CN114261862B - 一种电梯运行状况监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯运行状况监测方法及系统，用于电梯轿厢的横向振动监测，方法包括：S01、实时获取电梯轿厢在电梯井内的位置；S02、实时获取电梯轿厢的横向振动数据，该横向振动数据至少包括振幅；S03、将电梯轿厢的实时位置与横向振动数据关联，获得振动关联数据；S04、根据振动关联数据，将振动数据大于预设报警阈值的电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成报警信号。本方案巧妙性通过对电梯轿厢的运行进行振幅采集，且对其进行数据统计，实现对电梯轿厢工作的振动记录、预警和警报。本方案还将异常的振动记录进行导出汇集，有助于对电梯维保时的隐患排查，提高维保过程中的针对性，为电梯运行的稳定性、可靠性和安全性提供了有效的保障。

Description

一种电梯运行状况监测方法及系统

技术领域

本发明涉及电梯安全技术领域，尤其涉及一种电梯运行状况监测方法及系统。

背景技术

电梯作为人们日常出入商场、办公楼常用的上下楼工具，其被设置于大楼的电梯井内，且由升降驱动机构和导轨进行辅助升降驱动。由于电梯在长期使用后，会发生一定的配合磨损，而电梯在高速上下行过程中，配合的不稳定性会导致电梯发生大幅振动而提高电梯安全事故的概率。目前大部分电梯暂无有效的应急逃生装置或通道，因此，一旦电梯运行发生事故，就会很容易导致乘梯人员被困在电梯轿厢内。

由于电梯事故通常是因为配合组件磨损或运动干涉造成的，因此，对其进行异常状态监控是非常具有必要性的，其中，电梯的运行振动是反应其运行稳定性的重要指标，然而目前针对电梯运行振动进行监测的技术还较为少见，因此，如何对电梯运行振动监测，实现对电梯维保、预警指导的课题是非常具有现实意义的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种响应迅速、实施可靠且成本低、数据参考性佳的电梯运行状况监测方法及系统。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种电梯运行状况监测方法，用于电梯轿厢的横向振动监测，其包括：

S01、实时获取电梯轿厢在电梯井内的位置；

S02、实时获取电梯轿厢的横向振动数据，该横向振动数据至少包括振幅；

S03、将电梯轿厢的实时位置与横向振动数据关联，获得振动关联数据；

S04、根据振动关联数据，将振动数据大于预设报警阈值的电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成报警信号。

作为一种可能的实施方式，进一步，S02中，所述横向振动数据为电梯轿厢在接近层门设置方向或远离层门设置方向上的振动数据。

作为一种可能的实施方式，进一步，S04还包括，根据振动关联数据将振动数据大于预设预警阈值且小于预设报警阈值的电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成预警信号；其中，预设预警阈值小于预设报警阈值。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，S04还包括：根据振动关联数据，获取电梯轿厢在预设时间段内连续下行或上行时的振幅且预测其在接下来某一时间段内的振幅数据，将其设为预测振幅，然后将预测振幅与预设报警阈值进行匹配，当预测振幅大于预设报警阈值时，输出预警信号。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述生成报警信号时，该电梯轿厢还被相应停驻于离其行进方向最接近的层站中，并在层门启闭后停用。

其中，所述生成预警信号时，该电梯轿厢的单次行进层站数量被设定为小于5层，且在下一次上行或下行时，接触限制直至再次触发预警信号时，将电梯轿厢的单次行进层站数量再次设定为小于5层。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，当电梯轿厢连续达到3、4或5次触发预警信号时，该电梯轿厢被相应停驻于离其行进方向最接近的层站中，并在层门启闭后停用。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，本方案还包括S05、获取振动关联数据，将振动数据大于预设报警阈值和预设预警阈值的电梯轿厢振幅、位于电梯井内的位置、电梯轿厢承载重量和该振幅发生的时间节点进行导出，获得异常信息集。

基于上述的监测方法，本发明还提供一种电梯异常振动信息采集方法，其包括上述所述的电梯运行状况监测方法。

基于上述的监测方法，本发明还提供一种电梯运行状况监测系统，其包括：位置传感器、振动采集单元、数据关联单元和判断单元。

其中，位置传感器用于实时获取电梯轿厢在电梯井内的位置。

振动采集单元用于实时获取电梯轿厢的横向振动数据，该横向振动数据至少包括振幅。

数据关联单元用于将电梯轿厢的实时位置与横向振动数据关联，获得振动关联数据。

判断单元用于根据振动关联数据，将振动数据大于预设报警阈值的电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成报警信号。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述振动采集单元包括荧光片、外壳、激光发射器、扩束组件、二向色镜、光探测器、光电转换器、控制器和电源。

