包含无线传感器的透明件的制作方法

1.本公开涉及透明件，且具体来说，涉及包含无线传感器的透明件，所述无线传感器定位于透明件的片材间层中。


背景技术：

2.透明件可为层压的制品，其包括多个片材和片材间层。所述片材和片材间层可通过如所属领域中已知的常规的层压工艺而被层压在一起。所述透明件可含有连接到透明件且用于感测与透明件的状况相关的信息的传感器。所述传感器可包含用于测量透明件的不同属性和/或接近透明件的环境条件的多种不同传感器类型，包含温度传感器、湿度传感器、碰撞传感器、开裂传感器、破裂传感器、电弧传感器、腐蚀传感器、破损传感器、电流传感器、局部放电传感器、电压传感器、电阻传感器，和/或沉积静电传感器(p-static sensor)。
3.在常规的透明件监测系统中，传感器可连接到控制器或控制系统，所述控制器或控制系统接收、处理和/或分析来自传感器的信息。所述控制器或控制系统可被配置成当从传感器接收的信息指示透明件在可接受操作限制之外执行时执行动作。由控制器或控制系统执行的动作可包含断开与透明件的操作相关的电气系统，或限制电流到透明件的电路系统的流动，以防止对透明件的损坏。美国专利第10,063,047号的第5栏第16到52行及第7栏第14到50行处描述包括透明件、传感器和相关联的控制器的飞机风挡，所述美国专利以引用的方式并入本文中。
4.传感器可安装到片材的向外表面，或安装在片材的向内表面与片材间层之间。传感器还可定位于片材的表面与包围透明件的周边的湿气密封件之间。在常规的透明件中，传感器是有线传感器，其包括从传感器延伸到控制器或控制系统的导线。有线传感器可集成到层压的透明件中，且可延伸通过透明件到透明件的外围边缘。所述导线可延伸通过透明件中的外围边缘中的开口。
5.对于常规的透明件，例如在飞机上使用的透明件，所述导线和开口可能是潜在的故障点。湿气可通过开口进入到透明件的内部中，从而损坏片材间层。并且，导线可在飞机加压时和/或在透明件加热或冷却时折曲或弯曲，这可对将导线安装到传感器的焊点施加应力。长时间的应力会导致导线从焊点上拉开，从而导致传感器失效。美国专利第10,129,932号的第5栏第7到32行处描述温度传感器，其包含被设计成降低对传感器的焊点的应力的导线布置，所述美国专利以引用的方式并入本文中。


技术实现要素：

6.本发明可包含透明件，其包括多个片材。每一片材可包含第一主表面、相对的第二主表面，和第一主表面与第二主表面之间的外围表面。所述透明件可进一步包含：片材间层，其定位于多个片材中的片材中的一个的第一主表面与多个片材中的邻近片材的第二主表面之间；及无线传感器，其定位于片材间层中。无线传感器包括：感测部分，其被配置成测量表示透明件的一部分的状况的信息；及无线传输器，其被配置成将所接收信息无线地传
输到无线接收器。
7.本发明还可包含飞机风挡，其包括先前所描述的透明件中的任一个和用于将透明件安装到飞机的机身的安装托架。
8.本发明还可包含透明件监测系统，其包含：先前所描述的透明件中的任一个；及无线接收器，其与透明件的无线传感器无线通信，所述无线接收器被配置成接收并处理来自无线传感器的信息。
9.本发明还可包含一种制造层压的透明件的方法，其包括：通过将多个片材接合在一起而制造先前所描述的透明件中的一个，其中邻近片材通过片材间层间隔开；及在制造透明件期间，在多个片材中的邻近片材之间将无线传感器放置在片材间层中。
10.本发明还可包含一种透明件监测方法。所述方法可包含：通过无线接收器从定位于透明件的片材间层中的无线温度传感器接收表示透明件的一部分的温度的第一信号；及运用无线接收器的处理器来处理所接收的第一信号以产生表示透明件的所述部分的温度的第二信号。第二信号可与被配置成加热透明件的导电涂层的加热器控制器兼容。所述方法可进一步包含将第二信号从无线接收器传输到加热器控制器。
附图说明
11.在参考附图考虑以下描述和所附权利要求书之后，本公开的这些和其它特征和特性以及相关结构元件和各部分的组合的操作方法和功能以及制造经济性将变得更加显而易见，所有附图形成本说明书的部分，其中相似附图标号在各图中标示对应部分。然而，应明确理解，附图仅出于说明和描述的目的，并且不旨在限定本发明的限制。
12.其它的特征以及其它实例和优点将根据参考附图进行的以下详细描述而变得显而易见，在附图中：
13.图1a是包含无线传感器的透明件的俯视图；
14.图1b是沿着线1b-1b截取的图1a的透明件的横截面视图；
15.图2a和2b是无线温度传感器的示意图，所述无线温度传感器可以与图1a的透明件一起使用；
16.图3是用于图1a的透明件的加热布置的示意性图式；
17.图4是用于图1a的透明件的监测系统的示意性图式；
18.图5a是飞机的示意性图式；
19.图5b是包含用于将风挡连接到图5a的飞机的机身的安装托架的飞机风挡的一部分的示意性图式；且
20.图6是层压的透明件的制造方法的流程图。
具体实施方式
21.如本文中所使用，术语“右”、“左”、“顶部”、“底部”和其衍生词应与本发明相关，如其在附图中所朝向的那样。然而，出于以下详细描述的目的，应当理解，除非明确相反地指出，否则本发明可以假设各种替代变型和步骤序列。此外，除了在任何操作实例中，或者在另有说明的情况下，在说明书和权利要求书中使用的表示例如成分的数量的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则以下说明书和所附权利
要求书中阐述的数字参数是近似值，其可以根据本发明获得的所需属性而变化。至少，并且不是试图将等同原则的应用限制到权利要求书的范围，每一数值参数至少应该根据所报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。
