專利名稱：開口率測量感知裝置、光感測模塊以及開口距離感知裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種感測裝置，且特別涉及一種用于建筑物的開口率測量感知裝置。
背景技術(shù)：
建筑物的門、窗等開口部的開啟能導(dǎo)入戶外氣流，有利于室內(nèi)降溫并經(jīng)由對流提升空氣品質(zhì)。但是，缺乏控制的外氣進入量會影響室內(nèi)溫度舒適性以及空調(diào)用電。尤其，一般人大部分的時間都停留在室內(nèi)，然而現(xiàn)今建筑物為達到節(jié)能，建造得愈來越氣密，降低了室外空氣進入室內(nèi)的量，而無法稀釋室內(nèi)污染物的濃度，因此帶來健康隱憂。有鑒于此，如何按季節(jié)、空間的使用方式以及人員數(shù)量計算所需的外氣量，并按溫度及空氣品質(zhì)控制建筑物開口部的開啟尺寸與時間，是節(jié)能建筑的控制設(shè)計的重點。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種開口率測量感知裝置或開口距離感知裝置，其可利用光信號的強度及感測距離的變化來判斷一建筑物的開口部的開口率或一待測物所形成的一開口距離。為達上述目的，本實用新型提供一種開口率測量感知裝置，用于一建筑物，該建筑物具有一開口部以及一作動件，該作動件配置于該開口部中，該作動件于一使用狀態(tài)下相對于該開口部移動一距離或開啟一角度，以改變該開口部的一開口率，其特征在于，該開口率測量感知裝置包括: 一光感測模塊，配置于該建筑物靠近該作動件處的一結(jié)構(gòu)上，該光感測模塊包括一光收發(fā)器、一光反射器以及一使該光收發(fā)器與該光反射器相對移動的一導(dǎo)引器，其中該光收發(fā)器或該光反射器的位移量相當于該作動件相對于該開口部移動的該距離或開啟的該角度；以及一信號測量模塊，用以輸出由該光收發(fā)器所接收的一光信號，并根據(jù)該光信號的強度判斷該開口部的該開口率。上述的開口率測量感知裝置，其中該導(dǎo)引器包括一連接該光收發(fā)器與該作動件的導(dǎo)引線。上述的開口率測量感知裝置，其中該導(dǎo)引器包括一用以改變該導(dǎo)引線的移動方向的導(dǎo)引支撐件，固定在該導(dǎo)引線的移動路徑上。上述的開口率測量感知裝置，其中該導(dǎo)引支撐件包括滾輪、掛勾、支撐環(huán)或支架。上述的開口率測量感知裝置，其中該導(dǎo)引器包括一用以容納該光收發(fā)器與該光反射器的管體，該光收發(fā)器或該光反射器受該導(dǎo)引線與該作動件的帶動而于該管體內(nèi)移動，且該光收發(fā)器沿著該管體的一長軸方向發(fā)出光信號至該光反射器并接收由該光反射器所反射的光信號。上述的開口率測量感知裝置，其中該導(dǎo)引器以外露的方式固定在該建筑物靠近該作動件處的一結(jié)構(gòu)壁上。上述的開口率測量感知裝置，其中該導(dǎo)引器以內(nèi)建的方式固定在該作動件周圍的一框體結(jié)構(gòu)中。上述的開口率測量感知裝置，其中該框體結(jié)構(gòu)包括一門框或一窗框。上述的開口率測量感知裝置，其中該信號測量模塊包括一信號轉(zhuǎn)換單元以及一信號輸出單元，當該光收發(fā)器所接收的該光信號的強度隨著該光收發(fā)器或該光反射器的位移而同步變大或縮小時，該光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換并傳送至該信號轉(zhuǎn)換單元，再經(jīng)由該信號輸出單元輸出。為達上述目的，本實用新型還提供一種光感測模塊，應(yīng)用于上述的開口率測量感知裝置，其包括一光收發(fā)器、一光反射器以及一使該光收發(fā)器與該光反射器相對移動的一導(dǎo)引器，其中該光收發(fā)器所接收的一光信號的強度隨著該光收發(fā)器或該光反射器的位移而同步變大或縮小。為達上述目的，本實用新型還提供一種開口距離感知裝置，連接一待測物，用以動態(tài)測量該待測物所形成一開口距離，其中該開口距離感知裝置包括:一光感測模塊，包括一光收發(fā)器、一光反射器以及一使該光收發(fā)器與該光反射器相對移動的一導(dǎo)引器；以及一信號測量模塊，包括一信號轉(zhuǎn)換單元以及一信號輸出單元，其中當該光收發(fā)器所接收的一光信號的強度隨著該光收發(fā)器或該光反射器的位移而同步變大或縮小時，該光信號傳送至該信號轉(zhuǎn)換單元并處理后，再經(jīng)由該信號輸出單元輸出，藉以判斷該開口距離。本實用新型的功效在于，本實用新型揭示的開口率測量感知裝置或開口距離感知裝置，可利用光信號的強度及感測距離的變化來判斷一建筑物的開口部的開口率或一待測物所形成的一開口距離。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

