專利名稱：雨傳感器裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于窗戶操縱器的雨傳感器裝置，所述的窗戶包括一個窗框，一個相對于所述的窗框可樞轉(zhuǎn)的窗扇和一塊安置在所述窗扇上的玻璃，該操縱器適于在關閉和打開的位置之間，樞轉(zhuǎn)所述的窗扇，反之亦然，并且所述的操縱器由對來自至少一個雨傳感器的輸入信號做出反應的控制電路來控制。
控制單元通過從用于不同參數(shù)的多個傳感器接收信號控制窗戶的開關，例如，上面提到的例子。為便于參考，以下用單個窗戶，但對本領域技術人員是顯然的，該窗戶可以被單獨或作為一組中的一部分控制。
傳統(tǒng)的雨傳感器放置在建筑物的外面以便對落在它上面的雨(或其它降落的雪或露水)做出反應。溫度和濕度傳感器被放置在建筑物內(nèi)的適當位置，控制該建筑物內(nèi)的氣候。特別是，雨傳感器具有超過內(nèi)部傳感器的優(yōu)先性。也就是說，如果被檢測到有含水降落物，控制電路產(chǎn)生關閉窗戶的作用而不管在建筑物內(nèi)部的傳感器指示是否保持窗戶的開或關。之所以這樣是因為落入建筑物內(nèi)的雨或雪會導致?lián)p壞，而建筑物內(nèi)的氣候?qū)幼≌邅碚f只是一個舒適的問題。
然而，把雨傳感器放在外面，也有一些缺陷。一個是從傳感器的電線必須從建筑物內(nèi)拉到外，例如穿過墻或窗戶的窗框。這就不是很理想，因為它涉及鉆眼和拉線的人工費用。此外，這個洞造成了潛在的可能讓水通過墻，窗框或建筑物其它結(jié)構(gòu)流入。
另一個缺點是，甚至一些下雨的天氣情況下可以讓窗戶繼續(xù)開者不管外面正在下雨，雨傳感器將總是指示控制單元應關閉窗戶。這樣的天氣情況可以是幾乎無風或干脆沒風的雨天。如果建筑物內(nèi)很熱，還比較理想，但不可能在同時保持窗戶開著。
然而，把雨傳感器放置在建筑物內(nèi)涉及其它的問題，因為一個問題是必須保證傳感器確實檢測在所有需要關閉窗戶的情況下的含水降落物。
本發(fā)明通過在所述窗戶窗框下部分的附近安置的所述的感應區(qū)來解決這個問題。
通過在所述窗戶下窗框部分的附近安置所述的感應區(qū)，可樞轉(zhuǎn)的窗扇和安置在其中的窗玻璃將對著從不確定方向來的含水降落物而雨傳感器的玻璃感應區(qū)的打開的位置。也就是說從含水降落物的方向不可能通過開著的窗戶滲入到建筑物內(nèi)任何更遠的延伸部分。
特別是這個感應區(qū)位于所述窗戶側(cè)窗框部分的附近。
實驗已顯示了這些區(qū)域?qū)德湮锏臐B透是最關健的，而且當含水降落物滲透到那里使為了保證窗戶正確地關閉，通過它檢測在這些區(qū)域中的含水降落物很重要。
在優(yōu)選的實施例中，這個雨傳感器裝置包括至少兩個感應區(qū)。
這個優(yōu)點作為實驗通過利用兩個感應區(qū)已顯示出來，與僅使用一個傳感器相比該感應區(qū)對保證所述正確關閉窗戶的需要大大減低。僅使用一個傳感器，感應區(qū)需要覆蓋幾乎整個從窗框的一側(cè)到另一側(cè)的全部區(qū)域。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，該感應區(qū)位于從外殼的末端0mm到200mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選的是位于從所述的末端30mm到120mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)。
實驗證明把感應區(qū)放置在這些區(qū)域里在需要把窗戶適當?shù)仃P好而又沒關好的情況下和不是確實需要關窗戶而窗戶又關閉的風險之間是一個最好的折衷方案。
在一個優(yōu)選的實施例中，感應區(qū)或像這種情況的感應區(qū)具有電容性。
