TW202248895A - 用於感測塔燈燈號之感測裝置以及包括其之感測系統 - Google Patents

Abstract

一種用於感測塔燈燈號之感測裝置以及包括其之感測系統，其中感測裝置適於感測塔燈之其中一光源且包括一電路板、二接頭及一光感測模組，電路板適於貼附於塔燈之光源上，接頭分別設於電路板之相對兩端且各設有訊號端子以與一連接線電性連接，從而串接另一感測裝置，光感測模組設置於電路板上用於感測塔燈之光源的光物理量，各感測裝置經由訊號端子輸出對應所感測光源的光物理量與位置的感測訊號。

Description

用於感測塔燈燈號之感測裝置以及包括其之感測系統

本發明係關於一種感測裝置，特別是係關於一種用於塔燈的感測裝置以及包括其他之感測系統。

一般來說，製造生產線上大多數的設備都安裝有指示燈，以用來表示所安裝之設備的工作狀態。常見的指示燈以三色、四色或更多色的發光單元直立排列於設備上而呈塔狀，因此也通稱為塔燈(tower light)，其目的在於讓現場操作人員能透過觀察塔燈之燈號的方式來得知設備當下的狀態。但，通常生產線上的設備數量眾多，塔燈散置在工廠各個區域，操作人員無法同時顧及所有的塔燈，因而時常發生無法即時發現塔燈的燈號警示而延誤處理的問題。由此，產生了需要監測塔燈之燈號變化的需求。

可是，市面上大多數的塔燈並沒有預留與監測設備連接的介面，因此，若欲使塔燈通訊連接監測中心，必然涉及修改、破壞及重新配置塔燈之接線以及侵入設備內部進行改造的程序，這需要侵入設備內部的配電盤以接入相應電路，不僅會產生工安疑慮，此舉亦會違反設備的保固條款，並且，這樣的做法很容易造成塔燈或設備的故障，導致被視為自行破壞設備而喪失保固權益等問題。

因此，為了在避免破壞塔燈的同時落實監測燈號，有業者採用在塔燈外貼附感測器的方式來監測燈號變化，但現有的塔燈感測器是單條狀封裝的形式，無法依據塔燈的實際情況進行調整或客製化，此外，一旦有部分損壞，業者只能整條更換，從而造成營運成本的增加。

據此，如何在避免對塔燈造成任何破壞的前提下，兼顧監測燈號變化及具備對各種不同之塔燈的實際情況進行彈性調整，是本領域致力研究的方向之一。

有鑑於此，本發明之其中一目的在於提供一種感測裝置，能以非破壞塔燈的方式感測燈號，既不會違反設備保固條款，又可避免產生工安危害，並且，還具有適應於各種不同塔燈外型的調整彈性與適應力。

根據本發明之一實施例所揭露的一種感測系統，適於感測一塔燈之多個光源，且包括多個感測裝置。感測裝置各包括一電路板、二接頭以及一光感測模組。電路板適於貼附於塔燈之其中一光源上。接頭分別設於電路板之相對兩端且其上設置有多個訊號端子，且各接頭之訊號端子適於與一連接線電性連接，從而串接另一該感測裝置。光感測模組設置於電路板上，用於感測塔燈之其中一光源的光物理量。各感測裝置經由訊號端子輸出對應所感測之其中一光源的光物理量與位置的一感測訊號。

根據本發明之一實施例所揭露的一種感測裝置，適於感測一塔燈之其中一光源，且包括一電路板、二接頭以及一光感測模組。電路板適於貼附於塔燈之光源上。接頭分別設於電路板之相對兩端，各接頭設置有多個訊號端子，且各接頭之訊號端子適於與一連接線電性連接，從而串接另一感測裝置。光感測模組設置於電路板上，用於感測塔燈之光源的光物理量。感測裝置經由訊號端子輸出對應所感測之光源的光物理量與位置的一感測訊號。

根據本發明前述實施例所揭露的感測裝置及感測系統，由於感測裝置之電路板適於貼附於塔燈之光源，且感測裝置之接頭可各適於供連接線插接而串接另一感測裝置，因此，感測裝置可相互串接使用，以在不侵入塔燈內部或其所屬設備之電盤的情況下進行塔燈之燈號的感測，避免傳統上自行修改塔燈與設備電盤之線路而違反保固條款或引起工安疑慮的問題。

