基于激光技術的電梯液壓緩沖器動態跟蹤檢測技術研究

戚政武 梁敏健 王 葵

（廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002）

基于激光技術的電梯液壓緩沖器動態跟蹤檢測技術研究

戚政武 梁敏健 王 葵

（廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002）

針對目前電梯液壓緩沖器復位傳統檢測方法效率低、準確度差等不足，設計了一種基于激光技術的電梯液壓緩沖器動態跟蹤檢測的方法及儀器。該儀器采用激光測距技術，對激光測距信號進行采集和分析，完成液壓緩沖器壓縮行程和復位時間的測量，實現了液壓緩沖器復位過程的動態監測及結果的自動計算。經現場試驗表明，該儀器可以自動顯示壓縮行程、復位時間和繪制復位過程中的運動曲線，提高了測量精度和效率，為液壓緩沖器的隱患檢測提供參考。

電梯 液壓緩沖器 激光技術 復位時間 動態跟蹤檢測

電梯緩沖器是電梯非常重要的一個安全部件，主要有兩種形式：蓄能型緩沖器和耗能型緩沖器（也稱液壓緩沖器）。相比于蓄能型緩沖器，液壓緩沖器可以應用于各種梯速的電梯，在使用中更加廣泛。根據國家標準及有關電梯檢驗規程要求，在電梯安裝投入使用前，特種設備檢驗檢測機構應對液壓緩沖器工作狀況實施驗證性監督檢驗。液壓緩沖器被完全壓縮后，從轎廂開始提起到液壓緩沖器完全復位的最大時間限度為120s[1-2]。

目前，常用的檢驗方法主要有：1）轎廂在空載情況下，以檢修速度下降，將緩沖器全壓縮，從轎廂開始離開緩沖器瞬間起，直到緩沖器回復原狀，觀察并用秒表計時。該方法需要檢驗人員在轎廂壓縮緩沖器的全程蹲到底坑完成檢驗，檢驗人員的安全無法得到保障。2）檢驗人員在機房，使用萬用表測量電梯的安全回路。轎廂在空載情況下，以檢修速度下降，將緩沖器全壓縮，萬用表顯示安全回路處于斷開狀態。從轎廂提起瞬間到萬用表顯示安全回路導通，用秒表計時。該方法接線麻煩、效率低，其次電氣開關復位作為判斷緩沖器完全復位也不嚴謹，且針對非自動復位電氣開關，該檢測方法不適用，存在很大局限性。

本文設計一種基于激光技術的電梯液壓緩沖器動態跟蹤檢測的方法，開發一款具有液壓緩沖器壓縮行程、復位時間等參數測量功能的自動化檢測儀器。較好地解決了目前電梯液壓緩沖器檢測方面存在的效率低、準確度差、檢驗安全的問題，對提高檢測效率和準確度，排查隱患，具有積極的意義。

1 系統檢測原理及方案

1.1 系統檢測原理

如圖1所示，檢測系統主要由測量儀器和薄片反光擋板組成，其中測量儀器上的激光發射和接收器可以實現激光測距功能。在測量開始前，將便攜式的測量儀器平放在電梯底坑，并且在液壓緩沖器頂面貼上薄片反光擋板。開啟測量儀器，激光脈沖發射與接收裝置垂直發出一束可見激光，激光經薄片反光擋板反射后回到激光脈沖發射與接收裝置，測量儀器顯示和保存薄片反光擋板到測量儀器的距離值X1。將電梯轎廂以檢修速度向下運行，當轎廂壓到液壓緩沖器時，測量儀器開始實時采集反光板位置X，并開始描繪X與時間變化曲線。轎廂繼續往下運行，直到轎廂完全壓縮緩沖器，測量儀器記錄和保存此時薄片反光擋板到測量儀器距離的最小值X2。轎廂開始檢修向上運行，當測量儀器識別到X≥X2時，儀器開始計時，設此時為t1。轎廂繼續向上運行，直到緩沖器完全復位，也就是X≥X1時，儀器停止測量，計時結束，設此時為t2。對結果進行處理，可知t2-t1即為緩沖器復位時間，X1-X2為緩沖器最大壓縮行程。通過查看擋板到測量儀器的距離值的曲線可以判斷緩沖器是否存在復位停頓情況并且對復位停頓情況進行定位。

