基于激光技术的电梯液压缓冲器动态跟踪检测技术研究

2017-07-31戚政武梁敏健

中国特种设备安全 2017年6期

关键词：薄片缓冲器轿厢

戚政武梁敏健王葵

（广东省特种设备检测研究院珠海检测院珠海 519002）

基于激光技术的电梯液压缓冲器动态跟踪检测技术研究

戚政武梁敏健王葵

（广东省特种设备检测研究院珠海检测院珠海 519002）

针对目前电梯液压缓冲器复位传统检测方法效率低、准确度差等不足，设计了一种基于激光技术的电梯液压缓冲器动态跟踪检测的方法及仪器。该仪器采用激光测距技术，对激光测距信号进行采集和分析，完成液压缓冲器压缩行程和复位时间的测量，实现了液压缓冲器复位过程的动态监测及结果的自动计算。经现场试验表明，该仪器可以自动显示压缩行程、复位时间和绘制复位过程中的运动曲线，提高了测量精度和效率，为液压缓冲器的隐患检测提供参考。

电梯液压缓冲器激光技术复位时间动态跟踪检测

电梯缓冲器是电梯非常重要的一个安全部件，主要有两种形式：蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器（也称液压缓冲器）。相比于蓄能型缓冲器，液压缓冲器可以应用于各种梯速的电梯，在使用中更加广泛。根据国家标准及有关电梯检验规程要求，在电梯安装投入使用前，特种设备检验检测机构应对液压缓冲器工作状况实施验证性监督检验。液压缓冲器被完全压缩后，从轿厢开始提起到液压缓冲器完全复位的最大时间限度为120s[1-2]。

目前，常用的检验方法主要有：1）轿厢在空载情况下，以检修速度下降，将缓冲器全压缩，从轿厢开始离开缓冲器瞬间起，直到缓冲器回复原状，观察并用秒表计时。该方法需要检验人员在轿厢压缩缓冲器的全程蹲到底坑完成检验，检验人员的安全无法得到保障。2）检验人员在机房，使用万用表测量电梯的安全回路。轿厢在空载情况下，以检修速度下降，将缓冲器全压缩，万用表显示安全回路处于断开状态。从轿厢提起瞬间到万用表显示安全回路导通，用秒表计时。该方法接线麻烦、效率低，其次电气开关复位作为判断缓冲器完全复位也不严谨，且针对非自动复位电气开关，该检测方法不适用，存在很大局限性。

本文设计一种基于激光技术的电梯液压缓冲器动态跟踪检测的方法，开发一款具有液压缓冲器压缩行程、复位时间等参数测量功能的自动化检测仪器。较好地解决了目前电梯液压缓冲器检测方面存在的效率低、准确度差、检验安全的问题，对提高检测效率和准确度，排查隐患，具有积极的意义。

1 系统检测原理及方案

1.1 系统检测原理

如图1所示，检测系统主要由测量仪器和薄片反光挡板组成，其中测量仪器上的激光发射和接收器可以实现激光测距功能。在测量开始前，将便携式的测量仪器平放在电梯底坑，并且在液压缓冲器顶面贴上薄片反光挡板。开启测量仪器，激光脉冲发射与接收装置垂直发出一束可见激光，激光经薄片反光挡板反射后回到激光脉冲发射与接收装置，测量仪器显示和保存薄片反光挡板到测量仪器的距离值X1。将电梯轿厢以检修速度向下运行，当轿厢压到液压缓冲器时，测量仪器开始实时采集反光板位置X，并开始描绘X与时间变化曲线。轿厢继续往下运行，直到轿厢完全压缩缓冲器，测量仪器记录和保存此时薄片反光挡板到测量仪器距离的最小值X2。轿厢开始检修向上运行，当测量仪器识别到X≥X2时，仪器开始计时，设此时为t1。轿厢继续向上运行，直到缓冲器完全复位，也就是X≥X1时，仪器停止测量，计时结束，设此时为t2。对结果进行处理，可知t2-t1即为缓冲器复位时间，X1-X2为缓冲器最大压缩行程。通过查看挡板到测量仪器的距离值的曲线可以判断缓冲器是否存在复位停顿情况并且对复位停顿情况进行定位。

