CN106289412A - 气流感知器及气流检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种气流感知器，用于解决气流感测范围受限问题，该气流感知器可包含一基座，设有一转动感测件；及一扇轮，是可转动地结合于该基座，该扇轮设有数个叶片及一旋转定位件，使该转动感测件依据该旋转定位件的转动量产生一感测信号。另，揭示一种气流检测装置。借此，可确实解决上述问题。

Description

气流感知器及气流检测装置

技术领域

本发明是关于一种感知器及检测装置；特别是关于一种气流感知器及气流检测装置。

背景技术

由于空气流动有利于散热，故可利用风扇或空调系统调节温度，以空调系统为例，可将冷却后的气流导入数个流道，并通过数个出风口送至一室内空间，用以达到气温调节及换气等效果。其中，空调效率可能会受到不同出风口之间的气流量影响，为了得知各出风口的气流量，可直接于各出风口粘贴一纸条，以便目视观察该纸条受风吹拂的摆动幅度。但是此方式须以人力逐一观测，除不易客观感知空气流量，也不利于集中控管空调效率。

为解决上述问题，遂发展出可自动感测风速的装置，如：气流通道之间可设有一挡板，该挡板可受风吹动而产生一掀转角度，该掀转角度可由感测器（如：光感应器等）测得，并传送至一风速估测装置计算风速，其一实施例可参酌中国台湾公开第201111787号《风速测量装置》发明专利申请案。

然而，该挡板须被掀转才可估测气流量，若气流的推力小于该挡板的复闭外力，则无法掀动该挡板测得气流量；另，若气流的推力已达完全掀转该挡板的幅度，则无论气流量如何增加，仍只能感测到该挡板完全掀转的风速临界值。因此，现有风速检测装置的感测范围受限，无法确实感知气流量。

有鉴于此，有必要改善上述先前技术的缺点，以符合实际需求，提升其实用性。

发明内容

本发明是提供一种气流感知器，可确实感知气体流动情形。

本发明另提供一种气流检测装置，可由气体流动情形测得气流量。

本发明揭示一种气流感知器，可包含：一基座，设有一转动感测件；及一扇轮，是可转动地结合于该基座，该扇轮设有数个叶片及一旋转定位件，使该转动感测件依据该旋转定位件的转动量产生一感测信号。

本发明另揭示一种气流检测装置，可包含：一基座，设于一气流通道，该基座具有一转动感测件；一扇轮，是可转动地结合于该基座，该扇轮具有数个叶片及一旋转定位件，使该转动感测件依据该旋转定位件的转动量产生一感测信号；及一处理单元，电性连接该基座的转动感测件，该处理单元依据该感测信号产生一气流资讯。

所述转动感测件与该旋转定位件可相对位。

所述转动感测件可为一感磁元件，该旋转定位件可为一磁性件。

所述感磁元件可为一霍尔元件。

所述感磁元件可嵌入该基座或间接结合于该基座。

所述转动感测件可为一近接开关，该旋转定位件可为一导电件。

所述近接开关可设于该基座的表面。

所述转动感测件可为一感光元件，该旋转定位件设有至少一反光条。

所述感光元件可为一光收发器。

所述基座可设有一挡止件，用以防止该扇轮脱出。

所述处理单元可包含一供电元件及一信号转换器，该供电单元及该信号转换器可电性连接该感磁元件。

所述处理单元可包含一人机介面电性连接该信号转换器。

所述处理单元可包含一收发元件电性连接该信号转换器。

所述扇轮的轴向可平行于该气流通道的流向。

所述扇轮可为一轴流式扇轮或一离心式扇轮。

所述转动感测件可为一光耦合器，该旋转定位件可形成至少一透光部。

所述基座可设有一电路板，该转动感测件可设于该电路板，该电路板可一体成形地设置于该基座，该电路板也可形成该基座的一底板。

所述基座可设数个肋条。

上揭气流感知器及检测装置，当气流产生的推力驱使该扇轮旋转时，可由该转动感测件依据该旋转定位件的转动量输出上述感测信号，该处理单元可依据该转动感测件输出的感测信号产生上述气流资讯。借此，可由该旋转定位件与转动感测件的相对运动得知该扇轮的转动量及该气流量，除可确实感知气体流动情形，更可由气体流动情形测得气流量，可以达到「确实感知气流量」功效，改善现有风速检测装置的「气流感测范围受限」问题。

