CN1454281A - 雨传感器装置 - Google Patents

Abstract

用于窗户操纵器的雨传感装置，该窗户包括一个窗框，一个相对于所述的窗框可枢转的窗扇和一块安置在所述窗扇上的玻璃。该操纵器适合在关闭和打开的位置之间枢转所述的窗扇，反之亦然，所述的操纵器由一个对来自至少一个雨传感器的输入信号作出反应的控制电路来控制，该雨传感器具有至少一个已安置好的感应区以便当窗扇处于关闭状态时，它可以在所述的窗户的保护下而不受雨水的冲刷。

Description

雨传感器装置

技术领域

本发明涉及一种用于窗户操纵器的雨传感器装置，所述的窗户包括一个窗框，一个相对于所述的窗框可枢转的窗扇和一块安置在所述窗扇上的玻璃，该操纵器适于在关闭和打开的位置之间，枢转所述的窗扇，反之亦然，并且所述的操纵器由对来自至少一个雨传感器的输入信号做出反应的控制电路来控制。

背景技术

建筑物的窗户，特别是屋顶上的窗户，经常是电动操纵。这就使在远处和无法靠近的地方操纵窗户的开关变得很容易。此外，它也使一个窗户或多个窗户可以被自动操纵，例如当建筑物内的温度、湿度比较高或其它因素需打开窗户时。这可以帮助建筑物内气候的调节。相对地，窗户也可以自动地关闭，例如当温度低于预期值或外面开始下雨或下雪。

控制单元通过从用于不同参数的多个传感器接收信号控制窗户的开关，例如，上面提到的例子。为便于参考，以下用单个窗户，但对本领域技术人员是显然的，该窗户可以被单独或作为一组中的一部分控制。

传统的雨传感器放置在建筑物的外面以便对落在它上面的雨(或其它降落的雪或露水)做出反应。温度和湿度传感器被放置在建筑物内的适当位置，控制该建筑物内的气候。特别是，雨传感器具有超过内部传感器的优先性。也就是说，如果被检测到有含水降落物，控制电路产生关闭窗户的作用而不管在建筑物内部的传感器指示是否保持窗户的开或关。之所以这样是因为落入建筑物内的雨或雪会导致损坏，而建筑物内的气候对居住者来说只是一个舒适的问题。

然而，把雨传感器放在外面，也有一些缺陷。一个是从传感器的电线必须从建筑物内拉到外，例如穿过墙或窗户的窗框。这就不是很理想，因为它涉及钻眼和拉线的人工费用。此外，这个洞造成了潜在的可能让水通过墙，窗框或建筑物其它结构流入。

另一个缺点是，甚至一些下雨的天气情况下可以让窗户继续开者不管外面正在下雨，雨传感器将总是指示控制单元应关闭窗户。这样的天气情况可以是几乎无风或干脆没风的雨天。如果建筑物内很热，还比较理想，但不可能在同时保持窗户开着。

发明内容

本发明通过提供一个根据开始的段落里描述的雨传感器装置，它克服了这些缺陷，该雨传感器装置包括一个雨传感器，该传感器具有至少一个已安置好的感应区以便当窗扇处于关闭状态时，它可以在所述的窗户的保护下而不受雨水的冲刷。

然而，把雨传感器放置在建筑物内涉及其它的问题，因为一个问题是必须保证传感器确实检测在所有需要关闭窗户的情况下的含水降落物。

本发明通过在所述窗户窗框下部分的附近安置的所述的感应区来解决这个问题。

通过在所述窗户下窗框部分的附近安置所述的感应区，可枢转的窗扇和安置在其中的窗玻璃将对着从不确定方向来的含水降落物而雨传感器的玻璃感应区的打开的位置。也就是说从含水降落物的方向不可能通过开着的窗户渗入到建筑物内任何更远的延伸部分。

特别是这个感应区位于所述窗户侧窗框部分的附近。

实验已显示了这些区域对含水降落物的渗透是最关健的，而且当含水降落物渗透到那里使为了保证窗户正确地关闭，通过它检测在这些区域中的含水降落物很重要。

在优选的实施例中，这个雨传感器装置包括至少两个感应区。

这个优点作为实验通过利用两个感应区已显示出来，与仅使用一个传感器相比该感应区对保证所述正确关闭窗户的需要大大减低。仅使用一个传感器，感应区需要覆盖几乎整个从窗框的一侧到另一侧的全部区域。

