CN112796631B - 一种保温玻璃窗及其破损检测定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保温玻璃窗及其破损检测定位方法，包括玻璃窗和控制器，玻璃窗内部侧壁连通有注水装置，玻璃窗内部侧壁还设有加热装置，玻璃窗内部四边都设有压力传感器，玻璃窗内部以及外部两侧都设有温度传感器，注水装置、加热装置、温度传感器和压力传感器都与控制器电连接，控制器还电连接有报警器和显示器；通过注水装置向玻璃窗内部注水并在加热装置的作用下进行加热保温，同时通过在水平方向上和竖直方向上对压力传感器的受力段进行有限元划分，并将各单元的实际压力值与理论压力值对比，通过压力对比的偏差值的异常位置来确定破损的具体位置。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种保温玻璃窗及其破损检测定位方法。
背景技术
在冬季的时候尤其是在我国的北方，室外处于零下20-30℃，经常会出现玻璃窗被冻裂的情况，后来随着玻璃技术的发展，出现了一种中空玻璃窗，即玻璃窗为两层，内部中空，进而取得更好的保温效果，但是随着中国暖气行业的发展，中国北方基本都实现了供暖，所以在使用供暖时室内温度在20℃左右，由于室内外的较大温度差，玻璃内外层的受热形变量不同，且内部气体的受热也是不均匀的，进而导致玻璃窗产生破损，所述现在急需一种能够进行保温的玻璃窗以及玻璃窗破损的检测定位方法。
发明内容
本发明针对上述实际情况中的不足，提供了一种安装有注水装置和加热装置的玻璃窗，通过向玻璃窗内注水加热进行保温的同时进行玻璃窗破损检测定位。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种保温玻璃窗，包括玻璃窗和控制器，所述玻璃窗内部侧壁连通有注水装置，所述玻璃窗内部侧壁还设有加热装置，所述玻璃窗内部四边都设有压力传感器，所述玻璃窗内部以及外部两侧都设有温度传感器，所述注水装置、所述加热装置、所述温度传感器和所述压力传感器都与所述控制器电连接。
优选的，所述注水装置安装在所述玻璃窗内部上端。
优选的，所述加热装置为四块加热片，所述加热片设置在所述玻璃窗内部四角。
优选的，所述温度传感器位于所述压力传感器中间位置。
一种保温玻璃窗破损检测定位方法，还包括报警器和显示器，所述报警器和所述显示器都与所述控制器电连接，水平方向上的所述压力传感器的长度为L，竖直方向上的所述压力传感器长度为H，具体的破损检测定位方法包括如下步骤：
步骤一：当室外温度低于设定值T0，同时室内外温度差大于玻璃冻裂温差值T时，所述控制器控制所述注水装置向玻璃窗内注水至充满整个玻璃窗内部，然后进行加热至与室内温度相等，加热过程中所述压力传感器检测到的水平压力值范围为PL，竖直压力值范围至为PH；
步骤二：当玻璃窗发生破损时，即玻璃窗内的水位开始下降，此时水平方向压力值低于PL，竖直方向压力值低于PH，然后所述控制器控制所述注水装置按照设定的流量缓慢的向玻璃窗内注水，若在t时间内，所述压力传感器检测到的水平压力值PL1和竖直压力值PH1不增加，说明玻璃窗上的破损较大，此时所述控制器根据所述压力传感器检测到的压力信号模拟出玻璃窗的破损位置并通过所述报警器进行报警，同时还控制所述注水装置将玻璃窗内的水排出；
步骤三：若玻璃窗的破损较小，即玻璃窗在随着所述注水装置注水时，在t时间内所述压力传感器检测到的压力值PL1和PH1能够再次达到PL和PH，在所述压力传感器压力值升高过程中，所述压力传感器将检测到的压力值发送至所述控制器内，所述控制器将所述压力传感器的检测结果进行有限元划分，即水平方向上各单元的理论压力值为
，竖直方向上各单元的理论压力值为
；
步骤四：所述压力传感器在水平方向上各单元的实际压力值为
，在竖直方向上的各单元的实际压力值为
，将水平方向和竖向方向上的各单元的理论压力值与实际压力值进行对比，若出现偏差值超过设定的误差值ε时，说明偏差值出现位置为玻璃窗破损位置，所述控制器在模拟中可将水平方向的偏差异常位置的连线与竖直方向的偏差异常位置的连线的交叉位置确定为破损位置，然后所述控制进行报警并将破损位置在所述显示器中进行显示。
优选的，所述步骤一中的室外温度设定值T0为0-5℃。
优选的，所述步骤三中的注水时间t为1-2min。
优选的，所述步骤四中的误差值ε为15%。
