KR20190052140A - Infrared cloud detector system and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일반적으로 구름량 상태를 검출하기 위한 적외선 구름 검출기 시스템 및 방법에 관한 것이다. 적외선 구름 검출기 시스템은 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 로직을 포함한다. 적외선 센서는 시야 내에서 수신된 적외선 복사에 기초하여 하늘의 온도를 측정하도록 구성된다. 주위 온도 센서는 주위 온도를 측정하도록 구성된다. 그리고 로직은 측정된 하늘의 온도와 측정된 주위 온도 간 차이에 기초하여 구름 상태를 결정하도록 구성된다.The present invention generally relates to an infrared cloud detector system and method for detecting cloud volume conditions. An infrared cloud detector system includes an infrared sensor, an ambient temperature sensor, and logic. The infrared sensor is configured to measure the sky temperature based on infrared radiation received within the field of view. The ambient temperature sensor is configured to measure the ambient temperature. And the logic is configured to determine the cloud condition based on the difference between the measured sky temperature and the measured ambient temperature.
Description
관련 출원 상호 참조Relevant Application Cross Reference
본 출원은 2017년 2월 1일자로 출원된 "INFRARED CLOUD DETECTOR SYSTEMS AND METHODS(적외선 구름 검출기 시스템 및 방법)"이라는 명칭의 미국 가 출원 제62/453,407호의 이익을 주장하며, 이는 이에 의해 그 전체가 그리고 모든 목적을 위해 참조로 통합된다. 본 출원은 또한 2015년 10월 6일자로 출원된 "MULTI-SENSOR(다중 센서)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제14/998,019호의 일부 계속 출원인 2016년 10월 6일자로 출원된 "MULTI-SENSOR(다중 센서)"라는 명칭의 국제 출원 제PCT/US16/55709호(미국 지정)의 일부 계속 출원이이며; 양자의 이 출원은 이에 의해 그 전체가 그리고 모든 목적을 위해 참조로 통합된다. 본 출원은 또한 2015년 10월 6일자로 출원된 "MULTI-SENSOR(다중 센서)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제14/998,019호의 일부 계속 출원인 2016년 10월 6일자로 출원된 "MULTI-SENSOR(다중 센서)"라는 명칭의 미국 출원 제15/287,646호의 일부 계속 출원이이며; 양자의 이 출원은 이에 의해 그 전체가 그리고 모든 목적을 위해 참조로 통합된다.This application claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 62 / 453,407 entitled " INFRARED CLOUD DETECTOR SYSTEMS AND METHODS " filed February 1, 2017, And are incorporated by reference for all purposes. This application is also a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 14 / 998,019 entitled " MULTI-SENSOR (Multiple Sensors) " filed on October 6, 2015 Multiple Sensors) " (assigned U.S.P.); and U.S. Provisional Application No. PCT / US16 / 55709 This application of both is hereby incorporated by reference in its entirety and for all purposes. This application is also a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 14 / 998,019 entitled " MULTI-SENSOR (Multiple Sensors) " filed on October 6, 2015 Quot; Multiple Sensors) ", which is a continuation-in-part of U. S. Serial No. 15 / 287,646; This application of both is hereby incorporated by reference in its entirety and for all purposes.
기술분야Technical field
본 발명은 일반적으로 구름양 상태들을 검출하기 위한 감지 소자들의 배열들, 특히 적외선 구름 검출기 시스템들 및 구름양 상태들을 검출하는 방법들에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates generally to arrangements of sensing elements for detecting cloud-like states, particularly infrared cloud-detector systems and methods for detecting cloud-like states.
구름양을 검출하는 것은 천문학자들이 그들의 관측과 간섭할 수 있는 구름을 검출하기 원할 수 있기 때문에 예를 들어, 로봇식 관측소에서 장비를 작동시키는 것에 대한 결정을 내리는 데 중요한 부분일 수 있다. 구름양을 검출하기 위해 하늘을 도표화하는 종래의 방법들은 통상적으로 가시광 측정에 의존하는 고가의 촬상 디바이스들에 의존한다.Detecting the amount of cloud can be an important part of making decisions about operating equipment, for example, in a robotic observatory because astronomers may want to detect clouds that can interfere with their observations. Conventional methods of charting the sky to detect the amount of cloud typically rely on expensive imaging devices that rely on visible light measurements.
특정 측면들은 적외선 구름 검출기 시스템들 및 구름양 상태들을 검출하는 방법들과 관련된다.Certain aspects relate to infrared cloud detector systems and methods for detecting cloud volume conditions.
특정 측면들은 적외선 구름 검출기 시스템들과 관련된다 일부 측면에서, 적외선 구름 검출기 시스템은 시야 내에서 수신되는 적외선 복사에 기초하여 하늘의 온도를 측정하도록 구성된 적외선 센서, 주위 온도를 측정하도록 구성된 주위 온도 센서, 및 측정된 상기 하늘의 온도 및 측정된 상기 주위 온도 간 차이에 기초하여 구름 상태를 결정하도록 구성된 로직을 포함한다.Certain aspects relate to infrared cloud detector systems. In some aspects, an infrared cloud detector system includes an infrared sensor configured to measure a temperature of the sky based on infrared radiation received in view, an ambient temperature sensor configured to measure ambient temperature, And logic configured to determine a cloud condition based on the difference between the measured sky temperature and the measured ambient temperature.
일부 측면에서, 적외선 구름 검출기 시스템은 시야 내에서 수신되는 적외선 복사에 기초하여 하늘의 온도를 측정하도록 구성된 적외선 센서, 주위 온도를 측정하도록 구성된 주위 온도 센서, 가시광의 세기를 측정하도록 구성된 광센서, 및 구름 상태를 결정하도록 구성된 로직을 포함한다. 일시가 일출 전 제1 시간과 일출 후 제2 시간 사이 또는 일몰 전 제3 시간과 일몰 후 사이일 경우, 상기 로직은 측정된 상기 하늘의 온도 및 측정된 상기 주위 온도 간 차이에 기초하여 상기 구름 상태를 결정하도록 구성된다. 상기 일시가 일출 후 상기 제2 시간과 일몰 전 상기 제3 시간 사이일 경우, 상기 로직은 상기 광센서로부터 측정된 상기 가시광의 세기에 기초하여 상기 구름 상태를 결정하도록 구성된다. In some aspects, an infrared cloud detector system includes an infrared sensor configured to measure a temperature of the sky based on infrared radiation received in view, an ambient temperature sensor configured to measure ambient temperature, an optical sensor configured to measure the intensity of visible light, And logic configured to determine a cloud condition. When the date and time is between the first time before sunrise and the second time after sunrise or between the third time and before sunset, the logic determines the cloud condition based on the difference between the measured sky temperature and the measured ambient temperature . And the logic is configured to determine the rolling status based on the intensity of the visible light measured from the photosensor if the date and time is between the second time after sunrise and the third time before sunset.
특정 측면들은 적외선 구름 검출기 방법들과 관련된다 일부 측면에서, 적외선 구름 검출기 방법은 적외선 센서로부터 하늘 온도 판독치를 그리고 주위 온도 센서로부터 주위 온도 판독치를 수신하는 단계, 상기 하늘 온도 판독치와 상기 주위 온도 판독치 간 차이를 계산하는 단계, 및 계산된 상기 하늘 온도 판독치와 상기 주위 온도 판독치 간 차이에 기초하여 구름 상태를 결정하는 단계를 포함한다. Certain aspects relate to infrared cloud detector methods. In some aspects, an infrared cloud detector method includes receiving a sky temperature reading from an infrared sensor and an ambient temperature reading from an ambient temperature sensor, Determining a cloud state based on the difference between the calculated sky temperature reading and the ambient temperature reading.
일부 측면에서, 적외선 구름 검출기 방법은 적외선 센서로부터 하늘 온도 판독치를, 주위 온도 센서로부터 주위 온도 판독치를, 그리고 광센서로부터 세기 판독치를 수신하는 단계 및 일시가: (ⅰ) 일출 전 제1 시간과 일출 후 제2 시간 사이 또는 일몰 전 제3 시간과 일몰 사이인지; (ⅱ) 일출 후 상기 제2 시간과 일몰 전 제3 시간 사이인지; (ⅲ) (i) 이후 (ⅲ) 이전인지; 또는 (ⅳ) (ⅲ) 이후 (i) 이전인지 결정하는 단계를 포함한다. 상기 일시가 (ⅰ), (ⅲ) 또는 (ⅳ)일 경우, 상기 구름 상태는 측정된 상기 하늘의 온도와 측정된 상기 주위 온도 간 차이에 기초하여 결정된다. 상기 일시가 (ⅲ)일 경우, 상기 구름 상태는 상기 광센서로부터 수신되는 상기 세기 판독치에 기초하여 결정된다.In some aspects, an infrared cloud detector method includes receiving a sky temperature reading from an infrared sensor, an ambient temperature reading from an ambient temperature sensor, and an intensity reading from an optical sensor, and the date and time: (i) Between the second time and the third time and before the sunset; (Ii) between said second time after sunrise and a third time before sunset; (Iii) after (i) or after (iii); Or (iv) (iii) after (i). If the date and time is (i), (iii) or (iv), the rolling condition is determined based on the difference between the measured sky temperature and the measured ambient temperature. If the date and time is (iii), the rolling status is determined based on the intensity reading received from the optical sensor.
이러한 그리고 다른 특징들 및 실시 예들이 도면들을 참조하여 보다 상세하게 후술될 것이다.These and other features and embodiments will be described in more detail below with reference to the drawings.
도 1은 일부 구현 예에 따른, 적외선 구름 검출기 시스템의 측면도의 개략도를 도시한다.
도 2a는 이러한 구현 예에 따른, 적외선 구름 검출기의 적외선 센서에 의해 시간이 흐르면서 온도 판독치들의 두 개의 선도가 취해진 그래프를 도시한다.
도 2b는 도 2a에 대하여 논의된 적외선 구름 검출기의 주위 온도 센서에 의해 시간이 흐르면서 취해진 주위 온도 판독치들의 두 개의 선도를 갖는 그래프를 도시한다.
도 2c는 도 2a 및 도 2b에 대하여 논의된 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들과 적외선 구름 검출기의 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들 간 계산된 델타의 두 개의 선도를 갖는 그래프를 도시한다.
도 3은 일 구현 예에 따른, 적외선 구름 검출기 및 광센서를 포함하는 적외선 구름 검출기 시스템의 개략적인 (측면)도를 도시한다.
도 4a는 일 구현 예에 따른, 다중 센서 형태의 적외선 구름 검출기를 포함하는 적외선 구름 검출기 시스템의 개략적인 묘사의 사시도를 도시한다.
도 4b는 도 4a에 도시된 다중 센서 형태의 적외선 구름 검출기를 포함하는 적외선 구름 검출기 시스템의 다른 사시도를 도시한다.
도 4c는 도 4a 및 도 4b에 도시된 적외선 구름 검출기 시스템의 다중 센서 디바이스의 내측 구성요소들 중 일부의 사시도를 도시한다.
도 5a는 시간이 흐르면서 세기 판독치들의 선도가 가시광 광센서에 의해 취해진 그래프이다.
도 5b는 시간이 흐르면서 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들과 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들 간 차이의 선도를 갖는 그래프이다.
도 6a는 시간이 흐르면서 세기 판독치들의 선도가 가시광 광센서에 의해 취해진 그래프이다.
도 6b는 시간이 흐르면서 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들과 시간이 흐르면서 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들 간 차이의 선도를 갖는 그래프이다.
도 7a는 시간이 흐르면서 세기 판독치들의 선도가 가시광 광센서에 의해 취해진 그래프이다.
도 7b는 시간이 흐르면서 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들과 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들 간 차이의 선도를 갖는 그래프이다.
도 8은 구현 예들에 따른, 적외선 센서 및 주위 온도 센서로부터의 온도 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 결정하기 위한 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 9는 구현 예들에 따른, 적외선 구름 검출기 시스템의 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 광센서로부터의 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 결정하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 10a는 전기변색 소자의 개략적인 단면을 도시한다.
도 10a는 탈색 상태에 있는(또는 탈색 상태로 전환하는) 전기변색 소자의 개략적인 단면을 도시한다.
도 10c는 도 10b에 도시된, 그러나 착색 상태에 있는(또는 착색 상태로 전환하는) 전기변색 소자의 개략적인 단면을 도시한다.
도 11a는 일 구현 예에 따른, 방을 포함하는 건물의 내부와 외부 사이 전기변색 창을 통해 방으로의 직사일광의 투과 깊이를 도시한다.
도 11b는 일 구현 예에 따른, 전기변색 창을 통해 방으로 들어가는 맑은 하늘 상태 하 직사일광 및 복사선을 도시한다.
도 11c는 일 구현 예에 따른, 예를 들어, 구름과 같은 객체들 및 다른 건물들에 의해 차단되거나 그로부터 반사될 때 하늘로부터의 복사광을 도시한다.
도 12는 실시 예들에 따른, 건물 내 하나 이상의 전기변색 창을 제어하는 방법에 대한 전반 제어 로직을 도시하는 흐름도를 도시한다.
도 13은 일 구현 예에 따른, 도 12로부터의 블록들 중 하나의 특정 구현을 도시하는 도해이다.
도 14a는 일 구현 예에 따른, 도 13에 도시된 동작의 제어 로직의 특정 구현을 도시하는 흐름도이다.
도 14b는 일 구현 예에 따른, 도 14a에 도시된 동작의 제어 로직의 특정 구현을 도시하는 흐름도이다.1 shows a schematic diagram of a side view of an infrared cloud detector system, in accordance with some embodiments.
Fig. 2A shows a graph in which two diagrams of temperature readings are taken over time by an infrared sensor of an infrared cloud detector, according to this embodiment.
Figure 2B shows a graph with two lines of ambient temperature readings taken over time by the ambient temperature sensor of the infrared cloud detector discussed with respect to Figure 2A.
Figure 2C shows a graph with two lines of calculated delta between temperature readings taken by the infrared sensor discussed with respect to Figures 2A and 2B and temperature readings taken by the ambient temperature sensor of the infrared cloud detector.
3 shows a schematic (side) view of an infrared cloud detector system including an infrared cloud detector and an optical sensor, according to one embodiment.
4A illustrates a perspective view of a schematic depiction of an infrared cloud detector system including an infrared cloud detector in the form of multiple sensors, in accordance with one embodiment.
FIG. 4B shows another perspective view of an infrared cloud detector system including an infrared cloud detector of the multi-sensor type shown in FIG. 4A.
4C shows a perspective view of a portion of the inner components of the multiple sensor device of the infrared cloud detector system shown in Figs. 4A and 4B.
FIG. 5A is a graph in which a line of intensity readings over time is taken by a visible light sensor. FIG.
5B is a graph with a plot of the difference between the temperature readings taken by the infrared sensor and the temperature readings taken by the ambient temperature sensor over time.
6A is a graph in which a line of intensity readings over time is taken by a visible light sensor.
6B is a graph with a plot of the difference between the temperature readings taken by the infrared sensor over time and the temperature readings taken by the ambient temperature sensor over time.
FIG. 7A is a graph in which a line of intensity readings over time is taken by a visible light sensor. FIG.
7B is a graph with a plot of the difference between the temperature readings taken by the infrared sensor and the temperature readings taken by the ambient temperature sensor over time.
Figure 8 shows a flow diagram illustrating a method for determining the amount of cloud condition using temperature readings from an infrared sensor and an ambient temperature sensor, in accordance with embodiments.
9 shows a flowchart illustrating a method for determining a cloud amount status using readings from an infrared sensor, an ambient temperature sensor and an optical sensor of an infrared cloud detector system, in accordance with embodiments.
10A shows a schematic cross section of the electrochromic device.
10A shows a schematic cross-sectional view of an electrochromic device in a decolored state (or in a decolorized state).
Fig. 10C shows a schematic cross section of the electrochromic device shown in Fig. 10B but in a colored state (or in a colored state).
Figure 11A illustrates the direct sunlight penetration depth into a room through an electrochromic window between the interior and exterior of a building containing the room, according to one embodiment.
Figure 11B illustrates direct sunlight and radiation under clear sky conditions entering a room through an electrochromic window, according to one embodiment.
FIG. 11C illustrates radiation from the sky when it is blocked or reflected by objects, such as clouds, and other buildings, according to one embodiment.
12 shows a flow diagram illustrating overall control logic for a method of controlling one or more electrochromic windows in a building, in accordance with embodiments.
13 is a diagram illustrating a particular implementation of one of the blocks from FIG. 12, according to one implementation.
14A is a flow diagram illustrating a particular implementation of the control logic of the operation shown in FIG. 13, in accordance with one implementation.
14B is a flow diagram illustrating a specific implementation of the control logic of the operation shown in FIG. 14A, according to one implementation.
Ⅰ. 서론Ⅰ. Introduction
일출 즈음 이른 아침 그리고 일몰 직전 저녁과 같은 특정 일시들에서, 가시광의 세기는 낮은 수준이다. 가시광의 세기를 측정하기 위해 캘리브레이트된 광센서(본 명세서에서 "가시광 광센서"로 지칭되거나 "광센서"로 총칭됨)는 직사일광을 검출하지 못하고 이러한 일시들에서의 그것의 세기 측정치들은 하늘이 맑을 때("맑음" 상태) 그리고 하늘이 흐릴 때("흐림" 상태)를 결정하는 데 있어서 효과적이지 못하다. 즉, 이러한 시간들에 하늘쪽으로 향하는 가시광 광센서는 "맑음" 상태 및 "흐림" 상태 동안 낮은 세기 값들을 측정할 것이다. 그 결과, 가시광 광센서 단독에 의해 취해지는 세기 측정치들은 이러한 시간들에 "흐림" 그리고 "맑음" 상태들을 정확하게 구별하는 데 사용될 수 없다. 가시광 광센서 단독으로부터의 세기 측정치들이 사용될 경우 저녁 일몰 직전 박명에 "흐림" 상태(예를 들어, 측정된 세기 수준들이 특정 최소값 미만으로 떨어질 때)를 결정하는 데 사용될 경우, 잘못된 "흐림" 상태가 검출될 수 있다. 유사하게, 가시광 광센서 측정치들은 일출 직전 직사일광이 없을 때 "흐림" 그리고 "맑음" 상태들을 구별하는 데 있어서 효과적이지 못하다. 이러한 시기들 중 임의의 시기에, 광센서를 사용하여 잘못된 "흐림" 상태를 검출할 수 있다. 결과적으로 그러한 광센서 판독치들로부터의 잘못된 "흐림" 결정에 의존하는 제어기는 이러한 잘못된 "흐림" 결정에 기반하여 부적절한 제어 결정을 구현할 수 있다. 예를 들어, 광센서 판독치들이 일출 직전 시간 잘못된 "흐림" 상태를 결정할 경우, 동쪽을 향하는 광학적으로 전환 가능한 창(예를 들어, 전기변색 창)의 색조 레벨들을 제어하는 창 제어기는 부적절하게 창을 투명하게 하여 떠오르는 햇볕로부터의 직접 섬광이 방으로 들게 할 수 있다.At certain times such as early morning at sunrise and evening just before sunset, the intensity of visible light is low. A calibrated light sensor (collectively referred to herein as a " visible light sensor " or collectively referred to as a " light sensor ") for measuring the intensity of visible light does not detect direct sunlight, Is ineffective in determining when it is clear ("clear") and when the sky is cloudy ("cloudy"). That is, visible light sensors directed toward the sky at these times will measure low intensity values during the " clear " and " cloudy " As a result, intensity measurements taken by the visible light sensor alone can not be used to accurately distinguish between "cloudy" and "clear" states at these times. When the intensity measurements from the visible light sensor alone are used to determine a "blurry" state (eg, when the measured intensity levels fall below a certain minimum value) at night prior to evening sunset, a false "blurry" state Can be detected. Similarly, visible light sensor measurements are not effective in distinguishing between "cloudy" and "clear" conditions when there is no direct sunlight immediately before sunrise. At any one of these times, a false "blur" condition can be detected using the optical sensor. As a result, a controller that relies on erroneous " blur " decisions from such photosensor readings can implement an improper control decision based on such erroneous " blur " For example, if photosensor readings determine a time " blurry " prior to sunrise, a window controller that controls the tonal levels of an optically switchable window (e.g., an electrochromic window) So that the direct flash from the rising sunlight can be brought into the room.
또한, 주로 가시광 광센서로부터의 현재 판독치들에 기반하여 결정을 내리는 제어기는 예를 들어, 개연적인 현재/장차 구름양 상태들에 관계가 있는 지리적 지역의 사실을 바탕으로 하는 세기 레벨들을 고려하여 발생할 가능성이 있는 상태를 예상하여 제어 명령들을 내리지 못한다. 예를 들어, 아침에 작은 구름이 지리적 지역을 지날 때 사실을 바탕으로 광 수준은 낮을 수 있다. 이러한 환경에서, 광센서로의 일광을 일시적으로 방해하는 작은 구름은 큰 비가 지역으로 퍼져나갈 때와 같은 "흐림" 상태를 결정하게 될 수 있다. 이러한 경우, 작은 구름의 통과는 창이 더 높은(더 어두운) 색조 수준로 전환할 수 있을 때까지 제어기가 색이 더해질 수 있는 창을 부적절하게 낮은 색조 레벨로 전환하고 광학적으로 전환 가능한 창을 그러한 레벨에 고정시키게 할 수 있다.Also, a controller that makes decisions based primarily on current readings from the visible light sensor may be generated, for example, by considering intensity levels based on the fact of the geographic area that is related to the present / The control commands can not be issued in anticipation of a possible state. For example, light levels may be low on the basis of facts when small clouds pass through geographic areas in the morning. In such an environment, a small cloud that temporarily interferes with daylight to the optical sensor may determine a " cloudy " condition, such as when a large rain spreads to the area. In such a case, the passage of the small cloud will cause the controller to switch the window to an inappropriately low tone level until the window can switch to a higher (darker) tone level, and to switch the optically switchable window to that level It can be fixed.
Ⅱ. 적외선(IR) 구름 검출기들Ⅱ. Infrared (IR) cloud detectors
구름 및 수증기는 적외선(IR) 스펙트럼에 걸쳐 개별 대역들에서 복사선을 흡수 및 재방출한다. 구름이 IR 복사를 흡수 및 재방출하고 맑은 하늘이 IR 복사를 전달할 때, 구름은 일반적으로 맑은 하늘보다 더 따뜻해진다(더 높은 온도를 갖는다). 다시 말해서, 구름이 있으면 일반적으로 맑은 하늘에서의 신호를 초과하여 증강된 IR 신호를 생성한다(이는 대략 지온에서 흑체에 가까운 스펙트럼에 대응한다). 특히 낮은 고도에서, 대기 습도의 효과가 또한 떨어지며, 이 또한 증강된 IR 신호를 생성한다. 이러한 구별점들에 기초하여, 구름 및 "흐림" 상태를 검출하기 위해 IR 복사를 측정하는 디바이스들이 사용될 수 있다.Clouds and water vapor absorb and re-emit radiation in the individual bands over the infrared (IR) spectrum. When a cloud absorbs and re-emits an IR radiation and the clear sky transmits an IR radiation, the cloud generally becomes warmer (has a higher temperature) than a clear sky. In other words, clouds, in general, exceed the signal in the clear sky and produce an enhanced IR signal (which corresponds to a spectrum close to the black body at about temperature). Especially at low altitudes, the effect of atmospheric humidity is also diminished, which also produces an enhanced IR signal. Based on these distinctions, devices that measure IR radiation to detect cloud and " cloudy " conditions can be used.
다양한 구현 예가 적외선 판독치들에 기반하여 구름양을 검출하는 적외선 구름 검출기들 및 그 방법들과 관련된다. 적외선 구름 검출기들은 일반적으로 구름양 상태들을 검출하기 위해 사용될 수 있는 하늘의 온도 판독치들을 취하기 위해 함께 사용되는 적어도 하나의 적외선(IR) 센서 및 주위 온도 센서를 포함한다. 일반적으로 말하면, 매체/객체에 의해 방출되고 그 다음 IR 센서에 의해 측정되는 적외선 복사량은 매체/객체의 온도, 매체/객체의 표면 및 그 외 물리적 특성들, IR 센서의 시야 및 매체/객체들과 IR 센서 간 거리에 따라 달라진다. IR 센서는 그것의 시야 내에서 수신되는 IR 복사를 전압/전류로 변환하고 그 전압/전류를 그것의 시야 내 매체/객체의 대응하는 온도 판독치들(예를 들어, 디지털 온도 판독치)로 변환한다. 예를 들어, 하늘을 향하는(지향하는) IR 센서는 그것의 시야 내 하늘의 영역의 온도 판독치들을 출력한다. IR 센서는 특정 방향(예를 들어, 방위각 및 고도각)을 지향하여 그러한 방향을 중심으로 하는 그것의 시야 내 하늘의 지리적 영역에서의 IR 복사를 우선적으로 획득할 수 있다 주위 온도 센서는 센서 주변 주위 공기의 온도를 측정한다. 일반적으로 주위 온도 센서는 적외선 구름 검출기 주변 주위 공기의 온도를 측정하도록 위치된다. 적외선 구름 검출기는 또한 IR 센서와 주위 온도 센서에 의해 취해지는 온도 판독치들 간 차이를 결정하고 이러한 차이를 이용하여 IR 센서의 시야 내 하늘의 영역에서의 구름양을 검출하는 프로세서를 포함한다.Various implementations relate to infrared cloud detectors and methods thereof for detecting the amount of cloud based on infrared readings. Infrared cloud detectors generally include at least one infrared (IR) sensor and an ambient temperature sensor that are used together to take sky temperature readings that can be used to detect cloud volume conditions. Generally speaking, the amount of infrared radiation emitted by the medium / object and then measured by the IR sensor is determined by the temperature of the medium / object, the surface of the medium / object and other physical characteristics, the view of the IR sensor and the media / It depends on the distance between IR sensors. The IR sensor converts the IR radiation received in its field of view into voltage / current and converts the voltage / current to corresponding temperature readings (e.g., digital temperature readings) of its in-view media / object . For example, an IR sensor (directed) toward the sky outputs temperature readings of the sky in its field of view. The IR sensor can preferentially acquire IR radiation in the sky's geographic area in its field of view with a particular direction (eg, azimuth and altitude) centered on that direction. Measure the temperature of the air. In general, the ambient temperature sensor is positioned to measure the temperature of the ambient air around the infrared cloud detector. The infrared cloud detector also includes a processor that determines the difference between the temperature readings taken by the IR sensor and the ambient temperature sensor and uses this difference to detect the amount of cloud in the sky in the field of view of the IR sensor.
