TWM481410U - 能監測並記錄能量供應及工作狀態之量測裝置 - Google Patents

Description

能監測並記錄能量供應及工作狀態之量測裝置

本創作係關於一種量測裝置，尤指該量測裝置能感測實際輸出至各負載(如：冷氣機、工具機或泵浦…等)之交流電壓值，及偵測各負載傳來之工作狀態值，且將該電壓值及該狀態值分別傳送至一人機介面單元中，予以紀錄與儲存，以供業者利用該人機介面單元，對各負載進行監測，且比對該電壓值及該工作狀態值間之關係的適當性，並據以判定對實際輸出至各負載之交流電壓值進行調整之必要性。

按，隨著國內工、商產業的蓬勃發展，促使企業對能源之需求量大增，其主要原因係在於，業者在建造工廠、機房或商用建築(如：百貨公司、量販店)時，除了必需設置生產或工作所需的專業用機台外，尚必須裝設許多生活用設備機台(如：冷氣機、照明設備、電梯…等設備)，以在工作空間中提供使人員或民眾得以正常工作或活動之良好環境。但在實際運轉狀況中，無論是專業用機台或生活用設備機台皆不可能時時處於滿載需求的運作狀態下，而可能會隨著時間(如：早班時間中班時間、晚班時間或空班時間)或人數之變化，處於輕載運作或空載運作的狀態，因此，在業者不易同時監測該等設備實際之工作狀態與輸出至該等設備之電壓值適當性的情形下，業者除無法適當調整輸出至該等設備之電壓值，以令該等設備可能會在該等設備處於非滿載需求的情況下，傳送遠高於執行 實際工作所需之電壓值至該等設備，造成能源不必要的浪費，不僅業者的生產與營業成本大增加，且因該等設備經常處於高於需求的運作狀態，而減損了該等設備之使用壽命，也增加了該等設備之保養及維修成本。

一般言，電力公司(如：台灣電力公司)在供應電力予業者時，其所供應的供電電壓(service voltage)會具有一變動率，若無適當裝置，業者不易詳知供電電壓的變動情況率，依靠監控人員逐一對供應至各該設備之電壓值，進行檢測，不但耗費人力與時間，亦無法精準地依檢測結果，判定各該設備所接收到的供應電壓值超過各該設備之額定電壓值之量與時間，進而不容易判斷對各該設備造成損壞的程度，舉例而言，對於設有電動機(或稱馬達)之設備，當其接收到的實際供應電壓值較額定電壓值高於一定程度時，經常會造成該電動機之起動電流增加及轉矩增大等情形，在長時間運轉之下，不僅會使其內之電容器等相關零件的使用壽命縮短，甚至，常會因長時間之不正常運轉而產生高熱，導致該電動機燒毀，進而引發火災等工安危險。

承上所述可知，目前業者普遍面臨的電力供應問題有二，其一為業者不易監測各該設備的實際工作狀態與所接收到的供電電壓值是否適配，故，在各該設備的實際工作狀態(如：滿載、輕載、空載)改變時，因其所接收到的供應電壓值並未改變，極易造成電能的無謂浪費；其二是業者在無法輕易得知供應電壓值的變動率，必須依靠監控人員逐一進行檢測，且當各該設備所接收到的供應電壓值並非是在安全裕度內的電壓(即，非容許的工作電壓)，將會造成各該設備因在不適當的工作電壓下長期運轉，而發生損壞或工作品質不良等問題。

故，如何針對前述電力供應問題，設計出一種嶄新的量測裝置，以能對供應至各該設備之供應電壓值及各該設備自身的工作狀態進行監測，並據以對供應電壓值進而調整，以使得各該設備不僅能持續獲取穩定的工作電壓，且能完成實際所需執行之工作，以大幅減少業者不必要的電費、保養及維修等支出，即成為本創作在此亟欲探討之一重要課題。

有鑑於過去業者不易監測設備的實際工作狀態是否與所接收到之供應電壓適當性，導致無法適當調整供應至設備之電壓，而造成業者支出許多不必要的電費、保養及維修等成本，創作人經過長久努力研究與實驗，終於開發設計出本創作之一種能監測並記錄能量供應及工作狀態之量測裝置，以期藉由本創作提供一種更佳的量測裝置，以使業者在監測電壓時能更加便利，以有效降低整體之電力消耗，進而大幅節省電費、保養及維修等成本支出。