在本发明的一个优选实施例中，该感应区位于从外壳的末端0mm到200mm所覆盖的区域内，优选的是位于从所述的末端30mm到120mm所覆盖的区域内。

实验证明把感应区放置在这些区域里在需要把窗户适当地关好而又没关好的情况下和不是确实需要关窗户而窗户又关闭的风险之间是一个最好的折衷方案。

在一个优选的实施例中，感应区或像这种情况的感应区具有电容性。

利用电容感应区电容性的感应区允许更可靠的含水降落物的检测，因为它们可以比有电阻检测器更少倾向于由于传导的污染引起的错误的检测。这个原因是，很可能防水传感器被碳颗粒污染，电阻最终降低到一个值，相关的电路认为的这个低电阻由于传感器长期受潮。如果电容传感器的感应区被碳颗粒包覆，只要感应区是干燥的时候它不会明显地影响这个电容值。另一方面，当雨点掉在传感器的感应区时，这个专门的涂层吸收水分并在一个比较大的表面上散发出去。实验证明，在感应区上水分的散发其实远比在传感器上的雨滴更多地改变了电容量。至于污染，应该注意到根据本发明的雨传感装置，与安置在建筑物外的感应区相比，感应区被污染的可能性较小。

在最佳实施例中，控制电路对所述的感应区的电容变化速率做出反应。

利用电容变化速率的检测有助于使传感器减少不但由于被污染而且由于湿气或露水降落在传感器的感应区相对地减慢的影响的错误检测。在人们在浴室里淋浴时，如果窗户自动关闭是一个很不理想的情况，湿气会积聚在浴室里，在此种情况下，这是一个特别的优点。此外，由于它可以让窗户为通风目的整夜打开而不必对露水做不是预期的反应，也是有利的方面。

在优选的实施例中，该雨传感器包括基于检测到的感应区的电容量来给控制电路提供一个频率信号的电路。

这给控制电路提供了一个可靠的和干扰电阻信号。

本发明通过提供一个用于打开和关闭窗户的操纵器，所说的操纵器包括至少一个感应区，进一步解决了上述的缺点和问题。

在操纵器的优选实施方式中，该操纵器包括一个外壳并且所说的雨传感器的感应区安置在所述的外壳中，优选的是在一个合适的图案中。

这有一个优点，操纵器可以作为一个包括雨传感器的预装配的单元。用于这些传感器的电线不必在安装中穿过墙或从这个建筑物内窗户后的另外一个地方面拽出。

优选的操纵器包括至少两个传感元件，优选的是位于从外壳的末端0mm到200mm所覆盖的区域内，优选的是位于从所述的末端30mm到120mm所覆盖的区域内。

这保证了如上所描述的降落物的理想检测。特别是，当外壳适于沿着位于窗框两侧部分之间的下窗框部分的整个长度上自然延伸。而且又美观。

如上述情况下的优选的感应区，具有电容性，并且优选的是，控制单元可对所说的感应区的电容的变化速率做出反应。

附图说明

下面将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。

图1显示本发明的一个带有一个操纵器和一个雨传感器装置的打开的顶部悬挂式窗户的外侧立体图；

图2显示本发明的一个带有一个操纵器和一个雨传感器装置的打开的顶部悬挂式窗户的内侧立体图；

图3显示图1所示的本发明的一个具有雨传感器装置的操纵器的盖板示意图；

图4是一个雨传感器的电路示意图；

图5是一个雨传感器的电容感应区的俯视图；

图6是感应区的最佳位置的实验结果图。

具体实施方式

参考图1，图1显示了一个顶端悬挂式窗户20的立体图，该窗户20安置在屋顶21中。在图2中可以更好地看出，窗户20包括一个有两个侧边部分22的窗框及一个下窗框部分23和一个高窗框部分24。该窗户20还包括一个窗扇25，该窗扇在窗框顶部的水平轴线上铰接。在窗扇25中，一个透明的和半透明玻璃29优选地紧密连接。

在与下窗框部分23连接上或中，一个电动操纵器安置在一个外壳10内。该操纵器可以为任何方便的类型，例如链状操纵器，在其中使用一个电动马达和一个链轮齿驱动链26穿过一个孔11进入和伸出外壳10。链26优选地具有半刚性性质，例如只在一个方向上可弯曲。链的一个末端位于操纵器外壳内，另一个末端与窗扇通过支架27紧密地相连，因此可让驱动器通过链26把力传送到窗扇25用以进行打开和关上的动作。这样一个操纵器，例如可以在DK-B1-171921中见到。作为选择一个剪刀型的操纵器也可以使用。外壳10可以包括一个底座部分适于安置在下窗框部分23上，并且，一个盖在三个侧面覆盖外壳，保持末端打开因为它们面对着窗框侧面22而且可以考虑关闭。可选择地该操纵器可以或多或少地嵌入这个窗框并只被图3所示的盖板包覆。

