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现代社会作为垂直交通工具的电梯在人们的生活和工作中发挥着越来越重要的作用，其安全性也愈加受到关注。限速器是电梯的一个重要安全部件，当电梯运行速度超过规定范围时，限速器动作，带动相应安全部件动作使电梯制停或减速。因此，限速器的校验是一个关乎电梯上乘客与货物安全的重要检验项目。国家质检总局《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》规定，使用周期达到两年的、动作速度出现异常的或者各调节部位封记损坏的限速器，其动作速度应由有资质单位进行校验。由于限速器拆装送检费时费力，拆装运输过程也易使限速器受到损坏，影响其动作速度；一些特殊场合，如医院、住宅小区等，如果不现场校验，会给使用者带来很大不便，故而现场校验已是大势所趋。每年需要现场校验的限速器数量巨大，工作繁重。现在常用的校验仪体积大，量重，携带、使用不便，插件多易损坏，每次校验时均需输入多个数据，检测部件安置困难，需要多人配合使用，导致校验效率低，很难满足实际需要。我院结合多年实际工作经验，研究现有校验仪优缺点，依据国家相关法规，研制一种简单、高效的便携式电梯限速器校验仪，对于电梯的安全性检验工作具有重要意义。
仪器结构
如图1所示，设置电机总成6，其内包括一台小型伺服电机，八位单片机、数据存储器、键盘管理芯片、LCD显示控制芯片各一片，及相关的连接电路。
电机总成6的输出轴上固定一驱动轮2，驱动轮2由耐磨橡胶制成，外缘呈阶梯形，可骑在限速器轮盘1的钢丝绳槽内，增大摩擦力及稳定性，减少打滑现象。当电机总成6的伺服电机转动时，带动驱动轮2旋转，进而带动限速器轮盘1旋转。
电机总成6上安装用于握持的把手4，把手4的左侧设置有LCD显示器3和键盘5。显示器3显示该设备依次的操作步骤，输入的数据及检测结果。键盘5设置0-9数字键及相应功能键。
常闭触点开关8及光电传感器9置于控制屏左侧。常闭触点开关8带有撞针，作为电气动作速度的检测装置，固定在一磁性材料上，可吸附于限速器支架上。光电传感器9作为转速信号的接收装置，可伸缩，利于调整接收信号的位置；接收端呈狭长型，使得接收范围更宽，避免电动机的抖动使得光电传感器9与限速器轮盘1上贴的反光纸10错开，引起接收信号丢失。
电源转换模块7一端连接220V市电，另一端与电机总成6连接，为电机总成6提供单片机系统及伺服电机的工作电压。
图1 便携式电梯限速器校验仪示意图
1．限速器轮盘 2．驱动轮 3．显示器 4．把手 5．键盘 6．电机总成 7．电源转换模块 8．常闭触点开关 9．光电传感器 10． 反光纸
测控系统
本校验仪测控系统选用美国ATMEL公司的高性能单片机AT89S52作CPU，外扩一片SRAM用做数据存储，并设置掉电保护电路。校验仪的参数设定通过矩阵键盘输入，相关信息通过LCD显示器显示。
由一台带驱动器小型交流伺服电机来驱动限速器轮盘1，而驱动器接受来自AT89S52单片机的方向信号和脉冲指令，加速度为0.01m/s2，满足了国家标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中有关限速器特性检查的描述：“应以尽可能低的加速度来达到限速器的动作速度，以便消除惯性的影响”。
校验仪主要用来测量限速器的两个速度：电气动作速度及机械动作速度。这两个速度均为限速器轮盘节圆的线速度。结合图1可以看出，当伺服电机转动时，限速器轮盘1跟着转动，吸附在限速器轮盘1上的反光纸10周期性地转过光电传感器9。这样，限速器轮盘1每转一圈便产生一个脉冲信号，该信号由电机总成6内部的AT89S52单片机拾取后经过处理可得到转速，再结合限速器轮盘节圆直径D，即可计算出限速器轮盘节圆的线速度，也即电梯轿厢的运行速度。对信号具体的处理如下：
当单片机控制交流伺服电机不断加速时，单片机记录拾取的最近第一与第二、第二与第三个信号之间的时间间隔，记为t1、t2，每个时间间隔通过的距离为Dπ，则限速器三个信号之间的平均加速度a=2Dπ(t1-t2)/t1t2(t1+t2) m/s2，则单片机拾取最近第一个信号时限速器轮盘1节圆线速度为v1=at1/2+Dπ/t1，当达到一定速度，最终限速器轮盘1上的甩块因离心力作用打到限速器电气开关的动作打杆，打杆带动常闭触点开关8的撞针，使常闭触点开关8动作。单片机接收到该信号后，记录此时与从光电传感器接9收的最近一个信号之间的时间间隔，记为t3，则限速器电气动作速度为v2=v1+at3 m/s。限速器轮盘1继续加速引起其机械动作，轮盘被卡死停止转动。单片机再次锁定限速器轮盘1被卡死之前的节圆线速度，此速度即为限速器的机械动作速度值。
校验流程
本文所述的便携式电梯限速器校验仪，具体操作步骤如下（参照图1）：
1．校验前先断开电梯主电源，测量限速器轮盘1两侧悬挂的安全绳的中心距作为轮盘节圆直径。松弛安全绳，确保限速器与安全绳不接触，较方便的方法是：低层的电梯可直接用大力钳提拉非轿厢侧的安全绳并固定使其松弛；高层电梯，可在机房内打检修控制其停留在轿顶与顶层端站平齐处，用大力钳平稳地贴于地面，夹住非轿厢侧的安全绳，点动提升轿厢，放松安全绳，并固定。
2．校验仪接上220V市电，然后启动，LCD显示器3依次显示输入“限速器轮盘节圆直径”、“初始速度”、“电机转向”等，输入相应参数并按“确定”键确认。
3．常闭触点开关8吸附在限速器支架上，调整撞针位置使之在限速器电气动作时撞针同时动作。握持检测仪使驱动轮2骑在钢丝绳绳槽内，并使光电传感器9对准贴在限速器轮盘1上的反光纸10。按下“检测”键开始检测。
4．限速器轮盘1在驱动电机的驱动下加速旋转，在触发限速器电气开关动作的同时常闭触点开关8断开，单片机锁定此时限速器轮盘1节圆的线速度为限速器的电气动作速度值。限速器轮盘1继续加速旋转，直至被卡死，单片机再次锁定限速器轮盘1被卡死之前的节圆线速度为限速器的机械动作速度值。同时电机总成6控制电机停止转动。
两个动作速度值保存在外部SRAM中，掉电后不丢失，通过LCD显示器4可轮流显示。之前输入的节圆直径、初始速度和正反转信息三个参数也保存在外部SRAM中，对同型号的限速器进行检测时就不需要重新输入，检测装置启动后直接按下“检测”即可进入步骤（4），从而实现高效的“一键式”检测。
（作者单位：浙江省嘉兴市特种设备检测院）《中国质量技术监督》
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