22.尽管阐述本发明广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地含有必然由在其相应测试测量中发现的标准偏差引起的某些错误。
23.此外，应当理解，本文所述的任何数值范围旨在包含其中包含的所有子范围。例如，范围“1到10”旨在包含在所列举的最小值1与所列举的最大值10之间并且包含所列举的最小值和所列举的最大值的任何和所有子范围，即，所有子范围均开始于等于或大于1的最小值并且结束于等于或小于10的最大值，并且所有子范围都介于例如1到6.3或5.5到10或2.7到6.1之间。
24.另外，在本技术案中，除非另有明确说明，否则“或”的使用意指“和/或”，即使“和/或”可以明确地用于某些情况。在本技术案中，除非另有明确说明，否则单数的使用包含复数并且复数涵盖单数。此外，如本文中所使用，除非上下文清楚地另外指明，否则单数形式“一个(a)”、“一种(an)”以及“所述(the)”包含复数指代物。举例来说，尽管在本文中就“透明件”、“无线传感器”或“无线接收器”而言描述本发明，但可在本公开的范围内使用本文中所叙述的这些组件或任何其它组件中的任一个中的一个或多个。
25.如本文中所使用，术语“通信(communication)”和“传送(communicate)”是指接收或传递一个或多个信号、消息、命令或其它类型的数据。一个单元或组件要与另一单元或组件通信意指一个单元或组件能够直接地或间接地从其它单元或组件接收数据和/或向其它单元或组件传输数据。这可以指本质上可以有线和/或无线的直接或间接连接。另外，两个单元或组件也可以彼此通信，即使在第一单元或组件与第二单元或组件之间可以对所传输的数据进行修改、处理、路由等也是如此。例如，即使第一单元被动接收数据并且不主动向第二单元传输数据，第一单元也可以与第二单元通信。作为另一实例，如果中间单元处理来自一个单元的数据并且将经过处理的数据传输到第二单元，那么第一单元可以与第二单元通信。应了解，许多其它布置也是可能的。
26.参考图1到4，本公开涉及透明件10，例如窗口、风挡、透明或部分透明壁板、衬底，或类似制品。透明件10通常是透明或半透明制品，其可见光透射率足以允许个体通过所述透明件看到物体。透明件10的可见光透射率可以为至少10％。可通过所属领域中已知的常规的层压技术将多个片材和片材间层层压在一起而形成透明件10。透明件10可与交通工具集成在一起和/或安装到交通工具，所述交通工具例如飞行器(例如，飞机或直升机)、陆地交通工具(例如，汽车、卡车、公交车或火车)或水上船舶。如在本文中进一步详细描述，透明件10中的一个或多个可安装到飞机的机身以形成飞机风挡。
27.透明件10包括用于感测关于透明件10的状况的信息的无线传感器12。如本文中所使用，关于透明件10的“状况”的信息是指与透明件的性能、透明件的结构完整性、透明件周围的环境条件、由透明件吸收的材料和/或由透明件引发的损坏相关的信息。无线传感器12可定位于透明件10上或中的任一方便的位置处。无线传感器12可定位于透明件10的片材间层中。如本文中所使用，“定位于”层或片材“中”的传感器至少部分地由层或片材包封。传感器12可完全由片材间层包封。替代地，传感器12可被包封在片材中的一个与邻近的片材间
层之间。
28.如在本文中进一步详细描述，提供无线传感器12以减少或消除潜在的故障点，所述潜在的故障点存在于包括有线传感器的常规的透明件中。常规的经加热透明件，例如交通工具风挡，包含用于在加热期间监测透明件的有线传感器。有线传感器被集成到透明件的层压的部分中。从传感器延伸通过透明件的层压的部分的导线可使得透明件在多个已知的潜在的故障点处失效，例如在焊点(例如，导线连接到传感器电路系统的其它部分的位置)处及在所述导线从透明件延伸的开口处。开口可以是用于湿气进入到透明件10中的位置。在例如飞机的交通工具操作期间施加在导线上的应力也可能导致损坏。当透明件被加压时(例如，当作用于透明件的一侧的压力不同于作用于透明件的相对侧的压力时)，应力被施加在焊点和开口上。所述应力可能会损坏导线和/或使得导线从焊点断开。施加到导线的应力还可能会使导线卷曲或弯曲，从而降低经过导线的电信号的质量。对导线和焊点的损坏可能会影响透明件的性能且减少透明件的使用寿命。如本文中所描述，使用无线传感器会减少或消除此类潜在的故障点，从而降低维护成本且增加透明件的使用寿命。并且，由于导线在层压期间不需要被集成到透明件中，因此用无线传感器替换有线传感器会降低制造复杂性。
29.本公开还涉及透明件监测系统110，其包含本文中所公开的透明件10和无线传感器12。监测系统110可被配置成与例如交通工具电气系统的现有电气系统集成，所述现有电气系统被配置成从常规的有线传感器接收信号。如在本文中进一步详细描述，常规的有线传感器通常输出模拟信号，例如表示传感器12的感测部分的电阻的模拟信号。相比之下，本公开的无线传感器12可输出数字信号。本文中所公开的监测系统110可被配置成将来自无线传感器的输出数字信号为对应于来自常规的有线传感器的模拟信号的模拟信号。本文中所公开的监测系统110还可被配置成将转换的模拟信号提供到交通工具的其它电气系统和装置，以用于控制透明件和/或其它交通工具系统的操作。
30.对于包含用于监测透明件10的温度的无线温度传感器12的经加热透明件10，本文中所公开的监测系统110可输出对应于由模拟有线温度传感器输出的模拟电阻信号的模拟电阻信号。模拟电阻信号可被提供到常规的加热器控制器118。如本文中所描述，常规的加热器控制器118可以与信号源自常规的有线温度传感器相同的方式接收且作用于模拟电阻信号。因此，本公开的监测系统110可容易地运用现有电气系统和交通工具来实施，而无需替换电气系统或将电气系统升级成与无线传感器兼容。
31.具有无线传感器的透明件
