具有可变距离感测的日光强度或云检测制造技术

某些方面涉及一种云检测器，所述云检测器包括指向天空的第一区域的第一检测器模块和指向天空的第二区域的第二检测器模块。每个检测器模块具有封闭一个或多个感测元件的管。第一检测器模块的一个或多个感测元件被配置成从天空的第一区域获取天气条件读数。第二检测器模块的一个或多个感测元件被配置成从天空的第二区域获取天气条件读数。在一个方面中，所述云检测器被配置成基于这些天气条件读数来检测云覆盖。在一些情况下，所述一个或多个感测元件包括用于测量红外辐射强度的红外辐射检测器(例如，热电堆)和用于测量日光强度的光传感器元件。

Daylight intensity or cloud detection with variable distance sensing

In some aspects, a cloud detector includes a first detector module pointing to a first region of the sky, and a second detector module pointing to the second region of the sky. Each detector module has a tube that closes one or more sensing elements. One or more sensing elements of the first detector module are configured to obtain weather condition readings from the first region of the sky. One or more sensing elements of the second detector module are configured to obtain weather condition readings from the second region of the sky. In one aspect, the cloud detectors are configured to detect cloud coverage based on these weather conditions readings. In some cases, the one or more sensing elements include an infrared radiation detector (such as a thermopile) for measuring the infrared radiation intensity, and a photosensor element for measuring daylight intensity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考这是要求2014年9月29日提交的标题为“SUNLIGHTINTENSITYORCLOUDDETECTIONWITHVARIABLEDISTANCESENSING”的美国临时申请号62/057,121的优先权和权益的PCT申请，所述临时申请以引用方式整体且出于所有目的并入本文。
本公开总体涉及用于检测天气条件的感测元件的布置，并且具体地，涉及用于检测云条件的系统和方法。
技术介绍
检测云覆盖和其他天气条件可为做出关于在例如机器人天文台处使设备进行操作的决策的重要部分，因为雨和其他天气条件可能损坏天文设备。此外，天文学家可能想要检测干扰他们的观察的云。映射天空以检测云覆盖的常规方法依赖于昂贵的成像装置，所述成像装置通常依赖于可见光测量。
技术实现思路
某些方面涉及一种云检测器，所述云检测器包括指向天空的第一区域的第一检测器模块和指向天空的第二区域的第二检测器模块。第一检测器模块可以是近检测器模块，并且第二检测器模块可以是远检测器模块，其中第一近检测器模块指向比第二远检测器模块更靠近建筑物的天空的第一区域。每个检测器模块具有封闭一个或多个感测元件的管。第一检测器模块的一个或多个感测元件被配置成从天空的第一区域获取天气条件读数。第二检测器模块的一个或多个感测元件被配置成从天空的第二区域获取天气条件读数。在一个方面中，所述云检测器被配置成基于这些天气条件读数来检测云覆盖。在一些情况下，检测器模块的每个的一个或多个感测元件包括用于测量红外辐射强度的红外辐射检测器(例如，热电堆)和用于测量日光强度的光传感器元件。在一个实例中，热电堆被配置成测量波长在8μm与14μm之间范围内的红外辐射的强度。在另一个实例中，热电堆被配置成测量波长大于5μm的红外辐射的强度。在一些方面中，一种云检测器包括指向天空的第一区域的第一检测器模块和指向天空的第二区域的第二检测器模块。每个检测器模块具有封闭一个或多个感测元件的管。第一检测器模块的一个或多个感测元件被配置成从天空的第一区域获取天气条件读数。第二检测器模块的一个或多个感测元件被配置成从天空的第二区域获取天气条件读数。