本實(shí)用新型涉及一種電梯檢修裝置，尤其涉及一種電梯轎廂與轎廂入口井道壁的距離的測(cè)距儀。

背景技術(shù)：

發(fā)生在電梯門系統(tǒng)上的事故在電梯乘用事故中占有重要比重。轎廂與面對(duì)轎廂入口的井道壁距離超標(biāo)而導(dǎo)致乘用人員從打開的轎門墜落入井道，就是一種典型的發(fā)生在電梯門系統(tǒng)上的事故。為了防止乘用人員從轎廂與面對(duì)轎廂入口的井道壁縫隙墜落入井道或卡入縫隙，國家質(zhì)檢總局在GB7588-1995和GB7588-2003兩版《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中都規(guī)定了轎廂與面對(duì)轎廂入口的井道壁間距國家標(biāo)準(zhǔn)，并且，曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯、消防員電梯、防爆電梯以及液壓電梯的定期檢驗(yàn)規(guī)則中也規(guī)定了電梯轎廂與面對(duì)轎廂入口的井道壁間距的檢驗(yàn)判定標(biāo)準(zhǔn)。

在檢驗(yàn)轎廂與面對(duì)轎廂入口的井道壁間距項(xiàng)目過程中，首先應(yīng)檢驗(yàn)轎門的鎖緊型式，若轎門未裝設(shè)符合層門門鎖要求的鎖緊裝置，則需要測(cè)量上述間距。測(cè)量時(shí)一般采取雙人配合的方式，轎頂人員通過檢修方式操作轎廂運(yùn)行到需要測(cè)量的位置，轎內(nèi)人員打開轎門測(cè)量。對(duì)于運(yùn)行行程較長(zhǎng)的電梯來說，這會(huì)話費(fèi)較多的時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種電梯轎廂與轎廂入口井道壁的距離的測(cè)距儀。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種電梯轎廂與轎廂入口井道壁的距離的測(cè)距儀，包括超聲波收發(fā)端和手持端，所述超聲波收發(fā)端包括接收探頭、第一信號(hào)放大器、AD轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射探頭、第二信號(hào)放大器和DA轉(zhuǎn)換模塊，所述手持端包括控制芯片、顯示裝置和報(bào)警裝置，所述控制芯片的激勵(lì)信號(hào)輸出端與所述DA轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端連接，所述DA轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端與所述第二信號(hào)放大器的信號(hào)輸入端連接，所述第二信號(hào)放大器的信號(hào)輸出端與所述發(fā)射探頭的信號(hào)輸入端連接，所述接收探頭的信號(hào)輸出端與所述第一信號(hào)放大器的信號(hào)輸入端連接，所述第一信號(hào)放大器的信號(hào)輸出端與所述AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端連接，所述AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端與所述控制芯片的反饋信號(hào)輸入端連接，所述顯示裝置和所述報(bào)警裝置的信號(hào)輸入端均與所述控制芯片的顯示報(bào)警信號(hào)輸出端連接。

1、具體地，所述控制芯片的邏輯模塊包括PLL時(shí)鐘模塊、激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊、距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、時(shí)鐘分頻模塊、顯示報(bào)警模塊和存儲(chǔ)模塊，所述控制芯片為FPGA芯片，所述PLL時(shí)鐘模塊、所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊、所述距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、所述時(shí)鐘分頻模塊、所述顯示報(bào)警模塊和所述存儲(chǔ)模塊通過內(nèi)部邏輯走線互聯(lián)，所述PLL時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸出端分別與所述時(shí)鐘分頻模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端、所述距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端和所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接，所述時(shí)鐘分頻模塊和所述顯示報(bào)警模塊的外部復(fù)位信號(hào)端分別接外部復(fù)位信號(hào)，所述距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的返回信號(hào)端與所述超聲波收發(fā)端的返回信號(hào)端連接，所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊的激勵(lì)信號(hào)輸入端與所述超聲波收發(fā)端的激勵(lì)信號(hào)輸入端連接，所述距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的信號(hào)輸出端與所述顯示報(bào)警模塊的信號(hào)輸入端和所述存儲(chǔ)模塊的信號(hào)輸入端連接，所述時(shí)鐘分頻模塊的分頻時(shí)鐘信號(hào)輸出端分別與所述顯示報(bào)警模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端和所述存儲(chǔ)模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接，所述控制芯片的激勵(lì)信號(hào)輸出端為所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊的輸出端，所述控制芯片的反饋信號(hào)輸入端為所述距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的信號(hào)輸入端，所述控制芯片的顯示報(bào)警信號(hào)輸出端為所述顯示報(bào)警模塊的輸出端。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型電梯轎廂與轎廂入口井道壁的距離的測(cè)距儀通過超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波信號(hào)，經(jīng)測(cè)點(diǎn)的反射后由超聲波接收探頭接收，獲得發(fā)射時(shí)點(diǎn)與接收時(shí)點(diǎn)的時(shí)間差，從而獲得測(cè)點(diǎn)與探頭之間的距離。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述電梯轎廂與轎廂入口井道壁的距離的測(cè)距儀的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

