CN105417310A - 一种基于加速度传感器的电梯维保监督方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于加速度传感器的电梯维保监督方法与装置,其独立于电梯原有电气控制***，基于附加的一维或多维加速度传感器实现。其控制流程首先通过附加在电梯中的加速度传感器，采集电梯垂直运行方向的加速度a_s，根据加速度变化计算出电梯移动距离L_s、电梯运行时间T_s、电梯启停次数Q_s三个参数，将计算得到的三个参数值(L_s、T_s、Q_s)，与电梯安全运行维修保养规定的三个参数(L_b、T_b、Q_b)比对，及时发出电梯维修保养信号，提高电梯安全的运行性。本发明作为电梯安全运行的有效辅助技术方法，为维修保养管理提供了科学依据。

Description

一种基于加速度传感器的电梯维保监督方法与装置

技术领域

本发明涉及电气控制领域，尤其是一种基于加速度传感器的电梯维保监督方法与装置。

背景技术

近年来，电梯事故时有发生，给人民群众生命安全带来极大隐患。

根据文献和电梯厂家的维修记录，电梯发生设备故障的原因主要有两个方面：①电梯本身的性能质量和电梯的安装质量；②电梯的管理、使用和维修保养不到位。从我国电梯事故统计情况看，发生事故更多间接原因是由于电梯的维护保养不到位造成的。

目前国内电梯维修保养方面普遍的做法主要是依靠电梯公司每15日一次的定期维保和地方质监局的年检。据国家《特种设备安全监察条例》规定电梯至少每15日进行一次维护保养，但在质监部门的日常检查中发现，有的电梯使用单位并没有做到这点。不同场合的电梯，使用频度不同，相应的电梯损耗程度也不同，需要得到的保养等级也应有区别，而原有保养模式相对被动。

在授权公开号为100415625的专利中，公开了一种使用传感器检测电梯运行超速，异常抖动等状态，并启动制动措施的方法，这种方法涉及了发生故障时的探测和解决办法，但是不能实现故障预警的功能。

目前电梯维保的时间长短，存在以下问题：

1)现有电梯维保时间以日历自然天数为依据，没有和电梯实际移动距离L_s，实际运行时间T_s及实际启停次数Q_s三个参数(L_s、T_s、Q_s)挂钩，维保缺乏科学性，维保效果不佳。

2)各厂家生产的电梯，由于控制***的不同，在与电梯原有电气独立的方式下，无法获取电梯实际移动距离L_s，实际运行时间T_s及实际启停次数Q_s等参数。

3)现有基于固定周期的维保方式，由于无法获知电梯使用频度，因而无法有效监控和监管频繁运行的电梯。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于加速度传感器的电梯维保监督方法与装置，使用加速度传感器采集电梯运行时的加速度参数a_s，计算电梯实际使用参数，并与电梯安全运行维修保养规定的相关参数相比较，当超出规定时，及时提醒电梯用户进行保养。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于加速度传感器的电梯维保监督方法，基于独立于电梯原有电气控制***的加速度传感器采集电梯运行时的加速度参数a_s，运用力学公式和数学模型，计算出电梯实际移动距离L_s、实际运行时间T_s、实际启停次数Q_s三个参数，将上述三个参数与电梯安全运行维修保养规定的移动距离L_b、运行时间T_b、启停次数Q_b三个参数相比较，当电梯实际移动距离L_s、实际运行时间T_s、实际启停次数Q_s超出安全运行维修保养规定的参数时，发出保养信息，提醒用户及时保养。

进一步的，所述电梯实际移动距离L_s、实际运行时间T_s的计算方法为：电梯n次移动以后，移动距离运行时间其中i代表任意一次电梯的移动，n代表电梯总的移动次数，电梯任意一次从开始到停止的移动距离l_i＝l_k+l_y+l_t，l_k为电梯加速过程移动的距离、l_y为电梯匀速过程移动的距离、l_t为电梯减速过程移动的距离，电梯任意一次从开始到停止的运行时间t_i＝t₄-t₁，t₁为启动电梯时刻，t₄为电梯停止运动时刻。

进一步的，当满足表达式(L_s＞L_b)+(T_s＞T_b)+(Q_s＞Q_b)＝1时，即满足(L_s＞L_b)或满足(T_s＞T_b)或满足(Q_s＞Q_b)任意条件时，判定电梯实际运行参数超出维修保养规定的参数。

本发明还提供了一种实现上述的基于加速度传感器的电梯维保监督方法的装置，安装于电梯上且独立于电梯原有电气控制***，包括微处理器，以及连接所述微处理器的加速度传感器、按键、存储器、提醒指示器、通讯接口、实时时钟及电源；其中，所述加速度传感器用于采集电梯运行时的加速度参数，所述按键用于用于紧急情况下呼叫救援，所述存储器用于存储数据，所述提醒指示器用于发出提示信息，所述通讯接口用于与外部设备通信，所述实时时钟用于提供内部时间，所述微处理器用于处理相关数据。