在一个方面中，第一模块和第二模块位于例如呈蜂窝状布置的检测器模块阵列中。在一种情况下，所述云检测器还包括位于检测器模块阵列之上的透明覆盖物。在一个方面中，所述云检测器被配置成基于这些天气条件读数来检测云覆盖。在一些情况下，检测器模块的每个的一个或多个感测元件包括用于测量红外辐射强度的红外辐射检测器(例如，热电堆)和用于测量日光强度的光传感器元件。在一个实例中，热电堆被配置成测量波长在8μm与14μm之间范围内的红外辐射的强度。在另一个实例中，热电堆被配置成测量波长大于5μm的红外辐射的强度。在一些方面中，一种云检测器包括具有管和一个或多个感测元件的检测器模块，所述一个或多个感测元件配置在管内以限制一个或多个感测元件的视场。所述云检测器还包括具有以不同角度从基部延伸的第一臂和第二臂的双轴万向节，其中检测器模块安装到第二臂的远端。所述云检测器还包括安装到第一臂的远端的平衡器和具有第一轴线的轴向构件。双轴万向节连接到轴向构件并且在枢轴处可旋转地连接到轴向构件。所述云检测器还包括电动机，其被配置成旋转轴向构件以致使检测器模块围绕第一轴线旋转，其中以高速旋转轴向构件致使检测器模块围绕第二轴线旋转。在围绕第一轴线和第二轴线进行不同旋转，检测器模块指向天空的不同区域，其中检测器模块内的感测元件被配置成从天空的不同区域获取天气条件读数。在一个方面中，所述云检测器被配置成基于来自天空的不同区域的天气条件读数来检测云覆盖。在一些情况下，检测器模块的每个的一个或多个感测元件包括用于测量红外辐射强度的红外辐射检测器(例如，热电堆)和用于测量日光强度的光传感器元件。在一个实例中，热电堆被配置成测量波长在8μm与14μm之间范围内的红外辐射的强度。在另一个实例中，热电堆被配置成测量波长大于5μm的红外辐射的强度。一些方面涉及一种方法，所述方法包括：使一个或多个检测器模块指向天空的至少两个区域；测量来自天空的至少两个区域的传感器数据；基于所测量的传感器数据，确定天空的至少两个区域中的每一个处的云覆盖；以及基于所述传感器数据对所述云覆盖进行分类。在一些情况下，所述方法还包括基于传感器数据确定云覆盖的速度，以及使用所述速度对云覆盖进行分类。在一种情况下，使一个或多个检测器模块指向天空的至少两个区域包括旋转检测器模块中的一个。一些方面涉及一种云检测器，所述云检测器包括：瞄准天空的第一区域的第一检测器模块；第一检测器模块的一个或多个感测元件；以及封闭第一检测器模块的一个或多个感测元件的管，所述管将视场限制到天空的第一区域，其中所述一个或多个感测元件被配置成检测云覆盖。下文将参考附图更详细地描述这些和其他特征和实施方案。附图说明图1A、图1B、图1C和图1D是根据实施方案的在建筑物处的具有近检测器模块和远检测器模块的云传感器在四个不同云情景下的示意图图2A和图2B是根据实施方案的具有安装到双轴万向节的单个检测器模块的云检测器的侧视图的绘图。图3是根据实施方案的包括在半球形外壳内的圆形蜂窝状配置的检测器模块阵列的云检测器的透视图。图4A是示出根据实施方案的作为云检测器中的感测元件的红外传感器的功能的曲线图。图4B是示出根据实施方案的作为云检测器中的感测元件的湿度传感器的功能的曲线图。图5是示出根据实施方案的作为云检测器中的感测元件用于测量来自云的热辐射的辐射计、高温计、地面辐射强度计或红外温度计的图。图6是示出来自太阳的可见光和来自地面的红外辐射被云吸收且然后重新发射这种辐射的周期的图。图7是根据实施方案的使用包括热电堆红外传感器的云检测器所得的结果的曲线图。图8是根据实施方案的在云检测器中使用的光电二极管的照片。图9是根据实施方案的用于确定云状态的方法的流程图。图10是示出根据实施方案的不同水平的云覆盖一致性和天气预报修改器的图表。具体实施方式A部分-云检测器I.前言在某些实施方案中，云检测器可以测量云的可检测特性以及天空的不同区域处的其他天气条件。这些读数与距建筑物的不同距离相关联。由这些检测器模块获取的多个读数可以用于检测云和/或其他天气条件，并且确定云的速度和/或其他天气条件。例如，由感测元件测量的辐射强度可以与云的密度相关。这个强度读数可以用于检测云并且还用于确定云的性质。作为另一实例，可以通过分析由每个检测器模块随时间收集的能量的变化来预测云行进方向。在节能建筑物中，控制逻辑可以在设置其建筑物系统的水平时考虑云覆盖。例如，在具有光学可切换窗的建筑物中，控制逻辑可以在设置窗光学状态(例如，着色状态)时考虑云覆盖。然而，由于电致变色窗，特别是具有大约50ft2的可视区域的大面积类型，可能花费长达三十分钟进行切换，所以在云到达或离开之前很难有足够时间检测进入的云来改变窗状态。旨在提供这种功能的传统系统采用昂贵的感测设备。此类系统可以以一定的精度映射整个天空和跟踪云，但需要定制的集成。映射技术也由于不能够对云进行登记而受到阻碍直到具有足够的光以看到云。因此，在这种情况发生时，窗可能已经需要改变其着色状态。