TW202101164A - 測量裝置之人機介面 - Google Patents

Abstract

一種測量裝置之人機介面，包含：控制單元、第一顯示單元以及第二顯示單元。控制單元連接感測單元，用以接收感測單元之感測訊號，產生測量數據及狀態資訊。第一顯示單元以及第二顯示單元分別連接控制單元，其中第一顯示單元顯示測量數據，第二顯示單元顯示狀態資訊，且測量數據之字體大於狀態資訊之字體。

Description

測量裝置之人機介面

本發明是有關一種人機介面，且特別是有關一種測量裝置之人機介面。

隨著產業自動化生產的趨勢，為了降低原料損耗及提升製程良率，現今產業生產現場的輸送管路已配置用以全時監測生產狀態的各種測量裝置，例如但不限於：溫度計、壓力計、流量計等。由於機械及電子技術的進步，感測元件的感測範圍及處理電路運算功能大幅提升，各測量裝置可測量生產狀態的項目越來越精確且複雜。

受限於生產現場的空間及輸送管路的尺寸，測量裝置通常僅能裝設小尺寸的人機介面，而小尺寸的人機介面的可視性不佳。雖然多數現有測量裝置具有異常警報機制，在異常情況未發生時，使用者通常不會接近測量裝置，人機介面的測量資訊無法在遠距離檢視，容易忽略未達警報標準的早期異常情況；在異常情況發生時，現有測量裝置的人機介面不具有查詢異常原因及生產歷程的功能，使用者無從了解異常原因，以致延誤處理異常情況的時機。因此，需要配合測量裝置全時監測生產狀態之目的開發新的人機介面，以滿足使用者對測量裝置的要求。

為達上述目的，本發明提供一種測量裝置之人機介面，包含：控制單元、第一顯示單元以及第二顯示單元。控制單元連接感測單元，用以接收感測單元之感測訊號，產生測量數據及狀態資訊。第一顯示單元以及第二顯示單元分別連接控制單元，其中第一顯示單元顯示測量數據，第二顯示單元顯示狀態資訊，且測量數據之字體大於狀態資訊之字體。

於一實施例，上述感測訊號係類比訊號或數位訊號。

於一實施例，上述控制單元儲存有對應上述感測訊號之計算程式及判斷條件，依據計算程式及感測訊號產生上述測量數據，且依據判斷條件及上述測量數據產生上述狀態資訊。

於一實施例，上述判斷條件包含正常狀態條件及異常狀態條件，上述第二顯示單元包含分別對應正常狀態條件及異常狀態條件之正常狀態光源及異常狀態光源，當上述控制單元判斷上述狀態資訊符合正常狀態條件時，上述控制單元控制上述第二顯示單元顯示正常狀態光源之色光；當上述控制單元判斷上述狀態資訊符合異常狀態條件時，上述控制單元控制上述第二顯示單元顯示異常狀態光源之色光。

於一實施例，上述狀態資訊包含感測單元異常警告，當上述控制單元持續數秒至數分鐘未接收到上述感測訊號，上述控制單元控制上述第一顯示單元或上述第二顯示單元顯示感測單元異常警告。

於一實施例，上述第一顯示單元顯示之光源顏色不同於上述第二顯示單元顯示之光源顏色。

於一實施例，上述測量數據包含流量、壓力、溫度、速度及角度之至少一種，上述狀態資訊包含即時資訊及歷史資訊。

於一實施例，上述測量數據之字體高度對上述狀態資訊之字體高度之比值不小於1.5。

於一實施例，上述測量裝置之人機介面進一步包含操作單元，連接至控制單元，供使用者選擇第二顯示單元顯示狀態資訊之內容。

於一實施例，上述測量裝置之人機介面進一步包含通訊單元，連接至控制單元，用以將測量數據及狀態資訊傳輸至外部監控裝置。

於本發明之測量裝置之人機介面，控制單元接收感測單元的感測訊號，產生測量數據及狀態資訊，控制第一顯示單元及第二顯示單元分別顯示測量數據及狀態資訊，且測量數據的字體大於狀態資訊的字體，使用者與測量裝置的人機介面相隔數公尺即可清楚觀看即時測量數據，若測量數據不符合正常值範圍，使用者可經由第二顯示單元檢視狀態資訊的詳細內容，即時掌握生產現場及測量裝置的狀態，有效避免監測空窗，滿足使用者對測量裝置的要求。

