CN101811634A - 电梯运行状态检测装置 - Google Patents

Abstract

一种电梯运行状态检测装置，解决了现有电梯运行状态检测不稳定，施工难度大等问题，包括与电梯井道隔磁板相配合的凹型本体，内置电路板以及控制回路，其技术要点是：凹型本体由基座和两个立座构成的U形封闭腔体，基座设置内螺纹孔，封装在立座腔体的两对红外发射管和红外接收管，固定在立座的发射孔和接收孔内，两管的中心连线方向与凹型本体沿隔磁板的运行方向相互平行，在固定红外接收管侧设置干簧管。其设计合理，可以实现调制防干扰信号检测，确保检测状态稳定、数据准确，它与隔磁板相配合，结构简单，体积小，便于现场安装及调试，能够实现独立于电梯控制系统的快速实时检测电梯位置、速度和方向，还具有楼层位置校正功能。

Description

电梯运行状态检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于电梯门区、位置和端站(换速)信号的检测装置，特别是一种与现有电梯井道隔磁板相配合，能够实现独立于电梯控制系统的实时监视电梯位置和速度的电梯运行状态检测装置，它主要应用于电梯平层和端站信号检测，电梯语音报站、电梯监控等需要电梯位置、速度检测的场所。

背景技术

目前，电梯已成为高层建筑必不可少的垂直交通工具。全世界每年新增的电梯数量约50万部，仅中国电梯保有量就达130万部，并且以每年20％的速度增长。在电梯控制系统中，旋转编码器与门区位置和端站位置检测必不可少，旋转编码器实现精确位置、速度的测量，便于系统对电梯的驱动控制，门区位置和端站位置检测开关，实现位置的校准及校正。人们乘坐电梯不仅仅要求准确停靠所要到达的楼层，还要求乘坐舒适、安全。因此，在电梯运行过程中有的要求电梯添加语音报站功能，在到达目的楼层时给出语音提示；而有的要求电梯添加监控功能，以便能够实时监视电梯运行状态。这两种应用，对于检测电梯位置、速度信号来说，一般是通过电梯系统自身接口获取，但是往往电梯厂家出于技术保密、系统功能不具备，而得不到相关数据，这样对电梯的位置和速度进行单独检测就较为困难。以往的方式采用在井道内每层位置加装一个隔磁板，在轿顶加装两个以上光电开关或磁感应器开关分别检测上、下门区，并且在电梯上下两端各增加1对上下端站(换速)开关，这样每部电梯至少要有4个开关进行位置检测，井道中增加总楼层数加2个隔磁板等对应检测附件。该方式成本较高、施工难度大。如专利公开号为CN101597001A的“一种用于检测电梯平层位置的检测装置”就是采用两路霍尔开关检测电梯平层位置的方式。现代电梯控制系统由编码器实现精确位置测量，该检测装置，无论是测量精度和抗干扰能力都不能与编码器相比，也不能实现速度测量，每层还要加装磁体定位板，增加安装难度及成本，输出信号为模拟量，增加采集难度，并且对于电梯这个高干扰性现场，很容易产生误差，所以现有电梯系统中极少使用该装置。公告号为CN2591006Y的“电梯平层信号装置”与传统检测门区信号是一样的，该装置仅仅是在隔磁板上开些条形孔，使其进入门区时给出了门区位置连续信号，对于在具有编码器的电梯系统中意义不大，而且使用这种装置，还要修改电梯控制系统平层的检测方式，这样通用性很低，无法广泛使用。上述装置只能检测平层，不能实现速度测量，而且在每层门区附近都要加装磁体定位板和在轿厢上装对应的两个霍尔开关检测头，这样势必增加安装难度及成本，同时因输出信号为模拟量，故也增加采集难度。