일반적으로, 주위 온도 센서에 의해 취해지는 하늘 온도 판독치들은 적외선 복사 센서에 의해 취해지는 하늘 온도 판독치들보다 변하는 날씨 상태들에 따라 더 적은 정도로 변동하는 경향이 있다. 예를 들어, 적외선 복사 센서에 의해 취해지는 하늘 온도 판독치들이 "간간이 흐림" 상태 동안 빠르게 이동하는 날씨 패턴에서 더 빈번하게 변동하는 경향이 있다. 적외선 구름 검출기들의 특정 구현 예들은 적외선 센서 온도 판독치(TIR)에서의 임의의 변동을 정상화하기 위해 식 1에 따라, 적외선 센서 온도 판독치(TIR)와 주위 온도 판독치들(TA) 간 차이, 델타(Δ)를 결정하는 로직을 갖는다. 일례로, 로직은 델타(Δ)가 상한값(예를 들어, 섭씨 약 0도)을 초과하는 것으로 결정될 경우 "흐림" 상태를 결정하고, 델타(Δ)가 하한값(예를 들어, 섭씨 약 -5도) 미만인 것으로 결정될 경우 "맑음" 상태를 결정하며, 델타(Δ)가 상한값과 하한 값 사이인 것으로 결정될 경우 "간간이 흐림" 상태를 결정한다. 다른 예로, 로직은 델타(Δ)가 단일의 임계값을 초과하는 것으로 결정될 경우 "흐림" 상태를 결정하고 델타(Δ)가 그 임계값 미만인 것으로 결정될 경우 "맑음" 상태를 결정한다. 일 측면에서, 로직은 그것이 임계 값(들)을 초과하는지 또는 미만인지 여부를 결정하기 전에 델타(Δ)에 하나 이상의 보정 계수를 적용할 수 있다. 구현 예들에 사용될 수 있는 보정 계수들의 몇몇 예는 습도, 태양 각/고도 및 지대 고도를 포함한다. 예를 들어, 보정 계수는 검출되는 구름의 고도 및 밀도에 기반하여 적용될 수 있다. 고도가 낮고/거나 밀도가 높은 구름일 수록 적외선 센서 판독치들보다 주위 온도 판독치들에 더 밀접하게 관련된다. 고도가 높고/거나 밀도가 낮은 구름일 수록 주위 온도 판독치들보다 적외선 센서 판독치들에 더 밀접하게 관련된다. 이러한 예에서, 고도가 낮고/거나 밀도가 높은 구름에 주위 온도 판독치들을 더 높게 가중하고 고도가 높고/거나 밀도가 낮은 구름에 적외선 센서 판독치들을 더 높게 가중하는 보정 계수가 사용될 수 있다. 다른 예에서, 보정 계수는 습도 및/또는 태양 위치에 기반하여 구름양을 정확하게 묘사하고 임의의 이상치들을 제거할 수 있다. 구름 상태를 결정하는 데 델타(Δ)를 사용하는 것의 기술적 이점들을 예시하기 위해 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 후술된다.In general, the sky temperature readings taken by the ambient temperature sensor tend to fluctuate to a lesser degree depending on the weather conditions that change over the sky temperature readings taken by the infrared radiation sensor. For example, sky temperature readings taken by infrared radiation sensors tend to fluctuate more frequently in weather patterns that are moving fast during the " intermittent cloudy " state. Certain embodiments of the infrared cloud detectors are infrared sensor temperature readings (T IR) any according to
하늘 온도 판독치들은 일반적으로 직사일광이 있는지와 관계가 없기 때문에, 온도 판독치들은 적외선 구름 검출기에 의해 특정 사례들에서 일광의 세기가 낮은 시간들에(예를 들어, 일출 직전 그리고 일출 직후 이름 아침에, 일몰 직전 초저녁에) 가시광보다 더 정확하게 구름양 상태를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 시간들에서, 가시광 광센서은 어쩌면 잘못된 "흐림" 상태를 검출할 수 있다. 이러한 구현 예들에 따르면, 적외선 구름 검출기들이 구름양을 검출하는 데 사용될 수 있고 그것들의 검출의 정확성은 해가 떠있는지 여부 또는 그 외 광 세기가 낮은지 여부 이를테면, 예를 들어, 일출 직전인지 일몰 직전인지 여부와 관계가 없다. 이러한 구현 예들에서, 상대적으로 낮은 하늘의 온도은 일반적으로 "맑음" 상태의 가능성을 나타내고 상대적으로 높은 하늘 온도 판독치는 일반적으로 "흐림" 상태의 가능성(즉, 구름양)을 나타낸다.Since the sky temperature readings are generally independent of whether there is direct sunlight, the temperature readings are detected by the infrared cloud detector at low times of daylight intensity in certain instances (e. G., Just before sunrise, In the early evening just before sunset), more accurately than the visible light. At these times, the visible light sensor may detect an erroneous " cloudy " state. According to these implementations, infrared cloud detectors can be used to detect the amount of cloud and their accuracy of detection can be determined whether the sun is flooded or other light intensity is low, such as immediately before sunrise or just before sunset Regardless of whether or not. In these embodiments, a relatively low sky temperature generally indicates the possibility of a " clear " condition and a relatively high sky temperature reading generally indicates a possibility of a " cloudy "
다양한 구현 예에서, 적외선 구름 검출기의 IR 센서는 특정 범위 내 긴 파장의 적외선 복사의 복사속을 측정하도록 캘리브레이트된다. IR 센서의 프로세서 또는 별개의 프로세서는 이러한 측정치들로부터의 온도 판독치들을 추론하기 위해 사용될 수 있다. 일 측면에서, IR 센서는 약 8 ㎛와 약 14 ㎛ 사이의 파장 범위 내 적외선 복사를 검출하도록 캘리브레이트된다. 다른 측면에서, IR 센서는 약 5 ㎛를 초과하는 파장을 갖는 적외선 복사를 검출하도록 캘리브레이트된다. 다른 측면에서, IR 센서는 약 9.5 ㎛와 약 11.5 ㎛ 사이의 파장 범위 내 적외선 복사를 검출하도록 캘리브레이트된다. 다른 측면에서, IR 센서는 약 10.5 ㎛와 약 12.5 ㎛ 사이의 파장 범위 내 적외선 복사를 검출하도록 캘리브레이트된다. 다른 측면에서, IR 센서는 약 6.6 ㎛와 약 20 ㎛ 사이의 파장 범위 내 적외선 복사를 검출하도록 캘리브레이트된다. 사용될 수 있는 IR 센서들의 유형들의 몇몇 예는 적외선 온도계(예를 들어, 열전퇴), 적외선 복사계, 적외선 야간 복사계, 적외선 고온계 등을 포함한다. 시중에서 구할 수 있는 IR 센서의 일례는 Michigan, Detroit의 Melexis가 만든 Melexis MLX90614이다. 시중에서 구할 수 있는 IR 센서의 다른 예는 Switzerland의 TE connectivity Ltd.가 만든 TS305-11C55 온도 센서이다. 시중에서 구할 수 있는 IR 센서의 다른 예는 Switzerland의 TE connectivity Ltd.가 만든 Apogee Temperature Sensor가 만든 SI-111 적외선 복사계이다.In various implementations, the IR sensor of the infrared cloud detector is calibrated to measure the radiant flux of infrared radiation of long wavelengths within a certain range. A processor of the IR sensor or a separate processor may be used to infer temperature readings from these measurements. In one aspect, the IR sensor is calibrated to detect infrared radiation within a wavelength range between about 8 microns and about 14 microns. In another aspect, the IR sensor is calibrated to detect infrared radiation having a wavelength in excess of about 5 [mu] m. In another aspect, the IR sensor is calibrated to detect infrared radiation in the wavelength range between about 9.5 microns and about 11.5 microns. In another aspect, the IR sensor is calibrated to detect infrared radiation in the wavelength range between about 10.5 microns and about 12.5 microns. In another aspect, the IR sensor is calibrated to detect infrared radiation in the wavelength range between about 6.6 microns and about 20 microns. Some examples of the types of IR sensors that can be used include infrared thermometers (e.g., thermal transfer), infrared radiometers, infrared night radiometers, infrared pyrometers, and the like. An example of a commercially available IR sensor is the Melexis MLX90614 made by Melexis of Detroit, Michigan. Another example of a commercially available IR sensor is the TS305-11C55 temperature sensor made by TE connectivity Ltd., Switzerland. Another example of a commercially available IR sensor is the SI-111 infrared radiometer manufactured by Apogee Temperature Sensor, manufactured by TE connectivity Ltd., Switzerland.
다양한 구현 예에서, 적외선 구름 검출기는 그것의 시야가 관심 있는 하늘의 특정 영역으로부터 적외선 복사를 수신할 수 있도록 위치 및 지향되는 IR 센서를 갖는다. 일 구현 예에서, IR 센서는 건물의 옥상에 위치되고 그것의 감지면이 그것의 시야가 그 건물로부터 일정 거리 이상 떨어진 하늘의 영역을 갖도록 수직 상방을 향하거나 수직으로부터 작은 각을 이루게 지향된다.In various implementations, the infrared cloud detector has an IR sensor positioned and oriented such that its field of view can receive infrared radiation from a particular area of the sky of interest. In one implementation, the IR sensor is located on the roof of the building and its sensing surface is oriented at a small angle from vertical to upward or vertical to have a field of view whose field of view is a distance or more away from the building.
특정 구현 예들에서, 적외선 구름 검출기는 보호용의 하우징을 갖고 적외선 센서가 그 하우징 내에 위치된다. 하우징은 적외선 센서로의 적외선 복사의 전달을 허용/제한하는 하나 이상의 애퍼처 또는 얇은 영역들을 갖는 커버를 가질 수 있다. 몇몇 경우, 커버는 다른 적합한 재료들 중에서도, 플라스틱 이를테면 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및/또는 서모 플라스틱 이를테면 나일론 또는 다른 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 다른 서모 플라스틱으로 형성될 수 있다. 일례로, 재료는 내후성 플라스틱이다. 다른 경우들에서, 커버는 금속성 재료 이를테면 알루미늄, 코발트 또는 타이타늄, 또는 반금속성 재료 이를테면 알루마이트로 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 커버는 경사지거나 볼록하게 형성되어 물이 차는 것을 방지할 수 있다. 커버를 형성하기 위해 사용되는 재료 또는 재료들의 유형에 따라, 커버는 3D 인쇄, 사출 성형 또는 그 외 적합한 프로세스 또는 프로세스들을 통해 형성될 수 있다.In certain embodiments, the infrared cloud detector has a housing for protection and an infrared sensor is located within the housing. The housing may have a cover with one or more apertures or thin areas that allow / restrict the transfer of infrared radiation to the infrared sensor. In some cases, the cover may be formed of plastic, such as polycarbonate, polyethylene, polypropylene and / or thermoplastic, such as nylon or other polyamide, polyester or other thermoplastics, among other suitable materials. For example, the material is weather-resistant plastic. In other cases, the cover may be formed of a metallic material such as aluminum, cobalt or titanium, or a semi-metallic material such as an alumite. In some embodiments, the cover may be formed obliquely or convexly to prevent water from becoming cold. Depending on the type of material or materials used to form the cover, the cover may be formed through 3D printing, injection molding or any other suitable process or processes.
일부 구현 예에서, 커버는 하우징 내에서 검출기들로의 입사 복사 또는 그 외 신호들의 전달을 증가(방해를 감소)시키기 위한 하나 이상의 애퍼처 또는 얇은 영역을 포함한다. 예를 들어, 커버는 적외선 센서들로 입사되는 적외선 복사의 전달 향상을 허용하기 위해 하우징 내 적외선 센서들에 근접한 하나 이상의 애퍼처 또는 얇은 영역을 포함할 수 있다. 애퍼처들 또는 얇은 영역들은 또한 하우징 내 그 외검출 디바이스들로의 그 외 신호들(예를 들어, GPS 신호들)의 전달을 향상시킬 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 커버의 일부 또는 전부는 광 확산 물질로 형성될 수 있다. 일부 구현 예에서, 커버는 접착제를 통해 하우징과 또는 이를테면 스레드들을 사용하여 그리고 스레딩을 통해 또는 압력 개스킷 또는 그 외 압착 피팅을 통해 몇몇 기계적 커플링 메커니즘과 연결될 수 있다.In some embodiments, the cover includes one or more apertures or thin regions to increase (reduce interference) the incident radiation or other signals in the detectors in the housing. For example, the cover may include one or more apertures or thin regions in proximity to the infrared sensors in the housing to allow improved transmission of infrared radiation incident on the infrared sensors. The apertures or thin areas may also improve the delivery of other signals (e.g., GPS signals) to other detection devices in the housing. Additionally or alternatively, some or all of the cover may be formed of a light diffusing material. In some embodiments, the cover may be connected to the housing via an adhesive, or some mechanical coupling mechanism, such as using threads and through threading or through a pressure gasket or other compression fitting.
적외선 센서의 감지면의 시야는 그것의 물질 조성 및 그것의 구조에 의해 정의된다. 몇몇 경우, 적외선 센서의 시야는 차단에 의해 좁아질 수 있다. 차단의 몇몇 예는 건물 구조물 이를테면 내물림 또는 옥상 구조물, 건물 주변 장애물 이를테면 나무 또는 다른 건물 등을 포함한다. 다른 예로, 적외선 센서가 하우징 내에 위치될 경우, 하우징 내 구조물들이 시야를 좁힐 수 있다.The field of view of the sensing surface of an infrared sensor is defined by its material composition and its structure. In some cases, the field of view of the infrared sensor may be narrowed by interception. Some examples of barriers include building structures such as baying or rooftop structures, obstacles around buildings such as trees or other buildings. In another example, when the infrared sensor is positioned within the housing, the structures in the housing can narrow the field of view.
일 측면에서, 단일 IR 센서가 수직에서 +- 40도 벗어난 약 50도 내지 약 130도의 수직으로 제한받지 않는 시야를 갖는다. 일 측면에서, IR 센서는 50도 및 100도 범위의 시야를 갖는다. 다른 측면에서, IR 센서는 50도 및 80도 범위의 시야를 갖는다. 다른 측면에서, IR 센서는 약 88도의 시야를 갖는다. 다른 측면에서, IR 센서는 약 70도의 시야를 갖는다. 다른 측면에서, IR 센서는 약 44도의 시야를 갖는다. IR 센서의 시야는 통상적으로 원뿔 체적으로 정의된다. IR 센서들은 통상적으로 가시광 광센서들보다 넓은 시야를 갖고 그 결과 하늘의 보다 큰 영역들로부터 복사선을 수신할 수 있다. IR 센서가 하늘의 보다 큰 영역들의 판독치들을 취할 수 있기 때문에, IR 센서는 보다 작은 시야 내 광센서의 인접지에 영향을 미치는 현재 상태를 검출하는 것으로 더 제한될 수 있는 가시광 광센서보다 다가오는 상태(예를 들어, 도래하는 먹구름)를 결정하는 데 더 유용할 수 있다. 일 측면에서, 장착된 센서들의 다섯 개 센서가 차단된 IR 센서 배열(예를 들어, 다중 센서 구성)은 각각이 20-70도 또는 110-160도의 시야로 제한되는 네 개의 비스듬하게 장착된 IR 센서 및 70-110도의 시야로 제한되는 상방을 향하는 하나의 IR 센서를 갖는다.In one aspect, a single IR sensor has a vertical unrestricted field of view of about 50 degrees to about 130 degrees off the + - 40 degrees from vertical. In one aspect, the IR sensor has a field of view in the range of 50 degrees and 100 degrees. In another aspect, the IR sensor has a field of view in the range of 50 degrees and 80 degrees. In another aspect, the IR sensor has a field of view of about 88 degrees. In another aspect, the IR sensor has a field of view of about 70 degrees. In another aspect, the IR sensor has a field of view of about 44 degrees. The field of view of the IR sensor is typically defined as the cone volume. IR sensors typically have a wider field of view than visible light sensors and as a result can receive radiation from larger areas of the sky. Since the IR sensor can take readings of larger areas of the sky, the IR sensor is more likely to be in the approaching state than the visible light sensor, which can be further limited by detecting the current state affecting the proximity of the light sensor in the smaller field of view For example, an incoming cloud). In one aspect, the IR sensor arrangement (e.g., multiple sensor configuration) in which five sensors of the mounted sensors are intercepted is shown in the form of four obliquely mounted IR sensors each of which is limited to a field of view of 20-70 degrees or 110-160 degrees And an upwardly directed IR sensor limited to a field of view of 70-110 degrees.
특정 IR 센서들은 직사일광이 감지면에 닿지 않을 때 하늘의 온도를 측정하는 데 더 효과적인 경향이 있다. 특정 구현 예들에서, 적외선 구름 검출기는 IR 센서의 감지면으로부터 직사일광을 가리는 구조물을 갖거나 직사일광이 IR 센서의 감지면에 닿기 전에 그것을 확산시키는 구조물(예를 들어, 불투명한 플라스틱의 인클로저)을 갖는다. 일 구현 예에서, IR 센서는 적외선 구름 검출기의 건물의 내물림 구조물에 의해 가려질 수 있다. 다른 구현 예에서, IR 센서는 IR 센서의 감지면과 하늘 사이에 확산 물질을 갖는 보호용의 하우징 내에 위치되어 IR 센서의 감지면에 도달하는 것으로부터 임의의 직사일광을 확산시키고 또한 먼지, 동물 등과 같은 해로운 요소들로부터의 보호를 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현 예는 직사일광이 IR 센서에 닿을 가능성을 회피하기 위해 단지 일출 전 또는 일몰 후에 취해지는 IR 센서 판독치들만을 사용한다. 이러한 구현 예들에서는, 광센서 판독치들 또는 그 외 센서 판독치들이 일출과 일몰 사이 구름양 상태들을 검출하기 위해 사용될 수 있다.Certain IR sensors tend to be more effective at measuring sky temperatures when direct sunlight does not reach the sensing surface. In certain implementations, the infrared cloud detector may have a structure that obscures direct sunlight from the sensing surface of the IR sensor, or a structure (e.g., an opaque plastic enclosure) that spreads the direct sunlight before it reaches the sensing surface of the IR sensor . In one implementation, the IR sensor may be obscured by the bayonet structure of the building of the infrared cloud detector. In another embodiment, the IR sensor is located in a protective housing having a diffusing material between the sensing surface of the IR sensor and the sky to diffuse any direct sunlight from reaching the sensing surface of the IR sensor, It can provide protection from harmful elements. Additionally or alternatively, some embodiments use only IR sensor readings taken before or after sunrise to avoid the possibility that direct sunlight will contact the IR sensor. In these implementations, photosensor readings or other sensor readings may be used to detect cloud conditions between sunrise and sunset.
다양한 구현 예에서 적외선 구름 검출기는 주위 온도 센서 주변 공기의 온도를 측정하기 위한 주위 온도 센서를 갖는다. 통상적으로, 주위 온도 센서는 하늘의 온도 판독치들을 취하기 위해 실외 환경과 접촉하여(예를 들어, 건물의 외부에 위치되는) 위치된다. 주위 온도 센서는 예를 들어, 전열 조절기, 열전쌍, 저항 온도계, 열전쌍, 실리콘 밴드갭 온도 센서 등일 수 있다. 사용될 수 있는 시중에서 구할 수 있는 주위 온도 센서의 일례는 Omega가 만든 Pt100 온도계 프로브이다. 특정 구현 예들은 직사일광이 그것의 감지면에 닿는 것을 회피하도록 위치되는 주위 온도 센서를 포함한다. 예를 들어, 주위 온도 센서는 내물림 아래에 위치되거나 주위 온도 센서를 직사일광으로부터 가리는 구조물 밑에 장착될 수 있다.In various embodiments, the infrared cloud detector has an ambient temperature sensor for measuring the temperature of the ambient air around the ambient temperature sensor. Typically, the ambient temperature sensor is located in contact with the outdoor environment (e.g., located outside the building) to take the sky temperature readings. The ambient temperature sensor may be, for example, a heat conduction regulator, a thermocouple, a resistance thermometer, a thermocouple, a silicon bandgap temperature sensor, or the like. One example of a commercially available ambient temperature sensor that can be used is a Pt100 thermometer probe made by Omega. Certain embodiments include an ambient temperature sensor positioned to avoid direct sunlight from touching its sensing surface. For example, the ambient temperature sensor may be located under the bite or under the structure that shields the ambient temperature sensor from direct sunlight.
본 명세서에 설명된 적외선 구름 검출기의 많은 구현 예는 하나의 IR 센서 및 하나의 주위 온도 센서를 포함하지만, 다른 구현 예들은 하나보다 많은 IR 센서 및/또는 하나보다 많은 주위 온도 센서를 포함할 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 예를 들어, 일 구현 예에서, 적외선 구름 검출기는 여분을 위해 그리고/또는 IR 센서들을 하늘의 상이한 영역들을 향하게 하기 위해 둘보다 많은 IR 센서를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 적외선 구름 검출기는 다른 구현 예에서 여분을 위해 둘 이상의 주위 온도 센서를 가질 수 있다. 구름을 검출하기 위해 하늘의 상이한 영역들을 향하는 두 개의 IR 센서를 사용하는 시스템의 일례는 2015년 9월 29일에 출원된 "SUNLIGHT INTENSITY OR CLOUD DETECTION WITH VARIABLE DISNCE SENSING(감지 거리가 가변적인 일광 세기 또는 구름 검출)"이라는 명칭의 국제 출원 제PCT/US15/53041호에서 찾아볼 수 있으며, 이는 이에 의해 그 전체가 참조로 통합된다.Although many implementations of the infrared cloud detectors described herein include one IR sensor and one ambient temperature sensor, other implementations may include more than one IR sensor and / or more than one ambient temperature sensor Can be understood. For example, in one implementation, the infrared cloud detector includes more than two IR sensors for redundancy and / or to direct IR sensors to different areas of the sky. Additionally or alternatively, the infrared cloud detector may have more than one ambient temperature sensor for redundancy in other implementations. An example of a system using two IR sensors directed at different regions of the sky to detect the cloud is disclosed in " SUNLIGHT INTENSITY OR CLOUD DETECTION WITH VARIABLE DISNCE SENSING " filed on September 29, 2015 &Quot; Cloud Detection ", which is hereby incorporated by reference in its entirety.
적외선 구름 검출기의 다양한 구현 예는 구름양 상태들을 검출하는 기본 기능을 갖는다. 몇몇 경우, 적외선 구름 검출기는 "흐림" 상태 및 "맑음" 상태를 검출할 수 있다. 추가적으로, 일부 구현 예는 또한 "흐림" 상태"를 등급들로 구분할 수 있다. 예를 들어, 일 구현 예는 "흐림" 상태를 "온통 구름으로 뒤덮인" 또는 "구름이 간간이 있는" 중 어느 하나로 구분할 수 있다. 다른 예로, 일 구현 예는 "흐림" 상태에 상이한 레벨들(예를 들어, 1-10)의 운량을 지정할 수 있다. 또 다른 예로, 일 구현 예는 장차 구름 상태를 결정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현 예는 또한 그 외 날씨 상태들을 검출할 수도 있다.Various implementations of infrared cloud detectors have a basic function of detecting cloud quantities. In some cases, the infrared cloud detector can detect "cloudy" and "clear" conditions. In addition, some implementations may also classify the " cloudy " state into " cloudy " states. In another example, one embodiment may specify a cloudiness of different levels (e.g., 1-10) in the " cloudy " state. As another example, one embodiment may determine the cloud state in the future. Additionally or alternatively, some implementations may also detect other weather conditions.
다양한 구현 예에서, 적외선 구름 검출기는 온도 판독치들을 취하도록 구성된 IR 센서(TIR) 및 주위 온도 판독치들을 취하도록 구성된 주위 온도 센서(TA)를 포함한다. 적외선 구름 검출기는 또한 적외선 구름 검출기의 다양한 기능을 수행하기 위해 실행하고 있을 수 있는 프로그램 명령들을 포함하는 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 프로세서(들)는 식 1에 제공된 바와 같이 온도 판독치들 간 온도 차이, 델타(Δ)를 결정하기 위한 프로그램 명령들을 실행한다. 프로세서(들)는 델타(Δ)에 기반하여 구름양 상태를 결정하기 위한 프로그램 명령들을 실행한다. 상술한 바와 같이, 주위 온도 판독치들을 사용하면 몇몇 상황에서 IR 센서 온도 판독치들의 임의의 급격한 변동을 정상화할 수 있다.In various implementations, the infrared cloud detector includes an IR sensor (T IR ) configured to take temperature readings and an ambient temperature sensor (T A ) configured to take ambient temperature readings. The infrared cloud detector also includes one or more processors that include program instructions that may be executing to perform various functions of the infrared cloud detector. The processor (s) execute program instructions to determine a temperature difference, delta, [Delta], between the temperature readings as provided in Equation (1). The processor (s) execute program instructions to determine the cloud amount state based on the delta ([Delta]). As discussed above, using ambient temperature readings can normalize any sudden fluctuations in IR sensor temperature readings in some situations.
델타(Δ) = 적외선 센서 온도 판독치(TIR)Delta (Delta) = Infrared sensor temperature reading (T IR )
- 주위 온도 판독치(TA) (식 1)- Ambient temperature reading (T A ) (Equation 1)
일 구현 예에서, 프로세서(들)는 델타(Δ)를 상한값 및 하한값과 비교하고 구름양 상태를 결정하기 위한 프로그램 명령들을 실행한다. 델타(Δ)가 상한값을 초과할 경우, "맑음" 상태가 결정된다. 델타(Δ)가 하한값 미만일 경우, "흐림" 상태가 결정된다. 델타(Δ)가 상한값 미만 하한값 초과(즉, 임계값들 사이)일 경우, "간간이 있는" 구름양 상태가 결정된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 추가 요인들이 델타(Δ)가 임계값들 사이에 있을 때 구름양 상태를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 구현 예는 여명 즈음 아침에 박명 즈음 저녁에 "흐림" 상태 또는 "맑음" 상태를 정확하게 결정하는 데 주효하다. 일출과 일몰 사이에, 추가 요인들이 이를테면, 예를 들어, 가시광 광센서 값들에 의해 구름양 상태를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 추가 요인들의 몇몇 예는: 고도, 바람 속도/방향 및 태양 고도/각을 포함한다. In one implementation, the processor (s) compare the delta (Delta) with the upper and lower limits and execute program instructions to determine the cloud amount state. If the delta (DELTA) exceeds the upper limit value, the " clear " state is determined. When the delta (DELTA) is less than the lower limit value, the "blur" state is determined. If the delta (A) is below the upper limit value below the lower limit value (i.e., between the thresholds), the " intermittent " Additionally or alternatively, additional factors may be used to determine the cloud amount condition when the delta (Delta) is between the thresholds. This embodiment is effective in accurately determining the " cloudy " or " clear " state in the evening when the morning is around at dawn. Between sunrise and sunset, additional factors may be used to determine the amount of cloudiness, such as by, for example, visible light sensor values. Some examples of additional factors include: altitude, wind speed / direction, and sun altitude / angle.