32.参考图1a和1b，包含本公开的特征的透明件10包括多个片材，例如第一片材14、第二片材16和第三片材18。片材14、16、18包括第一或顶部主表面20、相对的第二或底部主表面22，及顶部主表面20与底部主表面22之间的外围边缘或外围表面24。虽然片材14、16、18的定向不意欲限制本公开的范围，但如本文中所使用，第一片材14是指具有面向例如飞机的交通工具的外部的顶部主表面20的片材。第三片材18是指具有面向例如飞机的交通工具的内部的底部主表面22的片材。第二片材16是在第一片材14与第三片材18之间。片材14、16、18可以是玻璃，例如以化学方式处理或经热处理的玻璃，和/或塑料片材。透明件10可被配置成允许个体通过透明件10看到物体。为了便于通过透明件10查看，透明件10可限定中心观察区26和至少部分地围封中心观察区26的外围区28。透明件10的不透明组件，例如无
线传感器12和其它电子电路系统，可定位于外围区28中，以便不会阻挡个体通过中心观察区26的视线。
33.透明件10进一步包括定位于片材14、16、18之间的片材间层，例如第一片材间层30和第二片材间层32。如图1b中所展示，第一片材间层30定位于第一片材14的底部主表面22与第二片材16的顶部主表面20之间。单个第二片材间层32定位于第二片材16的底部主表面22与第三片材18的顶部主表面20之间。片材间层30、32通常由比片材14、16、18软的材料形成，且使片材14、16、18彼此分离以防止邻近片材在使用期间损坏彼此。片材间层30、32可以是软聚合物材料，例如聚氨基甲酸酯或聚乙烯材料。如图1b中所展示，第一片材间层30可包括氨基甲酸酯层30a、30c和在氨基甲酸酯层30a、30c之间的乙烯基层30b。第二片材间层32可以是由聚乙烯材料形成的单个层。
34.透明件10进一步包括定位于透明件10的片材间层30、32中的无线传感器12。透明件10可在透明件10上的不同位置处包括多个无线传感器12。多个无线传感器12可各自是相同类型的传感器，或可以是不同类型的传感器。无线传感器12可定位于透明件10的外围区28中，以便不会扭曲个体通过透明件10的中心观察区26的视线。
35.如本文中所使用，“无线传感器”可指包括透明件10中(例如透明件10的片材间层30、32中)的感测部分34(在图2a和2b中展示)的传感器。感测部分34不通过导线连接到透明件10的任何其它电气组件或装置。具体来说，无线传感器12的感测部分34不通过导线直接连接到透明件10中的其它电气装置或组件，或连接到远离透明件10的电气装置。无线传感器12将所感测信息从感测部分34无线地传输到与透明件10分离且远离的电子装置或系统。无线传感器12可以被无线地供电和/或可独立地发电。替代地或另外，无线传感器12可包含独立电源，例如能量存储装置52(在图2a中展示)，例如电池或电容器，以用于将电力提供到无线传感器12的电气组件。
36.无线传感器12的感测部分34被配置成测量表示透明件10的一部分的状况的信息。如先前所论述，监测透明件10的“状况”是指感测与透明件10的性能、透明件10的结构完整性、透明件10周围的环境条件、由透明件10吸收的材料和/或由透明件10引发的损坏相关的信息。无线传感器12可包括用于在加热期间测量透明件10的温度的温度传感器、用于检测湿气进入到透明件10中的湿度传感器，和/或用于识别由环境因素、对透明件10的碰撞和其它损坏引起的对透明件10的应力的应变传感器。应力还可由交通工具振动和其它力引起，所述其它力由透明件10安装到的交通工具的操作产生。来自不同类型的无线传感器12的信息可用于监测透明件10且控制与透明件10相关联的电气系统的操作。
37.无线传感器12进一步包括电连接到感测部分34的无线传输器36(在图2a和2b中展示)，所述无线传输器用于将由感测部分34感测到的信息无线地传输到与透明件10分离的电子装置，例如图4中所展示的无线接收器112。包含感测部分34和无线传输器36的无线温度传感器12的电气组件在图2a和2b中展示，且在本文中更详细地描述。
38.透明件10可进一步包括围绕透明件10的外围表面24延伸且被配置成将透明件10的外围表面24与湿气隔离的边缘部件或湿气屏障38(在图1b中展示)。湿气屏障38可以由例如硅橡胶或其它柔性的耐用防湿材料的任一合适的防水密封材料形成。湿气屏障38可通过在湿气屏障38的内表面与透明件10之间的摩擦力固定到透明件10的外围边缘24。各种粘着剂、液体密封剂和类似材料可用于增强湿气屏障38与透明件10之间的密封。
39.透明件10进一步包括用于产生用于对透明件10进行除雾和/或除冰的热量的加热布置40。图3中展示透明件10上的加热布置40的示意性图式。加热布置40可包括片材14、16、18中的一个的表面的至少一部分上的导电涂层42。如图1b中所展示，导电涂层42覆盖第一片材14的底部主表面22的至少一部分。将导电涂层42放置在片材14、16、18中的一个的向内表面上保护导电涂层42免于损坏，进而延长透明件10的可使用寿命。替代地，导电涂层42可沉积在片材12、14、16上的其它方便的位置处，例如沉积在第一片材14的顶部主表面20上。导电涂层42可包括电阻涂层或薄膜，当电流施加到电阻涂层或薄膜时，所述电阻涂层或薄膜会变热。导电涂层42可以是透明或半透明的，且可具有至少10％的可见光透射率。
40.导电涂层42可以由任一合适的足够透明或半透明的导电材料制成。合适的材料包含但不限于：热解沉积的掺杂氟的氧化锡薄膜，例如ppg工业公司出售的磁控管溅镀沉积的掺杂锡的氧化铟薄膜，例如由ppg工业公司出售的和/或由磁控管溅镀沉积的薄膜制成的其它涂布材料，所述薄膜包含金属薄膜(例如金属氧化物薄膜之间的银)、氧化锌和/或锡酸锌。可以通过磁控管溅镀依序施加薄膜。
