电梯对重与缓冲器距离实时监测超声波报警系统

作者：Ning Li、Yihui Ruan、JieFeng Li 和 Bin

电梯维修人员经常需要爬到电梯顶部进行维修或保养。 为了确保安全，EN 81-1:1998和GB 7588-2003制定了各种规定。 当配重放置在其完全压缩的缓冲器上时，应同时满足以下条件：轿厢导轨长度应适应进一步的引导行程，以米表示，至少为 0.1 + 0.035 v². 尺寸符合8.13.2（零件面积按5.7.1.1）的轿顶最高处水平面与井顶最低处水平面（含横梁）的自由垂直距离和位于天花板下的组件）位于汽车投影中，以米表示，应至少为 1.0 + 0.035 v². 井顶最低部分与固定在下方轿厢顶板上的最高设备之间的自由垂直距离，以米表示，应至少为 0.3 + 0.035 v². 绳索附件的导靴或滚轮的最高部分以及垂直滑动门的联箱或部分（如果有）的最高部分应至少为 0.1 + 0.035 v².

最终限位开关应在轿厢与缓冲器接触之前操作。 当缓冲器被压缩时，最终限位开关的动作应保持不变。 当对重完全压缩其缓冲器时，轿顶应留有适当的空间。 这也导致电梯配重和缓冲器之间的垂直距离有限。 该值在第一次检查后似乎是永久性的，而钢丝绳本质上是一个弹性构件，在负载下会拉伸或伸长。 电梯运行一段时间后会发生变化，特别是高层建筑的电梯。 如果该值过高或过低，轿顶空间将难以满足上述要求，也难以保证电梯维保人员的安全。

本文介绍了一种新的方法，以符合规定并实时监控电梯对重与缓冲器之间的距离。 用户只需输入允许的距离上下限值，可提前计算。 一旦现场实际距离值超过计算值，电梯井内主机可通过手机发送预先设置的报警信息与主机通信，提示电梯维保人员到现场调整电梯。 该设备采用微控制器和传感技术，具有多种应用前景。

电梯配重与缓冲器之间的距离范围

图 1 显示了电梯轿厢顶部的四个垂直距离。 根据上述分析，电梯配重与缓冲器之间的距离应有最大和最小允许值。

对于距离的详细分析，假设 H₁ 是 0.1 + 0.035 v², H₂ 是 0.1 + 0.035 v², H₃ 是 0.3 + 0.035 v² 和 H₄ 是 1 + 0.035 v²，所有这些都以米表示。 当电梯轿厢与最高层的楼层齐平时，可测量并标注四个值 L₁, L₂, L₃ 和 L₄. 完全压缩缓冲区的行程距离为 h₀. 图 1 提供了电梯完整结构的视图。 计算出的最小值为 Min(△i), 和 Min(△i) = L₁ - H₁ - h₀和i =1、2、3、4。

当电梯向上运行时，最终限位开关将由限位弓启动。 此时可测出井道上梁与轿厢门槛的垂直距离称为 h₂. 假设极限打击弓的垂直长度为 h₁和 M = h₂ + h₁ - h_0. 配重和缓冲器之间的最大允许距离是两者中的较小值 M 和 Min(△i).

当最终限位开关被限位弓启动时，配重和缓冲器之间的距离应小于最终限位开关和限位弓之间的距离，因此距离值将有一个最小允许值 h₂. 图 2 说明了电梯的极限撞击弓。

在极端情况下，电梯轿厢上附有一个极限打击弓，弓的长度为（h₃) 略长于汽车的高度。 当电梯轿厢向上运行并超过最高楼层时，井道上门槛与轿厢护板之间存在间隙。 这会使救援行动在被困的情况下变得危险。 如果电梯轿厢护板的高度为 h₃，配重和缓冲器之间的距离应小于 h₃ - h₀. 总之，最小的 M, 闵(△i) 以及 h₃ - h₀ 是配重和缓冲器之间的最大允许值。

监控系统

此监控设备的主机应放置在适当的位置（图 3）。 所选的超声波传感器结合了超声波发射器和超声波接收器。 发射器通过空气将其信号发送到接收器。 这次旅行时间是 t. 超声波速度 v 是一定环境温度下的固定值。 温度与超声波速度的关系见表1。行进距离为 L和 L = vt.

超声波速度会随环境温度而变化，因此使用温度传感器通过温度补偿来获得超声波速度。 配重与主机的距离为 L/2。 缓冲区的高度是 h. 电梯配重与缓冲器之间的距离为 S和 S = L/2 - h.

图 4 说明了该仪器的硬件组成，它由超声波传感器、温度传感器、全球移动通信系统 (GSM)、微控制器、显示屏、用户身份模块卡、手机、等。微控制器可以接收来自超声波和温度传感器的信号。 微控制器对数据进行计算分析后，通过GSM向手机发送报警信号。

图 5 显示了主机的前面板。 微控制器系统和大型彩色液晶显示器使操作更方便，并提供用户友好的界面。 主机开机时，按下再松开“MODE”键会导致上下限值切换。 按“+”或“-”将初始值增加或减少一。 按下并松开“ENTER”键将确认当前值，“EXIT”用于退出当前模式。 按“ON/OFF”将打开或关闭主机。

结语

随着电梯技术的发展，越来越多的行业专业人士开始关注电梯安全。 未来，无线通信和电子信息技术将在提升电梯安全方面发挥更重要的作用。 文章中讨论的系统使电梯人员能够实时监控对重和缓冲器之间的距离，这对电梯安全很有用。