A. 적외선(IR) 구름 검출 센서 시스템들A. Infrared (IR) cloud detection sensor systems
도 1은 일부 구현 예에 따른, 적외선 구름 검출기(100)을 갖는 시스템의 측면도의 개략도를 도시한다. 적외선 구름 검출기(100)는 하우징(101)의 제1 표면(106)에 애퍼처 또는 얇은 부분(104)을 갖는 커버(102)를 갖는 하우징(101)을 포함한다. 하우징(101)은 또한 제1 표면(106) 맞은편의 제2 표면(108)을 갖는다. 적외선 구름 검출기(100)는 또한 그것의 원뿔 시야(114) 내에 수신되는 적외선 복사에 기초하여 온도 판독치들(TIR)을 취하도록 구성된 IR 센서(110), 주위 온도 판독치들(TA)을 취하기 위한 주변 온도 센서(130), 및 IR 센서(110) 및 주변 온도 센서(130)와 통신하는(유선 또는 무선으로) 프로세서(140)를 포함한다. 일 측면에서, IR 센서는 적외선 온도계(예를 들어, 열전퇴), 적외선 복사계, 적외선 야간 복사계 및 적외선 고온계 중 하나이다. 일 측면에서, 주위 온도 센서는 전열 조절기, 온도계 및 열전쌍 중 하나이다.1 shows a schematic diagram of a side view of a system having an
도 1에서, IR 센서(110)는 애퍼처 또는 얇은 부분(104) 뒤에 그리고 하우징(101)의 인클로저 내 위치된다. 애퍼처 또는 얇은 부분(104)는 IR 센서(110)가 애퍼처 또는 얇은 부분(104)을 통해 전달되고 그것의 감지면에 수신되는 적외선 복사를 측정할 수 있게 한다. IR 센서(110)는 IR 센서(110)의 감지면에 직각이고 IR 센서(110)의 중심을 통과하는 허축(112)을 포함한다. 도시된 예에서, IR 센서(110)는 그것의 축(112)이 수직 방향에 있고 감지면이 상방을 향하도록 지향된다. 다른 예들에서, IR 센서(110)는 감지면이 다른 방향을 향하여 IR 센서가 예를 들어, 하늘의 특정 영역을 향하게 하도록 향할 수 있다. IR 센서(110)는 애퍼처 또는 얇은 부분(104)을 통해 하우징(102)의 외부로 원뿔 시야(114)를 갖는다. 이러한 예에서, 애퍼처 또는 얇은 부분(104) 주위 커버(102)의 부분들은 적외선 복사를 차단하는 물질로 만들어지고 애퍼처 또는 얇은 부분(104)의 둘레는 시야(114)를 획정한다. 시야(114)는 각도(α)를 갖고, 축(112)을 중심으로 한다. 도 1에서, 주변 온도 센서(130)는 적외선 구름 검출기(100)가 이러한 방향으로 있을 때 직사일광이 주변 온도 센서(130)에 닿는 것을 회피하기 위해 가장자리에서 떨어져 하우징(102)의 제2 표면(108)에 위치 및 부착된다. 도시되지 않았지만, 적외선 구름 검출기(100)는 또한 구조물(110) 및 그 외 구성요소들을 하우징(101) 내 제 위치에 홀딩하는 하나 이상의 구조물을 포함한다.In FIG. 1, the
적외선 구름 검출기(100)는 각 판독 시간마다 적외선 센서 하늘 온도 판독치들(TIR)과 주위 온도 판독치들(TA) 간 델타(Δ)를 계산하고 계산된 델타(Δ)에 기반하여 구름양 상태를 결정하는 로직을 더 포함한다. 동작 동안, IR 센서(110)는 그것의 시야(114) 내 하늘의 영역으로부터 수신되는 적외선 복사에 기반하여 온도 판독치들(TIR)을 취하고 주변 온도 센서(130)는 적외선 구름 검출기(100) 주변 주위 공기의 주위 온도 판독치들(TA)을 취한다. 프로세서(140)는 IR 센서(110)로부터의 온도 판독치들(TIR)을 갖는 신호들 및 주변 온도 센서(130)로부터의 주위 온도 판독치들(TA)을 갖는 신호들을 수신한다. 프로세서(140)는 구름양 상태를 결정하기 위해 특정 시간에 적외선 센서 온도 판독치들(TIR)과 주위 온도 판독치들(TA) 간 델타(Δ)를 계산하기 위한 로직을 사용하는 메모리(미도시)에 저장된 명령들을 실행한다. 예를 들어, 프로세서(140)는 그러한 시간에 델타(Δ)가 상한값을 초과할 경우 "흐림" 상태를 결정하고, 델타(Δ)가 하한값 미만일 경우 "맑음" 상태를 결정하며, 델타(Δ)가 상한값과 하한값 사이일 경우 "간간이 흐림" 상태를 결정하는 명령들을 실행할 수 있다. 프로세서(140)는 또한 본 명세서에 설명된 방법들의 다른 동작들을 수행하기 위해 메모리에 저장된 명령들을 실행할 수도 있다.The
단일 적외선 센서(110)가 도 1에 도시되어 있지만, 다른 구현 예에서는, 하나가 고장나고/거나 예를 들어, 새의 낙하 또는 그 외 환경의 동인에 의해 차단될 경우 여분을 위해 둘 이상의 적외선 센서가 사용될 수 있다. 일 구현 예에서, 둘 이상의 적외선 센서는 상이한 시야로부터 그리고/또는 건물/구조로부터 상이한 거리들에서 IR 복사를 획득하기 위해 상이한 방향들을 향하도록 사용된다. 둘 이상의 IR 센서가 적외선 구름 검출기(100)의 하우징 내에 위치될 경우, IR 센서들은 통상적으로 차단 동인이 모든 IR 센서에 영향을 미칠 가능성을 줄이기에 충분한 거리만큼 서로 오프셋되어 있다. 예를 들어, IR 센서들은 적어도 약 1 인치 또는 적어도 약 2 인치만큼 분리되어 있다.Although a single
B. 맑은 날 및 오후가 흐린 날 동안 적외선 센서 온도 판독치들, 주위 온도 판독치들 및 델타 값들의 비교B. Comparison of infrared sensor temperature readings, ambient temperature readings and delta values during sunny days and afternoon cloudy days
상술한 바와 같이, 주위 온도 센서에 의해 취해지는 하늘 온도 판독치들은 적외선 복사 센서에 의해 취해지는 하늘 온도 판독치들보다 더 적은 정도로 변동하는 경향이 있다. 적외선 구름 검출기들의 특정 구현 예들은 적외선 센서 온도 판독치(TIR)에서의 임의의 변동을 정상화하기 위해 식 1에 따라, 적외선 센서 온도 판독치(TIR)와 주위 온도 판독치들(TA) 간 차이, 델타(Δ)를 결정하는 로직을 갖는다. 비교에 의해, 도 2a 내지 도 2c는 일 구현 예에 따른 적외선 구름 검출기의 적외선 센서에 의해 취해지는 온도 판독치들(TIR), 적외선 구름 검출기의 주위 온도 센서에 의해 취해지는 온도 판독치들(TA) 및 이러한 판독치들 간 델타(Δ)의 예들의 그래프들을 포함한다. 각 그래프는 다음 두 개의 선도: 맑은 날 동안 취해진 판독치들의 선도 및 오후가 그린 날 동안 취해진 판독치들의 선도를 포함한다. 이러한 예에서 사용되는 적외선 구름 검출기는 도 1에 도시된 적외선 구름 검출기(100)에 대하여 설명된 것들과 유사한 구성요소들을 포함한다. 이 경우, 적외선 구름 검출기는 건물의 옥상에 위치되고 적외선 센서는 수직 방상을 향하도록 지향된다. 적외선 센서는 약 8 ㎛에서 약 14 ㎛에 이르는 파장 범위 내 적외선 복사를 측정하도록 캘리브레이트된다. 직사일광이 적외선 센서에 닿는 것을 회피하기 위해, 적외선 센서는 광 확산 물질 다른 적합한 재료들 중에서도, 이를테면 플라스틱 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및/또는 서모 플라스틱 이를테면 나일론 또는 다른 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 다른 서모 플라스틱으로 형성된 커버 뒤에 위치된다. 이러한 예에서, 적외선 구름 검출기는 또한 IR 센서에 의해 취해지는 온도 판독치들(TIR)과적외선 구름 검출기의 주위 온도 센서에 의해 취해지는 주위 온도 판독치들(TA) 간 차이, 델타(Δ)를 계산하기 위해 사용될 수 있는 로직을 포함한다. 델타(Δ)가 상한값 이상일 경우 "흐림" 상태를 결정하고, 델타(Δ)가 하한값 이하일 경우 "맑음" 상태를 결정하며, 델타(Δ)가 상한값과 하한값 사이라고 결정될 경우 "간간이 흐림" 상태를 결정하기 위한 로직이 또한 사용될 수 있다.As discussed above, the sky temperature readings taken by the ambient temperature sensor tend to fluctuate to a lesser extent than the sky temperature readings taken by the infrared radiation sensor. Certain embodiments of the infrared cloud detectors are infrared sensor temperature readings (T IR) any according to
도 2a는 이러한 구현 예에 따른, 적외선 구름 검출기의 적외선 센서에 의해 시간이 흐르면서 온도 판독치들(TIR)의 두 개의 선도가 취해진 그래프를 도시한다. 두 개의 선도의 각각은 하루의 시기에 걸쳐 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TIR)을 갖는다. 제1 선도(110)는 오후에 구름이 있는 첫째 날 동안 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TIR)을 갖는다. 제2 선도(112)는 종일 맑은 둘째 날 동안 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TIR)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 오후가 흐린 첫째 날의 오후 동안 취해진 제1 선도(110)의 온도 판독치들(TIR)이 대체로 종일 맑은 둘째 날 동안 취해진 제2 선도(112)의 온도 판독치들(TIR)보다 높다.Figure 2a shows a graph of two diagrams of temperature readings (T IR ) taken over time by an infrared sensor of an infrared cloud detector, according to this embodiment. Each of the two diagrams has temperature readings (T IR ) taken by the infrared sensor over a period of one day.
도 2b는 도 2a에 대하여 논의된 적외선 구름 검출기의 주위 온도 센서에 의해 시간이 흐르면서 취해진 주위 온도 판독치들(TA)의 두 개의 선도를 갖는 그래프를 도시한다. 두 개의 선도의 각각은 하루의 시기에 걸쳐 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TA)을 갖는다. 직사일광이 주위 온도 센서에 닿는 것을 회피하기 위해, 그것은 직사일광으로부터 가려진다. 제1 선도(220)는 오후에 구름이 있는 첫째 날 동안 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TA)을 갖는다. 제2 선도(222)는 종일 맑은 둘째 날 동안 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들을 갖는다. 도시된 바와 같이, 오후에 구름이 있는 첫째 날 동안 취해진 제1 선도(220)의 주위 온도 판독치들(TA)이 종일 맑은 둘째 날 동안 취해진 제2 선도(222)의 온도 판독치들(TA)보다 낮은 구준에 있다.Figure 2B shows a graph with two lines of ambient temperature readings (T A ) taken over time by the ambient temperature sensor of the infrared cloud detector discussed with respect to Figure 2A. Each of the two diagrams has temperature readings (T A ) taken by the ambient temperature sensor over a period of one day. In order to avoid direct sunlight from reaching the ambient temperature sensor, it is obscured from direct sunlight.
도 2c는 도 2a 및 도 2b에 대하여 논의된 IR 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TIR)과 적외선 구름 검출기의 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TA) 간 계산된 델타(Δ)의 두 개의 선도를 갖는 그래프를 도시한다. 두 개의 선도의 각각은 하루의 시기에 걸쳐 계산된 델타(Δ)이다. 제1 선도(230)는 오후에 구름이 있는 첫째 날 동안 취해진 판독치들의 계산된 델타(Δ)이다. 제1 선도(232)는 종일 맑은 둘째 날 동안 취해진 계산된 델타(Δ)이다. 그래프는 또한 상한값 및 하한값을 포함한다.Fig. 2c is a graph showing the relationship between the temperature readings T IR taken by the IR sensor discussed with respect to Figs. 2A and 2B and the temperature readings T A taken by the ambient temperature sensor of the infrared cloud detector. Figure 2 shows a graph with two lines. Each of the two diagrams is a delta (?) Calculated over the time of day.
도 2c에서, 일출 직전으로부터 일몰 직후까지의 시간 간격 동안 그리고 일몰 직전으로부터 일출까지의 시간 간격 동안 제2 선도(232)의 델타(Δ)의 값들이 하한값 미만이다. 도 2c에서의 선도들에 도시된 계산된 델타(Δ)를 사용하면, 적외선 구름 검출기의 로직은 이러한 시간 간격 동안 "맑음" 상태를 결정할 수 있다. 또한, 제2 선도(232)의 델타(Δ)의 값들이 하루의 대부분 다른 시간들에 하한값 미만이기 때문에, 적외선 구름 검출기의 로직은 다른 시간들 동안 또한 "맑음" 상태를 결정할 것이다.In Figure 2c, the values of the delta (Delta) of the
도 2c에서, 제1 선도(230)의 델타(Δ)의 값들이 오후의 대부분 동안 상한값을 초과하고 적외선 구름 검출기는 오후 동안 "흐림" 상태를 결정할 것이다. 제1 선도(230)의 델타(Δ)의 값들은 일출 직전 일몰 직후까지의 시간 간격 동안 그리고 일몰 직전으로부터 일출까지의 시간 간격 동안 하한값 미만이다. 이렇게 계산된 델타(Δ) 값들에 기초하면, 적외선 구름 검출기는 이러한 시간 간격 동안 "맑음" 상태를 결정할 것이다. 제1 선도(230)의 델타(Δ)의 값들은 이른 오후와 늦은 오후에 과도기에 있는 짧은 시기 동안 하한값과 상한값 사이에 있다. 이렇게 계산된 델타(Δ) 값들에 기초하면, 적외선 구름 검출기는 "간간이 흐림" 상태를 결정할 것이다.In FIG. 2C, the values of the delta (?) Of
C. 선택적으로 광센서(들)를 갖는 적외선 구름 검출기 시스템C. Infrared cloud detector system optionally with optical sensor (s)
특정 구현 예들에서, 적외선 구름 검출기 시스템들은 동작 동안 가시광 복사의 세기를 측정하기 위해 선택적으로 가시광 광센서(예를 들어, 광다이오드)를 포함한다. 이러한 시스템들은 일반적으로 적외선 센서, 주위 온도 센서, 가시광 광센서 및 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 가시광 광센서 중 하나 이상에 의해 취해지는 판독치들에 기반하여 구름양 상태를 결정하기 위한 로직을 포함한다. 몇몇 경우, 적외선 센서는 8-14 ㎛ 스펙트럼 내 파장을 측정하도록 캘리브레이트된다. 몇몇 경우, 광센서는 명소 범위 내 가시광(예를 들어, 약 390 nm과 약 700 nm 사이)의 세기를 검출하도록 캘리브레이트된다. 광센서는 적외선 센서 및 주위 온도 센서와 동일한 하우징에/상에 위치될 수도 있고 별개로 위치될 수도 있다. 몇몇 경우, 로직은 적외선 센서의 확신 수준이 높고/거나 광센서의 확신 수준이 낮을 때,적외선 센서 온도 판독치들(TIR)과 주위 온도 판독치들(TA) 간 계산된 델타(Δ) 값에 기반하여 구름양 상태를 결정한다. 로직은 적외선 센서의 확신 수준이 낮고/거나 광센서의 확신 수준이 높을 때 광센서 판독치들에 기반하여 구름양 상태를 결정한다.In certain embodiments, the infrared cloud detector systems optionally include a visible light sensor (e.g., a photodiode) to measure the intensity of visible radiation during operation. Such systems generally include logic for determining the amount of cloud condition based on readings taken by one or more of an infrared sensor, an ambient temperature sensor, a visible light sensor, and an infrared sensor, an ambient temperature sensor, and a visible light sensor. In some cases, the infrared sensor is calibrated to measure the wavelength in the 8-14 μm spectrum. In some cases, the photosensor is calibrated to detect the intensity of visible light (e.g., between about 390 nm and about 700 nm) within the range of spots. The optical sensor may be located on / in the same housing as the infrared sensor and the ambient temperature sensor or may be located separately. In some cases, the logic may be configured such that the calculated delta (DELTA) value between the infrared sensor temperature readings (T IR ) and the ambient temperature readings (T A ), when the confidence level of the infrared sensor is high and / To determine the cloud amount status. The logic determines the cloud amount status based on the light sensor readings when the confidence level of the infrared sensor is low and / or the confidence level of the optical sensor is high.
다양한 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템은 입력으로서, 일시별, 일별, 적외선 센서로부터 온도 판독치들(TIR), 주위 온도 센서로부터의 주위 온도 판독치들(TA) 및 광센서로부터의 광 세기 판독치들, 광센서로부터의 가시광 세기 판독치들의 진동 빈도 및 적외선 센서로부터의 온도 판독치들(TIR)의 진동 빈도를 사용하여 구름양 상태를 결정하기 위한 로직을 포함한다. 몇몇 경우, 로직은 가시광 세기 판독치들로부터의 진동 빈도 및/또는 온도 판독치들(TIR)로부터의 진동 빈도를 결정한다. 로직은 일시가 다음 네 시기 중 하나 동안인지 여부를 결정한다: (ⅰ) 일출 직전 그리고 일출 직후까지 시기 (ⅱ) (ⅰ) 후 (ⅲ) 전으로 정의되는 주간; (ⅲ) 일몰(박명) 직전 그리고 일몰까지의 시기; 또는 (ⅳ) (ⅲ) 후 (ⅰ) 전으로 정의되는 야간. 하나의 경우, 일출 시간은 가시 파장 광센서에 의해 취해지는 측정치들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 시기 (ⅰ)는 가시광 파장 광센서가 직사일광을 측정하기 시작한, 즉 가시광 광센서의 세기 판독치가 최소 세기값 이상인 지점에서 끝날 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시기 (ⅲ)는 가시광 파장 광센서로부터의 세기 판독치가 최소 세기값 이하인 지점에서 끝나는 거으로 결정될 수 있다. 다른 예로, 일출 시간 및/또는 일몰 시간은 일자에 기반하는 태양 계산기를 사용하여 계산될 수 있고 시기들 (ⅰ) 및 (ⅲ)는 계산된 일출/일몰 시간들 전후 정의된 시기(예를 들어, 45분)에 의해 계산될 수 있다. 일시가 (ⅰ) 또는 (ⅲ) 시기들 내일 경우, 광센서 판독치들의 확신 수준은 낮고 적외선 센서 판독치들이 높은 경향이 있다. 이러한 상황에서, 로직은 보정 계수들이 있거나 없이 계산된 델타(Δ)에 기반하여 구름양 상태를 결정한다. 예를 들어, 로직은 델타(Δ)가 상한값을 초과할 경우 "흐림" 상태를 결정하고, 델타(Δ)가 하한값 미만일 경우 "맑음" 상태를 결정하며, 델타(Δ)가 상한값과 하한값 사이라고 결정될 경우 "간간이 흐림" 상태를 결정할 수 있다. 다른 예로서, 로직은 델타(Δ)가 단일의 임계값을 초과할 경우 "흐림" 상태를 그리고 델타(Δ)가 그 임계값 미만일 경우 "맑음" 상태를 결정할 수 있다. 일시가 (ⅱ) 주간 동안일 경우, 광센서 판독치들의 확신 수준은 높은 수준에 있고 적외선 센서 판독치의 확신 수준은 낮은 경향이 있다. 이 경우, 로직은 적외선 판독치들과 광센서 판독치들 간 계산된 차이가 허용 값 이하에 머무르는 한 구름양 상태를 결정하는 데 광센서 판독치들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 로직은 광센서 판독치가 특정 세기 수준을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 판독치가 그 세기 수준을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 적외선 판독치들과 광센서 판독치들 간 계산된 차이가 허용 값을 초과하여 증가할 경우, 적외선 판독치들의 수준은 증가되고 로직은 상술한 바와 같이 델타(Δ)에 기반하여 구름양 상태를 결정한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 광센서 판독치들이 제1 정의된 수준보다 더 높은 빈도로 진동하고 있는 것으로 결정될 경우, 적외선 판독치들의 확신 수준이 증가되고 로직은 델타(Δ)에 기반하여 구름양 상태를 결정한다.적외선 판독치들이 제2 정의된 수준보다 더 높은 빈도로 진동하고 있는 것으로 결정될 경우, 광센서 판독치들의 확신 수준이 증가되고 로직은 광센서 판독치들에 기반하여 구름양 상태를 결정한다. 일시가 (ⅳ) 야간 동안일 경우, 로직은 상술한 바와 같이 델타(Δ)에 기반하여 구름양 상태를 결정할 수 있다.In various implementations, an infrared cloud detector system may include, as inputs, temperature readings (T IR ) from the transient, daily, and infrared sensors, ambient temperature readings (T A ) from ambient temperature sensors, The vibration frequency of the visible light intensity readings from the optical sensors, and the oscillation frequency of the temperature readings (T IR ) from the infrared sensor. In some cases, the logic determines the oscillation frequency from the visible light intensity readings and / or the oscillation frequency from the temperature readings (T IR ). The logic determines whether the date and time is during one of the following four periods: (i) the period immediately before sunrise and immediately after sunrise; (ii) the day defined as (i) after (iii); (Iii) the time before sunset and before sunset; Or (iv) (iii) after (i) night. In one case, the sunrise time can be determined from measurements taken by the visible wavelength light sensor. For example, timing (i) may end at a point where the visible light wavelength photosensor begins to measure direct sunlight, i.e., the intensity readout of the visible light photosensor is above a minimum intensity value. Additionally or alternatively, the timing (iii) may be determined as the intensity reading from the visible light wavelength sensor ending at a point below the minimum intensity value. As another example, the sunrise time and / or sunset time may be calculated using a solar calculator based on a date, and the times (i) and (iii) may be calculated at predefined times before and after the calculated sunrise / sunset times 45 minutes). When the date and time are within (i) or (iii) times, the confidence level of the photosensor readings is low and the infrared sensor readings tend to be high. In this situation, the logic determines the amount of cloud condition based on the delta (?) Calculated with or without correction factors. For example, the logic determines the "cloudy" state when the delta (Δ) exceeds the upper limit, determines the "fine" state when the delta (Δ) is below the lower limit, and the delta It can determine the " intermittent cloudy " state. As another example, the logic may determine a " cloudy " state if the delta (A) exceeds a single threshold and a " fine " state if the delta (A) is below that threshold. When the date and time is (ii) during the day, the confidence level of the photosensor readings is at a high level and the confidence level of the infrared sensor readings is low. In this case, the logic can use the light sensor readings to determine the cloud amount status as long as the calculated difference between the infrared readings and the light sensor readings remains below the allowable value. For example, the logic may determine a " faint " state when the photosensor readout exceeds a certain intensity level and a " faint " state if the readout is below its intensity level. If the calculated difference between the infrared readings and the photosensor readings increases beyond a tolerance, the level of infrared readings is increased and the logic determines the cloud amount condition based on the delta (?) As described above. Alternatively or additionally, when it is determined that the photosensor readings are oscillating at a frequency that is higher than the first defined level, the confidence level of the infrared readings is increased and the logic determines the cloudiness state based on the delta If it is determined that the infrared readings are oscillating at a higher frequency than the second defined level, the confidence level of the photo sensor readings is increased and the logic determines the cloud amount state based on the photo sensor readings. If the date and time is (iv) during the night, the logic can determine the cloud amount state based on the delta (?) As described above.
도 3은 일 구현 예에 따른, 적외선 구름 검출기(310) 및 광센서(320)를 포함하는 적외선 구름 검출기 시스템(300)의 개략적인 (측면)도를 도시한다. 적외선 구름 검출기(310)는 하우징(312), 하우징(312)의 인클로저 내 적외선 센서(314) 및 또한 하우징(312)의 인클로저 내 주위 온도 센서(316)를 포함한다. 적외선 센서(314)는 그것의 원뿔 시야(315) 내 하늘의 영역으로부터 수신되는 적외선 복사에 기반하여 온도 판독치들(TIR)을 취하도록 구성된다. 주위 온도 센서(316)는 적외선 구름 검출기(310) 주변 주위 공기의 주위 온도 판독치들을 측정하도록 구성된다. 일 측면에서, IR 센서는 적외선 온도계(예를 들어, 열전퇴), 적외선 복사계, 적외선 야간 복사계 및 적외선 고온계 중 하나이다. 일 측면에서, 주위 온도 센서는 전열 조절기, 온도계 및 열전쌍 중 하나이다.3 shows a schematic (side) view of an infrared
적외선 구름 검출기(310)는 색이 더해질 수 있는 창(332)(예를 들어, 적어도 하나의 전기변색 소자를 갖는 전기변색 창)을 갖는 방(330)을 갖는 건물의 지붕 상에 위치되고 광센서(320)는 건물의 외면 상에 위치된다. 색이 더해질 수 있는 창(332)은 건물의 외부 및 내부 사이에 위치되며, 이는 방(330)을 포함한다. 도 5는 또한 방(330)에 책상(334)을 도시한다. 이러한 예에서 광센서(320)가 적외선 구름 검출기(310)에서 떨어져 위치되어 있지만, 다른 구현 예들에서는, 광센서(320)가 하우징의 인클로저에 또는 하우징(312)의 외측 상에 위치된다.The
적외선 센서(314)는 적외선 센서(314)의 감지면에 수직하고 그것의 중심을 통과하는 허축을 포함한다. 적외선 구름 검출기(310)는 그것의 축이 수평면으로부터 경사각(β)을 이루어 향하도록 적외선 구름 검출기(310)를 지향시키는 쐐기 형상의 구조물에 의해 지지된다. 다른 구현 예들에서는 기타 구성요소들이 적외선 구름 검출기(310)를 지지하기 위해 사용될 수도 있다. 적외선 센서(314)는 감지면이 하늘을 향하고 그것의 시야(315) 내 하늘의 영역으로부터의 적외선 복사를 수신할 수 있도록 향해 있다. 주변 온도 센서(130)는 직사일광이 주변 온도 센서(130)의 감지면에 닿는 것을 회피하기 위해 하우징(312)의 가장자리에서 떨어져 하우징(312)의 인클로저 내에 위치되고 내물림 부분에 의해 가려진다. 도시되지 않았지만, 적외선 구름 검출기(310)는 또한 그것의 구성요소들을 하우징(312) 내에 홀딩하는 하나 이상의 구조물을 포함한다.The
도 3에서, 적외선 구름 검출기 시스템(300)은 또한 적외선 구름 검출기 시스템(300)의 로직을 사용하기 위해 메모리(미도시)에 저장된 명령들을 실행할 수 있는 프로세서를 갖는 제어기(340)를 포함한다. 제어기(340)는 온도 판독치들을 갖는 신호들을 수신하기 위해 적외선 센서(314) 및 주위 온도 센서(316)와 통신한다(유선 또는 무선으로). 제어기(340)는 또한 가시광 세기 판독치들을 갖는 신호들을 수신하기 위해 광센서(320)와 통신한다(유선 또는 무선으로).3, the infrared
일부 구현 예에서, 전력/통신 선들이 건물 또는 다른 구조물로부터 적외선 구름 검출기(310)로 연장될 수 있다. 일 구현 예에서, 적외선 구름 검출기(310)는 적외선 구름 검출기(310)를 적합한 케이블에 연결할 수 있는 네트워크 인터페이스를 포함한다. 적외선 구름 검출기(310)는 네트워크 인터페이스를 통해 제어기(340) 또는 건물의 다른 제어기(예를 들어, 네트워크 제어기 및/또는 마스터 제어기)로 데이터를 전달할 수 있다. 일부 다른 구현 예에서, 적외선 구름 검출기(310)는 추가적으로 또는 대안적으로 하나 이상의 외부 제어기와 무선 통신을 가능하게 하는 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다.In some implementations, the power / communication lines may extend from the building or other structure to the
일부 구현 예에서, 적외선 구름 검출기(310) 또는 적외선 구름 검출기들의 다른 예들은 또한 센서들 및 내부 전기적 구성요소들에 전력을 제공하기 위해 그것의 하우징 내에 있거나 그것과 연결되는 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 전원으로부터의 전력 대신 또는 그것에 더하여 그러한 전력을 제공할 수 있다(예를 들어, 건물 전원으로부터). 일 구현 예에서, 적외선 구름 검출기는 또한 예를 들어, 하우징의 외면 상에, 적어도 하나의 광 전지를 포함한다. 이러한 적어도 하나의 광 전지는 임의의 다른 전원에 의해 제공되는 전력 대신 또는 그것에 더하여 전력을 제공할 수 있다.In some implementations, the
적외선 구름 검출기 시스템(300)은 또한 입력으로서, 일시별, 일별, 적외선 센서(314)로부터 온도 판독치들(TIR), 주위 온도 센서(316)로부터의 주위 온도 판독치들(TA) 및 광센서(320)로부터의 광 세기 판독치들, 광센서(320)로부터의 가시광 세기 판독치들의 진동 빈도 및 적외선 센서(314)로부터의 온도 판독치들(TIR)의 진동 빈도를 사용하는 구름양 상태를 결정하기 위한 로직을 포함한다. 동작 동안, 적외선 센서(314)는 그것의 시야(315) 내 하늘의 영역으로부터 수신되는 적외선 복사에 기반하여 온도 판독치들(TIR)을 취하고, 주변 온도 센서(316)는 적외선 구름 검출기(310) 주변 주위 공기의 주위 온도 판독치들(TA)을 취하며, 광센서(320)는 그것의 감지면에 수신되는 가시광의 세기 판독치들을 취한다. 제어기(340)의 프로세서는 적외선 센서(314)로부터의 온도 판독치들(TIR)을 갖는 신호들, 주위 온도 센서(316)로부터의 주위 온도 판독치들(TA)을 갖는 신호들 및 광센서(320)로부터의 세기 판독치들을 갖는 신호들을 수신한다. 프로세서는 다양한 입력에 기반하여 구름양 상태를 결정하기 위한 로직을 사용하기 위한 메모리에 저장된 명령들을 실행한다. 그러한 로직의 일례는 위에서 그리고 도 9를 참조하여 설명된다. 일 구현 예에서, 제어기(340)는 또한 하나 이상의 건물 구성요소와 통신하고 그것들을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(340)는 색이 더해질 수 있는 창(332)과 통신하고 그것의 색조 레벨을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템(300)은 또한 결정된 구름양 상태에 기반하여, 하나 이상의 건물 구성요소, 예를 들어, 색이 더해질 수 있는 창(332)에 대한 제어 결정을 결정하기 위한 로직을 포함한다. 결정된 구름양 상태에 기초하여 제어 결정을 결정하기 위한 로직의 일례는 도 10에 대하여 보다 상세하게 설명된다.The infrared
단일 적외선 센서(314), 주위 온도 센서(316) 및 광센서(320)가 도 3에 도시되어 있지만, 본 발명은 그에 제한되지 않고 다른 구현 예에서 추가 구성요소들 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 다수의 구성요소가 하나가 고장나고/거나 그 외 작용을 못하게 될 경우 여분을 위해 사용될 수 있다. 다른 예로, 둘 이상의 구성요소가 상이한 정보를 획득하기 위해 상이한 위치들에 또는 상이한 방향들에 사용될 수 있다. 일 구현 예에서, 둘 이상의 적외선 센서는 상이한 시야로부터 그리고/또는 건물/구조로부터 상이한 거리들에서 적외선 복사를 획득하기 위해 상이한 방향들을 향하도록 사용된다. 다수의 센서를 갖는 경우들에서, 다수의 센서로부터의 값들의 평균값이 구름양 상태를 상태를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 둘 이상의 IR 센서가 적외선 구름 검출기(310)의 하우징 내에 위치될 경우, IR 센서들은 통상적으로 차단 동인이 모든 IR 센서에 영향을 미칠 가능성을 줄이기에 충분한 거리만큼 서로 오프셋되어 있다. 예를 들어, IR 센서들은 적어도 약 1 인치 또는 적어도 약 2 인치만큼 분리되어 있다.Although the single
적외선 구름 검출기 시스템의 다른 예는 이하 섹션 Ⅲ에서 도 11a 내지 도 11c에 대하여 설명된다.Other examples of infrared cloud detector systems are described below with respect to Figures 11A-11C in Section III.