附图说明

图1：是本发明的气流感知器第一实施例的组合剖视图。

图2a：是本发明的气流感知器第一实施例的转动感测件与旋转定位件的第一种实施态样的组合上视图。

图2b：是本发明的气流感知器第一实施例的转动感测件与旋转定位件的第二种实施态样的组合上视图。

图3：是本发明的气流感知器第二实施例的组合剖视图。

图4：是本发明的气流感知器第三实施例的组合剖视图。

图5：是本发明的气流检测装置实施例的组合示意图。

【符号说明】

1,1’,1’’ 基座

1a,1a’,1a’’ 流入端 1b,1b’,1b’’ 流出端

11,11’,11’’ 轴管 12,12’,12’’ 转动感测件

12a 感磁元件 12b 感光元件

12p’ 电路板

13,13’,13’’ 挡止件

14 肋条

2,2’,2’’ 扇轮

21,21’,21’’ 叶片 22,22’,22’’ 旋转定位件

22a 磁性件 22b 反光条

23 转轴 24 轮毂

3 处理单元

31 供电元件 32 信号转换器

33 人机介面 34 收发元件

A 气流通道。

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

本发明全文所述的「气流」（airflow），是指空气因温度或压力不同而产生流动的状态，可表现为气流量或气流速度等，是本发明所属技术领域中具有通常知识者可以理解。

请参阅图1所示，其是本发明的气流感知器第一实施例的组合侧视图。其中，该气流感知器实施例可包含一基座1及一扇轮2，该基座1可设有一轴管11及一转动感测件12；该扇轮2可转动地结合于该基座1的轴管11，该扇轮2设有数个叶片21及一旋转定位件22，使该转动感测件12可依据该旋转定位件22的转动量产生一感测信号，如：电压或电流等，但是不以此为限。

在此实施例中，该基座1可为具有导流框体的基座，该导流框体的径向截面可为圆形（如图2a及2b所示）或方形等，使该基座1的二端可形成一流入端1a及一流出端1b，供气流进出该基座1，该轴管11内可设一支撑组件（如：轴承及扣持片等），使该扇轮2可平稳地转动；该转动感测件12可设于该轴管11周围，如：该转动感测件12可设于该基座1内部、表面或其构件（如：电路板等）上，用以感测该扇轮2的转动量；该基座1可设有一挡止件13（如：挡条等），用以防止该扇轮2脱出；该扇轮2可为一轴流式扇轮或一离心式扇轮，该扇轮2可设一转轴23及一轮毂24，该转轴23的一端可插入该轴管11，另一端可结合于该轮毂24，该轮毂24的外周面可设置该叶片21，该旋转定位件22可设于该轮毂24的上、下表面或环周缘，该旋转定位件22位于该转动感测件12的感测范围内，如：该旋转定位件22与转动感测件12相对位，该旋转定位件22与转动感测件12的实施态样列举如后，但是不以此为限。

举例而言，如图2a所示，该转动感测件12可设为感磁元件12a，如：霍尔感测器（hallsensor）或霍尔IC等霍尔元件，该感磁元件12a可嵌入该基座1（如图1所示）或设于该基座1上的构件（如：电路板等）；该旋转定位件22可为磁性件22a，该磁性件22a可为片状（如图1所示），但是该磁性件22a也可为管状（如图3所示）或块状，该磁性件22a可设有数个磁极（如：N、S极），该磁极位于该感磁元件12a的感测范围内，如：该感磁元件12a位于该磁性件22a的投影范围内，但是不以此为限。借此，当该磁性件22a受到该扇轮2带动而旋转时，该感磁元件12a可感测到磁场极性的变化，而改变输出电流的流向或大小，用以得知气流推动该叶片21，而使该扇轮2旋转的转动量。

另，如图2b所示，该转动感测件12也可设为感光元件12b，如：光收发器等，该感光元件12b可朝向该扇轮2的轮毂24发光，该旋转定位件22可对应设有至少一反光条22b（如：可反射光线的光滑表面或镜面等构材），该反光条22b可沿该轮毂24的径向或轴向设置，使该感光元件12b可由该反光条22b的光线反射变化而检测该轮毂24是否转动。借此，当该反光条22b受到该扇轮2带动而旋转时，该感光元件12b可感测到光线的变化，而改变输出电流或电压的相位或大小，用以得知转动量及估测气流量。

请参阅图3所示，其是本发明的气流感知器第二实施例的组合剖视图。其中，该气流感知器可包含一基座1’及一扇轮2’，该基座1’的二端可形成供气流进出的一流入端1a’及一流出端1b’，该基座1’可设有一轴管11’、一转动感测件12’、一电路板12p’及一挡止件13’，该转动感测件12’可设于该电路板12p’，该电路板12p’可一体成形或可拆卸地结合于该基座1’，或者，可利用该电路板12p’形成该基座1’的一底板；该扇轮2’可转动地结合于该基座1’的轴管11’，该扇轮2’设有数个叶片21’及一旋转定位件22’。在此实施例中，该旋转定位件22’可对应形成至少一透光部（如：穿孔、透明压克力或树脂等），该旋转定位件22’可设于该扇轮2’的轮毂；该转动感测件12’可设为光耦合器（photo-coupler），在该扇轮2’旋转时，该光耦合器的一发光端及一受光端可分别位于该旋转定位件22’的透光部两侧，供该转动感测件12’接收来自该扇轮2’转动时的光源变化，使该转动感测件12’可由该旋转定位件22’的光线透射变化，而检测该扇轮2’的转动量。

