CN109916859A

CN109916859A - 一种用于起雾识别的玻璃及起雾检测装置

Info

Publication number: CN109916859A
Application number: CN201711304441.0A
Authority: CN
Inventors: 杨少清; 师欢; 申春艳
Original assignee: Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2019-06-21

Abstract

本发明涉及车辆风挡玻璃技术领域，特别是一种用于起雾识别的玻璃及起雾检测装置。该装置包括光源发射装置、光源接收装置和玻璃，其中玻璃包括玻璃本体，在玻璃本体的外表面设置有第一斜面，第一斜面用于连接光源发射装置使入射光垂直入射至玻璃本体的内表面，玻璃本体外表面还设置有反射光接收区域，该区域用于连接光源接收装置以接收通过玻璃本体的内表面发生全反射的反射光，根据全反射光学原理，对玻璃内表面的变化进行检测，可将其应用于玻璃的起雾检测，由于检测光线为垂直入射，避免了玻璃厚度不同导致折射角度不同造成的测量精度下降的问题，并且玻璃为一体成型设计，解决了挡风玻璃材质不同造成的测量精度下降的问题。

Description

一种用于起雾识别的玻璃及起雾检测装置

技术领域

本发明涉及车辆风挡玻璃技术领域，特别是一种用于起雾识别的玻璃及起雾检测装置。

背景技术

目前行业内除霜器自动起停控制所使用的传感器主要为露点传感器，通过测量环境温度、环境湿度、玻璃表面温度，通过公式计算获得当前环境下玻璃表面露点温度，再通过对比与玻璃表面温度的差值，判断玻璃是否起雾，进而控制除霜器执行机构工作，清除挡风玻璃表面雾气。但是其受空气流动、玻璃表面温度分布不均、安装位置等影响较大，虽然可以实现除霜除雾的自动控制，但是冗余除雾时间过长，控制精度差，不同车型之间参数标定值不一致。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于起雾识别的玻璃及起雾检测装置，用以解决由于挡风玻璃材质和厚度不同造成的测量精度下降的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于起雾识别的玻璃，包括以下玻璃的技术方案：

玻璃方案一：一种用于起雾识别的玻璃，包括玻璃本体，在玻璃本体的外表面设置凸起第一斜面，所述第一斜面用于连接光源发射装置使入射光沿该第一斜面垂直入射至所述玻璃本体的内表面，所述玻璃本体外表面还设置有反射光接收区域，所述反射光接收区域用于连接光源接收装置以接收通过所述玻璃本体的内表面发生全反射的反射光。

有益效果是，本玻璃方案一提出带第一斜面设置的玻璃，第一斜面用于连接光源发射装置使入射光垂直入射至玻璃本体的内表面，玻璃本体外表面还设置有反射光接收区域，该区域用于连接光源接收装置以接收通过玻璃本体的内表面发生全反射的反射光，根据全反射的光学原理，对玻璃内表面的变化进行检测，可将其应用于玻璃的起雾检测，由于检测光线为垂直入射，避免了玻璃厚度不同导致折射角度不同造成的测量精度下降的问题，并且玻璃为一体成型设计，解决了挡风玻璃材质不同造成的测量精度下降的问题。

玻璃方案二：在玻璃方案一的基础上，所述反射光接收区域为第二斜面，所述玻璃本体的内表面发生全反射的反射光垂直通过所述第二斜面进入所述第二斜面上连接的光源接收装置。

玻璃方案三：在玻璃方案一或玻璃方案二的基础上，所述第一斜面的倾角R根据空气折射率、水折射率和玻璃折射率确定。

玻璃方案四：在玻璃方案三的基础上，r≤R<r₀，其中r为玻璃与空气的全反射临界角，r₀为玻璃与水的全反射临界角。

本发明提供一种起雾检测装置，包括以下装置的技术方案：

装置方案一：一种起雾检测装置，包括光源发射装置、光源接收装置和玻璃，所述玻璃包括玻璃本体，在玻璃本体的外表面设置凸起第一斜面，所述玻璃本体外表面还设置有反射光接收区域；所述光源发射装置设置于所述第一斜面的外表面，用于将入射光垂直入射至玻璃本体的内表面上，所述光源接收装置设置于所述反射光接收区域，用于接收通过所述玻璃本体的内表面发生全反射的反射光。

装置方案二：在装置方案一的基础上，所述反射光接收区域为第二斜面，所述玻璃本体的内表面发生全反射的反射光垂直通过所述第二斜面进入所述第二斜面上连接的所述光源接收装置。

装置方案三：在装置方案一或装置方案二的基础上，所述光源发射装置与所述光源接收装置水平间隔设定距离，所述设定距离根据所述第一斜面倾角和玻璃本体的厚度确定。

装置方案四：在装置方案三的基础上，所述第一斜面的倾角R根据空气折射率、水折射率和玻璃折射率确定。

装置方案五：在装置方案四的基础上，r≤R<r₀，其中r为玻璃与空气的全反射临界角，r₀为玻璃与水的全反射临界角。

附图说明

图1是一种用于起雾识别的玻璃的结构示意图；

图2是一种用于起雾识别的玻璃的凸台型结构示意图；

图3是一种起雾检测装置在玻璃表面干净状态下的示意图；

图4是一种起雾检测装置在玻璃表面起雾状态下的示意图；

图5是一种起雾检测装置在玻璃表面不均匀起雾状态下的示意图；

图6是一种用于起雾识别的玻璃的凹槽型结构示意图；

图7是一种用于起雾识别的玻璃的凹凸型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供一种用于起雾识别的玻璃，如图1所示，包括玻璃本体1，在玻璃本体1的外表面，沿玻璃本体方向设置凸起至少一个斜面，包括第一斜面2，玻璃本体1的外表面还设置有反射光接收区域3，其中，反射光接收区域3用于接收经过玻璃本体内表面发生全反射的光，如图2所示，优选反射光接收区域3为第二斜面4，因此，形成了凸台5。

