基于激光技術(shù)的電梯液壓緩沖器動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)技術(shù)研究

戚政武 梁敏健 王 葵

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院 珠海 519002）

基于激光技術(shù)的電梯液壓緩沖器動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)技術(shù)研究

戚政武 梁敏健 王 葵

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院 珠海 519002）

針對(duì)目前電梯液壓緩沖器復(fù)位傳統(tǒng)檢測(cè)方法效率低、準(zhǔn)確度差等不足，設(shè)計(jì)了一種基于激光技術(shù)的電梯液壓緩沖器動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)的方法及儀器。該儀器采用激光測(cè)距技術(shù)，對(duì)激光測(cè)距信號(hào)進(jìn)行采集和分析，完成液壓緩沖器壓縮行程和復(fù)位時(shí)間的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了液壓緩沖器復(fù)位過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及結(jié)果的自動(dòng)計(jì)算。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，該儀器可以自動(dòng)顯示壓縮行程、復(fù)位時(shí)間和繪制復(fù)位過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)，提高了測(cè)量精度和效率，為液壓緩沖器的隱患檢測(cè)提供參考。

電梯 液壓緩沖器 激光技術(shù) 復(fù)位時(shí)間 動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)

電梯緩沖器是電梯非常重要的一個(gè)安全部件，主要有兩種形式：蓄能型緩沖器和耗能型緩沖器（也稱(chēng)液壓緩沖器）。相比于蓄能型緩沖器，液壓緩沖器可以應(yīng)用于各種梯速的電梯，在使用中更加廣泛。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)電梯檢驗(yàn)規(guī)程要求，在電梯安裝投入使用前，特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)液壓緩沖器工作狀況實(shí)施驗(yàn)證性監(jiān)督檢驗(yàn)。液壓緩沖器被完全壓縮后，從轎廂開(kāi)始提起到液壓緩沖器完全復(fù)位的最大時(shí)間限度為120s[1-2]。

目前，常用的檢驗(yàn)方法主要有：1）轎廂在空載情況下，以檢修速度下降，將緩沖器全壓縮，從轎廂開(kāi)始離開(kāi)緩沖器瞬間起，直到緩沖器回復(fù)原狀，觀察并用秒表計(jì)時(shí)。該方法需要檢驗(yàn)人員在轎廂壓縮緩沖器的全程蹲到底坑完成檢驗(yàn)，檢驗(yàn)人員的安全無(wú)法得到保障。2）檢驗(yàn)人員在機(jī)房，使用萬(wàn)用表測(cè)量電梯的安全回路。轎廂在空載情況下，以檢修速度下降，將緩沖器全壓縮，萬(wàn)用表顯示安全回路處于斷開(kāi)狀態(tài)。從轎廂提起瞬間到萬(wàn)用表顯示安全回路導(dǎo)通，用秒表計(jì)時(shí)。該方法接線(xiàn)麻煩、效率低，其次電氣開(kāi)關(guān)復(fù)位作為判斷緩沖器完全復(fù)位也不嚴(yán)謹(jǐn)，且針對(duì)非自動(dòng)復(fù)位電氣開(kāi)關(guān)，該檢測(cè)方法不適用，存在很大局限性。

本文設(shè)計(jì)一種基于激光技術(shù)的電梯液壓緩沖器動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)的方法，開(kāi)發(fā)一款具有液壓緩沖器壓縮行程、復(fù)位時(shí)間等參數(shù)測(cè)量功能的自動(dòng)化檢測(cè)儀器。較好地解決了目前電梯液壓緩沖器檢測(cè)方面存在的效率低、準(zhǔn)確度差、檢驗(yàn)安全的問(wèn)題，對(duì)提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確度，排查隱患，具有積極的意義。

