CN104860140B - 基于水感传感器的防水电梯控制系统及方法 - Google Patents

基于水感传感器的防水电梯控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于水感传感器的防水电梯控制系统及方法；其系统包括水感传感器、控制装置和防水型电力拖动子系统；其方法包括利用水感传感器对湿度进行检测并发送控制信号、利用控制装置对电梯设备进行控制及利用防水型电力拖动子系统实现电梯的基本工作功能。本发明突破了当普通电梯高层发生火灾时不能借助电梯逃生的限制，降低了电梯的制造成本，保证了电梯及使用人员的生命安全。

Description

基于水感传感器的防水电梯控制系统及方法
技术领域
本发明属于电梯控制技术领域，尤其涉及一种基于水感传感器的防水电梯控制系统及方法。
背景技术
电梯发展规模越来越大,而电梯漏水渗水积水现象日益严重，每年因电梯漏水积水问题引发的经济纠纷和社会矛盾也变得越来越突出，机房、各层消防爆管、井道底坑漏水导致轿顶控制系统和机房电气控制系统的损坏，与乘客乘坐电梯时存在的安全隐患，都与渗、漏水的关系越来越密切，原因也越来越直接。
IP(INGRESS PROTECTION)防护等级系统是由IEC(INTERNATIONALELECTROTECHNICAL COMMISSION)国际电工协会所起草，将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示电器防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。一般IP值设计越高，造价越贵。厅外登记IPX3、轿顶IPX4、底坑IPX1，同一部电梯不同位置不同等级，一是看(有无)实际需要，二是控制成本。因此，三菱电梯防水等级最高IPX3～4，迅达电梯防水等级最高IPX7。蒂森电梯防水等级最高IPX6。同品牌同参数规格造价(普通电梯与消防员电梯)价格相比一般都在2倍以上。举例；2014年，前不久一个水库大坝电梯，提升高度在200米左右，载重量1600公斤，速度4米/秒。蒂森报价100万/台，迅达报价150万/台。都接近正常普通电梯价格的2～3倍。由于造价昂贵，制约了发展使用。
目前井道内电器不能防水，轿顶电气系统不能防水或防水IP设计值不高，与现行国家标准中每层入口设有防水坡度高度有关，但现实环境中救火现场的水一旦漫过厅门入口防水坡度，后果将直接导致电梯故障。使人员、消防战士被迫困于某层消防前室内，给生命造成严重后果。
发明内容
本发明的发明目的是：为了解决现有技术中普通电梯不能防水及成本太高等问题，本发明提出了一种基于水感传感器的防水电梯控制系统及方法。
本发明的技术方案是：一种基于水感传感器的防水电梯控制系统，包括：
水感传感器，用于对湿度进行检测而发出控制信号；
控制装置，用于根据水感传感器发出的控制信号对电梯设备进行控制；
防水型电力拖动子系统，用于实现电梯的基本工作功能；
所述水感传感器与控制装置、控制装置与防水型电力拖动子系统通讯连接。
进一步地，所述水感传感器采用面状物理结构的高分子聚合材料。
进一步地，所述水感传感器设置于电梯机房、底坑、轿厢顶及其他需要进行防水处理的电气系统部位。
进一步地，所述控制装置具体用于实现电梯轿厢紧急平层，并启动防水型电力拖动子系统。
进一步地，所述防水型电力拖动子系统具体用于关闭电梯缓冲器、上下极限开关、上下限位开关、开关门速度控制及旁路附加功能，仅保留电梯的基本工作功能。
进一步地，所述电梯的基本工作功能具体包括电梯开关门、检修运行及紧急电动运行功能。
进一步地，所述电梯旁路附加功能具体包括外召信号及声光电报警功能。
为了解决以上问题，本发明还提出了一种基于水感传感器的防水电梯控制方法，包括以下步骤：
A、利用水感传感器对湿度进行检测并发出控制信号；
B、利用控制装置接收步骤A中水感传感器发出的控制信号，并根据控制信号控制电梯实现紧急平层，并启动防水型电梯电力拖动子系统；