並且，由於感測裝置可自由地串接，因此感測裝置可依據實際塔燈的光源數、排列或尺寸進行適應性的任意調整或組合，從而解決了傳統單條式封裝感測器缺乏調整彈性與適應性的問題。舉例來說，使用者可依據塔燈的光源數串接相應數量的感測裝置；或者，使用者可依據塔燈的長度調整感測裝置之間的連接線或排線的長度，以使感測裝置的串接能確實對應塔燈的每個光源。

以上之關於本發明揭露內容之說明及以下之實施方式之說明，係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下將以實施方式詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

以下實施例將搭配圖式進行說明，為達圖面整潔之目的，一些習知慣用的結構與元件在圖式可能會以簡單示意的方式繪示之。並且，圖式中部份的特徵可能會略為放大或改變其比例或尺寸，以達到便於理解與觀看本發明之技術特徵的目的，但這並非用於限定本發明。

此外，下文中可能會使用「端」、「部」、「部分」、「區域」、「處」等術語來描述特定元件與結構或是其上或其之間的特定技術特徵，但這些元件與結構並不受這些術語所限制。以下文中也可能使用諸如「實質上」、「約」及「大致上」等術語，用於描述所修飾之情況或事件可能存在的合理或可接受的偏差量，但仍可達到所預期的結果。下文中可能使用「至少一」來描述所指元件的數量，但除非另有明確說明，其不應僅限於數量為「僅有一」的情況。下文中也可能使用「及/或」的術語，其應被理解為包括所列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。

另外，下文也可能使用「電性連接」、「通訊連接」、「訊號連接」等描述，但除非另有明確說明，其不應僅限於被描述物以直接而無中間媒介的有線連接，而應被理解為可包括了透過一或多個中間媒介的有線或無線連接等情況。

本發明之一些與其他實施例將參酌圖1~3描述於以下段落。但本領域具有通常知識者可理解地，於此或以下所描述關於圖式的各種細節僅是示例之用，而非用於限制本發明。

首先，請參閱圖1，本發明之一實施例提出了一種感測系統S，可應用於產線之一設備9，以非侵入式且即時的方式監測設備9之塔燈8的各燈號及其變化。這裡所述之設備9可以但不限於是任何產線上具有塔燈以表示其工作狀態的任何自動化設備，本發明並非以此為限。這裡所述之塔燈(tower light)8可以但不限於是常見於產線設備上用於表示該設備之工作狀態的指示燈。通常，塔燈可依據所需表示之工作狀態的內容，至少由二個、三個、四個或更多數量的不同光源所堆疊組成，但本發明並非以塔燈及其類型、外型以及光源數量等為限。舉例來說，為便於說明之用，圖示將以三個光源或光源所構成之塔燈8為例。

大致上，感測系統S可包括可依序串接的一或多個感測裝置1，以分別對應於塔燈8之各光源，換句話說，感測系統S可依據所應用之塔燈8的光源數量而調整所需串聯的感測裝置1的數量。具體來看，如圖所示，於本實施例中，塔燈8可由三個可發出不同顏色之光源所組成，即圖示之光源81、光源82以及光源83，相應於此，感測系統S可包括三個相串接的感測裝置1，分別設置於光源81、光源82以及光源83上，藉以擷取並感測光源81、光源82以及光源83所發出的光的物理量(如光強度、閃爍頻率、或其變化)。

此外，於本實施例中，感測系統S還可包括一訊號處理裝置3以及一控制端連接裝置5，訊號處理裝置3可用於通訊連接於串聯之感測裝置1的一端以及控制端連接裝置5之間，以負責將這些感測裝置1所偵測到的訊號進行蒐集處理並傳遞給控制端連接裝置5，而控制端連接裝置5可通訊連接於訊號處理裝置3與控制中心C之間，以負責將訊號處理裝置3所蒐集處理的訊號傳遞給控制中心C。這裡所述之控制中心C可以但不限於是任何合適的電腦或伺服器，藉以讓使用者能遠程地透過感測系統S監測特定設備之塔燈的燈號及其變化。

