混合顆粒感應(yīng)自動(dòng)恒溫器的制造方法
【專利說明】混合顆粒感應(yīng)自動(dòng)恒溫器
交叉參照
[0001]本專利申請(qǐng)要求2012年9月12日提交的第61/700，208號(hào)，案件編號(hào)為PP1-001PRV，發(fā)明人David PARISEAU等人的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)書《混合顆粒感應(yīng)自動(dòng)恒溫器》的優(yōu)先權(quán)，并通過引用將其包括在內(nèi)。
技術(shù)背景
[0002]恒溫器長(zhǎng)久以來被用于住宅或商業(yè)用途。其控制功能的操作完全基于溫度。公眾對(duì)于包括空氣顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)以及由空氣中的二氧化碳(C02)含量推斷的氧氣含量等在內(nèi)的環(huán)境問題、相關(guān)公共健康問題的關(guān)注日漸提升，通過監(jiān)測(cè)和控制空氣顆粒物可以使我們的生存環(huán)境更加健康。此外，在大規(guī)模集成化和其他因素的影響下，以上監(jiān)測(cè)設(shè)備的價(jià)格有所下降，節(jié)約了生產(chǎn)更加智能的恒溫器的成本。因此，人們所需要的是用以監(jiān)測(cè)空氣顆粒物和溫度的一套系統(tǒng)和方案。
遞
[0003]結(jié)合本發(fā)明的各種部件和說明教程，描述了恒溫器系統(tǒng)的工作原理，包括混合顆粒感應(yīng)器、溫控儀及其它功能一并進(jìn)行了闡釋。
附圖簡(jiǎn)要說明
[0004]圖1是參照本發(fā)明教程的恒溫器的方框圖。
[0005]圖2是參照本發(fā)明教程的圖1中的恒溫器。
[0006]圖3是參照本發(fā)明教程的對(duì)圖2中恒溫器的不同功能模塊的剖析解釋。
[0007]圖4是參照本發(fā)明教程的對(duì)圖2中恒溫器液位和控制按鈕的展示。
[0008]圖5展示了參照本發(fā)明教程，兩個(gè)恒溫器系統(tǒng)互相通信。
發(fā)明具體描述
[0009]現(xiàn)參考圖1，示出了包括外殼100的恒溫系統(tǒng)，外殼100內(nèi)有至少一個(gè)溫度傳感器101、至少一個(gè)傳動(dòng)裝置102和一個(gè)空氣粒子傳感器103。溫度傳感器101包括多種多樣的可能的傳感器、PTC、NTC、熱電偶和硅基傳感器等等。傳動(dòng)裝置包括繼電器、晶體管和FETs等?？諝饬Ｗ游飩鞲衅?03需要(至少部分需要)一束穿過密閉的通道，并利用遮光或者光散射測(cè)量粒子。依照本發(fā)明的各個(gè)方面，空氣粒子傳感器可以計(jì)算出總粒子個(gè)數(shù)。并參照本發(fā)明的另一方面，空氣粒子傳感器103計(jì)算出顆粒物尺寸。參照本發(fā)明的其他一方面，空氣粒子傳感器103確定出顆粒物的質(zhì)量濃度，或甚至轉(zhuǎn)換微粒信息的形態(tài)。
[0010]參照本發(fā)明的各個(gè)方面，傳動(dòng)裝置102可以是車載控制器或處理器，處理至少包括溫度和微粒形態(tài)在內(nèi)的不同輸入信息，控制至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。參照本發(fā)明的各個(gè)方面，傳動(dòng)裝置102可以使一個(gè)繼電器、晶體管或FET，或者可以是一個(gè)螺線管、閥門、光頻隔離器、高壓隔離器等等。參照本發(fā)明的各個(gè)方面，傳動(dòng)裝置102與外部空氣/溫度處理器I通信。在多數(shù)情況下，這會(huì)是居民或者商業(yè)用房的中央供熱/供冷系統(tǒng)。但是，參照本發(fā)明的另一方面，處理器I可能是獨(dú)立的裝置，位于恒溫系統(tǒng)附近或者原理恒溫系統(tǒng)。
[0011]參照本發(fā)明的各個(gè)方面，很多可選元素可以增加到恒溫系統(tǒng)，提高系統(tǒng)性能，包括顯示器/指示器元素104。這可以是LEDs，IXDs或者各種圖像顯示技術(shù)，可單獨(dú)添加，也可組合添加。一些類型的輸入設(shè)備105也可添加，例如按鍵、圖像顯示觸摸屏、觸摸感應(yīng)按鍵、轉(zhuǎn)盤、旋鈕等等。不同類型的氣體傳感器106也是可以的，一個(gè)或多個(gè)傳感器用以探測(cè)VOCs的存在或聚集并用單獨(dú)的傳感器測(cè)量或者推測(cè)C02或者缺氧量，或者用一個(gè)單獨(dú)的傳感器綜合這兩種功用。參照本發(fā)明的各個(gè)方面，恒溫系統(tǒng)可包括一個(gè)相對(duì)濕度傳感器107。參照本發(fā)明的各個(gè)方面，附加驅(qū)動(dòng)器108容許程序?yàn)椴煌瑘?chǎng)景提供特定的控制，包括