本創作之一目的，係提供一種能監測並記錄能量供應及工作狀態之量測裝置，包括一量測計、至少一個感測元件、一轉換單元及一人機介面(Human Machine Interface)單元，其中該量測計係與一交流電源之至少一輸出端相連接，以在該交流電源輸出一交流電至一負載(如：冷氣機、工具機或泵浦…等)的情況下，該量測計能量測各該輸出端輸出之交流電的輸出電壓值；各該感測元件分別係與各該負載相連接，以感測各該負載的工作狀態(如：滿載、輕載、空載)，且各該感測元件尚能將各該負載的工作狀態轉換成一類比訊號；該轉換單元係與各該感測元件相連接，以接收該等感測元件傳來之該類比訊號，並將接收的該類比訊號轉換成一工作 狀態數值(如：數位信號)；該人機介面單元分別與該量測計及該轉換單元相連接，以接收該量測計所感測之輸出電壓數據，及接收該轉換單元傳來之工作狀態的數值，並紀錄與儲存該輸出電壓數據與工作狀態數值(如：數位信號)。

如此，由於，透過該量測計所感測到之輸出電壓數據，及透過該轉換單元所接收到之工作狀態數值，均會分別被傳送至該人機介面單元中予以紀錄與儲存，故，業者僅需利用該人機介面單元，即能輕易地對各該負載進行監測，並能比對該輸出電壓數據及工作狀態數值間之對應關係適當性，進而能根據各該負載的實際工作狀態工作電壓之對應關係，判斷調整工作電壓之必要性及調整方法，以有效降低整體電力之消耗，節省電費、保養及維修等成本之支出。

為便 貴審查委員能對本創作目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本創作〕

1‧‧‧量測裝置

11、24‧‧‧量測計

12‧‧‧感測元件

13‧‧‧轉換單元

14‧‧‧人機介面單元

141‧‧‧顯示幕

142‧‧‧喇叭

16‧‧‧儲存單元

V‧‧‧交流電源

L‧‧‧負載

2‧‧‧手提式量測裝置

21‧‧‧電源插座

22‧‧‧開關

23‧‧‧感應器插孔

25‧‧‧風扇

26‧‧‧顯示裝置

第1圖係本創作之節電系統的示意圖；及第2圖係本創作之一實施例態樣之示意圖。

本創作係一種能監測並記錄能量供應及工作狀態之量測裝置，請參閱第1圖所示，該量測裝置1包括一量測計11、至少一個感測元件12、一轉換單元13、一人機介面(Human Machine Interface)單元14及一儲存單元16，其中該量測計11係與一交流電源V之至少一輸出端相連接， 以在該交流電源V輸出一交流電至一負載L(如：冷氣機、工具機或泵浦…等)的情況下，該量測計11能量測各該輸出端輸出之交流電的輸出電壓及/或電流值；各該感測元件12係分別與各該負載L相連接，以感測各該負載L的工作狀態(如：滿載、輕載、空載)，且各該感測元件12尚能將各該負載L的工作狀態轉換成一類比訊號；該轉換單元13係與各該感測元件12相連接，以接收各該感測元件12傳來之該類比訊號，並將接收到的該類比訊號轉換成一工作狀態數值(如：數位信號)；該人機介面單元14分別與該量測計11及該轉換單元13相連接，以接收該量測計11所量測到之輸出電壓及/或電流數據，及接收該轉換單元13傳來之工作狀態數值，使得業者能輕易地利用該人機介面單元14，便利地監測各該負載L之輸出電壓及/或電流數據及工作狀態數值(如前述之數位信號，但在本創作之實施例中，也能使用其他訊號實施呈現)；該儲存單元(如硬碟或隨身碟)16係與該人機介面單元14相連接，以能在該人機介面單元14將該輸出電壓及/或電流數據及工作狀態數值儲存至該儲存單元16後，令業者能隨時透過該人機介面單元14，調閱及查詢該輸出電壓及/或電流數據及工作狀態數值之紀錄資料。

