CN105084149B - 电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置及方法，所述装置包括电流采集模块、整形电路模块、数据录入模块、数据处理模块以及显示模块；所述方法包括：采集目标曳引机绕组自救时产生的感应电流；将采集的电流波形整形为方波，并将方波信号发送出去；录入曳引机相关参数和标准速度参数；对方波信号进行分析，并存储信号分析结果、曳引机相关参数和标准速度参数，然后对存储数据进行处理，得到曳引机的实时速度和速度是否异常的判断结果；显示曳引机相关参数、曳引机的实时速度以及速度是否异常的判断结果。本发明装置结构简单，携带、使用方便，能够广泛应用于各种电梯在停电自救时的速度监测。

Description

电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电梯曳引机速度监测装置及方法，尤其是一种电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置及方法，属于电梯速度监测领域。

背景技术

现代社会中，电梯作为日常生活的辅助设备已经大面积使用，并且正在以飞速发展的势头在各个建筑工地安装，特别是一些高端写字楼、住宅区，可以说电梯和人们的日常生活已经密不可分，成为在多层建筑物中用于运输人员和货物不可或缺的交通工具。

随着电梯行业的迅猛发展，大量新型科技技术运用到电梯行业，对电梯的检测方法、检测项目也是五花八门，电梯安全系数要求也日益增高。2015年新国标的出台，对电梯在停电自救时的速度(即电梯曳引机在停电自救时的速度)也作出了相应的规定。因此，对电梯在停电自救时的速度实行监测尤为重要。

目前，市面上通常采用标记钢丝绳的方法，或采用专门测量仪器测量电梯在停电自救时的速度。标记钢丝绳的方法，需要对钢丝绳进行分段标记，在人为计时的同时，需要人为地通过标记进行钢丝绳移动距离进行估算，精度不高，且容易出错；专门测量仪器的原理是：通过对重力加速度在不同海拔高度时的不一致，得到相应的高度，通过一定时间高度的变化直接得出电梯运行时的速度数据，但这种方法需要采用国外进口的测量仪器才能实现，其成本较高。因此，上述两种测量方法都不符合现阶段电梯行业的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，该装置结构简单，携带、使用方便，能够广泛应用于各种电梯在停电自救时的速度监测。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述装置实现的电梯曳引机在停电自救时的速度监测方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，所述装置为手持式装置，包括电流采集模块、整形电路模块、数据录入模块、数据处理模块以及显示模块，所述电流采集模块、整形电路模块和数据处理模块依次相连，所述数据录入模块和显示模块分别与数据处理模块相连；其中：

所述电流采集模块，用于采集目标曳引机绕组自救时产生的感应电流；

所述整形电路模块，用于将采集的电流波形整形为方波，并将方波信号发送出去；

所述数据录入模块，用于录入曳引机相关参数和标准速度参数；

所述数据处理模块，用于对方波信号进行分析，并存储信号分析结果、曳引机相关参数和标准速度参数，然后对存储数据进行处理，得到曳引机的实时速度和速度是否异常的判断结果；

所述显示模块，用于显示曳引机相关参数、曳引机的实时速度以及速度是否异常的判断结果。

作为一种实施方案，所述装置还包括报警模块，所述报警模块与数据处理模块相连。

作为一种实施方案，所述报警模块为蜂鸣器。

作为一种实施方案，所述装置还包括电源模块，所述电源模块用于为电流采集模块、整形电路模块、数据录入模块、数据处理模块、显示模块和报警模块供电。

作为一种实施方案，所述整形电路模块、数据处理模块和报警模块设置在一控制板上，所述数据录入模块设置在一输入板上，所述显示模块设置在一显示板上。

作为一种实施方案，所述数据录入模块包括键盘扫描控制电路和码计数电路。

作为一种实施方案，所述电流采集模块为电流感应元件。

作为一种实施方案，所述数据处理模块为单片机芯片。

作为一种实施方案，所述显示模块为液晶显示屏。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

基于上述装置实现的电梯曳引机在停电自救时的速度监测方法，所述方法包括以下步骤：

S1、采用电流采集模块采集目标曳引机绕组自救时产生的感应电流I；

S2、整形电路模块将采集的电流波形整形为方波，并将方波信号发送给数据处理模块，数据处理模块对方波信号进行分析，得到电流占空周期T₁；

S3、采用数据录入模块录入曳引机相关参数，数据处理模块根据曳引机相关参数，计算得到电梯额定速度时的电流周期T；其中，所述曳引机相关参数包括曳引机的脉冲数、曳引机的转速、电梯额定速度和国标规定速度；

