CN107265225A - 电梯平衡系数检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯平衡系数检测仪，其包括三相交流电源、三相电压输入端口、机具、电缆、三相交流电流传感器输入端口、万向杆、速度传感器输入端口、速度传感器、滚轮、钳形电流互感器，三相交流电源通过电缆连接一个曳引机转轮，电梯曳引机通过至少一个转盘拖曳至少一根钢丝绳移动，电梯钢丝绳的一端连接一个电梯轿厢。本发明的检测结果准确度高，误差小。

Description

电梯平衡系数检测仪

技术领域

本发明涉及一种检测仪，特别是涉及一种电梯平衡系数检测仪。

背景技术

传统的电梯检测仪器的轿厢速度测量装置使用了光电鼠标芯片组件，但该组件主要用于测量在特定材质平面上移动物体的位移，用来对非平面、非光滑的圆形钢丝绳表面进行高精度测量在技术上存在较大困难，测量的准确度难以保证。电梯检测仪器的电能测量装置、速度测量装置和数据处理装置是三个彼此独立的部件，三者之间通过接口通讯的方式相连接，任一线路有故障或受干扰都会导致测量失败。功率传感器采集的是380V三相交流电其中两相的电流，然后通过数学公式计算三相的总功率，实际误差比较大。数据处理模块是通过固定时间间隔向功率模块发送请求数据的命令，不仅耗费数据处理模块的资源，而且得到数据的实时性较差。交流220V直接给仪器充电存在一定的安全隐患，一旦漏电，操作人员的人身就会受到伤害。仪器内部因有电池，携带时安检麻烦多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电梯平衡系数检测仪，其检测结果准确度高，误差小。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种电梯平衡系数检测仪，其特征在于，其包括三相交流电源、三相电压输入端口、机具、电缆、三相交流电流传感器输入端口、万向杆、速度传感器输入端口、速度传感器、滚轮、钳形电流互感器，三相交流电源通过电缆连接一个曳引机转轮，电梯曳引机通过至少一个转盘拖曳至少一根钢丝绳移动，电梯钢丝绳的一端连接一个电梯轿厢，电梯钢丝绳的另一端连接至少一个对重块，一个三相电压输入通过三根连接电缆一端分别连接到曳引机转轮的三相交流电源输入线上，三根连接电缆的另一端分别与三个电压输入端口连接；三个钳形电流互感器的一端分别钳住曳引机转轮的三相交流电源输入线，三个钳形电流互感器的另一端分别与电流输入端口连接，速度传感器与万向杆固定，滚轮位于速度传感器上，速度传感器通过至少一根通讯线与速度传感器输入端口连接，三相电压输入端口、三相交流电流传感器输入端口、速度传感器输入端口都安装于机具的侧面上。