以下，請進一步參閱圖2~3，以針對感測系統S進行詳細說明。感測裝置1可以黏著劑、卡合、鎖附、綁繩等任何合適且便於施作之固定手段直接固定於塔燈8之光源81、光源82以及光源83的表面，以直接且近距離地感測光源81、光源82以及光源83所發出的光。舉例來說，感測裝置1於此實施例可以黏貼的方式直接貼附於光源81、光源82以及光源83的表面。

於此需說明的是，只要光源81、光源82以及光源83的光能有效地被感測裝置1所擷取與感測，本發明並非以感測裝置1相對於塔燈8之光源81、光源82以及光源83的位置與設置方式等為限。此外，補充說明的是，塔燈8之光源81、光源82以及光源83可以特定頻率閃爍或持續地發出所預定顏色的光線。舉例來說，塔燈8之光源81、光源82以及光源83可分別為紅色、黃色與綠色的光源，當設備9運轉時，光源83可發出綠色的光，當設備9暫停時，光源82可發出黃色的光，當設備9需強制暫停時，光源81可發出紅色的光，如此，相關人員即可透過相應的感測裝置1知悉設備9當下的工作狀態，以盡快地進行相應的處置。

進一步來看，於本實施例中，感測裝置1可包括一電路板P1以及設置於其上之至少一光感測模組11、至少一接頭12、至少一識別開關13以及一光敏調整件14。電路板P1之其中一表面可用於配置前述之構件，而另一表面可用於接觸或貼附於塔燈8之光源81、光源82或光源83的表面。

光感測模組11設置於電路板P1上，可以但不限於任何常見用於感測光物理量(如光強度或閃爍頻率)的元件，本發明並非以其設計與數量為限。舉例來說，光感測模組11可包括任何合適形式的光電二極體(photodiode)，以將所接收到的光轉換成電訊號。可理解的是，電路板P1朝向塔燈8之光源81、光源82或光源83的表面可以但不限於開設有使光感測模組11暴露於塔燈8表面的孔(未繪示)，以讓光感測模組11能直接地感測光源81、光源82或光源83所發出的光，但本發明並非以此為限。此外，可選地，光感測模組11還可包括訊號放大器與訊號比較器等電子元件，以對所轉換之電位訊號進行放大以及作動與否的識別。這裡所述之放大的幅度可依據實際需求進行調整，本發明並非以此為限。而這裡所述之訊號比較器可預設閥值，藉由閥值比較放大後的訊號的結果來做為感測裝置1的判讀依據。舉例來說，若放大後的訊號超出預定閥值，可視為光源已亮起。藉此，能使感測裝置1排除掉環境光的影響。

另外，於此補充說明的是，感測裝置1之光感測模組11還可偵測光的閃爍行為。舉例來說，塔燈8之光源81、光源82以及光源83通常可能有以特定頻率閃爍的情況發生，光感測模組11可預先設定閃爍偵測間隔，例如在特定時間內若偵測到光源81、光源82或光源83的光線歷經減弱(或暗)-增強(或亮)-減弱(或暗)、或是增強(或亮)-減弱(或暗)-增強(或亮)的一或多次循環，即可視為正在閃爍。但閃爍的模式可能會因脈衝頻寬調變(pulse width modulation，PWM)的影響而以高速進行，因此，為了避免此現象影響感測裝置1的判斷，使用者可預先設定光感測模組11過濾特定頻率以上的閃爍行為，藉以濾除PWM的影響。

接頭12可位於感測裝置1之電路板P1的至少其中一末端，是指能用於傳輸訊號的電性連接接頭，其可以但不限於是任何合適形式的連接器，本發明並非以此為限。舉例來說，感測裝置1於本實施例可包括彼此相對的二接頭12，分別設於電路板P1的相對兩端，接頭12可各具有多個訊號端子121，每一接頭12可供長度合適的一連接線71插接，以使其上之訊號端子121電性連接於連接線71，從而經由連接線71串接另一感測裝置1。如圖所示，連接線71可分別電性連接於相鄰感測裝置1的接頭12，從而將此相鄰的感測裝置1串接。所述之連接線71可以但不限於是任何合適的軟性印刷電路板(Flexible printed circuit board，FPCB)，但本發明並非以連接線71以及其長度與設計為限。