復請參閱第1圖所示，在本創作之實施例中，該感測元件12係一種流量感測計，且該感測元件12係安裝至一泵浦(即，前述之負載L)之出水管，以感測該泵浦的工作狀態(如：滿載、輕載、空載)；當該感測元件12偵測到該出水管內的水流量(或水壓)小於一預設水流量(或水壓)時，代表該泵浦之進水管內之水流量(或水壓)不足，故，該泵浦必需處於一滿載工作狀態，不斷且持續地加速運轉抽水；反之，若該感測元件12偵測到該出水管內的水流量大於該預設水流量時，代表該泵浦之進水管內之水 流量充足，故，該泵浦僅需處於一輕載工作狀態，慢速運轉或間歇性運轉，以節約用電及降低該泵浦之運轉耗損。此外，由於該感測元件12會將該泵浦在不同時間的工作狀態變化量轉換為類比訊號，並透過該轉換單元13，將該類比訊號轉為工作狀態數值後，再傳送至該人機介面單元14中予以紀錄與儲存，且因該量測計11在量測到該交流電源V之輸出端傳輸到該泵浦的輸出電壓數據後，亦會將該輸出電壓數據傳送至該人機介面單元14中予以紀錄與儲存，因此，業者僅需透過該人機介面單元14，即能輕易且迅速地對該泵浦之實際工作狀態及供應電壓進行監測，並能比對該輸出電壓數據及工作狀態數值間之適當性，進而能根據各該負載的實際工作狀態，據以調整該交流電源V之輸出端的輸出電壓值，以有效降低整體電力之消耗，大幅節省電費、保養及維修等成本之支出。

此外，當該人機介面單元14透過該量測計11，獲悉該泵浦所接收到的電壓值高於安全工作電壓時，即表示該泵浦並非是運轉在一安全裕度的電壓範圍內(即，非容許的工作電壓)，該人機介面單元14亦會發出警訊(如：透過一顯示幕141，產生一警示畫面，或透過一喇叭142，發出一警示音效)通知業者，以便業者能檢視該人機介面單元14中的紀錄，且據以判斷該泵浦之異常狀態，並即時請維修人員進行處理，以有效避免該泵浦因在不適當的工作電壓下，持續長期地運轉而早夭。

如此，由於，在不同的工作時間，透過該量測計11所量測到之輸出電壓及/或電流數據，及透過該轉換單元13所接收到之工作狀態數值，均會分別被傳送至該人機介面單元14中予以紀錄與儲存，故，業者僅需利用該人機介面單元14，比對該輸出電壓及/或電流數據及工作狀態數值 間之適當性，即能輕易且迅速地判斷出，在各該不同工作時間，該交流電源V之輸出端傳送至各該負載L之輸出電壓值，是否匹配各該負載L的實際工作狀態，並據以設法適當調整該交流電源V之各輸出端供應至各該負載L之輸出電壓值，以有效降低整體之電力消耗，進而節省電費支出，降低業者因工作電壓不適當所消耗的其它成本(如：對各該負載L進行保養、維修及更換等所付出之成本)。

據上所述，本創作之量測裝置1主要具有以下幾點優點：

(1)該量測裝置能夠對多個負載L同時進行量測，且能同時將各該負載L的供應電壓及/或電流數據及工作狀態數值分別予以紀錄與儲存在該人機介面單元14中，以便業者即時或日後，透過該人機介面單元14，進行查詢，完全不須經由檢測人員逐一對各該負載L，進行檢測及記錄，以大幅節省人力與時間之成本。

(2)業者僅須透過該人機介面單元14中的紀錄，能輕易且快速地監測出各該負載L的實際工作狀態與輸出電壓及/或電流值之適當性，以判斷出二者是否相互匹配，進而設法適當調整各輸出端供應至各該負載L之輸出電壓及/或電流值，以有效降低整體電力之消耗。

