陳海平，莫家國，謝東明，羅智菲

（廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備檢驗研究院，廣西 南寧 530000）

1 前言

統(tǒng)計至2021年年底，全國在用電梯已達(dá)879.98萬臺，電梯已經(jīng)成為城鎮(zhèn)現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，直接關(guān)系人民群眾的生命安全和生活質(zhì)量，其社會關(guān)注度越來越高。2022年，市場監(jiān)管部門將進(jìn)一步服務(wù)和保障民生，全力做好2022年民生領(lǐng)域“鐵拳”行動專項執(zhí)法，要求檢驗機構(gòu)強化內(nèi)部管理，提高工作效率，按照“應(yīng)檢盡檢”的原則，保障檢驗及時性和完成率，而全國電梯檢驗檢測人員僅有幾萬人，“人機矛盾”日益突出，部分發(fā)達(dá)省市人均年檢驗量達(dá)千臺以上，檢驗任務(wù)繁重，檢驗質(zhì)量難以保證。

根據(jù)TSGT7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—曳引與強制驅(qū)動電梯》規(guī)定：每根導(dǎo)軌應(yīng)當(dāng)至少有2個導(dǎo)軌支架，其間距一般不大于2.50m（如果間距大于2.50m應(yīng)當(dāng)有計算依據(jù)），端部短導(dǎo)軌的支架數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求?，F(xiàn)有的檢測方法主要使用卷尺從上至下層層測量，測量誤差大，數(shù)據(jù)記錄煩瑣，測量工序復(fù)雜，檢驗工作風(fēng)險高，自動化程度低，無法滿足信息化、自動化數(shù)據(jù)處理的要求，測量結(jié)果無法直接應(yīng)用與導(dǎo)軌的綜合評價和分析?？偠灾?，現(xiàn)有的檢驗方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代檢驗的需求，不利于特檢事業(yè)的健康和科學(xué)發(fā)展。為了提高檢驗檢測效率，尤其是提高電梯導(dǎo)軌支架間距的檢測效率，現(xiàn)開發(fā)一套專門用于檢測導(dǎo)軌支架間距的新型檢測儀器。

2 檢測儀器原理與實例操作

2.1 儀器測量原理與硬件系統(tǒng)

本文是基于ARM處理器開發(fā)，采用激光測距傳感器對電梯轎廂位置實時檢測，通過避障傳感器檢測導(dǎo)軌支架的位置。采用無線傳輸技術(shù)，實現(xiàn)測量主機與操作端分離，方便檢驗員在轎廂或者其他安全區(qū)域使用。這種智能方法只需轎廂從上往下運行一次即可檢測導(dǎo)軌支架間距，代替人工使用鋼卷直尺來測量方式，測量精度高、速度快，大大提高檢驗檢測效率。

測量原理：電梯通常包含有多列導(dǎo)軌，導(dǎo)軌主要是由導(dǎo)軌支架固定；導(dǎo)軌支架間距是通常指相鄰兩個導(dǎo)軌支架之間的垂直距離。本文通過避障傳感器檢測導(dǎo)軌支架是否存在，如存在，則觸發(fā)主機存儲當(dāng)前垂直激光測距模塊位置，相鄰兩個位置的差即導(dǎo)軌支架間距。

本儀器是一種測量導(dǎo)軌支架間距的儀器，主要由測量主機和操作終端組成，測量主機包含5個支架檢測模塊、垂直激光測距模塊、電源模塊、存儲模塊、無線傳輸模塊。支架檢測模塊由避障傳感器和磁力底座組成，避障傳感器與直接ARM的I/O連接；垂直激光測距模塊由激光測距傳感器和磁力底座組成，激光測距傳感器通過RS485接口與ARM主機連接。

平板操作終端包含無線傳輸模塊、遠(yuǎn)程傳輸模塊、打印機、實時顯示模塊。測量主機通過無線傳輸模塊與平板終端連接，檢測人員通過操作主機發(fā)送指令完成整個測量過程。移動終端的遠(yuǎn)程傳輸模塊可以直接上傳檢測結(jié)果到遠(yuǎn)程服務(wù)器，便于數(shù)據(jù)溯源和檢測報告出具，如圖1所示。

激光測距傳感器采用深圳盈勤科技有限公司生產(chǎn)的型號為RWRFB-200傳感器。其主要技術(shù)參數(shù)：測量范圍0.2～200m，最大可達(dá)250m；分辨率1mm；測量頻率達(dá)到1000kHz，以3.0m/s額定速度的電梯進(jìn)行計算，儀器最小能識別間距3mm，小于導(dǎo)軌支架高度，滿足系統(tǒng)測量要求。

避障傳感器采用上海滬創(chuàng)實業(yè)有限公司生產(chǎn)的型號為E18-D80NK傳感器。其感應(yīng)距離3～80cm，覆蓋所有電梯轎頂護(hù)欄與導(dǎo)軌支架之間距離測量要求。

2.2 測量實例操作

儀器測量示意如圖2所示，測量時，將兩主導(dǎo)軌支架檢測模塊、兩副導(dǎo)軌支架檢測模塊及平層感應(yīng)器支架檢測模塊分別通過磁力底座吸附固定在轎頂護(hù)欄上，使兩主導(dǎo)軌支架檢測模塊的避障傳感器分別朝向轎廂兩側(cè)的主導(dǎo)軌支架，調(diào)節(jié)避障傳感器有效感應(yīng)距離，保證兩主導(dǎo)軌支架檢測模塊能有效檢測到主導(dǎo)軌支架；使兩副導(dǎo)軌支架檢測模塊的避障傳感器分別朝向轎廂兩副導(dǎo)軌支架，調(diào)節(jié)避障傳感器有效感應(yīng)距離，保證副導(dǎo)軌支架檢測模塊能有效檢測到副導(dǎo)軌支架；同時調(diào)整平層感應(yīng)器支架檢測模塊實現(xiàn)平層感應(yīng)器支架的檢測；垂直激光測距模塊通過磁力底座吸附，固定在轎廂頂上，激光器垂直朝向電梯井道頂部。