1 系統(tǒng)檢測(cè)原理及方案

1.1 系統(tǒng)檢測(cè)原理

如圖1所示，檢測(cè)系統(tǒng)主要由測(cè)量?jī)x器和薄片反光擋板組成，其中測(cè)量?jī)x器上的激光發(fā)射和接收器可以實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距功能。在測(cè)量開(kāi)始前，將便攜式的測(cè)量?jī)x器平放在電梯底坑，并且在液壓緩沖器頂面貼上薄片反光擋板。開(kāi)啟測(cè)量?jī)x器，激光脈沖發(fā)射與接收裝置垂直發(fā)出一束可見(jiàn)激光，激光經(jīng)薄片反光擋板反射后回到激光脈沖發(fā)射與接收裝置，測(cè)量?jī)x器顯示和保存薄片反光擋板到測(cè)量?jī)x器的距離值X1。將電梯轎廂以檢修速度向下運(yùn)行，當(dāng)轎廂壓到液壓緩沖器時(shí)，測(cè)量?jī)x器開(kāi)始實(shí)時(shí)采集反光板位置X，并開(kāi)始描繪X與時(shí)間變化曲線(xiàn)。轎廂繼續(xù)往下運(yùn)行，直到轎廂完全壓縮緩沖器，測(cè)量?jī)x器記錄和保存此時(shí)薄片反光擋板到測(cè)量?jī)x器距離的最小值X2。轎廂開(kāi)始檢修向上運(yùn)行，當(dāng)測(cè)量?jī)x器識(shí)別到X≥X2時(shí)，儀器開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)此時(shí)為t1。轎廂繼續(xù)向上運(yùn)行，直到緩沖器完全復(fù)位，也就是X≥X1時(shí)，儀器停止測(cè)量，計(jì)時(shí)結(jié)束，設(shè)此時(shí)為t2。對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，可知t2-t1即為緩沖器復(fù)位時(shí)間，X1-X2為緩沖器最大壓縮行程。通過(guò)查看擋板到測(cè)量?jī)x器的距離值的曲線(xiàn)可以判斷緩沖器是否存在復(fù)位停頓情況并且對(duì)復(fù)位停頓情況進(jìn)行定位。

圖1 液壓緩沖器復(fù)位檢測(cè)原理圖

1.2 測(cè)量?jī)x器技術(shù)方案

如圖2所示，測(cè)量?jī)x器主要由工業(yè)級(jí)控制板、激光脈沖發(fā)射與接收裝置、觸摸級(jí)顯示屏以及相關(guān)電路組成。激光脈沖發(fā)射和接收裝置的主要元器件是一個(gè)激光測(cè)距傳感器，該傳感器體積小，量程可達(dá)2m，最高響應(yīng)時(shí)間可達(dá)1ms。激光發(fā)射控制電路控制激光脈沖發(fā)射和接收裝置的關(guān)斷，防止激光對(duì)人體的傷害。工業(yè)級(jí)控制板采用嵌入式系統(tǒng)，可充電電池供電。當(dāng)電梯轎廂壓縮緩沖器后，激光脈沖發(fā)射和接收裝置的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理與高精度采集電路的14位以上AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)?？刂瓢鍖?duì)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，實(shí)時(shí)繪制緩沖器距離變化曲線(xiàn)，并且識(shí)別轎廂開(kāi)始提起以及液壓緩沖器完全復(fù)位兩個(gè)狀態(tài)，對(duì)緩沖器復(fù)位時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)。觸摸級(jí)顯示屏為使用人員提供儀器操作界面并且對(duì)緩沖器距離變化曲線(xiàn)以及緩沖器復(fù)位時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行顯示。

圖2 測(cè)量?jī)x器技術(shù)方案

2 儀器檢測(cè)應(yīng)用

儀器所有部件都集成在一個(gè)防水的ABS塑料手提箱內(nèi)。整個(gè)儀器箱結(jié)構(gòu)緊湊，攜帶方便，非常適合特種設(shè)備人員攜帶操作。

在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，按照?qǐng)D3所示，將測(cè)試系統(tǒng)放置于緩沖器下，并且安裝好薄片反光擋板。開(kāi)啟測(cè)試儀器，儀器進(jìn)入緩沖器動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)模式。首先標(biāo)定薄片反光檔板到儀器的初始距離值，薄片反光檔板到儀器的距離值開(kāi)始小于初始值時(shí)，測(cè)試儀器開(kāi)始采集距離數(shù)據(jù)。當(dāng)薄片反光檔板到儀器的距離值開(kāi)始大于初始值時(shí)，測(cè)試儀器停止采集數(shù)據(jù)，結(jié)束測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試儀器實(shí)時(shí)繪制薄片反光檔板到儀器的距離值，如圖4所示，其中橫軸為采集點(diǎn)數(shù)，縱軸為薄片反光檔板到儀器的距離。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)圖

圖4 正常液壓緩沖器復(fù)位曲線(xiàn)

