[发明专利]自动控制系统中的半自动环境光传感器校准方法

说明书

本发明涉及可变暗的照明系统。更具体地，它涉及在自动控制系统操作的照明系统中校准环境光强度的改进的方法。

随着在建筑设计中对节能注意力的提高，建筑师、建筑物业主及经营商正在利用自动变暗的照明系统来降低电耗及成本。然而，由于自然光的室内强度变化无常，基于诸如一天中的时间等可预测变量及诸如气候条件与阴影位置等不可预测变量两者的预定开环变暗时间表不能保证在所有时间上足够与均匀地照明给定的工作面。在试图解决这一问题中，各方面已研制出包含人工光线输出的反馈控制的变暗系统。

这种用于控制光源发出的照明量的系统通常称作变暗控制装置。转让给本发明的受让人的美国专利号4,904,906中公开了为与荧光照明一起使用而设计的这种系统，通过引用将其结合在此。这些系统利用环境光传感器或光电管来监视空间中的环境光强度。传感器将其接收的光转换成电信号。将这一信号提供给按照预定的算法调节提供给光源的能量的强度或质量的电子控制电路。这一算法可以是比例的、积分的或差分的。

典型房间中的照明控制系统具有关心的照明点，通常是位于诸如建筑物内的房间或其它封闭空间等照明空间内的工作面及其周围。来自电照明设备的人工光线Ee及从房间外面通过窗口进入的自然光线Eo照明所关心的点。所关心的照明点及周围的一些光线作为反射光线Es反射到环境光传感器中。光传感器，也称作光电管，通常安装在关心的照明点上方的天花板上，然而它也可安装在照明空间内任何地方。传感器将其接收的反射光Es转换成与其接收的光成比例的通常为0至10伏电压的电信号。将传感器电压提供给电子控制电路，后者计算照明空间内所需的电光量。控制电路可位于任何地方，但通常安装在传感器中、照明设备中或独立的盒中。控制电路所采用的算法可以是比例的、积分的与/或差分的控制系统。照明控制系统通常利用比例控制系统。

控制算法的参数通常是在安装后可调节的，从而技术人员能将关心的点上的光强度校准到任何要求的强度上。虽然许多系统只有照明强度的设定点调节，但技术人员能调节增益与设定点两者是理想的。其它系统只有一个设定点调节，但允许使用自动开关在多种固定增益之间进行增益调节。Honeywell EL7365环境光传感器便是这种系统的一个实例。

先有技术需要劳动量大的试探校准过程。技术人员手动将光度计放置在关心的点上。然后技术人员通过转动改变模拟电路的电阻的电位计来调节照明参数，直到关心的点上的光线达到要求的强度为止。技术人员在夜间或窗帘完全闭合时而在所关心的点上没有外部光线Eo时进行这一第一次读取。以后在自然日光通过外部窗口进入房间时再调节这些参数直到所关心的点上的光线达到要求的强度。

若干因素能使这一过程复杂化。首先，必须经常调节以便在关心的点上的光线有无自然日光Eo都保持稳定。由于进入房间的日光的角度随一天中的时间改变而使这一问题进一步复杂化，因为大多数窗口不设有光扩散器。第二，由于调节完全是手动的，技术人员需要进行多次费时的调节以便归零在所要求的光设定值上。第三，如果调节是在照明装置或光传感器上进行的，技术人员必须爬上梯子进行试调，然后爬下梯子以避免挡光，然后，为各次调节读取光度计。

因此，本发明提供了半自动校准自动照明控制系统的方法，它克服与先有技术系统关联的许多缺点。这一方法利用与照明控制系统通信的光度计及编程器。编程器通过光度计在感测关心的点上的照明强度并通过照明控制系统交互地调节照明强度，该照明控制系统控制照明灯的功率控制器，通常为可变暗的镇流器。通过在最小与最大室外照明强度及最小与最大电照明强度上读取环境光强度，编程器计算出在任何室外光强度上提供足够光线给关心的点所需的电子增益及设定点。然后编程器从照明控制系统上断开并在最小与最大室外光强度上读取关心的点上的光强度。如果这些读数与编程器所计算的预测光强度不一致，编程器便向技术人员建议进一步调节。

从而可以理解，此后所描述的方式消除了上述问题，并从下面结合附图作出的说明与权利要求中能得到本发明的进一步优点与细节。

图1为展示本发明的图。

图2为本发明的流程图。

图3为电光线对受本发明调节的光线的控制信号的曲线。

图4为按照本发明的照明强度控制装置的信号流图。

图5为按照本发明的照明强度控制装置的简化信号流图。

首先详细描述本发明及使用它的环境。这一说明后面，提出使用方法以及数学表示。