CN102674102A - 电梯平衡系数检测仪 - Google Patents

Abstract

一种电梯平衡系数检测仪,由电梯数据采集系统与检测数据处理系统等组成，通过对电梯空载运行功率与运行速度数据的分析计算得到电梯平衡系数值。电梯数据采集系统包括电梯运行速度测量装置与电梯运行电能测量装置,其输出分别接到检测数据处理系统,依据曳引式电梯运行原理与运行中能量传递关系，经计算得到平衡系数的数值。电梯运行电能测量装置为适用范围在10～60Hz的交流宽频功率测量装置,通过钳型电流传感器与电压输入端子接入曳引电机的电源线,以采集曳引电机运行功率的信息。电梯运行速度测量装置为使用光电鼠标芯片组件的钢丝绳位移测量装置，或采用转速表测速装置。

Description

电梯平衡系数检测仪

技术领域

本发明涉及一种检测仪器，更具体地说，本发明涉及一种测试曳引式电梯平衡系数的专用检测仪器。

背景技术

国家标准BG7588-2003对平衡系数的定义为：“平衡系数，即额定载重量及轿厢质量由对重或平衡重平衡的量。”

现行的电梯技术标准与电梯检验规则采用的测试方法是：轿厢分别装载额定载重量30%、40%、45%、50%、60%作上、下全程运行，当轿厢和对重运行到同一水平位置时，记录电机的电流值，绘制电流-负荷曲线，以上下运行曲线的交点确定平衡系数。

上述通过电梯逐级加载运行，记录电机电流值，绘制电流-负荷曲线图确定平衡系数的检测方法，优点是可使用通用检测仪器设施,技术成熟；缺点是比较费时费力，现场作业时间通常要超过1小时，约为整梯试验检测工作量的三分之一。

由于现行的上述电梯平衡系数检测方法比较费时费力，近年来无载平衡系数测试技术应允而生，取得了一些研究成果，如安徽省特种设备检测院研发的通过检测曳引轮两侧钢丝绳张力确定平衡系数的检测仪、辽宁石油化工大学研发的静态两侧重量差测量方法及其测试仪、德国TUV公司的ADIASYSTEM电梯检测系统等。由于是无载荷测试，省去了反复搬运砝码的环节，目前尚存在的问题是，其数据采集为测量电梯轿厢与对重等机构自重的测力装置，现场安装与检测作业不便捷，以及数据采集为电梯静态工况，与现行电梯检验规则采用的动态测试数值存在差异，限制了推广应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种操作简便、测试结果准确的检测电梯平衡系数的专用仪器。

本发明通过下述技术方案予以实现：电梯平衡系数检测仪由电梯数据采集系统与检测数据处理系统等组成，所述电梯数据采集系统包括电梯运行电能测量装置与电梯运行速度测量装置,其电梯运行电能测量装置通过钳型电流传感器与电压输入端子接到曳引电机的电源线上，采集电机运行的电能信息；其电梯运行速度测量装置置于轿厢运行的机械传动构件上，采集轿厢的位移信息；电梯运行电能测量装置与电梯运行速度测量装置分别与电梯检测数据处理系统相连接，由电梯检测数据处理系统对采集信息进行分析、计算、存储、输出。

本发明的电梯运行电能测量装置为适用范围在5～60Hz的交流宽频功率测量装置。

所述电梯运行速度测量装置为使用光电鼠标芯片组件的钢丝绳位移测量装置，或采用转速表测速装置。

本发明与现有技术相比的优点是：

（1）需要的检测数据只有电梯空载运行功率与运行速度2项，都可以在电梯运行现场直接测量。

（2）电梯运行功率与运行速度测量的测试技术与测量仪表目前在行业中已经很成熟，有相应的技术标准/规范遵循，测量精度有保障。

（3）实施检测时电梯不需要加载负荷，其测试装置的现场安装方便快捷，现场作业时间通常约10分钟，省时省力。

（4）测试结果准确，测试结果与按电梯检验规则测试的结果一致。

附图说明

图1是本发明的实施例结构示意图。

图2是本发明中电梯速度测量装置的实施例剖视图。

图3是本发明中电梯速度测量装置的导向轮实施例构造剖视图。

图4是本发明中电能测量装置实施例的结构框图。

图中：1.电梯曳引机，2.钢丝绳，3.轿厢，4.对重，5.电能测量装置，6.检测数据处理系统，7.速度测量装置，8.导向轮，9.光学透镜，10.光电鼠标芯片电路，11.仪器架，12.轴承，13.心轴，14.磁钢。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

在图1的实施例中，电能测量装置5为宽频（5～60Hz）功率测量仪，其输入装置接到曳引机的电源线上，实时采集驱动电机的功率信息；速度测量装置7为光电式钢丝绳位移测量仪，置于电梯曳引钢丝绳一侧，通过对电梯曳引钢丝绳线速度的测量，可换算出电梯轿厢的运行速度。电能测量装置5与速度测量装置7分别与检测数据处理系统6相连接，对采集的信息进行分析、计算、存储、输出。

