1.本发明涉及包括水气检测器的用于载具（v
é
hicule）的玻璃组件以及通过该检测器检测载具的装配玻璃上的水气（bu
é
e）的方法。
背景技术：
2.已知，在载具的装配玻璃的内表面上出现水气液滴时手动激活载具中的环境温度和/或通风调节器，以便控制水气液滴的蒸发。
3.然而，这种方法可能会分散载具驾驶员的注意力。此外，该方法仅在水气液滴已经出现并且已经削弱了驾驶员透过装配玻璃的视觉感知时才可行。
4.为此，文献ep 3 552 004描述了一种电容性水气传感器，其包括插在装配玻璃中的叉指电极。当在装配玻璃的内表面上形成水气时，传感器测得的电容会发生变化。因此，可以摆脱视觉地检测水气，从而减少驾驶员的注意力丧失。
5.然而，文献ep 3 552 004中描述的传感器不能检测最小的水气液滴。因此，可能出现驾驶员都感知到水气了之后电容传感器才检测到水气。
6.此外，水气的电容检测可存在大约十几秒的延迟。例如，已知水气传感器包括能够吸收水气液滴的水的材料。在这种情况下，传感器测量这种材料的电容，并且传感器的延迟可取决于材料的吸水动力学。该延迟可能足够水气密度增加至削弱驾驶员的视觉感知了。
技术实现要素：
7.本发明的一个目的是提出一种解决方案，以自动检测载具的装配玻璃表面的水气，优选地在驾驶员感知到之前。
8.在本发明的上下文中，该目的是借助于一种用于载具的玻璃元件实现的，玻璃元件包括沿主表面延伸的层压装配玻璃，层压装配玻璃包括第一玻璃片材、第二玻璃片材和布置在第一玻璃片材与第二玻璃片材之间的中间层，第一玻璃片材具有平行于主表面的第一面和第二面，并且具有第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘，第一面相对于第一玻璃片材在中间层侧，并且第二面相对于第一玻璃片材与第一面相对且能够与载具内部的周围介质（milieu ambiant）接触并支持水气液滴成核，第一玻璃片材由具有第一折射率n1的第一玻璃形成，层压装配玻璃包括相对于第一面在中间层侧覆盖第一面并具有第二折射率n2的材料，
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第二折射率n2严格小于第一折射率n1，
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玻璃元件包括适于发射光束的光源和适于检测由光源发射的光束的光电检测器，光源和光电检测器被布置成使得光束通过在第一玻璃片材中在第一面和第二面上的多次全内反射而在第一玻璃片材中从第一边缘传播到第二边缘。
9.本发明有利地补充有以下特征，这些特征单独或以其技术上可能的任何组合来采用：
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覆盖第一面的材料至少部分地形成中间层，
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光束具有一个或多个波长，选自800nm至2500nm之间、特别是850nm至1500nm之间、优选在850nm至1100nm之间的波长范围内。
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第一玻璃具有光束的第一吸收系数a1，第二玻璃片材由第二玻璃形成，第二玻璃具有光束的第二吸收系数a2，第一吸收系数a1严格小于第二吸收系数a2，第一吸收系数a1优选地小于0.5cm-1
，特别是小于0.1cm-1
，
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玻璃元件包括沿着边缘的至少一部分布置的多个光源，所述边缘选自第一边缘和第二边缘，
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玻璃元件包括沿着边缘的至少一部分布置的多个光电检测器，所述边缘选自第一边缘和第二边缘，
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光源沿着第一边缘的至少一部分布置，并且光电检测器沿着第二边缘的至少一部分布置，
