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智能玻璃设计可节省电力

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德国卡塞尔,2021年4月6日——卡塞尔大学研究人员的一项设计旨在减少照明和温度技术的能源消耗。国际买球的网站该智能系统使用微光机电(MOEM)微镜阵列来调节和引导阳光。该系统不受风、窗户清洁和天气条件的影响,因为窗户之间充满了惰性气体,如氩气或氪气。

“我们的聪明人玻璃基于数百万的微镜,裸眼不可见,并根据用户的行动,太阳位置,白天和季节反映入境阳光,在建筑物内提供个性化的光学转向,“电气工程教授赫特·霍尔默(Hartmut Hillmer)说计算机科学部门。

最先进的玻璃窗针对特定季节(夏季或冬季)的气候进行了优化,忽略了当前的光照条件和温度等变量。该系统由研究人员开发,通过电子控制机制自动对当地气候、日光、季节、温度和运动感知做出反应,从传感器接收输入,指导和定位镜子。
垂直静态的SEM显微照片,具有放大区域的插入的平面微镜阵列。由Hillmer等人提供。
垂直静态的SEM显微照片,具有放大区域的插入的平面微镜阵列。由Hillmer等人提供。

系统的MEMS微镜阵列集成在绝缘玻璃内部,其方向通过各自的电子之间的电压操作。房间中的运动传感器检测房间内用户的数量,位置和移动,这将信号发送到镜像系统以相应地响应。

在夏季,如果房间是空的,智能玻璃窗将通过垂直切换微镜,反射来闭光。太阳辐射在室外保持房间凉爽。当有人进入房间时,系统将打开上方的镜子,将阳光反射到天花板上的有限区域。窗户的下部仍然关闭,继续反射外面的太阳辐射。
系统如何响应季节变化和运动输入的艺术表现。由Hillmer等人提供。
系统如何响应季节变化和运动输入的艺术表现。由Hillmer等人提供。

相反,在冬天房间空着的时候,镜子会打开,将太阳辐射反射到中央的墙上,起到辐射加热器的作用。当一个人进入房间时,该系统将光线反射到天花板以减少眩光,并继续利用太阳辐射获得热量。

系统的测试显示了亚微米的范围内显着更高的致动速度,功耗低于电致变色或液晶概念。研究人员进行了微镜结构的快速老化试验。该测试旨在模拟极端天气事件和影响,长期使用,极端温度和温度突然变化。该系统幸存下所有测试,没有故障或损害。长期使用的测试使系统在整个系统中苛刻,并指出了超过40年的预期终身。

这项研究发表在光学微系统学报(www.doi.org/10.1117/1.JOM.1.1.014502)。

photonics.com.
4月2021年
词汇表
太阳辐射
太阳辐射的波长范围很广,从长红外到短紫外,其最大强度在可见绿色约为5000 Å。由于空气强烈地吸收光谱两端的波长,地球接收到的太阳辐射更为有限,一般只能是可见光和近红外波段。
玻璃
把眼镜的镜头放在镜框上的过程。
研究与技术 光学 镜子 微镜 微镜致动 微镜阵列 微镜阵列 微镜 智能窗户 智能窗户 节能智能窗户 太阳能加热 太阳辐射 玻璃面板 玻璃 卡塞尔大学 光学微系统 光学微系统学报

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