CN108178035A - 一种电梯轿门状态监测装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电梯轿门状态监测装置及其监测方法，将减速度传感器安装固定在轿门外部边缘，利用加速度传感器监测轿门开关过程加速度信号，进一步滤波处理，求得加速度、速度及位移曲线。根据轿门不同运行状态下的曲线特性，实现对电梯轿门状态的监控。该方法不仅能够计算轿门开关门所用时间、判断是处于开门还是关门状态、计算开关门过程的加速度及速度值，还能对轿门发生卡阻及光幕异常等故障进行判断。传统的电梯轿门状态监测装置，如磁开关传感器，只能实现电梯在开关门结束时间点进行判断，而不能实现轿门开关全过程的状态监测。所以，相对于传统的轿门状态监测装置，本发明专利提供的基于加速度传感器的轿门状态监测方法具有明显优势。

Description

一种电梯轿门状态监测装置及监测方法

技术领域

本发明涉及一种电梯轿门状态监测装置，特别涉及通过对电梯轿门的实时运行状态监测以实现对轿门开关过程的实时监控。

背景技术

随着我国经济快速发展，生活水平大幅提高，高楼建筑逐渐增多，电梯的应用越来越广泛。随着电梯数量与日俱增，使用日趋频繁，其不仅关系到人民群众的人身安全还影响到整个社会的公共交通安全，电梯安全已经触动了公众的敏感神经。目前我国对电梯的检查基本上采用的是定期、定量巡检，此法不能及时掌握、了解电梯的异常和故障，监管部门更无从得知电梯的服役情况，隐患不能有效预知和排除，未能对其工况全面科学地评估和预警。因此，将多传感器融合技术应用到电梯安全监控，利用微处理器***采集电梯的状态数据，运用信息推理策略处理来掌握电梯的运行状态，获得电梯更准确、更全面、更科学的工况安全级别和可能产生的故障、安全隐患，帮助特检部门对电梯的性能、故障部位作出有效的判断，提升电梯行业的安全性和服务水平，为国民经济发展提供重要的基础保障。

电梯轿厢门机是电梯设备的重要组成部分，由于门机的开关动作频繁，因而门机运行的快速性和可靠性对保证电梯的正常工作十分重要。老式的电梯门机一般由电动机配以继电器、限位开关和电阻实现开关门的控制。这种门机的运行特性单一，开关门的平稳性较差，已无法满足新型电梯的运行要求。

目前，电梯轿门状态的监测主要利用光电开关或者电磁开关检测轿门发生卡阻及判断轿门是否处于完全打开或者完全关闭的状态。所以，现有的轿门状态检测传感器与检测方法只能检测到轿门发生卡阻及是否处于开、或者关的状态，而无法检测轿门在开、关过程中的实时运行状态。

对电梯轿门的实时运行状态监测，有助于实时了解电梯轿门性能状况，但是目前并没有相关检测方法能够实现对轿门开关过程的实时监控。而对轿门开关过程的监测有助于我们了解轿门开关的全过程状态，并且可以通过对实时状态的监控，获得轿门在各个运行状态下的性能参数或者曲线，实现对轿门故障的诊断甚至提前预判。所以我们需要探索新的电梯轿门运行状态检测方法，提高电梯运行的安全性能。

发明内容

鉴于以上现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于加速度传感器的电梯轿门实时运行状态监测装置及监测方法。其能全面监测电梯轿门的运行状态，对电梯的工况进行的准确评估和预警。

本发明所采用的技术方案如下：

一种电梯轿门状态监测装置，该装置包括加速度传感器、无线通讯模块及单片机组成，其中，加速度传感器通过螺栓固定在基座上，在基座的底座上安装有永磁铁，将加速度传感器采集的加速度信号通过无线通讯模块传输到单片机。该装置安装于电梯轿厢门外部边缘，能够方便的将传感器模块固定于电梯轿门外部，以实现对电梯轿门运行过程加速度信号的采集。

通过采集轿门运行状态加速度信号，进而获得轿门运行过程中的加速度、速度及位移曲线。

并根据获得的速度、加速度及位移曲线的特征，获得电梯轿门运行过程中的实时速度、加速度值，并判断电梯是否完成开关门过程，且能够通过这些曲线，判断电梯轿门是否处于卡阻、光幕异常等状态。