公开号为CN1185406A的“具有改进精度的用于监控电梯平层特性的方法”，虽然他也采用两个水平和垂直有一定位移发光、受光器件，长方型孔的挡板组成的检测装置，来实现电梯位置的检测。但是要求必须为特制井道隔磁板，并且每层电梯的隔磁板长方形孔的位置都是不一样的，这对于现有电梯系统的检测，必须每层都加装这种隔磁板，考虑井道空间位置及成本，这是不可能的；对于新装电梯，由于每层隔磁板都有差异，这样对安装、生产都加大了难度，并且单个该装置只有两路信号输出，如果应用在每层隔磁板同等形状的场合，不能实现楼层校号功能，需要额外在井道中增加开有方形孔的隔磁板来实现，这样增加成本及安装难度。公开号为CN1468195A的“电梯位置检测装置”，该装置在电梯轿厢侧设置带有舌簧接点开关的检测器，在升降道的乘梯口侧设置由多块永久磁铁构成的被检测器。其用两个相垂直分布的舌簧接点开关来实现位置的检测。由于舌簧接点开关对磁场的感应灵敏等原因，这个装置垂直方向要有一定的距离，不能实现小型化，并且单一装置不能检测到端站、基站等电梯位置校正信号。公开号为CN1613738A的“电梯位置检测装置”，它采用平行两路光电开关，即在电梯轿厢侧上安装水平并排配置了两个光电传感器的光电开关；在升降道的各楼层位置上配备具有两列孔的检测板，通过设置检测板的孔的长度调整板，进行楼层地面对齐位置的调整。该装置是一种对检测轿厢是否处于各楼层的门区范围以及正规的停止位置的位置检测装置的改进，其光路容易受到外界光源干扰，检测状态不稳定，检测板的安装、长度调整板的开口部的设置和调整均麻烦，并且不能实现电梯运行方向的检测，也不能实现位置信号的检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种电梯运行状态检测装置，解决了现有电梯位置、运行状态检测不稳定、成本高，施工难度大等问题，其设计合理，实现调制防干扰信号检测，光路间相互不受干扰，也不受外界光源干扰，确保检测状态稳定、数据准确，它与现有电梯井道隔磁板相配合，具有结构简单，体积小，便于现场安装及调试的优点，不仅能够实现独立于电梯控制系统的快速实时监视电梯位置、速度和方向，而且还可以具有楼层位置校正功能。

本发明所采用的技术方案是：该电梯运行状态检测装置包括与电梯井道隔磁板相配合的凹型本体，内置电路板以及由红外发射管、红外接收管和干簧管构成的控制回路，其技术要点是：所述凹型本体采用一个基座和两个相互平行的立座构成的U形封闭腔体，所述基座与电梯轿厢的连接部位设置内螺纹孔，侧面引出信号传输线，封装在所述立座腔体的所述内置电路板上的两对分别调制、互不干扰的所述红外发射管和红外接收管，对应并列固定在所述立座的发射孔和接收孔内，两对所述红外发射管和红外接收管的中心连线方向与所述凹型本体沿所述电梯井道隔磁板的运行方向相互平行，在固定所述红外接收管的所述内置电路板上设置一个高灵敏度的干簧管。

所述凹型本体单独与所述井道隔磁板配合使用。

所述凹型本体单独与所述井道隔磁板和设置在所述井道隔磁板上的校正磁条配合使用。

所述凹型本体成对的与所述井道隔磁板配合使用。

所述凹型本体成对的与所述井道隔磁板和设置在所述井道隔磁板上的正面校正磁条配合使用。

所述凹型本体成对的与所述井道隔磁板和设置在所述井道隔磁板上的反面校正磁条配合使用。

所述控制回路包括两路开关检测电路、两路状态指示电路、磁感应接收电路和磁感应状态指示电路，其中由第一路红外接收管U1，电容C4、C5，电阻R7、R9、稳压二极管D9、场效应管Q2组成第一路红外接收电路；第一路红外接收管U1的4脚输出可变频率的调制信号，作为第一路红外发射管IR1、稳压二极管D4、电阻R5组成的红外输出的载波频率；发光二极管LED1、电阻R8组成第一路状态指示电路；由第二路红外接收管U2、电容C6、C7、电阻R10、R12、稳压二极管D10、场效应管Q3组成第二路红外接收电路；第二路红外接收管U2的4脚输出可变频率的调制信号，作为第二路红外发射管IR2、稳压二极管D5、电阻R4组成的红外输出的载波频率，发光二极管LED2、电阻R11组成第二路状态指示电路；电阻R1，R3，三极管Q1，开关二极管D3，电容C3组成所述红外发射管的稳压电源供电，抑制电源波动的干扰，发光二极管LED3、开关二极管D8、电阻R6、干簧管G1组成磁感应接收电路和磁感应状态指示电路，电路板内接线端子J1，J2分别与电路板外接线端子J3连接，将相应信号通过所述信号传输线输出至电梯控制系统。