S4、采用数据录入模块录入标准速度参数，数据处理模块根据曳引机相关参数和标准速度参数，计算得到电流占空周期T₂；其中，所述标准速度参数的值为0.3米/秒；

S5、数据处理模块根据电梯额定速度、电梯额定速度时的电流周期T以及电流占空周期T₁，计算得到曳引机的实时速度v；同时，数据处理模块对得到的电流占空周期T₁和电流占空周期T₂进行对比，若T₁＞T₂，则判断曳引机的速度正常，若T₁＜T₂，则判断曳引机的速度异常；

S6、显示模块显示曳引机相关参数、曳引机的实时速度v以及速度是否异常的判断结果。

作为一种实施方案，步骤S3中，所述数据处理模块根据曳引机相关参数，计算得到电梯额定速度时的电流周期T，如下式：

T＝1000/(A*B/60)

其中，A为曳引机的脉冲数，单位是个/秒；B为曳引机的转速，单位是转/分钟；T的单位是毫秒。

作为一种实施方案，步骤S4中，所述数据处理模块根据曳引机相关参数和标准速度参数，计算得到电流占空周期T₂，如下式：

T₂＝1000/(A*E/60)

其中，E＝B/C*0.3；A为曳引机的脉冲数，单位是个/秒；B为曳引机的转速，单位是转/分钟；C为电梯额定速度，单位是米/秒；T₂的单位是毫秒。

作为一种实施方案，步骤S5中，所述数据处理模块根据电梯额定速度、电梯额定速度时的电流周期T以及电流占空周期T₁，计算得到曳引机的实时速度v，如下式：

v＝T/T₁*C

其中，C为电梯额定速度，单位是米/秒；T和T₁的单位是毫秒。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明装置通过采集曳引机在停电自救时的发电电流波形，基于曳引机电机极对数与发电电流的脉冲数相等的原则下，通过对采集数据通过频率计算、对曳引机的电机参数进行录入运算，得到曳引机的实时速度，并通过数据对比，得到曳引机的速度是否异常的判断结果，而且可以实时显示处理结果，操作相当方便。

2、本发明装置采用电流采集模块、整形电路模块、数据录入模块、数据处理模块、显示模块这几个模块，即可实现电梯曳引机在停电自救时的速度监测，整个结构简单、合理，因此成本较低，而且测量的精确度高。

3、本发明装置在判断曳引机的速度异常时，不仅可以通过显示模块(如液晶显示屏等)进行显示，同时可以利用报警模块(如蜂鸣器等)进行报警，以提示工作人员及时进行维护。

4、本发明装置的数据采集仅需采集电梯曳引机在自救过程中产生的感应电流，其适用于将曳引机放置于井道的无机房电梯，因此可广泛应用于各种电梯中。

附图说明

图1为本发明实施例1的电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置结构框图。

图2为本发明实施例1的电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置原理图。

图3为本发明实施例1的电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置测量流程图。

其中，1-电流采集模块，2-整形电路模块，3-数据录入模块，4-数据处理模块，5-显示模块，6-报警模块，7-控制板，8-输入板，9-显示板。

具体实施方式

实施例1：

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，该装置为手持式装置，包括电流采集模块1、整形电路模块2、数据录入模块3、数据处理模块4、显示模块5、报警模块6和电源模块(图中未示出)，所述整形电路模块2、数据处理模块4和报警模块6设置在一控制板7上，所述数据录入模块3设置在一输入板8上，所述显示模块5设置在一显示板9上；其中：

所述电流采集模块1，采用电流感应元件，可选择曳引机电源线，UVW三相中的任意一相进行电流采集，用于采集目标曳引机绕组自救时产生的感应电流；

所述整形电路模块2，用于将采集的电流波形整形为方波(即形成脉冲形式的波形)，并将方波信号发送出去，由数据处理模块4进行接收。

所述数据录入模块3，包括键盘扫描控制电路和码计数电路，用于录入曳引机相关参数和标准速度参数；其中，所述曳引机相关参数包括脉冲数、转速、电梯额定速度和国标规定速度，所述标准速度参数的值为0.3m/s(米/秒)，该值是基于国家相关标准规定的。