在优选的实施例中，该操纵器是一个完全预制的操纵器单元，在运送给客户之前或之后该单元可安置在窗户的下窗框部分上。因此，该操纵器单元不仅包括前面提到的电动马达、链轮齿和链而且还包括一个控制电路，该控制电路操作对来自一个马达，该马达对，如，来自一个手动操作开关，一个IR远程控制，一个计时器，一个温度传感器，通过一个外部总线来自另一个操纵器，或特别是来自一个雨传感器的输入信号做出反应。

正如从图1和2中可以看到，外壳10自然地覆盖了在两个窗框侧面22之间的全部长度。当窗户20处于关闭位置时，这两个传感器包括直接安置在对着窗扇25的侧面的外壳10上和玻璃29的可能部分的电容感应区1。该感应区域在关闭状态下优选地安置在尽可能地靠近玻璃处。在图1和2中所示的实际的实施例中，在玻璃29和传感器1之间将有一个大约1-2mm的间隙。该感应区域优选地有大约30mm×70mm的区域，但也许更大一些，例如40mm×140mm。根据在不同的雨和风的条件下及窗户22的不同的倾斜度所做的实验，感应区1的优选位置是在从外壳10的末端在0mm到200mm覆盖的区域，优选的是在外壳10的末端30mm到120mm所覆盖的区域内。

在另一个没有显示实施例中，该操纵器没有覆盖在两个窗框侧面部分22之间的整个长度上，该电容感应区被直接安置在下窗框部分23上。在这个实施例中，该感应区也面对着窗扇25，也可能玻璃29或窗户关闭位置的一部分。因此，在这个实施例中优选的感应区1的位置也是在窗框侧面部分22的邻近部分。也就是说，在窗框侧面22从0mm到200mm覆盖的区域内，优选的是在窗框侧面22从30mm到120mm所覆盖的区域内。在这种情况下很明显地，该传感器或至少该传感器的电容感应区1不能整合到操作单元10中。所以，电线必须从传感器或至少从感应区1拉到控制电路，该控制电路仍然优选地位于操纵器外壳10中。

即使上述实施例是参考一个顶部悬挂式可枢转的窗户，对感应区位置的考虑也同样适于可枢转式窗户，在此处，窗扇绕水平枢轴在窗框侧面中心区域转动。为美学的目的，这种类型的窗户经常把操纵器放在与顶窗框侧面部分连接的地方。正如在前面所提到的实施例中，不可或缺的电线从传感器或至少从感应区拉到控制电路处。

从图5可以看出，电容感应区1是优选的整体类型，可以让在电极间的空气间隙通过雨滴接通。甚至一个单独雨滴将很大程度地改变感应区1的电容，这是因为与空气相比水具有较高相对电容率。空气的相对电容率大约是1，而液体水的相对电容率在25℃时大约是80，并且在0℃时略小于88。该感应区1是一个传感器单元的优选部分，包括一个带有图4所示的电路的电路板，因为这可以把一个相关的干扰电阻信号用到在外壳10内的控制单元上。该电路将在下面解释说明。具有与电路连接的感应区给传感器一定的总体高度，由此优选地是把感应单元放在外壳10上或者在盖板上所形成的部分，例如在图3中所描述的合适的图案30。如果传感器在外壳10上突出是可以接受的，当然可以直接安置在其上，因此避免该图案的形成。类似的考虑也相同，根据上面所描述的实施例，如果感应单元被直接放置在下窗框部分23。

图4的电路布成一个整体电路，就像菲利浦HEF406b或摩托罗拉MC4060b，分别参考“14字节的计算器和震荡器”或“14字段载波计算器/驱动器和震荡器”。

当与包括电阻R1，R2，R3的RC网络连接时，二极管D1和由电容感应区1形成的电容器，IC形成一个震荡器。在本发明中，当感应区1是干燥状态时，元件的值已经被选择以便给震荡器一个以大约150khz为中心的频率。该IC允许不同的频率分开输出。在现在这种情况下，输出06一个大约500Hz的输出中心频率。

如果一个单独的雨滴落在感应区内，电容的改变将引起输出大约为60Hz的信号的频率改变Δf。

这个频率信号通过电阻R4和一个终端50输出到在操纵器外壳10的控制电路。因此，三根电线必须拉到传感器，即，一个用于提供电压VCC，一个接地，一个用于输出信号。以这种方式在感应区1直接提供一个频率信号使信号极少被干扰，例如与把两条导线简单地从在外壳10内的控制电路拉倒感应区1的情形相比较。

