一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙動態檢測儀的設計與實現

戚政武 梁敏健 王 葵

（廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002）

一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙動態檢測儀的設計與實現

戚政武 梁敏健 王 葵

（廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002）

開發了一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙動態檢測儀。儀器由平板電腦、間隙測量系統和距離測量系統組成，在梯級運動時，實時采集梯級與圍裙板間隙，并且對隱患位置進行定位，提高檢驗質量和效率。通過計量認定，儀器具有非常高的間隙測量精度和隱患定位精度。經現場試驗表明，儀器可以完成安全間隙動態測量；通過查看距離和間隙值的二維圖，可以有效地找出隱患位置。

自動扶梯 安全間隙 動態檢測儀 隱患定位

隨著我國經濟地飛速發展，大型商場、地鐵站、火車站、機場等大量涌現。自動扶梯作為這些公共場所非常重要的交通工具，在人們的生活中扮演著越來越重要的角色。自動扶梯給人們生活帶來便利的同時，由于自身的運行特點，造成不少安全事故。因此，自動扶梯的檢測越來越受到民眾的關注，相關的檢測儀器也得到大力的開發[1-3]。

自動扶梯運行中，梯級和圍裙板之間的間隙屬于動靜分界處，動靜分界處是事故多發的危險區[4]。相比較乘坐電梯，人們在乘坐自動扶梯的整個過程都可能處在動靜分界處，自動扶梯的梯級與圍裙板引發了許多不幸事故。根據TSG T7005—2012《電梯監督檢驗和定期檢驗規則—自動扶梯與自動人行道》要求，自動扶梯的圍裙板設置在梯級、踏板或膠帶的兩側，任何一側的水平間隙不應大于4mm，并且兩側對稱位置處的間隙總和不應大于7mm[5]。目前，對應的檢驗方法是：自動扶梯停止運行時采用塞尺或鋼直尺人工測量相關數據。該方法主要存在檢測效率低、誤差大，數據接近臨界值時容易影響判定結論。

該儀器在梯級運動時進行動態監測并且對檢測數據自動計算判別，準確標明并記錄隱患位置，彌補了傳統檢測手段不足。

1 儀器檢測原理

如圖1所示，儀器包括用于檢測梯級與圍裙板間隙變化的間隙測量子系統，用于間隙超標位置定位的距離測量子系統，用于實時監控梯級運動位移的距離測量子系統以及用于數據采集、處理和記錄的手持平板電腦。

圖1 檢測原理圖

檢測前，在自動扶梯入口處圍裙板左右對稱的位置用記號筆做兩個標記，并用直尺或者塞尺測量出兩個位置梯級和圍裙板之間的間隙，記為X0和Y0。位移傳感器通過傳感器安裝基座固定于梯級上，并且保證位移傳感器的接觸點和初始標記點重合，距離測量子系統安裝于扶梯的入口處。安裝完畢后，開啟電源，平板電腦和兩個子系統建立無線通信，將X0和Y0輸入平板電腦。自動扶梯以檢修速度開始運行，位移傳感器產生變化值，設為ΔX和ΔY，間隙下位機對位移傳感器的信號進行處理并且通過無線發射電路傳輸到平板電腦上。平板電腦計算出自動扶梯梯級與兩側圍裙板間隙的實時值X=X0+ΔX，Y=Y0+ΔY，兩側間隙總和Z=X+Y。距離測量子系統上的膠輪跟隨梯級運動，編碼器產生脈沖信號，距離下位機對信號處理計算，得出當前梯級的運行位移S，并且通過無線發射電路傳輸到平板電腦上。平板電腦以梯級運行距離為橫軸，間隙為縱軸，實時繪制間隙X，Y，Z與運行位移S的二維圖。間隙測量子系統運行至扶梯出口處，自動扶梯停止運行，檢測結束。在平板電腦查看間隙實時二維圖，找到圖中X,Y>4mm或者Z>7mm的部分，對隱患部位進行定位，指導企業對自動扶梯進行維護保養。

2 儀器檢測應用

儀器裝箱如圖2和圖3所示。整個儀器的零部件放置于一個防水的塑料手提箱內，整個儀器箱結構緊湊，攜帶方便，非常適合特種設備人員攜帶操作。

圖2 裝箱圖

圖3 裝箱圖

如圖4所示，在扶梯入口左右對稱的位置分別用記號筆做一個標記（作為傳感器運動的零點位置），并且用直尺或者斜塞尺測量兩個標記處扶梯梯級和圍裙板的間隙值。將間隙測量系統放到梯級上，調整位移傳感器安裝基座，保證左右兩邊位移傳感器和兩個標記重合，旋緊緊固件將位移傳感器安裝固定于自動扶梯梯級踏板上。

圖4 間隙測量系統安裝

如圖5所示，在自動扶梯入口處，距離測量裝置通過支架上的吸盤固定于扶梯上，調整支架的擺臂，使膠輪緊貼在自動扶梯水平段梯級上。

圖5 距離測量子系統安裝

啟動手持平板電腦、間隙下位機處理模塊以及距離下位機處理模塊，系統進行三者的通信連接。參數設置選項中輸入待檢測自動扶梯的ID號及相應的待測數據信息并且將測量的間隙值輸入到系統。