C、利用防水型电梯电力拖动子系统实现电梯的基本工作功能。
进一步地，所述步骤C具体为利用防水型电力拖动子系统关闭电梯缓冲器、上下极限开关、上下限位开关、开关门速度控制及旁路附加功能，仅保留电梯的基本工作功能。
进一步地，所述电梯的基本工作功能具体包括电梯开关门、检修运行及紧急电动运行功能。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明突破了当普通电梯高层发生火灾时，不能借助电梯逃生的国家标准[GB7588-2003、TSG T7005-2011]相关条款的限制；
(2)本发明采用防水型电力拖动技术，只保留基本的控制功能，降低了需进行进水处理的机械制造成本和发生电气短路概率；
(3)本发明无需对普通电梯的厅门进行特殊的处理，大幅降低了制造成本；
(4)本发明提高了电梯轿顶、机房控制板系统和井道进水时乘梯人员使用电梯的安全性，彻底减少或消除电梯高昂的维修成本。
附图说明
图1是本发明的基于水感传感器的防水电梯控制系统的结构示意图。
图2是本发明的水感传感器吸、放湿显示的湿滞特性曲线示意图。
图3是本发明的基于水感传感器的防水电梯控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的基于水感传感器的防水电梯控制系统及方法主要应用于普通电梯高层发生火灾时对电梯进行安全控制。为了保证本发明的技术方案能够更好的进行实施，普通电梯必须设有消防前室；对于没有消防前室的普通电梯，必须增设消防前室。此外，电梯轿厢进气孔或风扇进气口需要进行防烟改造。
如图1所示，为本发明的基于水感传感器的防水电梯控制系统的结构示意图。一种基于水感传感器的防水电梯控制系统，包括：
水感传感器，用于对湿度进行检测而发出控制信号；
控制装置，用于根据水感传感器发出的控制信号对电梯设备进行控制；
防水型电力拖动子系统，用于实现电梯的基本工作功能；
所述水感传感器与控制装置、控制装置与防水型电力拖动子系统通讯连接。
本发明的水感传感器具体是指在叉指金电极上覆盖一层用纳米碳黑材料制成的聚合高分子材料膜，其采用面状物理结构。虽然普通电梯对于不同的部位进行了不同的防水保护，但是在消防员进行火灾抢险时，这些防水等级较低的防水保护明显不能保障电梯的安全。因此本发明在电梯机房、底坑、轿厢顶及其他需要进行防水处理的电气系统位置设置水感传感器，通过对电梯机房及轿厢的重点保护，实现对整个电梯的安全保障。普通的水感传感器仅限于通过物理结构点、线布控方式，由电阻值的变化再由送变器反馈给控制器信号，存在只有在有点、线布控的地方才能感知到水及工程安装不方便、成本高、可靠性低等缺点，而本发明的水感传感器具有灵敏度高的优点，而且对水的拦截面宽不需要线性度控制，并具有±5％RH(相对湿度)精度。
本发明的水感传感器所采用的碳湿敏材料具有响应速度快、重复性好、无冲蚀效应和滞后环窄等优点，其测量不确定度不超过±5％RH，但时间常数在正温时为60s以内。如图2所示，为本发明的水感传感器吸、放湿显示的湿滞特性曲线示意图，图中上方曲线为吸湿曲线，下方曲线为放湿曲线。本发明的水感传感器的温漂和线性度一样，可忽略。通常情况下处于无风井道内，线性要求又不要求在相对湿度RH必须是多少,只要在高湿环境下得到控制就行。电梯最长平层停电延时保护与湿滞响应时间的关系，通过试验发现最长平层停电延时与电梯的速度、吨位、提升高度、电梯控制系统延时等都具有明显影响。在蒂森克虏伯1m/s、1吨电梯，在模拟信号送达到最后保护关电的时间延时，与其他品牌电梯时间延时都呈线形关系。但与轿内载重量成反比。但不管何种品牌在接到故障信号的同时到最后的时间延迟最大都不超过55s。本发明所要解决的问题是在发生火灾时电梯的防水功能，因此本发明只需要考虑水感传感器从低湿段107KΩ增加湿度到高湿段，电阻衰减到102～3KΩ的输出特性，从而根据电阻率及电阻值的变化而获取控制信号。本发明的水感感应器可以通过无线传输方式发送控制信号，并且可以根据不同湿度段来实现分区域报警显示及语音报警等功能。