2、如圖1所示，本實(shí)用新型一種電梯轎廂與轎廂入口井道壁的距離的測(cè)距儀，包括超聲波收發(fā)端和手持端，超聲波收發(fā)端包括接收探頭、第一信號(hào)放大器、AD轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射探頭、第二信號(hào)放大器和DA轉(zhuǎn)換模塊，手持端包括控制芯片、顯示裝置和報(bào)警裝置，控制芯片的激勵(lì)信號(hào)輸出端與DA轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端連接，DA轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端與第二信號(hào)放大器的信號(hào)輸入端連接，第二信號(hào)放大器的信號(hào)輸出端與發(fā)射探頭的信號(hào)輸入端連接，接收探頭的信號(hào)輸出端與第一信號(hào)放大器的信號(hào)輸入端連接，第一信號(hào)放大器的信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端與控制芯片的反饋信號(hào)輸入端連接，顯示裝置和報(bào)警裝置的信號(hào)輸入端均與控制芯片的顯示報(bào)警信號(hào)輸出端連接，控制芯片的邏輯模塊包括PLL時(shí)鐘模塊、激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊、距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、時(shí)鐘分頻模塊、顯示報(bào)警模塊和存儲(chǔ)模塊，控制芯片為FPGA芯片，PLL時(shí)鐘模塊、激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊、距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、時(shí)鐘分頻模塊、顯示報(bào)警模塊和存儲(chǔ)模塊通過內(nèi)部邏輯走線互聯(lián)，PLL時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸出端分別與時(shí)鐘分頻模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端、距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端和激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接，時(shí)鐘分頻模塊和顯示報(bào)警模塊的外部復(fù)位信號(hào)端分別接外部復(fù)位信號(hào)，距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的返回信號(hào)端與超聲波收發(fā)端的返回信號(hào)端連接，激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊的激勵(lì)信號(hào)輸入端與超聲波收發(fā)端的激勵(lì)信號(hào)輸入端連接，距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的信號(hào)輸出端與顯示報(bào)警模塊的信號(hào)輸入端和存儲(chǔ)模塊的信號(hào)輸入端連接，時(shí)鐘分頻模塊的分頻時(shí)鐘信號(hào)輸出端分別與顯示報(bào)警模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端和存儲(chǔ)模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接，控制芯片的激勵(lì)信號(hào)輸出端為激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊的輸出端，控制芯片的反饋信號(hào)輸入端為距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的信號(hào)輸入端，控制芯片的顯示報(bào)警信號(hào)輸出端為顯示報(bào)警模塊的輸出端。

本實(shí)用新型電梯轎廂與轎廂入口井道壁的距離的測(cè)距儀的工作原理如下：

裝置開機(jī)上電后，F(xiàn)PGA主控芯片邏輯產(chǎn)生啟動(dòng)發(fā)射探頭測(cè)量所需的低電平邏輯信號(hào)，作為激勵(lì)信號(hào)啟動(dòng)發(fā)射探頭的一次測(cè)量，此時(shí)發(fā)射探頭發(fā)出超聲波，超聲波碰到井道壁后返回，接收探頭接收信號(hào)并產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間與超聲波傳輸距離成正比的高電平邏輯信號(hào)，距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊對(duì)高電平持續(xù)時(shí)間經(jīng)行計(jì)時(shí)，即可得到探頭與待測(cè)目標(biāo)之間的距離，然后，存儲(chǔ)邏輯將測(cè)量結(jié)果送入存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)比較邏輯還將測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的上限進(jìn)行比較，判斷測(cè)量結(jié)果是否超標(biāo)。當(dāng)測(cè)量結(jié)果超標(biāo)時(shí)，F(xiàn)PGA主控芯片邏輯將產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)給顯示報(bào)警模塊，顯示報(bào)警模塊驅(qū)動(dòng)顯示裝置和報(bào)警裝置提醒檢驗(yàn)人員注意。

下面對(duì)控制芯片內(nèi)各個(gè)邏輯模塊的作用進(jìn)一步描述：

PLL時(shí)鐘模塊：該模塊用于將輸入的時(shí)鐘信號(hào)(來自晶振)進(jìn)行分頻，產(chǎn)生各個(gè)功能邏輯模塊做需要的時(shí)鐘，使系統(tǒng)能在統(tǒng)一的步調(diào)下工作，PLL時(shí)鐘模塊一般可以通過調(diào)用FPGA邏輯開發(fā)環(huán)境內(nèi)已封裝好的邏輯模塊來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)中，PLL模塊輸出了5分頻和不分頻兩路時(shí)鐘信號(hào)，分別送給距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊和激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊。