識別開關13可為手動調整的開關，以供使用者依據預定的使用定義來編號感測裝置1。舉例來說，於本實施例之感測裝置1可包括六個分別對應不同編號設定的識別開關13，且這些識別開關13可各自具有一開狀態與一關狀態可供使用者手動調整，藉此，使用者可自由地切換識別開關13至開或關的位置。使用者可藉由手動開啟其中一識別開關13的方式決定感測裝置1所屬的自定義編號，以使得後續的訊號接收裝置或模組得以辨識出訊號是從哪一個感測裝置1所發出的。可理解的是，在感測裝置1包括六個識別開關13的例子中，可讓使用者串接並編號至少六個感測裝置1。當然，識別開關13的數量可依據實際需求進行增減，並非用於限制本發明，甚至於一些其他實施例中，感測裝置也可省略識別開關。

據此可知，感測裝置1能藉由其上之光感測模組11與識別開關13等搭配，從接頭12之訊號端子121輸出能對應感測裝置1所感測之光源(光源81、光源82或光源83)的光物理量與位置的感測訊號，換句話說，感測裝置1所輸出的感測訊號，可至少包括對應光源之光物理量以及光源之位置的內容(或特徵)，使得後續的訊號接收裝置或模組能從此感測訊號解譯出感測裝置1所感測之光源(光源81、光源82或光源83)的亮度(光強度)及/或閃爍頻率等行為與其在塔燈8的位置。可理解的是，所串接之感測裝置1可以但不限於依據識別開關13的設定而利用分時多工的方式進行感測訊號的輸出，但本發明並非以此為限。

光敏調整件14可為適於用任何合適手工具調整的構件。舉例來說，使用者可利用合適型號之螺絲起子轉動光敏調整件14，藉以調整光感測模組11對光的敏感度。藉此，可讓使用者依據感測裝置1所對應之光源的光強度進行適應性調整。舉例來說，當塔燈8之其中一光源因任何因素產生功能衰減而致使光強度下降時，使用者即可藉由光敏調整件14來調強所對應之感測裝置1的感應強度。但，本發明並非以光敏調整件14及其設計為限。

另一方面，於本實施例中，訊號處理裝置3可包括一電路板P2以及設置於其上之一接頭31、一接頭32以及至少一指示燈33。接頭31與接頭32可分別位於電路板P2的兩端，可以但不限於是任何合適形式的連接器，本發明並非以此為限。前述之其中一連接線71可分別插接於感測裝置1之其中一接頭12以及訊號處理裝置3之接頭31，從而將所串接之感測裝置1通訊連接訊號處理裝置3，藉以將感測裝置1之訊號進行蒐集及任何合適的處理。接頭32則可供長度合適的一連接線72插接，從而經由連接線72串接控制端連接裝置5。所述之連接線72可以但不限於是任何合適的排線或軟性印刷電路板，但本發明並非以連接線72以及其設計為限。

指示燈33可分別對應於所串接之感測裝置1，以用於表示所串接之各個感測裝置1的回饋狀態。這裡所述之回饋狀態可以但不限於是指各感測裝置1的工作狀態，如正常運作或發生異常等，以便於讓使用者判斷感測裝置1的狀態，或進行相應的處理或除錯的作業。舉例來說，於本實施例之訊號處理裝置3可包括六個指示燈33，至少能對應表示串接六個感測裝置1時的情況。當然，指示燈33的數量可依據實際需求進行增減，並非用於限制本發明，甚至於一些其他實施例中，訊號處理裝置也可省略指示燈。