优选地，所述速度传感器采用差分编码器。

优选地，所述滚轮具有强磁性和U形槽。

优选地，所述机具上安装有一个彩色触摸显示屏。

优选地，所述彩色触摸显示屏有相应的语音和文字提示。

优选地，所述机具设有一个U盘接口，U盘接口与一个U盘连接。

优选地，所述机具设有一个电量检测电路，电量检测电路包括电压比较器、照射灯、半导体二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、稳压二极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一指示灯、第二指示灯、第七电阻、第八电阻、型三极管、电容、第九电阻、第十电阻、第十一电阻，第一电阻与稳压二极管并联，稳压二极管另一端接地，第一电阻与一个供电源相连，第一电阻与第三电阻第二接口串联，第三电阻第三接口与第三电阻第二接口并联，第三电阻第三接口与第四电阻串联，第四电阻与电压比较器第一引脚串联，电压比较器第二引脚与第五电阻串联，第五电阻与第四电阻并联，电压比较器第三引脚与第五电阻并联，电压比较器第四引脚与第一电阻串联，电压比较器第五引脚与第三电阻第一接口并联，第三电阻第一引脚与第二电阻串联，电压比较器第六引脚与电压比较器第五引脚并联，电压比较器第七引脚与电压比较器第四引脚并联，电压比较器第十二引脚接地，第二电阻与第一指示灯并联，第二电阻接地，第一指示灯与第六电阻串联，第六电阻与第五电阻并联，第四电阻与第七电阻并联，第七电阻第二指示灯串联，第二指示灯与第一指示灯串联，第七电阻与第八电阻并联，第八电阻与型三极管基极串联，型三极管发射极接地，型三极管集电极与照射灯第一接口串联，照射灯第二接口与一个供电电压相连，照射灯第二接口与第九电阻串联，第九电阻与半导体二极管第一接口串联，半导体二极管第二接口与第十电阻串联，第十电阻与电容并联，电容与第九电阻并联，第十电阻与型三极管集电极并联，半导体二极管第四接口接地，半导体二极管第三接口与第十一电阻串联。

本发明的积极进步效果在于：

一，携带方便，本发明集成度高，外形尺寸为280mm*240mm*130mm，锂电池可以方便拆卸，机场安检无障碍。

二，接线简单，只需要将三个钳形电流互感器和三根专用电压检测连接导线分别连接到曳引机转轮电源输入的U、V、W线和本检测仪对应的接口，将速度传感器通过万向杆固定使传感器滚动轮的槽面和曳引机转轮曳引的任一根钢丝绳接触，并将速度传感器的输出线缆另一端连接到本发明对应的接口上。

三，操作安全，检测人员全程都在电梯机房内操作，不需要进入电梯井道内。

四，检测结果准确度高，本发明使用差分编码器作为速度传感器，测速准确，使用钳形电流互感器作为电流传感器，误差小，并且集成了高分辨率的同步采样ADC(模拟数字转换器)，采样频率高，核心处理器采用具有浮点运算功能的高速ARM处理器，计算速度快。

五，检测电梯省时省力，一位操作员十分钟内即可检测完一部电梯，相比目前电梯行业使用的其他检测电梯平衡系数的方法省时省力。

附图说明

图1为电梯平衡系数检测仪的结构示意图。

图2为本发明中电量检测电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明电梯平衡系数检测仪包括三相交流电源1、三相电压输入端口2、机具4、电缆5、三相交流电流传感器输入端口6、万向杆7、速度传感器输入端口8、速度传感器9、滚轮10、钳形电流互感器17，三相交流电源1通过电缆5连接一个曳引机转轮12，电梯曳引机12通过至少一个转盘拖曳至少一根钢丝绳13移动，电梯钢丝绳13的一端连接一个电梯轿厢11，电梯钢丝绳13的另一端连接至少一个对重块14，一个三相电压输入通过三根连接电缆一端分别连接到曳引机转轮的三相交流电源输入线上，三根连接电缆的另一端分别与三个电压输入端口2连接；三个钳形电流互感器17的一端分别钳住曳引机转轮12的三相交流电源输入线，三个钳形电流互感器17的另一端分别与电流输入端口6连接，速度传感器9与万向杆7固定，滚轮10位于速度传感器9上，速度传感器9通过至少一根通讯线与速度传感器输入端口8连接，三相电压输入端口2、三相交流电流传感器输入端口6、速度传感器输入端口8都安装于机具4的侧面上。

本发明采用可充电可方便拆卸的锂电池18供电，机场安检无障碍，方便拆卸和携带，锂电池提供的电压DC12伏属于安全电压，即使人身接触了也不会产生多大的影响。另外，整个检测过程都在电梯机房里进行，检测人员无需进入电梯井道，检测过程无安全隐患。

速度传感器9采用差分编码器，测速准确度高。

滚轮10具有强磁性和U形槽，电梯钢丝绳卡入滚轮的U形槽并被紧紧吸住。

钳形电流互感器17是高精度传感器并且集成了高分辨率的同步采样ADC，采样频率高，这样可以减少检测误差和提高计算速度。

机具4上安装有一个彩色触摸显示屏3，这样方便显示检测结果等。

彩色触摸显示屏3有相应的语音和文字提示，易学易懂，电梯运行时的曳引机功率和轿厢速度数据实时波形图和数值显示，平衡系数和电梯提升高速同步显示，被测电梯运行状况一目了然。

