教室照明监控器制造技术

技术编号:5940074 阅读:375 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术涉及一种用于检测和控制教室照明参数的教室照明监控器,通过光学系统采集选定的检测范围内的光能量并传递到光电检测元件,检测系统将检测信号与设定的阈值进行比较,并根据比较结果作出照明恰当、照明不足或照明过度等检测结论,根据得出的检测结论作出相应提示。本实用新型专利技术通过客观的照度检测,保证了中小学教室照明条件的有效利用,通过提示或直接控制确保在需要辅助照明时,辅助照明光源的及时开启。在自然采光强度足够时,及时提示或直接控制关闭光源,节约能源和照明费用。采用对一定检测范围成像积分检测的方式,可以排除多变的教室环境对照度测量精度的干扰,利用照度积分充分抑制局部环境变化对测量准确性带来的影响。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种教室照明监控器,尤其是指一种用于检测和控制中小 学教室照明参数的装置。
技术介绍
中小学教室的照明状况直接影响到学生的视力健康,多方面的研究表明, 目前中小学生整体视力健康状况不良的主要原因之一就是教室照明状况不符合 要求。目前国家已对中小学教室照明的要求制定了相关标准,各地教育管理机 构也开始采取措施改善教室照明状况。相关的科研部门和企业也对教室的照明 灯具进行了大量针对性的的开发研究和技术推广,从技术上保证了通过辅助照 明满足教室在任何天气条件下实现健康照明的可能性。根据标准要求学生课桌表面必须达到一定照度范围,当自然采光无法满足 时就需要辅助照明加以补充。但是教室照明条件的改善并不意味着实际照明状 况的改善,何时需要开起辅助光源目前完全取决于教师的主观感受,而人眼对 照度的感知存在着极大的个体差异和不确定性,因此满足照明条件保护学生视 力的目标仍然无法很好地实现。此外,当自然采光充分满足照明要求时,辅助 照明的开启无疑是一种对能源的浪费,尤其对那些较为贫困的地区,更是对有 限的教学经费的无益损耗。为此迫切需要一种对教室照明状况进行客观度量与评价的手段,并以此作 为辅助光源开启与关闭的控制标准。
技术实现思路
本技术针对上述问题,提供一种用于客观检测教室有效照度、并根据 检测结果指示开启或关闭辅助光源的教室照明监控器。为了解决上述技术问题,本技术的基本构思是通过光学系统采集选 定的检测范围内的光能量并传递到光电检测元件,检测系统将检测信号与设定 的阈值进行比较,并根据比较结果作出照明恰当、照明不足或照明过度等检测 结论,根据得出的检测结论作出相应提示。作为实现本技术基本构思的第一种技术方案 一种教室照明监控器,包括采集系统、检测系统以及指示系统,所述采集系统将被检测区域的光能量投影成像到光电检测元件的靶面上,所述光电检测元件对采集到的光能量进行积分并转换为电信号输出到所述检测系统,所述检测系统读取所述电信号并与预先设定的阈值进行比较,当所述电信号低于下限阈值时发出开灯提示信号, ^恥W由偿县直牛卜K目输估时^.屮主'1T堪^^尝县.当断;未由Y吉县龙I淑佶h下K目——I // l ■ L_i I HJ 4 画-"r^y |_tL " J l~JM 、/、J J/^,J , I |HJ 7 ——I // I ■ l_J | HV |7, |_ti | ri^、之间时保持监测状态,所述指示系统在收到提示信号后以灯光信号或声音提示 的方式发出相应提醒。作为实现本技术基本构思的第二种技术方案 一种教室照明监控器,包括采集系统、检测系统以及控制系统,所述采集系统将被检测区域的光能量 投影成像到光电检测元件的靶面上,所述光电检测元件对采集到的光能量进行 积分并转换为电信号输出到所述检测系统,所述检测系统读取所述电信号并与 预先设定的阈值进行比较,当所述电信号低于下限阈值时发出开灯控制指令, 当所述电信号高于上限阈值时发出关灯控制指令,当所述电信号在阈值上下限 之间时保持监测状态,所述控制系统在收到控制指令后直接对开关灯器件实施 相应操作。作为上述两种技术方案的改进,所述采集系统安置在教室上方,通过采集 物镜将被检测区域的光能量投影成像到光电检测元件的靶面上。所述被检测区 域为学生课桌表面,有一点或一点以上。所述光电检测元件为光敏电阻。所述 光电检测元件为光电池或光敏管。