本发明的控制装置用于根据水感传感器发出的控制信号实现对电梯设备的控制；其具体用于实现电梯轿厢紧急平层，并启动防水型电力拖动子系统；该功能可以通过单片机、PLC(可编程逻辑控制器)或其他实现控制功能的装置实现。
本发明的防水型电力拖动子系统用于实现电梯的基本工作功能；其具体用于关闭电梯缓冲器、上下极限开关、上下限位开关、开关门速度控制及旁路附加功能，仅保留电梯的基本工作功能；这里电梯的基本工作功能具体包括电梯开关门、检修运行及紧急电动运行功能；电梯旁路附加功能具体包括外召信号及声光电报警功能。
为了对本发明的技术方案作进一步的详细说明，本发明还提出了一种基于水感传感器的防水电梯控制方法。如图3所示，为本发明的基于水感传感器的防水电梯控制方法的流程示意图，包括以下步骤：
A、利用水感传感器对湿度进行检测并发出控制信号；
B、利用控制装置接收步骤A中水感传感器发出的控制信号，并根据控制信号控制电梯实现紧急平层，并启动防水型电梯电力拖动子系统；
C、利用防水型电梯电力拖动子系统实现电梯的基本工作功能。
在步骤A中，水感传感器具体是指在叉指金电极上覆盖一层用纳米碳黑材料制成的膜，其采用面状物理结构，且设置在电梯机房及轿厢顶外侧位置；并考虑水感传感器从低湿段107KΩ增加湿度到高湿段，电阻衰减到102～3KΩ的输出特性，从而根据电阻率及电阻值的变化而获取控制信号。
在步骤B中，控制装置具体用于实现电梯轿厢紧急平层，并启动防水型电力拖动子系统；该功能可以通过单片机、PLC(可编程逻辑控制器)或其他实现控制功能的装置实现。
在步骤C中，防水型电梯电力拖动子系统具体用于关闭电梯缓冲器、上下极限开关、上下限位开关、开关门速度控制及旁路附加功能，仅保留电梯的基本工作功能；这里电梯的基本工作功能具体包括电梯开关门、检修运行及紧急电动运行功能；电梯旁路附加功能具体包括外召信号及声光电报警功能。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于水感传感器的防水电梯控制系统，其特征在于，包括：
水感传感器，用于对湿度进行检测而发出控制信号；
控制装置，用于根据水感传感器发出的控制信号对电梯设备进行控制；
防水型电力拖动子系统，用于实现电梯的基本工作功能，所述电梯的基本工作功能具体包括电梯开关门、检修运行及紧急电动运行功能；所述防水型电力拖动子系统具体用于关闭电梯缓冲器、上下极限开关、上下限位开关、开关门速度控制及旁路附加功能，仅保留电梯的基本工作功能；
所述水感传感器与控制装置、控制装置与防水型电力拖动子系统通讯连接。
2.如权利要求1所述的基于水感传感器的防水电梯控制系统，其特征在于，所述水感传感器采用面状物理结构的高分子聚合材料。
3.如权利要求2所述的基于水感传感器的防水电梯控制系统，其特征在于，所述水感传感器设置于电梯机房、底坑、轿厢顶及其他需要进行防水处理的电气系统部位。
4.如权利要求1所述的基于水感传感器的防水电梯控制系统，其特征在于，所述控制装置具体用于实现电梯轿厢紧急平层，并启动防水型电力拖动子系统。
5.如权利要求1所述的基于水感传感器的防水电梯控制系统，其特征在于，所述电梯旁路附加功能具体包括外召信号及声光电报警功能。
6.一种基于水感传感器的防水电梯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、利用水感传感器对湿度进行检测并发出控制信号；
B、利用控制装置接收步骤A中水感传感器发出的控制信号，并根据控制信号控制电梯实现紧急平层，并启动防水型电梯电力拖动子系统；
C、利用防水型电梯电力拖动子系统实现电梯的基本工作功能；所述电梯的基本工作功能具体包括电梯开关门、检修运行及紧急电动运行功能；具体为利用防水型电力拖动子系统关闭电梯缓冲器、上下极限开关、上下限位开关、开关门速度控制及旁路附加功能，仅保留电梯的基本工作功能。
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