專利名稱：一種垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電梯設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，是一種垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器。
背景技術(shù)：
隨著高層建筑的增多，電梯的使用隨之增多，雖然電梯發(fā)生失控或墜落的事故可能性很小，但國(guó)內(nèi)外都有電梯墜落的相關(guān)報(bào)道。目前，大部分垂直升降電梯的超速檢測(cè)由限速器實(shí)現(xiàn)。市場(chǎng)上常用的離心型限速器是通過離心力與轉(zhuǎn)動(dòng)速度之間的關(guān)系設(shè)計(jì)的，當(dāng)電梯的運(yùn)行速度達(dá)到事先設(shè)定的速度，即限速器繩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)極限頻率時(shí)，繩輪上的離心甩錘就會(huì)甩到足以觸發(fā)限速器的位置，使限速器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)速度監(jiān)控。共振型限速器是利用共振時(shí)振幅最大的原理設(shè)計(jì)的，當(dāng)限速器繩輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率達(dá)到振動(dòng)塊的固有頻率時(shí)發(fā)生共振，使限速器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)速 度監(jiān)控。上述兩種限速器可以起到很好的速度檢測(cè)與保護(hù)作用，但是在下述情況下會(huì)失去電梯速度監(jiān)控能力。
1.電梯鋼絲繩脫落或者斷裂；
2.限速器繩輪和鋼絲繩的生銹、老化、變形等原因?qū)е聫埦o力不足使限速器鋼絲繩與限速器繩輪的摩擦力不足，鋼絲繩在繩輪槽內(nèi)打滑，繩輪的轉(zhuǎn)速與電梯的速度不相符；
3.電梯安裝維修時(shí)，對(duì)鋼絲繩、繩輪、抱閘等的裝調(diào)不合理所致；
4.超載運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足，本發(fā)明提供一種獨(dú)立于現(xiàn)有安全保障系統(tǒng)、非接觸式電梯超速光電檢測(cè)技術(shù)，適用于高層建筑垂直升降電梯的速度傳感器，作為常規(guī)限速器之外的附加失速傳感裝置，實(shí)現(xiàn)二重保護(hù)，并提供速度信號(hào)接口。垂直升降電梯超速檢測(cè)裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括①設(shè)置在電梯井道頂端的激光發(fā)射裝置，發(fā)射的激光束垂直向下傳播；②接收激光信號(hào)的一維光電二極管陣列設(shè)置在電梯轎廂上表面；③信號(hào)處理系統(tǒng)。所述激光發(fā)射裝置包括激光器和準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡頭，激光器采用半導(dǎo)體激光器。所述激光束，其橫截面形狀為圓形或接近圓形的橢圓，且能量均勻。所發(fā)射的光有一定的發(fā)散角，沿著傳播方向激光束為圓錐型。所述一維光電二極管陣列中，單元光電二極管是以特定間隔排列的，間隔大小由每層樓的高度決定(假設(shè)每樓層高度不同)。每個(gè)單元光電二極管對(duì)應(yīng)相應(yīng)樓層，電梯移動(dòng)一個(gè)樓層時(shí)，一維光電二極管陣列上的激光光斑大小變化一個(gè)單元光電二極管間隔。所述信號(hào)處理系統(tǒng)包括前置放大電路、二值化電路和計(jì)時(shí)電路等相關(guān)電路，與設(shè)定安全速度參數(shù)比對(duì)、判讀，給出安全速度或超速信號(hào)，送至接口電路。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是電梯在任意位置開始運(yùn)行時(shí)，激光發(fā)射裝置4發(fā)射發(fā)散角為a的激光束3，照射一維光電二極管陣列2。每當(dāng)電梯移動(dòng)一個(gè)樓層(激光光斑大小變化一個(gè)單元光電二極管間隔)時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)10采集這段時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)脈沖數(shù)量，計(jì)算時(shí)間，并與時(shí)間閾值\(1=1，2，3"4)進(jìn)行比較。這里時(shí)間閾值\是電梯以規(guī)定的最高速度ν運(yùn)行對(duì)應(yīng)樓層高度Iii需要的時(shí)間。激光光斑21的大小變化相應(yīng)單元光電二極管間隔的時(shí)間小于時(shí)間閾值\，表示電梯在這段時(shí)間內(nèi)超速運(yùn)行。


圖I為垂直升降電梯超速檢測(cè)裝置的示意圖；圖2為一維光電二極管陣列的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，一種垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器，包括激光發(fā)射裝置4、固定架5、一維光電二極管陣列2、信號(hào)處理系統(tǒng)10 ;其中激光發(fā)射裝置4和固定架5由連接螺絲相 連；固定架5固定在電梯井道9的頂端；一維光電二極管陣列2由固定螺絲固定在電梯轎廂I的上表面。如圖2所示，一維光電二極管陣列2中，單元光電二極管Pl設(shè)置在中心位置，并以單元光電二極管Pl為基準(zhǔn)，在指向邊緣的直線方向上以特定間隔相繼排列單元光電二極管P2、P3到PN，每個(gè)單元光電二極管對(duì)應(yīng)相應(yīng)樓層，相鄰兩個(gè)單元光電二極管的間隔分別為Dp D2到Dim ;電梯移動(dòng)一個(gè)樓層時(shí)激光光斑21的大小變化與之相對(duì)應(yīng)的單兀光電二極管間隔Di ;單元光電二極管間隔Di按下式計(jì)算=D^tan aXhi； h,是每個(gè)樓層的高度。