图1 液压缓冲器复位检测原理图

1.2 测量仪器技术方案

如图2所示，测量仪器主要由工业级控制板、激光脉冲发射与接收装置、触摸级显示屏以及相关电路组成。激光脉冲发射和接收装置的主要元器件是一个激光测距传感器，该传感器体积小，量程可达2m，最高响应时间可达1ms。激光发射控制电路控制激光脉冲发射和接收装置的关断，防止激光对人体的伤害。工业级控制板采用嵌入式系统，可充电电池供电。当电梯轿厢压缩缓冲器后，激光脉冲发射和接收装置的信号经过信号调理与高精度采集电路的14位以上AD转换电路转换为数字信号。控制板对传输过来的数字信号进行运算处理，实时绘制缓冲器距离变化曲线，并且识别轿厢开始提起以及液压缓冲器完全复位两个状态，对缓冲器复位时间进行计时。触摸级显示屏为使用人员提供仪器操作界面并且对缓冲器距离变化曲线以及缓冲器复位时间等参数进行显示。

图2 测量仪器技术方案

2 仪器检测应用

仪器所有部件都集成在一个防水的ABS塑料手提箱内。整个仪器箱结构紧凑，携带方便，非常适合特种设备人员携带操作。

在试验现场，按照图3所示，将测试系统放置于缓冲器下，并且安装好薄片反光挡板。开启测试仪器，仪器进入缓冲器动态跟踪检测模式。首先标定薄片反光档板到仪器的初始距离值，薄片反光档板到仪器的距离值开始小于初始值时，测试仪器开始采集距离数据。当薄片反光档板到仪器的距离值开始大于初始值时，测试仪器停止采集数据，结束测试。在测试过程中，测试仪器实时绘制薄片反光档板到仪器的距离值，如图4所示，其中横轴为采集点数，纵轴为薄片反光档板到仪器的距离。

图3 现场试验图

图4 正常液压缓冲器复位曲线

从图4中可以看出，在位置1处，薄片反光档板到仪器的距离开始小于初始标定值，仪器对距离信号开始进行采集，并且开始绘制曲线。液压缓冲器不断被压缩，薄片反光档板到仪器的距离不断减小。在位置2处，液压缓冲器被完全压缩，仪器记录此时薄片反光档板到仪器的最小距离。开启电梯轿厢向上运行，液压缓冲器开始复位，在位置3处，薄片反光档板到仪器的距离大于最小距离，仪器开始计时。在位置4处，薄片反光档板到仪器的距离大于等于初始标定值，缓冲器完全复位，仪器停止曲线绘制和计时，测试结束。仪器界面自动显示液压缓冲器复位时间、压缩行程以及缓冲曲线。

3 测试结果分析

采用检测仪器，对珠海市5种不同型号的电梯液压缓冲器进行了现场检测。在仪器完成检测的同时，检验人员通过在电梯底坑安装一个高速摄像头，实时监控电梯压缩缓冲器的全过程。检验人员通过查看监控视频，并且对视频进行处理，计算得出缓冲器压缩复位时间。

仪器测试和摄像头监控得到的压缩复位时间的结果见表1。仪器测试和缓冲器铭牌标记的压缩行程的结果见表2。从表1和表2中可以看出，仪器测量缓冲器复位时间和摄像头监控得到的结果误差小于0.5s。仪器测量得到的缓冲器压缩行程和缓冲器铭牌上标注的数据之间的误差小于2mm，证明了仪器测量的准确性和有效性。

表1 复位时间结果比对

表2 压缩行程结果比较

4 结论

本文设计了一种利用激光跟踪电梯缓冲器的压缩及复位全过程从而实现液压缓冲器复位性能检测的方法及仪器。该仪器可以记录和显示液压缓冲器运动曲线，并自动计算压缩行程和复位时间。经过对比检测，证明了该检测方法及仪器具有快速、准确，操作性强的优点，对提高电梯检测效率和质量具有一定的意义。

[1] TSG T7001—2009 电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯[S]．

[2] GB 7588—2003 电梯制造与安装安全规范[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