电梯门光幕对电梯轿门关闭状态的监控方法与流程

本发明涉及一种电梯状态的监控方法，具体属于一种使用现有的门光幕装置对电梯轿门的关闭状态进行监控的方法。

背景技术：

在电梯的相关国家标准中，明确规定电梯系统必须安装光幕装置，其功能单一，仅用于检测是否有人或物体进出轿门以防止被关闭过程中的门撞击。目前，光幕装置主要包括发射器和接收器，当电梯轿门为中分门(即轿门向左右两侧打开)时，光幕装置的发射器和接收器分别安装在左右轿门上，当电梯轿门为旁开门(轿门向一个方向打开)时，发射器和接收器中的一个安装在轿门上，另一个则安装在对应的出入口立柱上。

电梯轿门在电气驱动装置的控制下自动开关门，当电梯轿门处于关闭状态时，通过关门到位开关对电梯轿门的关闭状态进行监控。当轿门未完全关闭时，关门到位开关即安全回路处于断开状态，此时电梯轿厢无法上下运行，只有关门到位开关处于接通状态时，电梯轿厢才能上下运行，这就预防了电梯轿门在打开时人员进出门区但电梯轿厢意外移动对人体造成伤害的情况发生。但有些时候，维修保养人员为了工作的方便会临时违规短接电梯轿门的关门到位开关，当工作完成后又由于疏忽没有将关门到位开关恢复正常状态，这样会导致电梯轿门在打开时轿厢也会在外召作用下移动，对进出轿厢的乘客造成伤害。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用电梯门光幕对电梯轿门关闭状态的监控方法，可以准确判断电梯轿门的关闭状态以及关门到位开关是否出现失效或认为短接的情况。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种电梯门光幕对电梯轿门关闭状态的监测方法，所述门光幕的发射器与接收器之间的距离发生变化，接收器采集到的光强度被转换为电信号，通过该电信号的变化判断发射器与接收器之间的间距变化以及电梯轿门的关闭状态。

其中一种方法中，所述发射器具有若干发光管，所述接收器具有若干受光管，每个 发光管仅与一个相对应的受光管配合，其中所有发光管中最上方的一个为第一发光管，与第一发光管配合的第一受光管是所有受光管中最上方的一个，所述第一受光管仅接受第一发光管发出的光；所述电梯系统设有检测处理器、关门到位开关，其中检测处理器分别与关门到位开关、门光幕电性连接；当关门到位开关接通时，检测处理器向门光幕发出指令，第一受光管接受的光的强度通过一光电转换器转换为电压值或电流值，且该电压值或电流值随着第一发光管和第一受光管之间间距的增大而变小，门光幕中的信号处理输出单元对光电转换器转换出的电压值或电流值和预设的条件触发阈值进行比较，当光电转换器转换出的电压值或电流值等于小于预设的条件触发阈值时，所述信号处理输出单元输出断开信号至检测处理器，此时检测处理器判定电梯轿门的打开间距达到危险间距且关门到位开关失效或被短接，所述检测处理器向电梯发出禁止启动的指令。具体步骤如下：步骤一，在门光幕中设置光电转换器转换结果的初始值和条件触发阈值，其中初始值为轿门完全关闭时第一受光管接受到的光强转换出的电压值或电流值，条件触发阈值为轿门打开间距达到危险间距时第一受光管接受到的光强转换出的电压值或电流值；步骤二，检测处理器监测关门到位开关的状态，如关门到位开关处于断开状态则转至步骤三，如关门到位开关处于接通状态则转至步骤四；步骤三，第一发光管、第一受光管、光电转换器和信号处理输出单元不工作；步骤四，第一发光管、第一受光管、光电转换器和信号处理输出单元工作，光电转换器将第一受光管接受到的光的强度转换为电压值或电流值，信号处理输出单元将该电压值或电流值和预设的条件触发阈值进行比较，当光电转换器转换出的电压值或电流值等于小于所述条件触发阈值时，信号处理输出单元输出断开信号，当检测处理器接收到信号处理输出单元输出的断开信号时，判定电梯轿门的打开间距达到危险间距且关门到位开关失效或被短接；所述检测处理器向电梯发出禁止启动的指令，并发出预警信号。

