專利名稱：一種垂直升降電梯超速檢測傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電梯設備制造技術領域，是一種垂直升降電梯超速檢測傳感器。
背景技術：
隨著高層建筑的增多，電梯的使用隨之增多，雖然電梯發(fā)生失控或墜落的事故可能性很小，但國內(nèi)外都有電梯墜落的相關報道。目前，大部分垂直升降電梯的超速檢測由限速器實現(xiàn)。市場上常用的離心型限速器是通過離心力與轉動速度之間的關系設計的，當電梯的運行速度達到事先設定的速度，即限速器繩輪的轉動到達極限頻率時，繩輪上的離心甩錘就會甩到足以觸發(fā)限速器的位置，使限速器動作，從而實現(xiàn)速度監(jiān)控。共振型限速器是利用共振時振幅最大的原理設計的，當限速器繩輪轉動頻率達到振動塊的固有頻率時發(fā)生共振，使限速器動作，從而實現(xiàn)速 度監(jiān)控。上述兩種限速器可以起到很好的速度檢測與保護作用，但是在下述情況下會失去電梯速度監(jiān)控能力。
1.電梯鋼絲繩脫落或者斷裂；
2.限速器繩輪和鋼絲繩的生銹、老化、變形等原因導致張緊力不足使限速器鋼絲繩與限速器繩輪的摩擦力不足，鋼絲繩在繩輪槽內(nèi)打滑，繩輪的轉速與電梯的速度不相符；
3.電梯安裝維修時，對鋼絲繩、繩輪、抱閘等的裝調(diào)不合理所致；
4.超載運行。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足，本發(fā)明提供一種獨立于現(xiàn)有安全保障系統(tǒng)、非接觸式電梯超速光電檢測技術，適用于高層建筑垂直升降電梯的速度傳感器，作為常規(guī)限速器之外的附加失速傳感裝置，實現(xiàn)二重保護，并提供速度信號接口。垂直升降電梯超速檢測裝置是這樣實現(xiàn)的，包括①設置在電梯井道頂端的激光發(fā)射裝置，發(fā)射的激光束垂直向下傳播；②接收激光信號的一維光電二極管陣列設置在電梯轎廂上表面；③信號處理系統(tǒng)。所述激光發(fā)射裝置包括激光器和準直擴束鏡頭，激光器采用半導體激光器。所述激光束，其橫截面形狀為圓形或接近圓形的橢圓，且能量均勻。所發(fā)射的光有一定的發(fā)散角，沿著傳播方向激光束為圓錐型。所述一維光電二極管陣列中，單元光電二極管是以特定間隔排列的，間隔大小由每層樓的高度決定(假設每樓層高度不同)。每個單元光電二極管對應相應樓層，電梯移動一個樓層時，一維光電二極管陣列上的激光光斑大小變化一個單元光電二極管間隔。所述信號處理系統(tǒng)包括前置放大電路、二值化電路和計時電路等相關電路，與設定安全速度參數(shù)比對、判讀，給出安全速度或超速信號，送至接口電路。本發(fā)明所采用的技術方案是電梯在任意位置開始運行時，激光發(fā)射裝置4發(fā)射發(fā)散角為a的激光束3，照射一維光電二極管陣列2。每當電梯移動一個樓層(激光光斑大小變化一個單元光電二極管間隔)時，信號處理系統(tǒng)10采集這段時間內(nèi)的計數(shù)脈沖數(shù)量，計算時間，并與時間閾值\(1=1，2，3"4)進行比較。這里時間閾值\是電梯以規(guī)定的最高速度ν運行對應樓層高度Iii需要的時間。激光光斑21的大小變化相應單元光電二極管間隔的時間小于時間閾值\，表示電梯在這段時間內(nèi)超速運行。


圖I為垂直升降電梯超速檢測裝置的示意圖；圖2為一維光電二極管陣列的示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，一種垂直升降電梯超速檢測傳感器，包括激光發(fā)射裝置4、固定架5、一維光電二極管陣列2、信號處理系統(tǒng)10 ;其中激光發(fā)射裝置4和固定架5由連接螺絲相 連；固定架5固定在電梯井道9的頂端；一維光電二極管陣列2由固定螺絲固定在電梯轎廂I的上表面。如圖2所示，一維光電二極管陣列2中，單元光電二極管Pl設置在中心位置，并以單元光電二極管Pl為基準，在指向邊緣的直線方向上以特定間隔相繼排列單元光電二極管P2、P3到PN，每個單元光電二極管對應相應樓層，相鄰兩個單元光電二極管的間隔分別為Dp D2到Dim ;電梯移動一個樓層時激光光斑21的大小變化與之相對應的單兀光電二極管間隔Di ;單元光電二極管間隔Di按下式計算=D^tan aXhi； h,是每個樓層的高度。