CN106226066B

CN106226066B - 一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法

Info

Publication number: CN106226066B
Application number: CN201610846251.0A
Authority: CN
Inventors: 冯献武; 范素彬
Original assignee: Zhumadian Eternal Elevator Co Ltd
Current assignee: Zhumadian Eternal Elevator Co Ltd
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2018-08-17
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: CN106226066A

Abstract

本发明属于电梯安全指标检测技术领域，具体涉及一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法，包括以下步骤：用电梯平衡系数检测仪测出轿厢空载工况下平衡系数K₀；所述轿厢分别加载N组试验砝码Q_砝，用电梯平衡系数检测仪分别测量每组试验砝码工况下的平衡系数的测量值K_测；计算轿厢分别加载N组试验砝码Q_砝后各工况下平衡系数的理论值K_砝；计算平衡系数的测量值K_测与理论值K_砝的差值，并对该差值取绝对值得到平衡系数的绝对差值K_差；计算K_差的几何平均数G，当所述差值全部为负值时，则示值误差表述为‑G；差值全部为正值时，则为+G；差值有负值也有正值时，则为±G。本发明消除了因平衡系数测量值与实际不符而导致的电梯安全隐患。

Description

一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法

技术领域

本发明属于电梯安全指标检测技术领域，具体涉及一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法。

背景技术

电梯平衡系数是电梯的重要参数之一，也是法定检验项目。在电梯安装完成后需要对电梯平衡系数进行测量，以确保满足设计要求。电梯平衡系数直接影响电梯曳引条件、制动器制动性能要求。平衡系数较小或较大时，会破坏电梯曳引力的平衡条件，也会要求更大的制动力，使电梯运行工况恶化，造成人员伤亡和设备损坏。所以电梯使用阶段，平衡系数不应被随意改变。

据中央电视台2015年6月21日播出的《电梯质量报道》：国家质检总局对部分老旧电梯集中的省市开展了“在用老旧电梯安全状况分析与监测”，在抽查的2523台老旧电梯中，平衡系数是存在问题最多的检测项目，将近三分之一的老旧电梯平衡系数检测项目存在问题，忽略了这项安全指标的测量也是造成老旧电梯不合格的主要原因之一。

据有关报道，我国在用电梯平衡系统偏离设计值与安装、使用管理、维护保养环节均可能有关，主要原因有：使用单位私自对轿厢进行装修，如加装大理石地板、轿壁加装镜面、轿顶加装空调等，增大了轿厢自重；安装时未按设计要求调整试验平衡系数，制造单位和安装单位自检把关不严，维保单位接手维保时没有全面排查电梯安全状况；使用过程中对重块被人为偷盗，造成对重重量减小，平衡系数减小。

不管是何种原因造成在用电梯平衡系数不符，当前较为行之有效的解决办法是在定期检验中对平衡系数进行测试，消除在用电梯平衡系数不符造成的安全隐患。目前检验中检测平衡系数采用的方法是通过加载特定重量砝码测量轿厢在5种装载工况下的上下行电流值，通过绘制电流曲线，读取上下行电流曲线交点来判断平衡系数。该方法由于需多次加载，费时费力，效率低下，十分不便于推广应用。

基于上述背景，科技工作者通过多年努力，研制出多种快速检测曳引驱动电梯平衡系数的仪器，可实现空载检测即摆脱传统人工反复搬运砝码的环节，空载工况下实现测量电梯平衡系数的目的。其在曳引驱动电梯安装自检、监督检验、定期检验、监督抽查等各检验中均有很高的实用价值。2015年，在公开的一次由中国特种设备检验协会组织的电梯平衡系数检测方法的比对试验中，传统“电流法”用时40分钟，最大偏离为+1.6％；“称重法”用时20分钟，最大偏离为-12％；“功率法”用时6分钟，最大偏离为+0.9％。