41.加热布置40进一步包括电连接到导电涂层42的元件，所述元件用于将电流提供到导电涂层42。用于将电力提供到导电涂层42的导电元件的各种布置和设计是己知的，且可适于与本文中所公开的透明件10一起使用。加热布置40的导电元件可包括沿着透明件10的外围观察区28放置的母线44、46(在图1b和图3中展示)。母线44、46可以是由金属形成的细长导电部件，例如粘附到导电涂层42和/或粘附到片材14、16、18中的一个的表面的金属棒、条、杆或类似的细长部件。母线44、46还可以是沿着透明件10的外围观察区28的一部分延伸的导电金属箔片。可基于透明件的大小、在母线44、46与导电涂层42之间经过的电流的幅度和其它因素而选择母线44、46的尺寸。美国专利第10,063,047号第6栏第3到60行处描述可以与本公开的透明件10一起使用的母线配置，所述美国专利以引用的方式并入。
42.如在本文中进一步详细描述，母线44、46可以通过从透明件10延伸到电源120的导线或引线122、124而电连接到电源120。电源120可包括能够出于加热导电涂层42的目的而将合适的直流电流或交流电流提供到母线44、46的任何装置。举例来说，电源120可以是电池、电流产生器、ac/dc转换器，和/或所属领域中已知的类似的电气组件。
43.无线传感器
44.图2a和2b中示意性地展示无线传感器12的电气组件。如先前所论述，无线传感器12可包括温度传感器、湿度传感器、应变传感器、腐蚀传感器、碰撞传感器、破损传感器、电流传感器、电弧传感器和/或局部放电传感器，以及用于测量透明件的部分的电压、电阻和/或沉积静电的传感器。如所属领域的技术人员将了解，温度传感器是指包括感测部分34的传感器，所述感测部分包含温度敏感部分或材料，所述温度敏感部分或材料响应于温度改变而经历属性的可识别的改变(例如，电属性、硬度、粘度、大小、形状、体积、外观、颜色或任何其它可测量属性的改变)。关于温度敏感部分或材料的属性的改变的信息可被收集且处理以检测传感器和/或紧靠着传感器12的材料的温度。湿度传感器可包括感测部分34，所述感测部分包括湿度敏感材料，所述湿度敏感材料在湿气由湿度敏感材料吸收时会经历属性的改变。美国专利第9,983,171号的第6栏第24到44行处公开可适于用作无线传感器的湿度传感器的感测部分34，所述美国专利以引用的方式并入本文中。应变传感器可包括感测部分34，所述感测部分包括导电元件，例如导线，其在应变下电阻会改变。应变传感器的感测
部分34还可包括压电材料或晶体，当将压力和/或应力施加到压电材料或晶体时，所述压电材料或晶体的电阻会改变。
45.无线传感器12的电气组件的以下论述描述无线温度传感器12。如所属领域的技术人员将了解，透明件10中的湿度传感器、应变传感器或任何其它类型的无线传感器12可包含电气组件的类似布置。如图2a和2b中所展示，无线温度传感器12可以是安置在基本上平坦的主体或衬底48上的平面传感器。平面结构可以是适当大小和形状，以至少部分地嵌入于透明件10的片材间层30、32中的一个中。传感器12的感测部分34的大小通常较小(例如，任一尺寸小于100μm)，但还可在本公开的范围内使用较大传感器12。传感器12的天线或无线传输器可大于感测部分34(例如，从1mm到1英寸或更大)。主体或衬底48可以由通常用于制造印刷电路板的材料形成，所述材料例如玻璃纤维、环氧树脂、酚醛树脂，或任何其它适宜的材料。衬底48还可以由用于制造印刷型电子产品的其它材料形成，所述其它材料包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亚胺薄膜(例如，)和/或层压的合成纸(例如，)。另外，这些系统可以印刷在相对的玻璃表面上、在层压之前印刷在氨基甲酸酯上，或由导电加热器材料蚀刻出来。
46.无线温度传感器12进一步包括感测部分34，所述感测部分可以安装到主体或衬底48。感测部分34可被配置成感测表示紧邻无线温度传感器12的透明件10的片材间层30、32的一部分的温度的信号。感测部分34可包含多种电子组件，其被配置成感测表示温度的信号，所述电子组件包含热敏电阻、热电偶、电阻温度检测器和/或红外检测器。这些电气组件中的每一个被配置成响应于温度改变而发出可识别的电阻改变。
47.无线温度传感器12进一步包括无线传输器36，所述无线传输器电连接到感测部分34且被配置成将由感测部分34感测的信息无线地传输到远程电子装置，例如无线接收器112。无线传输器36可包括用于短程数据传输的一个或多个天线，例如低电力短程天线或近场通信天线。替代地或另外，无线传输器36可包括用于长程数据传输的电路系统，例如蜂窝传输器，其被配置成与蜂窝式网络连接且通过蜂窝式网络传输数据。
48.如所属领域的技术人员将了解，从无线温度传感器12传输到远程装置的数据可能需要以多种频率发送和/或多次发送，以减少由数据损坏、信号噪声和/或丢失的数据传输引起的错误。为了避免数据损坏且减少错误，相同数据集或信号可以间隔足够远的两个频率发送以避免彼此干扰或避免干扰外部频率，以增加数据将由远程装置接收的可能性。如果同时以不同频率传输冗余数据集，那么所述信号可能需要间隔开1mhz或更大以避免彼此干扰。如果以两个频率一个接一个地发送数据集，那么用过的频率可能更接近，这是由于发送的信号将不会彼此干扰。在所述状况下，以多个频率发送数据集以避免干扰任何外部频率。数据可以规则间隔发送，例如每秒5次(例如，每0.2秒)、每秒20次(例如，每0.05秒)或每秒100次(例如，每0.01秒)。