圖1繪示依照本實用新型一實施例的開口率測量感知裝置的示意圖；圖2繪示依照本實用新型另一實施例的開口率測量感知裝置的示意圖；圖3A及圖3B分別繪示光感測模塊中光收發(fā)器與光反射器的位置互換的示意圖；圖4繪示依照本實用新型一實施例的開口率測量感知裝置的示意圖；圖5A 圖5C繪示本實用新型應(yīng)用在不同窗形結(jié)構(gòu)的示意圖。其中，附圖標記10、2O:窗形結(jié)構(gòu)11、12、21:玻璃窗13、13’、23:框體結(jié)構(gòu)14、24:開口部15、25:結(jié)構(gòu)壁3O-1 3O-3:窗形結(jié)構(gòu)100、100’:開口率測量感知裝置110:光感測模塊111:光收發(fā)器[0039]112:光反射器113:導(dǎo)引器114:導(dǎo)引線115:導(dǎo)引支撐件116:管體117:發(fā)射端118:接收端120、120’:信號測量模塊121:信號轉(zhuǎn)換單元122、122’:信號輸出單元D:距離S:光信號E1、E2:導(dǎo)引線的二端
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:本實施例揭露的開口率測量感知裝置或開口距離感知裝置，是利用輸出的光信號的強度與感測距離的關(guān)系來判斷一建筑物的開口部的開口率，特別是用來測量例如門、窗等作動件所移動的距離或開啟的角度，以達到自動節(jié)能或調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的功能。在使用狀態(tài)下，門、窗等作動件可利用自動化節(jié)能裝置或手動的方式開啟，例如在夜間低溫的情況下開啟，但在白天高溫的情況下關(guān)閉，或在檢測到空氣品質(zhì)較差的情況下增加進氣量，但在空氣品質(zhì)較佳的情況下減少進氣量等，讓內(nèi)外空氣對流或微調(diào)日夜所造成的溫差，以調(diào)整空調(diào)用電。在一實施例中，開口率測量感知裝置包括動態(tài)測量光強度變化的一光感測模塊以及一信號測量模塊。當門、窗等作動件位移而造成開口率(或開口距離)變大或縮小時，光收發(fā)器可利用一連接構(gòu)件(例如導(dǎo)引線)的帶動而使光收發(fā)器與光反射器之間的感測距離同步變大或縮小，且光收發(fā)器所接收到的光信號的強度也是依據(jù)光收發(fā)器與光反射器之間的感測距離同步改變，最后光信號傳送至信號轉(zhuǎn)換單元并處理后，再經(jīng)由信號輸出單元輸出，藉以判斷開口部的開口率或其他類似門、窗等作動件的待測物所形成的開口距離。以下提出各種實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為范例說明，并非用以限縮本實用新型欲保護的范圍。第一實施例請參照圖1，其繪示依照本實用新型一實施例的開口率測量感知裝置的示意圖。以水平推拉式的窗形結(jié)構(gòu)10為例(也可為上下推拉式的窗形結(jié)構(gòu)10)，二玻璃窗11及12固定在一框體結(jié)構(gòu)13上，并可沿著窗框邊緣水平開啟或關(guān)閉，以改變玻璃窗11及12的位置。假設(shè)二玻璃窗11及12中至少其中之一是可作動件，當二玻璃窗11及12完全緊閉時，定義開口部14的開口率為零，而當二玻璃窗11及12開啟并完全重疊時，定義開口部14的開口率為100。因此，本實施例可利用改變玻璃窗11及12的位置，以改變窗形開口部14的開口率。在圖1中，開口率測量感知裝置100包括由一光收發(fā)器111、一光反射器112以及一導(dǎo)引器113所組成的光感測模塊110，導(dǎo)引器113具有一端El連接于玻璃窗11的導(dǎo)引線114、一固定在導(dǎo)引線114的移動路徑上的導(dǎo)引支撐件115以及一用以容納光收發(fā)器111與光反射器112的管體116。導(dǎo)引線114的另一端E2連接光收發(fā)器111,以使光收發(fā)器111受導(dǎo)引線114與作動件的帶動而于管體116內(nèi)移動，且光收發(fā)器111的發(fā)射端117沿著管體116的一長軸方向發(fā)出一光信號S至光反射器112,并由接收端118接收由光反射器112所反射的光信號S’，如圖3A所示。