- 다중 센서 구현 예들- Multiple sensor implementation examples
특정 구현 예들에서, 적외선 구름 검출기 시스템은 그것의 하우징 내에 다양한 다른 광한 센서 및 전기적 구성요소를 갖는 다중 센서 디바이스 형태의 가시광 광센서를 갖는 적외선 구름 검출기를 포함한다. 다중 센서 디바이스들의 상이한 예들의 세부 사항들은 2016년 10월 6일자로 출원된 "MULTI-SENSOR(다중 센서)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제14/998,019호에 설명되며, 이는 이에 의해 그 전체가 참조로 통합된다. 이러한 구현 예들의 다중 센서 디바이스들은 외측 환경에 센서들을 노출시키기 위해 건물 외부 환경에 위치되도록 구성된다. 다중 센서 디바이스들을 갖는 이러한 구현 예들의 일부에서, 전력/통신 선들이 건물로부터 다중 센서 디바이스들로 연장된다. 하나의 그러한 경우, 다중 센서 디바이스는 다중 센서 디바이스를 적합한 케이블에 연결할 수 있는 네트워크 인터페이스를 포함한다. 다중 센서 디바이스는 네트워크 인터페이스를 통해 건물의 로컬 제어기 또는 제어기들, 네트워크 제어기 및/또는 마스터 제어기에 데이터를 전달할 수 있다. 다른 구현 예들에서, 다중 센서 디바이스는 추가적으로 또는 대안적으로 하나 이상의 외부 제어기와 무선 통신을 가능하게 하는 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 구현 예에서, 다중 센서 디바이스는 또한 센서들 및 내부 전기적 구성요소들에 전력을 제공하기 위해 그것의 하우징 내에 있거나 그것과 연결되는 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 전원으로부터의 전력 대신 또는 그것에 더하여 그러한 전력을 제공할 수 있다(예를 들어, 건물 전원으로부터). 일부 구현 예에서, 다중 센서 디바이스는 또한 예를 들어, 그것의 하우징의 표면 상에, 적어도 하나의 광 전지를 포함한다.In certain embodiments, the infrared cloud detector system includes an infrared cloud detector having a visible light photosensor in the form of multiple sensor devices with various other optical sensors and electrical components within its housing. Details of different examples of multiple sensor devices are described in U.S. Patent Application No. 14 / 998,019 entitled " MULTI-SENSOR ", filed October 6, 2016, Lt; / RTI > The multiple sensor devices of these embodiments are configured to be located in a building exterior environment to expose sensors to the exterior environment. In some of these implementations with multiple sensor devices, power / communication lines are extended from the building to multiple sensor devices. In one such case, multiple sensor devices include a network interface that can connect multiple sensor devices to the appropriate cable. Multiple sensor devices may communicate data to a local controller or controllers, a network controller and / or a master controller of the building via a network interface. In other implementations, the multiple sensor devices may additionally or alternatively include a wireless network interface that enables wireless communication with one or more external controllers. In some embodiments, the multiple sensor device may also include a battery that is within or connected to its housing to provide power to the sensors and internal electrical components. A battery may provide such power in addition to or in addition to power from a power source (e.g., from a building power source). In some embodiments, the multiple sensor device also includes at least one photovoltaic cell, for example, on the surface of its housing.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 상기한 일 구현 예에 따른, 다중 센서 디바이스(401) 형태의 적외선 구름 검출기를 포함하는 적외선 구름 검출기 시스템(400)의 개략적인 묘사의 사시도를 도시한다. 도 4a 및 도 4b는 다중 센서 디바이스(401)가 기둥(420)에 결합되는 하우징(410)을 포함하는 것을 도시한다. 기둥(420)은 하우징(410)의 베이스 부분(414)에 결합하기 위한 제1 단부 및 건물에 장착하기 위한 제2 단부를 포함하는 장착 어셈블리로서의 기능을 할 수 있다. 일례로, 베이스 부분(414)은 기계적 스레딩을 통해 또는 고무 개스킷 압착을 통해 기둥(420)의 제1 단부에 고정되게 부착되거나 그것에 또는 그것과 연결된다. 기둥(420)은 또한 건물의 옥상(예를 들어, 도 3에 도시된 방(330)을 갖는 건물의 지붕 상)에 이를테면, 예를 들어, 지붕, 지붕 상의 벽에, 또는 지붕 상의 다른 구조물에 기둥(420)를 장착 또는 부착하기 위한 장착 또는 부착 메커니즘을 포함할 수 있는 제2 단부를 포함할 수 있다. 하우징은 광 확산 물질로 형성되는 커버(411)를 포함한다. 커버(411)는 또한 얇은 부분(412)을 포함한다.4A, 4B, and 4C illustrate perspective views of a schematic depiction of an infrared
도 4b는 또한 적외선 구름 검출기 시스템(400)이 다중 센서 디바이스(401)의 베이스 부분(414)의 바닥면 상에 위치되는 주위 온도 센서(420)를 포함하는 것으로 도시한다. 주위 온도 센서(420)는 동작 동안 외부 환경의 주위 온도를 측정하도록 구성된다. 주위 온도 센서(420)는 적외선 구름 검출기 시스템(400)이 상방을 향하는 상면을 갖고 실외 환경에 위치될 때 직접 태양 복사선으로부터 가려지도록 하면 상에 위치된다. 온도 센서(420)는 예를 들어, 전열 조절기, 열전쌍, 저항 온도계, 실리콘 밴드갭 온도 센서 등일 수 있다.Figure 4b also shows that the infrared
도 4c는 도 4a 및 도 4b에 도시된 적외선 구름 검출기 시스템(400)의 다중 센서 디바이스(401)의 내측 구성요소들 중 일부의 사시도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 적외선 구름 검출기 시스템(400)은 또한 가시광 센서(440), 제1 적외선 센서(452) 및 제2 적외선 센서(454)를 포함한다. 제1 적외선 센서(452) 및 제2 적외선 센서(454)는 다중 센서 디바이스(401)의 상측 부분 상에 위치되고 광 확산 물질로 형성되는 커버(411)(도 4a 및 도 4b에 도시됨) 뒤에 위치된다.4C shows a perspective view of some of the inner components of the
도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 적외선 센서(452)는 그것의 감지면에 수직한 방향의 제1 축(453)을 갖는다. 제2 적외선 센서(454)는 그것의 감지면에 수직한 방향의 제2 축(455)을 갖는다. 도시된 예에서, 제1 및 제2 적외선 센서들(452, 454)은 그것들의 방향 축(453, 455)이 상기한 다중 센서 디바이스(401)로부터 획득되는 적외선 복사에 기초반하여 동작 동안 온도 판독치들을 취할 수 있기 위해 하우징(410)(도 4a 및 도 4b)에 도시됨)의 상부로부터 밖을 향하도록 위치된다. 제1 적외선 센서(452)는 제2 적외선 센서(454)에서 적어도 약 1 인치만큼 분리되어 있다. 동작 동안, 제1 및 제2 적외선 센서들(452, 454)은 시야 내 임의의 객체들 또는 매체들로부터 방사되는 적외선 복사를 검출한다. 시야는 제1 및 제2 적외선 센서들(452, 454)의 물리적 그리고 물질 속성들에 기초한다. 그것들의 물리적 그리고 물질 속성들 단독으로에 기초하여, 적외선 센서들의 일부 예는 범위가 약 50도에서 약 80도에 이르는 시야를 갖는다. 특정 일례에서, 적외선 센서는 약 70의 시야를 갖는다.As shown in FIG. 4C, the first infrared sensor 452 has a first axis 453 in a direction perpendicular to its sensing plane. The second infrared sensor 454 has a
광센서(440)는 그것의 감지면에 수직한 방향의 축(442)을 갖는다. 광센서(440)는 도 4a에 도시된 바와 같이 하우징(410)의 얇은 부분(412) 뒤에 위치된다. 얇은 부분(412)은 광센서(440)가 얇은 부분(412)을 통해 가시광 복사를 수신게 한다. 동작 동안, 광센서(440)는 얇은 부분(412)을 통해 수신된 가시광의 세기를 측정한다.The
일 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템(400)은 또한 적외선 구름 검출기 시스템(400)의 로직을 사용하기 위해 메모리(미도시)에 저장된 명령들을 실행할 수 있는 프로세서를 갖는 제어기를 포함한다. 이러한 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템(400)은 또한 입력으로서, 일시별, 일별, 적외선 센서들(452, 454)로부터 온도 판독치들(TIR), 주위 온도 센서(420)로부터의 주위 온도 판독치들(TA) 및 광센서(440)로부터의 광 세기 판독치들, 광센서(440)로부터의 가시광 세기 판독치들의 진동 빈도 및 적외선 센서들(452, 454)로부터의 온도 판독치들(TIR)의 진동 빈도를 사용하여 구름양 상태를 결정하기 위한 로직을 포함한다. 그러한 로직의 예들은 본 명세어세 예를 들어, 도 8 내지 도 10에 대하여 설명된다.In one implementation, the infrared
외부 제어기는 온도 판독치들을 갖는 신호들을 수신하기 위해 적외선 센서들(452, 454) 및 주위 온도 센서(420)와 통신한다(유선 또는 무선으로). 제어기는 또한 가시광 세기 판독치들을 갖는 신호들을 수신하기 위해 광센서(440)와 통신한다(유선 또는 무선으로). 일부 구현 예에서, 전력/통신 선들이 건물 또는 다른 구조물로부터 적외선 구름 검출기 시스템(400)으로 연장될 수 있다. 일 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템(400)은 적합한 케이블에 연결할 수 있는 네트워크 인터페이스를 포함한다. 적외선 구름 검출기 시스템(400)는 네트워크 인터페이스를 통해 외부 제어기 또는 건물의 다른 제어기로 데이터를 전달할 수 있다. 일부 다른 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템(400)은 추가적으로 또는 대안적으로 하나 이상의 외부 제어기와 무선 통신을 가능하게 하는 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템(400)은 또한 센서들 및 내부 전기적 구성요소들에 전력을 제공하기 위해 하우징 내에 있거나 그것과 연결되는 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 전원으로부터의 전력 대신 또는 그것에 더하여 그러한 전력을 제공할 수 있다(예를 들어, 건물 전원으로부터). 일부 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템(400)은 또한 예를 들어, 하우징의 표면 상에, 적어도 하나의 광 전지를 포함한다.The external controller communicates with the infrared sensors 452 and 454 and the ambient temperature sensor 420 (either wired or wireless) to receive signals having temperature readings. The controller also communicates with the light sensor 440 (either wired or wireless) to receive signals having visible light intensity readings. In some implementations, the power / communication lines may extend from the building or other structure to the infrared
D. 상이한 구름양 상태들 동안 델타 값들과 광센서로부터의 세기 판독치들의 비교D. Comparison of Delta Values and Intensity Readings from Optical Sensors During Different Cloud Amount States
상술한 바와 같이, 적외선 센서들은 이른 아침 및 저녁에 "맑음" 상태를 검출하는 데 있어서 가시광 광센서보다 더 정확할 수 있다. 그러나, 직사일광 및 그 외 상태들이 약간의 노이즈를 야기할 수 있으며, 이는 적외선 센서 판독치들이 진동하게 한다. 이러한 진동의 빈도가 낮을 경우, 적외선 센서 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 높은 확신으로 평가할 수 있다. 또한, 특정 상태들(예를 들어, 빠르게 이동하는 구름)은 광센서 판독치들에 진동을 야기할 수도 있다. 진동의 빈도가 낮을 경우, 주간 동안 광센서 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 높은 확신으로 평가할 수 있다. 특정 구현 예들에서, 로직은 적외선 센서 판독치들의 진동이 높은 빈도를 갖는지 여부 그리고/또는 광센서 판독치들의 진동이 높은 빈도를 갖는지 여부를 결정할 수 있다. 적외선 센서 판독치들의 진동이 높은 빈도를 갖는 것으로 결정될 경우, 로직은 구름양 상태를 결정하는 데 광센서 판독치들을 사용한다. 광센서 판독치들의 진동이 높은 빈도를 갖는 것으로 결정될 경우, 로직은 구름양 상태를 결정하는 데 적외선 센서 판독치들 및 주위 온도 센서 판독치들 간 차이를 사용한다. 진동에 따라 사용하기 위한 센서 판독치의 유형을 선택하는 이러한 로직의 기술적 이점들을 설명하기 위해, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b는 상이한 구름양 상태들 동안 적외선 센서에 의해 취해지는 온도 판독치들(TIR)과 주위 온도 센서에 의해 취해지는 온도 판독치들(TA) 간 차이, 델타(Δ)와의 비교를 위해 가시광 광센서에 의해 취해지는 세기 판독치들(I)의 선도들의 그래프들을 포함한다. 가시광 광센서, 적외선 센서 및 주위 온도 센서는 도 3에 도시된 적외선 구름 검출기(310)의 구성요소들에 대하여 설명된 바들과 유사하다. 각각의 선도들은 하루의 시기 동안 취해진 판독치들을 갖는다.As noted above, infrared sensors may be more accurate than visible light sensors in detecting " clear " conditions early in the morning and evening. However, direct sunlight and other conditions can cause some noise, which causes the infrared sensor readings to vibrate. When the frequency of such vibrations is low, the cloud amount status can be evaluated with high confidence using infrared sensor readings. In addition, certain states (e.g., fast-moving clouds) may cause vibrations in the photosensor readings. If the frequency of the oscillations is low, the amount of cloudiness can be assessed with high confidence using light sensor readings during the day. In certain implementations, the logic may determine whether the vibrations of the infrared sensor readings have a high frequency and / or whether the vibrations of the photo sensor readings have a high frequency. When the vibration of the infrared sensor readings is determined to have a high frequency, the logic uses the photosensor readings to determine the cloud amount status. If the vibration of the light sensor readings is determined to have a high frequency, the logic uses the difference between the infrared sensor readings and the ambient temperature sensor readings to determine the cloud amount status. 5A, 5B, 6A, 6B, 7A and 7B illustrate the technical advantages of this logic in selecting the type of sensor reading for use in accordance with vibration, Of the intensity reading (I) taken by the visible light sensor for comparison with the difference between the temperature readings (T IR ) taken by the ambient temperature sensor and the temperature readings (T A ) taken by the ambient temperature sensor, Includes graphs of leading graphs. The visible light sensor, the infrared sensor, and the ambient temperature sensor are similar to those described for the components of the
도 5a 및 도 5b는 주간 중 동안 지나는 구름을 제외하고는 종일 화창하고 맑은 날 동안 취해진 판독치들의 선도들의 그래프들을 포함한다. 도 5a는 시간이 흐르면서 세기 판독치들(I)의 선도(510)가 가시광 광센서에 의해 취해진 그래프이다. 도 5b는 시간이 흐르면서 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TIR)과 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TA) 간 차이, 델타(Δ)의 선도(520)를 갖는 그래프이다. 도 5a의 선도(510)에 도시된 바와 같이, 가시광 광센서에 의해 취해진 세기 판독치들(I)은 주간의 대부분에서 높고 주간 중 동안 구름이 지날 때 높은 빈도(짧은 주기)의 진동으로 떨어진다. 도 5a의 선도(520)는 델타(Δ)의 값들이 하루 종일 동안 하한값을 초과하여 증가하지 않음을 보여주며, 이는 높은 확신의 "맑음" 상태를 나타낸다.Figures 5A and 5B include graphs of the readings of the readings taken during a full sunny and clear day, with the exception of clouds passing during the daytime. 5A is a graph in which a
도 6a 및 도 6b는 아침에 오후까지 구름이 빈번하게 지나고 늦은 오후에 두 개의 느리게 이동하는 구름이 지나는 날 동안 취해진 판독치들의 선도들의 그래프들을 포함한다. 도 6a는 시간이 흐르면서 세기 판독치들(I)의 선도(610)가 가시광 광센서에 의해 취해진 그래프이다. 도 6b는 시간이 흐르면서 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TIR)과 시간이 흐르면서 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TA) 간 차이, 델타(Δ)의 선도(640)를 갖는 그래프이다. 도 6a의 선도(610)에 도시된 바와 같이, 가시광 광센서에 의해 취해진 세기 판독치들(I)은 아침에 오후까지 구름이 빈번하게 지나는 시기 동안 높은 빈도 부분(620)을 갖는다. 선도(610)는 늦은 오후에 두 개의 느리게 이동하는 구름이 지나칠 때 낮은 빈도 부분(630)을 갖는다. 도 6b에서의 선도(640)는 델타(Δ)의 값들이 아침에 오후까지 구름이 빈번하게 지나고 있는 시기 동안 높은 빈도를 갖고 값들이 상한값과 하한값 사이에 유지되어 간간이 흐림을 나타냄을 보여준다. 늦은 오후 델타(Δ)의 값들은 상한값과 하한값 사이 그리고 또한 "간간이 흐림" 상태와 "맑음" 상태가 바뀌는 하한값들 미만인 값들을 갖는 낮은 빈도의 진동을 갖는다. 이러한 경우, 적외선 센서 값들이 아침부터 오후까지 높은 확신의 "간간이 흐림" 상태를 나타내고 광센서 값들이 늦은 오후에 높은 수준의 "간간이 흐림" 상태를 나타낸다.Figures 6a and 6b include graphs of graphs of the readings taken during the day when clouds pass frequently through the morning to the afternoon and two slowly moving clouds pass late in the afternoon. 6A is a graph in which a
도 7a 및 도 7b는 하루 중 동안 짧은 구름을 제외하고는 흐린 날 동안 시간이 흐르면서 취해진 판독치들의 선도들의 그래프들을 포함한다. 도 7a는 시간이 흐르면서 세기 판독치들(I)의 선도(710)가 가시광 광센서에 의해 취해진 그래프이다. 도 7b는 시간이 흐르면서 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TIR)과 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치들(TA) 간 차이, 델타(Δ)의 선도(720)를 갖는 그래프이다. 도 7a의 선도(710)에 도시된 바와 같이, 가시광 광센서에 의해 취해진 세기 판독치들(I)은 주간의 대부분에서 낮고 하루 중 짧게 하늘이 맑을 때 높은 빈도(짧은 주기)의 진동으로 상승한다. 도 7a의 선도(720)는 델타(Δ)의 값들이 하루 종일 동안 상한값 미만으로 가지 않음을 보여주며, 이는 높은 확신의 "흐림" 상태를 나타낸다.Figures 7a and 7b include graphs of graphs of readings taken over time during a cloudy day, except for short clouds during the day. FIG. 7A is a graph in which a
일부 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템은 적외선 센서로부터의 판독치들을 사용하여 주위 온도와 적외선 범위 내 파장, 예를 들어, 8-14 마이크로미터 사이의 파장을 측정하는 적외선 센서로부터의 온도 판독치 간 차동 델타를 평가한다. 몇몇 경우, 하나 이상의 보정 계수가 계산된 차동 델타에 적용된다. 차동 델타는 구름양 상태를 분류하는 데 사용될 수 있는 상대적인 하늘 온고 값을 제공한다. 예를 들어, 구름양 상태는 세 개의 버킷 "맑음", "흐림" 및 "온통 구름으로 뒤덮임" 중 하나로 결정될 수 있다. 이러한 적외선 구름 검출기 시스템을 사용 시, 결정되는 구름양 상태는 해가 떠있는지 또는 일출/일몰 전인지와 관계가 없다.In some implementations, the infrared cloud detector system uses readings from an infrared sensor to measure temperature readings from an infrared sensor that measures wavelengths in the ambient and infrared ranges, e.g., between 8 and 14 micrometers Evaluate the differential delta. In some cases, one or more correction factors are applied to the calculated differential delta. The differential delta provides a relative sky warmth value that can be used to classify cloud volume conditions. For example, the cloud volume status can be determined to be one of three buckets " clear ", " cloudy " When using this infrared cloud detector system, the amount of cloud determined is independent of whether the sun is floating or before sunrise / sunset.
특정 구현 예들에 따른 적외선 구름 검출기 시스템은 하나 이상의 기술적 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 이른 아침 및 저녁 조건들 동안, 적외선 센서는 가시광 세기 수준에 관계 없이 흐린지 또는 화창한지를 결정할 수 있다. 이러한 시간들 동안 이러한 구름양 상태의 결정은 광센서가 하늘이 계속 떠있는 동안 효과적이지 못할 때, 색이 더해질 수 있는 창의 색조 상태를 결정하는 것에 추가 상황을 제공할 수 있다. 다른 예로, 적외선 센서는 그것의 시야 내 일반적인 구름양 상태를 검출하는 데 사용될 수 있다. 이러한 정보는 광센서에 의해 결정되는 "맑음" 또는 "흐림" 상태가 지속될 가능성이 있는지를 결정하기 위해 광센서 판독치들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 광센서가 "맑음" 상태를 나타내는 경향이 있는 세기 수준의 급격한 상승을 검출하나, 적외선 센서는 "흐림" 상태를 나타낼 경우, "흐림" 상태는 지속될 것으로 예상되지 않는다. 역으로, 적외선 센서가 "맑음" 상태를 말하고 광센서 판독치들도 "맑음" 상태임을 나타낼 경우라면, "맑음" 상태가 지속될 가능성이 있다. 다른 예로, 색이 더해질 수 있는 창이 일출에 꾸준한 상태에 있을 필요가 있는 경우들에, 전환은 일몰 전 X 시간(예를 들어, 전환 시간)에 시작할 필요가 있다. 이러한 시간 동안, 아주 적은 빛 노출이 있을 때 광센서는 효과적이지 못하다. IR 센서는 일출 전 구름 상태를 결정하여 색을 더하는 프로세스를 시작해야 할지(맑은 하늘 동안) 또는 일출 시 "흐림" 상태를 예상하여 색이 더해질 수 있는 창을 투명하게 유지할지를 제어 로직에 알릴 수 있다.An infrared cloud detector system according to certain embodiments may have one or more technical advantages. For example, during early morning and evening conditions, the infrared sensor can determine whether it is cloudy or sunny, regardless of the level of visible light intensity. During such times, the determination of this cloud-positive state may provide additional context for determining the color tone state of the window where color may be added when the light sensor is not effective while the sky is still floating. As another example, an infrared sensor may be used to detect a general cloud volume condition within its field of view. This information can be used with the photosensor readings to determine if there is a likelihood of a " clear " or " cloudy " condition being determined by the photosensor. For example, if the light sensor detects a sharp rise in the intensity level that tends to indicate a " clear " state, but the infrared sensor is not expected to sustain the " cloudy " Conversely, if the infrared sensor indicates a " clear " state and the photosensor readings indicate a " clear " state, then the " clear " As another example, in situations where a window where color can be added needs to be in a steady state at sunrise, the transition needs to start at X hours before sunset (eg, transition time). During this time, the light sensor is not effective when there is very little light exposure. The IR sensor can determine the state of the cloud before sunrise to inform the control logic whether to start the process of adding colors (during clear sky) or to expect a "cloudy" state at sunrise to keep the window in which color can be added transparent .
