专利名称：开口率测量感知装置、光感测模块以及开口距离感知装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种感测装置，且特别涉及一种用于建筑物的开口率测量感知装置。
背景技术：
建筑物的门、窗等开口部的开启能导入户外气流，有利于室内降温并经由对流提升空气品质。但是，缺乏控制的外气进入量会影响室内温度舒适性以及空调用电。尤其，一般人大部分的时间都停留在室内，然而现今建筑物为达到节能，建造得愈来越气密，降低了室外空气进入室内的量，而无法稀释室内污染物的浓度，因此带来健康隐忧。有鉴于此，如何按季节、空间的使用方式以及人员数量计算所需的外气量，并按温度及空气品质控制建筑物开口部的开启尺寸与时间，是节能建筑的控制设计的重点。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种开口率测量感知装置或开口距离感知装置，其可利用光信号的强度及感测距离的变化来判断一建筑物的开口部的开口率或一待测物所形成的一开口距离。为达上述目的，本实用新型提供一种开口率测量感知装置，用于一建筑物，该建筑物具有一开口部以及一作动件，该作动件配置于该开口部中，该作动件于一使用状态下相对于该开口部移动一距离或开启一角度，以改变该开口部的一开口率，其特征在于，该开口率测量感知装置包括: 一光感测模块，配置于该建筑物靠近该作动件处的一结构上，该光感测模块包括一光收发器、一光反射器以及一使该光收发器与该光反射器相对移动的一导引器，其中该光收发器或该光反射器的位移量相当于该作动件相对于该开口部移动的该距离或开启的该角度；以及一信号测量模块，用以输出由该光收发器所接收的一光信号，并根据该光信号的强度判断该开口部的该开口率。上述的开口率测量感知装置，其中该导引器包括一连接该光收发器与该作动件的导引线。上述的开口率测量感知装置，其中该导引器包括一用以改变该导引线的移动方向的导引支撑件，固定在该导引线的移动路径上。上述的开口率测量感知装置，其中该导引支撑件包括滚轮、挂勾、支撑环或支架。上述的开口率测量感知装置，其中该导引器包括一用以容纳该光收发器与该光反射器的管体，该光收发器或该光反射器受该导引线与该作动件的带动而于该管体内移动，且该光收发器沿着该管体的一长轴方向发出光信号至该光反射器并接收由该光反射器所反射的光信号。上述的开口率测量感知装置，其中该导引器以外露的方式固定在该建筑物靠近该作动件处的一结构壁上。上述的开口率测量感知装置，其中该导引器以内建的方式固定在该作动件周围的一框体结构中。上述的开口率测量感知装置，其中该框体结构包括一门框或一窗框。上述的开口率测量感知装置，其中该信号测量模块包括一信号转换单元以及一信号输出单元，当该光收发器所接收的该光信号的强度随着该光收发器或该光反射器的位移而同步变大或缩小时，该光信号经光电转换并传送至该信号转换单元，再经由该信号输出单元输出。为达上述目的，本实用新型还提供一种光感测模块，应用于上述的开口率测量感知装置，其包括一光收发器、一光反射器以及一使该光收发器与该光反射器相对移动的一导引器，其中该光收发器所接收的一光信号的强度随着该光收发器或该光反射器的位移而同步变大或缩小。为达上述目的，本实用新型还提供一种开口距离感知装置，连接一待测物，用以动态测量该待测物所形成一开口距离，其中该开口距离感知装置包括:一光感测模块，包括一光收发器、一光反射器以及一使该光收发器与该光反射器相对移动的一导引器；以及一信号测量模块，包括一信号转换单元以及一信号输出单元，其中当该光收发器所接收的一光信号的强度随着该光收发器或该光反射器的位移而同步变大或缩小时，该光信号传送至该信号转换单元并处理后，再经由该信号输出单元输出，藉以判断该开口距离。本实用新型的功效在于，本实用新型揭示的开口率测量感知装置或开口距离感知装置，可利用光信号的强度及感测距离的变化来判断一建筑物的开口部的开口率或一待测物所形成的一开口距离。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
图1绘示依照本实用新型一实施例的开口率测量感知装置的示意图；图2绘示依照本实用新型另一实施例的开口率测量感知装置的示意图；图3A及图3B分别绘示光感测模块中光收发器与光反射器的位置互换的示意图；图4绘示依照本实用新型一实施例的开口率测量感知装置的示意图；图5A 图5C绘示本实用新型应用在不同窗形结构的示意图。其中，附图标记10、2O:窗形结构11、12、21:玻璃窗13、13’、23:框体结构14、24:开口部15、25:结构壁3O-1 3O-3:窗形结构100、100’:开口率测量感知装置110:光感测模块111:光收发器[0039]112:光反射器113:导引器114:导引线115:导引支撑件116:管体117:发射端118:接收端120、120’:信号测量模块121:信号转换单元122、122’:信号输出单元D:距离S:光信号E1、E2:导引线的二端