本发明还提出一种电梯轿门状态实时监测的方法，如图1所示。

其技术方案如下所述：

首先，利用安装在电梯轿门外侧的加速度传感器采集加速度信号a，通过A/D转换成数字信号，将加速度数字信号进行滤波去噪，获得平滑的轿门加速度信号曲线，在时间上进行积分，得：

得t时刻的速度值v_t，v₀为速度初始值，a_t为t时刻的加速度值。

同理，将获得的轿门速度信号在时间上积分，获得轿门位移曲线：

根据获得的轿门运行状态实时速度曲线v_t、加速度曲线、位移曲线s_t，与正常电梯轿门正常运行情况下的曲线进行对比，如果出现异常，则可判断轿门发生故障，根据不同故障情况下的曲线特征，判断电梯轿门具体发生那种故障。

本发明的有益效果：

利用加速度传感器检测电梯轿门的加速度、速度及位移曲线，通过轿门开关速度或者加速度曲线特征，实现对电梯轿门故障的诊断。相对于传统的轿门状态检测装置，本发明专利提供的基于加速度传感器的轿门状态检测方法具有明显优势。

附图说明

图1一种电梯轿门状态实时监测方法；

图2传感器俯、侧视图；

图3加速度传感器模块安装位置示意图；

图4正常开关门过程速度曲线示意图；

图5异常开关门速度信号曲线示意图。

具体实施方式

首先，为方便加速度传感器固定在电梯轿门上，将加速度传感器固定在底座带有永磁铁的基座上，其俯视图和侧视图如图2所示。加速度传感器模块固定在轿门外侧边缘，加速度传感器模块安装位置示意图如图3所示。

当电梯轿门开关时，安装在电梯轿门外侧的加速度传感器即可采集到轿门的加速度信号a，过A/D转换成数字信号，将加速度数字信号进行滤波去噪，获得平滑的轿门加速度信号曲线，在时间上进行积分，可得到轿门开关时的速度曲线。

例如，处理得到的正常开关门速度信号曲线示意图如图4所示。根据速度信号的突变的时刻及突变方向可以判断轿门在开关过程中的实时状态。在t1时刻，速度曲线从0值发生突变，且为负值，可以判断轿门开始关闭，关闭过程至t2点结束，在t3点，速度曲线从0值发生突变且为正值，可以判断轿门处于打开状态且打开过程在t4点结束。根据t1、t2、t3以及t4值的大小，可以判断电梯的开关门所用时间。

如果电梯轿门发生卡阻等故障，速度或加速度曲线将会明显不同于正常曲线。例如，采集得到的异常开关门速度信号曲线示意图如图5所示。在从t1时刻开始的关门过程中，遇到了卡阻故障，则轿门启动保护措施，从新打开，无法完成整个关闭过程。从波形图可以看出，卡阻状态下的速度曲线和正常情况下的明显不同，根据该故障状态下的曲线特征，可以判断轿门发生了卡阻故障。同理，当电梯轿门发生其他类型故障时，比如轿门开关门速度及轿门光幕异常等故障，则也可检测到不正常的速度取现，实现故障的诊断。

除了可以利用速度曲线特征对故障在类型进行判断之外，还可利用直接利用加速度曲线或者位移曲线分析轿门正常状态下与异常状态下的特点，实现故障的诊断。

Claims (2)

1.一种电梯轿门状态监测装置，其特征在于：该装置包括加速度传感器、无线通讯模块及单片机组成，其中,加速度传感器通过螺栓固定在基座上，在基座的底座上安装有永磁铁，将加速度传感器采集的加速度信号通过无线通讯模块传输到单片机。

2.一种利用权利要求1所述电梯轿门状态监测装置监测电梯轿门运行状态的方法，其特征在于：将加速度传感器通过螺栓固定在基座上，在基座的底座上安装有永磁铁，能够方便的将传感器模块固定于电梯轿门外部，以实现对电梯轿门运行过程加速度信号的采集，利用安装在电梯轿门外侧的加速度传感器采集到加速度信号a，通过无线通讯模块将加速度信号传输到单片机，经过A/D转换成数字信号，将加速度数字信号进行滤波去噪，获得平滑的轿门加速度信号曲线，在时间上进行积分，获得轿门的速度信号曲线，将所得速度信号曲线与电梯轿门正常运行情况下的速度曲线进行对比，如果速度曲线出现异常，则可判断轿门发生故障，并可根据不同故障情况下的曲线特征，判断电梯轿门具体发生那种故障。