所述数据处理模块4，采用一块单片机芯片，具有数据收集、运算、输出的功能，主要用于对方波信号进行分析，并存储信号分析结果、曳引机相关参数和标准速度参数，然后对存储数据进行处理，得到曳引机的实时速度和速度是否异常的判断结果。

所述显示模块5，采用市面上通用的液晶显示屏，用于显示曳引机相关参数、曳引机的实时速度(即曳引轮的线速度，同时也是电梯的实时速度)以及速度是否异常的判断结果(当数据处理模块4判断曳引机的速度正常时，显示“速度正常”，当数据处理模块4判断曳引机的速度异常时，显示“速度异常”)。

所述报警模块6，采用蜂鸣器，当判断曳引机的速度异常时，发出报警鸣叫。

所述电源模块，用于为整个装置供电，即为电流采集模块1、整形电路模块2、数据录入模块3、数据处理模块4、显示模块5和报警模块6供电，可以采用电池供电(当电源插口空置时，装置可由电池供电)和通过变压器市电供电(当插入经过变压的电源插口后，装置由电源插口供电)两种供电方式。

如图3所示，由于电梯运行需要有一段时间的加速过程，本实施例提供的速度监测装置至少需要等待曳引机的曳引轮转两圈的时间，接着使电梯保持断电状态，然后才开始进行测量，其测量过程包括以下步骤：

S1、采用电流采集模块采集目标曳引机绕组自救时产生的感应电流I；

S2、整形电路模块将采集的电流波形整形为方波，并将方波信号发送给数据处理模块，数据处理模块对方波信号进行分析，得到电流占空周期T₁(单位是毫秒，即ms)；

S3、采用数据录入模块录入曳引机相关参数，数据处理模块根据曳引机相关参数，计算得到电梯额定速度时的电流周期T；其中，所述曳引机相关参数包括曳引机的脉冲数(单位是个/s，即个/秒)、曳引机的转速(单位是rpm，即转/分钟)、电梯额定速度(单位是m/s，即米/秒)和国标规定速度(单位是m/s，即米/秒)，所述数据处理模块根据曳引机相关参数，计算得到电梯额定速度时的电流周期T(单位是ms，即毫秒)，如下式：

T＝1000/(A*B/60)

其中，A为曳引机的脉冲数，B为曳引机的转速；

S4、采用数据录入模块录入标准速度参数，数据处理模块根据曳引机相关参数和标准速度参数，计算得到电流占空周期T₂；其中，所述标准速度参数的值为0.3m/s；其中，所述数据处理模块根据曳引机相关参数和标准速度参数，计算得到电流占空周期T₂(单位是ms，即毫秒)，如下式：

T₂＝1000/(A*E/60)

其中，E＝B/C*0.3(E是曳引机在0.3m/s速度下的转速)，A为曳引机的脉冲数，B为曳引机的转速，C为电梯额定速度；

S5、数据处理模块根据电梯额定速度、电梯额定速度时的电流周期T以及电流占空周期T₁，计算得到曳引机的实时速度v；同时，数据处理模块对得到的电流占空周期T₁和电流占空周期T₂进行对比，若T₁＞T₂，则判断曳引机的速度正常，若T₁＜T₂，则判断曳引机的速度异常；曳引机的实时速度，即曳引轮的线速度与周期成反比(v/C＝T/T₁)，因此，所述数据处理模块根据电梯额定速度、电梯额定速度时的电流周期T以及电流占空周期T₁，计算得到曳引机的实时速度v，如下式：

v＝T/T₁*C

其中，C为电梯额定速度。

S6、显示模块显示曳引机相关参数、曳引机的实时速度v，当数据处理模块判断曳引机的速度正常时，显示“速度正常”，当数据处理模块判断曳引机的速度异常时，显示“速度异常”，同时，报警模块进行报警。

综上所述，本发明装置通过采集曳引机在停电自救时的发电电流波形，基于曳引机电机极对数与发电电流的脉冲数相等的原则下，通过对采集数据通过频率计算、对曳引机的电机参数进行录入运算，得到曳引机的实时速度，并通过数据对比，得到曳引机的速度是否异常的判断结果，而且可以实时显示处理结果，操作相当方便。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，其特征在于：所述装置为手持式装置，包括电流采集模块、整形电路模块、数据录入模块、数据处理模块以及显示模块，所述电流采集模块、整形电路模块和数据处理模块依次相连，所述数据录入模块和显示模块分别与数据处理模块相连；其中：