请参阅图4所示，其是本发明的气流感知器第三实施例的组合剖视图。其中，该气流感知器可包含一基座1’’及一扇轮2’’，该基座1’’的二端可形成供气流进出的一流入端1a’’及一流出端1b’’，该基座1’’可设有一轴管11’’、一转动感测件12’’及一挡止件13’’；该扇轮2’’可转动地结合于该基座1’’的轴管11’’，该扇轮2’’设有数个叶片21’’及一旋转定位件22’’。在此实施例中，该转动感测件12’’可设为感应元件，如：近接开关（proximityswitch）等，该旋转定位件22’’可对应设为至少一导电件（如：金属条等），该导电件可沿该扇轮2’’的轴向设置。借此，当该导电件受到该扇轮2’’带动而旋转时，该转动感测件12’’可感应到电场极性的变化，而改变输出电流的流向或大小，用以得知转动量及估测气流量。

借此，如图1、3、4所示，当气流产生的推力驱使该扇轮2、2’、2’’旋转时，该扇轮2、2’、2’’可带动该旋转定位件22、22’、22’’，使该旋转定位件22、22’、22’’与转动感测件12、12’、12’’产生相对旋转运动，此时，该转动感测件12、12’、12’’可感测到电、磁、光等场域变化，而输出感测信号，该感测信号与扇轮2、2’、2’’的转动量之间具有相关性（如：具有线性或非线性关系）。此外，由于该转动量与该气流量之间具有一特定关系，如：转换方程序、关系曲线或对应表等，故可利用上述气流感知器实施例输出的感测信号换算得知该气流量，举例说明如下，但是不以此为限。

请参阅图5所示，其是本发明的气流检测装置实施例的架构示意图。其中，该气流检测装置实施例可包含上述气流感知器实施例及一处理单元3。在此实施例中，仅以上述气流感知器第一实施例组成气流检测装置的实施态样说明，但是该气流检测装置也可利用该气流感知器第二、三实施例组合而成，在此并不设限；该基座1可设于一气流通道A内，如：该基座1可设数个肋条14，各肋条14之间可供空气流过，用以辅助检测该气流通道A的气流资讯，如：气流量或速度等；该扇轮2（如：轴流式或离心式扇轮）的轴向可平行于该气流通道A的流向，使气流可驱动该扇轮2旋转，该扇轮2的形式及设置方式在此并不设限；该处理单元3可依据该转动感测件12输出的感测信号换算产生该气流资讯，该气流资讯与感测信号可具有一转换关系，如：转换方程序、关系曲线或对应表等，该转换关系可依应用场合而有所不同，并可依据预设值或输入参数加以选定。

在此实施例中，该处理单元3（如：由至少一电路板或特殊功能积体电路等构成）可包含一供电元件31（如：稳压器或太阳能电池等）及一信号转换器32（如：数位信号处理器等），该供电单元31电性连接该信号转换器32及感磁元件12，该供电单元31可设于该基座1内部或外部；该信号转换器32可设于该基座1内部或外部，该信号转换器32可输入该感测信号及执行一转换程序，依据该感测信号产生该气流资讯，该气流资讯可输出至相关应用系统（如：空调控制系统等）；此外，该处理单元3还可包含一人机介面33（HMI，如：触控屏幕等），该人机介面33可电性连接该信号转换器32，用以输入控制参数或输出该气流资讯，该人机介面33可配合实际应用而结合于另一控制系统（如：大厦管理监控系统等），但是不以此为限；另，该处理单元3还可包含一收发元件34（tranceiver，如：无线信号收发器等），该收发元件34可设于该基座1内部或外部，用以接收来自一远端控制平台（如：智慧型手机或电脑等）的控制信号或输出该气流资讯至该远端控制平台，但是不以此为限。

借助前揭的技术手段，本发明的气流感知器及含有该气流感知器的气流检测装置实施例的主要特点列举如下：该基座1、1’、1’’可设有该转动感测件12、12’、12’’；该扇轮2可转动地结合于该基座1、1’、1’’，该扇轮2、2’、2’’设有该叶片21、21’、21’’及旋转定位件22、22’、22’’，使该转动感测件12、12’、12’’可依据该旋转定位件22、22’、22’’的转动量输出上述感测信号，该处理单元3可依据该转动感测件12、12’、12’’输出的感测信号产生上述气流资讯。

