CN206608049U - 一种防光污染窗 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种防光污染窗。所述防光污染窗，包括窗框、变色玻璃、自动卷帘、光照度传感器、紫外线传感器、红外线探测器和电位器。本实用新型能够感应外界不同的光照度，能够在光照度过高或者紫外线、红外线波长在一定范围内的情况下采取相应措施，避免光污染的发生。

Description

一种防光污染窗

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种防光污染窗。

背景技术

随着城市建设飞速发展，伴随而来的环境污染日益加剧，除水污染、大气污染、噪声污染、固体废弃物污染外，光污染被认为是第五类重要污染源。光污染最早是由国际天文界指出，认为光污染是城市室外灯光照明使天光很亮而难以进行星空观测，这种狭义的光污染仅仅是指可见光。广义的光污染指对人类生活和生产环境造成不良影响现象的一切光辐射，包括可见光、紫外线和红外线。一般将光污染分为三类，即白亮污染、人工白昼和彩光污染。

白亮污染是指在城市繁华的街道上，不少商店用大块镜面或铝合金装饰门面，有的甚至从楼顶到底层全部用镜面装璜，人们几乎置身于一个镜子的世界，而分辩不出方向。据测定，白色的粉刷面反射系数为69～80％，而镜面玻璃的反射系数达82～90％，比绿色草地、森林、深色或毛面砖石装修的建筑物的反射系数大10倍左右，大大超过了人体所能承受的范围，从而成为现代城市中新污染源之一。白亮污染会伤害人们眼晴的角膜和虹膜，引起视力下降，增加白内障的发病率。

人工白昼是指当夜幕降临后，大酒店、大商场上的广告牌、霓虹灯使人眼花缭乱，有的强光束甚至直冲云霄，使夜晚如同白昼一般。人工白昼对人的身心健康也有不良影响。由于强光反射，可把附近的居室照得如同白昼，使人夜晚难以入睡，打乱了正常的生物节律，导致精神不振。据国外的一项调查显示，有三分之二的人认为人工白昼影响健康，有84％的人反映影响夜间睡眠。人工白昼还可伤害昆虫和鸟类、因为强光可破坏夜间活动昆虫的正常繁殖过程。同时，昆虫和鸟类可被强光周围的高温烧死。

彩光污染是指现代歌舞厅所安装的黑光灯、旋转活动灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源则构成了彩光污染，危害人体健康。据测定，黑光灯可产生波长为250～320纳米的紫外线，其强度大大高于阳光中的紫外线，人体如长期受到这种黑光灯照射，有可能诱发鼻出血、脱牙、白内障，甚至导致白血病和癌症。这种紫外线对人体的有害影响可持续15～25年。旋转活动灯及彩色光源，令 人眼花缭乱，不仅对眼睛不利，而且可干扰大脑中枢神经，使人感到头晕目眩，站立不稳，出现头痛、失眠、注意力不集中，食欲下降等症状。歌舞厅的霓虹灯的闪烁灯光除有损人的视觉功能外，还可扰乱人体的内部平衡，使体温，心跳、脉搏、血压等变得不协调，引起脑晕目眩、烦躁不安、食欲不振和乏力失眠等光害综合症。荧光灯照射时间过长会降低人体的钙吸收能力，导致机体缺钙。

可见光是波长在400～700nm的电磁辐射体，是自然光的主要部分。当光的亮度过高或者过低，对比度过强或过弱时，长期生活在这样的环境中就会引起视疲劳，影响身心健康，从而导致工作效率降低。

紫外线的效应按其波长而有不同，波长为1000～1900埃的真空紫外部分，可被空气和水吸收；波长为1900～3000埃的远紫外部分，大部分可被生物分子强烈吸收；波长为3000～3300埃的近紫外部分，可被某些生物分子吸收。自然界中的紫外线来自于太阳辐射，而人工紫外线是由电弧和气体放电所产生。紫外线具有有益效应：长期缺乏紫外线辐射可以对人体产生有害作用，其中最明显的现象是维生素D缺乏症和由于磷和钙的新陈代谢紊乱所导致的儿童佝偻病发生。同时也存在有害效应：当波长在2500～3050埃时对人体有损伤作用，有害效应可分为急性和慢性两种，主要是影响眼睛和皮肤。紫外线辐射对眼睛的急性效应有光致结膜炎的发生，引起不舒适，但通常可恢复，采用适当的眼镜就可预防。紫外辐射对皮肤的急性效应可引起水疱和皮肤表面的损伤，继发感染和全身效应，类似一度或二度烧伤。眼睛的慢性效应可导致结膜鳞状细胞癌及白内障的发生。