以單元光電二極管Pl為基準(zhǔn)，與單元光電二極管PN對(duì)稱的位置上設(shè)置單元光電二極管22，調(diào)整固定架5上的連接螺絲使轎廂在底層時(shí)單元光電二極管22和單元光電二極管PN同時(shí)被照亮，這樣能保證激光光斑中心準(zhǔn)確落在一維光電二極管陣列2的中心單元光電二極管Pl上，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。激光發(fā)射裝置4包括激光器6和激光準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡頭7。激光器6米用可見光半導(dǎo)體激光器。準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡頭7采用單片凸透鏡結(jié)構(gòu)或凹透鏡和凸透鏡組合結(jié)構(gòu)。激光束3的發(fā)散角a控制在O. 2mrad O. 5mrad范圍。激光束3照射在一維光電二極管陣列2表面的激光光斑21為圓形或接近圓形的橢圓光斑，且激光光斑21的中心在單兀光電二極管Pl上。電梯移動(dòng)一個(gè)樓層時(shí)，激光光斑21變化一個(gè)單元光電二極管間隔Di,此時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)10采集這段時(shí)間內(nèi)的計(jì)時(shí)脈沖數(shù)量進(jìn)行時(shí)間計(jì)算，并與時(shí)間閾值ti進(jìn)行比較，并提供信號(hào)接口 ；時(shí)間閾值\要結(jié)合實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)和規(guī)定的最高速度V計(jì)算得出，計(jì)算公式為t^hi/v
并預(yù)先輸入到信號(hào)處理系統(tǒng)作為比較值；激光光斑21變化一個(gè)光電二極管間隔Di的時(shí)間小于時(shí)間閾值ti;則表示電梯在這段時(shí)間內(nèi)超速運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器，其特征在于，在井道9頂端安裝固定架5，固定架5下方連接激光發(fā)射裝置4，一維光電二極管陣列2由固定螺絲23固定在電梯轎廂I的上表面，信號(hào)處理系統(tǒng)10接收和處理一維光電二極管陣列2的光電信號(hào)，激光發(fā)射裝置4包括激光器6和準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡頭7，激光束3帶有發(fā)散角a，照射在一維光電二極管陣列2表面的激光光斑21的形狀為圓形或接近圓形的橢圓形，一維光電二極管陣列2中各個(gè)單元光電二極管是以特定間隔排列的，電梯運(yùn)行一個(gè)樓層時(shí)，一維光電二極管陣列2表面的激光光斑21變化一個(gè)單兀光電二極管間隔，由信號(hào)處理系統(tǒng)10測(cè)量激光光斑21變化一個(gè)單兀光電二極管間隔的時(shí)間，并與時(shí)間閾值進(jìn)行比較，檢測(cè)電梯運(yùn)行每個(gè)樓層的超速情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器，其特征在于，激光器6采用可見光半導(dǎo)體激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器，其特征在于，準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡頭7由單片或雙片透鏡構(gòu)成，激光束3的發(fā)散角a取O. 2mrad O. 5mrad。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器，其特征在于，一維光電二極管陣列2中各個(gè)單元光電二極管的間隔Di要結(jié)合實(shí)際建筑每個(gè)層樓的高度Iii和激光束3的發(fā)散角a計(jì)算,計(jì)算公式為A^tan aXhp
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器，其特征在于，時(shí)間閾值\要結(jié)合實(shí)際建筑每個(gè)樓層的高度Iii和電梯規(guī)定的最大運(yùn)行速度ν計(jì)算，計(jì)算公式為1^=1^八，并預(yù)先輸入到信號(hào)處理系統(tǒng)10作為比較值。
全文摘要
本發(fā)明涉及電梯設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，是一種垂直升降電梯超速檢測(cè)傳感器。電梯墜落原因主要由鋼絲繩脫落或斷裂、超載運(yùn)行、測(cè)速與限速器以及設(shè)備故障所造成的，少有發(fā)生。為了克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供一種非接觸式電梯超速光電檢測(cè)技術(shù)，作為常規(guī)限速器之外的附加失速傳感裝置。本發(fā)明由激光發(fā)射裝置、一維光電二極管陣列、信號(hào)處理系統(tǒng)等部件組成，激光發(fā)射裝置包括激光器和準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡頭，激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光束帶有發(fā)散角，且垂直向下傳播，形狀為圓錐形，照射一維光電二極管陣列的激光光斑大小隨著電梯的移動(dòng)變化，發(fā)生對(duì)應(yīng)關(guān)系。依次接收到光信號(hào)的光電二極管，其時(shí)間間隔與給定安全速度的時(shí)間閾值ti進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的非接觸超速檢測(cè)，并提供信號(hào)接口。
文檔編號(hào)G01P3/68GK102826422SQ20121034176
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者趙英杰, 蘆鵬, 金國(guó)烈, 趙宇斯, 安衛(wèi)東, 辛德勝, 龍宇翔, 李特, 趙博, 劉羽, 許 鵬, 萬靈敏 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)