用于热电装置的冷凝和湿度传感器的制造方法
【专利说明】用于热电装置的冷凝和湿度传感器
[0001]本申请是2009年1月30日递交的PCT国际申请PCT/US2009/032717，中国国家申请号为200980103726.5，发明名称为“用于热电装置的冷凝和湿度传感器”的专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请根据35U.S.C.§ 119 (e)要求2008年2月1日递交的美国临时申请N0.61/025，694和2008年2月1日递交的美国临时申请N0.61/025，719的优先权益，在此通过引用的方式结合其全部内容。
技术领域
[0004]本申请大体上涉及气候控制，且更具体地，涉及采用热电电路的座椅组件的气候控制。
【背景技术】
[0005]代表性地，用于居住空间或工作空间环境的温度调节空气可提供到相对广阔的区域，例如整个大楼、被选择的办公室或大楼内的套房。对于交通工具，例如汽车，代表性地，整个交通工具可作为一个单元被加热或冷却。然而，期望具有更多选择性或限制性的空气温度调节。例如，常常期望为乘客的座椅提供单独的气候控制，以便能够基本实现瞬间加热或冷却。例如，暴露至夏天天气的交通工具，特别是交通工具已经长时间停在非荫凉区域时，会导致交通工具座椅很热，即使具有普通的空调，乘客进入交通工具后有时仍会感觉不舒服。进一步地，即使具有普通的空调，在热天里，坐着时，乘客后背或其它压力点仍会出汗。在冬天，很期望快速加热乘客的座椅以便使乘客感觉舒服。当普通的交通工具加热器不能快速加热交通工具内部时，这是特别实际的。由于这些和其它原因，已经出现了各种类型的单独的交通工具座椅气候控制系统。最近，单独的气候控制系统已经扩展至床、椅子、轮椅等。
[0006]这样的气候控制系统通常包括分配系统，该分配系统包括形成在座椅的一个或多个座垫中的管道和通道的组合。通过采用气候受控装置，被进行气候调节的空气可以供应到这些到管道和通道。被进行气候调节的空气流动通过管道和通道，以便冷却或加热邻近交通工具座椅表面的空间。
[0007]然而，现有的气候控制系统已经出现了不同的问题。例如，一些控制系统利用热电装置(TED)，其在该装置的热侧和主侧可以具有多种结构。对于其中在主侧具有空气流经它的热交换器的结构，凝结物可以由空气中的水形成。无论是否将出现凝结物，以及将出现多少凝结物取决于周围空气条件(即，温度和相对湿度)和从主侧热交换器的进口至出口的温度降低量。这种凝结物通过会具有不期望的结果，从金属部件的腐蚀到霉菌的产生。凝结物还可能局部或完全阻塞TED主侧上的风扇通道处的气流，导致功能降低或损失。
【发明内容】
[0008]根据在本申请中公开的一些实施方式，气候受控座椅组件包括热模块。热模块包括至少一个进口通道、至少一个出口通道和位于出口通道上游的热电装置(如，珀耳帖电路)。根据一些结构，热电装置构造为选择性地加热或冷却通过热模块内部的流体。气候受控座椅组件还包括流体输送装置，如风扇或吹风机，其构造为经过热电装置，将流体从热模块的进口通道传输至出口通道。在一种实施方式中，座椅组件还包括传感器，其定位在热模块内部，并构造为检测所述传感器上或附近的诸如水的液体、凝结物或其它流体的存在。在一些结构中，传感器构造为通过测量传感器的一部分上的电阻或电容来检测液体的存在。可替换地，传感器采用任何其它方法检测液体的存在。
[0009]根据一些实施方式，传感器至少包括第二和第二导电构件(如，电迹线)。在一种实施方式中，传感器构造为测量迹线或其它导电构件上的电阻或电容。在另一个结构中，传感器定位在热电装置上，或者沿着热电装置的冷却侧定位。在一些实施方式中，传感器沿着适合接收由热电装置冷却的流体(如，空气)的出口通道定位。
[0010]在其它结构中，第一导电构件和/或第二导电构件刻蚀在热电装置的基板上。在另一个结构中，基板包括聚酰亚胺、环氧树脂、陶瓷或其它适合的材料。在其它实施方式中，供给至所述热电装置的电压构造为如果由传感器检测到液体的存在就降低。根据其它结构，座椅组件包括汽车或其它类型的交通工具座椅、床、轮椅、沙发、办公椅、医疗床等等。
[0011]根据本申请的一些实施方式，一种控制构造为用在气候受控座椅组件的热电装置的方法，包括提供流体模块，该流体模块适合向气候受控座椅组件提供热的或冷的空气。在一些布置中，流体模块包括构造为选择性地加热或冷却通过热模块内部的流体的热电装置和构造为经过热电装置将空气传递通过流体模块的内部的流体输送装置(如，风扇，吹风机，等等)。该方法还包括在流体模块内定位传感器，其中，传感器构造为检测它接触的冷凝物和/或其它液体。而且，该方法还包括检测至热电装置的第一电压，以选择性地加热或冷却通过流体模块输送的空气。在一些实施方式中，其中当传感器检测冷凝物和/或其它液体时，小于第一电压的第二电压施加热电装置。