红外线辐射指波长700nm～1mm的电磁辐射，也就是热辐射。自然界中主要的红外线来源是太阳，人工的红外线来源是加热金属、熔融玻璃、红外激光器等。物体的温度越高，其辐射波长越短，发射的热量就越高。红外线可以通过高温灼伤人的皮肤，红外线波长在750～1300nm时主要损伤眼底视网膜，超过1900nm时就会灼伤角膜。而晶状体的细胞更新速度非常慢，一天内照射受到伤害，可能在几年后也难恢复。

光亮污染由于其具有一定的时间性，这种污染通常会随光强累计到一定程度才能被察觉。如何及时有效的探测并采取防治措施，是降低光污染的有效手 段。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种防光污染窗，能够感应外界不同的光照度，并且设置了相应的紫外传感器、红外探测器，能够在光照度过高或者紫外线、红外线波长在一定范围内的情况下采取相应措施，既能够保证透光率，又能够避免光污染；本实用新型具体技术方案如下：

一种防光污染窗，包括窗框、变色玻璃、自动卷帘、光照度传感器、紫外线传感器、红外线探测器和电位器；

所述变色玻璃由外至内分别设置为第一玻璃层，第一透明导电层，电致变色层，电解质层，离子储存层，第二透明导电层，第二玻璃层；

所述自动卷帘包括卷轴与电机；

所述卷轴内设置有防紫外线面料和防红外线面料；

所述防紫外线面料采用纳米二氧化钛涂覆于第一透明软玻璃基材；

所述防红外线面料采用β,β三吡咯桥连的单耳坠型或双耳坠型卟啉化合物涂覆于第二透明软玻璃基材；

进一步地，还包括中央处理器；

所述中央处理器分别电连接于所述电机、所述光照度传感器、所述紫外线传感器、所述红外线探测器和所述电位器；

所述电位器电连接于所述变色玻璃；

进一步地，所述光照度传感器、所述紫外线传感器和所述红外线探测器均安装在室内距离所述变色玻璃的有效感应范围内。

进一步地，所述自动卷帘安装于所述窗框上方；

所述防紫外线面料和防红外线面料的覆盖面不小于所述变色玻璃的覆盖面。

进一步地，所述防紫外线面料和防红外线面料的一端固定于所述卷轴，另一端卷设于所述卷轴。

进一步地，所述防紫外线面料厚度为1～5mm；所述防红外线面料厚度为1～5mm。

进一步地所述第一透明导电层和所述第二透明导电层采用氧化铟锡 (ITO)或偶氮化合物(AZO)膜，

进一步地，所述电致变色层采用ⅥB族金属氧化物，ⅧB族及Pt族金属的氧化物。

进一步地，所述电解质层采用固态锂盐，具体为LiNbO、LiBO、LiF、LiN或LiTaO中的一种。

进一步地，所述中央处理器型号为Intel i7-6700K。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

本实用新型的一种防光污染窗，通过所述光照度传感器、所述紫外线传感器和所述红外线探测器，有效的对光信号进行感应，能够及时有效的探测有害光源，调节透光率，又能够在透光的基础上，屏蔽对人体有害的光源，有降低光污染；通过所述中央处理器对所述变色玻璃及自动卷帘进行调控，可对所述防光污染窗进行自动调节，从而有效防止光污染；当家中没人时，电源总线切断，有效的节约能源，方便简洁。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图(主视图)；

图2为本实用新型中所述自动卷帘放下状态时的剖面图(右视图)；

图3为本实用新型实施例中所述变色玻璃的剖面图(左视图)；

图4为本实用新型实施例中所述防光污染窗的电路框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、2所示，一种防光污染窗，包括窗框1、变色玻璃2、自动卷帘3、光照度传感器4、紫外线传感器5、红外线探测器6和电位器7；