利用電容感應區(qū)電容性的感應區(qū)允許更可靠的含水降落物的檢測，因為它們可以比有電阻檢測器更少傾向于由于傳導的污染引起的錯誤的檢測。這個原因是，很可能防水傳感器被碳顆粒污染，電阻最終降低到一個值，相關的電路認為的這個低電阻由于傳感器長期受潮。如果電容傳感器的感應區(qū)被碳顆粒包覆，只要感應區(qū)是干燥的時候它不會明顯地影響這個電容值。另一方面，當雨點掉在傳感器的感應區(qū)時，這個專門的涂層吸收水分并在一個比較大的表面上散發(fā)出去。實驗證明，在感應區(qū)上水分的散發(fā)其實遠比在傳感器上的雨滴更多地改變了電容量。至于污染，應該注意到根據(jù)本發(fā)明的雨傳感裝置，與安置在建筑物外的感應區(qū)相比，感應區(qū)被污染的可能性較小。
在最佳實施例中，控制電路對所述的感應區(qū)的電容變化速率做出反應。
利用電容變化速率的檢測有助于使傳感器減少不但由于被污染而且由于濕氣或露水降落在傳感器的感應區(qū)相對地減慢的影響的錯誤檢測。在人們在浴室里淋浴時，如果窗戶自動關閉是一個很不理想的情況，濕氣會積聚在浴室里，在此種情況下，這是一個特別的優(yōu)點。此外，由于它可以讓窗戶為通風目的整夜打開而不必對露水做不是預期的反應，也是有利的方面。
在優(yōu)選的實施例中，該雨傳感器包括基于檢測到的感應區(qū)的電容量來給控制電路提供一個頻率信號的電路。
這給控制電路提供了一個可靠的和干擾電阻信號。
本發(fā)明通過提供一個用于打開和關閉窗戶的操縱器，所說的操縱器包括至少一個感應區(qū)，進一步解決了上述的缺點和問題。
在操縱器的優(yōu)選實施方式中，該操縱器包括一個外殼并且所說的雨傳感器的感應區(qū)安置在所述的外殼中，優(yōu)選的是在一個合適的圖案中。
這有一個優(yōu)點，操縱器可以作為一個包括雨傳感器的預裝配的單元。用于這些傳感器的電線不必在安裝中穿過墻或從這個建筑物內(nèi)窗戶后的另外一個地方面拽出。
優(yōu)選的操縱器包括至少兩個傳感元件，優(yōu)選的是位于從外殼的末端0mm到200mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選的是位于從所述的末端30mm到120mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)。
這保證了如上所描述的降落物的理想檢測。特別是，當外殼適于沿著位于窗框兩側(cè)部分之間的下窗框部分的整個長度上自然延伸。而且又美觀。
如上述情況下的優(yōu)選的感應區(qū)，具有電容性，并且優(yōu)選的是，控制單元可對所說的感應區(qū)的電容的變化速率做出反應。


圖1顯示本發(fā)明的一個帶有一個操縱器和一個雨傳感器裝置的打開的頂部懸掛式窗戶的外側(cè)立體圖；圖2顯示本發(fā)明的一個帶有一個操縱器和一個雨傳感器裝置的打開的頂部懸掛式窗戶的內(nèi)側(cè)立體圖；圖3顯示圖1所示的本發(fā)明的一個具有雨傳感器裝置的操縱器的蓋板示意圖；圖4是一個雨傳感器的電路示意圖；圖5是一個雨傳感器的電容感應區(qū)的俯視圖；圖6是感應區(qū)的最佳位置的實驗結(jié)果圖。
具體實施例方式
參考圖1，圖1顯示了一個頂端懸掛式窗戶20的立體圖，該窗戶20安置在屋頂21中。在圖2中可以更好地看出，窗戶20包括一個有兩個側(cè)邊部分22的窗框及一個下窗框部分23和一個高窗框部分24。該窗戶20還包括一個窗扇25，該窗扇在窗框頂部的水平軸線上鉸接。在窗扇25中，一個透明的和半透明玻璃29優(yōu)選地緊密連接。
在與下窗框部分23連接上或中，一個電動操縱器安置在一個外殼10內(nèi)。該操縱器可以為任何方便的類型，例如鏈狀操縱器，在其中使用一個電動馬達和一個鏈輪齒驅(qū)動鏈26穿過一個孔11進入和伸出外殼10。鏈26優(yōu)選地具有半剛性性質(zhì)，例如只在一個方向上可彎曲。鏈的一個末端位于操縱器外殼內(nèi)，另一個末端與窗扇通過支架27緊密地相連，因此可讓驅(qū)動器通過鏈26把力傳送到窗扇25用以進行打開和關上的動作。這樣一個操縱器，例如可以在DK-B1-171921中見到。作為選擇一個剪刀型的操縱器也可以使用。外殼10可以包括一個底座部分適于安置在下窗框部分23上，并且，一個蓋在三個側(cè)面覆蓋外殼，保持末端打開因為它們面對著窗框側(cè)面22而且可以考慮關閉?？蛇x擇地該操縱器可以或多或少地嵌入這個窗框并只被圖3所示的蓋板包覆。
