红外云探测器的系统和方法技术方案

本发明专利技术一般地涉及用于检测云量状况的红外云检测器系统和方法。红外云检测器系统包括红外传感器、环境温度传感器和逻辑。红外传感器配置成基于在其视场内收到的红外辐射测量天空温度。环境温度传感器配置成测量环境温度。而且逻辑配置成基于测量的天空温度和测量的环境温度之间的差异确定云状况。

System and Method of Infrared Cloud Detector

The invention generally relates to an infrared cloud detector system and a system for detecting cloud condition. Infrared cloud detector system includes infrared sensor, environmental temperature sensor and logic. Infrared sensors are configured to measure sky temperature based on infrared radiation received in their field of view. The environmental temperature sensor is configured to measure the environmental temperature. And the logic is configured to determine cloud conditions based on the difference between the measured sky temperature and the measured ambient temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】红外云探测器的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年2月1日提交的名称为“INFRAREDCLOUDDETECTORSYSTEMSANDMETHODS”的美国临时申请62/453,407的权益和优先权，该临时申请通过引用整体并入本文并用于所有目的。本申请也是2016年10月6日提交的题为“MULTI-SENSOR”的国际申请PCT/US16/55709(指定美国)的部分继续申请，该申请是于2015年10月6日提交的标题为“MULTI-SENSOR”的美国专利申请14/998,019的部分继续申请；这两个申请均通过引用整体并入本文并用于所有目的。本申请也是2016年10月6日提交的题为“MULTI-SENSOR”的美国申请15/287,646的部分继续申请，该申请是题为“MULTI-SENSOR”并于2015年10月6日提交的美国专利申请14/998,019的部分继续申请；这两个申请都通过引用整体并入本文并用于所有目的。
本公开总体涉及用于检测云量状况的传感元件的设置，并且具体地涉及红外云检测器系统和用于检测其云量状况的方法。
技术介绍
检测云量可以是决定在例如机器人天文台处将装备投入运行的重要部分，因为天文学家可能想要检测可能干扰他们观测的云。映射天空以检测云量的传统方法依赖于昂贵的成像设备，所述成像设备通常依赖于可见光的测量。
技术实现思路
某些方面涉及红外云检测器系统和检测它们的云量状况的方法。某些方面涉及红外云检测器系统。在一些方面，红外云检测器系统包括：红外传感器，所述红外传感器被配置成基于在其视场内接收的红外辐射测量天空温度；环境温度传感器，所述环境温度传感器被配置成测量环境温度；以及逻辑，所述逻辑被配置成基于所测量的天空温度与所测量的环境温度之间的差确定云状态。在一些方面，红外云检测器系统包括：红外传感器，所述红外传感器被配置成基于在其视场内接收的红外辐射来测量天空温度；环境温度传感器，所述环境温度传感器被配置成测量环境温度；感光器，所述感光器被配置成测量可见光的强度；以及逻辑，所述逻辑被配置成确定云状态。如果当天的时间在日出之前的第一时间与日出之后的第二时间之间或者在日落之前的第三时间与日落之间，则逻辑被配置成基于所测量的天空温度与所测量的环境温度之间的差来确定云状态。如果当天的时间在日出之后的第二时间与日落之前的第三时间之间，则逻辑被配置成基于来自感光器的所测量的可见光的强度来确定云状态。某些方面涉及红外云检测器方法。在一些方面，红外云检测器方法包括：接收来自红外传感器的天空温度读数和来自环境温度传感器的环境温度读数；计算天空温度读数与环境温度读数之间的差；并基于天空温度读数与环境温度读数之间的所计算的差来确定云状态。在一些方面，红外云检测器方法包括：接收来自红外传感器的天空温度读数、来自环境温度传感器的环境温度读数以及来自感光器的强度；并确定当天的时间是否：(i)在日落之前第一时间与日出后第二时间之间或在日落之前的第三时间与日落之间；(ii)在日出之后第二时间与日落之前的第三时间之间；(iii)在(i)之后和(iii)之前；或(iv)在(iii)之后和在(i)之前。