本技术的优点是通过客观的照度检测,保证了中小学教室照明条件 的有效利用,通过提示或直接控制确保在需要辅助照明时,辅助照明光源的及 时开启。在自然采光强度足够时,及时提示或直接控制关闭光源,节约能源和 照明费用。采用对一定检测范围成像积分检测的方式,可以排除多变的教室环 境对照度测量精度的干扰,利用照度积分充分抑制局部环境变化对测量准确性 带来的影响。附图说明图1为本技术一种实施例的结构示意图; 图2为采用光敏电阻的检测系统原理图; 图3为采用光电池或光敏管的检测系统原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的说明。本技术的第一种技术方案是,包括采集系统、检测系统以及指示系统, 所述采集系统将被检测区域的光能量投影成像到光电检测元件的耙面上,所述 光电检测元件对采集到的光能量进行积分并转换为电信号输出到所述检测系 统,所述检测系统读取所述电信号并与预先设定的阈值进行比较,当所述电信 号低于下限阈值时发出开灯提示信号,当所述电信号高于上限阈值时发出关灯 提示信号,当所述电信号在阈值上下限之间时保持监测状态,所述指示系统在 收到提示信号后以灯光信号或声音提示的方式发出相应提醒。本技术的的第二种技术方案是,包括采集系统、检测系统以及控制系 统,所述采集系统将被检测区域的光能量投影成像到光电检测元件的靶面上, 所述光电检测元件对采集到的光能量进行积分并转换为电信号输出到所述检测 系统,所述检测系统读取所述电信号并与预先设定的阈值进行比较,当所述电 信号低于下限阈值时发出开灯控制指令,当所述电信号高于上限阈值时发出关 灯控制指令,当所述电信号在阈值上下限之间时保持监测状态,所述控制系统 在收到控制指令后直接对开关灯器件实施相应操作。作为上述两种技术方案的改进,所述采集系统安置在教室上方,通过采集 物镜将被检测区域的光能量投影成像到光电检测元件的靶面上。所述被检测区域为学生课桌表面,有一点或一点以上。所述光电检测元件为光敏电阻。所述 光电检测元件为光电池或光敏管。根据光度学理论,被检测面照度为单位面积所接受的入射光通量,可表示为E=dF入w/dS,检测面被照亮后通过表面反射作为面光源向外发射光能,其光 出度为单位面积所出射的光通量,可表示为M= dF出射/dS。光出度与光照度之间关系如下M=PE,则有dF人fdF出射/P 。其中p为表 面漫反射率,对于确定的物体表面该值为常量。当固定安置的采集物镜对整个 检测表面进行光能采集时,对检测范围内各微小面积元的采集方位角与立体角 均为固定值,而dF出射((}),9 ) =1 (d),e ) sin6d0dci),若将sineded4)写为 常量K,则有dF m=(K/p)I,其中I为该微小面元的发光强度。由于固定安置 的采集物镜的成像范围即检测范围是确定的,因此各点的P值也是确定的,则 由采集系统探测到的每一个微小面元的发光强度均与照明形成的入射光通量成 确定的正比关系。监控器检测到的总的光能量是各微小面元光能量的积分,故与被测面照度 之间也存在着确定的正比关系,通过物镜采集成像检测方式可以确定被测范围 的照度值。此外,在检测面面积的选择上应考虑到局部细节的尺度,考虑到学 生人数的增减、服饰的变化、局部高反射率物品对测量的不利影响。本实用新 型通过检测面积的适当设计可以使得环境变化的影响能够被系统的积分效应所 抑制,从而使的检测精度控制在可以接受的误差范围。当光电接收元件接收到采集系统捕获的环境照明光能量,转换为相应的采 集信号传送至采样比较电路,经采样比较电路根据设定的阈值比较分析后形成 输出信号,当教室亮度高于预设值时,输出亮度过高指令信号至指示或控制系 统。当教室亮度低于预设值时,输出亮度过低指令信号至指示或控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种教室照明监控器,包括采集系统、检测系统以及指示系统,其特征是:所述采集系统将被检测区域的光能量投影成像到光电检测元件的靶面上,所述光电检测元件对采集到的光能量进行积分并转换为电信号输出到所述检测系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:徐毅刚李东跃
申请(专利权)人:无锡市星迪仪器有限公司
类型:实用新型
国别省市:32[中国|江苏]

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