在優(yōu)選的實施例中，該操縱器是一個完全預制的操縱器單元，在運送給客戶之前或之后該單元可安置在窗戶的下窗框部分上。因此，該操縱器單元不僅包括前面提到的電動馬達、鏈輪齒和鏈而且還包括一個控制電路，該控制電路操作對來自一個馬達，該馬達對，如，來自一個手動操作開關，一個IR遠程控制，一個計時器，一個溫度傳感器，通過一個外部總線來自另一個操縱器，或特別是來自一個雨傳感器的輸入信號做出反應。
正如從圖1和2中可以看到，外殼10自然地覆蓋了在兩個窗框側(cè)面22之間的全部長度。當窗戶20處于關閉位置時，這兩個傳感器包括直接安置在對著窗扇25的側(cè)面的外殼10上和玻璃29的可能部分的電容感應區(qū)1。該感應區(qū)域在關閉狀態(tài)下優(yōu)選地安置在盡可能地靠近玻璃處。在圖1和2中所示的實際的實施例中，在玻璃29和傳感器1之間將有一個大約1-2mm的間隙。該感應區(qū)域優(yōu)選地有大約30mm×70mm的區(qū)域，但也許更大一些，例如40mm×140mm。根據(jù)在不同的雨和風的條件下及窗戶22的不同的傾斜度所做的實驗，感應區(qū)1的優(yōu)選位置是在從外殼10的末端在0mm到200mm覆蓋的區(qū)域，優(yōu)選的是在外殼10的末端30mm到120mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)。
在另一個沒有顯示實施例中，該操縱器沒有覆蓋在兩個窗框側(cè)面部分22之間的整個長度上，該電容感應區(qū)被直接安置在下窗框部分23上。在這個實施例中，該感應區(qū)也面對著窗扇25，也可能玻璃29或窗戶關閉位置的一部分。因此，在這個實施例中優(yōu)選的感應區(qū)1的位置也是在窗框側(cè)面部分22的鄰近部分。也就是說，在窗框側(cè)面22從0mm到200mm覆蓋的區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選的是在窗框側(cè)面22從30mm到120mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)。在這種情況下很明顯地，該傳感器或至少該傳感器的電容感應區(qū)1不能整合到操作單元10中。所以，電線必須從傳感器或至少從感應區(qū)1拉到控制電路，該控制電路仍然優(yōu)選地位于操縱器外殼10中。
即使上述實施例是參考一個頂部懸掛式可樞轉(zhuǎn)的窗戶，對感應區(qū)位置的考慮也同樣適于可樞轉(zhuǎn)式窗戶，在此處，窗扇繞水平樞軸在窗框側(cè)面中心區(qū)域轉(zhuǎn)動。為美學的目的，這種類型的窗戶經(jīng)常把操縱器放在與頂窗框側(cè)面部分連接的地方。正如在前面所提到的實施例中，不可或缺的電線從傳感器或至少從感應區(qū)拉到控制電路處。
從圖5可以看出，電容感應區(qū)1是優(yōu)選的整體類型，可以讓在電極間的空氣間隙通過雨滴接通。甚至一個單獨雨滴將很大程度地改變感應區(qū)1的電容，這是因為與空氣相比水具有較高相對電容率?？諝獾南鄬﹄娙萋蚀蠹s是1，而液體水的相對電容率在25℃時大約是80，并且在0℃時略小于88。該感應區(qū)1是一個傳感器單元的優(yōu)選部分，包括一個帶有圖4所示的電路的電路板，因為這可以把一個相關的干擾電阻信號用到在外殼10內(nèi)的控制單元上。該電路將在下面解釋說明。具有與電路連接的感應區(qū)給傳感器一定的總體高度，由此優(yōu)選地是把感應單元放在外殼10上或者在蓋板上所形成的部分，例如在圖3中所描述的合適的圖案30。如果傳感器在外殼10上突出是可以接受的，當然可以直接安置在其上，因此避免該圖案的形成。類似的考慮也相同，根據(jù)上面所描述的實施例，如果感應單元被直接放置在下窗框部分23。
圖4的電路布成一個整體電路，就像菲利浦HEF406b或摩托羅拉MC4060b，分別參考“14字節(jié)的計算器和震蕩器”或“14字段載波計算器/驅(qū)動器和震蕩器”。