机具4设有一个U盘接口16，U盘接口16与一个U盘15连接，这样方便将检测结果存储。

如图2所示，机具4设有一个电量检测电路，电量检测电路包括电压比较器A1、照射灯A2、半导体二极管A3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、稳压二极管D1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、第七电阻R7、第八电阻R8、NPN型三极管Q1、电容C1、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11，第一电阻R1与稳压二极管D1并联，稳压二极管D1另一端接地，第一电阻R1与一个供电源相连，第一电阻R1与第三电阻R3第二接口串联，第三电阻R3第三接口与第三电阻R3第二接口并联，第三电阻R3第三接口与第四电阻R4串联，第四电阻R4与电压比较器A1第一引脚串联，电压比较器A1第二引脚与第五电阻R5串联，第五电阻R5与第四电阻R4并联，电压比较器A1第三引脚与第五电阻R5并联，电压比较器A1第四引脚与第一电阻R1串联，电压比较器A1第五引脚与第三电阻R3第一接口并联，第三电阻R3第一引脚与第二电阻R2串联，电压比较器A1第六引脚与电压比较器A1第五引脚并联，电压比较器A1第七引脚与电压比较器A1第四引脚并联，电压比较器A1第十二引脚接地，第二电阻R2与第一指示灯LED1并联，第二电阻R2接地，第一指示灯LED1与第六电阻R6串联，第六电阻R6与第五电阻R5并联，第四电阻R4与第七电阻R7并联，第七电阻R7u第二指示灯LED2串联，第二指示灯LED2与第一指示灯LED1串联，第七电阻R7与第八电阻R8并联，第八电阻R8与NPN型三极管Q1基极串联，NPN型三极管Q1发射极接地，NPN型三极管Q1集电极与照射灯A2第一接口串联，照射灯A2第二接口与一个供电电压相连，照射灯A2第二接口与第九电阻R9串联，第九电阻R9与半导体二极管A3第一接口串联，半导体二极管A3第二接口与第十电阻R10串联，第十电阻R10与电容C1并联，电容C1与第九电阻R9并联，第十电阻R10与NPN型三极管Q1集电极并联，半导体二极管A3第四接口接地，半导体二极管A3第三接口与第十一电阻R11串联。第三电阻R3可以是可调电阻。电压比较器A1的型号可以是LM339，电压比较器A1的第四引脚、第五引脚是一组比较器的反相输入和正相输入，第二引脚是这组比较器的输出，第六引脚、第七引脚是另一组比较器的反相输入和正相输入，第一引脚是这组比较器的输出，VIN12V是电梯平衡系数检测仪供电电源的正极，串连一个10k欧的第一电阻R1和一个稳压二极管D1接到电源负极，稳压二极管稳住5V电压(也就是稳压二极管的两端电压始终为5V)，因为电压比较器A1的第四引脚和稳压二级管的负极相连，所以电压比较器A1的第四引脚上也就是恒定的5V电压，系统供电电源正极VIN12V串联一个50k欧可调电阻R16和一个10k欧电阻R11连接到电源负极，电压比较器A1的第五引脚连接在第二电阻R2的高电压一端，因此电压比较器A1的第五引脚的电压即为第二电阻R2的电压，设置好第三电阻R3的阻值，随着输入电压VIN12V的变化，LM339第五引脚上输入的电压也会发生相应的变化，当电压比较器A1的第五引脚电压低于5V时，电压比较器A1的第二引脚输出低电平，第一指示灯LED1熄灭，当电压比较器A1的第五引脚电压高于5V时，电压比较器A1的第二引脚输出高电平，另一组比较器的输出电压比较器A1的第二引脚正好相反，第一指示灯LED1点亮，第二指示灯LED2熄灭，表示设备电源电压达到了正常工作要求，Battery_ADC1_IN2_PA2输出给处理器高电平。当电源电压不足时，第一指示灯LED1熄灭，第二指示灯LED2点亮，表示设备电源电压未能达到正常工作要求，Battery_ADC1_IN2_PA2输出给处理器低电平。