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述:本实施例揭露的开口率测量感知装置或开口距离感知装置，是利用输出的光信号的强度与感测距离的关系来判断一建筑物的开口部的开口率，特别是用来测量例如门、窗等作动件所移动的距离或开启的角度，以达到自动节能或调节室内温度的功能。在使用状态下，门、窗等作动件可利用自动化节能装置或手动的方式开启，例如在夜间低温的情况下开启，但在白天高温的情况下关闭，或在检测到空气品质较差的情况下增加进气量，但在空气品质较佳的情况下减少进气量等，让内外空气对流或微调日夜所造成的温差，以调整空调用电。在一实施例中，开口率测量感知装置包括动态测量光强度变化的一光感测模块以及一信号测量模块。当门、窗等作动件位移而造成开口率(或开口距离)变大或缩小时，光收发器可利用一连接构件(例如导引线)的带动而使光收发器与光反射器之间的感测距离同步变大或缩小，且光收发器所接收到的光信号的强度也是依据光收发器与光反射器之间的感测距离同步改变，最后光信号传送至信号转换单元并处理后，再经由信号输出单元输出，藉以判断开口部的开口率或其他类似门、窗等作动件的待测物所形成的开口距离。以下提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本实用新型欲保护的范围。第一实施例请参照图1，其绘示依照本实用新型一实施例的开口率测量感知装置的示意图。以水平推拉式的窗形结构10为例(也可为上下推拉式的窗形结构10)，二玻璃窗11及12固定在一框体结构13上，并可沿着窗框边缘水平开启或关闭，以改变玻璃窗11及12的位置。假设二玻璃窗11及12中至少其中之一是可作动件，当二玻璃窗11及12完全紧闭时，定义开口部14的开口率为零，而当二玻璃窗11及12开启并完全重叠时，定义开口部14的开口率为100。因此，本实施例可利用改变玻璃窗11及12的位置，以改变窗形开口部14的开口率。在图1中，开口率测量感知装置100包括由一光收发器111、一光反射器112以及一导引器113所组成的光感测模块110，导引器113具有一端El连接于玻璃窗11的导引线114、一固定在导引线114的移动路径上的导引支撑件115以及一用以容纳光收发器111与光反射器112的管体116。导引线114的另一端E2连接光收发器111,以使光收发器111受导引线114与作动件的带动而于管体116内移动，且光收发器111的发射端117沿着管体116的一长轴方向发出一光信号S至光反射器112,并由接收端118接收由光反射器112所反射的光信号S’，如图3A所示。在图3A中，当光收发器111相对于光反射器112直线移动时，光信号S及S’的强度与光收发器111相对于光反射器112的距离D呈反比，例如在一实施例中，光信号S及S’的强度可与距离D的平方呈反比，因此当距离D增加时，光信号S及S’的强度相对降低，而当距离D变小时，光信号S及S’的强度相对增加。在一实施例中，例如利用不透光的管体116或以包覆不透光材质的管体116来减少外部光源对光信号S及S’的影响，此外，管体116内壁也可涂布高反射性的材质或以镜面处理，来避免光信号S及S’被散射或衰减而影响光信号读取的准确度。在本实施例中，只要光收发器111的接收端118受光照的强度能随着发出的光信号S的相对距离而改变，即可通过数学模型来寻找出最佳的函数，以进行距离D与输出信号之间的演算，进而达到精密测量的目的。在图1中，导引器113的管体116例如以外露的方式固定在建筑物靠近玻璃窗11及12处的一结构壁15上，且管体116的长轴方向大致上与地面垂直。此外，导引支撑件115与导引线114例如也是以外露的方式固定在管体116的上方，且导引线114大致上与玻璃窗11及12的上缘平行。导引线114的一端E2沿着玻璃窗11的侧缘连接于光收发器