借此，当气流产生的推力驱使该扇轮2、2’、2’’旋转时，可由该旋转定位件22、22’、22’’与转动感测件12、12’、12’’的相对运动产生上述感测信号及气流资讯，可确实感知气体流动情形及相关资讯，可以达到「确实感知气流量」功效，改善现有风速检测装置的「气流感测范围受限」问题。

Claims (35)

1.一种气流感知器，其特征在于，包含：

一个基座，设有一个转动感测件；及

一个扇轮，是可转动地结合于该基座，该扇轮设有数个叶片及一个旋转定位件，使该转动感测件依据该旋转定位件的转动量产生一个感测信号。

2.根据权利要求1所述的气流感知器，其特征在于，该转动感测件与该旋转定位件相对位。

3.根据权利要求1所述的气流感知器，其特征在于，该转动感测件为一个感磁元件，该旋转定位件为一个磁性件。

4.根据权利要求3所述的气流感知器，其特征在于，该感磁元件为一个霍尔元件。

5.根据权利要求3所述的气流感知器，其特征在于，该感磁元件嵌入该基座或间接结合于该基座。

6.根据权利要求1所述的气流感知器，其特征在于，该转动感测件为一个近接开关，该旋转定位件为一个导电件。

7.根据权利要求6所述的气流感知器，其特征在于，该近接开关设于该基座的表面。

8.根据权利要求1所述的气流感知器，其特征在于，该转动感测件为一个感光元件，该旋转定位件设有至少一个反光条。

9.根据权利要求8所述的气流感知器，其特征在于，该感光元件为一个光收发器。

10.根据权利要求1所述的气流感知器，其特征在于，该转动感测件为一个光耦合器，该旋转定位件形成至少一个透光部。

11.根据权利要求1所述的气流感知器，其特征在于，该基座设有一个电路板，该转动感测件设于该电路板。

12.根据权利要求11所述的气流感知器，其特征在于，该电路板是一体成形地设置于该基座。

13.根据权利要求11所述的气流感知器，其特征在于，该电路板形成该基座的一个底板。

14.根据权利要求1所述的气流感知器，其特征在于，该基座设有一个挡止件，用以防止该扇轮脱出。

15.根据权利要求1所述的气流感知器，其特征在于，该扇轮为一个轴流式扇轮或一个离心式扇轮。

16.一种气流检测装置，其特征在于，包含：

一个基座，设于一个气流通道，该基座具有一个转动感测件；

一个扇轮，是可转动地结合于该基座，该扇轮具有数个叶片及一个旋转定位件，使该转动感测件依据该旋转定位件的转动量产生一个感测信号；及

一个处理单元，电性连接该基座的转动感测件，该处理单元依据该感测信号产生一个气流资讯。

17.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该转动感测件与该旋转定位件相对位。

18.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该转动感测件为一个感磁元件，该旋转定位件为一个磁性件。

19.根据权利要求18所述的气流检测装置，其特征在于，该感磁元件为一个霍尔元件。

20.根据权利要求19所述的气流检测装置，其特征在于，该感磁元件嵌入该基座或间接结合于该基座。

21.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，转动感测件为一个近接开关，该旋转定位件为一个导电件。

22.根据权利要求21所述的气流检测装置，其特征在于，该近接开关设于该基座的表面。

23.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该转动感测件为一个感光元件，该旋转定位件设有至少一个反光条。

24.根据权利要求23所述的气流检测装置，其特征在于，该感光元件为一个光收发器。

25.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该处理单元包含一个供电元件及一个信号转换器，该供电单元及该信号转换器电性连接该感磁元件。

26.根据权利要求25所述的气流检测装置，其特征在于，该处理单元另包含一个人机介面电性连接该信号转换器。

27.根据权利要求25所述的气流检测装置，其特征在于，该处理单元另包含一个收发元件电性连接该信号转换器。

28.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该扇轮的轴向平行于该气流通道的流向。

29.根据权利要求28所述的气流检测装置，其特征在于，该扇轮为一个轴流式扇轮或一个离心式扇轮。

30.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该转动感测件为一个光耦合器，该旋转定位件形成至少一个透光部。

31.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该基座设有一个电路板，该转动感测件设于该电路板。

32.根据权利要求31所述的气流检测装置，其特征在于，该电路板是一体成形地设置于该基座。

33.根据权利要求31所述的气流检测装置，其特征在于，该电路板形成该基座的一个底板。

34.依据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该基座设有一个挡止件，用以防止该扇轮脱出。

35.根据权利要求16所述的气流检测装置，其特征在于，该基座设数个肋条。