49.远程接收装置(例如，无线接收器112)可被配置成对所接收数据(例如，所接收温度值)进行错误检查。错误检查可包含将在不同时间从相同传感器接收的数据进行比较以识别错误或离群值，所述错误或离群值可指示某些数据是不正确的和/或已经损坏。可以忽略显著不同于其它所接收温度值的所接收温度值。用于验证所传输数据的其它标准错误检查和/或数据校正过程还可用于确保由远程装置从传感器12接收的数据是准确且完整的。用于验证所接收数据的错误检查方法可包含校验和(例如，其中数据流的部分被配置成始
终总计为相同数目)、校验位(例如，添加到一组源位以确保源是准确的位)、循环冗余校验、散列函数、错误校正码，及类似的验证和错误检查过程，如所属领域中已知。
50.无线温度传感器12可进一步包括用于向感测部分34和无线传输器36提供电力的电气组件。如图2a中所展示，无线传感器12可包括电连接到能量存储装置52的电源50。电源50可以是发电机，其被配置成响应于外部刺激或信号，例如环境信号或所传输信号，而产生电流。电源50还可以是传输器或接收器装置，其被配置成接收电力且将电力提供到传感器12的其它组件。能量存储装置52可具有足够的电荷，以在风挡的预期的可使用寿命内向无线传感器12提供电力。能量存储装置52还可以是从电源50接收电力的可充电电池。来自能量存储装置52的电力可在电源50不发电时用于操作无线传感器12的组件，和/或可在需要额外电力来操作无线传感器12时用于补充由电源50产生的电力。
51.电源50可以是如所属领域中已知的射频充电或能量采集天线，其被配置成当暴露于激活信号(例如从外部电子装置或信号发生器提供的射频信号)时产生电力。电源50还可被配置成从包含振动能量、太阳能或热能的其它刺激或能源提供电力。可以与本公开的传感器12一起使用的能量采集天线是由位于宾夕法尼亚州匹兹堡的powercast公司制造的接收器。电源50被配置成产生足够多的电力以操作传感器12的感测部分34和/或无线传输器36。为了操作此类电子组件，电源50可取决于不同感测部分34和传输器36的要求而产生0.5ma到2.0a或更大。无线温度传感器12可仅包含单个天线。单个天线可被配置成当暴露于射频信号时发电，且可被配置成将所感测信号从无线温度传感器12无线地传输到远程装置，例如无线接收器112。替代地，无线温度传感器12可包括用于执行不同功能的多个天线。天线中的一个可以是被配置成将所感测数据传输到远程装置的无线传输器。第二天线可以是用于为无线温度传感器12发电的能量采集天线。
52.电源50还可包括热电部件，其从由透明件10产生的热量，例如由导电涂层42产生的热量，发电。如先前所论述，当电流施加到导电涂层42时，导电涂层42产生热量以对透明件10进行除冰和/或除雾。无线温度传感器12的热电部件可被配置成在导电涂层42产生热量时发电。当发电时，传感器12的感测部分34可被配置成开始感测关于透明件10的状况(例如经加热透明件10的温度)的信息。所感测温度信号可以从感测部分34提供到无线传输器36。由热电部件产生的电力可使得无线传输器36处理温度信号且将所述温度信号传输到远程电子装置，例如图4中所展示的无线接收器112。
53.如图2b中所展示，还可提供不具有任何类别的能量存储装置或电池的无线传感器12。反而，如图2b中所展示，无线传感器12包括电连接到无线传感器12的感测部分34和无线传输器36的能量采集天线54。如先前所描述，能量采集天线54被配置成从例如无线接收器112的远程装置接收电力，例如所传输信号。能量采集天线52将所接收电力提供到感测部分34和无线传输器36。由于图2b中的传感器12不包含电池或存储装置，所以传感器12是无源的，且仅在所传输信号被提供到传感器12时操作。在其它时间，传感器12不感测透明件10的温度，或不将数据传输到远程装置，例如无线接收器112。
54.透明件监测系统
55.本文中所公开的透明件10和无线传感器12可被配置成与透明件监测系统110(例如，用于交通工具的风挡的监测系统)集成。如图4中所展示，透明件监测系统110包括透明件10和无线传感器12中的一个或多个。无线传感器12包括被配置成测量表示透明件10的一
部分的状况的信息的感测部分34和被配置成将所接收信息无线地传输到例如无线接收器112的远程电气装置的无线传输器36。如先前所论述，本文中所公开的透明件10和无线传感器12可适于与现有电气系统(例如交通工具或建筑的现有电气系统)集成。因此，对于交通工具的透明件监测系统110，系统110可包含或电连接到现有电气系统，例如现有加热器控制器118、显示装置、控制面板、用户接口，及在交通工具中发现的其它电子系统。从无线温度传感器12收集的信息还可以与来自雨水传感器的信息一起用于控制风挡雨刮器和/或与来自光传感器的信息一起用于前灯的自动调光控制。
56.监测系统110的无线接收器112可以是专用电子装置，其包含电路系统，例如无线传输器、天线和信号发生器，所述专用电子装置被围封在外壳114中以用于从无线传感器12发送且接收电子信号。无线接收器112可安装到透明件10，例如安装到透明件10的内部表面。无线接收器112还可以与透明件10分离。如本文中所使用，“与......分离”是指无线接收器112不粘附或安装到透明件10和/或不与透明件10的任一部分物理接触。反而，无线接收器112可安装到交通工具的另一部分。对于飞机，无线接收器112可定位于飞机驾驶舱内部且安装到飞机机身的一部分。无线接收器112可定位于飞机内部的电子机柜(例如含有用于操作飞机的其它电子和航电装置的机柜)中，而非安装到机身。替代地，无线接收器112可定位于交通工具内部或交通工具外部的任何其它方便的位置处。当无线传感器12的无线传输器36是长程传输器，例如蜂窝传输器时，无线接收器112可远离透明件10和交通工具定位，例如位于中心维护设施处。在所述状况下，中心维护设施处的计算机服务器可被配置成从位于不同透明件10和/或不同飞机上的无线传感器12接收数据。