所述变色玻璃由外至内分别设置为第一玻璃层201，第一透明导电层202，电致变色层203，电解质层204，离子储存层205，第二透明导电层206，第二玻璃层207；外电场连接于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层；

所述第一透明导电层和所述第二透明导电层采用氧化铟锡(ITO)或偶氮化合物(AZO)膜，电源通过对所述第一透明导电层和所述第二透明导电层提供电场，所述电解质膜中即电解生成正、负离子向变色层迁移；

本实施例所述电致变色层采用ⅥB族金属氧化物，ⅧB族及Pt族金属的氧化物；

本实施例所述电解质层采用固态锂盐，具体为LiNbO、LiBO、LiF、LiN或LiTaO中的一种；该层膜只允许离子通过，用于传导变色过程中的离子；

本实施例所述离子储存层采用互补型对电极，即阴极为电致变色材料着色，而阳极为对电极材料着色，在外加电压的作用下，阴、阳两极将会同时着色或漂白，从而使着色态颜色更深，而漂白态透光率更高；它起到使离子达到平衡的作用，用于提供和储存变色所需的离子，在电致变色器件中起着平衡电荷传输的作用，要求具有离子插入的可逆性、较好的透明性和较快的反应速度。

所述自动卷帘包括卷轴301与电机302；

本实施例所述自动卷帘采用"一拖二"的形式，一个电机同时拖动两副面料；当所述电机运转时，两块面料可单独进行升降运动，也可以一起作升降运动；

所述防紫外线面料采用纳米二氧化钛涂覆于第一透明软玻璃基材，形成紫外吸附层311和第一基层312；

所述防红外线面料采用β,β三吡咯桥连的单耳坠型或双耳坠型卟啉化合物涂覆于第二透明软玻璃基材，形成红外吸附层321和第一基层322；所述纳米二氧化钛的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性；其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关：当粒径较大时，对紫外线的阻隔是以反射、散射为主，且对中波区和长波区紫外线均有效。

所述β,β三吡咯桥连的单耳坠型或双耳坠型卟啉化合物是通过三吡咯二硼 化合物与β,β卟啉二溴或四溴化合物的铃木偶联反应所合成，具有弧形或螺旋的共轭π体系，与卟啉单体相比，耳坠型卟啉吸收发生红移，能级差也进一步降低，所以其具有良好的近红外吸收性能；

本实施例所述的，自动卷帘安装于所述窗框上方；

所述防紫外线面料和防红外线面料的覆盖面不小于所述变色玻璃的覆盖面。

本实施例所述的，防紫外线面料和防红外线面料的一端固定于所述卷轴，另一端卷设于所述卷轴；

所述防紫外线面料厚度为1～5mm；所述防红外线面料厚度为1～5mm。

本实施例所述的防光污染窗，还包括中央处理器；

所述中央处理器分别电连接于所述电机、所述光照度传感器、所述紫外线传感器、所述红外线探测器、所述电位器和电源；

本实施例所述的中央处理器型号为Intel i7-6700K；

所述电位器电连接于所述变色玻璃；用于调节变色玻璃的外加电场电压，从而使颜色发生变化。

本实施例所述光照度传感器、所述紫外线传感器和所述红外线探测器均安装在室内距离所述变色玻璃的有效感应范围内。

本实施例所述的，光照度传感器以安装于所述窗框上为例进行具体说明；本实施例所述的，光照度传感器型号为华控兴业科技发展有限公司生产的HSTL-GZD型；

本实施例所述的，紫外线传感器以安装于所述窗框上为例进行具体说明；本实施例所述的，紫外线传感器型号为森威环保有限公司生产的KLS-I-G1/4型；

本实施例所述的，红外线探测器以安装于所述窗框上为例进行具体说明；本实施例所述的，红外线探测器型号为南阳森霸光电有限公司生产的D205B型。

本实施例所述的自动卷帘，能够降低机构的故障率和减少工程费用，方便控制。

具体工作原理为：

光线透过窗户，当所述光度超过所述光照度传感器预设值时，所述光照度传感器把对光度的感应输出为脉冲、电流或电压等信号，并对信号进行放大、整形、比较，并将光度信号转换为输出信号，输出信号通过电连接传递至所述中央处理器；所述中央处理器将信号传递至所述电位器，所述电位器根据上述信号调节电阻，从而控制部分电压输出，所述电位器通过电压变化控制所述变色玻璃进行颜色深浅的调控，从而达到对可见光入射量进行调整；