如果当天的时间是(i)、(iii)或(iv)，则基于所测量的天空温度与所测量的环境温度之间的差来确定云状态。如果当天的时间是(iii)，则基于从感光器接收的强度读数来确定云状态。以下将参考附图更详细地描述这些以及其它特征和实施例。附图说明图1示出了根据一些实现方式的红外云检测器系统的侧视图的示意图。图2A示出了根据该实现方式通过红外云检测器的红外传感器随时间获得的两个温度读数的曲线图。图2B示出了关于图2A所讨论的通过红外云检测器的环境温度传感器随时间获得的两个环境温度读数的曲线图。图2C示出了关于图2A和图2B所讨论的在通过红外传感器获得的温度读数与通过红外云检测器的环境温度传感器获得的环境温度读数之间的所计算的Δ的两个曲线图。图3描绘了根据实现方式包括红外云检测器和感光器的红外云检测器系统的示意图(侧视图)。图4A示出了根据实现方式包括以多传感器形式的红外云检测器的红外云检测器系统的图示的立体图。图4B示出了在图4A中所示出的包括以多传感器形式的红外云检测器的红外云检测器系统的另一个立体图。图4C示出了图4A和图4B中所示出的红外云探测器系统的多传感器装置的一些内部组件的立体图。图5A是具有通过可见光感光器随时间获得的强度读数的曲线的曲线图。图5B是具有在通过红外传感器随时间获得的温度读数与通过环境温度传感器随时间获得的温度读数之间的差的曲线的曲线图。图6A是具有通过可见光感光器随时间获得的强度读数的曲线的曲线图。图6B是具有通过红外传感器随时间获得的温度读数与通过环境温度传感器随时间取得的温度读数之间的差的曲线的曲线图。图7A是具有通过可见光感光器随时间获得的强度读数的曲线的曲线图。图7B是具有通过红外传感器随时间获得的温度读数与通过环境温度传感器随时间获得的温度读数之间的差的曲线的曲线图。图8示出了根据实现方式描述使用来自红外传感器和环境温度传感器的温度读数来确定云量状况的方法的流程图。图9示出了根据实现方式描述使用来自红外传感器、环境温度传感器和红外云检测器系统的感光器的读数来确定云量状况的方法的流程图。图10A描绘了电致变色装置的示意性横截面。图10B描绘了处于漂白状态(或过渡为漂白状态)的电致变色装置的示意性横截面。图10C描绘了图10B中所示的但处于着色状态(或过渡到着色状态)的电致变色装置的示意性横截面。图11A示出了根据实现方式在通过包括房间的建筑物的外部与内部之间的电致变色窗进入房间的直射阳光的穿透深度。图11B示出了根据实现方式在晴空条件下的通过电致变色窗进入房间的直射阳光和辐射。图11C示出了根据实现方式当可能被例如云和其他建筑物之类的物体阻挡或反射时来自天空的辐射光。图12是示出根据实施方案的用于控制建筑物中的一个或多个电致变色窗的方法的一般控制逻辑的流程图。图13是根据实现方式示出来自图12的块中的一个的特定实现方式的示意图。图14A是根据实现方式描述图13中所示出的操作的控制逻辑的特定实现方式的流程图。图14B是根据实现方式描述图14A中所示的操作的控制逻辑的特定实现方式的流程图。具体实现方式I.导言在当天的某些时间，可见光的强度处于低水平，例如在日出左右的清晨和日落之前的傍晚。校准以测量可见光的强度的感光器(在此被称为一个“可见光感光”或通常称为“感光器”)没有检测阳光直射，并且在一天中的这些时间其强度测量不能有效地确定什么时候天空是晴朗的(“晴朗”状态)的时间和什么时候天空是多云(“多云”状态)。也就是说，在这些时间指向天空的可见光感光器将在“晴朗”状态和“多云”状态两者期间测量低强度值。因此，单独由可见光感光器获得的强度测量不能用于在这些时间准确地区分“多云”状态和“晴朗”状态。如果仅使用来自可见光感光器的强度测量来确定“多云”状态(例如，当所测量的强度水平下降到低于特定的最小值时)，则恰好在日落前的黄昏傍晚，可以检测到错误的“多云”状态。类似地，可见光感光器测量在没有直射阳光的恰好日出之前区分“多云”状态和“晴朗”状态方面无效。在这些时间段中的任何时间段，感光器测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外云探测器系统，其包括：红外传感器，所述红外传感器被配置成根据其视场内接收的红外辐射来测量天空温度；环境温度传感器，所述环境温度传感器被配置成测量环境温度；以及逻辑，所述逻辑被配置成基于测量的天空温度和测量的环境温度之间的差来确定云状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.06 US 15/287,646;2016.10.06 US PCT/US2016/1.一种红外云探测器系统，其包括：红外传感器，所述红外传感器被配置成根据其视场内接收的红外辐射来测量天空温度；环境温度传感器，所述环境温度传感器被配置成测量环境温度；以及逻辑，所述逻辑被配置成基于测量的天空温度和测量的环境温度之间的差来确定云状态。2.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其中所确定的云状态与所述红外检测器的视场内天空的区域相关联。