其中另一种方法中，所述发射器具有若干发光管，所述接收器具有若干受光管，其中所有受光管中最上方的一个为第一受光管，发光管发出的光具有一角度，当电梯轿门的打开间距达到危险间距时，第一受光管接受到至少两个发光管发出的光；所述电梯系统设有检测处理器、关门到位开关，其中检测处理器分别与关门到位开关、门光幕电性连接；当关门到位开关接通时，检测处理器向门光幕发出指令，第一受光管接受的光的强度通过一光电转换器转换为电压值或电流值，且该电压值或电流值随着发射器和接收 器之间间距的增大而变小，门光幕中的信号处理输出单元对光电转换器转换出的电压值或电流值和预设的条件触发阈值进行比较，当第一受光管从接受一个发光管发出的光变为接受至少两个发光管发出的光时，光电转换器转换出的电压值或电流值发生突变达到预设的条件触发阈值时，所述信号处理输出单元输出断开信号至检测处理器，此时检测处理器判定电梯轿门的打开间距达到危险间距且关门到位开关失效或被短接，所述检测处理器向电梯发出禁止启动的指令。具体步骤如下：步骤一，在门光幕中设置光电转换器转换结果的初始值和条件触发阈值，其中初始值为轿门完全关闭时第一受光管接受到的光强转换出的电压值或电流值，条件触发阈值为第一受光管接受到至少两个发光管发出的光时转换出的电压值或电流值，此时轿门打开间距达到危险间距；步骤二，检测处理器监测关门到位开关的状态，如关门到位开关处于断开状态则转至步骤三，如关门到位开关处于接通状态则转至步骤四；步骤三，第一受光管、光电转换器和信号处理输出单元不工作；步骤四，第一受光管、光电转换器和信号处理输出单元工作，光电转换器将第一受光管接受到的光的强度转换为电压值或电流值，信号处理输出单元将该电压值或电流值和预设的条件触发阈值进行比较，当光电转换器转换出的电压值或电流值等于大于所述条件触发阈值时，信号处理输出单元输出断开信号，当检测处理器接收到信号处理输出单元输出的断开信号时，判定电梯轿门的打开间距达到危险间距且关门到位开关失效或被短接；所述检测处理器向电梯发出禁止启动的指令，并发出预警信号。

进一步的，所述门光幕还设有一存储器，该存储器与光电转换器、信号处理输出单元电性连接，当电梯门光幕首次使用时进行自学习，将初始值和条件触发阈值记录在存储器中；当关门到位开关接通时，检测处理器向门光幕发出指令，第一受光管接受的光的强度通过一光电转换器转换为电压值或电流值，门光幕中的信号处理输出单元对光电转换器转换出的电压值或电流值和存储器中保存的条件触发阈值进行比较，当第一受光管从接受一个发光管发出的光变为接受至少两个发光管发出的光时，光电转换器转换出的电压值或电流值达到预设的条件触发阈值时，所述信号处理输出单元输出断开信号至检测处理器，此时检测处理器判定电梯轿门的打开间距达到危险间距且关门到位开关失效或被短接，所述检测处理器向电梯发出禁止启动的指令。

其中再一种方法中，所述发射器具有若干发光管，所述接收器具有若干受光管，其中所有受光管中最上方的一个为第一受光管，所有发光管中最上方的一个为第一发光管， 所述第一受光管与第一发光管之间存在一高度差；当电梯轿门的打开间距小于危险间距时，所有受光管只能接受到等高位置的发光管发出的光，当电梯轿门的打开间距达到危险间距时，第一受光管接受到非等高位置的第一发光管发出的光；所述电梯系统设有检测处理器、关门到位开关，其中检测处理器分别与关门到位开关、门光幕电性连接；当关门到位开关接通时，检测处理器向门光幕发出指令，第一受光管接受的光的强度通过一光电转换器转换为电压值或电流值，当光电转换器转换出的电压值或电流值为零时，信号处理输出单元输出接通信号，当光电转换器转换出的电压值或电流值不为零时，信号处理输出单元输出断开信号，当检测处理器接收到信号处理输出单元输出的断开信号时，检测处理器判定电梯轿门的打开间距达到危险间距且关门到位开关失效或被短接，所述检测处理器向电梯发出禁止启动的指令。进一步的，当第一受光管接受的光强被光电转换器转换出的电压值或电流值为零且其余受光管接受的光强被光电转换器转换出的电压值或电流值也为零时，信号处理输出单元输出断开信号。

本发明利用门光幕装置监控电梯轿门是否处于关闭状态，并判断电梯的关门到位开关是否失效或被人短接，防止电梯轿厢处于打开状态时对进出轿厢的乘客造成伤害。

附图说明

图1为本发明第一实施例的光路图；

图2为本发明第二实施例中轿门打开达到危险间距的光路图；

图3为本发明第三实施例中轿门打开达到危险间距的光路图；

图4为本发明门光幕被物体遮挡的光路图；

图5为本发明第一实施例的框图；

图6为本发明第一实施例的流程图；

图7为本发明第二实施例的框图；

图8为本发明第二实施例的流程图；

图9为本发明第三实施例的框图；

图10为本发明第三实施例的流程图。

其中附图标记说明如下：

1为第一发光管；2为第一受光管；3为发射杆；4为接受杆；5为平行光束；6为第二发光管；7为斜向光束。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明利用电梯门光幕对电梯轿门关闭状态进行监测，其中门光幕的发射器与接收器之间的距离发生变化，接收器采集到的光强度被转换为电信号，通过该电信号的变化判断发射器与接收器之间的间距变化以及电梯轿门的关闭状态。