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玻璃元件包括多个光源，至少一个光源布置在第一边缘上，并且至少另一个光源布置在第二边缘上，
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玻璃元件包括多个光电检测器，至少一个光电检测器布置在第一边缘上，并且至少另一个光电检测器布置在第二边缘上，
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一个或多个光源和一个或多个光电检测器仅布置在第一边缘上，玻璃元件包括布置在第二边缘上的反射镜（miroir），
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玻璃元件包括沿着第一边缘的一部分延伸的光源，
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玻璃元件包括沿着第二边缘的一部分延伸的光电检测器，
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光源被布置成使得光束在第一玻璃片材中传播，光束在由光束在第一面上的反射限定的点处的方向与第一面形成一角度，所述角度小于30
°
，优选地小于15
°
，
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玻璃元件包括控制单元，其被配置成：控制光源发射光束，接收代表由光电检测器检测到的光束的数据，将代表检测到的光束的数据与代表参考光束的数据进行比较，并基于比较来发出代表水气液滴成核的信号。
10.本发明的另一方面是一种检测玻璃元件上的水气液滴成核的方法，包括以下步骤：a）提供根据本发明一个实施例的玻璃元件，b）光源发射光束，使得光束通过在第一玻璃片材中在第一面和第二面上的多次全内反射而在第一玻璃片材中从第一边缘传播到第二边缘，c）光电检测器检测光束，并发出代表检测到的光束的数据，d）将代表检测到的光束的数据与代表参考光束的数据进行比较，并基于比较来检测第二面上的水气液滴。
11.有利地，该方法包括在步骤d）之后的步骤e），其中，将代表水气液滴在第二面上成核的数据传输给载具的温度和/或通风控制系统。
附图说明
12.本发明的其他特征、目的和优点将从接下来的描述显现出来，该描述纯粹是例证性的而非限制性的，应参照附图来阅读，在附图中：
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图1示意性地示出了根据本发明一个实施例的玻璃元件的截面，
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图2示意性地示出了根据本发明一个实施例的玻璃元件，
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图3示意性地示出了根据本发明一个实施例的玻璃元件，
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图4示意性地示出了根据本发明一个实施例的方法，
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图5示意性地示出了根据本发明一个实施例的玻璃元件。
13.在所有图中，相似的元件采用相同的附图标记。
14.定义“装配玻璃（vitrage）”意为包括至少一个有机或矿物玻璃片材的结构，优选地适于安装在载具中。“层压装配玻璃”意为这样的玻璃组件：其包括至少两个玻璃片材和由塑料材料、优选地粘弹性塑料材料形成的分隔这两个玻璃片材的中间层。中间层可以包括一个或多个粘弹性聚合物层，例如聚乙烯醇缩丁醛（pvb）或乙烯乙酸乙烯酯共聚物（eva）。中间膜优选地由标准pvb或声学pvb制成。声学pvb通常包括三层：两个标准pvb外层和一个添加了增塑剂的pvb内层，以使内层的刚性小于外层。
15.应当理解，对于预定波长，优选地对于由光源发射的光束的一个或多个波长，折射率大于另一折射率。