另外，於本實施例中，控制端連接裝置5可包括一電路板P3以及設置於其上之一接頭51、一接頭52以及至少一指示燈53。接頭51與接頭52可分別位於電路板P3的兩端，可以但不限於是任何合適形式的連接器，本發明並非以此為限。前述之連接線72可分別插接於訊號處理裝置3之接頭32以及控制端連接裝置5之接頭51，從而將所蒐集處理的訊號傳遞給控制端連接裝置5，接頭52可以但不限於是任何合適與控制中心C對接的連接器(如USB接頭)，藉此，控制端連接裝置5能將從訊號處理裝置3獲得之訊號傳遞給控制中心C。

指示燈53，相似於前述訊號處理裝置3之指示燈33，可分別對應於所串接之感測裝置1。藉此，使用者可在控制中心處C以遠程的方式透過指示燈53來知悉所串接之各個感測裝置1的回饋狀態。於本實施例之控制端連接裝置5可包括六個指示燈53，至少能對應表示串接六個感測裝置1時的情況。當然，指示燈53的數量可依據實際需求進行增減，並非用於限制本發明，甚至於一些其他實施例中，控制端連接裝置也可省略指示燈。

另外，控制端連接裝置5還可設置有一微控制器54，可對所接收到的訊號進行任何需要的解譯、運算、傳輸與轉換，藉此，控制中心C可從遠端即時與感測裝置1進行溝通，並可改變或調整感測裝置1的設定。舉例來說，微控制器54可透過前述通訊連接來調整感測裝置1用於判定光閃爍行為的閃爍偵測間隔、或是調整感測裝置1用於與放大後訊號比較的預設閥值等。

此外，於此補充說明的是，為了便於感測系統S的組裝，感測裝置1之電路板P1以及訊號處理裝置3之電路板P2可設有一或多個對位點D，所述之對位點D可以但不限於是配置或鄰設於電路板P1以及電路板P2之其中一邊緣處的標記，其至少與電路板P1以及電路板P2的顏色相異，或是帶有螢光成分，可讓使用者在黃光環境或環境光線較暗的情況下識別出感測裝置1與訊號處理裝置3的位置與方位，以便於感測裝置1與訊號處理裝置3的組裝。舉例來說，使用者可藉由對位點D的輔助，例如保持對位點D都位於感測裝置1與訊號處理裝置3的同一側的方式，即可正確地組裝感測裝置1與訊號處理裝置3。但，對位點D可為選用，本發明並非以對位點D及其設計與數量為限。

另外，補充說明的是，前述實施例之感測系統中的各單元或裝置當然也可依據需求改為無線連接。舉例來說，於其他實施例中，感測裝置、訊號處理裝置以及控制端連接裝置上可選擇性增設或將接頭替換為能支援無線通訊的電子元件，藉以使感測裝置、訊號處理裝置以及控制端連接裝置之間能透過無線的方式進行通訊連接。

根據本發明前述實施例所揭露的感測裝置以及包括其之感測系統，藉由可相互串接的感測裝置，可在不破壞塔燈或其所屬設備之電盤等情況下進行塔燈之燈號的遠程監測，避免傳統人為疏漏而造成延遲發現警示燈號而延誤處理的問題，以及可避免傳統上自行修改塔燈與設備電盤之線路而違反保固條款的問題。

並且，由於感測裝置可自由地串接，且感測裝置之間可選用任何合適長度之連接線，因此感測裝置可依據實際塔燈的光源數、排列或尺寸進行適應性的任意調整或組合，從而解決了傳統單條式封裝感測器缺乏調整彈性與適應性的問題。舉例來說，使用者可依據塔燈的光源數串接相應數量的感測裝置；或者，使用者可依據塔燈的長度調整感測裝置之間的連接線或排線的長度，以使感測裝置的串接能確實對應塔燈的每個光源。

且可理解的是，由於感測裝置可隨意組合串接，因此，當有任一感測裝置損壞或需要維修時，使用者只需要拆卸該感測裝置即可，無須替換整條串接的感測裝置，對於成本控管上實有助益。

此外，感測裝置上可設有光敏調整件，以讓使用者得以依據該感測裝置所對應之光源的光強度進行適應性調整，以在單一或多個光源逐年衰弱的情況下維持感測的準確度。

另外，感測裝置上還可設有識別開關，以讓使用者可藉由手動開啟其中一識別開關的方式決定感測裝置所屬的編號，以使得後續的訊號接收裝置或模組得以從串接的多個感測裝置中辨識出訊號來源屬於哪一個感測裝置。