本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明的凹型本体是采用一个基座和两个相互平行的立座构成的U形封闭腔体，并在基座与电梯轿厢的连接部位设置可以通过螺钉连接的内螺纹孔，侧面引出信号传输线，减少占用空间，所以该装置结构简单，外形美观，体积小，便于现场安装及调试。另外封装在立座腔体的内置电路板上的两对分别调制、互不干扰的红外发射管和红外接收管，对应并列固定在立座的发射孔和接收孔内，并使两对红外发射管和红外接收管的中心连线方向与凹型本体沿电梯井道隔磁板的运行方向相互平行，在固定红外接收管的内置电路板上设置一个高灵敏度的干簧管，因此，可以很好地解决现有电梯位置、运行状态检测不稳定、成本高，施工难度大等问题。因上述结构设计合理，故能有效地实现调制防干扰信号检测，光路间相互不受干扰，也不受外界光源干扰，确保检测状态稳定、数据准确。它不仅可以单独或成对的与现有电梯井道隔磁板相配合使用，无须另外增设检测板，而且只要在井道隔磁板上粘贴校正磁条，分别检测电梯每层的隔磁板和校正磁条，即能够实现独立于电梯控制系统的快速实时监视电梯位置、速度和方向，并且还可以具有楼层位置校正功能。由此也解决了现有检测方法中使用多达三个相关检测开关的实现方式。利用本发明独特的与井道隔磁板相配合、并能实现调制防干扰信号检测、确保检测状态稳定、数据准确的结构，可以非常方便地广泛应用在众多电梯系统中。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种具体结构示意图。

图2是图1沿A-A线的剖视图。

图3是图1沿B-B线的剖视图。

图4是图1沿C-C线的剖视图。

图5是图1中的凹型本体单独与井道隔磁板配合的使用状态示意图。

图6是图1中的凹型本体单独与井道隔磁板和校正磁条配合的使用状态示意图。

图7是图1中的凹型本体成对与井道隔磁板配合的使用状态示意图。

图8是图1中的凹型本体成对与井道隔磁板和正面校正磁条配合的使用状态示意图。

图9是图1中的凹型本体成对与井道隔磁板和反面校正磁条配合的使用状态示意图。

图10是本发明的一种红外发射电路原理图。

图11是本发明的一种红外接收电路原理图。

图中序号说明：1凹型本体、2内螺纹孔、3第一路红外发射管发射孔、4第二路红外发射管发射孔、5第一路红外接收管接收孔、6第二路红外接收管接收孔、7A第一路红外接收管指示灯、7B第二路红外接收管指示灯、7C干簧管指示灯、8信号传输线、9第一路红外接收管(U1)、10第二路红外接收管(U2)、11干簧管(G1)、12内置电路板、13电梯井道隔磁板、14校正磁条、IR1第一路红外发射管、IR2第二路红外发射管、J3电路板外接线端子，J1、J2电路板内接线端子。

具体实施方式

根据图1～11详细说明本发明的具体结构。该电梯运行状态检测装置包括与电梯井道隔磁板13相配合的凹型本体1，内置电路板12以及由红外发射管、红外接收管和干簧管11构成的控制回路。其中凹型本体1是采用一个基座和两个相互平行的立座构成的U形封闭腔体，规格、形状应根据实际需要确定。基座与电梯轿厢的连接部位设置内螺纹孔2，侧面引出信号传输线8。封装在立座腔体的内置电路板12上的两对分别调制、互不干扰的第一、二路红外发射管(图中未示出)和第一、二路红外接收管9、10，对应并列固定在立座的第一、二路红外发射管发射孔3、4和第一、二路红外接收管接收孔5、6内。两对红外发射管和红外接收管的中心连线方向与凹型本体1沿电梯井道隔磁板13的运行方向相互平行。在固定红外接收管的内置电路板12上设置一个高灵敏度的干簧管11。在实际应用中，凹型本体1可以单独与井道隔磁板13配合使用，如图5所示，用于电梯平层检测。凹型本体1可以单独与井道隔磁板13和设置在井道隔磁板上的校正磁条14配合使用，如图6所示，用于电梯平层检测及校正楼层检测。凹型本体1可以成对的与井道隔磁板13配合使用，如图7所示，用于电梯平层检测。凹型本体1可以成对的与井道隔磁板13和设置在井道隔磁板上的正面校正磁条14配合使用，如图8所示，用于电梯上(下)端站检测。凹型本体1可以成对的与井道隔磁板13和设置在井道隔磁板上的反面校正磁条14配合使用，如图9所示，用于电梯下(上)端站检测。本发明的适用范围非常广泛。

