便攜式電梯限速器校驗儀的研制原理
本文介紹了一種新型的便攜式電梯限速器校驗儀主要對該儀器的結構設計測控原理及檢測過程進行闡述該儀器具有結構緊湊攜帶輕便安裝操作簡單提供一鍵化檢驗功能等優點改變目前市場上校驗儀大而重插件多易損壞每次校驗均需輸入多個數據操作繁瑣的現狀能簡單高效地對電梯限速器動作速度進行校驗應用前景廣闊
現代社會作為垂直交通工具的電梯在人們的生活和工作中發揮著越來越重要的作用其安全性也愈加受到關注限速器是電梯的一個重要安全部件當電梯運行速度超過規定范圍時限速器動作帶動相應安全部件動作使電梯制停或減速因此限速器的校驗是一個關乎電梯上乘客與貨物安全的重要檢驗項目國家質檢總局《電梯監督檢驗和定期檢驗規則曳引與強制驅動電梯》規定使用周期達到兩年的動作速度出現異常的或者各調節部位封記損壞的限速器其動作速度應由有資質單位進行校驗由于限速器拆裝送檢費時費力拆裝運輸過程也易使限速器受到損壞影響其動作速度一些特殊場合如醫院住宅小區等如果不現場校驗會給使用者帶來很大不便故而現場校驗已是大勢所趨每年需要現場校驗的限速器數量巨大工作繁重現在常用的校驗儀體積大量重攜帶使用不便插件多易損壞每次校驗時均需輸入多個數據檢測部件安置困難需要多人配合使用導致校驗效率低很難滿足實際需要我院結合多年實際工作經驗研究現有校驗儀優缺點依據國家相關法規研制一種簡單高效的便攜式電梯限速器校驗儀對于電梯的安全性檢驗工作具有重要意義
儀器結構
如圖1所示設置電機總成6其內包括一臺小型伺服電機八位單片機數據存儲器鍵盤管理芯片LCD顯示控制芯片各一片及相關的連接電路
電機總成6的輸出軸上固定一驅動輪2驅動輪2由耐磨橡膠制成外緣呈階梯形可騎在限速器輪盤1的鋼絲繩槽內增大摩擦力及穩定性減少打滑現象當電機總成6的伺服電機轉動時帶動驅動輪2旋轉進而帶動限速器輪盤1旋轉
電機總成6上安裝用于握持的把手4把手4的左側設置有LCD顯示器3和鍵盤5顯示器3顯示該設備依次的操作步驟輸入的數據及檢測結果鍵盤5設置0-9數字鍵及相應功能鍵
常閉觸點開關8及光電傳感器9置于控制屏左側常閉觸點開關8帶有撞針作為電氣動作速度的檢測裝置固定在一磁性材料上可吸附于限速器支架上光電傳感器9作為轉速信號的接收裝置可伸縮利于調整接收信號的位置接收端呈狹長型使得接收范圍更寬避免電動機的抖動使得光電傳感器9與限速器輪盤1上貼的反光紙10錯開引起接收信號丟失
電源轉換模塊7一端連接220V市電另一端與電機總成6連接為電機總成6提供單片機系統及伺服電機的工作電壓
1．限速器輪盤 2．驅動輪 3．顯示器 4．把手 5．鍵盤 6．電機總成 7．電源轉換模塊 8．常閉觸點開關 9．光電傳感器 10． 反光紙
測控系統
本校驗儀測控系統選用美國ATMEL公司的高性能單片機AT89S52作CPU外擴一片SRAM用做數據存儲并設置掉電保護電路校驗儀的參數設定通過矩陣鍵盤輸入相關信息通過LCD顯示器顯示
由一臺帶驅動器小型交流伺服電機來驅動限速器輪盤1而驅動器接受來自AT89S52單片機的方向信號和脈沖指令加速度為0.01m/s2滿足了國家標準GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》中有關限速器特性檢查的描述應以盡可能低的加速度來達到限速器的動作速度以便消除慣性的影響
校驗儀主要用來測量限速器的兩個速度電氣動作速度及機械動作速度這兩個速度均為限速器輪盤節圓的線速度結合圖1可以看出當伺服電機轉動時限速器輪盤1跟著轉動吸附在限速器輪盤1上的反光紙10周期性地轉過光電傳感器9這樣限速器輪盤1每轉一圈便產生一個脈沖信號該信號由電機總成6內部的AT89S52單片機拾取后經過處理可得到轉速再結合限速器輪盤節圓直徑D即可計算出限速器輪盤節圓的線速度也即電梯轎廂的運行速度對信號具體的處理如下
當單片機控制交流伺服電機不斷加速時單片機記錄拾取的最近第一與第二第二與第三個信號之間的時間間隔記為t1t2每個時間間隔通過的距離為Dπ則限速器三個信號之間的平均加速度a=2Dπt1-t2/t1t2t1+t2 m/s2則單片機拾取最近第一個信號時限速器輪盤1節圓線速度為v1=at1/2+Dπ/t1當達到一定速度最終限速器輪盤1上的甩塊因離心力作用打到限速器電氣開關的動作打桿打桿帶動常閉觸點開關8的撞針使常閉觸點開關8動作單片機接收到該信號后記錄此時與從光電傳感器接9收的最近一個信號之間的時間間隔記為t3則限速器電氣動作速度為v2=v1+at3 m/s限速器輪盤1繼續加速引起其機械動作輪盤被卡死停止轉動單片機再次鎖定限速器輪盤1被卡死之前的節圓線速度此速度即為限速器的機械動作速度值
校驗流程
本文所述的便攜式電梯限速器校驗儀具體操作步驟如下（參照圖1）
1．校驗前先斷開電梯主電源測量限速器輪盤1兩側懸掛的安全繩的中心距作為輪盤節圓直徑松弛安全繩確保限速器與安全繩不接觸較方便的方法是低層的電梯可直接用大力鉗提拉非轎廂側的安全繩并固定使其松弛高層電梯可在機房內打檢修控制其停留在轎頂與頂層端站平齊處用大力鉗平穩地貼于地面夾住非轎廂側的安全繩點動提升轎廂放松安全繩并固定
2．校驗儀接上220V市電然后啟動LCD顯示器3依次顯示輸入限速器輪盤節圓直徑初始速度電機轉向等輸入相應參數并按確定鍵確認
3．常閉觸點開關8吸附在限速器支架上調整撞針位置使之在限速器電氣動作時撞針同時動作握持檢測儀使驅動輪2騎在鋼絲繩繩槽內并使光電傳感器9對準貼在限速器輪盤1上的反光紙10按下檢測鍵開始檢測
4．限速器輪盤1在驅動電機的驅動下加速旋轉在觸發限速器電氣開關動作的同時常閉觸點開關8斷開單片機鎖定此時限速器輪盤1節圓的線速度為限速器的電氣動作速度值限速器輪盤1繼續加速旋轉直至被卡死單片機再次鎖定限速器輪盤1被卡死之前的節圓線速度為限速器的機械動作速度值同時電機總成6控制電機停止轉動
兩個動作速度值保存在外部SRAM中掉電后不丟失通過LCD顯示器4可輪流顯示之前輸入的節圓直徑初始速度和正反轉信息三個參數也保存在外部SRAM中對同型號的限速器進行檢測時就不需要重新輸入檢測裝置啟動后直接按下檢測即可進入步驟（4）從而實現高效的一鍵式檢測