下面对本发明进行更为具体的说明：

根据本发明提供的一种电梯平衡系数检测仪，包括如下模块：

输入模块：其用于采样电梯运行速度、电梯曳引机输入的3相交流电的电压和电流以及检测人员通过TFT触摸屏输入的被测电梯的参数；

处理模块：其用于对输入模块获取的大量原始数据进行分析处理以获得电梯运行时电梯主机的即时功率和轿厢的即时速度，通过相应的算法获得电梯轿厢和对重运行至同一水平面时电梯曳引机的功率和轿厢速度，然后依据电梯运行原理和运行中的能量传递关系，经过数学建模的公式K＝(Nv+nV)/(2QgVv)(其中：K为平衡系数，N为下行时轿厢和对重在同一水平面时曳引机的功率，V为下行时轿厢和对重在同一水平面时轿厢的速度，n为上行时轿厢和对重在同一水平面时曳引机的功率，v为上行时轿厢和对重在同一水平面时轿厢的速度，Q为额定载荷，g为重力加速度)计算出被测电梯的平衡系数，同时计算出电梯提升的高度。

输出模块：通过TFT屏实时显示系统采样的电梯速度和曳引机功率波形图并通过U盘保存每部电梯的检测结果；

供电模块：系统采用可方便拆卸锂电池供电，锂电池输入的电源首先进入系统主板的电源管理模块，电源管理模块首先比较输入的电压是否高于DC 9V，如果高于DC 9V，就对输入电源进行线性稳压并输出DC 5V给系统主板，TFT显示屏，速度传感器通过线缆连接到主板，通过主板上的电源进行供电。

本发明的工作原理如下：三相交流电源通过三根电缆连接曳引机转轮，给曳引机转轮供电，使曳引机转轮通过转盘移动电梯钢丝绳，电梯钢丝绳的一端连接电梯轿厢，梯钢丝绳的另一端连接对重块。三相电压输入通过专用三根连接电缆一端分别连接到曳引机的三相交流电源输入线上，另一端分别连接到本发明的三个电压输入端口，电流传感器采用的钳形电流互感器一端分别钳住曳引机的三相交流电源输入线，钳形电流互感器的另一端分别连接到三相交流电流传感器输入端口。速度传感器通过万向杆固定，从而保证了测量时无需人手干预即能准确测量曳引钢丝绳速度，检测结果准确度高。万向杆的底座具有磁性，能够吸附在金属架上。速度传感器的输出通过通讯线连接到速度传感器输入接口。将速度传感器通过万向杆固定使传感器滚动轮的槽面和曳引机转轮曳引的任一根钢丝绳接触，并将速度传感器的输出线缆另一端速度传感器输入接口上，滚轮随电梯钢丝绳的移动而旋转，速度传感器随着滚轮的旋转发送出相应的脉冲数到主机，主机通过计算获得电梯轿厢的移动速度，并储存于U盘，再由三相交流电流和三项交流电压的同步采样计算出实时功率，之后通过速度传感器的数据计算出电梯轿厢的实时位移和速度，再依据公式K＝(Nv+nV)/(2QgVv)(其中：K为平衡系数，N为下行时轿厢和对重在同一水平面时曳引机的功率，V为下行时轿厢和对重在同一水平面时轿厢的速度，n为上行时轿厢和对重在同一水平面时曳引机的功率，v为上行时轿厢和对重在同一水平面时轿厢的速度，Q为额定载荷，g为重力加速度)即可推算出被测电梯的平衡系数值，另外检测结果也可以显示到彩色触摸显示屏上，如果插上了U盘，检测结果数据也会保存到U盘中。检测人员全程都在电梯机房内操作，十分钟内检测完一部电梯，省时省力。本发明采用三相检测方式，使得仪器计算出来的曳引机功率和实际功率的误差更小。