其中，所述荧光片为多个且呈圆形片状结构，其竖直间隔布设在电梯井与层门相邻的一侧，该荧光片上设置有金属混合粉末或稀土离子掺杂粉末，其在预设波长的激光照射下，呈现荧光激发状态。

所述外壳为箱型壳体结构且设置在电梯轿厢的顶部，所述外壳内部形成安装腔其朝向荧光片设置的电梯井侧面设有开窗，该开窗上设置有玻璃片。

所述激光发射器设置在安装腔远离开窗的一侧。

所述扩束组件和二向色镜依序设置在所述激光发射器至开窗的方向上，且所述二向色镜为45度角倾斜设置。

所述光探测器设置在二向色镜接收玻璃片设置方向入射光线的反射光路上。

所述光电转换器与光探测器、控制器连接且用于将光探测器接收到的光信号转换成电信号并传输至控制器，所述控制器配置成用于将光探测器多次接收的光信号转换为坐标值，并生成振幅数据，所述控制器还与激光发射器和电源连接，并用于控制激光发射器工作启闭。

基于上述方法，本发明还提供一种计算机可读的存储介质，所述的存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行实现上述所述的电梯运行状况监测方法。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案巧妙性通过对电梯轿厢的运行进行振幅采集，然后对其进行数据统计，实现对电梯轿厢工作的振动记录、预警和警报。本方案还将异常的振动记录进行导出汇集，可以有助于对电梯维保时的隐患排查，提高了维保过程中的针对性，也为电梯运行的稳定性、可靠性和安全性提供了有效的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明监测方法的简要流程示意图；

图2是本发明系统的振动采集单元的外壳设置在电梯轿厢顶部的简要示意图；

图3是本发明系统的振动采集单元的简要实施结构示意图及其进行采集信号时的简要光路示意图；

图4是本发明系统的振动采集单元所采集到的两个光斑信号的简要示意图，其中，x轴为电梯轿厢的移动距离，所采集的光斑在x轴上的间距均相同，y为振幅长度；

图5为本发明系统根据振动采集单元所获取的最近3个光斑坐标进行模拟预测曲线来预测振幅的简要示意图，其中，y轴的负值和正值均对应电梯轿厢偏离基准位置的距离示意，x轴为电梯轿厢的移动距离；

图6为本发明系统振动采集单元所采集到的一部分振动数据示意图；

图7是本发明系统的简要模块连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本方案一种电梯运行状况监测方法，用于电梯轿厢的横向振动监测，其包括：

S01、实时获取电梯轿厢在电梯井内的位置；

S02、实时获取电梯轿厢的横向振动数据，该横向振动数据至少包括振幅；

S03、将电梯轿厢的实时位置与横向振动数据关联，获得振动关联数据；

S04、根据振动关联数据，将振动数据大于预设报警阈值的电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成报警信号。

由于电梯轿厢的运行多是依赖升降组件和导轨的辅助在电梯井中上下行，因此，其接近导轨的两侧相对而言稳定性较佳，因此，本方案S02中，所述横向振动数据为电梯轿厢在接近层门设置方向或远离层门设置方向上的振动数据，通过对电梯轿厢在接近层门设置方向或远离层门设置方向上的振动数据进行监测有助于对其零部件和其他运行异常情况的及时记录和预警，提高了故障预警的灵活性和可靠性。

而为了进行方便预警，本方案中，作为一种可能的实施方式，进一步，S04还包括，根据振动关联数据将振动数据大于预设预警阈值且小于预设报警阈值的电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成预警信号；其中，预设预警阈值小于预设报警阈值。

由于电梯运行故障通常具有一定的前兆性，而该情况常常不为乘梯人员所预知，因为通常情况下，乘梯人员连续乘梯的概率较小，因此，其本身很难了解电梯的当前运行状况。

本方案中，作为一种较优的选择实施方式，优选的，S04还包括：根据振动关联数据，获取电梯轿厢在预设时间段内连续下行或上行时的振幅且预测其在接下来某一时间段内的振幅数据，将其设为预测振幅，然后将预测振幅与预设报警阈值进行匹配，当预测振幅大于预设报警阈值时，输出预警信号。

为了对电梯异常状况的及时干预和避免人员被困，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述生成报警信号时，该电梯轿厢还被相应停驻于离其行进方向最接近的层站中，并在层门启闭后停用。