Ⅲ. 적어도 하나의 적외선 센서 및 하나의 주위 온도 센서로부터의 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 결정하기 위한 방법들Ⅲ. Methods for determining the amount of cloud condition using readings from at least one infrared sensor and one ambient temperature sensor
도 8 내지 도 10은 다양한 실시 예에 따른, 적어도 하나의 적외선 센서 및 하나의 주위 온도 센서로부터의 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 결정하기 위한 방법들을 설명하는 흐름도들을 도시한다. 도 9 및 도 10에서, 적어도 하나의 광센서로부터의 판독치들은 또한 특정 조건들 하에서 구름양 상태를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 경우, 온도 판독치들을 취하기 위해 사용되는 적외선 센서는 약 8 ㎛ 내지 14 ㎛ 스펙트럼에서 적외선 복사를 검출하도록 캘리브레이트되고/거나 약 72도의 시야를 갖는다. 몇몇 경우, 광센서 판독치들을 취하기 위해 사용되는 광센서는 명소 범위 내 가시광(예를 들어, 약 390 nm과 약 700 nm 사이)의 세기를 검출하도록 캘리브레이트되며, 이는 일반적으로 조명이 밝은 조건들(예를 들어, 범위가 약 10 cd/m²과 108 cd/m² 사이로부터 이르는 휘도 수준) 하에서 평균적인 사람의 눈에 보이는 광을 지칭한다. 이러한 방법들이 단일 적외선 센서, 단일 주위 온도 센서 및/또는 단일 광센서로부터의 판독치들에 대하여 설명되지만, 다수의 유형의 센서, 예를 들어, 상이한 방향들로 지향되는 다수의 센서로부터의 값들이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 다수의 센서가 사용될 경우, 상기 방법은 특정 배향의 센서(예를 들어, 작용하는 센서)에 기초하여 단일 값을 사용하거나 다수의 작용하는 센서로부터의 판독치들의 평균 또는 그 외 통계적으로 관련된 값을 취할 수 있다. 다른 경우들에서, 여분의 센서들이 있을 수 있고 적외선 구름 검출기가 작용하는 센서로부터의 값들을 사용하는 로직을 가질 수 있다. 예를 들어, 다양한 센서로부터의 판독치들을 비교하는 것에 기반하여 센서들 중 어느 센서가 작용하고 있는지 그리괴/또는 어느 센서가 작용하고 있지 않는지를 평가함으로써.Figures 8-10 illustrate flow diagrams illustrating methods for determining a cloud amount status using readings from at least one infrared sensor and one ambient temperature sensor, in accordance with various embodiments. In Figures 9 and 10, the readings from the at least one photosensor can also be used to determine the cloud amount status under certain conditions. In some cases, an infrared sensor used to take temperature readings is calibrated to detect infrared radiation in the about 8 urn to 14 탆 spectrum and / or has a field of view of about 72 degrees. In some cases, the photosensors used to take photosensor readings are calibrated to detect intensities of visible light (e.g., between about 390 nm and about 700 nm) within a range of spots, (E.g., a luminance level ranging from about 10 cd / m² to about 108 cd / m²). Although these methods are described for readouts from a single infrared sensor, a single ambient temperature sensor, and / or a single optical sensor, values from multiple types of sensors, e.g., from multiple sensors directed at different directions, Will be understood. When multiple sensors are used, the method may use a single value based on a particular orientation of the sensor (e.g., the acting sensor), or use an average or other statistically related value of the readings from multiple acting sensors I can take it. In other cases, there may be redundant sensors and may have logic that uses values from the sensor on which the infrared cloud detector operates. For example, by evaluating which sensors of the sensors are functioning and / or which sensors are not functioning based on comparing the readings from the various sensors.
A. 방법 ⅠA. Method I
도 8은 구현 예들에 따른, 적외선 센서 및 주위 온도 센서로부터의 온도 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 결정하기 위한 방법을 설명하는 흐름도(800)를 도시한다. 적외선 구름 검출기 시스템의 적외선 센서 및 주위 온도 센서는 일반적으로 주기적으로 판독치들을 취한다(샘플 시간들에). 프로세서는 이러한 방법의 동작들을 수행하기 위해 메모리에 저장된 명령들을 실행한다. 일 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템은 도 1에 대하여 설명된 적외선 구름 검출기(100)를 갖는 시스템에 대하여 설명된 것들과 유사한 구성요소들을 갖는다. 다른 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템은 도 3에서의 적외선 구름 검출기(310)를 갖는 시스템에 대하여 설명된 것들과 유사한 구성요소들을 갖는다.FIG. 8 shows a
도 8에서, 상기 방법이 동작(801)으로 시작된다. 동작(810)에서, 프로세서에 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TIR) 및 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TA)를 갖는 신호(들)가 수신된다. 적외선 센서 및/또는 주위 온도 센서로부터의 신호들은 무선으로 그리고/또는 유선 전기 접속을 통해 수신된다. 적외선 센서는 그것의 시야 내에 수신되는 적외선 복사에 기반한 온도 판독치들을 취한다. 적외선 센서는 일반적으로 관심 있는 하늘의 영역, 예를 들어, 건물 위 영역쪽으로 지향된다. 주위 온도 센서는 주위 온도를 측정하기 위해 실외 환경에 노출되도록 구성된다.In Fig. 8, the method begins with an
동작(820)에서, 프로세서는 샘플 시간에 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TIR)과 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TA) 간 차이, 델타(Δ)를 계산한다. 선택적으로(점선으로 표기됨), 계산된 델타(Δ)에 보정 계수들이 적용된다(동작(830)). 적용될 수 있는 보정 계수들의 몇몇 예는 습도, 태양 각/고도 및 지대 고도를 포함한다.At
동작(840)에서, 프로세서는 계산된 델타(Δ) 값이 하한값(예를 들어, 섭씨 -5도, 섭씨 -2도 등) 미만인지 여부를 결정한다. 계산된 델타(Δ)가 하한값 미만인 것으로 결정될 경우, 구름양 상태는 "맑음" 상태일 것으로 결정된다(동작(850)). 적외선 구름 검출기의 동작 동안, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(810)으로 되돌아간다.At
계산된 델타(Δ)가 하한값을 초과하는 것으로 결정될 경우, 프로세서는 계산된 델타(Δ)가 상한값(예를 들어, 섭씨 0도, 섭씨 2도 등)을 초과하는지 여부를 결정한다(동작(860)). 동작(860)에서 계산된 델타(Δ)가 상한값을 초과하는 것으로 결정되는 경우라면, 프로세서는 구름양 상태가 "흐림" 상태일 것으로 결정한다(동작(870)). 적외선 구름 검출기의 동작 동안, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(810)으로 되돌아간다.If it is determined that the calculated delta (?) Exceeds the lower limit, the processor determines whether the calculated delta (?) Exceeds an upper limit value (e.g., 0 degrees Celsius, 2 degrees Celsius, etc.) )). If the calculated delta (?) In
동작(860)에서 계산된 델타(Δ)가 상한값 미만인 것으로 결정되는 경우라면, 프로세서는 구름양 상태가 "간간이 흐림" 또는 다른 중간 상태일 것으로 결정한다(동작(880)). 적외선 구름 검출기의 동작 동안, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(810)으로 되돌아간다.If the calculated delta? At
B. 방법 ⅡB. Method II
도 9는 구현 예들에 따른, 적외선 구름 검출기 시스템의 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 광센서로부터의 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 결정하는 방법을 설명하는 흐름도(900)를 도시한다. 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 광센서는 일반적으로 주기적으로 판독치들을 취한다(샘플 시간들에). 적외선 구름 검출기 시스템은 또한 이러한 방법의 동작들을 수행하기 위해 메모리에 저장된 명령들을 실행할 수 있는 프로세서를 포함한다. 일 구현 예에서, 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 광센서는 도 3에 대하여 설명된 적외선 구름 검출기 시스템(300)의 구성요소들과 유사하다. 다른 구현 예에서, 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 광센서는 도 4a 내지 도 4c에 대하여 설명된 적외선 구름 검출기 시스템(400)의 구성요소들과 유사하다.FIG. 9 illustrates a
도 9에서, 상기 방법이 동작(901)으로 시작된다. 동작(910)에서, 프로세서에 특정 샘플 시간에 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TIR), 그 샘플 시간에 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TA) 및 그 샘플 시간에 광센서에 의해 취해진 세기 판독치를 갖는 하나 이상의 신호가 수신된다. 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 광센서로부터의 신호들은 무선으로 그리고/또는 유선 전기 접속을 통해 수신된다. 적외선 센서는 그것의 시야 내에 수신되는 적외선 복사에 기반한 온도 판독치들을 취한다. 적외선 센서는 일반적으로 관심 있는 하늘의 영역, 예를 들어, 건물 위 영역쪽으로 지향된다. 주위 온도 센서는 주위 온도를 측정하기 위해 실외 환경에 노출되도록 구성된다. 광센서의 감지면은 일반적으로 또한 관심 있는 하늘의 영역을 향해 지향되고 직사일광이 감지면에 닿는 것으로부터 차단 또는 확산된다.In Fig. 9, the method begins with an
동작(920)에서, 프로세서는 일시가 다음 시기들 중 하나 동안인지 여부를 결정한다: (ⅰ) 일출 직전(일출 45분 전, 일출 30분 전, 일출 20분 전, 또는 그 외 일출 적합한 시간량 전의 제1 시간에서 시작되는) 일출 직후(예를 들어, 일출 45분 후, 일출 30분 후, 일출 20분 후, 또는 그 외 일출 적합한 시간량 후의 제2 시간에서 시작되는)까지 시기 및 (ⅲ) 일몰(박명) 직전(일몰 45분 전, 일몰 30분 전, 일몰 20분 전, 또는 그 외 일몰 적합한 시간량 전의 제1 시간에서 시작되는) 일몰까지 시기. 하나의 경우, 일출 시간은 가시 파장 광센서에 의해 취해지는 측정치들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 시기 (ⅰ)는 가시광 파장 광센서가 직사일광을 측정하기 시작한, 즉 가시광 광센서의 세기 판독치가 최소 세기값 이상인 지점에서 끝날 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시기 (ⅲ)는 가시광 파장 광센서로부터의 세기 판독치가 최소 세기값 이하인 지점에서 끝나는 것으로 결정될 수 있다. 다른 예로, 일출 시간 및/또는 일몰 시간은 태양 계산기 및 일자를 사용하여 계산될 수 있고 시기들 (ⅰ) 및 (ⅲ)는 계산된 일출/일몰 시간들 전후 정의된 시기(예를 들어, 45분)에 의해 계산될 수 있다.At
동작(920)에서 일시가 시기 (ⅰ) 또는 (ⅲ) 중 어느 하나 동안인 것으로 결정될 경우라면, 프로세서는 샘플 시간에 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TIR)와 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TA) 간 차이, 델타(Δ)를 계산한다(동작(930)). 선택적으로(점선으로 표기됨), 계산된 델타(Δ)에 보정 계수들이 적용된다(동작(930)). 적용될 수 있는 보정 계수들의 몇몇 예는 습도, 태양 각/고도 및 지대 고도를 포함한다.If it is determined at
일 실시 예에서, 프로세서는 또한 동작(920)에서 적외선 판독치들이 제1 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는지 여부를 결정한다. 프로세서가 동작(920)에서 일시가 시기 (ⅰ) 또는 (ⅲ) 중 어느 하나 내이고 적외선 판독치들이 제2 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(990)을 적용하여 광센서 판독치들을 사용하여 구름 상태를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 광센서 판독치가 특정 최소 세기 레벨을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 광센서 판독치가 그 세기 레벨을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 시스템이 계속해서 동작할 경우, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(910)으로 되돌아간다.In one embodiment, the processor also determines at
동작(934)에서, 프로세서는 계산된 델타(Δ) 값이 하한값(예를 들어, 섭씨 -5도, 섭씨 -2도 등) 미만인지 여부를 결정한다. 계산된 델타(Δ)가 하한값 미만인 것으로 결정될 경우, 구름양 상태는 "맑음" 상태일 것으로 결정된다(동작(936)). 적외선 구름 검출기의 동작 동안, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(910)으로 되돌아간다.At
계산된 델타(Δ)가 하한값을 초과하는 것으로 결정될 경우, 프로세서는 계산된 델타(Δ)가 상한값(예를 들어, 섭씨 0도, 섭씨 2도 등)을 초과하는지 여부를 결정한다(동작(940)). 동작(940)에서 계산된 델타(Δ)가 상한값을 초과하는 것으로 결정되는 경우라면, 프로세서는 구름양 상태가 "흐림" 상태일 것으로 결정한다(동작(942)). 계속해서 동작할 경우, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(910)으로 되돌아간다.If it is determined that the calculated delta (?) Exceeds the lower limit, the processor determines whether the calculated delta (?) Exceeds an upper limit (e.g., 0 degrees Celsius, 2 degrees Celsius, etc.) )). If the calculated delta? At
동작(940)에서 계산된 델타(Δ)가 상한값 미만인 것으로 결정되는 경우라면, 프로세서는 구름양 상태가 "간간이 흐림" 또는 다른 중간 상태일 것으로 결정한다(동작(950)). 시스템이 계속해서 동작할 경우, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(910)으로 되돌아간다.If the computed delta (?) At
동작(920)에서 일시가 시기 (ⅰ) 또는 (ⅲ) 중 어느 하나 동안이 아닌 것으로 결정될 경우라면, 프로세서는 일시가 시기 (ⅰ) 이후 그리고 시기 (ⅲ) 이전 주간인 시기 (ⅱ) 동안인지 여부를 결정한다(동작(960)). 프로세서가 동작(960)에서 일시가 시기 (ⅱ) 주간 동안인 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TIR)와 광센서에 의해 취해진 세기 판독치 간 차이를 계산한다(동작(970)). 동작(980)에서, 프로세서는 계산된 차이가 허용 한계 내인지 여부를 결정한다. 프로세서가 동작(980)에서 계산된 차이가 허용 한계를 초과하는 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(930)을 적용하여 델타(Δ)를 계산하고 계산된 델타(Δ)를 사용하여 위에서 논의된 바와 같이 구름양 상태를 결정한다.If it is determined at
일 실시 예에서, 프로세서는 또한 동작(960)에서 적외선 판독치들이 제1 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는지 여부를 결정한다. 프로세서가 동작(960)에서 일시가 시기 (ⅱ) 내이고 적외선 판독치들이 제2 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(990)을 적용하여 광센서 판독치들을 사용하여 구름 상태를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 광센서 판독치가 특정 최소 세기 레벨을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 광센서 판독치가 그 세기 레벨을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 시스템이 계속해서 동작할 경우, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(910)으로 되돌아간다.In one embodiment, the processor also determines at
프로세서가 동작(980)에서 계산된 차이가 허용 한계 내인 것으로 결정할 경우라면, 광센서 판독치를 사용하여 구름양 상태를 결정한다(동작(990)). 예를 들어, 프로세서는 광센서 판독치가 특정 최소 세기 레벨을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 광센서 판독치가 그 세기 레벨을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 시스템이 계속해서 동작할 경우, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(910)으로 되돌아간다.If the processor determines that the difference calculated at
일 실시 예에서, 프로세서는 또한 동작(970)에서 광센서 판독치들이 제1 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는지 여부 그리고 적외선 판독치들이 제2 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는지 여부를 결정한다. 프로세서가 동작(980)에서 계산된 차이가 허용 한계 내인 것으로 결정하고 프로세서가 광센서 판독치들이 제1 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있다고 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(930)을 적용하여 델타(Δ)를 계산하고 계산된 델타(Δ)를 사용하여 위에서 논의된 바와 같이 구름양 상태를 결정한다. 프로세서가 동작(980)에서 계산된 차이가 허용 한계 내가 아니고 프로세서가 적외선 판독치들이 제2 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(990)을 적용하여 광센서 판독치들을 사용하여 구름 상태를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 광센서 판독치가 특정 최소 세기 레벨을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 광센서 판독치가 그 세기 레벨을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 시스템이 계속해서 동작할 경우, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(910)으로 되돌아간다.In one embodiment, the processor also determines at
프로세서가 동작(960)에서 일시가 시기 (ⅲ) 이후 시기 (ⅰ) 이전 야간 시기 (ⅳ) 내인 것으로 결정할 경우, 프로세서는 동작(930)에서 델타를 계산하고 계산된 델타(Δ)를 사용하여 위에서 논의된 바와 같이 구름양 상태를 결정한다.If the processor determines at
C. 방법 Ⅲ - 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 광센서 판독치들을 사용하는 모듈 C 알고리즘C. Method III - Module C algorithm using infrared sensor, ambient temperature sensor and optical sensor readings
에너지 효율적인 건물들에서, 그것의 건물 시스템들의 레벨들을 설정하기 위한 제어 로직은 구름양을 고려할 수 있다. 예를 들어, 광학적으로 전환가능한 창들을 갖는 건물들에서, 제어 로직은 창의 광학적 상태들(예를 들어, 전기변색 창의 색조 상태들)을 설정하는 데 있어서 구름양을 고려할 수 있다. 이러한 기능을 제공한다고 주장하는 종래 시스템들은 통상적으로 전체 하늘을 도표화하고 구름을 추적하기 위해 고가의 감지 장비를 채용한다. 이러한 도표화 기술은 또한 구름을 보는 데 충분한 빛이 있을 때까지 그것들을 정합할 수 없는 것에 의해 방해를 받을 수도 있다. 그에 따라, 구름이 정합될 때까지, 건물 시스템들은 조정될 필요가 없을 수 있다.In energy efficient buildings, the control logic to set the levels of its building systems can take into account the amount of clouds. For example, in buildings with optically switchable windows, the control logic may consider the amount of cloud in setting the optical states of the window (e.g., the tint states of the electrochromic window). Conventional systems claiming to provide such functionality typically employ expensive sensing equipment to chart the entire sky and track clouds. This charting technique may also be interrupted by the inability to match them until there is sufficient light to view the clouds. Accordingly, building systems may not need to be tuned until the clouds are matched.
본 명세서에 설명된 다양한 구현 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템(예를 들어, 도 1의 시스템, 도 3에서의 시스템(300), 도 4a 내지 도 4c에서의 시스템(400) 또는 그 외 본 명세서에 설명된 적외선 구름 검출기 시스템)으로부터 센서 데이터에 의해 결정되는 구름양 상태를 사용하여 건물 시스템들의 레벨들을 설정할 수 있다. 일례로서, 본 섹션은 적외선 구름 검출기 시스템에서의 센서들로부터의 센서 판독치들을 사용하여 구름양 상태를 결정하고 결정된 구름양 상태에 기반하여 건물의 하나 이상의 광학적으로 전환가능한 창(예를 들어, 전기변색 창)의 색조 레벨들을 설정하는 제어 로직을 설명한다. 2014년 7월 1일에 공고된 "ELECTROCHROMIC DEVICES(전기변색 소자들)"이라는 명칭의 미국 특허 제8,764,950호 및 2012년 5월 2일자로 출원된 "ELECTROCHROMIC DEVICES(전기변색 소자들)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제13/462,725호(이들 양자는 이에 의해 그 전체가 참조로 통합된다)에 설명된 전기변색 소자들과 같은 하나 이상의 전기변색 소자를 갖는다.In various implementations described herein, an infrared cloud detector system (e.g., the system of FIG. 1, the
i) 전기변색 소자들/창들에 대한 서론i) Introduction to electrochromic devices / windows
도 10a는 전기변색 소자(1000)의 단면을 개략적으로 도시한다. 전기변색 소자(1000)는 기판(1002), 제1 도전층(CL, conductive layer)(1004), 전기변색층(EC, electrochromic layer)(1006), 이온 도전층(IC, ion conducting layer)(1008), 상대 전극층(CE, counter electrode layer)(1010) 및 제2 도전층(CL)(1014)을 포함한다. 일 구현 예에서, 전기변색층(EC)(1006)은 텅스텐 산화물을 포함하고 상대 전극층(CE)(1010)은 니켈 텅스텐 산화물을 포함한다. 층들(1004, 1006, 1008, 1010 및 1014)은 전기변색 스택(1020)으로 총칭된다. 전기변색 스택(1020)에 걸쳐 포텐셜을 인가하도록 동작 가능한 전압원(1016)은 전기변색 소자의 예를 들어, 탈색된 상태(예를 들어, 도 10b에 도시된 바와 같은)와 착색된 상태(예를 들어, 도 10c에 도시된 바와 같은) 간 전환을 가져온다. 층들의 순서는 기판(1002)에 대하여 역전될 수 있다.10A schematically shows a cross section of the
몇몇 경우, 전기변색 소자들은 별개의 층들을 갖고 모든 고체 상태 소자 및/도는 모든 무기물 소자로 제조될 수 있다. 그러한 소자들 및 그것들을 제조하는 방법들의 예들은 2009년 12월 22일자로 출원된 "Fabrication of Low-Defectivity Electrochromic Devices(저결함 전기변색 소자들의 제조)"라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 제12/645,111호에 그리고 2009년 12월 22일자로 출원된 "Electrochromic Devices(전기변색 소자들)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제12/645,159호(이들 양자는 이에 의해 그 전체가 참조로 통합된다)에 더 상세하게 설명된다. 그러나, 스택에서의 층들 중 임의의 하나 이상의 층은 일정량의 유기 물질을 함유할 수 있음이 이해되어야 한다. 하나 이상의 층에 적은 양으로 존재할 수 있는 액체에 대해서도 마찬가지일 수 있다. 또한 고체 상태 물질이 액체 성분들을 채용하는 프로세스들 이를테면 졸-겔을 채용하는 특정 프로세스들 또는 화학 증착에 의해 증착될 수 있거나 그 외 다르게 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 탈색된 상태와 착색된 상태 간 전환에 대한 언급은 비-제한적인 것이고 구현될 수 있는 전기변색 전환의, 많은 것 중 단지 일례를 제시한다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서(앞에서의 논의를 포함하여)에 다르게 명시되지 않는 한, 탈색-착색 전환이 언제 언급되든, 대응하는 소자 또는 프로세스는 그 외 광학 상태 전환들 이를테면 비-반사-반사, 투명-불투명 등을 아우른다. 나아가, "탈색된(bleached)"은 광학적으로 무채 상태, 예를 들어, 착색되지 않은, 투명 또는 반투명을 지칭한다. 더 나아가, 본 명세서에 다르게 명시되지 않는 한, 전기변색 전환의 "색상(color)"은 임의의 특정 파장 또는 파장 범위로 제한되지 않는다. 해당 기술분야에서의 통상의 기술자들에 의해 이해될 바와 같이, 적절한 전기변색 및 상대 전극 물질들의 선택이 관련된 광학적 전환을 좌우한다.In some cases, the electrochromic devices can be made of all solid state elements and / or all inorganic elements with separate layers. Examples of such devices and methods of making them are disclosed in U.S. Patent Application No. 12 / 645,111, entitled " Fabrication of Low-Defectivity Electrochromic Devices, " filed December 22, And US patent application Ser. No. 12 / 645,159 entitled " Electrochromic Devices " filed December 22, 2009, both of which are hereby incorporated by reference in their entirety, . However, it should be understood that any one or more of the layers in the stack may contain a certain amount of organic material. The same may be true of liquids that may be present in small amounts in one or more layers. It should also be understood that the solid state material may be deposited or otherwise formed by processes that employ liquid components, such as certain processes employing a sol-gel, or by chemical vapor deposition. It should also be understood that reference to the transition between the decolored and colored states is non-limiting and presents only one example of many of the electrochromic conversions that may be implemented. Unless stated otherwise in this specification (including the discussion above), no matter when the discoloration-to-color conversion is mentioned, the corresponding element or process may be used for other optical state transitions, such as non-reflective-reflective, It covers. Further, " bleached " refers to optically unstable, e.g., uncolored, transparent or translucent. Further, unless stated otherwise herein, the " color " of electrochromic conversion is not limited to any particular wavelength or wavelength range. As will be appreciated by those of ordinary skill in the art, proper electrochromatography and selection of counter electrode materials depend on the optical transition involved.