以單元光電二極管Pl為基準，與單元光電二極管PN對稱的位置上設置單元光電二極管22，調(diào)整固定架5上的連接螺絲使轎廂在底層時單元光電二極管22和單元光電二極管PN同時被照亮，這樣能保證激光光斑中心準確落在一維光電二極管陣列2的中心單元光電二極管Pl上，提高測量準確性。激光發(fā)射裝置4包括激光器6和激光準直擴束鏡頭7。激光器6米用可見光半導體激光器。準直擴束鏡頭7采用單片凸透鏡結構或凹透鏡和凸透鏡組合結構。激光束3的發(fā)散角a控制在O. 2mrad O. 5mrad范圍。激光束3照射在一維光電二極管陣列2表面的激光光斑21為圓形或接近圓形的橢圓光斑，且激光光斑21的中心在單兀光電二極管Pl上。電梯移動一個樓層時，激光光斑21變化一個單元光電二極管間隔Di,此時信號處理系統(tǒng)10采集這段時間內(nèi)的計時脈沖數(shù)量進行時間計算，并與時間閾值ti進行比較，并提供信號接口 ；時間閾值\要結合實際建筑結構和規(guī)定的最高速度V計算得出，計算公式為t^hi/v
并預先輸入到信號處理系統(tǒng)作為比較值；激光光斑21變化一個光電二極管間隔Di的時間小于時間閾值ti;則表示電梯在這段時間內(nèi)超速運行。
權利要求
1.一種垂直升降電梯超速檢測傳感器，其特征在于，在井道9頂端安裝固定架5，固定架5下方連接激光發(fā)射裝置4，一維光電二極管陣列2由固定螺絲23固定在電梯轎廂I的上表面，信號處理系統(tǒng)10接收和處理一維光電二極管陣列2的光電信號，激光發(fā)射裝置4包括激光器6和準直擴束鏡頭7，激光束3帶有發(fā)散角a，照射在一維光電二極管陣列2表面的激光光斑21的形狀為圓形或接近圓形的橢圓形，一維光電二極管陣列2中各個單元光電二極管是以特定間隔排列的，電梯運行一個樓層時，一維光電二極管陣列2表面的激光光斑21變化一個單兀光電二極管間隔，由信號處理系統(tǒng)10測量激光光斑21變化一個單兀光電二極管間隔的時間，并與時間閾值進行比較，檢測電梯運行每個樓層的超速情況。
2.根據(jù)權利要求I所述的垂直升降電梯超速檢測傳感器，其特征在于，激光器6采用可見光半導體激光器。
3.根據(jù)權利要求I所述的垂直升降電梯超速檢測傳感器，其特征在于，準直擴束鏡頭7由單片或雙片透鏡構成，激光束3的發(fā)散角a取O. 2mrad O. 5mrad。
4.根據(jù)權利要求I所述的垂直升降電梯超速檢測傳感器，其特征在于，一維光電二極管陣列2中各個單元光電二極管的間隔Di要結合實際建筑每個層樓的高度Iii和激光束3的發(fā)散角a計算,計算公式為A^tan aXhp
5.根據(jù)權利要求I所述的垂直升降電梯超速檢測傳感器，其特征在于，時間閾值\要結合實際建筑每個樓層的高度Iii和電梯規(guī)定的最大運行速度ν計算，計算公式為1^=1^八，并預先輸入到信號處理系統(tǒng)10作為比較值。
全文摘要
本發(fā)明涉及電梯設備制造技術領域，是一種垂直升降電梯超速檢測傳感器。電梯墜落原因主要由鋼絲繩脫落或斷裂、超載運行、測速與限速器以及設備故障所造成的，少有發(fā)生。為了克服現(xiàn)有技術之不足，本發(fā)明提供一種非接觸式電梯超速光電檢測技術，作為常規(guī)限速器之外的附加失速傳感裝置。本發(fā)明由激光發(fā)射裝置、一維光電二極管陣列、信號處理系統(tǒng)等部件組成，激光發(fā)射裝置包括激光器和準直擴束鏡頭，激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光束帶有發(fā)散角，且垂直向下傳播，形狀為圓錐形，照射一維光電二極管陣列的激光光斑大小隨著電梯的移動變化，發(fā)生對應關系。依次接收到光信號的光電二極管，其時間間隔與給定安全速度的時間閾值ti進行比較，實現(xiàn)了對電梯的非接觸超速檢測，并提供信號接口。
文檔編號G01P3/68GK102826422SQ20121034176
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者趙英杰, 蘆鵬, 金國烈, 趙宇斯, 安衛(wèi)東, 辛德勝, 龍宇翔, 李特, 趙博, 劉羽, 許 鵬, 萬靈敏 申請人:長春理工大學