在图2的实施例中，所示的电梯钢丝绳位移测量装置由光学透镜9、光电鼠标芯片电路10、导向轮8、仪器架11等构成。光电鼠标芯片的市场定位是针对通用计算机鼠标的,也可以开发运用于工业领域的运动物体无接触位移检测领域。光电鼠标芯片包含图像拾取系统、DSP处理器、输出转换器等基本模块。其底部设置一个如同小型摄像头的光学透镜，图像拾取系统通过光学透镜不间断地对物体表面进行拍照，并将图像信息送入到DSP处理器，DSP处理器通过对前一时刻和当前时刻图像信息比对，得出物体位移的方向和位移数据。

在图3所示实施例中，导向轮8的两侧镶嵌了磁钢14，使导向轮对被测钢丝绳具有磁吸力，其目的在于实施检测中的导向轮依靠磁吸力紧靠被测钢丝绳，支撑测量装置与被测钢丝绳保持规定的相互位置。导向轮通过心轴13、轴承12安装在仪器架3上。

图4是本发明中电能测量装置的结构框图，采用了“两表法”测量三相负载的总功率，其工作过程是：将钳型电流传感器I_A、I_C与电压输入端子V_A、V_B、V_C分别接到曳引电机的电源线上，采集的电流、电压信息经取样电路，送至放大电路缓冲放大，再由A/D转换器变成数字信号，送到CPU2进行运算处理,包括电能取样的计量和相应电压、电流、有功功率与无功功率等数据的进一步精确计算,完成运行功率参数的监测、记录、存储，通过RS485接口进行通讯传输。鉴于电梯的电力拖动系统广泛应用了变频调速技术，电梯在额定速度时曳引电机的电源频率通常为10～50Hz。因此，工频电能测量仪表不能满足要求。本装置的适用范围是：3相交流、5～60Hz、0～500V、0～200A。

本发明中的电梯运行速度测量可以采用转速表测速装置,例如使用EC-2100电梯速度计，将速度计的周速环（俗称测速滚轮）与运行中的电梯曳引钢丝绳或限速器钢丝绳轻轻地接触，可测出钢丝绳的线速度。也可以通过测量驱动电机的转速按GB/T 10059的相应规定换算出轿厢运行速度：

$v=\frac{\mathrm{\π}\×D\×n}{1000\×60\×I\×i}$

式中：v－轿厢运行速度，m/s；

D－曳引轮节径，mm；

n－实测电机转速，r/min；

I－曳引机减速比；

i－曳引比。

本检测仪按下式计算电梯平衡系数值：

$K=\frac{N_x}{\mathrm{Qg}{V}_x(2-\mathrm{\η})}$

式中：K——被测试电梯的平衡系数

N_x——空载轿厢下行，运行到与对重同一水平位置时，电机运行功率，W；

V_x——空载轿厢下行，运行到与对重同一水平位置时，轿厢速度，m/s；

Q——额定载荷，kg，从被测试电梯的基本参数得到；

g——重力加速度，取9.81m/s²；

η——传动效率，轿厢空载工况驱动电机运行功率数值与电梯负载的运行功率数值之间的系数,按以下两种方式得到：

(1)对于广泛使用的采用无齿轮曳引机的电梯，以及采用圆柱齿轮曳引机、行星齿轮曳引机、皮带传动曳引机的电梯，按下式计算：

$\mathrm{\η}=1-\frac{N_x{V}_s-N_s{V}_x}{N_s{V}_x+N_x{V}_s}$

式中:N_s—空载轿厢上行，运行到与对重同一水平位置时，电机运行功率，W；

V_s——空载轿厢上行，运行到与对重同一水平位置时，轿厢速度，m/s；

式中其它符号表达同前式。

（2）对于采用蜗轮蜗杆曳引机的电梯，通过“选择样梯检测，建立起常用品脾/规格的采用蜗轮蜗杆曳引机的电梯，上行传动效率数据库”的技术方案实施，检测时根据被测试电梯的曳引机具体参数，从数据库查找对应的η数值。

以上结合附图和实施方式对本发明进行了展开描述，该描述不具有限制性，附图所示的也只是本发明仪器构成的一种实施例，本发明的技术方案并不局限于此。本领域的普通技术人员应该能够理解，在不脱离本发明设计思想的情况下，本发明的实际实施还会有某些细节上的变化。所以，只要符合本发明宗旨，这些变化均包括在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电梯平衡系数检测仪，包括电梯数据采集系统与检测数据处理系统，其特征是，所述电梯数据采集系统包括电梯运行电能测量装置与电梯运行速度测量装置,其电梯运行电能测量装置通过钳型电流传感器与电压输入端子接到曳引机的电源线上，采集驱动电机运行的电能信息；其电梯运行速度测量装置置于轿厢运行的机械传动构件上，采集轿厢运行的位移信息；电梯运行电能测量装置与电梯运行速度测量装置分别与检测数据处理系统相连接，由检测数据处理系统对采集信息进行分析、计算、存储、输出。

2.根据权利要求1所述的电梯平衡系数检测仪，其特征是，所述电梯运行电能测量装置为适用范围在5～60Hz的交流宽频功率测量装置。

3.根据权利要求1所述的电梯平衡系数检测仪，其特征是，所述电梯运行速度测量装置为使用光电鼠标芯片组件的钢丝绳位移测量装置。

4.根据权利要求1所述的电梯平衡系数检测仪，其特征是，所述电梯运行速度测量装置为转速表测速装置。

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