本发明的有益效果是：
1、通过在玻璃窗内部的中空位置设置注水装置、压力传感器、温度传感器以及加热装置，同时在玻璃窗外部两侧也设置压力传感器，通过温度传感器检测到温度差并在控制器的控制下向玻璃内部注水并加热，将玻璃窗整体加热到与室内温度相同，从而保证玻璃窗不会被冻裂。
2、通过在水平方向上和竖直方向上的对压力传感器的受力段进行有限元划分，并将各单元的实际压力值与理论压力值对比，通过压力对比的偏差值的异常位置来确定破损的具体位置。
附图说明
图1是本发明玻璃窗正面结构示意图。
图2是本发明玻璃窗侧面结构示意图。
图3是本发明破损定位状态示意图。
图4是本发明的工作流程图。
图中：玻璃窗1、注水装置2、压力传感器3、加热片4、温度传感器5、控制器6、报警器7、显示器8。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的 前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。
实施例如图1至4所示，一种保温玻璃窗，包括玻璃窗1和控制器6，所述玻璃窗1内部侧壁连通有注水装置2，所述玻璃窗1内部侧壁还设有加热装置，所述玻璃窗1内部四边都设有压力传感器3，所述玻璃窗1内部以及外部两侧都设有温度传感器5，所述注水装置2、所述加热装置、所述温度传感器5和所述压力传感器3都与所述控制器6电连接。
所述注水装置2安装在所述玻璃窗1内部上端。
所述加热装置为四块加热片4，所述加热片4设置在所述玻璃窗1内部四角。
所述温度传感器5位于所述压力传感器3中间位置。
一种保温玻璃窗破损检测定位方法，还包括报警器7和显示器8，所述报警器7和所述显示器8都与所述控制器6电连接，水平方向上的所述压力传感器3的长度为L，竖直方向上的所述压力传感器3长度为H，具体的破损检测定位方法包括如下步骤：
步骤一：当室外温度低于设定值T0，同时室内外温度差大于玻璃冻裂温差值T时，所述控制器6控制所述注水装置2向玻璃窗1内注水至充满整个玻璃窗1内部，然后进行加热至与室内温度相等，加热过程中所述压力传感器3检测到的水平压力值范围为PL，竖直压力值范围至为PH；
步骤二：当玻璃窗1发生破损时，即玻璃窗1内的水位开始下降，此时水平方向压力值低于PL，竖直方向压力值低于PH，然后所述控制器6控制所述注水装置2按照设定的流量缓慢的向玻璃窗1内注水，若在t时间内，所述压力传感器3检测到的水平压力值PL1和竖直压力值PH1不增加，说明玻璃窗1上的破损较大，此时所述控制器6根据所述压力传感器3检测到的压力信号模拟出玻璃窗1的破损位置并通过所述报警器7进行报警，同时还控制所述注水装置2将玻璃窗1内的水排出；
步骤三：若玻璃窗1的破损较小，即玻璃窗1在随着所述注水装置2注水时，在t时间内所述压力传感器3检测到的压力值PL1和PH1能够再次达到PL和PH，在所述压力传感器3压力值升高过程中，所述压力传感器3将检测到的压力值发送至所述控制器6内，所述控制器6将所述压力传感器3的检测结果进行有限元划分，即水平方向上各单元的理论压力值为
，竖直方向上各单元的理论压力值为
；
步骤四：所述压力传感器3在水平方向上各单元的实际压力值为
，在竖直方向上的各单元的实际压力值为
，将水平方向和竖向方向上的各单元的理论压力值与实际压力值进行对比，若出现偏差值超过设定的误差值ε时，说明偏差值出现位置为玻璃窗1破损位置，所述控制器6在模拟中可将水平方向的偏差异常位置的连线与竖直方向的偏差异常位置的连线的交叉位置确定为破损位置，然后所述控制进行报警并将破损位置在所述显示器8中进行显示。
所述步骤一中的室外温度设定值T0为0-5℃。
所述步骤三中的注水时间t为1-2min。
所述步骤四中的误差值ε为15%。
具体的工作过程：当温度传感器5检测到玻璃窗1外的温度降低至设定值T0时，同时室内开设暖气导致室内外温差大于设定值T时容易导致玻璃破裂，所以此时控制器6可以控制注水装置2对玻璃窗1内部进行注水，此时控制器6控制加热片4对水进行加热，当加热后的水升温至等于或者超过室内温度时，加热片4停止加热并进入循环模式。
同时可通过压力传感器3检测的压力值的变化来检测玻璃窗1是否破损，若玻璃窗1上边的压力传感器3检测不到压力值，且两边的竖直方向的压力传感器3部分检测到压力，则向玻璃窗1内按照设定的流量进行注水t时间，若在注水过程中，两侧的压力传感器3检测到的压力值基本不发生变化，即表示玻璃窗1的破损较大，且破损位置位于竖直边上压力传感器3检测不到压力值的位置，此时控制器6将该位置记录并控制注水装置2将玻璃窗1内的水排出，同时进行报警器7报警。