本发明提供一种起雾检测装置，包括光源发射装置6、光源接收装置7和上述用于起雾识别的玻璃，如图3所示，包括玻璃本体1和与玻璃本体一体成型的凸台5，凸台设置于玻璃本体的外表面向外凸起，其中凸台包括有两个斜面，分别为第一斜面2和第二斜面4，两个斜面的坡底与玻璃本体1外表面连接。

为了避免折射对测量精度影响，光源的发射与接收都为垂直凸台斜面的表面，因此，光源发射装置6设置于第一斜面2的外表面，用于将入射光垂直入射至玻璃本体1的内表面上，而光源接收装置7设置于第二斜面4的外表面，用于接收通过玻璃本体1的内表面发生全反射的反射光。

根据全反射光学原理，在玻璃表面干净状态下全反射临界角为玻璃介质与空气介质构成的第一设定角度r，在玻璃表面起雾状态下全反射临界角为玻璃介质与水介质构成的第二设定角度r₀，其中，由于空气的折射率小于水的折射率，因此，r<r₀，由此可知，第一斜面3与玻璃本体方向的夹角R(小于90°的角)在第一设定角度r与第二设定角度范围r₀内，即r≤R<r₀；第二斜面沿玻璃本体方向的垂直方向与第一斜面对称设置。

光源发射装置6与光源接收装置7间距设定距离，其中设定距离大小与斜面倾角和玻璃本体的厚度相关。

本发明的工作过程如下：

如图3所示，光源发射装置的光线垂直射入玻璃，并与玻璃的另一面形成夹角R，当R≥临界角r时，光源发射装置发出的光线在玻璃内表面发生全反射，光线反射回来被光源接收装置收到；通过判断接收光线的功率等的方式，确定此时不启动进行除雾工作。

如图4所示，当玻璃内表面起雾时，玻璃上有水珠8覆盖，此时光线与玻璃内表面的夹角r₀＞R≥r，光线在玻璃内表面发生折射而不能发生全反射，因此光源接收装置接收不到光源发射装置发出的光线；通过判断接收光线的功率等的方式，确定此时启动进行除雾工作，清除玻璃表面水珠8，当玻璃表面水珠被清除之后，光源接收装置又可以接收到光线，此时除雾装置停止工作。

如图5所示，当玻璃内表面有雾滴，有可能出现部分折射和部分全反射的现象，此时光源接收装置接收到的光线，但光强变弱，因此也可以断定挡风玻璃的内表面起雾，开启除雾装置进行除雾。

挡风玻璃起雾一般从边角向内侧蔓延，因此，将凸台设置于玻璃的外表面的边角位置，并设置光源发射装置和光源接收装置。

上述玻璃本体上设置有凸台，但并不局限于图2中的玻璃形状，如图6、图7所示，只要在一定的区域内呈现凸台的形状都可称作凸台。反射光接收区域3的设置并不局限于设置第二斜面的方式，只要反射光能够通过玻璃本体的外表面达到光源接收装置7即可，例如，还可以通过改变与反射光接收区域3所在玻璃本体的外表面接触介质，使经过内表面发生全反射的光线不会在该外表面发生全反射；又如，将第二斜面改为一个球面。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种用于起雾识别的玻璃，包括玻璃本体，其特征在于，在玻璃本体的外表面设置凸起第一斜面，所述第一斜面用于连接光源发射装置使入射光沿该第一斜面垂直入射至所述玻璃本体的内表面，所述玻璃本体外表面还设置有反射光接收区域，所述反射光接收区域用于连接光源接收装置以接收通过所述玻璃本体的内表面发生全反射的反射光。

2.根据权利要求1所述的用于起雾识别的玻璃，其特征在于，所述反射光接收区域为第二斜面，所述玻璃本体的内表面发生全反射的反射光垂直通过所述第二斜面进入所述第二斜面上连接的光源接收装置。

3.根据权利要求1或2所述的用于起雾识别的玻璃，其特征在于，所述第一斜面的倾角R根据空气折射率、水折射率和玻璃折射率确定。

4.根据权利要求3所述的用于起雾识别的玻璃，其特征在于，r≤R<r₀，其中r为玻璃与空气的全反射临界角，r₀为玻璃与水的全反射临界角。

5.一种起雾检测装置，包括光源发射装置、光源接收装置和玻璃，所述玻璃包括玻璃本体，其特征在于，在玻璃本体的外表面设置凸起第一斜面，所述玻璃本体外表面还设置有反射光接收区域；所述光源发射装置设置于所述第一斜面的外表面，用于将入射光垂直入射至玻璃本体的内表面上，所述光源接收装置设置于所述反射光接收区域，用于接收通过所述玻璃本体的内表面发生全反射的反射光。

6.根据权利要求5所述的起雾检测装置，其特征在于，所述反射光接收区域为第二斜面，所述玻璃本体的内表面发生全反射的反射光垂直通过所述第二斜面进入所述第二斜面上连接的所述光源接收装置。

7.根据权利要求5或6所述的起雾检测装置，其特征在于，所述光源发射装置与所述光源接收装置水平间隔设定距离，所述设定距离根据所述第一斜面倾角和玻璃本体的厚度确定。

8.根据权利要求7所述的起雾检测装置，其特征在于，所述第一斜面的倾角R根据空气折射率、水折射率和玻璃折射率确定。

9.根据权利要求8所述的起雾检测装置，其特征在于，r≤R<r₀，其中r为玻璃与空气的全反射临界角，r₀为玻璃与水的全反射临界角。