當與包括電阻R1，R2，R3的RC網(wǎng)絡連接時，二極管D1和由電容感應區(qū)1形成的電容器，IC形成一個震蕩器。在本發(fā)明中，當感應區(qū)1是干燥狀態(tài)時，元件的值已經(jīng)被選擇以便給震蕩器一個以大約150khz為中心的頻率。該IC允許不同的頻率分開輸出。在現(xiàn)在這種情況下，輸出06一個大約500Hz的輸出中心頻率。
如果一個單獨的雨滴落在感應區(qū)內(nèi)，電容的改變將引起輸出大約為60Hz的信號的頻率改變Δf。
這個頻率信號通過電阻R4和一個終端50輸出到在操縱器外殼10的控制電路。因此，三根電線必須拉到傳感器，即，一個用于提供電壓VCC，一個接地，一個用于輸出信號。以這種方式在感應區(qū)1直接提供一個頻率信號使信號極少被干擾，例如與把兩條導線簡單地從在外殼10內(nèi)的控制電路拉倒感應區(qū)1的情形相比較。
基于優(yōu)選的微處理器，控制電路從雨傳感器接收頻率信號。已接收的信號被及時監(jiān)控，并且基于預先的規(guī)則頻率的變化率Δf/t被用于雨或雪的指示。
利用頻率的變化速率Δf/t具有減慢降落物降落的優(yōu)點，就像露水只是緩慢地改變感應區(qū)1的電容，并且輸出傳感器頻率。因此，在外殼10里的控制電路不會像傳導雨或雪那樣傳導這個緩慢變化，并保持窗戶20打開的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明設置雨傳感器的感應區(qū)具有進一步的優(yōu)點，它可以有幫于檢測窗戶是不是關好了。因此如果控制電路不但檢測頻率變化速率而且檢測吸收值，這個值可以與相應的干燥和潮濕狀態(tài)下的儲存值相比較。假設是這樣，在像傳導雨的頻率的突然變化一樣，該頻率不會返回與干燥傳感器相應的值，該控制電路可以解釋這個信號作為一個有缺陷的窗玻璃或一個沒關閉的窗戶并發(fā)出一個警告。
正如提到的在先實驗已經(jīng)得出感應區(qū)1的最佳位置。用放在下窗框部分附近的潮濕敏感的紙，此處安置有操縱器，可以用不同的風向，雨滴大小，窗戶的傾斜度，窗洞進行測試。由于系統(tǒng)的原因，測試只從一側(cè)進行。這些測試用兩個不同尺寸，即40mm×70mm和40mm×140mm的感應區(qū)1來測評。
圖6顯示從窗框側(cè)部分22在一個指定的位置在指定的可接收的檢測結(jié)果的測試狀況的百分比。如圖6中所示，該40mm×70mm的感應區(qū)的最佳位置有些從窗框所說的部分22向內(nèi)突出在大約可接受檢測的82％的區(qū)域。對于一個40mm×140mm的感應區(qū)，最佳的是在窗框側(cè)面22，突出大約89％。應該注意到的是，對位于兩側(cè)的前方的風向傳感器將檢測降落物，然后給出一個比上面指出的更高的總百分比。如此，將可看出該較大的區(qū)域給出一個略微高一點的檢測百分比。然而，使用較大傳感器，其花費較高是不夠合理的，因此較小的傳感器是優(yōu)選的。
該實驗進一步指出感應區(qū)應優(yōu)選地位于下窗框部分23的附近，以便優(yōu)選地覆蓋從下窗框部分23的40mm到80mm的區(qū)域。決定與外殼10的尺寸，這不太可能，并且在這種情況下，感應區(qū)應該安置在外殼10允許的情況下遠離下窗框部分處。
權(quán)利要求
1.用于窗戶操縱器的雨傳感裝置，所述的窗戶包括一個窗框，一個相對于所述的窗框可樞轉(zhuǎn)的窗扇和一塊安置在所述窗扇上的玻璃；所述操縱器適合在關閉和打開的位置之間樞轉(zhuǎn)所述的窗扇，反之亦然，所述的操縱器由一個可對來自至少一個雨傳感器的輸入信號做出反應的控制電路來控制，其特征在于包括一個具有至少一個已安置好的感應區(qū)的雨傳感器，使它在窗扇處于關閉位置時，可以在所述的窗戶的保護下不被雨水沖刷。
2.如權(quán)利要求1中所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的感應區(qū)位于所述窗戶下窗框部分的附近。