若t时间内竖直边的压力传感器3压力值在增加，则继续加注水至玻璃窗1充满，并在充满过程中，始终检测四边压力传感器3上各单元的实际压力值并与理论压力值进行对比，由于在破损位置会发生水的泄漏，从而导致破损位置的压力外泄，即对应位置的压力传感器3单元上的实际压力值小于理论压力值，当实际压力值与理论压力值的偏差大于误差值ε时，即判定偏差位置为玻璃窗1的实际破损位置，此时控制器6可通过水平方向和竖直方向的偏差位置连线的交叉位置进行模拟定位并于显示器8中显示，同时还进行报警器7报警，方便维修人员的维修。
Claims (7)
1.一种保温玻璃窗破损检测定位方法，其特征在于：一种保温玻璃窗，包括玻璃窗(1)、控制器(6)、报警器(7)及显示器(8)，所述玻璃窗(1)内部侧壁连通有注水装置(2)，所述玻璃窗(1)内部侧壁还设有加热装置，所述玻璃窗(1)内部四边都设有压力传感器(3)，所述玻璃窗(1)内部以及外部两侧都设有温度传感器(5)，所述注水装置(2)、所述加热装置、所述温度传感器(5)和所述压力传感器(3)都与所述控制器(6)电连接，所述报警器(7)和所述显示器(8)都与所述控制器(6)电连接，水平方向上的所述压力传感器(3)的长度为L，竖直方向上的所述压力传感器(3)长度为H，具体的破损检测定位方法包括如下步骤：
步骤一：当室外温度低于设定值T0，同时室内外温度差大于玻璃冻裂温差值T时，所述控制器(6)控制所述注水装置(2)向玻璃窗(1)内注水至充满整个玻璃窗(1)内部，然后进行加热至与室内温度相等，加热过程中所述压力传感器(3)检测到的水平压力值范围为PL，竖直压力值范围至为PH；
步骤二：当玻璃窗(1)发生破损时，即玻璃窗(1)内的水位开始下降，此时水平方向压力值低于PL，竖直方向压力值低于PH，然后所述控制器(6)控制所述注水装置(2)按照设定的流量缓慢的向玻璃窗(1)内注水，若在t时间内，所述压力传感器(3)检测到的水平压力值PL1和竖直压力值PH1不增加，说明玻璃窗(1)上的破损较大，此时所述控制器(6)根据所述压力传感器(3)检测到的压力信号模拟出玻璃窗(1)的破损位置并通过所述报警器(7)进行报警，同时还控制所述注水装置(2)将玻璃窗(1)内的水排出；
步骤三：若玻璃窗(1)的破损较小，即玻璃窗(1)在随着所述注水装置(2)注水时，在t时间内所述压力传感器(3)检测到的压力值PL1和PH1能够再次达到PL和PH，在所述压力传感器(3)压力值升高过程中，所述压力传感器(3)将检测到的压力值发送至所述控制器(6)内，所述控制器(6)将所述压力传感器(3)的检测结果进行有限元划分，即水平方向上各单元的理论压力值为
，竖直方向上各单元的理论压力值为
；
步骤四：所述压力传感器(3)在水平方向上各单元的实际压力值为
，在竖直方向上的各单元的实际压力值为
，将水平方向和竖向方向上的各单元的理论压力值与实际压力值进行对比，若出现偏差值超过设定的误差值ε时，说明偏差值出现位置为玻璃窗(1)破损位置，所述控制器(6)在模拟中可将水平方向的偏差异常位置的连线与竖直方向的偏差异常位置的连线的交叉位置确定为破损位置，然后所述控制进行报警并将破损位置在所述显示器(8)中进行显示。
2.根据权利要求1所述的保温玻璃窗破损检测定位方法，其特征在于：所述注水装置(2)安装在所述玻璃窗(1)内部上端。
3.根据权利要求1所述的保温玻璃窗破损检测定位方法，其特征在于：所述加热装置为四块加热片(4)，所述加热片(4)设置在所述玻璃窗(1)内部四角。
4.根据权利要求1所述的保温玻璃窗破损检测定位方法，其特征在于：所述温度传感器(5)位于所述压力传感器(3)中间位置。
5.根据权利要求1所述的保温玻璃窗破损检测定位方法，其特征在于：所述步骤一中的室外温度设定值T0为0-5℃。
6.根据权利要求1所述的保温玻璃窗破损检测定位方法，其特征在于：所述步骤三中的注水时间t为1-2min。
7.根据权利要求1所述的保温玻璃窗破损检测定位方法，其特征在于：所述步骤四中的误差值ε为15%。
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