представляет собой, например, изолирующий стеклопакет, который содержит систему 10 оконного стекла с аварийной сигнализацией из Фигур 1А и 1В. В дополнение к этому, первая пластина 1 через пролегающую в окружном направлении прокладку 2 соединена со второй пластиной 6. Здесь сенсорный блок 20 с индуктивным датчиком 21 размещается в промежуточном пространстве, которое сформировано первой пластиной 1, второй пластиной 6 и прокладкой 2. Сенсорный блок 20, например, находится на нижнем участке прокладки 2 и приклеен к ней, и тем самым прочно закреплен от сползания. Сенсорный блок 20 содержит, например, аккумулятор и солнечный элемент, который подзаряжает аккумулятор. Кроме того, сенсорный блок 20 содержит, например, передатчик, который посылает аварийный сигнал через Bluetooth-связь на расположенный снаружи системы 10 оконного стекла с аварийной сигнализацией приемник (здесь не показан). Сенсорный блок 20 является энергонезависимым и не требует никаких токоподводящих проводов наружу - ни для энергоснабжения, ни для передачи аварийного сигнала. Например, сенсорный блок 20 может быть простым путем встроен в уже существующий изолирующий стеклопакет в порядке дооснащения.
Этот результат был неожиданным и удивительным для специалиста.
Список условных обозначений
1 первая пластина
2 прокладка
3 прозрачное электрически проводящее покрытие
6 вторая пластина
10, 10' система оконного стекла с аварийной сигнализацией
20 сенсорный блок
20.1 осциллятор
20.2 демодулятор
20.3 компаратор
20.4 выходной каскад
21 индуктивный датчик
21.1 измерительная катушка
21.2 ферритовый сердечник
21.3 активная зона
22 выход
25 область детектирования
30 линия излома
A-A'линия разреза
L индуктивность
Z участок
I поверхность наружной стороны первой пластины 1
II поверхность внутренней стороны первой пластины 1
III поверхность наружной стороны второй пластины 6
IV поверхность внутренней стороны второй пластины 6