所述电流采集模块，用于采集目标曳引机绕组自救时产生的感应电流；

所述整形电路模块，用于将采集的电流波形整形为方波，并将方波信号发送出去；

所述数据录入模块，用于录入曳引机相关参数和标准速度参数；其中，所述曳引机相关参数包括曳引机的脉冲数、曳引机的转速、电梯额定速度和国标规定速度，所述标准速度参数的值为0.3米/秒；

所述数据处理模块，用于对方波信号进行分析，得到电流占空周期T₁，并存储电流占空周期T₁、曳引机相关参数和标准速度参数，然后根据曳引机相关参数，计算得到电梯额定速度时的电流周期T，根据曳引机相关参数和标准速度参数，计算得到电流占空周期T₂，根据电梯额定速度、电梯额定速度时的电流周期T以及电流占空周期T₁，计算得到曳引机的实时速度v；同时，对得到的电流占空周期T₁和电流占空周期T₂进行对比，若T₁>T₂，则判断曳引机的速度正常，若T₁<T₂，则判断曳引机的速度异常；

所述显示模块，用于显示曳引机相关参数、曳引机的实时速度以及速度是否异常的判断结果。

2.根据权利要求1所述的电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，其特征在于：所述装置还包括报警模块，所述报警模块与数据处理模块相连。

3.根据权利要求2所述的电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，其特征在于：所述报警模块为蜂鸣器。

4.根据权利要求2所述的电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，其特征在于：所述装置还包括电源模块，所述电源模块用于为电流采集模块、整形电路模块、数据录入模块、数据处理模块、显示模块和报警模块供电。

5.根据权利要求2所述的电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，其特征在于：所述整形电路模块、数据处理模块和报警模块设置在一控制板上，所述数据录入模块设置在一输入板上，所述显示模块设置在一显示板上。

6.根据权利要求1所述的电梯曳引机在停电自救时的速度监测装置，其特征在于：所述数据录入模块包括键盘扫描控制电路和码计数电路。

7.电梯曳引机在停电自救时的速度监测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1、采用电流采集模块采集目标曳引机绕组自救时产生的感应电流I；

S2、整形电路模块将采集的电流波形整形为方波，并将方波信号发送给数据处理模块，数据处理模块对方波信号进行分析，得到电流占空周期T₁；

S3、采用数据录入模块录入曳引机相关参数，数据处理模块根据曳引机相关参数，计算得到电梯额定速度时的电流周期T；其中，所述曳引机相关参数包括曳引机的脉冲数、曳引机的转速、电梯额定速度和国标规定速度；

S4、采用数据录入模块录入标准速度参数，数据处理模块根据曳引机相关参数和标准速度参数，计算得到电流占空周期T₂；其中，所述标准速度参数的值为0.3米/秒；

S5、数据处理模块根据电梯额定速度、电梯额定速度时的电流周期T以及电流占空周期T₁，计算得到曳引机的实时速度v；同时，数据处理模块对得到的电流占空周期T₁和电流占空周期T₂进行对比，若T₁>T₂，则判断曳引机的速度正常，若T₁<T₂，则判断曳引机的速度异常；

S6、显示模块显示曳引机相关参数、曳引机的实时速度v以及速度是否异常的判断结果。

8.根据权利要求7所述的电梯曳引机在停电自救时的速度监测方法，其特征在于：步骤S3中，所述数据处理模块根据曳引机相关参数，计算得到电梯额定速度时的电流周期T，如下式：

T＝1000/(A*B/60)

其中，A为曳引机的脉冲数，单位是个/秒；B为曳引机的转速，单位是转/分钟；T的单位是毫秒。

9.根据权利要求7所述的电梯曳引机在停电自救时的速度监测方法，其特征在于：步骤S4中，所述数据处理模块根据曳引机相关参数和标准速度参数，计算得到电流占空周期T₂，如下式：

T₂＝1000/(A*E/60)

其中，E＝B/C*0.3；A为曳引机的脉冲数，单位是个/秒；B为曳引机的转速，单位是转/分钟；C为电梯额定速度，单位是米/秒；T₂的单位是毫秒。

10.根据权利要求7所述的电梯曳引机在停电自救时的速度监测方法，其特征在于：步骤S5中，所述数据处理模块根据电梯额定速度、电梯额定速度时的电流周期T以及电流占空周期T₁，计算得到曳引机的实时速度v，如下式：

v＝T/T₁*C

其中，C为电梯额定速度，单位是米/秒；T和T₁的单位是毫秒。