圖2 儀器測量示意圖

垂直激光測距模塊用于實時記錄轎廂在井道中的垂直位置，主導(dǎo)軌支架檢測模塊用于檢測主導(dǎo)軌支架是否存在，并將檢測信號反饋給處理器；副導(dǎo)軌支架檢測模塊用于檢測副導(dǎo)軌支架是否存在，并將檢測信號反饋給處理器；平層感應(yīng)器支架檢測模塊用于檢測平層感應(yīng)器支架是否存在，并將檢測信號反饋給處理器。

操作人員操作電梯從底層運行至頂層，當(dāng)任一主導(dǎo)軌支架檢測模塊和平層感應(yīng)器支架檢測模塊同時產(chǎn)生支架存在信號時，說明主導(dǎo)軌支架檢測模塊檢測到的是平層感應(yīng)器支架，處理器不需要發(fā)出記錄指令；當(dāng)主導(dǎo)軌支架檢測模塊產(chǎn)生支架存在信號時，而平層感應(yīng)器支架檢測模塊沒有任何信號時，則說明主導(dǎo)軌支架檢測模塊檢測到是主導(dǎo)軌支架，處理器發(fā)出記錄指令，垂直激光測距模塊測量值與相對應(yīng)導(dǎo)軌列號存入儲存模塊；對任一副導(dǎo)軌支架檢測模塊產(chǎn)生支架存在信號時，則處理器發(fā)出記錄指令，垂直激光測距模塊測量值與相對應(yīng)導(dǎo)軌列號存入儲存模塊。當(dāng)電梯運行至頂層停止時，儲存模塊已完成四列導(dǎo)軌支架的垂直方向位置記錄，點擊手持操作終端的“測量結(jié)果”按鈕，處理器根據(jù)導(dǎo)軌列號相同原則進(jìn)行數(shù)據(jù)分組，并對組內(nèi)數(shù)據(jù)按記錄時間排序，同組的數(shù)據(jù)即是同列導(dǎo)軌測量所得，組內(nèi)相鄰兩個數(shù)據(jù)的差即為導(dǎo)軌支架間距，最后四列導(dǎo)軌支架間距測量結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)據(jù)展示模塊顯示。

電梯導(dǎo)軌支架間距的數(shù)值傳輸?shù)絻Υ婺K存儲，處理器可根據(jù)電梯導(dǎo)軌支架間距的數(shù)值繪制柱形圖，同時通過無線傳輸模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)展示模塊顯示，根據(jù)柱形圖中設(shè)有2.5m閥數(shù)值虛線用于判定電梯導(dǎo)軌支架間距是否超標(biāo)，超閥數(shù)值虛線范圍則相應(yīng)的柱形進(jìn)行紅色提示。此外，還可以通過數(shù)據(jù)打印模塊將間距的數(shù)值的柱形圖打印出來，便于檢測人員研究及分析。遠(yuǎn)程傳輸模塊還可以將間距的數(shù)值傳輸至遠(yuǎn)程終端。

3 應(yīng)用與創(chuàng)新

截至2021年年底，我國共有電梯879.98萬臺，特種設(shè)備綜合性檢驗機構(gòu)400多家、數(shù)千家電梯制造安裝維保單位，電梯的檢驗檢測、廠家和自檢等單位人機矛盾越來越突出，傳統(tǒng)的檢驗檢測方法不論在精度、效率等方面都難以滿足檢驗檢測市場的需求。2023年，電梯檢測市場將全面放開，檢驗工作商業(yè)性行為已經(jīng)是趨勢，檢驗市場急需智能化檢測儀器提高檢測效率，增強檢測數(shù)據(jù)可塑性。

本文設(shè)計的高效智能、便捷可靠的電梯導(dǎo)軌支架間距快速檢測儀將有效解決傳統(tǒng)檢驗檢測方法的不足，極大地提高了檢驗檢測效率，滿足檢驗檢測機構(gòu)，電梯制造安裝維保單位等相關(guān)單位的需求。

當(dāng)前電梯各相關(guān)單位在導(dǎo)軌支架間距方面的檢驗檢測方法落后，效率較低，誤差較大，迫切需要智能檢測技術(shù)在電梯檢測行業(yè)的推廣使用，促使電梯檢驗檢測技術(shù)向信息化、智能化、智慧化發(fā)展，最終實現(xiàn)代替人工完成電梯的檢驗檢測。本檢測儀器不僅降低了檢驗檢測的成本，提高了檢驗檢測效率，同時支持實時在線檢測，為電梯的智能化、智慧化檢驗檢測提供可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)。

4 結(jié)語

電梯檢測是保障電梯安全運行的重要手段，檢測人員應(yīng)對電梯檢測工作的環(huán)節(jié)與內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的把握。該檢測儀器利用測距傳感器和ARM嵌入開發(fā)技術(shù)對電梯導(dǎo)軌支架間距的測量進(jìn)行創(chuàng)新嘗試，成功解決了現(xiàn)有檢測方式存在的檢測效率低、檢測工作風(fēng)險高、自動化程度低，無法滿足檢驗信息化管理需求等難題，該儀器的使用大大提高了高層建筑中對電梯導(dǎo)軌支架間距的測量效率，同時還有效地保障了檢驗人員的安全，對推動電梯檢測行業(yè)向更便捷、更安全的方向發(fā)展有積極作用。