일부 구현 예에서, 전기변색 소자는 탈색된 상태와 착색된 상태 사이를 가역적으로 순환하도록 구성된다. 전기변색 수자가 탈색된 상태로 있을 때, 스택에서의 이용 가능한 이온들이 주로 상대 전극(1010)에 있도록 포텐셜이 전기변색 스택(1020)에 인가된다. 전기변색 스택 상의 포텐셜이 역전될 때, 이온들은 이온 도전층(1008)에 걸쳐 전기변색 물질(1006)로 수송되고 물질이 착색된 상태로 전환하게 한다. 유사한 방식으로, 본 명세서에 설명된 특정 구현 예들의 전기변색 소자는 상이한 색조 레벨들(예를 들어, 탈색된 상태, 어둡게 착색된 상태 및 탈색된 상태와 어둡게 착색된 상태 사이 중간 레벨들) 간을 가역적으로 순환하도록 구성된다.In some embodiments, the electrochromic device is configured to reversibly cycle between a decolorized state and a colored state. Potential is applied to the
다시 도 10a를 참조하면, 전압원(1016)이 센서들로부터의 입력과 함께 동작하도록 구성된다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 전압원(1016)은 제어기(본 도면에 미도시)와 인터페이싱한다. 또한, 전압원(1016)은 연중 시각, 일시 및 측정된 환경 조건들과 같은 다양한 기준에 따라 전기변색 소자를 제어하는 에너지 관리 시스템과 인터페이싱할 수 있다. 그러한 에너지 관리 시스템은 넓은 면적의 전기변색 창들과 함께, 전기변색 창들을 갖는 건물의 에너지 소비를 대폭 낮출 수 있다.Referring again to FIG. 10A, a
적합한 광학적, 전기적, 열적 그리고 기계적 속성들을 갖는 임의의 물질이 기판(1002) 또는 본 명세서에 설명된 전기변색 스택의 그 외 기판으로 사용될 수 있다. 적합한 기판들은 예들은 예를 들어, 유리, 플라스틱 및 거울 물질들을 포함한다. 적합한 유리들은 소다 석회 플로트 유리를 포함하여, 투명하거나 색이 더해진 소다 석회 유리 중 어느 하나를 포함한다. 유리는 템퍼링(tempering)되거나 템퍼링되지 않을 수 있다. 많은 경우, 기판은 주거용의 창 적용 예들의 크기를 갖는 유리 패널이다. 그러한 유리 패널의 크기는 거주의 구체적인 필요에 따라 폭넓게 달라질 수 있다. 다른 경우들에서, 기판은 건축용 유리이다. 건축용 유리는 통상적으로 상가 건물들에 사용되지만, 또한 주거 건물들에도 사용될 수 있고, 통상적으로, 실내 환경을 실외 환경과 분리하지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 특정 예들에서, 건축용 유리는 적어도 20 인치 x 20 인치이고, 훨씬 더, 예를 들어, 약 80 인치 x 120 인치만큼 클 수 있다, 건축용 유리는 통상적으로 적어도 약 2 mm 두께, 통상적으로는 약 3 mm와 약 6 mm 두께 사이이다. 물론, 전기변색 소자들은 건축용 유리보다 작거나 큰 기판들로 확장이 가능하다. 나아가, 전기변색 소자는 임의의 크기 및 형상의 거울 상에 제공될 수도 있다.Any material having suitable optical, electrical, thermal, and mechanical properties can be used as the
도시된 기판(1002) 위에는 도전층(1004)이 있다. 특정 구현 예들에서, 도전층들(1004 및 1014) 중 하나 또는 양자는 무기물 및/또는 고체이다. 도전층들(1004 및 1014)은 도전성 산화물들, 얇은 금속성 막들, 도전성 금속 질화물들 및 복합 도전체들을 포함하여, 다수의 상이한 물질로 만들어질 수 있다. 통상적으로, 도전층들(1004 및 1014)은 적어도 전기변색층에 의해 전기변색이 나타나는 파장 범위에서 투명하다. 투명한 도전성 산화물들은 금속 산화물들 및 하나 이상의 금속으로 도핑된 금속 산화물들을 포함한다. 이러한 금속 산화물들 및 도핑된 금속 산화물들의 예들은 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물, 도핑된 인듐 산화물, 주석 산화물, 도핑된 주석 산화물, 아연 산화물, 알루미늄 아연 산화물, 도핑된 아연 산화물, 루테늄 산화물, 도핑된 루테늄 산화물 기타 같은 종류의 것을 포함한다. 산화물들이 보통 이러한 층들에 사용되기 때문에, 그것들은 때때로 "투명 도전성 산화물"(TCO; transparent conductive oxide) 층들로 지칭된다. 또한 TCO들 및 금속성 막들의 조합들 뿐만 아니라, 실질적으로 투명한 얇은 금속성 막들도 사용될 수 있다.On the
도전층들의 기능은 전압원(1016)에 의해 제공되는 전위를 저항 포텐셜 강하가 비교적 거의 없이, 전기변색 스택(1020)의 표면들에 걸쳐 스택의 내부 영역들로 확산시키는 것이다. 전위는 도전층들로 전기 접속을 통해 도전층들로 전달된다. 일부 측면에서, 적어도 하나는 도전층(1004)과 접촉하고 적어도 하나는 도전층(1014)과 접촉하는 버스 바들이 전압원(1016)과 도전층들(1004 및 1014) 간에 전기 접속을 제공한다. 또한 도전층들(1004 및 1014)은 그 외 종래의 수단에 의해 전압원(1016)에 접속될 수도 있다.The function of the conductive layers is to spread the potential provided by the
도시된 전기변색층(1004)은 전기변색층(1006)을 덮어씌운다. 일부 측면에서, 전기변색층(1006)은 무기물 및/또는 고체이다. 전기변색층은 금속 산화물들을 포함하여 다수의 상이한 전기변색 물질 중 임의의 하나 이상을 함유할 수 있다. 적합한 금속 산화물들의 몇몇 예는 텅스텐 산화물(WO3), 몰리브덴 산화물(MoO3), 니오븀 산화물(Nb2O5), 타이타늄 산화물(TiO2), 구리 산화물(CuO), 이리듐 산화물(Ir2O3), 크롬 산화물(Cr2O3), 망간 산화물(Mn2O3), 바나듐 산화물(V2O5), 니켈 산화물(Ni2O3), 코발트 산화물(Co2O3) 기타 같은 종류의 것을 포함한다. 동작 동안, 전기변색층(1006)은 상대 전극층(1010)으로부터 이온들을 송수신하여 가역적인 광학적 전환을 야기한다. 일반적으로, 전기변색 물질의 전자채색(또는 임의의 광학적 속성-예를 들어, 흡광도, 반사도 및 투과도-의 변화)은 물질로의 가역적 이온 삽입(예를 들어, 인터칼레이션) 및 대응하는 전하 균형 전자의 주입에 의해 야기된다. 통상적으로 광학적 전환에 책임이 있는 이온들의 일부는 전기변색 물질에 비가역적으로 구속된다. 비가역적으로 구속된 이온들의 일부 또는 전부는 물질에서 "블라인드 전하(blind charge)"를 보상하기 위해 사용된다. 대부분 전기변색 물질에서, 적합한 이온들은 리튬 이온들(Li+) 및 수소 이온들(H+)(즉, 양성자들)을 포함한다. 그러나, 몇몇 경우에는, 그 외 이온들이 적합할 것이다. 다양한 실시 예에서는, 전기변색 현상을 내기 위해 리튬 이온들이 사용된다. 리튬 이온들의 텅스텐 산화물(WO3-y (0 < y ≤ ~0.3))로의 인터칼레이션은 텅스텐 산화물이 투명(탈색된 상태)에서 청색(착색된 상태)으로 변하게 한다.The illustrated
다시 도 10a를 참조하면, 전기변색 스택(1020)에서 이온 도전층(1008)이 전기변색층(1006)과 상대 전극층(1010) 사이에 개재된다. 몇몇 실시예에서, 상대 전극층(1010)은 무기물 및/또는 고체이다. 상대 전극층은 전기변색 소자가 탈색된 상태에 있을 때 이온들의 저장소들로서의 역할을 하는 다수의 상이한 물질 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적절한 전위의 인가로 개시되는 전기변색 전환 동안, 상대 전극층이 그것이 보유하는 이온들 중 일부 또는 전부를 전기변색층으로 전달하여, 전기변색층을 착색된 상태로 바꾼다. 동시에, NiWO의 경우, 상대 전극층은 이온들의 손실로 착색된다. WO3에 상보적인 상대 전극을 위한 적합한 물질들은 니켈 산화물(NiO), 니켈 텅스텐 산화물(NiWO), 니켈 바나듐 산화물, 니켈 크롬 산화물, 니켈 알루미늄 산화물, 니켈 망간 산화물, 니켈 마그네슘 산화물, 크롬 산화물(Cr2O3), 망간 산화물(MnO2) 및 프러시안 블루를 포함한다. 니켈 텅스텐 산화물로 만들어진 상대 전극(1010)에서 전하가 제거될 때(즉, 이온들이 상대 전극(1010)으로부터 전기변색층(1006)으로 수송될 때), 상대 전극층(1010)은 투명한 상태로부터 착색된 상태로 전환될 것이다.Referring again to FIG. 10A, an ion
도시된 전기변색 소자(1100)에서, 전기변색층(1006)과 상대 전극층(1010) 사이에, 이온 도전층(1008)이 있다. 이온 도전층(1008)은 전기변색 소자가 탈색된 상태와 착색된 상태 사이에서 전환될 때 이온들이 수송되는 매질로서의 역할을 한다(전해질 방식으로). 바람직하게는, 이온 도전층(1008)은 전기변색층 및 상대 전극층에 관련된 이온들에 대해 고 도전성이나, 정상 동작 동안에는 무시가능한 전자 전달이 일어나는 충분히 낮은 전자 도전성을 지닌다. 높은 이온 전도도를 갖는 얇은 이온 전도층은 고성능 EC 소자들에 대한 빠른 이온 전도 그리고 그로 인한 빠른 전환을 가능하게 한다. 특정 측면들에서, 이온 도전층(1008)은 무기물 및/또는 고체이다.In the
이온 도전층에(즉, 별개의 IC층을 갖는 전기변색 소자들에) 적합한 물질들의 예들은 규산염, 실리콘 산화물, 텅스텐 산화물, 탄탈륨 산화물, 니오븀 산화물 및 붕산염을 포함한다. 이러한 물질들은 리튬을 포함하여, 상이한 도펀트들로 도핑될 수 있다. 리튬 도핑된 실리콘 산화물들은 리튬 실리콘 알루미늄 산화물을 포함한다. 일부 실시 예에서, 이온 도전층은 규산염 기반 구조를 포함한다. 일 측면에서, 실리콘 알루미늄 산화물(SiAlO)이 이온 도전층(1008)에 사용된다.Examples of materials suitable for the ionic conductive layer (i.e., for electrochromic devices having separate IC layers) include silicates, silicon oxides, tungsten oxides, tantalum oxides, niobium oxides, and borates. These materials, including lithium, can be doped with different dopants. Lithium doped silicon oxides include lithium silicon aluminum oxide. In some embodiments, the ionic conductive layer comprises a silicate based structure. In one aspect, a silicon aluminum oxide (SiAlO) is used in the ion
특정 구현 예들에서, 전기변색 소자(1000)는 하나 이상의 수동층과 같은 하나 이상의 추가 층(미도시)을 포함한다. 특정 광학적 속성들을 향상시키기 위해 사용되는 수동층들이 전기변색 소자(1000)에 포함될 수 있다. 습기 또는 긁기 저항을 제공하기 위한 수동층들이 또한 전기변색 소자(1000)에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 도전층들이 반사 방지 또는 보호용의 산화물 또는 질화물 층들로 처리될 수 있다. 기타 수동층들은 전기변색 소자(300)를 밀폐시키는 역할을 할 수 있다.In certain embodiments, the
도 10b는 탈색된 상태에 있는(또는 탈색된 상태로 전환하는) 전기변색 소자의 개략적인 단면이다. 이러한 도시된 예에 따르면, 전기변색 소자(1100)는 텅스텐 산화물 전기변색층(EC)(1106) 및 니켈 텅스텐 산화물 상대 전극층(CE)(1110)을 포함한다. 전기변색 소자(1100)는 또한 기판(1102), 도전층(CL)(11011), 이온 도전층(IC)(1108) 및 도전층(CL)(1114)을 포함한다. 층들(1104, 1106, 1108, 1010 및 1114)은 전기변색 스택(1120)으로 총칭된다. 전원(1116)은 전기변색 스택(1120)으로 적합한 전기 접속(예를 들어, 버스 바들)을 통해 도전층들(1104 및 1114)로 전위 및/또는 전류를 인가하도록 구성된다. 일 측면에서, 전압원은 소자의 하나의 광학적 상태를 다른 광학적 상태로의 전환을 유도하기 위해 수 볼트의 포텐셜을 인가하도록 구성된다. 도 10b에 도시된 바와 같은 포텐셜의 극성은 이온들(본 예에서 리튬 이온들)이 니켈 텅스텐 산화물 상대 전극층(1110)에 주로 있도록(파선 화살표로 표기된 바와 같이) 한다.10B is a schematic cross-sectional view of an electrochromic device in a decolorized state (or in a decolorized state). According to this illustrated example, the
도 10c는 도 10b에 도시된 그러나 착색된 상태에 있는(또는 착색된 상태로 전환하는) 전기변색 소자(1100)의 개략적인 단면이다. 도 10c에서, 전압원(1116)의 극성이 역전되며, 그에 다라 텅스텐 산화물 전기변색층(1106)이 보다 음으로 되어 추가의 리튬 이온들을 수용하고, 그렇게 함으로써 착색된 상태로 전환하게 된다. 파선 화살표로 표기된 바와 같이, 리튬 이온들은 이온 도전층(1108)에 걸쳐 텅스텐 산화물 전기변색층(1106)으로 수송된다. 텅스텐 산화물 전기변색층(1106)은 착색된 상태 또는 착색된 상태로 전환하는 중인 것으로 도시되어 있다. 니켈 텅스텐 산화물 상대 전극(1110)도 착색된 상태 또는 착색된 상태로 전환하는 중인 것으로 도시되어 있다. 설명되는 바와 같이, 니켈 텅스텐 산화물은 그것이 리튬 이온들을 떨어뜨림(탈리함)에 따라 점진적으로 더 불투명해진다. 이러한 예에서, 양 층(1106 및 1110)이 착색된 상태들로의 전환이 전기변색 스택 및 기판을 통해 전달되는 광량을 줄이는 쪽으로 증가하는 상승적인 효과가 있다.Fig. 10C is a schematic cross-sectional view of the
특정 구현 예들에서, 전기변색 소자는 이온들에 대해 매우 높은 도전성을 갖고 전자들에 대해 매우 높은 저항성을 갖는 이온 도전(IC)층에 의해 분리되는 전기변색(EC) 전극층 및 상대 전극(CE)층을 포함한다. 통상적으로 이해되는 바와 같이, 그에 따라 이온 도전층은 전기변색층과 상대 전극층 사이를 단락시키는 것을 방지한다. 이온 도전층은 전기변색 및 상대 전극들이 전하를 지니게 그리고 그렇게 함으로써 그것들의 탈색 또는 착색된 상태들을 유지하게 한다. 별개의 층들을 갖는 전기변색 소자들에서, 구성요소들은 전기변색 전극층과 상대 전극층 사이에 개재되는 이온 도전층을 포함하는 스택을 형성한다. 이러한 세 개의 스택 구성요소 간 경계들은 조성 및/또는 마이크로구조의 급변에 의해 획정된다. 그에 따라, 소자들은 두 급변 경계를 갖는 세 개의 별개의 층을 갖는다.In certain embodiments, the electrochromic device comprises an electrochromic (EC) electrode layer and a counter electrode (CE) layer separated by an ion conducting (IC) layer having a very high conductivity for ions and a very high resistance to electrons . As is generally understood, the ion conductive layer thereby prevents shorting between the electrochromic layer and the counter electrode layer. The ionic conductive layer allows the electrochromic and counter electrodes to have charge and thereby maintain their decolorized or colored states. In electrochromic devices having separate layers, the components form a stack comprising an ion conductive layer interposed between the electrochromic electrode layer and the counter electrode layer. These three stack component boundaries are defined by the abrupt change of composition and / or microstructure. Accordingly, the devices have three distinct layers with two abrupt boundary edges.
특정 구현 예들에 따르면, 상대 전극 및 전기변색 전극들은 이온 도전층을 별개로 증착하지 않고, 서로 바로 인접하게, 때때로 직접 접촉하게 형성된다. 일부 구현 예에서, 별개의 IC층이 아닌 계면 영역을 갖는 전기변색 소자들이 채용된다. 그러한 소자들 및 그것들을 제조하는 방법들은 미국 특허 제8,300,298호, 미국 특허 제8,582,193호, 미국 특허 제8,764,950호 및 미국 특허 제8,764,951호-특허들 각각 "Electrochromic Devices(전기변색 소자들)"이라는 명칭을 갖고 각각이 이에 의해 그 전체가 참조로 통합된다-에 설명되어 있다.According to certain embodiments, the counter electrode and the electrochromic electrode are formed in direct contact with each other, sometimes directly, without separately depositing the ionic conductive layer. In some embodiments, electrochromic devices having interfacial regions other than a separate IC layer are employed. Such devices and methods of making them are described in U.S. Patent Nos. 8,300,298, 8,582,193, 8,764,950 and 8,764,951, respectively, entitled " Electrochromic Devices " Each of which is hereby incorporated by reference in its entirety.
특정 구현 예들에서, 전기변색 소자는 전기변색 창의 절연 유리 유닛(IGU, insulated glass unit)으로 통합될 수도 있고 단일 패널 전기변색 창으로 있을 수도 있다. 예를 들어, 전기변색 창은 제1 전기변색 라이트 및 제2 라이트(lite)를 포함하는 IGU를 가질 수 있다. IGU는 또한 제1 전기변색 라이트 및 제2 라이트를 분리시키는 스페이서를 포함한다. IGU에서의 제2 라이트는 비전기변색 라이트 또는 그 외일 수 있다. 예를 들어, 제2 라이트는 그 위에 전기변색 소자 및/또는 저-E 막들 기타 같은 종류의 것과 같은 하나 이상의 막을 가질 수 있다. 라이트들 중 어느 하나는 또한 라미네이팅된 유리일 수도 있다. 스페이서와 전기변색 라이트의 제1 TCO층 사이에는 주요 밀폐 물질이 있다. 이러한 주요 밀폐 물질은 또한 스페이서와 제2 유리 라이트 사이에도 있다. 스페이서의 둘레 주위에는 부차적인 밀폐가 있다. 이러한 밀폐는 수분을 IGU의 내부 공간 밖으로 유지하는 것을 돕는다. 그것들은 또한 IGU의 내부 공간으로 도입될 수 있는 아르곤 또는 그 외 기체가 탈출하는 것을 돕는 역할도 한다. IGU는 또한 창 제어기에 접속하기 위한 버스 바 와이어링도 포함한다. 일부 구현 예에서, 버스 바들 중 하나 도는 양자는 완성된 IGU의 내부에 있으나, 일 구현 예에서, 하나의 버스 바는 IGU의 밀폐 밖에 있고 하나의 버스 바는 IGU 내부에 있다. 전자의 실시 예에서, 영역은 IGU를 형성하기 위해 사용되는 스페이서의 일면과 밀폐하기 위해 사용된다. 따라서, 와이어들 또는 버스 바들에 대한 다른 접속이 스페이서와 유리 사이에서 이어진다. 많은 스페이서가 전도성인 금속, 예를 들어, 스테인리스 강으로 구성됨에 따라, 금속 스페이서와 버스 바 및 그것에 대한 접속기 간 전기 통신으로 인한 회로 단락을 회피하기 위한 단계들을 취하는 것이 바람직하다.In certain embodiments, the electrochromic device may be integrated into an insulated glass unit (IGU) of an electrochromic window or may be a single panel electrochromic window. For example, the electrochromic window may have an IGU comprising a first electrochromic light and a second light. The IGU also includes spacers for separating the first electrochromic light and the second light. The second light in the IGU may be non-electrochromic light or other. For example, the second light may have one or more films thereon, such as electrochromic devices and / or low-E films, and the like. Either of the lights may also be a laminated glass. There is a major seal between the spacer and the first TCO layer of the electrochromic light. This primary sealant also exists between the spacer and the second free light. There is a secondary seal around the circumference of the spacer. This sealing helps to keep moisture out of the interior space of the IGU. They also serve to help the escape of argon or other gases that can be introduced into the inner space of the IGU. The IGU also includes bus bar wiring for connecting to the window controller. In some implementations, one or both of the bus bars are internal to the finished IGU, but in one embodiment, one bus bar is outside the seal of the IGU and one bus bar is inside the IGU. In the former embodiment, the region is used to seal with one side of the spacer used to form the IGU. Thus, other connections to the wires or bus bars extend between the spacer and the glass. As many spacers are comprised of a conductive metal, for example stainless steel, it is desirable to take steps to avoid circuit shorts due to electrical communication between the metal spacers and the bus bars and the connector to it.
ⅲ) 전기변색 소자들/창들을 제어하기 위한 로직Iii) logic for controlling electrochromic devices / windows
일부 구현 예에서, 제어기(예를 들어, 로컬 창 제어기, 네트워크 제어기, 마스터 제어기 등)는 건물의 하나 이상의 광학적으로 전환가능한 창(예를 들어, 전기변색 창)에 대한 색조 상태들을 계산, 결정, 선택 또는 그 외 생성하기 위한 지능 제어 로직을 포함한다. 이러한 제어 로직은 건물에서 적외선 구름 검출기 시스템으로부터 센서 데이터에 기반하여 구름양 상태를 결정하고 결정된 구름양 상태를 사용하여 광학적으로 전환가능한 창들에 대한 색조 상태들을 결정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 제어 로직은 거주자의 편안함 및/또는 에너지 소비 고려 사항들을 고려하여 하나 이상의 전기변색 창 또는 그 외 색이 더해질 수 있는 창에 대한 바람직한 색조 레벨들을 결정 및 제어하는 데 사용될 수 있다. 몇몇 경우, 제어 로직은 하나 이상의 로직 모듈을 채용한다. 도 11a 내지 도 11c는 개시된 구현 예들의 대표적인 제어 로직의 세 개의 로직 모듈 A, B 및 C의 각각으로 입력되는 몇몇 일반적인 입력을 도시하는 도해들을 포함한다. 모듈 A, B 및 C의 추가 예들은 2016년 7월 7일자로 출원된 "CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS(색이 더해질 수 있는 창들에 대한 제어 방법)"이라는 명칭의 국제 특허 출원 제PCT/US16/41344호 및 2015년 5월 5일자로 출원된 "CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS(색이 더해질 수 있는 창들에 대한 제어 방법)"이라는 명칭의 국제 특허 출원 제PCT/US15/29675호에 설명되며, 이들 각각은 이에 의해 그 전체가 참조로 통합된다.In some implementations, a controller (e.g., a local window controller, a network controller, a master controller, etc.) may be configured to calculate, determine, and / or control color tone states for one or more optically switchable windows (e.g., Selection or other generation of intelligent control logic. This control logic can be used to determine the cloud amount conditions based on the sensor data from the infrared cloud < Desc / Clms Page number 7 > detector system in the building and to determine the tint conditions for the optically switchable windows using the determined cloud amount conditions. This control logic may be used to determine and control the desired tone levels for a window in which one or more electrochromic windows or other colors may be added, taking into account the comfort and / or energy consumption considerations of the occupant. In some cases, the control logic employs one or more logic modules. Figures 11A-C include illustrations illustrating some common inputs to each of the three logic modules A, B, and C of the exemplary control logic of the disclosed implementations. Additional examples of Modules A, B, and C are described in International Patent Application No. PCT / US16 / 41344, entitled " CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS, " filed July 7, And International Patent Application No. PCT / US15 / 29675 entitled " CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS, " filed May 5, 2015, each of which is incorporated herein by reference in its entirety Whereby the entirety is incorporated by reference.