光线中通常含有紫外线，当紫外线波长范围在所述紫外线传感器预设值时，所述紫外线传感器把对光度的感应输出为脉冲、电流或电压等信号，并对信号进行放大、整形、比较，并将光度信号转换为输出信号，输出信号通过电连接传递至所述中央处理器；所述中央处理器将信号传递至所述自动卷帘，所述自动卷帘控制所述防紫外线面料下降，从而达到屏蔽紫外线光污染的目的；当所述紫外线波长范围不在所述紫外线传感器预设值内时，所述中央处理器将信号传递时所述自动卷帘，所述自动卷帘控制所述防紫外线面料上升；

当红外线波长范围在所述红外线探测器预设值时，所述红外线探测器把对光度的感应输出为脉冲、电流或电压等信号，并对信号进行放大、整形、比较，并将光度信号转换为输出信号，输出信号通过电连接传递至所述中央处理器；所述中央处理器将信号传递至所述自动卷帘，所述自动卷帘电机控制所述防红外线面料下降，从而达到屏蔽红外线光污染的目的；当所述红外线波长范围不在所述红外线探测器预设值内时，所述中央处理器将信号传递时所述自动卷帘，所述自动卷帘控制所述防红外线面料上升。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种防光污染窗，其特征在于：包括窗框、变色玻璃、自动卷帘、光照度传感器、紫外线传感器、红外线探测器和电位器；

所述变色玻璃由外至内分别设置为第一玻璃层，第一透明导电层，电致变色层，电解质层，离子储存层，第二透明导电层，第二玻璃层；

所述自动卷帘包括卷轴与电机；

所述卷轴内设置有防紫外线面料和防红外线面料；

所述防紫外线面料采用纳米二氧化钛涂覆于第一透明软玻璃基材；

所述防红外线面料采用β,β三吡咯桥连的单耳坠型或双耳坠型卟啉化合物涂覆于第二透明软玻璃基材。

2.根据权利要求1所述的防光污染窗，其特征在于：还包括中央处理器；

所述中央处理器分别电连接于所述电机、所述光照度传感器、所述紫外线传感器、所述红外线探测器和所述电位器；

所述电位器电连接于所述变色玻璃。

3.根据权利要求2所述的防光污染窗，其特征在于：所述光照度传感器、所述紫外线传感器和所述红外线探测器均安装在室内距离所述变色玻璃的有效感应范围内。

4.根据权利要求3所述的防光污染窗，其特征在于：所述自动卷帘安装于所述窗框上方；

所述防紫外线面料和防红外线面料的覆盖面不小于所述变色玻璃的覆盖面。

5.根据权利要求4所述的防光污染窗，其特征在于：所述防紫外线面料和防红外线面料的一端固定于所述卷轴，另一端卷设于所述卷轴。

6.根据权利要求5所述的防光污染窗，其特征在于：所述防紫外线面料厚度为1～5mm；所述防红外线面料厚度为1～5mm。

7.根据权利要求6所述的防光污染窗，其特征在于：所述第一透明导电层和所述第二透明导电层采用氧化铟锡(ITO)或偶氮化合物(AZO)膜。

8.根据权利要求7所述的防光污染窗，其特征在于：所述电致变色层采用ⅥB族金属氧化物，ⅧB族及Pt族金属的氧化物。

9.根据权利要求8所述的防光污染窗，其特征在于：所述电解质层采用 固态锂盐，具体为LiNbO、LiBO、LiF、LiN或LiTaO中的一种。

10.根据权利要求9所述的防光污染窗，其特征在于：所述中央处理器型号为Intel i7-6700K。