由第一、二路红外发射管IR1、IR2和第一、二路红外接收管U1、U2及干簧管G1构成的控制回路，包括两路开关检测电路、两路状态指示电路、磁感应接收电路和磁感应状态指示电路。其中由第一路红外接收管U1，电容C4、C5，电阻R7、R9、稳压二极管D9、场效应管Q2组成第一路红外接收电路；第一路红外接收管U1的4脚输出可变频率的调制信号，作为第一路红外发射管IR1、稳压二极管D4、电阻R5组成的红外输出的载波频率；这样接收电路只有接收到与自身调制频率及相位一致的红外输出信号时，才由第一路红外接收管U1的2脚输出有效信号，使用这种方法可以方便的实现调制防干扰信号检测。发光二极管LED1、电阻R8组成第一路状态指示电路；由第二路红外接收管U2、电容C6、C7、电阻R10、R12、稳压二极管D10、场效应管Q3组成第二路红外接收电路；第二路红外接收管U2的4脚输出可变频率的调制信号，作为第二路红外发射管IR2、稳压二极管D5、电阻R4组成的红外输出的载波频率，发光二极管LED2、电阻R11组成第二路状态指示电路；电阻R1，R3，三极管Q1，开关二极管D3，电容C3组成所述红外发射管的稳压电源供电，抑制电源波动的干扰，发光二极管LED3、开关二极管D8、电阻R6、干簧管G1组成磁感应接收电路和磁感应状态指示电路，电路板内接线端子J1，J2分别与电路板外接线端子J3连接，将相应信号通过所述信号传输线输出至电梯控制系统。

使用时，以螺钉通过内螺纹孔2，把凹型本体1安装在轿厢顶部，使电梯井道内的隔磁板13能够插入到凹型本体1的凹型口内，并且电梯运行时，隔磁板13能够顺序遮挡红外发射管，使红外接收管不能接收到红外信号，从而第一路光电接收信号和第二路光电接收输出相应状态信号。对于校正楼层，如图6只需在井道的隔磁板13上，在干簧管11的一侧安装一个校正磁条14，使电梯到达该层平层，装置内的干簧管11可以检测到校正磁条14，对应输出磁感应信号。

关于装置对电梯上行、下行的检测检测方法：参照图5，通过判断电梯上行和下行时装置输出第一路和第二路红外接收信号的时序不同可以判别电梯运行方向。

关于对电梯速度的检测方法：当电梯以额定速度(设为e，电梯铭牌标明)运行经过某层时，接收信号有效时间(设为t)，由这两个参数我们可以算出隔磁板13的长度L＝e*t；实际电梯运行时经过某楼层时，实际接收信号有效时间T，计算实际电梯运行速度V＝L/T。

对于电梯处在第几楼层的计算：可以根据某路红外接收信号的有效次数、电梯运行方向、干簧管11有效时所在的楼层(该楼层与干簧管有效信号唯一对应，可作为楼层计数错误时的校正)，计算出当前电梯位置。如磁感应信号有效时为第N层，电梯上行检测到某路红外接收信号有效，当前楼层为N＝N+1层，电梯下行检测到某路红外接收信号有效，当前楼层为N＝N-1层。这种实施方式多在电梯监控、语音报站需要电梯位置、楼层、速度的应用中。