其中，所述生成预警信号时，该电梯轿厢的单次行进层站数量被设定为小于5层，且在下一次上行或下行时，接触限制直至再次触发预警信号时，将电梯轿厢的单次行进层站数量再次设定为小于5层。

本方案中，作为一种较优的选择实施方式，优选的，当电梯轿厢连续达到3、4或5次触发预警信号时，该电梯轿厢被相应停驻于离其行进方向最接近的层站中，并在层门启闭后停用。

为了便于指导电梯维保，本方案中，作为一种较优的选择实施方式，优选的，本方案还包括S05、获取振动关联数据，将振动数据大于预设报警阈值和预设预警阈值的电梯轿厢振幅、位于电梯井内的位置、电梯轿厢承载重量和该振幅发生的时间节点进行导出，获得异常信息集。

本方案上述的监测方法，其还可用于电梯运行状况监测方法。

结合图7所示，基于上述的监测方法，本方案还提供一种电梯运行状况监测系统，其包括：

位置传感器，用于实时获取电梯轿厢在电梯井内的位置；

振动采集单元，用于实时获取电梯轿厢的横向振动数据，该横向振动数据至少包括振幅；

数据关联单元，用于将电梯轿厢的实时位置与横向振动数据关联，获得振动关联数据；

判断单元，用于根据振动关联数据，将振动数据大于预设报警阈值的电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成报警信号。

结合图2或图3所示，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述振动采集单元包括荧光片10、外壳1、激光发射器22、扩束组件(3、4)、二向色镜5、光探测器7、光电转换器8、控制器9和电源；其中，所述荧光片10为多个且呈圆形片状结构，其竖直间隔布设在电梯井与层门相邻的一侧，该荧光片10上设置有金属混合粉末或稀土离子掺杂粉末，其在预设波长的激光照射下，呈现荧光激发状态；所述外壳1为箱型壳体结构且设置在电梯轿厢的顶部，所述外壳内部形成安装腔11其朝向荧光片10设置的电梯井侧面设有开窗12，该开窗12上设置有玻璃片16，玻璃片16上镀设有高透膜；所述激光发射器2通过安装架21设置在安装腔11远离开窗12的一侧；所述扩束组件(3、4)和二向色镜5依序设置在所述激光发射器2至开窗12的方向上，且所述二向色镜为45度角倾斜设置，而扩束组件可以由沿光路依序设置的平凹透镜3和平凸透镜4组成；所述光探测器7设置在二向色镜5接收玻璃片6设置方向入射光线的反射光路上；所述光电转换器8与光探测器7、控制器9连接且用于将光探测器7接收到的光信号转换成电信号并传输至控制器9，所述控制器9配置成用于将光探测器多次接收的光信号转换为坐标值，并生成振幅数据，所述控制器9还与激光发射器和电源连接，并用于控制激光发射器工作启闭。

本方案中，激光发射器2发射的激光经平凹透镜3和平凸透镜4扩束后，入射至二向色镜5，所述二向色镜5的工作波长与激光发射器2所输出激光的波长相适应，因此该激光光束透过二向色镜5，经二向色镜5输出的扩束激光从开窗12的玻璃片6射出，然后射入到电梯井内的其中一荧光片10上；荧光片10吸收激光后，呈现激发态并返回波长与入射激光不同的光束，该光束经开窗12上的玻璃片6返回至外壳1内，然后被二向色镜5反射，经反射的光束被入射至光探测器7并呈现光斑，而该光斑会因为输出激光照射在荧光片10上的区域不同，而呈现出非重合状态，因此，持续对光斑的位置进行采集，然后如图4、图5、图6所示设定一个二维坐标系，将初始的光斑信号作为原点基准，即可判断出电梯轿厢在运行过程中的振动情况。

其中，图4是本发明系统的振动采集单元所采集到的两个光斑信号的简要示意图，其中，x轴为电梯轿厢的移动距离，所采集的光斑在x轴上的间距均相同，y为振幅长度。本方案中，可以以电梯轿厢未运行时的光斑作为原点建立坐标系，然后将下一位置荧光片10所反射光线形成的光斑作为下一坐标点，由于光速的速度远大于电梯轿厢的运行速度，因此，本方案装置系统在电梯轿厢上行或下行移动时，其所接收荧光片10的反射光线为连续性的，而为了对一些可能存在干扰的光斑信号进行排除，本方案中，可以在光探测器7的中部设置虚拟坐标轴，然后仅以投射在光探测器7坐标Y轴上的光斑作为信号采用光斑，然后通过重新建立具有xy轴的二维坐标系，其中x轴的坐标代表不同荧光片10的间距。