[0012]A)當(dāng)溫度降低到設(shè)定值以下時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)暖氣和風(fēng)扇，
[0013]B)當(dāng)溫度上升到設(shè)定值以上時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)冷氣和風(fēng)扇，
[0014]C)當(dāng)空氣顆粒物量值上升到設(shè)定值以上時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)扇和過濾，
[0015]D)當(dāng)VOC數(shù)值上升到設(shè)定值以上時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)扇和過濾，
[0016]E)當(dāng)C02上升到設(shè)定值以上時(shí)，啟動(dòng)換氣機(jī)裝置，
[0017]F)當(dāng)相對(duì)濕度上升到設(shè)定數(shù)值以上時(shí)，啟動(dòng)減濕器，并且
[0018]G)當(dāng)相對(duì)濕度降低到設(shè)定數(shù)值以下時(shí)，啟動(dòng)加濕器。
[0019]參照本發(fā)明的各個(gè)方面，其他啟動(dòng)或控制設(shè)備組合安裝是可以的，基本上可以通過用戶界面進(jìn)行操作。傳感器數(shù)值組合可被綜合考量，考量結(jié)果可能會(huì)產(chǎn)生更好的控制結(jié)果O
[0020]參照本發(fā)明的各個(gè)方面，恒溫系統(tǒng)包括外部通信裝置109。通信裝置109包括用于外部輸入和輸出2的外部接口，可通過有線或無線連接，這樣恒溫系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)界面可以查詢恒溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行調(diào)控。網(wǎng)絡(luò)界面可允許數(shù)據(jù)輸入以便以后進(jìn)行分析，或者節(jié)約用電或改善性能，或者跟蹤生活區(qū)的環(huán)境動(dòng)態(tài)。其他可能的界面包括可移動(dòng)內(nèi)存模塊，可以提供相同的輸入功能，或提供期望設(shè)定值或控制算法。參照本發(fā)明的各個(gè)方面，外部通信裝置109位于外部或者是遠(yuǎn)程裝置。
[0021]參照本發(fā)明的各個(gè)方面，恒溫系統(tǒng)可通過多種區(qū)域擴(kuò)展到處理傳感器110/或啟動(dòng)器111?？赏ㄟ^有線連接或者用外部通信裝置109無線連接，參照本發(fā)明的其中一方面，此通信裝置是無線裝置。例如，參照本發(fā)明的一個(gè)方面，一個(gè)或兩個(gè)恒溫系統(tǒng)或裝置通過有線或無線連接相互通信。各種各樣的恒溫系統(tǒng)將與一個(gè)主要的或中央恒溫系統(tǒng)通信。這樣，傳感器可從不同方面或區(qū)域被更加廣泛的應(yīng)用于環(huán)境管理當(dāng)中。
如上文提到，外部通信裝置109是遠(yuǎn)程裝置，并對(duì)來自傳感器110和啟動(dòng)裝置102到啟動(dòng)裝置111的信號(hào)進(jìn)行多路傳輸。因此，現(xiàn)有的連接可被用于為裝置供電，并參照本發(fā)明的一個(gè)方面，同時(shí)提供作為個(gè)恒溫系統(tǒng)的中心或樞紐的通信連接。參照本發(fā)明的另一方面，此通信連接將傳感器和啟動(dòng)裝置通信。參照本發(fā)明的另一方面，外部通信連接也可以作為系統(tǒng)的整體決策者，收集來自不同的智能恒溫器和傳感器的信息并根據(jù)基于規(guī)則、計(jì)劃或遠(yuǎn)程訪問(在網(wǎng)絡(luò)界面或同類裝置中)得出的整體策略，管控啟動(dòng)裝置。因此，基于恒溫裝置中傳感器的種類，通過使用有線或無線通信，每個(gè)恒溫系統(tǒng)都可為中央裝置提供數(shù)據(jù)，本發(fā)明不對(duì)傳感器種類范圍做限定。例如，傳感器可用于探測(cè)動(dòng)態(tài)，并基于是否有動(dòng)態(tài)來確定基于整套環(huán)境控制相關(guān)的規(guī)定或策略的特定恒溫器監(jiān)控下的加熱、制冷或過濾功能是否啟動(dòng)。此外，規(guī)則或設(shè)置可以通過恒溫裝置或者外部輸入或輸出2進(jìn)行控制或設(shè)定，例如通過個(gè)人或無線裝置用一個(gè)應(yīng)用使用外部輸入或輸出2連接恒溫器。