並且，感測裝置的串接可再經由連接線或排線統一通訊連接到遠端的控制中心，藉以讓使用者在遠端即時地與感測裝置進行雙向溝通，例如控制中心可依據所接收的資訊來遠端地調整感測裝置的設定值，如感測頻率或行為判別方式等。

簡言之，本發明前述實施例所提出的感測裝置及包括其之感測系統，可在不破壞指示燈的情況下遠程地取得光源的狀態，並且，可依據每個光源的實際形況(如光衰、異常等)進行相應的調整，且感測系統在組合與調整等方面都具有高自由度，從而有利於維修與降低成本。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1:感測裝置 3:訊號處理裝置 5:控制端連接裝置 8:塔燈 9:設備 11:光感測模組 12, 31-32, 51-52:接頭 13:識別開關 14:光敏調整件 33, 53:指示燈 54:微控制器 71-72:連接線 81-83:光源 121:訊號端子 C:控制中心 D:對位點 P1, P2, P3:電路板 S:感測系統

圖1係為依據本發明之一實施例之感測系統應用於產線之其中一設備的示意圖。 圖2係為依據本發明之一實施例之感測系統之感測裝置安裝於產線之其中一設備之塔燈的示意圖。 圖3係為依據本發明之一實施例之感測系統的示意圖。

1:感測裝置

3:訊號處理裝置

5:控制端連接裝置

8:塔燈

9:設備

81-83:光源

C:控制中心

S:感測系統

Claims (10)

1. 一種感測系統，適於感測一塔燈之多個光源，包括： 多個感測裝置，各包括：一電路板，適於貼附於該塔燈之其中一該光源上；二接頭，分別設於該電路板之相對兩端，各該接頭設置有多個訊號端子，且各該接頭之該些訊號端子適於與一連接線電性連接，從而串接另一該感測裝置；以及一光感測模組，設置於該電路板上，用於感測該塔燈之其中一該光源的光物理量；其中各該感測裝置經由該些訊號端子輸出對應所感測之其中一該光源的光物理量與位置的一感測訊號。
2. 如請求項1所述之感測系統，其中各該感測裝置更包括多個識別開關，設置於該電路板上，以用於決定該感測訊號中對應位置的內容。
3. 如請求項1所述之感測系統，其中各該感測裝置更包括至少一光敏調整件，設置於該電路板上。
4. 如請求項1所述之感測系統，更包括一訊號處理裝置以及一控制端連接裝置，該訊號處理裝置通訊連接於該些感測裝置與該控制端連接裝置之間。
5. 如請求項4所述之感測系統，其中該訊號處理裝置包括一電路板以及多個指示燈，該些指示燈設置於該訊號處理裝置之該電路板上，至少部分之該些指示燈分別對應該些感測裝置。
6. 如請求項4所述之感測系統，其中該控制端連接裝置包括一電路板以及多個指示燈，該些指示燈設置於該控制端連接裝置之該電路板上，至少部分之該些指示燈分別對應該些感測裝置。
7. 如請求項4所述之感測系統，其中各該感測裝置與該訊號處理裝置包括至少一對位點，鄰設於各該感測裝置之該電路板以及該訊號處理裝置之該電路板的邊緣。
8. 一種感測裝置，適於感測一塔燈之其中一光源，包括： 一電路板，適於貼附於該塔燈之該光源上；二接頭，分別設於該電路板之相對兩端，各該接頭設置有多個訊號端子，且各該接頭之該些訊號端子適於與一連接線電性連接，從而串接另一感測裝置；以及一光感測模組，設置於該電路板上，用於感測該塔燈之該光源的光物理量；其中該感測裝置經由該些訊號端子輸出對應所感測之該光源的光物理量與位置的一感測訊號。
9. 如請求項1所述之感測裝置，更包括多個識別開關，設置於該電路板上，以用於決定該感測訊號中對應位置的內容。
10. 如請求項1所述之感測裝置，更包括一光敏調整件，設置於該電路板上。

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