57.无线接收器112包括一个或多个无线天线130，所述无线天线被配置成无线地接收由无线传感器12的无线传输器36传输的信号。通常，所接收信号是基于由无线传感器12的感测部分34感测的信息而产生的数字信号。无线接收器112可被配置成从位于一个透明件10上的单个无线传感器12或多个无线传感器12接收信号。无线接收器112还可被配置成从多个透明件10上的无线传感器12接收信号，所述多个透明件10例如接合在一起以形成交通工具的风挡的多个透明件10。无线接收器112可处理所接收数字信号且将所接收数字信号转换为模拟信号。所转换模拟信号可类似于由用于现有交通工具和风挡中的常规的有线传感器输出的模拟信号。
58.作为实例，有线温度传感器输出表示热敏电阻(例如，电阻温度装置)的电阻的模拟信号。无线接收器112可被配置成模拟此类模拟电阻信号。更具体来说，无线接收器112可被配置成从无线温度传感器12接收表示透明件10的一部分的温度的数字信号。无线接收器112可转换数字信号，使得由无线接收器112输出的信号是随时间变化的模拟电阻信号。输出信号的幅度可以表示由无线温度传感器12测量的温度。
59.由无线接收器112输出的模拟信号可以被提供到交通工具的多个现有系统和装置。模拟信号可以被提供到交通工具的显示装置116，例如被配置成从常规的有线传感器接收模拟信号的显示装置。显示装置116可被配置成处理所接收模拟信号以确定表示透明件10的状况的所测量值，且使得向用户显示所确定的所测量值。显示装置116可以是数字显示器(例如，被配置成显示字母数字字符的显示器)，其显示表示所确定值的数值。显示装置116还可包括用于将关于透明件10的状态的信息传送到用户的实际或虚拟仪表、刻度盘或其它视觉指示器。
60.模拟信号还可从无线接收器112提供到控制交通工具的操作的电气系统。如图4中所展示，无线接收器112可以电连接到加热器控制器118。加热器控制器118电连接到透明件10的加热布置40，且被配置成将电流提供到导电涂层42以加热导电涂层42。无线接收器112、加热器控制器118与加热布置40之间的电连接通常是有线连接，其中导线从加热布置40和无线接收器112延伸到加热器控制器118。然而，无线连接还可用于在加热器控制器118、无线接收器112和/或加热布置40之间传输数据。为了促进无线通信，加热器控制器118可包括用于将无线通信发送到无线接收器112的无线传输器或收发器。
61.如先前所论述，加热器控制器118可以是现有交通工具中用于将电流提供到加热布置40的常规的加热器控制器。加热控制器118可包括用于将电流提供到透明件10的导电涂层42的电源120。为了将电力从电源120提供到加热布置40，如图3和4中所展示，导线引线122、124可从电源120延伸到透明件10的母线44、46。由电源120产生的电流穿过引线122、124且通过母线44、46到导电涂层42。
62.加热器控制器118可被配置成基于从透明件10中的无线温度传感器12接收的信息而控制从电源120到导电涂层42的电流的强度。为了控制涂层42的温度，加热器控制器118可被配置成从无线接收器112接收信号。加热器控制器118处理所述信号以确定由无线温度传感器12感测的温度值，且将所确定的温度值与预定阈值进行比较。阈值可以是导电涂层42或透明件10的最大安全操作温度。阈值还可以是足以融化风挡上的任何冰且从透明件10去除雾和冷凝物的温度。基于所测量值与阈值之间的比较，加热器控制器118可被配置成调节从电源120到导电涂层42的电流的流动，以防止损坏导电涂层42和透明件10。加热器控制器118可进一步包括用于将电源120与导电涂层42完全断开的开关126。如图4中所展示，开关126可以沿着引线122、124中的一个放置。如果所测量温度基本上在所接受温度范围之外，那么加热器控制器118可被配置成切断开关126，以将电源120与导电涂层42断开。当没有电流穿过引线122、124到导电涂层42时，导电涂层42的温度不再因施加电流而升高。停止电流流动到导电涂层42可防止导电涂层42过热和/或可防止由电弧引起的对涂层42或透明件10的损坏。
63.除了从无线传感器12接收所感测信息且将模拟信号提供到其它电气系统和装置之外，无线接收器112还可被配置成将信号提供到无线传感器12以用于发电。如先前所论述，无线传感器12可包含电源50，所述电源在暴露于来自另一装置的电磁信号时产生足够多的电力来操作传感器12的感测部分34和/或无线传输器36。无线接收器112可被配置成向无线传感器12提供此供电信号。为了产生电磁信号，无线接收器112可包括信号发生器128，例如射频发生器、光源、超声波发生器和/或其它无线功率传输系统。信号发生器128可被配置成不断地、周期性地或以非预定的间隔产生用于为无线传感器12供电的电磁信号。无线传感器12可使用由发电机50产生的电力，以为感测部分34和/或无线传输器36供电。替代地，产生的电力存储在能量存储装置52中。一旦产生了足够多的电力和/或一旦有足够多的电力存储在能量存储装置52中，那么传感器12的无线传输器36可开始发出表示传感器读数的信号。无线接收器112可被配置成检测从传输器36发射的响应信号，且处理所接收信号，如先前所描述。
64.飞机风挡
65.本文中所公开的透明件10和无线传感器12可被集成到例如飞机210的交通工具
中。如图5a和5b中所展示，包含本公开的特征的飞机210可包括飞机风挡212，所述飞机风挡通过安装托架218安装到飞机210的机身216的前部或驾驶舱部分214。风挡212可以由彼此邻近安装的任何数目个分离的透明件10形成，以形成一个或多个合适的观察区，以供飞行员安全地操作飞机210。如图5a中所展示，风挡212包含并排布置的三个透明件10。其它飞机风挡可包含少于或多于三个透明件10。一些风挡可包含两行或多于两行透明件10。在其它状况下，如图5a中所展示，风挡212由并排布置以形成风挡212的单行透明件10形成。飞机210还包含客舱或乘客窗口224，所述客舱或乘客窗口还可包括本公开的透明件10和无线传感器12。