도 11a 내지 도 11c는 개시된 구현 예들의 대표적인 제어 로직의 세 개의 로직 모듈 A, B 및 C의 각각으로 입력되는 몇몇 일반적인 입력을 도시하는 도해들을 포함한다. 각 도해는 책상(1201) 및 건물의 내외부 사이에 위치되는 전기변색 창(1205)을 갖는 건물의 방(1200)의 개략적인 측면도이다. 도해는 또한 일례에 따른 적외선 구름 검출기 시스템을 도시한다. 다른 구현 예들에서, 본 명세서에 설명된 적외선 구름 검출기 시스템의 다른 예가 사용될 수도 있다. 도시된 예에서, 적외선 구름 검출기 시스템은 건물의 옥상에 위치되는 적외선 구름 검출기(1230)를 포함한다. 적외선 구름 검출기(1230)는 광 확산 물질로 만들어진 커버를 갖는 하우징(1232), 하우징(1232)의 인클로저 내 적외선 센서(1234) 및 광센서(1210), 및 하우징(1232)의 가려진 표면 상에 위치되는 주위 온도 센서(1236)를 포함한다. 적외선 센서(1234)는 그것의 원뿔 시야(1235) 내 하늘의 영역으로부터 수신되는 적외선 복사에 기반하여 온도 판독치들(TIR)을 취하도록 구성된다. 주위 온도 센서(1236)는 적외선 구름 검출기(1230) 주변 주위 공기의 주위 온도 판독치들(TA)을 측정하도록 구성된다. 적외선 센서(1234)는 적외선 센서(1234)의 감지면에 수직하고 그것의 중심을 통과하는 허축을 포함한다. 적외선 센서(1234)는 그것의 감지면이 상방을 향하고 그것의 시야(1235) 내 하늘의 영역으로부터의 적외선 복사를 수신할 수 있도록 향해 있다. 주위 온도 센서(1236)는 직사일광이 그것의 감지면에 닿는 것을 회피하도록 가려진 표면 상에 위치된다. 도시되지 않았지만, 적외선 구름 검출기(1230)는 또한 그것의 구성요소들을 하우징(1232) 내에 홀딩하는 하나 이상의 구조물을 포함한다.Figures 11A-C include illustrations illustrating some common inputs to each of the three logic modules A, B, and C of the exemplary control logic of the disclosed implementations. Each illustration is a schematic side view of a
적외선 구름 검출기 시스템은 또한 전기변색 창(1205)의 색조 레벨을 제어하기 위해 제어 로직을 구현하기 위해 메모리(미도시)에 저장된 명령들을 실행할 수 있는 프로세서를 갖는 로컬 창 제어기(1250)를 포함한다. 제어기(1250)는 제어 신호들을 전송하기 위해 전기변색 창(1205)과 통신한다. 제어기(1250)는 또한 온도 판독치들을 갖는 신호들을 수신하기 위해 적외선 센서(1234) 및 주위 온도 센서(1236)와 통신한다(유선 또는 무선으로). 제어기(1250)는 또한 가시광 세기 판독치들을 갖는 신호들을 수신하기 위해 광센서(1210)와 통신한다(유선 또는 무선으로).The infrared cloud detector system also includes a
특정 측면들에 따르면, 전력/통신 선들이 건물 또는 다른 구조물로부터 적외선 구름 검출기(1230)로 연장된다. 일 구현 예에서, 적외선 구름 검출기(1230)는 적외선 구름 검출기(1230)를 적합한 케이블에 연결할 수 있는 네트워크 인터페이스를 포함한다. 적외선 구름 검출기(1230)는 네트워크 인터페이스를 통해 제어기(1250) 또는 건물의 다른 제어기(예를 들어, 네트워크 제어기 및/또는 마스터 제어기)로 데이터를 전달할 수 있다. 일부 다른 구현 예에서, 적외선 구름 검출기(1230)는 추가적으로 또는 대안적으로 하나 이상의 외부 제어기와 무선 통신을 가능하게 하는 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 측면에서, 적외선 구름 검출기(1230)는 또한 센서들 및 내부 전기적 구성요소들에 전력을 제공하기 위해 그것의 하우징 내에 있거나 그것과 연결되는 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 전원으로부터의 전력 대신 또는 그것에 더하여 그러한 전력을 제공할 수 있다(예를 들어, 건물 전원으로부터). 일 측면에서, 적외선 구름 검출기(1230)는 또한 예를 들어, 하우징의 외면 상에, 적어도 하나의 광 전지를 포함한다. 이러한 적어도 하나의 광 전지는 임의의 다른 전원에 의해 제공되는 전력 대신 또는 그것에 더하여 전력을 제공할 수 있다.According to certain aspects, the power / communication lines extend from the building or other structure to the
도 11a는 방(1200)을 포함하는 건물의 내외부 사이 전기변색 창(1205)을 통해 방(1200)으로의 직사일광의 투과 깊이를 도시한다. 투과 깊이는 직사일광이 방(1200) 어디까지 투과할 것인지에 대한 측정치이다. 도시된 바와 같이, 투과 깊이는 창(1205)의 문틀(맨 아래 부분)로부터 수평 방향으로 떨어져 측정된다. 일반적으로, 창은 직사일광에 대한 수광각을 제공하는 애퍼처를 획정한다. 투과 깊이는 창의 기하학적 구조(예를 들어, 창 치수들), 방 내 그것의 위치 및 배향, 창 밖의 임의의 핀들 또는 그 외 음영 및 태양의 위치(예를 들어, 특정 날짜 및 일시 동안 직사일광 각도)에 기반하여 계산된다. 전기변색 창(1205) 외부 음영은 내물림, 핀 등과 같이 창을 가릴 수 있는 임의의 유형의 구조물로 인한 것일 수 있다. 도 11a에서는, 방(1200)으로 들어가는 직사일광의 일부를 방해함에 따라 투과 깊이를 단축시키는 전기변색 창(1205) 위 내물림(1220)이 있다.11A shows the transmission depth of direct sunlight to the
모듈 A는 전기변색 창(1205)을 통해 거주자 또는 그들의 활동 영역으로의 직사일광으로부터 거주자를 편안하게 하는 색조 레벨을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 색조 레벨은 특정 순간(일시 및 날)에 방으로의 직사일광의 계산된 투과 깊이 및 방에서의 공간 유형(예를 들어, 창 부근 책상, 현관 등)에 기반하여 결정된다. 몇몇 경우, 색조 레벨은 또한 방으로 충분한 자연 채광을 제공하는 것에 기반할 수도 있다. 몇몇 경우, 투과 깊이는 유리 전환 시간(창에 예를 들어, 바람직한 색조 레벨의 80%, 90% 또는 100%까지, 색을 더하는 데 필요한 시간)을 고려하여 미래 시간에 계산된 값이다. 모듈 A에서 처리되는 이슈는 직사일광이 방 내 책상 또는 그 외 작업대에서 일하는 거주자 상에 직접 보일 정도로 방(1200)으로 너무 깊게 투과할 수 있다는 점이다. 공중이 이용 가능한 프로그램들이 태양의 위치의 계산을 제공하고 투과 깊이의 용이한 계산을 가능하게 할 수 있다.Module A may be used to determine the level of hue through the
도 11a 내지 도 11c는 또한 활동 영역(즉, 책상) 및 활동 영역의 위치(즉, 책상의 위치)와 연관된 공간 유형의 일례로서 방(1200)에 책상(1201)을 도시한다. 각 공간 유형은 거주자의 편안함을 위해 상이한 색조 레벨들과 연관된다. 예를 들어, 활동이 사무실 내 책상 또는 컴퓨터에서 이루어지는 작업과 같은 중요한 활동이고, 책상은 창 부근에 위치될 경우, 바람직한 색조 레벨을 책상이 창에서 더 멀리 떨어져 있을 경우보다 더 높을 수 있다. 다른 예로, 활동이 현관 내 활동과 같이 중요하지 않을 경우, 바람직한 색조 레벨은 책상을 갖는 동일한 공간보다 더 낮을 수 있다.Figures 11A-11C also show
도 11b는 일 구현 예에 따른, 전기변색 창(1205)을 통해 방(1200)으로 들어가는 맑은 하늘 상태 하 직사일광 및 복사선을 도시한다. 복사선은 대기 내 분자들 및 입자들에 의한 일광 산란되는 것으로부터 올 수 있다. 모듈 B는 전기변색 창(1205)을 통해 흐르는 맑은 하늘 상태 하 계산된 조사도 값들에 기반한 색조 레벨을 고려하여 결정한다. 다양한 소프트웨어, 이를테면 오픈 소스 RADIANCE 프로그램이 특정 위도, 경도, 연중 시각 및 일시에 그리고 주어진 창 방향에 대해 맑은 하늘 조사도를 계산하기 위해 사용될 수 있다.FIG. 11B shows a clear sky under direct sunlight and radiation entering a
도 11c는 일 구현 예에 따른, 예를 들어, 구름과 같은 객체들 및 다른 건물들에 의해 차단되거나 그로부터 반사될 때 하늘로부터의 복사광을 도시한다. 이러한 차단 및 반사는 맑은 하늘 복사선 계산에 고려되지 않는다. 하늘로부터의 복사광은 예를 들어, 적외선 구름 검출기 시스템의 적외선 센서(1234), 광센서(1210) 및 주위 온도 센서(1236)와 같은 센서들로부터의 센서 데이터에 기반하여 결정된다. 모듈 C에 의해 결정되는 색조 레벨은 센서 데이터에 기반한다. 많은 경우, 색조 레벨은 센서들로부터의 센서 데이터를 사용하여 결정되는 구름양 상태에 기반한다. 일반적으로, 모듈 B의 동작들은 모듈 A에 의해 결정된 색조 레벨을 어둡게 하는(또는 바꾸지 않는) 색조 레벨을 결정할 것이고, 모듈 C의 동작들은 모듈 B에 의해 결정된 색조 레벨을 밝게 하는(또는 바꾸지 않는) 색조 레벨을 결정할 것이다.FIG. 11C illustrates radiation from the sky when it is blocked or reflected by objects, such as clouds, and other buildings, according to one embodiment. Such interception and reflection are not considered for clear sky radiation calculations. Radiation from the sky is determined based on sensor data from sensors such as, for example,
제어 로직은 건물 내 각 전기변색 창(1205)마다 별도로 로직 모듈 A, B 및 C 중 하나 이상을 구현할 수 있다. 각 전기변색 창(1205)은 치수들, 방향(예를 들어, 수직, 수평, 일정 각도로 기울어짐), 위치, 관련 공간 유형 등의 고유한 세트를 가질 수 있다. 이러한 정보 및 그 외 정보를 갖는 구성 파일이 각 전기변색 창(1205)마다 유지될 수 있다. 구성 파일은 전기변색 창(1205)의 로컬 창 제어기(1250)의 또는 본 발명에서 이후에 설명될 건물 관리 시스템("BMS")에서의 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장될 수 있다. 구성 파일은 창 구성, 사용 룩업 테이블, 관련 기준 유리에 대한 정보 및/또는 그 외 제어 로직에 의해 사용되는 데이터와 같은 정보를 포함할 수 있다. 창 구성은 전기변색 창(1205)의 치수들, 전기변색 창(1205)의 배향, 전기변색 창(1205)의 위치 등과 같은 정보를 포함할 수 있다. 사용 룩업 테이블은 특정 공간 유형들 및 투과 깊이들에 대한 거주자 편안함을 제공하는 색조 레벨들을 기술한다. 즉, 사용 룩업 테이블에서의 색조 레벨들은 거주자(들) 또는 그들의 작업 공간상의 직사일광으로부터 방(1200)에 있을 수 있는 거주자(들)에 편안함을 제공하도록 설계된다. 공간 유형은 주어진 투과 깊이에 대한 거주자 편안함의 우려를 해결하고/거나 방에 편안한 자연 채광을 제공하기 위해 얼만큼의 색이 더해져야 할지를 결정하기 위한 측정치이다. 공간 유형 파라미터는 많은 요인을 고려할 수 있다. 이러한 요인들 중에 특정 방 및 활동의 장소에서 수행되는 작업 또는 기타 활동의 유형이 있다. 높은 집중을 필요로 하는 상세한 연구와 밀접하게 연관되는 작업이 하나의 공간 유형에서 이루어질 수 있는한편, 라운지 또는 회의실은 상이한 공간 유형을 가질 수 있다. 또한, 창에 대하여 방 내 책상 또는 그 외 작업대의 위치는 공간 유형을 정의하는 데 있어서 고려 사항이다. 예를 들어, 공간 유형은 전기변색 창(1205) 부근에 위치되는 책상 또는 그 외 작업 공간을 갖는 한 명의 거주자의 사무실과 연관되어 있을 수 있다. 다른 예로, 공간 유형은 현관일 수 있다.The control logic may implement one or more of the logic modules A, B, and C separately for each
특정 실시 예들에서, 제어 로직의 하나 이상의 모듈은 거주자 편안함에 더하여 에너지 소비를 고려하면서 바람직한 색조 레벨들을 결정할 수 있다. 이러한 모듈들은 특정 색조 레벨에서의 전기변색 창(1205)의 성능을 기준 유리 또는 기타 표준 기준 창과 비교함으로써 그러한 색조 레벨와 연관되는 에너지 절감을 결정할 수 있다. 이러한 기준 창을 사용하는 목적은 제어 로직기 건물의 현장에서 사용되는 기준 창들에 대한 지방 자치제 건축 조례의 요건들 또는 그 외 요건들에 따름을 보장하기 위함일 수 있다. 보통 지자체들은 건물 내 공조 부하량을 제어하기 위해 중래의 저방사 유리를 사용하는 기준 창들을 정의한다. 기준 창(1205)이 제어 로직에 얼마나 적합한지에 대한 일례로서, 로직은 주어진 전기변색 창(1205)을 통해 들어오는 조사도가 각각의 지자체에 의해 지정된 바와 같은 기준 창을 통해 들어오는 최대 조사도보다 크지 않도록 설계될 수 있다. 개시된 실시 예들에서, 제어 로직은 특정 색조 레벨에서의 전기변색 창(1205)의 일사열 취득 계수(SHGC, solar heat gain coefficient) 값 및 기준 창의 SHGC를 사용하여 색조 레벨을 사용하는 것의 에너지 절감을 결정할 수 있다. 일반적으로, SHGC의 값은 창을 통해 전달되는 모든 파장의 입사광의 일부이다. 기준 유리가 많은 실시 예에서 설명되지만, 그 외 표준 기준 창이 사용될 수도 있다. 일반적으로 상이한 지리적 위치들 및 창 배향들에 대해 상이할 수 있는 기준 창(예를 들어, 기준 유리)의 SHGC는 가변적이고, 각각의 지자체에 의해 지정된 조례 요건들에 기초한다.In certain embodiments, the one or more modules of the control logic may determine desirable tint levels while considering energy consumption in addition to occupant comfort. These modules can determine the energy savings associated with such tint levels by comparing the performance of the
일반적으로, 건물들은 최대로 예상되는 난방 및/또는 임의의 주어진 사례에 요구되는 공조 부하를 이행하기 위한 용량을 갖는 난방, 통풍 및 공조("HVAC") 시스템을 갖도록 설계된다. 요구되는 용량의 계산은 건물이 구성되고 있는 특정 위치에서 건물에 요구되는 기준 유리 또는 기준 창을 고려할 수 있다. 그에 따라, 제어 로직은 건물 설계자들이 특정 건물에 얼마나 많은 HVAC 용량을 두어야 할지를 확신을 갖고 결정하게 하기 위해 기준 유리의 기능적 요건을 충족 또는 초과함이 중요하다. 제어 로직이 기준 유리에 비해 추가 에너지 절감을 제공하기 위해 창에 색을 더하기 위해 사용될 수 있기 때문에, 제어 로직은 건물 설계자들이 조례들 및 표준들에 의해 지정되는 기준 유리를 사용하여 요구되었을 수 있는 것보다 낮은 HVAC 용량을 갖게 하는 데 유용할 수 있다.Generally, buildings are designed to have a heating, ventilation and air conditioning (" HVAC ") system with the capacity to fulfill the maximum expected heating and / or the required air conditioning load for any given case. The calculation of the required capacity may take into account the reference glass or reference window required for the building at the particular location where the building is constructed. Accordingly, it is important that the control logic meets or exceeds the functional requirements of the benchmark to enable building designers to confidently decide how much HVAC capacity to place on a particular building. Since the control logic can be used to add color to the window to provide additional energy savings relative to the reference glass, the control logic can be required by building designers using the reference glass specified by the bylaws and standards May be useful to have a lower HVAC capacity.
본 명세서에 설명된 특정 실시 예들은 건물 내 공조 부하를 감소시킴으로써 에너지 절감이 이루어진다고 가정한다. 따라서, 구현 예들 중 많은 구현 예가 거주자 편안함 수준 그리고 아마도 창과 갖는 방 내 조명 부하를 고려하면서, 가능한 최대로 색을 더하려고 시도한다. 그러나, 먼 북부 위도 및 남부 위도에 대한 것들과 같은 일부 기후에서는, 난방이 공조보다 더 우려될 수 있다. 따라서, 제어 로직은 건물의 난방 부하가 감소됨을 보장하기 위해 색이 덜 더해지도록, 구체적으로, 몇몇 문제시 부하가 역전되어 수정될 수 있다.The specific embodiments described herein assume that energy savings are achieved by reducing the air conditioning load in the building. Thus, many implementations of the implementations attempt to add as much color as possible, taking into account the occupant comfort level and perhaps the lighting load in the room with the window. However, in some climates, such as those for distant northern latitudes and southern latitudes, heating may be more worrisome than air conditioning. Thus, the control logic can be modified in such a way that less color is added to ensure that the heating load of the building is reduced, in particular, some problematic loads are reversed.
도 12는 실시 예들에 따른, 건물 내 하나 이상의 전기변색 창(예를 들어, 전기변색 창(1205))을 제어하는 방법에 대한 전반 제어 로직을 도시하는 흐름도(1400)를 도시한다. 제어 로직은 창(들)에 대한 색조 레벨들을 계산하기 위해 모듈 A, B 및 C 중 하나 이상을 사용하고 창(들)을 색조 레벨들로 전환하기 위한 명령들을 전송한다. 제어 로직에서의 계산들은 동작(1410)에서 타이머에 의해 맞춰진 간격들로 1 내지 n회 실행된다. 예를 들어, 색조 레벨은 모듈 A, B 및 C 중 하나 이상에 의해 1 내지 n회 재계산되고 ti = t1, t2...tn 시간에서의 순간들에 대해 계산될 수 있다. n은 수행되는 재계산들의 횟수이고 n은 적어도 1일 수 있다. 로직 계산들은 몇몇 경우 일정한 시간 간격으로 행하여질 수 있다. 한 경우, 로직 계산들은 매 2분 내지 5분마다 행하여질 수 있다. 그러나, 큰 피스들의 전기변색 유리(예를 들어, 6’ x 10 피트까지)에 대한 색조 변환은 30분 이상까지 걸릴 수 있다. 이러한 큰 창들에 대해, 계산들은 매 30분과 같이 덜 빈번하게 행하여질 수 있다.12 shows a
동작(1420)에서, 로직 모듈 A, B 및 C는 시간 ti의 단일 순간에 각 전기변색 창에 대한 색조 레벨을 결정하기 위한 계산들을 수행한다. 이러한 계산들은 제어기의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 특정 실시 예들에서, 제어 로직은 창이 실제 전환보다 얼마나 앞서 전환되어야 할지를 계산한다. 이러한 경우들에서, 모듈 A, B 및 C에서의 계산들은 예를 들어, 전환이 완료될 즈음 또는 그 후, 장차 시간에 기반한다. 예를 들어, 계산들에 사용되는 장차 시간은 전환 명령들을 수신한 후 전환이 완료되게 하기에 충분한 장차의 시간일 수 있다. 이러한 경우들에서, 제어기는 실제 전환의 앞선 현재 시간에 색조 명령들을 전송할 수 있다. 전환의 완료에 의해, 창은 해당 시간 동안 바람직한 색조 레벨로 전환할 것이다.At
동작(1430)에서, 제어 로직은 모듈 A, B 및 C에서의 알고리즘을 분리하는 특정 유형들의 오버라이드들을 가능하게 하고, 동작(1440)에서 몇몇 다른 고려 사항에 기반하여 오버라이드 색조 레벨들을 정의한다. 오버라이드의 하나의 유형은 수동 오버라이드이다. 이는 방을 사용하고 있는 최종 사용자에 의해 구현되는 오버라이드이고 특정 색조 레벨(오버라이드 값)이 바람직함을 결정한다. 사용자의 수동 오버라이드 그 자체가 오버라이드되는 상황들이 있을 수 있다. 오버라이드의 일례는 고수요(또는 피크 부하) 오버라이드이며, 이는 건물에서의 에너지 소비가 감소되는 유틸리티의 요건과 연관된다. 예를 들어, 대도시 지역의 특히 더운 날에는 시정촌의 에너지 생성 및 배달 시스템에 과도한 세금을 부과하지 않기 위해 시정촌 전체의 에너지 소비를 줄여야 할 수도 있습니다. 그러한 경우들에서, 건물은 모든 창문이 특히 높은 레벨로 색이 더해짐을 보장하기 위해 본 명세서에 설명된 제어 로직으로부터의 색조 레벨을 오버라이드할 수 있다. 오버라이드의 다른 예는 상가용 사무실 건물의 방에 거주자가 없는 주말 예일 수 있다. 이러한 경우들에서, 건물은 거주자의 편안함과 관련된 하나 이상의 모듈을 분리시킬 수 있고 모든 창은 추운 날씨에 낮은 수준으로 색을 더하고 따뜻한 날씨에 높은 수준으로 색을 더하는 것을 가질 수 있다.In
동작(1450)에서, 색조 레벨들을 구현하기 위한 제어 신호들은 건물에서의 하나 이상의 전기변색 창에서의 전기변색 소자(들)과 전기 통신하는 전원 공급 기구에 네트워크를 통해 송신된다. 특정 실시 예들에서, 색조 레벨들의 송신은 효율을 염두에 두고 구현될 수 있다. 예를 들어, 색조 레벨의 재계산이 현재 색조 레벨로부터의 색조의 어떠한 변화도 요구되지 않음을 시사할 경우가면, 어떠한 색조 레벨 업데이트 명령도 송신되지 않는다. 다른 예로, 건물은 건물 내 창 크기 및/또는 위치에 기반하여 구역들로 구분될 수 있다. 하나의 경우, 제어 로직은 더 큰 창들을 갖는 구역들에 대해서보다 더 작은 창들을 갖는 구역들에 대해 더 빈번하게 색조 레벨들을 재계산한다.In
일부 실시 예에서, 전체 건물에서의 다수의 전기변색 창에 대한 제어 방법(들)을 구현하기 위한 도 12에서의 제어 로직은 단일 디바이스, 예를 들어, 단일 마스터 창 제어기 상에 있을 수 있다. 이러한 디바이스는 건물에서의 각각의 그리고 모든 색이 더해질 수 있는 창에 대한 계산들을 수행하고 또한 색조 레벨들을 송신하기 위한 인터페이스를 예를 들어, 절연 유리 유닛의 다수의 EC 라이트상의 또는 다중 구역 창들에서의 개별적인 전기변색 창들에서의 하나 이상의 전기변색 소자에 제공할 수 있다. 다중 구역 창들의 몇몇 예는 "MULTI-ZONE EC WINDOWS(다중 구역 EC 창들)"이라는 명칭의 PCT 출원 제PCT/US14/71314호에서 찾을 수 있으며, 이는 이에 의해 그 전체가 참조로 통합된다.In some embodiments, the control logic in Figure 12 for implementing the control method (s) for multiple electrochromic windows in an entire building may be on a single device, e.g., a single master window controller. Such a device can be used to perform calculations for windows in which each and every color in a building can be added and also to send an interface for transmitting tone levels, for example, to a plurality of EC lights on an insulating glass unit, To one or more electrochromic devices in individual electrochromic windows. Some examples of multi-zone windows are found in PCT Application No. PCT / US14 / 71314 entitled " MULTI-ZONE EC WINDOWS ", which is hereby incorporated by reference in its entirety.
또한, 실시 예들의 제어 로직의 특정 적응적 구성요소들이 있을 수 있다. 예를 들어, 제어 로직은 최종 사용자(예를 들어, 거주자)가 특정 일시들에 알고리즘을 오버라이드하려고 얼마나 시도할지를 결정하고 바람직한 색조 레벨들을 결정하기 위해 더 예측적인 방식으로 이러한 정보를 활용할 수 있다. 하나의 경우, 최종 사용자는 매일 특정 시간에 제어 로직에 의해 제공되는 색조 레벨을 오버라이드 값으로 오버라이드 하기 위해 벽 스위치를 사용하고 있을 수 있다. 제어 로직은 이러한 사례들에 대한 정보를 수신하고 제어 로직을 변경하여 그러한 일시에 색조 레벨을 오버라이드 값으로 변경할 수 있다.There may also be specific adaptive components of the control logic of the embodiments. For example, the control logic may utilize this information in a more predictable manner to determine how much the end user (e.g., the resident) will attempt to override the algorithm for certain dates and times and determine the desired tone levels. In one case, the end user may be using a wall switch to override the tint level provided by the control logic at a particular time each day with an override value. The control logic may receive information about these cases and change the control logic to change the hue level to an override value at such time and time.
도 13은 도 12로부터의 블록(1420)의 특정 구현을 도시하는 도해이다. 이러한 도해는 단일 순간(ti)에 대한 특정 전기변색 창의 최종 색조 레벨을 계산하기 위한 시퀀스로 모든 세 개의 모듈 A, B 및 C을 수행하는 방법을 도시한다. 최종 색조 레벨은 창의 최대로 허용되는 투과율을 고려할 수 있다. 도 13은 또한 모듈 A, B 및 C의 몇몇 대표적인 입력 및 출력을 도시한다. 모듈 A, B 및 C에서의 계산들은 창 제어기, 네트워크 제어기 또는 마스터 제어기의 프로세서에 의해 수행된다. 특정 예들이 모든 모듈 A, B 및 C이 사용되는 것으로 설명하지만, 다른 구현 예들은 모듈 A, B 및 C 중 하나 이상을 사용할 수 있고 추가/상이한 모듈들을 사용할 수 있다.FIG. 13 is a diagram illustrating a specific implementation of
동작(1470)에서, 프로세서는 모듈 A를 사용하여 방을 투과하는 일광으로부터의 직접 섬광을 방지하기 위한 점유자 편안함을 위한 색조 레벨을 결정하기 위해 한다. 프로세서는 모듈 A를 사용하여 하늘에서의 태양의 위치 및 구성 파일로부터의 창 구성에 기반하여 방으로의 직사일광의 투과 깊이를 계산한다. 태양의 위치는 건물의 위도 및 경도 및 일시 및 날짜에 기반하여 계산된다. 사용 룩업 테이블 및 공간 유형은 특정 창에 대한 구성 파일로부터의 입력이다. 모듈 A는 A로부터의 색조 레벨을 모듈 B로 출력한다. 모듈 A의 목적은 일반적으로 직사일광 또는 섬광이 점유자 또는 그 또는 그녀의 작업 공간을 치지 않음을 보장하는 것이다. 모듈 A로부터의 색조 레벨은 이러한 목표를 실현하도록 결정된다. 모듈 B 및 C에서의 색조 레벨의 후속 계산들은 에너지 소비를 줄일 수 있고 더 큰 색조를 필요로 할 수도 있다. 그러나, 에너지 소비에 기초한 색조 레벨의 후속 계산들이 점유자와의 간섭을 회피하도록 요구되는 것보다 색이 덜 더해지는 것을 시사할 경우, 로직은 계산된 더 높은 수준의 투과율이 점유자의 편안함을 보장하기 위해 실행되는 것을 방지한다.In
동작(1480)에서, 모듈 A에서 계산된 색조 레벨이 모듈 B로 입력된다. 일반적으로 모듈 B는 모듈 B에서 계산된 색조 레벨을 더 어둡게 하는(또는 바꾸지 않는) 색조 레벨을 결정한다. 색조 레벨은 맑은 하늘 상태 하에서 조사도의 계산들에 기반한다(맑은 하늘 조사도). 제어기의 프로세서는 모듈 B를 사용하여 구성 파일로부터의 창 구성에 기반하고 건물의 위도 및 경도에 기반하여 전기변색 창에 대한 맑은 하늘 조사도를 계산한다. 이러한 계산들은 또한 일시 및 날짜에 기초한다. 오픈 소스 프로그램인 공중이 이용 가능한 소프트웨어 이를테면 RADIANCE 프로그램이 맑은 하늘 조사도를 계산하기 위한 계산들을 제공할 수 있다. 기준 유리의 SHGC가 또한 구성 파일로부터 모듈 B로 입력된다. 프로세서는 모듈 B를 사용하여 A에서의 색조 레벨보다 더 어두운 색조 레벨을 결정하고 기준 유리보다 적은 열이 최대 맑은 하늘 조사도 하 전달하도록 계산됨을 전송한다. 최대 맑은 하늘 조사도는 맑은 하늘 상태에 대해 계산된 모든 시간에 대한 가장 높은 조사도 레벨이다.In
동작(1490)에서, 모듈 B로부터의 색조 레벨 및 계산된 맑은 하늘 조사도는 모듈 C로 입력된다. 적외선 센서(들), 주위 온도 센서(들) 및 광센서(들)에 의해 취해지는 측정치들에 기반한 센서 판독치들이 모듈 C로 입력된다. 프로세서는 모듈 C를 사용하여 센서 판독치들 및 실제 조사도에 기반한 구름양 상태를 결정한다. 프로세서는 또한 모듈 C를 사용하여 창이 맑은 하늘 상태 하 모듈 B로부터의 색조 레벨로 색이 더해질 경우 방으로 전달되는 조사도를 계산한다. 프로세서는 모듈 C를 사용하여 이러한 색조 레벨을 갖는 창을 통한 실제 조사도가 센서 판독치들로부터 결정된 구름양 상태에 기반하여 모듈 B로부터의 색조 레벨을 갖는 창을 통한 조사도 이하일 경우 적절한 색조 레벨을 찾는다. 일반적으로, 모듈 C의 동작들은 모듈 B에 동작들에 의해 결정된 색조 레벨을 밝게 하는(또는 바꾸지 않는) 색조 레벨을 결정할 것이다. 이러한 예에서 모듈 C에서 결정된 색조 레벨은 최종 색조 레벨이다.In
제어 로직으로 입력되는 정보 중 많은 정보는 위도 및 경도, 일시 및 날짜에 대해 고정된 정보로부터 결정된다. 이러한 정보는 건물에 대하여, 보다 상세하게는 제어 로직이 구현되고 있는 창에 대하여 태양이 어디에 있는지를 설명한다. 창에 대한 태양의 위치는 창과 연관된 방으로의 직사일광의 투과 깊이와 같은 정보를 제공한다. 그것은 또한 창을 통해 들어오는 최대 조사도 또는 태양 복사 에너지 플럭스에 대한 표시를 제공한다. 이렇게 계산된 조사도의 수준은 결정된 구름양 상태 또는 창과 태양 사이 다른 장애물에 기반하여 감소되는 것으로 표시될 수 있는 센서 입력에 기반할 수 있다.Many of the information entered into the control logic is determined from fixed information about latitude and longitude, date and time and date. This information describes where the sun is about the building, and more specifically the window where the control logic is implemented. The position of the sun relative to the window provides information such as the direct sunlight penetration depth into the room associated with the window. It also provides an indication of the maximum irradiance or solar radiation flux coming through the window. The level of surveyedness thus calculated may be based on the sensor input, which may be indicated as being determined based on the determined cloud quantity condition or other obstacles between the window and the sun.
프로그램 이를테면 오픈 소스 프로그램 Radiance가 단일 순간(ti) 및 모든 시간에 대한 최대 값 양자에 대한 창 배향 및 건물의 위도 및 경도 좌표들에 기반하여 맑은 하늘 조사도를 결정하기 위해 사용된다. 기준 유리 SHGC 및 계산된 최대 맑은 하늘 조사도는 모듈 B로 입력된다. 모듈 B는 내부 복사선이 기준 내부 조사도 이하인 경우 모듈 A에서 계산된 색조 레벨을 단계별로 증가시키고 색조 레벨을 선택하며 여기서: 내부 조사도 = 색조 레벨 SHGC x 맑은 하늘 조사도이고 기준 내부 조사도 = 기준 SHGC x 최대 맑은 하늘 조사도이다. 그러나, 모듈 A가 유리의 최대 색조를 계산할 때, 모듈 B는 색조를 더 밝아지게 바꾸지 않는다. 모듈 B에서 계산된 색조 레벨은 모듈 C로 입력된다. 계산된 맑은 하늘 조사도도 또한 모듈 C로 입력된다.A program such as the open source program Radiance is used to determine a clear sky survey based on the window orientation and the latitude and longitude coordinates of the building for both a single instant (t i ) and the maximum for all times. The reference glass SHGC and the calculated maximum clear sky irradiance are input to module B. Module B increases the tint level calculated in Module A step by step and selects the tint level if the internal radiation is below the reference internal irradiance, where: Internal irradiance = tint level SHGC x clear sky irradiance and reference internal irradiance = reference SHGC x Maximum clear sky survey. However, when module A calculates the maximum hue of the glass, module B does not change the hue brighter. The hue level calculated in module B is input to module C. The calculated clear sky survey is also entered into module C.