《计量法》第五十二条规定：法定计量器具以外的计量器具，使用者应当自行或者委托其他有资格向社会提供计量校准服务的计量技术机构进行计量校准，保证其量值的溯源性。

目前国内没有校准电梯平衡系数检测仪的校准方法，所以各种校准行为较为混乱，这对校准仪的推广使用带来很大困惑。

电梯平衡系数检测仪的校准(量值溯源)，法定计量检定机构的作法是：如果检测仪是由“功率表”、“电流表”、“转速表”、“测力计”组成，分别按“功率表”、“电流表”、“转速表”、“测力计”的计量检定规程进行校准，然后根据生产厂家提供的该型电梯平衡系数检测仪计算公式，综合“功率表”、“电流表”、“转速表”、“测力计”的示值误差推断检测平衡系数的示值误差。

以“功率法”原理检测仪为例，检测仪由“功率表”和“转速表”组成，法定计量检定机构的作法是：“功率表”按照《交流数字功率表检定规程》校准；“转速表”按照《转速表检定规程》校准，然后综合“功率表”和“转速表”的示值误差，再依据该型电梯平衡系数检测仪计算公式推断检测平衡系数的综合示值误差。换句话说：因为“功率表”、“转速表”准，所以检测仪测的准，这种作法不是平衡系数检测仪校准，叫“功率表”、“转速表”校准更为贴切。“功率表”、“转速表”校准是检测平衡系数准确与否的必要条件，而不是充要条件，“功率表”、“转速表”、“计算公式”都准才是检测平衡系数准确与否的充要条件。

然而，法定计量检定机构出具的检定证书，都叫某某电梯平衡系数检测仪检定证书，且没有不符合要求的。电梯平衡系数检测仪是要用在法定检验项目电梯平衡系数检测的，然后有了下面使用单位的比对。

对于使用单位，只能通过比对试验测出一个相对值，来估算仪器的精度，实现量值溯源。在2015年中国特种设备检验协会组织的电梯平衡系数检测方法的比对试验中，由法定计量单位按照电梯平衡系数的定义与数学表达式进行测量，其检测结果作为比对试验的测量精度参照基准。也即在电梯轿厢与对重处于同一水平位置时起吊轿厢和对重至曳引绳松弛，然后将对重导靴与轿厢导靴拆除并放在相应机构上，以消除静摩擦力对称量精度影响。通过串联在起吊系统的拉力传感器精确计量轿厢与对重系统的重量，按电梯平衡系数的数学表达式K＝(W-P)/Q核算测试结果，其用时125分钟。

基于上述背景，就国内尚没有电梯平衡系数检测仪校准方法的问题，给出一种快速、精确校准电梯平衡系数检测仪的方法，其在改进仪器设计，提高测量精度等方法有很高的实用价值。

发明内容

本发明提供了一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法，消除了因平衡系数测量值与实际不符而导致的电梯安全隐患。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：用电梯平衡系数检测仪测出轿厢空载工况下平衡系数K₀；

步骤二：所述轿厢分别加载N组试验砝码Q_砝，用所述电梯平衡系数检测仪分别测量每组试验砝码Q_砝工况下的平衡系数的测量值K_测，所述试验砝码Q_砝的取值范围为0<Q_砝<Q_额，Q_额为额定载荷，所述N为整数，并且N≥2；

步骤三：计算所述步骤二中轿厢分别加载N组试验砝码Q_砝后各工况下平衡系数的理论值K_砝；

步骤四：计算所述步骤二中平衡系数的测量值K_测与所述步骤三中平衡系数的理论值K_砝的差值，对所述差值取绝对值得到平衡系数的绝对差值K_差，所述K_差＝|K_测-K_砝|；

步骤五：计算所述步骤四中K_差的几何平均数G，G为所述电梯平衡系数检测仪的示值误差，当步骤四所述差值K_测－K_砝全部为负值时，则示值误差表述为-G；当步骤四所述差值K_测－K_砝全部为正值时，则示值误差表述为+G；当步骤四所述差值K_测－K_砝有负值也有正值时，则示值误差表述为±G。

进一步，所述步骤三中平衡系数的理论值K_砝＝|K₀-Q_砝/Q_额|。

进一步，所述步骤五中几何平均数

进一步，根据所述步骤五中的示值误差能够得到：校正后的电梯平衡系数K的实测值K_实测＝K₀-示值误差。

本发明所产生的有益效果如下：

在国内没电梯平衡系数检测仪校准方法的情况下，给出一种校准方法，用于指导检测仪的生产和检测工作；本发明提供的校准方法适用范围广，适用于所有已知的平衡系数检测仪，用于法定计量单位校准工作或使用单位自校准；并且本发明精度高，试验砝码可精确到克，这也决定了校准的准确性；本发明操作方便，无需拆卸电梯现有装置，能大幅提高校准效率。