在圖3A中，當光收發(fā)器111相對于光反射器112直線移動時，光信號S及S’的強度與光收發(fā)器111相對于光反射器112的距離D呈反比，例如在一實施例中，光信號S及S’的強度可與距離D的平方呈反比，因此當距離D增加時，光信號S及S’的強度相對降低，而當距離D變小時，光信號S及S’的強度相對增加。在一實施例中，例如利用不透光的管體116或以包覆不透光材質(zhì)的管體116來減少外部光源對光信號S及S’的影響，此外，管體116內(nèi)壁也可涂布高反射性的材質(zhì)或以鏡面處理，來避免光信號S及S’被散射或衰減而影響光信號讀取的準確度。在本實施例中，只要光收發(fā)器111的接收端118受光照的強度能隨著發(fā)出的光信號S的相對距離而改變，即可通過數(shù)學模型來尋找出最佳的函數(shù)，以進行距離D與輸出信號之間的演算，進而達到精密測量的目的。在圖1中，導(dǎo)引器113的管體116例如以外露的方式固定在建筑物靠近玻璃窗11及12處的一結(jié)構(gòu)壁15上，且管體116的長軸方向大致上與地面垂直。此外，導(dǎo)引支撐件115與導(dǎo)引線114例如也是以外露的方式固定在管體116的上方，且導(dǎo)引線114大致上與玻璃窗11及12的上緣平行。導(dǎo)引線114的一端E2沿著玻璃窗11的側(cè)緣連接于光收發(fā)器
111。因此，受到地球引力的影響，光收發(fā)器111以自身的重力或外加配重的方式垂直懸掛于管體116內(nèi)。當導(dǎo)引線114的一端El受到玻璃窗11的帶動而水平移動時，導(dǎo)引線114可利用導(dǎo)引支撐件115來改變其移動方向，例如由水平移動改為垂直移動，使得垂直方向上的光收發(fā)器111能如圖1所示在管體116內(nèi)移動。上述的光收發(fā)器111與光反射器112的相對位置可以互換，如圖3B所示。也就是說，導(dǎo)引線114的另一端E2可連接光反射器112，以使光反射器112與光收發(fā)器111相對移動而產(chǎn)生感測距離D的變化。此外，導(dǎo)引支撐件115雖以滾輪為例說明，但導(dǎo)引支撐件115也可為固定在結(jié)構(gòu)壁上的掛勾、低磨擦阻力的支撐環(huán)、或低磨擦阻力的支架，以使導(dǎo)引線114能自由上下或左右移動。在另一實施例中，當導(dǎo)引線114只有單向移動，例如只沿著管體的長軸方向移動而不用改變移動方向時，則可以不需要導(dǎo)引支撐件115的輔助，因此上述以導(dǎo)引支撐件115為一實施例的說明，非限制本實用新型的實施態(tài)樣。請參照圖2，其繪示依照本實用新型另一實施例的開口率測量感知裝置100’的示意圖。與上述實施例不同的是，在本實施例中，導(dǎo)引器113的管體116例如以內(nèi)建的方式固定在玻璃窗11及12周圍的一框體結(jié)構(gòu)13’中，例如是固定在玻璃窗11及12的窗框中，且管體116的長軸方向大致上與地面垂直。此外，導(dǎo)引支撐件115與導(dǎo)引線114例如也是以內(nèi)建的方式固定在管體116上方，并隱藏在與玻璃窗11的上緣平行的框體結(jié)構(gòu)13’中。因此，當導(dǎo)引線114受到玻璃窗11的帶動而水平移動時，導(dǎo)引線114可利用導(dǎo)引支撐件115來改變其移動方向，例如由水平移動改為垂直移動，使得垂直方向上的光收發(fā)器111在管體116內(nèi)移動。接著，請參照圖3A及圖3B。光收發(fā)器111的發(fā)射端117具有一高指向性的光源，例如是發(fā)光二極管，以電池或外接電源的方式供電，用以發(fā)射可見光至光反射器112。光收發(fā)器111的接收端118具有一可測量光強度變化的光電元件，例如是光電二極管、光電晶體管或光敏電阻等，用以接收光反射器112所反射的光信號S’。光反射器112的表面112a例如為反射鏡面或涂有均勻反射特性的反射層，例如白色不透光膠膜。導(dǎo)引器113可使光收發(fā)器111與光反射器112相對移動，因此光收發(fā)器111 (或光反射器112)的位移量相當于作動件(例如門、窗)相對于開口部移動的距離或開啟的角度，如上述二實施例所示。有關(guān)導(dǎo)引器113的細部構(gòu)造已詳述如上，在此不再贅述。在圖3A及圖3B中，信號測量模塊120用以輸出由光收發(fā)器111所接收的一光信號S’。信號測量模塊120例如包括一信號轉(zhuǎn)換單元121以及一信號輸出單元122，當光收發(fā)器111所接收的光信號S’的強度隨著光收發(fā)器111 (或光反射器112)的位移而同步變大或縮小時，光信號S’經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換成電流信號或電壓信號，此電流信號或電壓信號傳送至信號轉(zhuǎn)換單元121,再經(jīng)由信號輸出單元122輸出。