基于优选的微处理器，控制电路从雨传感器接收频率信号。已接收的信号被及时监控，并且基于预先的规则频率的变化率Δf/t被用于雨或雪的指示。

利用频率的变化速率Δf/t具有减慢降落物降落的优点，就像露水只是缓慢地改变感应区1的电容，并且输出传感器频率。因此，在外壳10里的控制电路不会像传导雨或雪那样传导这个缓慢变化，并保持窗户20打开的状态。

根据本发明设置雨传感器的感应区具有进一步的优点，它可以有帮于检测窗户是不是关好了。因此如果控制电路不但检测频率变化速率而且检测吸收值，这个值可以与相应的干燥和潮湿状态下的储存值相比较。假设是这样，在像传导雨的频率的突然变化一样，该频率不会返回与干燥传感器相应的值，该控制电路可以解释这个信号作为一个有缺陷的窗玻璃或一个没关闭的窗户并发出一个警告。

正如提到的在先实验已经得出感应区1的最佳位置。用放在下窗框部分附近的潮湿敏感的纸，此处安置有操纵器，可以用不同的风向，雨滴大小，窗户的倾斜度，窗洞进行测试。由于系统的原因，测试只从一侧进行。这些测试用两个不同尺寸，即：40mm×70mm和40mm×140mm的感应区1来测评。

图6显示从窗框侧部分22在一个指定的位置在指定的可接收的检测结果的测试状况的百分比。如图6中所示，该40mm×70mm的感应区的最佳位置有些从窗框所说的部分22向内突出在大约可接受检测的82％的区域。对于一个40mm×140mm的感应区，最佳的是在窗框侧面22，突出大约89％。应该注意到的是，对位于两侧的前方的风向传感器将检测降落物，然后给出一个比上面指出的更高的总百分比。如此，将可看出该较大的区域给出一个略微高一点的检测百分比。然而，使用较大传感器，其花费较高是不够合理的，因此较小的传感器是优选的。

该实验进一步指出感应区应优选地位于下窗框部分23的附近，以便优选地覆盖从下窗框部分23的40mm到80mm的区域。决定与外壳10的尺寸，这不太可能，并且在这种情况下，感应区应该安置在外壳10允许的情况下远离下窗框部分处。

Claims (17)

1、用于窗户操纵器的雨传感装置，

所述的窗户包括一个窗框，一个相对于所述的窗框可枢转的窗扇和一块安置在所述窗扇上的玻璃；

所述操纵器适合在关闭和打开的位置之间枢转所述的窗扇，反之亦然，所述的操纵器由一个可对来自至少一个雨传感器的输入信号做出反应的控制电路来控制，其特征在于：包括一个具有至少一个已安置好的感应区的雨传感器，使它在窗扇处于关闭位置时，可以在所述的窗户的保护下不被雨水冲刷。

2、如权利要求1中所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的感应区位于所述窗户下窗框部分的附近。

3、如权利要求1、2中任何一个所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的感应区位于所述窗户的窗框侧部分的附近。

4、如权利要求1、2、3中任何一个所述的雨传感器装置，其特征在于，该装置包括至少两个感应区。

5、如权利要求3、4中任何一个所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的操纵器包括一个外壳且所述的感应区位于所述的外壳上。

6、如权利要求5所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的外壳沿着下窗框部分在位于窗框两侧部分之间的整个长度上自然延伸。

7、如权利要求6所述的雨传感器装置，其特征在于，该感应区位于从外壳的末端0mm到200mm所覆盖的区域内，优选的位于是从所述的末端30mm到120mm所覆盖的区域内。

8、如前述任何一个权利要求所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的感应区具有电容性。

9、如权利要求9所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的雨传感器包括基于检测到的感应区的电容量来为控制电路提供一个频率信号的电路。

10、如权利要求8、9所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的控制电路对所述的感应区电容变化速率做出反应。

11、用于打开和关闭窗户的操纵器，其特征在于，所述的操纵器包括至少一个雨传感器。

12、如权利要求11所述的操纵器，其特征在于，所述的操纵器包括一个外壳并且该雨传感器的感应区位于该外壳上。

13、如权利要求11、12中任何一个所述的操纵器，其特征在于，所述的操纵器包括至少两个感应区。

14、如权利要求13所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的外壳适于沿着下窗框部分在位于窗框两侧部分面之间的的整个长度上自然延伸。

15、如权利要求14所述的雨传感器装置，其特征在于，感应区域位于从外壳的末端在0mm到200mm覆盖的区域内，优选是的位于从末端30mm到120mm所覆盖的区域内。

16、如权利要求11到15所述的雨传感器装置，其特征在于，感应区域具有电容性。

17、如权利要求16所述的雨传感器装置，其特征在于，所述的控制单元对所述的感应区的电容的变化速率做出反应。

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