以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習本發明所屬技術領域中之通常知識者在研讀本說明書後可據以實施本發明。

第1圖為本發明之測量裝置之人機介面之方塊圖。如第1圖所示，測量裝置之人機介面1包含：控制單元11、第一顯示單元12以及第二顯示單元13。控制單元11連接感測單元10，用以接收感測單元10的感測訊號，產生測量數據及狀態資訊。第一顯示單元12及第二顯示單元13，分別連接控制單元11，其中第一顯示單元12顯示測量數據，第二顯示單元13顯示狀態資訊，且測量數據之字體大於狀態資訊之字體。

感測單元10包含至少一種感測元件及訊號產生電路，例如：超音波感測器、溫度感測器、壓力感測器、位移感測器、電磁感測器、光感測器等，感測單元10感測受測物的物理性質變化所產生的感測訊號可為類比訊號或數位訊號。控制單元11例如是微控制器(Microcontroller, MCU)或其他包含儲存、處理及類比/數位訊號轉換等功能的電路模組（未圖示），儲存有對應感測訊號的計算程式及判斷條件，依據計算程式及感測訊號產生測量數據，且依據判斷條件及測量數據產生狀態資訊。

第一顯示單元12與第二顯示單元13可選擇上下相疊或左右並排的方式配置，第一顯示單元12及第二顯示單元13分別包含光源及螢幕，第一顯示單元12的螢幕例如是發光二極體（LED）顯示器，光源包含單色或多色發光二極體，第二顯示單元13的螢幕例如是液晶顯示器，光源為多色發光二極體或冷陰極管。第一顯示單元12的螢幕顯示測量數據的方式與第二顯示單元13顯示狀態資訊的方式不同，例如：測量數據的字體是透光，狀態資訊的字體為遮光，第一顯示單元12顯示的色光（例如：白或紅色光）相同或不同於第二顯示單元13顯示的色光（例如：綠、黃或紅色光）。

控制單元11儲存的判斷條件包含正常狀態條件及異常狀態條件，第二顯示單元13包含分別對應正常狀態條件及異常狀態條件之正常狀態光源（例如：綠色光源）及異常狀態光源（例如：紅或黃色光源）。當控制單元11判斷狀態資訊符合正常狀態條件時，控制單元11控制第二顯示單元13顯示正常狀態資訊及代表正常狀態的色光；當控制單元11判斷狀態資訊符合異常狀態條件時，控制單元11控制第二顯示單元13顯示異常狀態資訊及代表異常狀態的色光。

值得說明的是，控制單元11具有監測感測單元運作的功能，當測量裝置設定於運作狀態，控制單元11持續一段時間（例如：數秒至數分鐘）未接收到感測單元10的感測訊號，表示感測單元10可能發生異常，控制單元11產生感測單元異常警告的狀態資訊，且控制第二顯示單元13顯示感測單元異常警告及代表感測單元異常的色光（例如：紅色光）。

測量數據包含流量、壓力、溫度、速度及角度之至少一種，狀態資訊包含即時資訊及歷史資訊。根據研究報告，正常視力的人於2公尺距離可迅速辨識單一字體的高度不小於4.9公釐，於0.45至0.75公尺距離可迅速辨識單一字體的最小高度介於於1至1.8公釐。第一顯示單元12顯示的字體大小設計為使用者相隔一定距離（例如1至5公尺）即可清楚觀看測量數據，第二顯示單元13顯示的字體大小設計為使用者近距離觀看詳細的狀態資訊，第一顯示單元12顯示測量數據的字體高度對第二顯示單元13顯示狀態資訊的字體高度之比值可設計為不小於1.5，例如1.5至3。