对生产厂家，通过该校准方法发现不足改进设计，进一步提高仪器性能；对使用单位，在购置仪器时可通过该校准方法检测产品的质量，避免经济损失；在使用过程中通过本发明实施自校准，使仪器经常保持良好的状态；将示值误差做为修正值来使用，进一步提高测量精度；对检查机构，使用该校准方法校准后的检测仪，作为执法的依据，尤其是当检测数据处于临界点时显得尤为重要，使用单位擅自改变轿厢自重属电梯私自改造行为，制造单位明确的预留装饰重量除外。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来进一步详细的说明本发明，但本发明的保护范围并不限于此。

本实施例采用主机型号为TYP1-3S的“功率法”电梯平衡系数检测仪，速度测量范围为0.25m/s～6m/s；电梯采用型号为MAX的曳引驱动乘客电梯，曳引机为永磁同步曳引机，额定载荷为1000Kg，额定速度为2.0m/s，曳引比为2：1，层站为35/35；以及600Kg砝码,N组试验砝码Q_砝，N取5，试验砝码Q_砝分别为30％Q_额、40％Q_额、45％Q_额、50％Q_额、60％Q_额。

电梯平衡系数的数学表达式为：K＝(W-P)/Q×100％，其中电梯的额定载荷Q是已知的，电梯对重系统质量W和轿厢系统质量P之差W-P是未知的，现有的电梯平衡系数检测仪是空载工况下，通过测“电流”、“功率”或“称重”换算出W-P的值，计算出平衡系数K。

若知道W-P的精确值，就可以通过数学表达式(W-P)/Q＝K计算出K的精确值，然后将其和仪器测出的K值比对，就可以得出检测仪的误差。或者说，K值的准确于否取决于W-P值的准确于否，那么对平衡系数检测仪测量精度的测量就可以转换为对W-P值的测量。

综上所述，校准原理如下：赋予电梯对重系统质量和轿厢系统质量的差值W-P一个真值，如轿厢内加载试验砝码Q_砝，加载试验砝码前后W-P的实际变动值即为砝码的质量Q_砝，则有Q_砝＝W-P，用检测仪测出加载试验砝码后平衡系数的测量值K_测；根据平衡系数的数学表达式可计算出加载试验砝码后平衡系数的理论值K_砝，以Q_砝做为基准，计算检测仪检测平衡系数的误差。

一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法，包括以下步骤：

步骤一：用电梯平衡系数检测仪测出轿厢空载工况下平衡系数K₀，其中K₀＝0.395；

步骤二：所述轿厢分别加载5组试验砝码Q_砝，所述试验砝码Q_砝的质量分别为30％Q_额、40％Q_额、45％Q_额、50％Q_额、60％Q_额，用所述电梯平衡系数检测仪分别测量每组试验砝码Q_砝工况下的平衡系数K_测并计入表1，所述K_测为加载试验砝码后平衡系数的测量值，Q_额为额定载荷，Q_额＝1000kg。

表1用电梯平衡系数检测仪测量各工况平衡系数K_测

Q_砝	30％Q_额	40％Q_额	45％Q_额	50％Q_额	60％Q_额
						K_测	0.097	0.094	0.093	0.108	0.207

步骤三：所述步骤二中轿厢分别加载N组试验砝码Q_砝后各工况下平衡系数的理论值K_砝，其中所述K_砝＝|K₀-Q_砝/Q_额|，其中所述Q_砝为加载的试验砝码,K_砝反映的是加载试验砝码后平衡系数的理论值；从电梯平衡系数的数学表达式：K＝(W-P)/Q×100％，可以看出，在轿厢内增加实验砝码会使平衡系数变小，甚至为负值。这里正号反映的是：W＞P，即对重比轿厢重；负号反映的是：W＜P，即对重比轿厢轻；数值反映的是加载试验砝码后的平衡系数。为消除负值对计算结果的影响，固对(K₀-Q_砝/Q_额)取绝对值。