(3)當該人機介面單元14判斷出該交流電源V所傳送至各該負載L的輸出電壓及/或電流值，並非是在安全裕度的電壓範圍內(即，非容許的工作電壓)時，尚能發出警訊，以提醒業者此一異常狀態，令業者能即時請維修人員，對各該負載L進行適當處置，以有效避免各該負載L持續且長期運轉在異常狀態，而縮減壽命，甚至於造成線路短路進而引發火災等工安危險。

復請參閱第1及2圖所示，為本創作之一實施例態樣，業者為了能夠隨時攜帶的便利性，將該量測裝置1整合在一手提式量測裝置2上，該手提式量測裝置2包括一電源插座21、一開關22、複數個感應器插孔23、一量測計24、一風扇25及一顯示裝置26，其中該電源插座21能接收外部電源，以提供該手提式量測裝置2運作或量測時所需的電源；該開關22用以控制該手提式量測裝置2之啟閉；各該感應器插孔23能與各該感測元件12相連接，以能接收各該感測元件12傳來的工作狀態數值；該量測計24能用以量測各該輸出端輸出之交流電的輸出電壓值；該風扇25係能提高該手提式量測裝置2於運作時的散熱效果，以在該手提式量測裝置2長久使用時，不會發生過熱而損壞的情況；該顯示裝置26能顯示出各該輸出端輸出之交流電的輸出電壓及電流值、感測元件12的工作狀態數值或相關資訊，以使業者能隨時透過該顯示裝置26，調閱及查詢該輸出電壓及電流數據及工作狀態數值之紀錄資料，如此，藉由該手提式量測裝置2，即可令維修人員外出檢測時更為方便。

按，以上所述，僅係本創作之實施例之一，惟，本創作所主張之權利範圍，並不侷限於此，該感測元件12亦能為安裝至一電動機(或稱馬達，即，前述之負載L)之轉軸上之一扭力感測計，按凡熟悉該項技藝人士，依據本創作所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本創作之保護範疇。

1‧‧‧量測裝置

11‧‧‧量測計

12‧‧‧感測元件

13‧‧‧轉換單元

14‧‧‧人機介面單元

141‧‧‧顯示幕

142‧‧‧喇叭

16‧‧‧儲存單元

V‧‧‧交流電源

L‧‧‧負載

Claims (6)

1. 一種能監測並記錄能量供應及工作狀態之量測裝置，包括：一量測計，係與一交流電源之至少一輸出端相連接，以在該交流電源輸出一交流電至至少一負載的情況下，該量測計能量測到各該輸出端輸出之交流電的輸出電壓及/或電流值；至少一個感測元件，各該感測元件係分別與各該負載相連接，以感測各該負載的工作狀態，且各該感測元件尚能將各該負載的工作狀態之變化量轉換成一類比訊號；一轉換單元，係與各該感測元件相連接，以接收各該感測元件傳來之該類比訊號，並將接收的該類比訊號轉換成一工作狀態數值；及一人機介面單元，係分別與該量測計及該轉換單元相連接，以接收該量測計所感測到之輸出電壓及/或電流數據，及接收該轉換單元傳來之工作狀態數值，並予以紀錄與儲存。
2. 如請求項1所述之量測裝置，其中該量測裝置尚包括一儲存單元，該儲存單元係與該人機介面單元相連接，以儲存該輸出電壓及電流數據及工作狀態數值。
3. 如請求項1或2所述之量測裝置，其中該人機介面單元包括一顯示幕，當該人機介面單元判斷出各該負載所接收到的電壓值高於一安全工作電壓時，即表示各該負載並非是運轉在一安全裕度的電壓範圍內，該人機介面單元會透過該顯示幕產生一警示畫面。
4. 如請求項3所述之量測裝置，其中該人機介面單元包括一喇叭，當該人機介面單元判斷出各該負載所接收到的電壓值高於一安全工作電壓 時，即表示各該負載並非是運轉在一安全裕度的電壓範圍內，該人機介面單元會透過該喇叭發出一警示音效。
5. 如請求項4所述之量測裝置，其中該負載係一泵浦，該感測元件係安裝在該泵浦上之一流量感測計。
6. 如請求項4所述之量測裝置，其中該負載係一電動機，該感測元件係安裝在該電動機上之一扭力感測計。