图5为本发明系统根据振动采集单元所获取的最近3个光斑坐标进行模拟预测曲线来预测振幅的简要示意图，其中，y轴的负值和正值均对应电梯轿厢偏离基准位置的距离示意，x轴为电梯轿厢的移动距离；通过该曲线，进行选取位于同一象限区间的3个振幅点位，然后根据其坐标值，进行拟定趋势线，可以用于预测下一点位的可能振幅，然后以此来对电梯运行进行预警，使得电梯工作能够更为灵活和具有安全保障。

图6为本发明系统振动采集单元所采集到的一部分振动数据示意图。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种电梯运行状况监测系统，用于电梯轿厢的横向振动监测，其特征在于，其包括：

位置传感器，用于实时获取电梯轿厢在电梯井内的位置；

振动采集单元，用于实时获取电梯轿厢的横向振动数据，该横向振动数据至少包括振幅；

数据关联单元，用于将电梯轿厢的实时位置与横向振动数据关联，获得振动关联数据；

判断单元，用于根据振动关联数据，在横向振动数据大于预设报警阈值时，将电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成报警信号；

其中，所述振动采集单元包括荧光片、外壳、激光发射器、扩束组件、二向色镜、光探测器、光电转换器、控制器和电源；

所述荧光片为多个且呈圆形片状结构，其竖直间隔布设在电梯井与层门相邻的一侧，该荧光片上设置有金属混合粉末或稀土离子掺杂粉末，其在预设波长的激光照射下，呈现荧光激发状态；

所述外壳为箱型壳体结构且设置在电梯轿厢的顶部，所述外壳内部形成安装腔其朝向荧光片设置的电梯井侧面设有开窗，该开窗上设置有玻璃片；

所述激光发射器设置在安装腔远离开窗的一侧；

所述扩束组件和二向色镜依序设置在所述激光发射器至开窗的方向上，且所述二向色镜为45度角倾斜设置；

所述光探测器设置在二向色镜接收玻璃片设置方向入射光线的反射光路上；

所述光电转换器与光探测器、控制器连接且用于将光探测器接收到的光信号转换成电信号并传输至控制器，所述控制器配置成用于将光探测器多次接收的光信号转换为坐标值，并生成振幅数据，所述控制器还与激光发射器和电源连接，并用于控制激光发射器工作启闭；

另外，所述电梯运行状况监测系统的监测方法包括：

S01、实时获取电梯轿厢在电梯井内的位置；

S02、实时获取电梯轿厢的横向振动数据，该横向振动数据至少包括振幅；

S03、将电梯轿厢的实时位置与横向振动数据关联，获得振动关联数据；

S04、根据振动关联数据，在横向振动数据大于预设报警阈值时，将电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成报警信号；

所述生成报警信号时，该电梯轿厢还被相应停驻于离其行进方向最接近的层站中，并在层门启闭后停用；

S02中，所述横向振动数据为电梯轿厢在接近层门设置方向或远离层门设置方向上的振动数据；

S04还包括：根据振动关联数据，获取电梯轿厢在预设时间段内连续下行或上行时的振幅且预测其在接下来某一时间段内的振幅数据，将其设为预测振幅，然后将预测振幅与预设报警阈值进行匹配，当预测振幅大于预设报警阈值时，输出预警信号；

S04还包括，根据振动关联数据，将横向振动数据大于预设预警阈值且小于预设报警阈值时的电梯轿厢位置和对应振幅数据输出，同时生成预警信号；其中，预设预警阈值小于预设报警阈值；

所述生成预警信号时，该电梯轿厢的单次行进层站数量被设定为小于5层，且在下一次上行或下行时，解除限制直至再次触发预警信号时，将电梯轿厢的单次行进层站数量再次设定为小于5层。

2.如权利要求1所述的电梯运行状况监测系统，其特征在于，当电梯轿厢连续达到3、4或5次触发预警信号时，该电梯轿厢被相应停驻于离其行进方向最接近的层站中，并在层门启闭后停用。

3.如权利要求1至2之一所述的电梯运行状况监测系统，其特征在于，其还包括S05、获取振动关联数据，在横向振动数据大于预设报警阈值和预设预警阈值时，将电梯轿厢振幅、位于电梯井内的位置、电梯轿厢承载重量和该振幅发生的时间节点进行导出，获得异常信息集。

4.一种电梯异常振动信息采集方法，其特征在于，其应用有权利要求1至3之一所述的电梯运行状况监测系统。