[0012]在一些结构中，传感器构造为通过测量传感器的一部分上的电阻或电容来检测冷凝物和/或其它液体。在一些实施方式中，当在1分钟、2分钟、5分钟、10分钟或15分钟的时间周期(或小于1分钟的时间周期、大于15分钟的时间周期和/或任何其它时间周期)内其上的电阻或电容改变至少2 %、5 %、10 %、20 %或大于20 %，则传感器肯定检测到冷凝物和/或其它液体。在一些实施方式中，第二电压为零，以便不向热电装置供应电流。因此，当传感器检测到冷凝物和/或其它液体时，热电装置可以停用。在另一个结构中，传感器定位在热电装置上，或沿着热电装置的冷却侧定位。在其它实施方式中传感器沿着流体模块的出口定位，出口大致定位在热电装置的下游。出口构造为接收已经由热电装置冷却的空气。
[0013]根据另一种实施方式，一种用于与气候受控座椅组件一起使用的流体调节装置包括:包括壳体的流体模块、构造为将流体输送通过壳体的内部的流体输送装置、以及构造为选择地加热或冷却在壳体内部通过的流体的热电装置。热电装置可以包括热侧和冷侧，热侧与热通道流体连通，且冷侧与冷通道流体连通。在一些结构中，热通道构造为接收由热电装置加热的空气，其中冷通道构造为接收由热电装置冷却的空气。热通道和冷通道位于热电装置的下游并在流体模块的壳体内。该流体调节装置还包括隔离衬垫，其位于壳体内且至少部分地位于冷通道和热通道之间，隔离衬垫包括一种或多种芯吸材料。隔离衬垫可以构造为将液体从冷通道传输至热通道。
[0014]在一些实施方式中，隔离衬垫包括多孔结构。在其它结构中，芯吸材料包括聚丙烯、尼龙和/或任何其它材料或结构。在其它结构中，传输至热通道的液体构造为被蒸发。在另一种实施方式中，流体调节装置还包括至少部分地延伸通过热电装置的壳体的至少一个芯吸材料指状物。芯吸材料指状物可以构造为将液体从热电装置传输至隔离衬垫。
[0015]根据本申请的一些实施方式，一种采用自动控制模式自动调整气候受控座椅组件的方法，包括提供与座椅组件的至少一个流体分配通道流体连通的流体模块。在一些实施方式中，该流体模块包括构造为选择性地加热或冷却通过流体模块的流体的热电装置、以及构造为将流体传输通过流体模块的流体输送装置。流体输送装置包括进口和出口。该自动调节座椅组件的方法还包括检测存在于流体输送装置的出口处的流体的温度、检测存在于流体输送装置的出口处的流体的相对湿度，以及将温度和相对湿度作为输入提供到控制模式协议中。而且，方法包括基于由控制模式协议提供的指令，修改热电装置和/或流体输送装置的工作参数。
[0016]在一些实施方式中，座椅组件包括汽车座椅、其它交通工具座椅、床、轮椅、办公椅、沙发、医疗床等等。在一些实施方式中，该方法还包括检测周围空气的温度。控制模式协议构造为还接收作为输入的周围空气的温度。在其它结构中，该方法还包括采用乘客检测传感器检测位于座椅组件上的乘客的存在。在一种实施方式中，修改工作参数的步骤包括调节供给至热电装置的电压或电流的步骤、调节流体输送装置等等的速度的步骤。
[0017]在一些结构中，热电装置可以包括珀耳帖电路和传感器，该传感器通过测量电阻或电容的变化确定传感器处的流体的存在。当传感器测量到这种电阻或电容变化时，可以降低或完全消除至热电装置的电压。该流体可以为形成在气候受控系统内的水或凝结物。
[0018]在一些实施方式中，热电装置包括经过珀耳帖电路突出的突出部分(ledge)，其中整个传感器的一部分位于该突出部分上。突出部分可以包括基板。基板可以由铜形成。
[0019]在一些实施方式中，传感器在热电装置的主侧上。
[0020]热电装置可以包括珀耳帖电路、至少一个散热片和传感器，该传感器通过测量电阻或电容的变化确定传感器处的水的存在。传感器可以位于至少一个散热片的下游。
[0021]用于检测传感器处的流体的存在的传感器可以包括一个或多个导电迹线。其中传感器包括两条或多条导电迹线，迹线可以维持为彼此隔离基本相同的间隔。传感器可以测量两条迹线之间的电阻变化。电阻变化可以为绝缘值或短时间周期内的快速变化。其中，传感器包括一条迹线，传感还可以包括导电表面。导电表面可以包括传热构件，如至少一个散热片。传感器可以测量迹线和传热构件之间的电阻变化。
[0022]在一些实施方式中，迹线刻蚀在基板上。基板可以包括聚酰亚胺。
[0023]用于检测传感器处的流体的存在的传感器也可以测量电容而不是电阻。传感器可以包括第一导电板和第二导电板、以及吸收第一导电板和第二导电板中间的水的材料。在一些实施方式中，中间的材料包括聚酰亚胺，第一和第二导电板可以包括铜。
[0024]在一些实施方式中，第一导电板可以包括作为TED的一部分的电连接接头。第二导电板可以包括也作为TED的一部分的导热元件。中间的该材料可以包括也作为TED的一部分的基板。
[0025]在采用电容以检测流体的存在的传感器的一些实施方式中，第二导电板包括至少一个刻蚀在板表面中的孔，用于增加中间的该材料的暴露而吸收流体的表面积。孔可以大致遍及基板设置，或者它们可以位于凝结物形成可能性高的位置。
[0026]气候受控交通工具座椅可以包括流体分配系统和流体模块，流体模块包括流体输送装置、热电装置和传感器，该传感器通过测量电阻或电容变化来检测传感器处的水的存在。气候受控交通工