- 광센서를 갖는 적외선 구름 검출기 시스템을 사용하여 색조를 결정하기 위한 제어 로직의 예- Example of control logic for determining hue using infrared cloud detector system with optical sensor
도 14a는 일 구현 예에 따른, 도 13에 도시된 동작(1420)의 제어 로직의 특정 구현을 도시하는 흐름도(1500)이다. 이러한 제어 로직이 단일 창에 대하여 설명되지만, 제어 로직은 다수의 창 또는 하나 이상의 창의 구역을 제어하기 위해 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.14A is a flow diagram 1500 illustrating a particular implementation of the control logic of
동작(1510)에서, 제어 로직는 일시가 다음 시기들 중 하나 동안인지 여부를 결정한다: (ⅰ) 일출 직전에서 시작되어(일출 45분 전, 일출 30분 전, 일출 20분 전, 또는 그 외 일출 적합한 시간량 전의 제1 시간에서 시작되어) 일출 직후(예를 들어, 일출 45분 후, 일출 30분 후, 일출 20분 후, 또는 그 외 일출 적합한 시간량 후의 제2 시간에서 시작되는)까지 시기 및 (ⅲ) 일몰(박명) 직전(일몰 45분 전, 일몰 30분 전, 일몰 20분 전, 또는 그 외 일몰 적합한 시간량 전의 제1 시간에서 시작되는) 일몰까지 시기, 또는 (ⅱ) (ⅰ) 이후 (ⅲ) 이전. 하나의 경우, 일출 시간은 가시 파장 광센서에 의해 취해지는 측정치들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 시기 (ⅰ)는 가시광 파장 광센서가 직사일광을 측정하기 시작한, 즉 가시광 광센서의 세기 판독치가 최소 세기값 이상인 지점에서 끝날 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시기 (ⅲ)는 가시광 파장 광센서로부터의 세기 판독치가 최소 세기값 이하인 지점에서 끝나는 것으로 결정될 수 있다. 다른 예로, 일출 시간 및/또는 일몰 시간은 태양 계산기 및 일자를 사용하여 계산될 수 있고 시기들 (ⅰ) 및 (ⅲ)는 계산된 일출/일몰 시간들 전후 정의된 시기(예를 들어, 45분)에 의해 계산될 수 있다. 일시가 동작(1510)에서 시기들 (ⅰ), (ⅱ) 또는 (ⅲ) 중 하나 동안이 아닌 것으로 결정될 경우라면, 제어 로직은 시기가 시기 (ⅲ) 이후 시기 (ⅰ) 이전 시기 (ⅳ), 즉 야간인 것으로 결정한다. 이 경우, 제어 로직은 야간 색조 상태(예를 들어, "맑음")를 전달하고 동작(1570)으로 진행하여 오버라이드, 예를 들어, 조작자로부터의 신호로 수신되는 오버라이드 명령이 있는지 여부를 결정한다. 동작(1560)에서 오버라이드가 있는 것으로 결정될 경우, 오버라이드 값은 최종 색조 레벨이다. 그 위치에서 오버라이드가 없는 것으로 결정될 경우, 모듈 C로부터의 색조 레벨이 최종 색조 레벨이다. 동작(1570)에서, 제어 명령이 네트워크를 통해 전송되거나 창의 전기변색 소자(들)로 보내져 창을 최종 색조 레벨로 전환하고, 일시가 업데이트되며, 방법이 동작(1510)으로 되돌아간다. 대신, 동작(1510)에서 일시가 시기들 (ⅰ), (ⅱ) 또는 (ⅲ) 중 하나 동안인 것으로 결정될 경우라면, 일시는 일출 직전과 일몰 사이이고 제어 로직은 동작(1520)에서 태양 방위각이 색이 더해질 수 있는 창의 임계각들 사이에 있는지 여부를 결정하는 것으로 진행한다.In
동작(1520)에서 제어 로직에 의해 태양 방위각이 임계각들 밖에 있는 것으로 결정될 경우라면, 모듈 A가 우회되고, "맑음" 색조 레벨이 모듈 B로 전달되며, 모듈 B가 동작(1540)에서의 계산을 위해 사용된다. 동작(1520)에서 태양 방위각이 임계각들 사이인 것으로 결정될 경우, 제어 로직은 모듈 A를 사용하여 투과 깊이 그리고 동작(1530)에서의 색조 레벨에 기반하여 적절한 색조 레벨을 계산한다. 모듈 A로부터 결정된 색조 레벨은 그 다음 모듈 B로 입력되고 모듈 B는 동작(1540)에서의 계산을 위해 사용된다.If it is determined by the control logic in
동작(1540)에서, 모듈 B로부터의 제어 로직은 모듈 A로부터의 색조 레벨을 더 어둡게 하는(또는 바꾸지 않는) 색조 레벨을 결정한다. 색조 레벨은 맑은 하늘 상태 하에서 조사도의 계산들에 기반한다(맑은 하늘 조사도). 모듈 B는 구성 파일로부터의 창 구성에 기반하고 건물의 위도 및 경도에 기반하여 창에 대한 맑은 하늘 조사도를 계산하기 위해 사용된다. 이러한 계산들은 또한 일시 및 날짜에 기초한다. 오픈 소스 프로그램인 공중이 이용 가능한 소프트웨어 이를테면 RADIANCE 프로그램이 맑은 하늘 조사도를 결정하기 위한 계산들을 제공할 수 있다. 기준 유리의 SHGC가 또한 구성 파일로부터 모듈 B로 입력된다. 프로세서는 모듈 B의 제어 로직을 사용하여 모듈 A로부터의 색조 레벨보다 더 어두운 색조 레벨을 결정하고 기준 유리보다 적은 열이 최대 맑은 하늘 조사도 하 전달하도록 계산됨을 전송한다. 최대 맑은 하늘 조사도는 맑은 하늘 상태에 대해 계산된 모든 시간에 대한 가장 높은 조사도 레벨이다.At
동작(1550)에서, 모듈 B로부터의 색조 레벨 및 계산된 맑은 하늘 조사도 및 적외선 센서(들), 주위 온도 센서(들) 및 광센서(들)로부터의 센서 판독치들은 모듈 C로 입력된다. 모듈 C의 제어 로직은 센서 판독치들에 기반하여 구름양 상태를 결정하고 구름양 상태에 기반하여 실제 조사도를 결정한다. 모듈 C의 제어 로직은 또한 창이 맑은 하늘 상태 하 모듈 B로부터의 색조 레벨로 색이 더해질 경우 방으로 전달될 수 있는 조사도 수준을 계산한다. 모듈 C에서의 제어 로직은 구름양 상태에 기반하여 결정된 창을 통하는 실제 조사도가 모듈 B로부터의 색조 레벨로 색이 더해질 때 계산된 창을 통하는 조사도 이하일 경우 색조 레벨을 감소시킨다. 일반적으로, 모듈 C의 동작들은 모듈 B에 동작들에 의해 결정된 색조 레벨을 밝게 하는(또는 바꾸지 않는) 색조 레벨을 결정할 것이다.At
동작(1550)에서, 제어 로직은 센서 판독치들에 기반하여 모듈 C로부터의 색조 레벨을 결정하고 그 다음 동작(1560)으로 진행하여 그 위치에서 오버라이드, 예를 들어, 조작자로부터의 신호로 수신되는 오버라이드 명령이 있는지 여부를 결정한다. 동작(1560)에서 오버라이드가 있는 것으로 결정될 경우, 오버라이드 값은 최종 색조 레벨이다. 그 위치에서 오버라이드가 없는 것으로 결정될 경우, 모듈 C로부터의 색조 레벨이 최종 색조 레벨이다. 동작(1570)에서, 제어 명령이 네트워크를 통해 전송되거나 창의 전기변색 소자(들)로 보내져 창을 최종 색조 레벨로 전환하고, 일시가 업데이트되며, 방법이 동작(1510)으로 되돌아간다.At
도 14b는 도 14a에 도시된 동작(1550)의 제어 로직의 특정 구현을 도시하는 흐름도(1600)이다. 동작(1610)에서, 프로세서에 특정 샘플 시간에 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TIR), 그 샘플 시간에 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TA) 및 그 샘플 시간에 광센서에 의해 취해진 세기 판독치를 갖는 하나 이상의 신호가 수신된다. 적외선 센서, 주위 온도 센서 및 광센서로부터의 신호들은 무선으로 그리고/또는 유선 전기 접속을 통해 수신된다. 적외선 센서는 그것의 시야 내에 수신되는 적외선 복사에 기반한 온도 판독치들을 취한다. 적외선 센서는 일반적으로 관심 있는 하늘의 영역, 예를 들어, 건물 위 영역쪽으로 지향된다. 주위 온도 센서는 주위 온도를 측정하기 위해 실외 환경에 노출되도록 구성된다. 광센서의 감지면은 일반적으로 또한 관심 있는 하늘의 영역을 향해 지향되고 직사일광이 감지면에 닿는 것으로부터 차단 또는 확산된다.14B is a
동작(1620)에서 일시가 시기 (ⅰ) 또는 (ⅲ) 중 어느 하나 동안인 것으로 결정될 경우라면, 프로세서는 샘플 시간에 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TIR)와 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TA) 간 차이, 델타(Δ)를 계산한다(동작(1630)). 선택적으로(점선으로 표기됨), 계산된 델타(Δ)에 보정 계수들이 적용된다(동작(1630)). 적용될 수 있는 보정 계수들의 몇몇 예는 습도, 태양 각/고도 및 지대 고도를 포함한다.If it is determined at
일 실시 예에서, 프로세서는 또한 동작(1620)에서 적외선 판독치들이 제1 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는지 여부를 결정한다. 프로세서가 동작(1620)에서 일시가 시기 (ⅰ) 또는 (ⅲ) 중 어느 하나 내이고 적외선 판독치들이 제2 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(1690)을 적용하여 광센서 판독치들을 사용하여 구름 상태를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 광센서 판독치가 특정 최소 세기 레벨을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 광센서 판독치가 그 세기 레벨을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 시스템이 계속해서 동작할 경우, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(1610)으로 되돌아간다.In one embodiment, the processor also determines at
동작(1634)에서, 프로세서는 계산된 델타(Δ) 값이 하한값(예를 들어, 섭씨 -5도, 섭씨 -2도 등) 미만인지 여부를 결정한다. 계산된 델타(Δ)가 하한값 미만인 것으로 결정될 경우, 구름양 상태는 "맑음" 상태일 것으로 결정된다(동작(1636)). 적외선 구름 검출기의 동작 동안, 상기 방법은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(1610)으로 되돌아간다.At
계산된 델타(Δ)가 하한값을 초과하는 것으로 결정될 경우, 프로세서는 계산된 델타(Δ)가 상한값(예를 들어, 섭씨 0도, 섭씨 2도 등)을 초과하는지 여부를 결정한다(동작(1640)). 동작(1640)에서 계산된 델타(Δ)가 상한값을 초과하는 것으로 결정되는 경우라면, 프로세서는 구름양 상태가 "흐림" 상태일 것으로 결정한다(동작(1642)).If it is determined that the calculated delta (?) Exceeds the lower limit, the processor determines whether the calculated delta (?) Exceeds an upper limit value (e.g., 0 degrees Celsius, 2 degrees Celsius, etc.) )). If the computed delta (?) In
동작(1695)에서, 제어 로직은 구름양 상태에 기반하여 실제 조사도를 결정하고 창이 맑은 하늘 상태 하 모듈 B로부터의 색조 레벨로 색이 더해질 경우 방으로 전달될 수 있는 조사도 수준을 계산한다. 모듈 C에서의 제어 로직은 구름양 상태에 기반한 조사도가 모듈 B로부터의 색조 레벨로 색이 더해질 때 계산된 창을 통하는 조사도 이하일 경우 모듈 B로부터의 색조 레벨을 감소시킨다. 제어 로직은 그 다음 샘플 시간으로 증분되고 동작(1560)으로 되돌아간다.In
동작(1640)에서 계산된 델타(Δ)가 상한값 미만인 것으로 결정되는 경우라면, 프로세서는 구름양 상태가 "간간이 흐림" 또는 다른 중간 상태일 것으로 결정하고(동작(1650)) 상세하게 상술한 동작(1695)으로 진행된다.If the calculated delta (A) in
동작(1620)에서 일시가 시기 (ⅰ) 또는 (ⅲ) 중 어느 하나 동안이 아닌 것으로 결정될 경우라면, 일시는 시기 (ⅱ) 주간 동안인 것이고 프로세서는 적외선 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TIR)와 주위 온도 센서에 의해 취해진 온도 판독치(TA) 간 차이를 계산한다(동작(1670)). 동작(1680)에서, 프로세서는 계산된 차이가 허용 한계 내인지 여부를 결정한다. 프로세서가 동작(1680)에서 계산된 차이가 허용 한계를 초과하는 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(1630)을 적용하여 델타(Δ)를 계산하고 계산된 델타(Δ)를 사용하여 위에서 논의된 바와 같이 구름양 상태를 결정한다.If it is determined during
일 실시 예에서, 프로세서는 또한 동작(1660)에서 적외선 판독치들이 제1 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는지 여부를 결정한다. 프로세서가 동작(1660)에서 일시가 시기 (ⅱ) 내이고 적외선 판독치들이 제2 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(1690)을 적용하여 광센서 판독치들을 사용하여 구름 상태를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 광센서 판독치가 특정 최소 세기 레벨을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 광센서 판독치가 그 세기 레벨을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 제어 로직은 그 다음 상세하게 상술한 동작(1695)으로 진행한다.In one embodiment, the processor also determines at operation 1660 whether the infrared readings are oscillating at a frequency greater than the first defined level. If the processor determines in operation 1660 that the date and time are within the time period (ii) and the infrared readings are oscillating at a frequency that is higher than the second defined level, then the processor applies
프로세서가 동작(1680)에서 계산된 차이가 허용 한계 내인 것으로 결정할 경우라면, 광센서 판독치를 사용하여 구름양 상태를 결정한다(동작(1690)). 예를 들어, 프로세서는 광센서 판독치가 특정 최소 세기 레벨을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 광센서 판독치가 그 세기 레벨을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 제어 로직은 그 다음 상세하게 상술한 동작(1695)으로 진행한다.If the processor determines that the calculated difference in
일 실시 예에서, 프로세서는 또한 동작(1670)에서 광센서 판독치들이 제1 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는지 여부 그리고 적외선 판독치들이 제2 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는지 여부를 결정한다. 프로세서가 동작(1680)에서 계산된 차이가 허용 한계 내인 것으로 결정하고 프로세서가 광센서 판독치들이 제1 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있다고 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(1630)을 적용하여 델타(Δ)를 계산하고 계산된 델타(Δ)를 사용하여 위에서 논의된 바와 같이 구름양 상태를 결정한다. 프로세서가 동작(1680)에서 계산된 차이가 허용 한계 내가 아니고 프로세서가 적외선 판독치들이 제2 정의된 레벨보다 높은 빈도로 진동하고 있는 것으로 결정할 경우라면, 프로세서는 동작(1690)을 적용하여 광센서 판독치들을 사용하여 구름 상태를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 광센서 판독치가 특정 최소 세기 레벨을 초과할 경우 "맑음" 상태를 결정하고 광센서 판독치가 그 세기 레벨을 이하일 경우 "흐림" 상태를 결정할 수 있다. 제어 로직은 그 다음 상세하게 상술한 동작(1695)으로 진행한다.In one embodiment, the processor also determines at
특정 구현 예들의 적외선 구름 검출기에 단일 적외선 센서가 포함되는 것으로 설명되지만, 다른 구현 예에 따라서는, 하나가 고장나고/거나 예를 들어, 새 낙하 또는 그 외 환경의 동인에 의해 차단될 경우 여분을 위해 둘 이상의 적외선 센서가 사용될 수 있다. 일 측면에서, 둘 이상의 적외선 센서는 상이한 시야로부터 그리고/또는 건물/구조로부터 상이한 거리들에서 적외선 복사를 획득하기 위해 상이한 방향들을 향하도록 포함될 수 있다. 둘 이상의 적외선 센서가 적외선 구름 검출기의 하우징 내에 위치될 경우, 적외선 센서들은 통상적으로 차단 동인이 모든 적외선 센서에 영향을 미칠 가능성을 줄이기에 충분한 거리만큼 서로 오프셋되어 있다. 예를 들어, 적외선 센서들은 적어도 약 1 인치 또는 적어도 약 2 인치만큼 분리되어 있다.While it is described that a single infrared sensor is included in the infrared cloud detector of certain implementations, according to other implementations, one may fail and / or, if for example, be dropped by a new drop or other environmental driver, Two or more infrared sensors may be used. In one aspect, the two or more infrared sensors may be included to direct different directions from different views and / or to obtain infrared radiation at different distances from the building / structure. When two or more infrared sensors are located in the housing of the infrared cloud detector, the infrared sensors are offset from each other by a distance sufficient to reduce the likelihood that the shutdown driver will affect all infrared sensors. For example, the infrared sensors are separated by at least about 1 inch or at least about 2 inches.
상술한 바와 같은 본 발명은 컴퓨터 소프트웨어를 모듈 방식 또는 통합 방식으로 사용하는 제어 로직의 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 제공된 개시 및 교시에 기초하여, 해당 기술분야에서의 통상의 기술자는 하드웨어 및 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 사용하여 본 발명을 구현하는 다른 방식들 및/또는 방법들을 알고 이해하게 될 것이다.It should be appreciated that the invention as described above may be implemented in the form of control logic using computer software in a modular or integrated fashion. Based on the disclosure and teachings provided herein, one of ordinary skill in the art will recognize and appreciate other ways and / or methods of implementing the invention using hardware and a combination of hardware and software.
본 출원에 설명된 임의의 소프트웨어 구성요소들 또는 기능들은 예를 들어, 자바, C ++ 또는 Perl과 같은 임의의 적합한 컴퓨터 언어를 사용하는 프로세서에 의해 실행될 소프트웨어 코드로서, 예를 들어 종래의 또는 객체 지향 기술들을 사용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 하드 드라이브 또는 플로피 디스크와 같은 자기 매체, 또는 CD-ROM과 같은 광학 매체와 같은 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 일련의 지시들, 또는 명령들로서 저장될 수 있다. 임의의 그러한 컴퓨터 판독 가능한 매체는 단일 계산 장치 상에 또는 그 안에 존재할 수 있으며, 시스템 또는 네트워크 내의 상이한 계산 장치들 상에 또는 그것들 내에 존재할 수 있다.Any software components or functions described in this application may be software code to be executed by a processor using any suitable computer language, such as, for example, Java, C ++, or Perl, for example, Oriented techniques. The software code may be stored on a computer readable medium, such as a random access memory (RAM), read only memory (ROM), magnetic media such as a hard drive or floppy disk, or an optical medium such as a CD- Lt; / RTI > Any such computer-readable medium may reside on or in a single computing device and may reside on or within different computing devices within the system or network.
앞에서 개시된 실시 예들이 이해를 용이하게 하기 위해 상당히 상세하게 설명되었지만, 설명된 실시 예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 특정 변경들 및 변형들이 첨부된 청구범위의 범위 내에서 실시될 수 있다는 것이 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.While the embodiments disclosed above have been described in considerable detail for purposes of clarity of understanding, the described embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive. It will be apparent to those of ordinary skill in the art that certain changes and modifications may be practiced within the scope of the appended claims.
임의의 실시 예로부터의 하나 이상의 특징은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 임의의 다른 실시 예의 하나 이상의 특징과 조합될 수 있다. 또한, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 임의의 실시 예에 대한 수정, 추가 또는 생략이 이루어질 수 있다. 임의의 실시 예의 구성요소들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 특정 요구에 따라 통합되거나 분리될 수 있다.One or more features from any embodiment may be combined with one or more features of any other embodiment without departing from the scope of the present invention. Modifications, additions, or omissions may be made to any embodiment without departing from the scope of the present invention. The components of any embodiment can be integrated or separated according to specific needs without departing from the scope of the present invention.
Claims (46)
시야 내에서 수신되는 적외선 복사에 기초하여 하늘의 온도를 측정하도록 구성된 적외선 센서;
주위 온도를 측정하도록 구성된 주위 온도 센서; 및
측정된 상기 하늘의 온도 및 측정된 상기 주위 온도 간 차이에 기초하여 구름 상태를 결정하도록 구성된 로직을 포함하는, 적외선 구름 검출기 시스템.An infrared cloud detector system,
An infrared sensor configured to measure the temperature of the sky based on the infrared radiation received in the field of view;
An ambient temperature sensor configured to measure ambient temperature; And
And logic configured to determine a cloud condition based on the difference between the measured sky temperature and the measured ambient temperature.
시야 내에서 수신되는 적외선 복사에 기초하여 하늘의 온도를 측정하도록 구성된 적외선 센서;
주위 온도를 측정하도록 구성된 주위 온도 센서;
가시광의 세기를 측정하도록 구성된 광센서; 및
구름 상태를 결정하도록 구성된 로직을 포함하되,
일시가 일출 전 제1 시간과 일출 후 제2 시간 사이 또는 일몰 전 제3 시간과 일몰 사이일 경우, 상기 로직은 측정된 상기 하늘의 온도 및 측정된 상기 주위 온도 간 차이에 기초하여 상기 구름 상태를 결정하도록 구성되고,
상기 일시가 일출 후 상기 제2 시간과 일몰 전 상기 제3 시간 사이일 경우, 상기 로직은 상기 광센서로부터 측정된 상기 가시광의 세기에 기초하여 상기 구름 상태를 결정하도록 구성되는, 적외선 구름 검출기 시스템.An infrared cloud detector system,
An infrared sensor configured to measure the temperature of the sky based on the infrared radiation received in the field of view;
An ambient temperature sensor configured to measure ambient temperature;
An optical sensor configured to measure the intensity of visible light; And
And logic configured to determine a cloud condition,
When the date and time is between the first time before sunrise and the second time after sunrise or between the third time and sunset before sunset, the logic determines the cloud condition based on the difference between the measured sky temperature and the measured ambient temperature , ≪ / RTI >
Wherein the logic is configured to determine the rolling status based on the intensity of the visible light measured from the photosensor if the date and time is between the second time after sunrise and the third time before sunset.
상기 광센서는 상기 하우징의 상기 인클로저 내에 위치되고;
상기 광 확산 물질은 상기 광센서와 상기 외부 환경 사이에 제2 얇은 영역을 갖는, 적외선 구름 검출기 시스템.27. The method of claim 26,
The optical sensor being located within the enclosure of the housing;
Wherein the light diffusing material has a second thin region between the optical sensor and the external environment.
적외선 센서로부터 하늘 온도 판독치를 그리고 주위 온도 센서로부터 주위 온도 판독치를 수신하는 단계;
상기 하늘 온도 판독치와 상기 주위 온도 판독치 간 차이를 계산하는 단계; 및
계산된 상기 하늘 온도 판독치와 상기 주위 온도 판독치 간 차이에 기초하여 구름 상태를 결정하는 단계를 포함하는, 적외선 구름 검출기 방법.An infrared cloud detector method,
Receiving a sky temperature reading from an infrared sensor and an ambient temperature reading from an ambient temperature sensor;
Calculating a difference between the sky temperature reading and the ambient temperature reading; And
Determining a cloud condition based on the difference between the calculated sky temperature reading and the ambient temperature reading.
계산된 상기 차이가 하한값 미만일 경우 상기 구름 상태가 "맑음"으로 결정하는 단계; 및
계산된 상기 차이가 상한값을 초과할 경우 상기 구름 상태가 "흐림"으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 적외선 구름 검출기 방법.32. The method of claim 30,
Determining the cloud condition to be " clear " if the calculated difference is less than the lower limit value; And
And determining that the cloud condition is " cloudy " when the calculated difference exceeds the upper limit value.
결정된 상기 구름 상태에 기초하여 건물의 하나 이상의 전기변색 창에 대한 마지막 색조 상태를 결정하는 단계; 및
상기 하나 이상의 전기변색 창을 결정된 상기 색조 상태로 전환시키기 위한 제어 신호를 네트워크를 통해 전송하는 단계를 더 포함하는, 적외선 구름 검출기 방법.32. The method of claim 30,
Determining a final hue state for the at least one electrochromic window of the building based on the determined cloud state; And
Further comprising transmitting via the network a control signal for switching the one or more electrochromic windows to the determined tincture state.
적외선 센서로부터 하늘 온도 판독치를, 주위 온도 센서로부터 주위 온도 판독치를, 그리고 광센서로부터 세기 판독치를 수신하는 단계;
일시가:
(ⅰ) 일출 전 제1 시간과 일출 후 제2 시간 사이 또는 일몰 전 제3 시간과 일몰 사이인지;
(ⅱ) 일출 후 상기 제2 시간과 일몰 전 제3 시간 사이인지;
(ⅲ) (ⅰ) 이후 (ⅲ) 이전인지; 또는
(ⅳ) (ⅲ) 이후 (ⅰ) 이전인지 결정하는 단계; 및
상기 일시가 (ⅰ), (ⅲ) 또는 (ⅳ)일 경우, 측정된 상기 하늘의 온도 및 측정된 상기 주위 온도 간 차이에 기초하여 구름 상태를 결정하는 단계; 및
상기 일시가 (ⅲ)일 경우, 상기 광센서로부터 수신되는 상기 세기 판독치에 기초하여 상기 구름 상태를 결정하는 단계를 포함하는, 적외선 구름 검출기 방법.An infrared cloud detector method,
Receiving a sky temperature reading from an infrared sensor, an ambient temperature reading from an ambient temperature sensor, and an intensity reading from an optical sensor;
The date and time:
(I) between the first time before sunrise and the second time after sunrise or between the third time and sunset before sunset;
(Ii) between said second time after sunrise and a third time before sunset;
(Iii) after (i) or after (iii); or
(Iv) determining whether (iii) thereafter (i) is before; And
Determining a cloud condition based on a difference between the measured sky temperature and the measured ambient temperature when the date and time is (i), (iii), or (iv); And
And if the date and time is (iii), determining the rolling status based on the intensity reading received from the optical sensor.
상기 하늘 온도 판독치와 상기 주위 온도 판독치 간 차이를 계산하는 단계;
계산된 상기 차이가 하한값 미만일 경우 상기 구름 상태가 "맑음"으로 결정하는 단계; 및
계산된 상기 차이가 상한값을 초과할 경우 상기 구름 상태가 "흐림"으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 적외선 구름 검출기 방법.42. The method of claim 38,
Calculating a difference between the sky temperature reading and the ambient temperature reading;
Determining the cloud condition to be " clear " if the calculated difference is less than the lower limit value; And
And determining that the cloud condition is " cloudy " when the calculated difference exceeds the upper limit value.
상기 세기 판독치가 최소값을 초과할 경우 상기 구름 상태가 "맑음"으로 결정하는 단계; 및
상기 세기 판독치가 최소값 미만일 경우 상기 구름 상태가 "흐림"으로 결정하는 단계를 포함하는, 적외선 구름 검출기 방법.41. The method of claim 39, wherein determining the rolling status based on the intensity reading received from the optical sensor comprises:
Determining the cloud condition to be " clear " if the intensity reading exceeds a minimum value; And
And determining that the cloud condition is " cloudy " when the intensity reading is less than a minimum value.
결정된 상기 구름 상태에 기초하여 건물의 하나 이상의 전기변색 창에 대한 마지막 색조 상태를 결정하는 단계; 및
상기 하나 이상의 전기변색 창을 결정된 상기 색조 상태로 전환시키기 위한 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 적외선 구름 검출기 방법.46. The method of claim 43,
Determining a final hue state for the at least one electrochromic window of the building based on the determined cloud state; And
Further comprising transmitting a control signal to switch the one or more electrochromic windows to the determined tint state.
계산된 맑은 하늘의 조사도 및 계산된 상기 하나 이상의 전기변색 창을 갖는 방으로의 직사일광의 투과 깊이 중 하나 이상에 기초하여 제1 색조 상태를 결정하는 단계;
상기 일시가 (ⅳ) 내인 것으로 결정될 경우, 상기 마지막 색조 상태가 야간 색조 설정인 것으로 결정하는 단계;
상기 일시가 (ⅰ), (ⅱ) 또는 (ⅲ) 내이고 상기 구름 상태가 "흐림"으로 결정될 경우, 상기 마지막 색조 상태가 상기 제1 색조 상태보다 높은 것으로 결정하는 단계; 및
상기 일시가 (ⅰ), (ⅱ) 또는 (ⅲ) 내이고 상기 구름 상태가 "맑음"으로 결정될 경우, 상기 마지막 색조 상태가 상기 제1 색조 상태인 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 적외선 구름 검출기 방법.45. The method of claim 44, wherein determining a final color tone state for the at least one electrochromic window of the building based on the determined cloud state comprises:
Determining a first color tone state based on at least one of a calculated clear sky illumination and a calculated direct sunlight transmittance depth into a room having the at least one electrochromism window;
If the date and time is determined to be within (iv), determining that the last color tone state is a night color tone setting;
Determining that the last hue state is higher than the first hue state when the date and time is within (i), (ii), or (iii) and the cloud state is determined to be "cloudy"; And
And determining that the last hue state is the first hue state if the date and time is within (i), (ii), or (iii) and the cloud state is determined to be "clear" .
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