輸出信號例如可設(shè)定在直流0 IOV的模擬信號，并進行距離D與輸出信號之間的演算，藉以判斷開口部14的開口率或一待測物所形成的開口距離。如圖3A所示，信號測量模塊120可隨著光收發(fā)器111在管體116內(nèi)移動，或是如圖3B所示，信號測量模塊120’與光收發(fā)器111固定在管體116的底部。當然，信號測量模塊也可固定在管體116外部，再通過信號線(未繪示)連接光收發(fā)器111。本發(fā)明對此不加以限制。此外，信號輸出單元122的導(dǎo)線，用以輸出信號或傳輸電源。導(dǎo)引線114可為不具有信號傳輸功能的導(dǎo)引線或具有信號傳輸功能的信號線。舉例來說，在圖1中，導(dǎo)引線114例如為尼龍線，其與信號輸出單元122的導(dǎo)線并排于管體116的上部空間中。在圖3A中，導(dǎo)引線114與信號輸出單元122’可整合為具有信號傳輸功能及導(dǎo)引功能的導(dǎo)引線，除了可輸出信號之外，還可提供驅(qū)動電源給光收發(fā)器111與信號測量模塊120。第二實施例請參照圖4，其繪示依照本實用新型一實施例的開口率測量感知裝置的示意圖。以上開式的窗形結(jié)構(gòu)20為例(也可為下開式的窗形結(jié)構(gòu))，一玻璃窗21 (作動件)固定在一框體結(jié)構(gòu)23上，并可沿著窗框下緣的水平線旋轉(zhuǎn)一角度，以改變玻璃窗21的開啟角度。當玻璃窗21完全緊閉時，定義開口部24的開口率為零，而當玻璃窗21完全開啟時，定義開口部24的開口率為100。因此，本實施例可利用改變玻璃窗21的開啟角度，以改變窗形開口部24的開口率。本實施例不同之處只在于作動件開啟的方式，至于光收發(fā)器111、光反射器112、導(dǎo)引器113的導(dǎo)引線114、導(dǎo)引支撐件115與管體116、信號轉(zhuǎn)換單元121以及信號輸出單元122等構(gòu)件的配置，如上述實施例所述，差異只在于導(dǎo)引線114的移動方向由水平方向改為與結(jié)構(gòu)壁25的法線方向平行。在一實施例中，導(dǎo)引線114、導(dǎo)引支撐件115與管體116例如以外露的方式固定在建筑物靠近玻璃窗21處的一結(jié)構(gòu)壁25上。但在另一實施例中，導(dǎo)引線114、導(dǎo)引支撐件115與管體116例如以內(nèi)建的方式固定在玻璃窗21周圍的一框體結(jié)構(gòu)23中，因此本實用新型的開口率測量感知裝置或開口距離感知裝置可整合在預(yù)留容置空間的框體結(jié)構(gòu)23中，成為建筑物開口結(jié)構(gòu)的一部分。[0071]同樣，導(dǎo)引支撐件115雖以滾輪為例說明，但導(dǎo)引支撐件115也可為固定在結(jié)構(gòu)壁上的掛勾、低磨擦阻力的支撐環(huán)、或低磨擦阻力的支架，以使導(dǎo)引線114能自由上下或左右移動。在另一實施例中，當導(dǎo)引線114只有單向移動，例如只沿著管體的長軸方向移動而不用改變移動方向時，則可以不需要導(dǎo)引支撐件115的輔助，因此上述以導(dǎo)引支撐件115為一實施例的說明，非限制本實用新型的實施態(tài)樣。此外，導(dǎo)引線114與信號輸出單元121可各自獨立或整合為具有信號傳輸功能及導(dǎo)引功能的導(dǎo)引線，除了可輸出信號之外，還可提供驅(qū)動電源給光收發(fā)器111與信號測量模塊120。上述實施例雖以窗形結(jié)構(gòu)10及20為例，但本實用新型也可應(yīng)用在門形結(jié)構(gòu)上，或是建筑物的任何開口部分或通風部上。此外，除了應(yīng)用在水平推拉式、上開式及下開式的窗形結(jié)構(gòu)上外，本實用新型也可應(yīng)用在例如旋轉(zhuǎn)式(如圖5A)、上下推拉式(如圖5B)及水平對開式(如圖5C)的窗形結(jié)構(gòu)30-1 30-3上，在此不再——詳述。