於本實施例，測量裝置之人機介面1進一步包含操作單元14、通訊單元15以及電能單元（未圖示），分別連接至控制單元11。操作單元14可選用設置於第二顯示單元13上的觸控面板或設置於第二顯示單元13一側的按鍵盤，供使用者選擇或設定第二顯示單元13顯示狀態資訊的內容，隨著使用者選擇或設定第二顯示單元13的狀態資訊，第一顯示單元12自動變換或停止顯示測量數據。通訊單元15可選用有線或無線通訊模組，用以將測量數據及狀態資訊傳輸至外部監控裝置（例如：生產現場管理單位的電腦裝置，未圖示），供使用者遠端監控生產現場的生產狀態。電能單元可儲存電能或連接外部電源，用以供應測量裝置所需電能。

以蹼輪式流量計具體說明本發明之測量裝置之人機介面。第2圖為本發明之蹼輪式流量計之人機介面之外觀示意圖。如第2圖所示，蹼輪式流量計之人機介面2，包含控制單元（未圖示）、第一顯示單元22、第二顯示單元23及操作單元24。第一顯示單元22與第二顯示單元23上下相疊，第一顯示單元22顯示即時的流體測量數據，第二顯示單元23顯示數行或數列的狀態資訊。於第二顯示單元23，第一行顯示即時流體的測量數據為流量(FLOWRATE)，第二行顯示流量計的運作狀態，第三行顯示四個實體按鍵的功能操作選單(MENU)。使用者可經由操作單元24選擇狀態資訊的語言（例如但不限於：中文、英文、日文、德文等）及內容，及輸入生產條件及正常值範圍（管路管徑、最低及最高流速及流率等）的參數指令。

蹼輪式流量計裝設於流體管路後，使用者可經由操作單元24設定或變更計算程式、生產條件（例如：不同管路管徑、不同流體性質等）及/或生產狀態的正常值範圍等參數指令，控制單元儲存經輸入之參數指令，且控制第二顯示單元23顯示代表設定狀態的色光（例如：黃光），供使用者確認蹼輪式流量計（測量裝置）處在設定狀態及參數指令是否輸入完成。

蹼輪式流量計的感測單元包含設有磁鐵的蹼輪及磁感測元件，管路內的流體帶動蹼輪旋轉而產生磁場變化，磁感測元件感測蹼輪的磁場變化而產生感測訊號。控制單元依據計算程式及感測訊號產生測量數據，依據判斷條件及測量數據產生狀態資訊，判斷狀態資訊是否符合正常狀態條件，若判斷結果符合正常狀態條件，將測量數據及狀態資訊分別傳輸至第一顯示單元22及第二顯示單元23，且控制第二顯示單元23顯示正常狀態資訊及代表正常狀態的色光（例如：綠光），使用者於遠距離（例如數公尺）外即可由第二顯示單元23顯示的色光得知流體流量符合正常狀態。

若控制單元判斷狀態資訊符合異常狀態條件（例如但不限於流量數據超出使用者設定的正常值範圍），控制單元將測量數據及狀態資訊分別傳輸至第一顯示單元22及第二顯示單元23，且控制第二顯示單元23顯示代表異常狀態的色光（例如：紅光），使用者於遠距離（例如數公尺）外即可由第二顯示單元23顯示的色光得知發生異常狀態，以警示使用者儘速到達蹼輪式流量計2的位置，使用者可檢視第二顯示單元23顯示的異常狀態資訊內容或經由操作單元24查詢生產狀態的歷史資訊，以排除生產現場的異常原因。

當控制單元未接收到感測訊號，代表感測單元發生異常狀態（例如但不限於：蹼輪脫落或異物纏繞），控制單元依據判斷條件產生感測單元異常警告的狀態資訊，將感測器異常警告傳輸至第一顯示單元22及第二顯示單元23，且控制第一顯示單元22及第二顯示單元23分別顯示感測單元異常警告（ERROR）及代表感測單元異常的警告色光（例如：紅光），使用者於遠距離（例如數公尺）外即可得知發生異常狀態，以警示使用者儘速到達蹼輪式流量計的位置，使用者可檢視第二顯示單元23顯示的異常警告內容（例如：蹼輪異常Paddle Error），處理蹼輪式流量計的異常狀態。