圖1 液壓緩沖器復位檢測原理圖

1.2 測量儀器技術方案

如圖2所示，測量儀器主要由工業級控制板、激光脈沖發射與接收裝置、觸摸級顯示屏以及相關電路組成。激光脈沖發射和接收裝置的主要元器件是一個激光測距傳感器，該傳感器體積小，量程可達2m，最高響應時間可達1ms。激光發射控制電路控制激光脈沖發射和接收裝置的關斷，防止激光對人體的傷害。工業級控制板采用嵌入式系統，可充電電池供電。當電梯轎廂壓縮緩沖器后，激光脈沖發射和接收裝置的信號經過信號調理與高精度采集電路的14位以上AD轉換電路轉換為數字信號。控制板對傳輸過來的數字信號進行運算處理，實時繪制緩沖器距離變化曲線，并且識別轎廂開始提起以及液壓緩沖器完全復位兩個狀態，對緩沖器復位時間進行計時。觸摸級顯示屏為使用人員提供儀器操作界面并且對緩沖器距離變化曲線以及緩沖器復位時間等參數進行顯示。

圖2 測量儀器技術方案

2 儀器檢測應用

儀器所有部件都集成在一個防水的ABS塑料手提箱內。整個儀器箱結構緊湊，攜帶方便，非常適合特種設備人員攜帶操作。

在試驗現場，按照圖3所示，將測試系統放置于緩沖器下，并且安裝好薄片反光擋板。開啟測試儀器，儀器進入緩沖器動態跟蹤檢測模式。首先標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始小于初始值時，測試儀器開始采集距離數據。當薄片反光檔板到儀器的距離值開始大于初始值時，測試儀器停止采集數據，結束測試。在測試過程中，測試儀器實時繪制薄片反光檔板到儀器的距離值，如圖4所示，其中橫軸為采集點數，縱軸為薄片反光檔板到儀器的距離。

圖3 現場試驗圖

圖4 正常液壓緩沖器復位曲線

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始小于初始標定值，儀器對距離信號開始進行采集，并且開始繪制曲線。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，儀器記錄此時薄片反光檔板到儀器的最小距離。開啟電梯轎廂向上運行，液壓緩沖器開始復位，在位置3處，薄片反光檔板到儀器的距離大于最小距離，儀器開始計時。在位置4處，薄片反光檔板到儀器的距離大于等于初始標定值，緩沖器完全復位，儀器停止曲線繪制和計時，測試結束。儀器界面自動顯示液壓緩沖器復位時間、壓縮行程以及緩沖曲線。

3 測試結果分析

采用檢測儀器，對珠海市5種不同型號的電梯液壓緩沖器進行了現場檢測。在儀器完成檢測的同時，檢驗人員通過在電梯底坑安裝一個高速攝像頭，實時監控電梯壓縮緩沖器的全過程。檢驗人員通過查看監控視頻，并且對視頻進行處理，計算得出緩沖器壓縮復位時間。

儀器測試和攝像頭監控得到的壓縮復位時間的結果見表1。儀器測試和緩沖器銘牌標記的壓縮行程的結果見表2。從表1和表2中可以看出，儀器測量緩沖器復位時間和攝像頭監控得到的結果誤差小于0.5s。儀器測量得到的緩沖器壓縮行程和緩沖器銘牌上標注的數據之間的誤差小于2mm，證明了儀器測量的準確性和有效性。

表1 復位時間結果比對

表2 壓縮行程結果比較

4 結論

本文設計了一種利用激光跟蹤電梯緩沖器的壓縮及復位全過程從而實現液壓緩沖器復位性能檢測的方法及儀器。該儀器可以記錄和顯示液壓緩沖器運動曲線，并自動計算壓縮行程和復位時間。經過對比檢測，證明了該檢測方法及儀器具有快速、準確，操作性強的優點，對提高電梯檢測效率和質量具有一定的意義。

[1] TSG T7001—2009 電梯監督檢驗和定期檢驗規則—曳引與強制驅動電梯[S]．

[2] GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規范[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，高級工程師，從事特種設備檢驗與管理及檢驗儀器開發與利用工作。

梁敏健，E-mail: 185426480@qq.com。

2017-04-28）