當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種開口率測量感知裝置，用于一建筑物，該建筑物具有一開口部以及一作動件，該作動件配置于該開口部中，該作動件于一使用狀態(tài)下相對于該開口部移動一距離或開啟一角度，以改變該開口部的一開口率，其特征在于，該開口率測量感知裝置包括: 一光感測模塊，配置于該建筑物靠近該作動件處的一結(jié)構(gòu)上，該光感測模塊包括一光收發(fā)器、一光反射器以及一使該光收發(fā)器與該光反射器相對移動的一導(dǎo)引器，其中該光收發(fā)器或該光反射器的位移量相當于該作動件相對于該開口部移動的該距離或開啟的該角度；以及 一信號測量模塊，用以輸出由該光收發(fā)器所接收的一光信號，并根據(jù)該光信號的強度判斷該開口部的該開口率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，該導(dǎo)引器包括一連接該光收發(fā)器與該作動件的導(dǎo)引線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，該導(dǎo)引器包括一用以改變該導(dǎo)引線的移動方向的導(dǎo)引支撐件，固定在該導(dǎo)引線的移動路徑上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，該導(dǎo)引支撐件包括滾輪、掛勾、支撐環(huán)或支架。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，該導(dǎo)引器包括一用以容納該光收發(fā)器與該光反射器的管體，該光收發(fā)器或該光反射器受該導(dǎo)引線與該作動件的帶動而于該管體內(nèi)移動，且該光收發(fā)器沿著該管體的一長軸方向發(fā)出光信號至該光反射器并接收由該光反射器所反射的光信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，該導(dǎo)引器以外露的方式固定在該建筑物靠近該作動件處的一結(jié)構(gòu)壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，該導(dǎo)引器以內(nèi)建的方式固定在該作動件周圍的一框體結(jié)構(gòu)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，該框體結(jié)構(gòu)包括一門框或一窗框。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，該信號測量模塊包括一信號轉(zhuǎn)換單元以及一信號輸出單元，當該光收發(fā)器所接收的該光信號的強度隨著該光收發(fā)器或該光反射器的位移而同步變大或縮小時，該光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換并傳送至該信號轉(zhuǎn)換單元，再經(jīng)由該信號輸出單元輸出。
10.一種光感測模塊，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的開口率測量感知裝置，其特征在于，包括一光收發(fā)器、一光反射器以及一使該光收發(fā)器與該光反射器相對移動的一導(dǎo)引器，其中該光收發(fā)器所接收的一光信號的強度隨著該光收發(fā)器或該光反射器的位移而同步變大或縮小。
11.一種開口距離感知裝置，連接一待測物，用以動態(tài)測量該待測物所形成一開口距離，其特征在于，該開口距離感知裝置包括: 一光感測模塊，包括一光收發(fā)器、一光反射器以及一使該光收發(fā)器與該光反射器相對移動的一導(dǎo)引器；以及 一信號測量模塊，包括一信號轉(zhuǎn)換單元以及一信號輸出單元，其中當該光收發(fā)器所接收的一光信號的強度隨著該光收發(fā)器或該光反射器的位移而同步變大或縮小時，該光信號傳送至該信 號轉(zhuǎn)換單元并處理后，再經(jīng)由該信號輸出單元輸出，藉以判斷該開口距離。
專利摘要一種開口率測量感知裝置、光感測模塊以及開口距離感知裝置，開口率測量感知裝置，包括一光感測模塊以及一信號測量模塊，用以測量作動件于一使用狀態(tài)下相對于開口部移動一距離或開啟一角度。光感測模塊配置于建筑物靠近作動件處的一結(jié)構(gòu)上。光感測模塊包括一光收發(fā)器、一光反射器以及一使光收發(fā)器與光反射器相對移動的一導(dǎo)引器，其中光收發(fā)器或光反射器的位移量相當于作動件相對于開口部移動的距離或開啟的角度。信號測量模塊用以輸出由光收發(fā)器所接收的一光信號，并根據(jù)光信號的強度判斷開口部的開口率。
文檔編號G01B11/02GK202947688SQ20122057466
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者胡志堅 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院