從圖4中可以看出，在位置1處，薄片反光檔板到儀器的距離開(kāi)始小于初始標(biāo)定值，儀器對(duì)距離信號(hào)開(kāi)始進(jìn)行采集，并且開(kāi)始繪制曲線(xiàn)。液壓緩沖器不斷被壓縮，薄片反光檔板到儀器的距離不斷減小。在位置2處，液壓緩沖器被完全壓縮，儀器記錄此時(shí)薄片反光檔板到儀器的最小距離。開(kāi)啟電梯轎廂向上運(yùn)行，液壓緩沖器開(kāi)始復(fù)位，在位置3處，薄片反光檔板到儀器的距離大于最小距離，儀器開(kāi)始計(jì)時(shí)。在位置4處，薄片反光檔板到儀器的距離大于等于初始標(biāo)定值，緩沖器完全復(fù)位，儀器停止曲線(xiàn)繪制和計(jì)時(shí)，測(cè)試結(jié)束。儀器界面自動(dòng)顯示液壓緩沖器復(fù)位時(shí)間、壓縮行程以及緩沖曲線(xiàn)。

3 測(cè)試結(jié)果分析

采用檢測(cè)儀器，對(duì)珠海市5種不同型號(hào)的電梯液壓緩沖器進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。在儀器完成檢測(cè)的同時(shí)，檢驗(yàn)人員通過(guò)在電梯底坑安裝一個(gè)高速攝像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)控電梯壓縮緩沖器的全過(guò)程。檢驗(yàn)人員通過(guò)查看監(jiān)控視頻，并且對(duì)視頻進(jìn)行處理，計(jì)算得出緩沖器壓縮復(fù)位時(shí)間。

儀器測(cè)試和攝像頭監(jiān)控得到的壓縮復(fù)位時(shí)間的結(jié)果見(jiàn)表1。儀器測(cè)試和緩沖器銘牌標(biāo)記的壓縮行程的結(jié)果見(jiàn)表2。從表1和表2中可以看出，儀器測(cè)量緩沖器復(fù)位時(shí)間和攝像頭監(jiān)控得到的結(jié)果誤差小于0.5s。儀器測(cè)量得到的緩沖器壓縮行程和緩沖器銘牌上標(biāo)注的數(shù)據(jù)之間的誤差小于2mm，證明了儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性和有效性。

表1 復(fù)位時(shí)間結(jié)果比對(duì)

表2 壓縮行程結(jié)果比較

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種利用激光跟蹤電梯緩沖器的壓縮及復(fù)位全過(guò)程從而實(shí)現(xiàn)液壓緩沖器復(fù)位性能檢測(cè)的方法及儀器。該儀器可以記錄和顯示液壓緩沖器運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)，并自動(dòng)計(jì)算壓縮行程和復(fù)位時(shí)間。經(jīng)過(guò)對(duì)比檢測(cè)，證明了該檢測(cè)方法及儀器具有快速、準(zhǔn)確，操作性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高電梯檢測(cè)效率和質(zhì)量具有一定的意義。

[1] TSG T7001—2009 電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯[S]．

[2] GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規(guī)范[S]．

Research on Dynamic Tracking Detection Technology of Elevator Hydraulic Buffer Based on Laser Technology

Qi Zhengwu Liang M injian Wang kui
(Zhuhai Branch, Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research Zhuhai 519002)

To cope w ith the low eff ciency and poor accuracy in traditional detection methods of the elevator hydraulic buffer reposition, a method and instrument for the dynam ic tracking detection of the hydraulic buffer of elevator based on laser technology is designed. The laser ranging technique is used in this instrument to collect and analyze the laser ranging signals. The compression stroke and the reposition time of the hydraulic buffer are measured, the dynam ic monitoring of the reposition process and the automatic calculation of the result are achieved. The feld test shows that the instrument can automatically display the compression stroke, the reposition time, draw the motion curve of the reposition process, improve the measuring precision and eff ciency, and provide reference for the detection of hydraulic buffer.

Elevator Hydraulic buffer Laser technology Reposition time Dynamic tracking detection

X 941

B

1673-257X(2017)06-0025-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.06.007

戚政武（1964～)，男，本科，院長(zhǎng)，高級(jí)工程師，從事特種設(shè)備檢驗(yàn)與管理及檢驗(yàn)儀器開(kāi)發(fā)與利用工作。

梁敏健，E-mail: 185426480@qq.com。

2017-04-28）