綜上所述，本發明之測量裝置之人機介面包含控制單元、第一顯示單元及第二顯示單元，控制單元接收感測訊號，產生測量數據及狀態資訊，控制第一顯示單元及第二顯示單元分別顯示測量數據及狀態資訊，且測量數據的字體大於狀態資訊的字體，使用者與人機介面相隔數公尺即可清楚觀看即時測量數據，若測量數據不符合正常值範圍，使用者可經由第二顯示單元檢視狀態資訊的詳細內容，即時掌握生產現場及測量裝置的狀態，有效避免監測空窗，滿足使用者對測量裝置的要求。

上述實施例僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項專業之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有此項專業知識者，在未脫離本發明所揭示之精神與技術原理下所完成之一切等效修飾或改變，仍應由本發明之申請專利範圍所涵蓋。

1:測量裝置之人機介面 2:蹼輪式流量計之人機介面 10:感測單元 11:控制單元 12,22:第一顯示單元 13,23:第二顯示單元 14,24:操作單元 15:通訊單元

第1圖為本發明之測量裝置之人機介面之方塊圖；以及 本發明之蹼輪式流量計之人機介面之外觀示意圖。

1:測量裝置之人機介面

10:感測單元

11:控制單元

12:第一顯示單元

13:第二顯示單元

14:操作單元

15:通訊單元

Claims (10)

1. 一種測量裝置之人機介面，包含： 控制單元，連接感測單元，用以接收該感測單元之感測訊號，產生測量數據及狀態資訊； 第一顯示單元以及第二顯示單元，分別連接該控制單元，其中該第一顯示單元顯示該測量數據，該第二顯示單元顯示該狀態資訊，且該測量數據之字體大於該狀態資訊之字體。
2. 如申請專利範圍第1項所述測量裝置之人機介面，其中該感測訊號係類比訊號或數位訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述測量裝置之人機介面，其中該控制單元儲存有對應該感測訊號之計算程式及判斷條件，依據該計算程式及該感測訊號產生該測量數據，且依據該判斷條件及該測量數據產生該狀態資訊。
4. 如申請專利範圍第3項所述測量裝置之人機介面，其中該判斷條件包含正常狀態條件及異常狀態條件，該第二顯示單元包含分別對應該正常狀態條件及該異常狀態條件之正常狀態光源及異常狀態光源，當該控制單元判斷該狀態資訊符合該正常狀態條件時，該控制單元控制該第二顯示單元顯示該正常狀態光源之色光；當該控制單元判斷該狀態資訊符合該異常狀態條件時，該控制單元控制該第二顯示單元顯示該異常狀態光源之色光。
5. 如申請專利範圍第1項所述測量裝置之人機介面，其中該狀態資訊包含該感測單元異常警告，當該控制單元持續數秒至數分鐘未接收到該感測訊號，該控制單元控制該第一顯示單元或該第二顯示單元顯示該感測單元異常警告。
6. 如申請專利範圍第1項所述測量裝置之人機介面，其中該第一顯示單元顯示之光源顏色不同於該第二顯示單元顯示之光源顏色。
7. 如申請專利範圍第1項所述測量裝置之人機介面，其中該測量數據包含流量、壓力、溫度、速度及角度之至少一種，該狀態資訊包含即時資訊及歷史資訊。
8. 如申請專利範圍第1項所述測量裝置之人機介面，其中該測量數據之字體高度對該狀態資訊之字體高度之比值不小於1.5。
9. 如申請專利範圍第1項所述測量裝置之人機介面，復包含：操作單元，連接至該控制單元，供使用者選擇該第二顯示單元顯示該狀態資訊之內容。
10. 如申請專利範圍第1項所述測量裝置之人機介面，復包含：通訊單元，連接至該控制單元，用以將該測量數據及該狀態資訊傳輸至外部監控裝置。

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