具体实施方式
16.玻璃元件1的总体架构参考图1，用于载具的玻璃元件1包括层压装配玻璃3。层压装配玻璃3沿着主表面4延伸。层压装配玻璃3包括第一玻璃片材5、第二玻璃片材6和布置在第一玻璃片材5与第二玻璃片材6之间的中间层7。中间层7可以由pvb形成，并且优选由声学pvb形成。中间层7可以包括由具有隔音性能的粘弹性材料形成的层。
17.第一玻璃片材5具有第一面f3和第二面f4。第一面f3和第二面f4平行于主表面4。第一面f3相对于第一玻璃片材5在中间层7一侧。第二面f4相对于第一玻璃片材5与第一面f3相对。第二面f4是层压装配玻璃3的外表面，优选地被配置成当层压装配玻璃3安装在载具上时处于载具内部。第二面f4能够与载具2内部的周围介质10接触，并且能够支持水气液滴14成核。
18.第一玻璃片材5具有第一边缘8和与第一边缘8相对的第二边缘9。第一边缘8和第二边缘9可以是侧边缘，它们在层压装配玻璃3安装在载具中时能够沿着竖直分量延伸。
19.第一玻璃片材5由具有第一折射率n1的第一玻璃形成。层压装配玻璃3包括相对于第一面f3在中间层7一侧覆盖第一面f3并具有第二折射率n2的材料。第二折射率n2严格小于第一折射率n1。
20.覆盖第一面f3的材料可以至少部分地形成中间层7。覆盖第一面f3的材料可以是pvb。层压装配玻璃3可以包括布置在中间层7与第一玻璃片材5之间的薄层。薄层可以是使得能够反射光辐射的层。薄层可以是金属层。在中间层7一侧覆盖第一面f3的材料可以是该薄层的材料。
21.玻璃元件1包括适于发射光束12的光源11以及适于检测由光源11发射的光束12的光电检测器13。光源11和光电检测器13被布置成使得光束12通过在第一玻璃片材5中在第一面f3和第二面f4上的多次全内反射而在第一玻璃片材5中从第一边缘8传播到第二边缘9。
22.因此，第一玻璃片材5形成波导，水气液滴可以形成在该波导上。实际上，由于空气的折射率和与第一玻璃片材5接触的材料的折射率之间的关系，光束12可以通过在第一面f3和第二面f4上的全内反射从光源11传播到光电检测器13。当水气液滴在第二面f4上成核时，光束12的一部分透射到形成在玻璃与水气液滴的液态水之间的界面。这导致在第一玻璃片材5中传播到光电检测器的光束12的强度减小。
23.在覆盖第一面f3的材料是中间层7的pvb的情况下，简化了波导的制造，因为不必为了将第一玻璃片材5用作波导而更改层压装配玻璃3的结构。实际上，对于可见光和红外范围内的波长，pvb的折射率小于玻璃的折射率。
24.光源11光源11可以被配置成发射具有一个或多个波长的光束12，所述一个或多个波长选自800nm至2500nm之间的波长范围。因此，可以增大由第一玻璃片材5形成的波导的全内反射特性，而同时使用载具使用者看不到的光束12。实际上，中间层7通常具有当波长增大时减小的折射率，而玻璃的折射率在波长从可见光范围变化到红外范围时基本上是恒定的。优选地，光源11可以被配置成发射具有一个或多个波长的光束12，所述一个或多个波长选自850nm至1500nm之间、优选在850nm至1100nm之间的波长范围内。因此，由于第一玻璃片材的折射率与光束波长的相关性，可以使第一玻璃片材与中间层和/或玻璃元件外部之间的折射率之差最大化。
25.光源11可以是电致发光二极管，例如在红外范围内发射的电致发光二极管。光源11可以包括激光器，例如采用着色剂的激光器、气体激光器、半导体激光器、激光二极管、光纤激光器、固态激光器，和/或包括放电灯的激光器，例如氖灯、汞灯、钠灯和/或氙灯。光源11也可以包括白炽灯，例如包括卤素气体的白炽灯。
26.光源11可以被布置成使得光束12在由光束在第一面f3上的反射而限定的点处的方向与第一面f3形成一角度，所述角度小于30
°
，优选地小于15
°
。由以下两项形成的角度大于60
°
：一方面是在第一玻璃片材5中垂直于第一面f3并穿过光束12在第一面f3上的反射限定的点的方向，另一方面是光束12。类似地，由以下两项形成的角度大于60
°
：一方面是在第一玻璃片材5中垂直于第二面f4并穿过光束12在第二面f4上的反射限定的点的方向，另一方面是光束12。因此，当第一玻璃片材5布置在空气和中间层7之间时，第一玻璃片材5可以形成光束12的波导，而不必更改层压装配玻璃3的结构，例如通过添加使得光束能够在第一玻璃片材5中全内反射的薄层。