另外一种实施方式可以成对使用该装置作为电梯平层精确定位、电梯端站(强迫换速)信号使用。如图7，在平层位置放置隔磁板13，两个凹型本体1，上下相反方向放置，电梯在平层位置时，两个装置四路接收管信号都有效，表示精确平层；如图8，在电梯上行换速位置放置一个隔磁板13，并在第一个凹型本体1的干簧管11一侧的隔磁板13表面放置一个校正磁条14，隔磁板13位置不要遮挡光电接收管，经过上换速点时，第一个凹型本体1的磁感应信号有效，判定为上行换速(第二个凹型本体1经过上换速点时，由于干簧管11在另一侧，隔磁板13的隔磁作用，不会动作，不会输出信号)；图9所示，在下行换速位置放置一个隔磁板13，并在第二个凹型本体1的干簧管11一侧的隔磁板13表面上放置一个校正磁条14(与图8方向相反)，隔磁板13位置不要遮挡光电接收管，经过下换速点时，第二个装置的磁感应信号有效，判定为下行换速(第一个凹型本体1经过上换速点时，由于干簧管11在另一侧，隔磁板13的隔磁作用，不会动作，不会输出信号)。这种实施方式完全可以替代以分别安装检测开关，检测电梯平层、换速信号的方式，节约成本和降低安装复杂程度。

当然本发明不限于上述两种具体实施方式，其他等同方式均在本发明保护之列。

Claims (7)

1.一种电梯运行状态检测装置，包括与电梯井道隔磁板相配合的凹型本体，内置电路板以及由红外发射管、红外接收管和干簧管构成的控制回路，其特征在于：所述凹型本体采用一个基座和两个相互平行的立座构成的U形封闭腔体，所述基座与电梯轿厢的连接部位设置内螺纹孔，侧面引出信号传输线，封装在所述立座腔体的所述内置电路板上的两对分别调制、互不干扰的所述红外发射管和红外接收管，对应并列固定在所述立座的发射孔和接收孔内，两对所述红外发射管和红外接收管的中心连线方向与所述凹型本体沿所述电梯井道隔磁板的运行方向相互平行，在固定所述红外接收管的所述内置电路板上设置一个高灵敏度的干簧管。

2.根据权利要求1所述电梯运行状态检测装置，其特征在于：所述凹型本体单独与所述井道隔磁板配合使用。

3.根据权利要求1所述电梯运行状态检测装置，其特征在于：所述凹型本体单独与所述井道隔磁板和设置在所述井道隔磁板上的校正磁条配合使用。

4.根据权利要求1所述电梯运行状态检测装置，其特征在于：所述凹型本体成对的与所述井道隔磁板配合使用。

5.根据权利要求1所述电梯运行状态检测装置，其特征在于：所述凹型本体成对的与所述井道隔磁板和设置在所述井道隔磁板上的正面校正磁条配合使用。

6.根据权利要求1所述电梯运行状态检测装置，其特征在于：所述凹型本体成对的与所述井道隔磁板和设置在所述井道隔磁板上的反面校正磁条配合使用。

7.根据权利要求1所述电梯运行状态检测装置，其特征在于：所述控制回路包括两路开关检测电路、两路状态指示电路、磁感应接收电路和磁感应状态指示电路，其中由第一路红外接收管U1，电容C4、C5，电阻R7、R9、稳压二极管D9、场效应管Q2组成第一路红外接收电路；第一路红外接收管U1的4脚输出可变频率的调制信号，作为第一路红外发射管IR1、稳压二极管D4、电阻R5组成的红外输出的载波频率；发光二极管LED1、电阻R8组成第一路状态指示电路；由第二路红外接收管U2、电容C6、C7、电阻R10、R12、稳压二极管D10、场效应管Q3组成第二路红外接收电路；第二路红外接收管U2的4脚输出可变频率的调制信号，作为第二路红外发射管IR2、稳压二极管D5、电阻R4组成的红外输出的载波频率，发光二极管LED2、电阻R11组成第二路状态指示电路；电阻R1，R3，三极管Q1，开关二极管D3，电容C3组成所述红外发射管的稳压电源供电，抑制电源波动的干扰，发光二极管LED3、开关二极管D8、电阻R6、干簧管G1组成磁感应接收电路和磁感应状态指示电路，电路板内接线端子J1，J2分别与电路板外接线端子J3连接，将相应信号通过所述信号传输线输出至电梯控制系统。

Images