一些光学可切换窗迅速着色，然而，响应于云覆盖的每次变化而改变窗着色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种云检测器，其包括：近检测器模块，所述近检测器模块指向天空的第一区域，所述近检测器模块包括管和位于所述管内的一个或多个感测元件，其中所述一个或多个感测元件被配置成从天空的所述第一区域获取天气条件读数；以及远检测器模块，所述远检测器模块指向天空的第二区域，其中所述第二区域比所述第一区域距建筑物远，所述远检测器模块包括管和位于所述管内的一个或多个感测元件，其中所述一个或多个感测元件被配置成从天空的所述第二区域获取天气条件读数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.29 US 62/057,1211.一种云检测器，其包括：近检测器模块，所述近检测器模块指向天空的第一区域，所述近检测器模块包括管和位于所述管内的一个或多个感测元件，其中所述一个或多个感测元件被配置成从天空的所述第一区域获取天气条件读数；以及远检测器模块，所述远检测器模块指向天空的第二区域，其中所述第二区域比所述第一区域距建筑物远，所述远检测器模块包括管和位于所述管内的一个或多个感测元件，其中所述一个或多个感测元件被配置成从天空的所述第二区域获取天气条件读数。2.如权利要求1所述的云检测器，其中所述云检测器被配置成基于所述天气条件读数来检测云覆盖。3.如权利要求1所述的云检测器，其中所述近检测器模块和所述远检测器模块中的每一个的所述一个或多个感测元件包括用于测量红外辐射强度的红外辐射检测器和用于测量日光强度的光传感器元件。4.如权利要求3所述的云检测器，其中所述红外辐射检测器是热电堆。5.如权利要求4所述的云检测器，其中所述热电堆被配置成测量波长在8μm与14μm之间范围内的红外辐射的强度。6.如权利要求4所述的云检测器，其中所述热电堆被配置成测量波长大于5μm的红外辐射的强度。7.如权利要求3所述的云检测器，其中所述红外辐射检测器是CCD、CMOS、分光辐射度计、热电堆、辐射计、高温计、地面辐射强度计或红外温度计中的一个。8.如权利要求1所述的云检测器，其中所述管包括由反射材料制成的内壁。9.如权利要求1所述的云检测器，其中所述管包括由吸收性材料制成的内壁。10.如权利要求2所述的云检测器，其中所述第一模块和所述第二模块位于检测器模块阵列中。11.如权利要求10所述的云检测器，其中所述检测器模块阵列是半球形的。12.如权利要求10所述的云检测器，其还包括位于所述检测器模块阵列之上的透明覆盖物。13.如权利要求1所述的云检测器，其中所述检测器模块中的每一个被配置成在约(π/180)2球面度的立体角上进行测量。14.如权利要求1所述的云检测器，其中所述检测器模块中的每一个被配置成在约(5π/180)2球面度的立体角上进行测量。15.如权利要求1所述的云检测器，其中所述检测器模块中的每一个被配置成在约(π/180)2球面度至约(5π/18)2球面度的范围内的立体角上进行测量。16.如权利要求2所述的云检测器，其还包括窗控制器，用于使用所述检测的云覆盖来控制所述建筑物的一个或多个电致变色窗。所述检测器模块中的每一个被配置成在约(π/180)2球面度至约(5π/18)2球面度的范围内的立体角上进行测量。17.一种云检测器，其包括：检测器模块，所述检测器模块包括管和配置在所述管内的一个或多个感测元件，所述管限制所述一个或多个感测元件的视场；双轴万向节，所述双轴万向节具有以不同角度从基部延伸的第一臂和第二臂，其中所述检测器模块安装到所述第二臂的远端；平衡器，所述平衡器安装到所述第一臂的远端；轴向构件，所述轴向构件具有第一轴线，所述双轴万向节连接到所述轴向构件，其中所述双轴万向节在枢轴处可旋转地连接到所述轴向构件；以及电动机，所述电动机被配置成旋转所述轴向构件以致使所述检测器模块围绕所述第一轴线旋转，其中以高速旋转所述轴向构件致使所述检测器模块围绕第二轴线旋转，其中在围绕所述第一轴线和所述第二轴线进行不同旋转，所述检测器模块指向天空的不同区域，其中所述检测器模块内的所述感测元件被配置成从天空的所述不同区域获取天气条件读数。18.如权利要求17所述的云检测器，其中所述云检测器被配置成基于来自天空的所述不同区域的所述天气条件读数来检测云覆盖。19.如权利要求17所述的云检测器，其中所述近检测器模块和所述远检测器模块中的每一个的所述一个或多个感测元件包括用于测量红外辐射强度的红外辐射检测器和用于测量日光强度的光传感器元件。20.如权利要求19所述的云检测器，其中所述红外辐射检测器是热电堆。21.如权利要求20所述的云检测器，其中所述热电堆被配置成测量波长在8μm与14μm之间范围内的红外辐射的强度。22.如权利要求20所述的云检测器，其中所述热电堆被配置成测量波长大于5μm的红外辐射的强度。23.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·特雷弗，亚历山大·路默，布兰登·蒂尼阿诺，詹姆斯·福克斯，道格·西尔克伍德，埃里希·R·克拉文，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：美国;US