27.玻璃片材的光吸收第一玻璃具有光束12的第一吸收系数a1。第二玻璃片材6由第二玻璃形成，并且第二玻璃具有光束12的第二吸收系数a2。第一吸收系数a1可以严格小于第二吸收系数a2。因此，层压装配玻璃3可以具有吸收由层压装配玻璃3透射的红外辐射的特性，同时使得能够检测到水气液滴在第二面f4上成核。第一吸收系数a1可以小于0.5cm-1
，特别是小于0.1cm-1
。因此，可以限制当光束12在第一玻璃片材5中传播时对光束12的吸收，以检测水气，同时使得层压装配玻璃3能够吸收红外辐射。优选地，第二吸收系数a2可以大于2cm-1
，优选地大于3cm-1
。
28.层压装配玻璃3的照射和水气的空间检测玻璃元件1可以包括沿着第一边缘8的一部分、并且优选地沿着整个第一边缘8延
伸的光源11。因此，可以增大第一玻璃片材5被一个或多个光束12照射的部分，这使得能够提高检测水气液滴14成核的准确度。玻璃元件1可以包括沿着第二边缘的一部分、并且优选地沿着整个第一边缘8延伸的光电检测器13。
29.参考图2，玻璃元件1可以包括沿着选自第一边缘8和第二边缘9的边缘的至少一部分布置的多个光源11。因此，可以增大第一玻璃片材被照射的部分。
30.玻璃元件1可以包括沿着选自第一边缘8和第二边缘9的边缘的至少一部分布置的多个光电检测器13。因此，可以在空间上区分第一玻璃片材5中出现水气的一个或多个部分，从而确定水气液滴14在第二面f4上成核的图像。
31.光源11可以沿着第一边缘8的至少一部分布置，并且光电检测器13可以沿着第二边缘9的至少一部分布置。
32.参考图3，至少一个光源11可以布置在第一边缘8上，并且至少另一个光源11可以布置在第二边缘9上。至少一个光电检测器13可以布置在第一边缘8上，并且至少另一个光电检测器13可以布置在第二边缘9上。因此，可以均匀地照射第一玻璃片材5，同时在空间上区分第一玻璃片材5中出现水气的一个或多个部分。
33.水气液滴14成核的检测方法参考图4，本发明的一个方面是玻璃元件1上、尤其是玻璃元件1的第二面f4上的水气液滴14成核的检测方法。
34.根据本发明的一个实施例，该方法包括步骤401，提供玻璃元件1。
35.该方法包括步骤402：光源11发射光束，使得光束12通过在第一玻璃片材5中在第一面f3和第二面f4上的多次全内反射而在第一玻璃片材5中从第一边缘8传播到第二边缘9。
36.该方法包括步骤403，光电检测器13检测光束12并发出代表检测到的光束12的数据。
37.该方法包括步骤404，将代表检测到的光束12的数据与代表参考光束的数据进行比较，并基于该比较来检测第二面f4上的水气液滴14。
38.该方法在步骤404之后可以包括步骤，其中将代表水气液滴在第二面f4上成核的数据传输给载具2的温度和/或通风控制系统。因此，可以在驾驶员可能被该水气的出现妨碍到之前使第一玻璃片材5的水气消失。
39.当玻璃元件包括多个光电检测器13时，该方法还可以包括步骤，其中基于由至少部分的光电检测器发出的代表性数据来确定水气液滴在第二面f4上成核的图像。
40.参考图2和图3，玻璃元件1可以包括控制单元15，其被配置成实施根据本发明一个实施例的方法。
41.附加波导参考图5，层压装配玻璃可以包括波导16，其被布置在第二面f4的一部分上，相对于第二面f4在周围介质10一侧。波导16可以由覆盖第二面f4的至少一部分的线和/或膜形成。波导16在第二面f4上被布置成使得光束11能够从第一边缘8传播到第二边缘9。波导具有不与第一面f4接触的面，该面能够支持水气液滴14成核。
42.光源可以被布置成使得能够将光束注入波导16。光电检测器可以被布置成使得能够检测在波导中传播的光束。波导16可以由有机材料的线或膜形成，粘贴到第一玻璃片材
5、到第二面f4上。波导16可以由树脂形成，优选地由光交联树脂形成。
43.层压装配玻璃可以包括多个波导16，以便在空间上区分水气液滴在所有波导16上的成核，从而区分水气液滴在第一玻璃片材5上的成核。
44.波导的尺寸，特别是波导的高度和宽度，可以被选为使得波导16是单模波导。