66.具体参考图5b，安装托架218可以是用于将透明件10中的一个或多个连接到飞机210的机身216的任何方便的结构。安装托架218可包括孔220，所述孔被配置成与透明件10的外围区28上的孔对准。螺栓或类似紧固件222可以插入穿过安装托架218和透明件10的孔220，以将透明件10附接到安装托架218。绝缘和密封结构，例如湿气密封件，可围绕透明件10的外围表面24和/或在透明件10的部分和安装托架218之间设置，以增强透明件10与安装托架218之间的连接。
67.本文中所公开的透明件监测系统110的各种电子组件可以设置于飞机210内部，且被配置成与透明件10的无线传感器12进行有线或无线电子通信。具体来说，无线接收器112可以紧靠透明件10安装到飞机机身216，使得无线接收器112可以使用短程数据传输装置与无线传感器12电子通信。无线接收器112可以与飞机210的电气系统有线连接，所述电气系统例如用于向飞机飞行员显示所测量值的供飞行员使用的控制面板或数字显示器。并且，无线接收器112可以与现有飞机控制系统有线通信，所述现有飞机控制系统例如如先前所描述的加热器控制器118。
68.制造方法
69.图6中的流程图展示本公开的用于制造包含无线传感器12的透明件10的方法。
70.如在步骤310处所展示，所述方法包含将导电涂层42施加到玻璃或塑料片材14、16、18的表面。如先前所论述，导电涂层42被配置成电连接到电源120以用于加热导电涂层42，以用于除冰及除雾。导电涂层42可施加到片材14、16、18的向内侧面，使得保护导电涂层42免于当物体接触片材14、16、18的最外部表面时引起的损坏。导电涂层42还可在层压之前或在片材14、16、18及片材间层30、32已经层压在一起以形成透明件10之后施加到片材14、16、18中的一个的最外部或向外表面。
71.在步骤312处，所述方法进一步包含将无线传感器12放置在透明件10的片材14、16、18中的一个上的方便的位置处。无线传感器12可定位在透明件10的片材14、16、18中的一个的最外表面上，如定位于片材14、16、18中的一个的最外表面与围绕透明件10的周边延伸的湿气屏障38之间的传感器12的状况一样。无线传感器12还可至少部分地嵌入于透明件10的片材间层30、32内，以保护无线传感器12，进而延长透明件10的可使用寿命。为了至少部分地将传感器12嵌入在透明件10内，传感器12可连接到片材14、16、18中的一个的向内表面，使得在层压之后，无线传感器12被包封在片材14、16、18的向内表面与片材间层30、32之间。无线传感器12还可在片材间层30、32形成期间和/或在所述片材间层的固化或层压之前被按压到片材间层30、32中，使得在层压之后，无线传感器12被片材间层30、32完全包封。
72.如所属领域的技术人员将了解，可以取决于透明件10的既定用途而执行额外制造
步骤。额外涂层可在层压之后施加到片材14、16、18的表面，以保护透明件10和/或提供改善的性能。可施加到透明件10的涂层可包含防紫外线辐射涂层、反射和/或偏振涂层，及所属领域中已知的其它类型的保护涂层。
73.在步骤314处，所述方法可进一步包含将加热布置40的例如导线引线122、124和/或母线44、46的导电元件附接到导电涂层42，使得可以向其施加电流。并且，引线122、124可以连接到透明件10的片材14、16、18中的一个上的母线44、46。引线122、124可以从透明件10延伸且连接到加热器控制器118。
74.在步骤316处，在导电涂层42和传感器12已经放置在片材14、16、18或片材间层30、32上之后，可以通过将片材14、16、18及片材间层30、32接合在一起而产生透明件10。片材14、16、18和片材间层30、32可以通过如所属领域中已知的层压工艺而接合在一起，以产生包含多个互连片材14、16、18和片材间层30、32的层压的透明件10。在步骤318处，高压灭菌工艺可施加到透明件10以从片材14、16、18和/或片材间层30、32之间去除空气，以产生清晰的单个透明件结构。在高压灭菌处理之后，密封材料可施加到透明件10，以防止湿气进入透明件10。
75.在步骤320处，所述方法进一步包含将透明件10安装在交通工具中。安装透明件10可包含将从透明件10延伸的导线引线连接到交通工具的电气系统。安装透明件还可包含将透明件10安装到框架和/或将框架连接到交通工具的对应的框架。安装透明件10还可包含将例如无线接收器112的相关联的电子装置连接到透明件10或交通工具的接近透明件10的一部分，使得接收器112可将信号发送到透明件中的传感器12及从所述传感器接收响应信号。
76.尽管以上出于说明的目的描述了本发明的特定实施例，但对于所属领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离所附权利要求书中所限定的本发明的情况下，可对本发明的细节进行多种变化。
77.鉴于前面的描述，因此本发明尤其涉及以下条款的主题，但是不限于此。
78.条款1：一种透明件，其包括：多个片材，每一片材包括第一主表面、相对的第二主表面及所述第一主表面与所述第二主表面之间的外围表面；片材间层，其定位于所述多个片材中的所述片材中的一个的所述第一主表面与所述多个片材中的邻近片材的所述第二主表面之间；及无线传感器，其定位于所述片材间层中，所述无线传感器包括：感测部分，其被配置成测量表示所述透明件的一部分的状况的信息；及无线传输器，其被配置成将所接收信息无线地传输到无线接收器。