如圖6所示，自動扶梯以檢修速度開始運行，位移測量子系統的膠輪隨梯級一起運動，旋轉編碼器產生脈沖信號，CPU對旋轉編碼器送來的脈沖信號進行整形抗干擾，然后再將脈沖信號送入梯級速度與運行位移測量電路進行計算，得出精確梯級運行速度和位移，然后在CPU控制下通過無線通信電路實時發送到間隙測量子系統和手持平板電腦。間隙測量子系統接收到位移測量子系統的信號，將位移傳感器的電阻信號轉化成電壓信號，然后在CPU的控制下進行高分辨的AD轉換，經CPU計算得出精確的間隙變化量，然后通過無線通信電路實時發送到手持平板顯示器。手持平板電腦實時采集間隙測量子系統和距離測量子系統的數據信息，將間隙變化量和間隙初始值相加得到實時位置的間隙值，并且將間隙值和位移兩組數據進行處理、顯示與保存。

間隙測量子系統到達另外一個出口時，自動扶梯停止運行，測試結束。查看手持平板電腦中的圖像和數據，發現存在的隱患并且進行定位，指導企業完成整改。

圖6 儀器測試工作

3 儀器的計量

珠海市質計所對儀器的定位精度和間隙測量精度進行計量。計量結果見表1、表2。

從表1可以看出，儀器的隱患定位精度在10m內不超過10mm。從表2可以看出，間隙測量精度在壓縮和放松各8mm的行程范圍內，誤差不超過0.06mm，達到非常高的定位精度。

表1 定位精度測試結果

表2 間隙測量精度測試結果

4 對比檢測結果分析

采用檢測儀器，對珠海市多臺自動扶梯進行了現場檢測，儀器檢測結果與使用斜塞尺檢測結果高度一致。本文選取其中一臺數據結果進行分析，該自動扶梯名義速度為0.5m/s，提升高度4.3m，按照儀器的測量流程，對扶梯的梯級與圍裙板間隙進行測量，測量結果如圖7所示。圖7中橫軸為梯級運行距離，縱軸為三個間隙值，在縱軸的4mm和7mm處有兩條線，作為判斷數據是否超標的基準線。

圖7 測試結果界面

為了驗證該儀器是否符合TSG T7005—2012《電梯監督檢驗和定期檢驗規則—自動扶梯與自動人行道》對梯級與圍裙板間隙的測量要求。在圖7界面曲線中找出多個位置的點，分別標記出每個點的距離和間隙值。以測試的初始位置作為起始點，采用鋼卷尺找到測量位置，按TSG T7005—2012的檢驗要求利用斜塞尺分別測量該位置的間隙值。測量結果見表3，斜塞尺測量結果和儀器測量結果比較，兩者數據在0.1mm數量級以上高度一致，儀器符合TSG T7005—2012的檢驗精度要求。

表3 儀器和塞尺測量結果比對

5 結束語

本文設計了一種自動扶梯與圍裙板安全間隙動態檢測儀。該儀器在梯級運動時對梯級與圍裙板間隙進行動態測量，且可以實現對隱患位置定位，提高檢驗效率，為隱患整改提供了便利。第三方計量機構的計量數據表明，儀器達到了非常高的測量精度和隱患定位精度。通過現場檢測對比試驗，證明儀器的檢測結果和精度符合檢規的要求。該儀器可填補市場上相關領域的空白，提高檢驗效率和質量，提升特種設備行業科技及裝備水平，促進行業的進步，具有良好的推廣應用價值。

[1] 梁敏健，戚政武，楊寧祥．一種自動扶梯運行參數快速精確檢測方法的設計與實現[J]．中國特種設備安全，2016，32(04)：29-32．

[2] 梁敏健，湯景升．自動扶梯附加制動器原理及檢驗要點[J]．中國特種設備安全，2015，31(10)：41-44．

[3] 戚政武，梁敏健，林曉明．自動扶梯超速和非操縱逆轉保護裝置檢測技術及儀器研制[J]．中國特種設備安全，2014，30(12)：1-5+13．

[4] 朱昌明，洪致育．自動扶梯梯級兩側的安全問題[J]．起重運輸機械，2000，(06)：28-30．

[5] TSG T7005—2012 電梯監督檢驗和定期檢驗規則—自動扶梯與自動人行道[S]．

Design and Realization of a Dynamic Measuring Instrument of Security Clearance Between Escalator Cascade and Apron Board

Qi Zhengwu Liang Minjian Wang Kui
(Zhuhai Branch, Guangdong Institue of Special Equipment Inspection and Research Zhuhai 519002)

A dynamic measuring instrument of security clearance between escalator cascade and apron board is developed. The instrument is consisting of tablet PC, clearance measurement system and shift measurement system. When the cascade is driving, the clearance between escalator cascade and apron board is real-time collected and the hidden danger positions are accurately marked. Then, the measuring precision and efficiency are improved. By verification metrology, the instrument has very high accuracy in clearance measurement and locating hidden danger positions. The testing results prove that the instrument can complete the dynamic measurement of security clearance, and effectually find the hidden danger positions by checking the two-dimensional diagram of distance and clearance value.

Escalator Security clearance Dynamic measuring instrument Hidden danger position locating

X941

B

1673-257X(2017)04-0036-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.04.007

戚政武(1964～)，男，本科，院長，高級工程師，從事特種設備檢驗檢測方法及儀器的研究開發工作。

2017-03-22）