激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊：該模塊用于產(chǎn)生傳感器所需的激勵(lì)信號(hào)，超聲波傳感器每啟動(dòng)一次測(cè)量時(shí)需要至少10us的高電平信號(hào)。當(dāng)采用連續(xù)測(cè)量模式進(jìn)行井道壁測(cè)距時(shí)，則需要每隔一段時(shí)間向傳感器輸出一次啟動(dòng)信號(hào)。兩次啟動(dòng)信號(hào)之間的間隔越短，則傳感器的工作頻次越高，測(cè)量的點(diǎn)數(shù)就越多，測(cè)量結(jié)果就越精確。但是，兩次啟動(dòng)信號(hào)之間的時(shí)間間隔不能小于裝置完成一次測(cè)量所需要的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間包括，啟動(dòng)一次測(cè)量所需的時(shí)間、超聲波發(fā)射及返回時(shí)間、傳感器接聲電信號(hào)變換以及距離計(jì)算邏輯處理得到計(jì)算結(jié)果并顯示的時(shí)間。它們之間的關(guān)系可通過下式表示：

T≥t₁+t₂+t₃+t₄

式中：——T兩次啟動(dòng)信號(hào)之間的時(shí)間間隔；

——t₁啟動(dòng)一次測(cè)量所需的時(shí)間(本設(shè)計(jì)中至少為10us)；

——t₂超聲波發(fā)出及返回時(shí)間(需要根據(jù)測(cè)量距離決定)；

——t₃傳感器接聲電信號(hào)變換時(shí)間(根據(jù)傳感器特性決定)；

——t₄距離計(jì)算邏輯計(jì)算結(jié)果并顯示的時(shí)間。

距離數(shù)據(jù)計(jì)算模塊：接收探頭收到聲波返回信號(hào)后，會(huì)輸出一個(gè)代表聲波傳輸距離的電平信號(hào)，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測(cè)量結(jié)果可以通過公式計(jì)算獲得：測(cè)試距離＝(高電平時(shí)間*聲速)/2

其中，聲速一般可取340m/s。接收探頭返回的高電平信號(hào)直接送到距離數(shù)據(jù)測(cè)量模塊，距離測(cè)量模塊首先會(huì)對(duì)返回的高電平信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)，具體實(shí)現(xiàn)方法為，模塊邏輯首先檢測(cè)返回信號(hào)的上升沿，當(dāng)出現(xiàn)上升沿時(shí)，就認(rèn)為傳感器返回信號(hào)已到達(dá)。此時(shí)控制邏輯會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)通知計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器啟動(dòng)并開始計(jì)算高電平時(shí)間，當(dāng)高電平結(jié)束時(shí)，控制邏輯通知計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)器記得的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。將該時(shí)間送入計(jì)算邏輯，按照上述公式進(jìn)行計(jì)算，即可得到本次測(cè)量的距離數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)模塊：每次測(cè)量的數(shù)據(jù)，都可以存儲(chǔ)起來，以備檢驗(yàn)工作完成后，重新將數(shù)據(jù)調(diào)出觀察。通過對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察分析，可以獲知全程運(yùn)行范圍內(nèi)電梯井道壁與面對(duì)井道壁的轎廂入口距離分部情況，對(duì)超標(biāo)部分進(jìn)行整改。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊也可調(diào)用FPGA邏輯開發(fā)環(huán)境內(nèi)已封裝好的邏輯模塊來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用M4K存儲(chǔ)塊來完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，一個(gè)存儲(chǔ)塊能完成4Kbits的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。如果將存儲(chǔ)每個(gè)數(shù)據(jù)的邏輯單元的位寬設(shè)置為8位，那么，一個(gè)存儲(chǔ)塊就能存儲(chǔ)512個(gè)數(shù)據(jù)。如果將數(shù)據(jù)采樣頻率設(shè)置為每秒10次，那么，一個(gè)M4k存儲(chǔ)模塊大致能存儲(chǔ)50秒的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)模塊可以擴(kuò)展，擴(kuò)展的存儲(chǔ)模塊越多，可供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的空間容量就越大，用于描述此次測(cè)量的距離數(shù)據(jù)就越詳細(xì)。對(duì)存儲(chǔ)模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)的讀取，采用尋址方式，先輸入地址，再讀取數(shù)據(jù)，因此可采用地址累加的方式，依次讀取存儲(chǔ)器內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。同時(shí)，也可將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行更為復(fù)雜的分析與評(píng)估，比如圖表分析等。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。