综上所述，本发明能够方便拆卸和携带，可以安全通过机场检测，检测过程快并且操作安全，检测结果准确度高。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电梯平衡系数检测仪，其特征在于，其包括三相交流电源、三相电压输入端口、机具、电缆、三相交流电流传感器输入端口、万向杆、速度传感器输入端口、速度传感器、滚轮、钳形电流互感器，三相交流电源通过电缆连接一个曳引机转轮，电梯曳引机通过至少一个转盘拖曳至少一根钢丝绳移动，电梯钢丝绳的一端连接一个电梯轿厢，电梯钢丝绳的另一端连接至少一个对重块，一个三相电压输入通过三根连接电缆一端分别连接到曳引机转轮的三相交流电源输入线上，三根连接电缆的另一端分别与三个电压输入端口连接；三个钳形电流互感器的一端分别钳住曳引机转轮的三相交流电源输入线，三个钳形电流互感器的另一端分别与电流输入端口连接，速度传感器与万向杆固定，滚轮位于速度传感器上，速度传感器通过至少一根通讯线与速度传感器输入端口连接，三相电压输入端口、三相交流电流传感器输入端口、速度传感器输入端口都安装于机具的侧面上。

2.如权利要求1所述的电梯平衡系数检测仪，其特征在于，所述速度传感器采用差分编码器。

3.如权利要求1所述的电梯平衡系数检测仪，其特征在于，所述滚轮具有强磁性和U形槽。

4.如权利要求1所述的电梯平衡系数检测仪，其特征在于，所述机具上安装有一个彩色触摸显示屏。

5.如权利要求4所述的电梯平衡系数检测仪，其特征在于，所述彩色触摸显示屏有相应的语音和文字提示。

6.如权利要求1所述的电梯平衡系数检测仪，其特征在于，所述机具设有一个U盘接口，U盘接口与一个U盘连接。

7.如权利要求1所述的电梯平衡系数检测仪，其特征在于，所述机具设有一个电量检测电路，电量检测电路包括电压比较器、照射灯、半导体二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、稳压二极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一指示灯、第二指示灯、第七电阻、第八电阻、型三极管、电容、第九电阻、第十电阻、第十一电阻，第一电阻与稳压二极管并联，稳压二极管另一端接地，第一电阻与一个供电源相连，第一电阻与第三电阻第二接口串联，第三电阻第三接口与第三电阻第二接口并联，第三电阻第三接口与第四电阻串联，第四电阻与电压比较器第一引脚串联，电压比较器第二引脚与第五电阻串联，第五电阻与第四电阻并联，电压比较器第三引脚与第五电阻并联，电压比较器第四引脚与第一电阻串联，电压比较器第五引脚与第三电阻第一接口并联，第三电阻第一引脚与第二电阻串联，电压比较器第六引脚与电压比较器第五引脚并联，电压比较器第七引脚与电压比较器第四引脚并联，电压比较器第十二引脚接地，第二电阻与第一指示灯并联，第二电阻接地，第一指示灯与第六电阻串联，第六电阻与第五电阻并联，第四电阻与第七电阻并联，第七电阻第二指示灯串联，第二指示灯与第一指示灯串联，第七电阻与第八电阻并联，第八电阻与型三极管基极串联，型三极管发射极接地，型三极管集电极与照射灯第一接口串联，照射灯第二接口与一个供电电压相连，照射灯第二接口与第九电阻串联，第九电阻与半导体二极管第一接口串联，半导体二极管第二接口与第十电阻串联，第十电阻与电容并联，电容与第九电阻并联，第十电阻与型三极管集电极并联，半导体二极管第四接口接地，半导体二极管第三接口与第十一电阻串联。