3.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其中所述逻辑在确定所述云状态之前将一个或多个校正因数应用于测量的天空温度与测量的环境温度之间的差。4.根据权利要求3所述的红外云探测器系统，其中所述校正因数包括与湿度、日照角/太阳高度角和场地海拔相关的因数。5.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其中所述红外传感器是红外温度计、红外辐射计、红外大气辐射强度计和红外高温计中的一个。6.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其中所述红外传感器被配置成检测所具有的辐射波长范围为约8微米至约14微米的红外辐射。7.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其中所述红外传感器被配置成检测所具有的辐射波长高于5μm的红外辐射。8.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其还包括壳体，其中所述红外传感器位于所述壳体的外壳内。9.根据权利要求8所述的红外云探测器系统，其中所述环境温度传感器位于所述壳体的外表面。10.根据权利要求8所述的红外云探测器系统，其中所述壳体包括在所述红外传感器与所述外部环境之间的光漫射材料。11.根据权利要求10所述的红外云探测器系统，其中所述光漫射材料具有在所述红外传感器与所述外部环境之间的变薄区域。12.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其中所述逻辑还被配置成基于所述所确定的云状态来确定建筑物的一个或多个电致变色窗的色调状态，并且被配置成发送控制信号，从而将所述一个或多个电致变色窗过渡为所述所确定的色调状态。13.根据权利要求12所述的红外云探测器系统，其中所述红外云探测器系统位于所述建筑物的屋顶。14.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其中所述逻辑还被配置成：如果所确定的差低于下阈值，则将所述云状态确定为“晴朗”，和如果所述所确定的差高于上阈值，则将所述云状态确定为“多云”。15.根据权利要求1所述的红外云探测器系统，其中所述逻辑还被配置成如果所确定的差高于所述下阈值并低于所述上阈值，则将所述云状态确定为中间状态。16.一种红外云探测器系统，包括：红外传感器，所述红外传感器被配置成根据其视场内接收的红外辐射来测量天空温度；环境温度传感器，所述环境温度传感器用于测量环境温度；感光器，所述感光器被配置成测量可见光强度；以及逻辑，所述逻辑被配置成确定云状态，其中如果当天的时间是在日出之前的第一时间与日出后的第二时间之间或在日落的第三时间与日落之间，所述逻辑被配置成基于测量的天空温度与测量的环境温度之间的差来确定所述云状态，其中如果所述当天的时间是日出后的所述第二时间与日落前的所述第三时间之前之间，则所述逻辑被配置成基于来自所述感光器的可见光的所述测得的强度确定所述云状态。17.根据16所述的红外云探测器系统，其中被配置成基于测量的天空温度与测量的环境温度之间的差确定所述云状态的所述逻辑包括：如果所述确定的差低于下阈值，则确定所述云状态是“清朗“，以及如果所述确定的差高于上阈值，则确定所述云状态为”多云“。18.根据权利要求17所述的红外云探测器系统，其中所述逻辑在确定所述云状态之前将一个或多个校正因数应用于测量的天空温度与测量的环境温度之间的差。19.根据权利要求17所述的红外云探测器系统，其中所述确定的云状态与所述红外检测器的视场内的天空的区域相关联。20.根据16所述的红外云探测器系统，其中被配置成基于来自所述感光器的可见光的测量强度确定所述云状态的所述逻辑包括：如果所述测量的强度高于最小值，则确定所述云状态是“晴朗”，以及如果所述测量的强度低于所述最小值，则确定所述云状态是“多云”。21.根据权利要求16所述的红外云探测器系统，其中所述红外传感器是红外温度计、红外辐射计、红外大气辐射强度计和红外高温计中的一个。22.根据权利要求16所述的红外云探测器系统，其中所述红外传感器被配置成检测具有的波长的范围为约8微米至约14微米之间的红外辐射。23.根据权利要求16所述的红外云探测器系统，其还包括壳体，其中所述红外传感器位于所述壳体的外壳内。24.根据权利要求23所述的红外云探测器系统，其中所述环境温度传感器位于所述外壳的外表面。25.根据权利要求23所述的红外云探测器系统，其中所述壳体包括在所述红外传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾森·策德利茨，应宇阳，王珏，史蒂芬·克拉克·布朗，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：美国,US