79.条款2：根据条款1所述的透明件，其中所述无线传感器包括温度传感器、湿度传感器、应变传感器、腐蚀传感器、碰撞传感器、破损传感器、电流传感器、电弧传感器、局部放电传感器、电压传感器、电阻传感器，或沉积静电传感器。
80.条款3：根据条款1或条款2所述的透明件，其中所述无线传感器包括温度传感器，且所述温度传感器的所述感测部分包括热敏电阻、热电偶和/或红外检测器。
81.条款4：根据条款1到3中任一项所述的透明件，其中所述无线传感器包括用于向所述无线传感器的所述感测部分和/或所述无线传输器提供电力的电源。
82.条款5：根据条款4所述的透明件，其中所述电源包括被配置成从环境或传输信号收集能量的能量采集天线。
83.条款6：根据条款1到5中任一项所述的透明件，其中所述无线传输器包括低电力短程天线、射频充电天线和/或近场通信天线。
84.条款7：根据条款1到6中任一项所述的透明件，其进一步包括所述多个片材中的一个的所述主表面中的一个上的导电涂层，所述导电涂层被配置成产生用于对所述透明件进行除雾和/或除冰的热量，且其中所述无线传感器包括用于将电力提供到所述感测部分和/或所述无线传输器的电源，所述电源包括热电部件，所述热电部件被配置成由于加热所述导电涂层而产生电力。
85.条款8：根据条款1到7中任一项所述的透明件，其包括多于一个无线传感器，其中所述多于一个无线传感器包括第一类型的第一无线传感器和不同于所述第一类型的第二类型的第二无线传感器，且其中所述类型的无线传感器是温度传感器、湿度传感器、应变传感器、腐蚀传感器、碰撞传感器、破损传感器、电流传感器、电弧传感器、局部放电传感器、电压传感器、电阻传感器，或沉积静电传感器。
86.条款9：一种飞机风挡，其包括根据条款1到8中任一项所述的透明件，和用于将所述透明件安装到所述飞机的机身的安装托架。
87.条款10：一种透明件监测系统，其包括：根据条款1到8中任一项所述的透明件；及无线接收器，其与所述透明件的所述无线传感器无线通信，所述无线接收器被配置成接收并处理来自所述无线传感器的信息。
88.条款11：根据条款10所述的系统，其中所述无线传感器进一步包括电源，所述电源被配置成响应于从所述无线接收器无线地接收的信号而产生电力。
89.条款12：根据条款10或条款11所述的系统，其中所述无线接收器包括射频发生器、红外源，和/或超声波发生器，以用于产生用于将电力提供到所述无线传感器的信号。
90.条款13：根据条款10到12中任一项所述的系统，其中所述无线传感器包括无线温度传感器，其被配置成测量表示所述片材间层的一部分的温度的信息。
91.条款14：根据条款13所述的系统，其中所述透明件进一步包括所述多个片材中的片材上的导电涂层，所述导电涂层被配置成产生用于对所述透明件进行除雾和/或除冰的热量。
92.条款15：根据条款14所述的系统，其中所述无线接收器被配置成接收并处理来自所述无线温度传感器的表示所述片材间层的一部分的温度的所述信息、从所接收信息产生信号，及将所述信号传达到加热器控制器。
93.条款16：根据条款15所述的系统，其进一步包括所述加热器控制器，其中所述加热器控制器包括用于将电流提供到所述导电涂层的电源，所述加热器控制器被配置成：从所述无线接收器接收所述信号；处理所述信号以确定由所述无线温度传感器感测的温度值；将所确定的温度值与预定阈值进行比较；及使得所述电源基于所述所确定的温度值与所述预定阈值之间的比较来调节被提供到所述导电涂层的电流的强度。
94.条款17：根据条款16所述的系统，其中所述加热器控制器被配置成当所述所确定的温度值超过所述预定阈值时以电子方式将所述电源与所述导电涂层断开。
95.条款18：根据条款14到17中任一项所述的系统，其中所述无线接收器被配置成接收来自所述无线温度传感器的表示所述片材间层的一部分的温度的所述信息并将其处理为数字信号、将所述数字信号转换为与同所述透明件相关联的加热器控制器兼容的模拟信
号，且将所述模拟信号传达到所述加热器控制器。
96.条款19：一种制造层压的透明件的方法，其包括：通过将所述多个片材接合在一起而制造根据条款1到8中任一项所述的透明件，其中邻近片材通过所述片材间层间隔开；及在制造所述透明件期间，在所述多个片材中的所述邻近片材之间将所述无线传感器放置在所述片材间层中。
97.条款20：根据条款19所述的方法，其进一步包括，在制造所述透明件期间，将导电涂层施加在所述多个片材中的一个的所述主表面中的一个上，所述导电涂层被配置成产生用于对所述透明件进行除雾和/或除冰的热量。
98.条款21：一种透明件监测方法，其包括：通过无线接收器从定位于所述透明件的片材间层中的无线温度传感器接收表示所述透明件的一部分的温度的第一信号；运用所述无线接收器的处理器来处理所接收的第一信号以产生表示所述透明件的所述部分的所述温度的第二信号，其中所述第二信号与被配置成加热所述透明件的导电涂层的加热器控制器兼容；及将所述第二信号从所述无线接收器传输到所述加热器控制器。
99.条款22：根据条款21所述的方法，其进一步包括：运用所述加热器控制器从所述无线接收器接收所述第二信号；运用所述加热器控制器的处理器来处理所述第二信号以确定由所述无线温度传感器感测的温度值；运用所述加热器控制器的所述处理器来将所确定的温度值与预定阈值进行比较；及使得所述加热器控制器的电源基于所述所确定的温度值与所述预定阈值之间的比较来调节被提供到所述透明件的所述导电涂层的电流的强度。
100.条款23：根据条款22所述的系统，其进一步包括当所述所确定的温度值超过所述预定阈值时以电子方式将所述电源与所述导电涂层断开。
101.条款24：根据条款21到23中任一项所述的系统，其中所述第一信号包括模拟信号，且所述第二信号包括数字信号。