[0022]參照本發(fā)明中一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)方面，圖2展示了一個(gè)恒溫系統(tǒng)或裝置200，包括外殼201、圖形用戶界面或顯示器或觸摸屏201、粒子傳感器插口 203和排氣裝置204。裝置200會(huì)被置于墻上，電線/驅(qū)動(dòng)電線從裝置200 (未展示)的后面板穿入。
[0023]圖2中的裝置200在圖3中展示，圖3中外殼201和顯示器202清晰地展示了內(nèi)部不同的功能模塊。外殼201、屏幕20、粒子傳感器入口 203和排氣裝置204都有展示。此夕卜，裝置中央的接線口 212通常是裝置200后面的孔。裝置200后面會(huì)特設(shè)裝配孔以將裝置200固定在墻上。這些包括裝置電線和各種啟動(dòng)器信號(hào)傳輸線在內(nèi)的這些線會(huì)通過線路板與啟動(dòng)器連接。線路板上有恒溫器的微控制器和顯示控制器207。參照本發(fā)明的一個(gè)方面，這些功能會(huì)被融合到一個(gè)單獨(dú)的芯片中。參照本發(fā)明的另一方面，這些功能會(huì)被綜合到芯片和微處理器的各種不同組合當(dāng)中。
[0024]裝置200同時(shí)包括一個(gè)溫度傳感器209。溫度傳感器209為裝置200提供實(shí)地溫度，并為粒子傳感器提供粒子數(shù)量或者尺寸。裝置200包括一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇206。風(fēng)扇206為粒子傳感器205提供氣流。參照本發(fā)明的各個(gè)方面，一個(gè)復(fù)雜的版本可能包括一個(gè)專供粒子傳感器205的壓力或流量傳感器，以保證有所需的氣流。其他傳感器210可包括VOC傳感器(一個(gè)或多個(gè))、多個(gè)C02傳感器、多個(gè)相對(duì)濕度傳感器和/或其他傳感器。參照本發(fā)明的至少一個(gè)方面，外部通信接口 211作為類似于無線局域網(wǎng)(W1-Fi)或無線個(gè)域網(wǎng)(Zigbee)的無線接口使用。
[0025]參照本發(fā)明的各個(gè)其他方面，圖4展示了一個(gè)恒溫系統(tǒng)的OR裝置400。裝置400置于一個(gè)特制的低成本塑料注射模制外殼301中。經(jīng)驗(yàn)人士清楚外殼301所用材料不會(huì)影響本發(fā)明的顯示結(jié)果。外殼301支撐或環(huán)繞定制的液晶分段式玻璃顯示器302。參照本發(fā)明的一個(gè)方面，玻璃顯示器302上有一些固定的參數(shù)標(biāo)簽306，例如絲印或覆蓋在顯示器302的玻璃上。顯示器302也會(huì)顯示主動(dòng)信息，例如模塊指標(biāo)307和溫度值308.參照本發(fā)明的一個(gè)方面，裝置400包括按鍵321、322、323和324。按鍵321、322、323和324可能材質(zhì)不同，本發(fā)明范圍不會(huì)因此限定。例如，參照本發(fā)明的一個(gè)方面，這些按鍵可以是塑料所制或者滲碳橡膠所制，用戶可用這些按鍵對(duì)裝置400的功能進(jìn)行操作。本發(fā)明的范圍不會(huì)受各按鍵的不同功能所限制。
[0026]用戶可通過加熱&制冷按鍵321切換加熱/制冷模式，不同的加熱模式會(huì)在顯示器302上的模式指示器上顯示。其中會(huì)包括關(guān)閉、加熱、制冷和自動(dòng)模式。裝置400包括溫度傳感器305。通過外部溫度傳感器305的示數(shù)，溫度值308會(huì)被計(jì)算出來，并在任何模式下持續(xù)顯示。
[0027]顯示器302顯示設(shè)定值或理想溫度值309。在“關(guān)閉”模式下，理想溫度值309將不會(huì)