表2加载不同额定载荷的试验砝码后各工况理论上的平衡系数K_砝

Q_砝	30％Q_额	40％Q_额	45％Q_额	50％Q_额	60％Q_额
						K_砝	0.095	0.005	0.055	0.105	0.205

步骤四：计算所述步骤二中平衡系数的测量值K_测与所述步骤三中平衡系数的理论值K_砝的差值，对所述差值取绝对值得到平衡系数的绝对差值K_差，所述K_差＝|K_测-K_砝|。

表3计算平衡系数测量值K_测与理论值K_砝的误差

Q_砝	30％Q_额	40％Q_额	45％Q_额	50％Q_额	60％Q_额
						K_测	0.097	0.094	0.093	0.108	0.207
K_砝	0.095	0.005	0.055	0.105	0.205
						K_差	0.002	0.089	0.038	0.003	0.002

观察5种工况下K_测的检测数据，可以发现，当加载试验砝码的质量为40％Q_额和45％Q_额时，这2种工况下K_测分别为0.094和0.093，检测数据出现了钝化，其它3种工况下检测数据随着试验砝码的变化而变化。其范围在50％Q_额-30％Q_额/Q_额＝20％以内，即|W-P|＜20％Q_额时，检测仪无法测量平衡系数。这又分两种情况：W-P＜20％Q，和W-P＞-20％Q。

对重质量一部分是用于平衡轿厢质量，另一部分平衡额定载荷，当平衡系数K较小时，用于平衡额定载荷的质量就少，即平衡不足；当平衡系数K较大时，用于平衡额定载荷的质量就大，即平衡过度。实际操作中，电梯上出现两种工况会反映出这两种情况：

1)平衡不足：当对重用于平衡额定载荷的质量小于20％Q_额，电梯平衡系数检测仪无法测量平衡系数。

2)平衡过度：当对重用于平衡额定载荷的质量大于80％Q_额，电梯平衡系数检测仪无法测量平衡系数。

综上，该电梯平衡系数检测仪的测量范围为20％≤K≤80％，超过这个范围，该检测仪测出的数据没有任何意义，即无效数据，所以40％Q_额和45％Q_额这两组对应的测量数据是无效数据。这是该检测仪自身设计问题。

步骤五：计算所述步骤四中K_差的几何平均数G为所述电梯平衡系数检测仪的示值误差，当步骤四所述差值K_测－K_砝全部为负值时，则示值误差表述为-G；当步骤四所述差值K_测－K_砝全部为正值时，则示值误差表述为+G；当步骤四所述差值K_测－K_砝有负值也有正值时，则示值误差表述为±G。

去掉两组无效数据后，有效数据为3组，固N取3，计算K_差的几何平均数式中G为几何平均数，Π表示连乘。

将有效数据K_差代入公式

即K_差的几何平均数G为0.23％。

因为(K_测－K_砝)全部为正值，则该电梯平衡系数检测仪示值误差0.23％；测量范围20％≤K≤80％。

电梯安全技术规范：《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》(TSGT7001—2009)规定，曳引式电梯的平衡系数应在0.4～0.5范围内。

校正后的电梯平衡系数K的实测值K_实测＝K₀-示值误差＝0.395-0.23％＝0.3927

由此可知，所测电梯的平衡系数不符合国家标准，需修理。

进一步，当曳引驱动电梯平衡系数20％≤K≤80％时，该检测仪可满足工作需要；当平衡系数超出这个范围时，该检测仪不能检测平衡系数，该测量仪需改进。

曳引驱动电梯平衡系数K是一个未知数，是需要检测人员掌握并判断电梯合格与否的依据，用一种有限测量范围的仪器去测一个未知数，其后果不可预测。

要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims

1.一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法，其特征在于，所述步骤三中平衡系数的理论值K_砝＝|K₀-Q_砝/Q_额|。

3.根据权利要求1所述的一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法，其特征在于，所述步骤五中几何平均数

4.根据权利要求1所述的一种曳引驱动电梯平衡系数检测仪的校准方法，根据所述步骤五中的示值误差能够得到：校正后的电梯平衡系数K的实测值K_实测＝K₀-示值误差。