优选的，所述加速度传感器采集电梯运行时的加速度参数是数字信号或者模拟信号。

工作时，加速度传感器实时采集电梯加速度参数a_s传送给微处理器，微处理器实时计算电梯移动距离L_s、电梯运行时间T_s和电梯启停次数Q_s三个实际运行参数并保存在存储器中，电梯安全运行维修保养规定的移动距离L_b、电梯运行时间T_b和电梯启停次数Q_b三个维保规定参数也保存在存储器，微处理器存取实际运行参数L_s、T_s、Q_s和维保规定参数L_b、T_b、Q_b并进行比较，若超出电梯安全运行维修保养规定参数，微处理器发送信号给提醒指示，提醒用户进行维保，同时，微处理器也通过通讯接口，将维保信息发送给第三方。所述按键连接微处理器，用于紧急情况下的呼叫按键。微处理器接收所述按键的信息，并发送给第三管理方。

采用上述方法及装置，本发明在独立于电梯原有电气控制***的前提下，实现了获取各类电梯实际移动距离L_s、实际运行时间T_s和实际启停次数Q_s三个参数的方法，且对电梯原有电气安全控制***不会产生任何影响。本发明以电梯实际移动距离L_s、电梯实际运行时间T_s和电梯实际启停次数Q_s三个参数作为维保的依据，解决了原有电梯维保过程中纯粹以日历时间天数为标准的盲目性，极大的减少安全隐患，提高了维保的科学性。

附图说明

图1为本发明的基于加速度传感器的电梯维保监督方法的流程示意图；

图2为本发明的基于加速度传感器的电梯维保监督装置的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

下面结合附图和实施例，对本发明进行进一步说明。

参见附图1和2，本发明的基于加速度传感器的电梯维保监督方法与装置，其装置包括微处理器1，加速度传感器2，按键3，存储器4，提醒指示器5，通讯接口6、实时时钟7和电源8。以微处理器1为核心，加速度传感器2实时采集电梯加速度参数a_s，传送给微处理器1，微处理器1实时计算电梯移动距离L_s、电梯运行时间T_s和电梯启停次数Q_s三个参数(L_s、T_s、Q_s)，微处理器1连接存储器4，电梯安全运行维修保养规定的移动距离L_b、电梯运行时间T_b和电梯启停次数Q_b三个参数(L_b、T_b、Q_b)保存在存储器4，电梯实际运行参数(L_s、T_s、Q_s)也保存在存储器4，微处理器1存取实际运行参数(L_s、T_s、Q_s)和维保规定参数(L_b、T_b、Q_b)，并进行比较，若超出电梯安全运行维修保养规规定参数，微处理器1发送信号给提醒指示5，提醒用户进行维保，同时，微处理器1也通过通讯接口6，将维保信息发送给第三方。

装置安装可以安装在电梯内以及任何可以随电梯移动的位置。

装置和电梯的电气连接只有电源8，电源8可以是交流电源或直流电源，也可以是蓄电瓶、锂电池、镍氢电池等可充电电池。

加速度传感器2连接微处理器1，加速度传感器2采用LIS3LV02DQ三轴加速度传感器或其他类似型号，加速度传感器2测量方向可以是单轴也可以是多轴；输出信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。微处理器1通过AD转换获取模拟信号，通过数字接口读取数字信号。

实时时钟7连接微处理器1，由微处理器1实现实时时钟7的配置，并读取实时时钟7的日期时间，得到电梯运行时刻，供***使用。

按键3连接微处理器1，按键3用于紧急情况下的呼叫按键。微处理器接收按键3的信息，并发送给第三管理方。

提醒指示器5，连接微处理器1，可以是LED指示灯，也可以蜂鸣器。

加速度传感器2采集电梯不同时刻加速度a_s，由实时时钟7得到电梯运行时刻，由微处理器1计算运行参数L_s、T_s、Q_s，假设电梯在t₁时刻启动电梯，速度为零，在t₂时刻，电梯加速结束，开始匀速运动，则加速过程移动的距离为：

$l_k={\∫}_{t1}^{t2}{a}_{s}t\·dt\≈\frac{1}{2}{a}_s(t_2^2-t_1^2)$ ……………………………公式一

加速过程运行的时间：

t_k＝t₂-t₁…………………………………………公式二

电梯经过一段时间的匀速运动后，当t₃时刻，速度开始减速，准备停止，则匀速过程移动的距离为：

$l_y={\∫}_{t2}^{t3}{a}_{s}t\·dt\≈a_s(t_2-t_1)\·\left(t_3-t_2\right)$ ………………………公式三