111。因此，受到地球引力的影响，光收发器111以自身的重力或外加配重的方式垂直悬挂于管体116内。当导引线114的一端El受到玻璃窗11的带动而水平移动时，导引线114可利用导引支撑件115来改变其移动方向，例如由水平移动改为垂直移动，使得垂直方向上的光收发器111能如图1所示在管体116内移动。上述的光收发器111与光反射器112的相对位置可以互换，如图3B所示。也就是说，导引线114的另一端E2可连接光反射器112，以使光反射器112与光收发器111相对移动而产生感测距离D的变化。此外，导引支撑件115虽以滚轮为例说明，但导引支撑件115也可为固定在结构壁上的挂勾、低磨擦阻力的支撑环、或低磨擦阻力的支架，以使导引线114能自由上下或左右移动。在另一实施例中，当导引线114只有单向移动，例如只沿着管体的长轴方向移动而不用改变移动方向时，则可以不需要导引支撑件115的辅助，因此上述以导引支撑件115为一实施例的说明，非限制本实用新型的实施态样。请参照图2，其绘示依照本实用新型另一实施例的开口率测量感知装置100’的示意图。与上述实施例不同的是，在本实施例中，导引器113的管体116例如以内建的方式固定在玻璃窗11及12周围的一框体结构13’中，例如是固定在玻璃窗11及12的窗框中，且管体116的长轴方向大致上与地面垂直。此外，导引支撑件115与导引线114例如也是以内建的方式固定在管体116上方，并隐藏在与玻璃窗11的上缘平行的框体结构13’中。因此，当导引线114受到玻璃窗11的带动而水平移动时，导引线114可利用导引支撑件115来改变其移动方向，例如由水平移动改为垂直移动，使得垂直方向上的光收发器111在管体116内移动。接着，请参照图3A及图3B。光收发器111的发射端117具有一高指向性的光源，例如是发光二极管，以电池或外接电源的方式供电，用以发射可见光至光反射器112。光收发器111的接收端118具有一可测量光强度变化的光电元件，例如是光电二极管、光电晶体管或光敏电阻等，用以接收光反射器112所反射的光信号S’。光反射器112的表面112a例如为反射镜面或涂有均匀反射特性的反射层，例如白色不透光胶膜。导引器113可使光收发器111与光反射器112相对移动，因此光收发器111 (或光反射器112)的位移量相当于作动件(例如门、窗)相对于开口部移动的距离或开启的角度，如上述二实施例所示。有关导引器113的细部构造已详述如上，在此不再赘述。在图3A及图3B中，信号测量模块120用以输出由光收发器111所接收的一光信号S’。信号测量模块120例如包括一信号转换单元121以及一信号输出单元122，当光收发器111所接收的光信号S’的强度随着光收发器111 (或光反射器112)的位移而同步变大或缩小时，光信号S’经由光电转换成电流信号或电压信号，此电流信号或电压信号传送至信号转换单元121,再经由信号输出单元122输出。输出信号例如可设定在直流0 IOV的模拟信号，并进行距离D与输出信号之间的演算，藉以判断开口部14的开口率或一待测物所形成的开口距离。如图3A所示，信号测量模块120可随着光收发器111在管体116内移动，或是如图3B所示，信号测量模块120’与光收发器111固定在管体116的底部。当然，信号测量模块也可固定在管体116外部，再通过信号线(未绘示)连接光收发器111。本发明对此不加以限制。此外，信号输出单元122的导线，用以输出信号或传输电源。导引线114可为不具有信号传输功能的导引线或具有信号传输功能的信号线。举例来说，在图1中，导引线114例如为尼龙线，其与信号输出单元122的导线并排于管体116的上部空间中。在图3A中，导引线114与信号输出单元122’可整合为具有信号传输功能及导引功能的导引线，除了可输出信号之外，还可提供驱动电源给光收发器111与信号测量模块120。第二实施例请参照图4，其绘示依照本实用新型一实施例的开口率测量感知装置的示意图。以上开式的窗形结构20为例(也可为下开式的窗形结构)，一玻璃窗21 (作动件)固定在一框体结构23上，并可沿着窗框下缘的水平线旋转一角度，以改变玻璃窗21的开启角度。当玻璃窗21完全紧闭时，定义开口部24的开口率为零，而当玻璃窗21完全开启时，定义开口部24的开口率为100。因此，本实施例可利用改变玻璃窗21的开启角度，以改变窗形开口部24的开口率。本实施例不同之处只在于作动件开启的方式，至于光收发器111、光反射器112、导引器113的导引线114、导引支撑件115与管体116、信号转换单元121以及信号输出单元122等构件的配置，如上述实施例所述，差异只在于导引线114的移动方向由水平方向改为与结构壁25的法线方向平行。在一实施例中，导引线114、导引支撑件115与管体116例如以外露的方式固定在建筑物靠近玻璃窗21处的一结构壁25上。但在另一实施例中，导引线114、导引支撑件115与管体116例如以内建的方式固定在玻璃窗21周围的一框体结构23中，因此本实用新型的开口率测量感知装置或开口距离感知装置可整合在预留容置空间的框体结构23中，成为建筑物开口结构的一部分。[0071]同样，导引支撑件115虽以滚轮为例说明，但导引支撑件115也可为固定在结构壁上的挂勾、低磨擦阻力的支撑环、或低磨擦阻力的支架，以使导引线114能自由上下或左右移动。