3.如權(quán)利要求1、2中任何一個所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的感應區(qū)位于所述窗戶的窗框側(cè)部分的附近。
4.如權(quán)利要求1、2、3中任何一個所述的雨傳感器裝置，其特征在于，該裝置包括至少兩個感應區(qū)。
5.如權(quán)利要求3、4中任何一個所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的操縱器包括一個外殼且所述的感應區(qū)位于所述的外殼上。
6.如權(quán)利要求5所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的外殼沿著下窗框部分在位于窗框兩側(cè)部分之間的整個長度上自然延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的雨傳感器裝置，其特征在于，該感應區(qū)位于從外殼的末端0mm到200mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選的位于是從所述的末端30mm到120mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)。
8.如前述任何一個權(quán)利要求所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的感應區(qū)具有電容性。
9.如權(quán)利要求9所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的雨傳感器包括基于檢測到的感應區(qū)的電容量來為控制電路提供一個頻率信號的電路。
10.如權(quán)利要求8、9所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的控制電路對所述的感應區(qū)電容變化速率做出反應。
11.用于打開和關閉窗戶的操縱器，其特征在于，所述的操縱器包括至少一個雨傳感器。
12.如權(quán)利要求11所述的操縱器，其特征在于，所述的操縱器包括一個外殼并且該雨傳感器的感應區(qū)位于該外殼上。
13.如權(quán)利要求11、12中任何一個所述的操縱器，其特征在于，所述的操縱器包括至少兩個感應區(qū)。
14.如權(quán)利要求13所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的外殼適于沿著下窗框部分在位于窗框兩側(cè)部分面之間的的整個長度上自然延伸。
15.如權(quán)利要求14所述的雨傳感器裝置，其特征在于，感應區(qū)域位于從外殼的末端在0mm到200mm覆蓋的區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選是的位于從末端30mm到120mm所覆蓋的區(qū)域內(nèi)。
16.如權(quán)利要求11到15所述的雨傳感器裝置，其特征在于，感應區(qū)域具有電容性。
17.如權(quán)利要求16所述的雨傳感器裝置，其特征在于，所述的控制單元對所述的感應區(qū)的電容的變化速率做出反應。
全文摘要
用于窗戶操縱器的雨傳感裝置，該窗戶包括一個窗框，一個相對于所述的窗框可樞轉(zhuǎn)的窗扇和一塊安置在所述窗扇上的玻璃。該操縱器適合在關閉和打開的位置之間樞轉(zhuǎn)所述的窗扇，反之亦然，所述的操縱器由一個對來自至少一個雨傳感器的輸入信號作出反應的控制電路來控制，該雨傳感器具有至少一個已安置好的感應區(qū)以便當窗扇處于關閉狀態(tài)時，它可以在所述的窗戶的保護下而不受雨水的沖刷。
文檔編號E05F15/20GK1454281SQ00819948
公開日2003年11月5日 申請日期2000年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月10日
發(fā)明者伊瑞克·玻德斯巴克·默瑞德森 申請人:Vkr控股公司