匀速过程运行的时间：

T_y＝t₃-t₂……………………………………………公式四

电梯经过减速以后，在t₄时刻电梯停止运动，则减速过程移动的距离为：

$l_t=-{\∫}_{t3}^{t4}{a}_{s}t\·dt\≈-\frac{1}{2}{a}_s(t_4^2-t_3^2)$ ………………………公式五

减速过程运行的时间：

t_t＝t₄-t₃……………………………………………公式六

电梯任意一次从开始到停止的移动距离:

l_i＝l_k+l_y+l_t；…………………………………………公式七

电梯任意一次从开始到停止的运行时间：

t_i＝t^k+t_y+t_t＝t⁴-t¹。…………………………………公式八

电梯n次移动以后，移动距离其中i代表任意一次电梯的移动，n代表电梯总的移动次数。

电梯n次移动以后，运行时间其中i代表任意一次电梯的移动，n代表电梯总的移动次数。

由此，可以得到需要的三个参数：L_s、T_s、Q_s。表一给出了相关测试参数。

由微处理器1计算得到的电梯实际运行参数L_s、T_s、Q_s，通过微处理器1，保存在存储器4，也可以通过通讯接口6，传递给外部***。

通讯接口6，可以是有线通讯，也可以是无线通讯；有线通讯可采用通用串行接口，如RS232、SPI、I2C等，无线通讯可以采用蓝牙、红外、GSM、GPRS等无线模块等。

存储器4连接微处理器1，它可以是串行非易失存储器，也可以是并行非易失存储器，用于保存电梯***属性参数和电梯运行参数。

维保规定参数L_b、T_b、Q_b可通过通讯接口，从外部传递给微处理器1，由微处理器1将维保规定参数L_b、T_b、Q_b保存在存储器4中。

当电梯完成一次升降停止移动时，微处理器1从存储器4中读出维保规定参数L_b、T_b、Q_b和实际运行参数L_s、T_s、Q_s，并进行处理。当满足表达式：(L_s＞L_b)+(T_s＞T_b)+(Q_s＞Q_b)＝1时，也就是说，当满足(L_s＞L_b)或满足(T_s＞T_b)或满足(Q_s＞Q_b)任意条件时，说明实际的运行参数已经超出维保要求规定参数，微处理器1发出维保信号，通过提醒指示5提醒用户，或者也可以通过通讯接口6，将需要进行维保的信息发送给第三方。

表二所示为电梯移动距离、运行时间和启停次数在维保规定范围内，没有发出维保报警信息

表三电梯移动距离超出维保规定(L_s>L_b)，发出维保报警信息

表四电梯启停次数超出维保规定(Q_s>Q_b)，发出维保报警信息

表五电梯移动距离超出维保规定(L_s>L_b)，电梯运行时间超出维保规定(T_s>T_b)，发出维保报警信息

通过上述***，可以使电梯维保及时、科学、有效，减少电梯安全隐患，保障电梯的安全运行。

表一电梯移动后，移动距离、运行时间和启停次数

表二电梯移动距离、运行时间启停次数在维保规定范围内，没有发出维保报警信息

表三电梯移动距离超出维保规定(L_s>L_b)，发出维保报警信息

表四电梯启停次数超出维保规定(Q_s>Q_b)，发出维保报警信息

(L_s>L_b)，电梯运行时间超出维保规定(T_s>T_b)，发出维保报警信息

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于加速度传感器的电梯维保监督方法，其特征在于：基于独立于电梯原有电气控制***的加速度传感器采集电梯运行时的加速度参数a_s，运用力学公式和数学模型，计算出电梯实际移动距离L_s、实际运行时间T_s、实际启停次数Q_s三个参数，将上述三个参数与电梯安全运行维修保养规定的移动距离L_b、运行时间T_b、启停次数Q_b三个参数相比较，当电梯实际运行参数超出安全运行维修保养规定的参数时，发出保养信息，提醒用户及时保养。

2.根据权利要求1所述的基于加速度传感器的电梯维保监督方法，其特征在于，所述电梯实际移动距离L_s、实际运行时间T_s的计算方法为：电梯n次移动以后，移动距离运行时间其中i代表任意一次电梯的移动，n代表电梯总的移动次数，电梯任意一次从开始到停止的移动距离l_i＝l_k+l_y+l_t，l_k为电梯加速过程移动的距离、l_y为电梯匀速过程移动的距离、l_t为电梯减速过程移动的距离，电梯任意一次从开始到停止的运行时间t_i＝t₄-t₁，t₁为启动电梯时刻，t₄为电梯停止运动时刻。

3.根据权利要求2所述的基于加速度传感器的电梯维保监督方法，其特征在于：当满足表达式(L_s＞L_b)+(T_s＞T_b)+(Q_s＞Q_b)＝1时，即满足(L_s＞L_b)或满足(T_s＞T_b)或满足(Q_s＞Q_b)任意条件时，判定电梯实际运行参数超出维修保养规定的参数。

4.一种实现如权利要求1-3所述的基于加速度传感器的电梯维保监督方法的装置，安装于电梯上且独立于电梯原有电气控制***，其特征在于：包括微处理器，以及连接所述微处理器的加速度传感器、按键、存储器、提醒指示器、通讯接口、实时时钟及电源；其中，所述加速度传感器用于采集电梯运行时的加速度参数，所述按键用于用于紧急情况下呼叫救援，所述存储器用于存储数据，所述提醒指示器用于发出提示信息，所述通讯接口用于与外部设备通信，所述实时时钟用于提供内部时间，所述微处理器用于处理相关数据。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述加速度传感器采集电梯运行时的加速度参数是数字信号或者模拟信号。