在另一实施例中，当导引线114只有单向移动，例如只沿着管体的长轴方向移动而不用改变移动方向时，则可以不需要导引支撑件115的辅助，因此上述以导引支撑件115为一实施例的说明，非限制本实用新型的实施态样。此外，导引线114与信号输出单元121可各自独立或整合为具有信号传输功能及导引功能的导引线，除了可输出信号之外，还可提供驱动电源给光收发器111与信号测量模块120。上述实施例虽以窗形结构10及20为例，但本实用新型也可应用在门形结构上，或是建筑物的任何开口部分或通风部上。此外，除了应用在水平推拉式、上开式及下开式的窗形结构上外，本实用新型也可应用在例如旋转式(如图5A)、上下推拉式(如图5B)及水平对开式(如图5C)的窗形结构30-1 30-3上，在此不再——详述。当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种开口率测量感知装置，用于一建筑物，该建筑物具有一开口部以及一作动件，该作动件配置于该开口部中，该作动件于一使用状态下相对于该开口部移动一距离或开启一角度，以改变该开口部的一开口率，其特征在于，该开口率测量感知装置包括: 一光感测模块，配置于该建筑物靠近该作动件处的一结构上，该光感测模块包括一光收发器、一光反射器以及一使该光收发器与该光反射器相对移动的一导引器，其中该光收发器或该光反射器的位移量相当于该作动件相对于该开口部移动的该距离或开启的该角度；以及 一信号测量模块，用以输出由该光收发器所接收的一光信号，并根据该光信号的强度判断该开口部的该开口率。
2.根据权利要求1所述的开口率测量感知装置，其特征在于，该导引器包括一连接该光收发器与该作动件的导引线。
3.根据权利要求2所述的开口率测量感知装置，其特征在于，该导引器包括一用以改变该导引线的移动方向的导引支撑件，固定在该导引线的移动路径上。
4.根据权利要求3所述的开口率测量感知装置，其特征在于，该导引支撑件包括滚轮、挂勾、支撑环或支架。
5.根据权利要求3所述的开口率测量感知装置，其特征在于，该导引器包括一用以容纳该光收发器与该光反射器的管体，该光收发器或该光反射器受该导引线与该作动件的带动而于该管体内移动，且该光收发器沿着该管体的一长轴方向发出光信号至该光反射器并接收由该光反射器所反射的光信号。
6.根据权利要求1所述的开口率测量感知装置，其特征在于，该导引器以外露的方式固定在该建筑物靠近该作动件处的一结构壁上。
7.根据权利要求1所述的开口率测量感知装置，其特征在于，该导引器以内建的方式固定在该作动件周围的一框体结构中。
8.根据权利要求7所述的开口率测量感知装置，其特征在于，该框体结构包括一门框或一窗框。
9.根据权利要求1所述的开口率测量感知装置，其特征在于，该信号测量模块包括一信号转换单元以及一信号输出单元，当该光收发器所接收的该光信号的强度随着该光收发器或该光反射器的位移而同步变大或缩小时，该光信号经光电转换并传送至该信号转换单元，再经由该信号输出单元输出。
10.一种光感测模块，应用于权利要求1所述的开口率测量感知装置，其特征在于，包括一光收发器、一光反射器以及一使该光收发器与该光反射器相对移动的一导引器，其中该光收发器所接收的一光信号的强度随着该光收发器或该光反射器的位移而同步变大或缩小。
11.一种开口距离感知装置，连接一待测物，用以动态测量该待测物所形成一开口距离，其特征在于，该开口距离感知装置包括: 一光感测模块，包括一光收发器、一光反射器以及一使该光收发器与该光反射器相对移动的一导引器；以及 一信号测量模块，包括一信号转换单元以及一信号输出单元，其中当该光收发器所接收的一光信号的强度随着该光收发器或该光反射器的位移而同步变大或缩小时，该光信号传送至该信 号转换单元并处理后，再经由该信号输出单元输出，藉以判断该开口距离。
专利摘要一种开口率测量感知装置、光感测模块以及开口距离感知装置，开口率测量感知装置，包括一光感测模块以及一信号测量模块，用以测量作动件于一使用状态下相对于开口部移动一距离或开启一角度。光感测模块配置于建筑物靠近作动件处的一结构上。光感测模块包括一光收发器、一光反射器以及一使光收发器与光反射器相对移动的一导引器，其中光收发器或光反射器的位移量相当于作动件相对于开口部移动的距离或开启的角度。信号测量模块用以输出由光收发器所接收的一光信号，并根据光信号的强度判断开口部的开口率。
文档编号G01B11/02GK202947688SQ20122057466
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年8月3日
发明者胡志坚 申请人:财团法人工业技术研究院