实施例一

门光幕包括发射器和接收器，发射器包括发射杆3和安装在发射杆3上的若干发光管，接收器包括接受杆4和安装在接受杆4上的若干受光管。每个发光管仅与一个相对应的受光管配合，其中所有发光管中最上方的一个为第一发光管1，与第一发光管1配合的第一受光管2是所有受光管中最上方的一个，所述第一受光管2仅接受第一发光管1发出的光。在本实施例中，第一发光管1与其下方的第二发光管在垂直方向上间隔100mm，这样轿门在整个开关过程中，第一受光管2与第一发光管1等高，其只能接收到第一发光管1发出的平行光束5，不会接受其他发光管的光的干扰，如图1所示。当然，也可以使第一发光管发出的光的波长与其余发光管发出的光的波长不同，以保证第一受光管只能接受第一发光管发出的光。

所述电梯系统设有检测处理器、关门到位开关，其中检测处理器分别与关门到位开关、门光幕电性连接。在本实施例中，光幕发的光是红外光。

受光管接受到的光的强度通过一光电转换器转化为电压值(当然，也可以转化为电流值)，受光管接受的光强度越高，光电转换器转化出的电压值也越大。当轿门完全关闭时，第一受光管接受的光强是初始值且最大，此时光电转换器转化出的电压值最高，当轿门逐渐打开时，第一发光管1和第一受光管2之间的间距增大，第一受光管2接受的光强逐渐衰减，光电转换器转化出的电压值变小，当轿门打开间距达到危险距离时，此时光电转换器转化出的电压值是条件触发阈值。该条件触发阈值可以由实验室经验数据获得，也可以在电梯首次使用时通过自学习获得。实际制作中，光电转换器可以由光敏三级管、电流电压转换集成块组成，光电转换器可以将红外光的强弱转换出不同大小的电压值。

当关门到位开关接通时，检测处理器向门光幕发出指令，门光幕中的信号处理输出单元对光电转换器转换出的电压值和条件触发阈值进行比较，当光电转换器转换出的电 压值减小到条件触发阈值时，信号处理输出单元输出断开信号。当检测处理器采集到信号处理模输出单元输出断开信号时，可以判断轿门打开到危险距离了，且关门到位开关失效或者被人为短接了。检测处理器在后续会给电梯控制系统发出禁止启动的指令，并给出提示门打开危险的报警信号，如图5所示。

如图6所示，该实施例进行监控的步骤如下：

步骤一，在光幕中设置光电转换器对第一受光管接受的光强转化为电压值的初始值和条件触发阈值，初始值是轿门完全关闭时第一受光管接受光强转化出的电压值，条件触发阈值是轿门打开一段距离时，光电转换器对第一受光管接受的第一发光管的光强转化出的电压信号，此时的光强和轿门完全关闭时的光强比较已经衰减，转换出的电压值也降低(该段距离是安全上允许的最大距离，可设定为50mm，这段距离打开之前关门到位开关应发出断开信号)，条件触发阈值可以设置为0.5V以下；

步骤二，初始值和条件触发阈值设定后，门光幕进行监控，如果关门到位开关是断开的，第一发光管、第一受光管、光电转换器、信号处理输出单元构成的监控系统此时不工作，如果关门到位开关是接通的，那么转到步骤三；

步骤三，检测处理器发出指令，第一发光管、第一受光管、光电转换器、信号处理输出单元构成的监控系统此时工作，光电转换器将第一受光管接受的光强转换出的电压值，信号处理输出单元将转换出的电压值与条件触发阈值进行比较，当等于小于条件触发阈值时，信号处理输出单元对外给出断开信号；

检测处理器不断监控光幕的信号处理输出单元是否输出断开信号，当信号处理输出单元输出断开信号时，检测处理器判断轿门打开到危险距离；检测处理器在后续发出预警信号给电梯控制系统，电梯控制系统得到预警信号后执行安全措施。

实施例二

门光幕包括发射器和接收器，发射器包括发射杆3和安装在发射杆3上的若干发光管，接收器包括接受杆4和安装在接受杆4上的若干受光管。所述电梯系统设有检测处理器、关门到位开关，其中检测处理器分别与关门到位开关、门光幕电性连接。在本实施例中，光幕发的光是红外光。

与第一实施例不同的是，发光管发出的光线有一定的角度，同一个发光管发出的光受发射杆和接受杆水平间距的影响，投射在接受杆上的上下方向的幅度是不同的。对于 发光管，当发射杆和接受杆的间距大时，一个发光管发出的光会照射到至少两个的受光管，当间距小时，一个发光管发出的光只能照射到等高的受光管；对于受光管，当间距大时，一个受光管会接受到至少两个的发光管的光强的叠加，当间距小时，一个受光管只能接受到等高的发光管的光，如图2所示。当第一受光管2从接受第一发光管1发出的平行光束5变为接受第一发光管1发出的平行光束5和第二发光管6发出的斜向光束7时，接受到的光变强，输出的电压值也会变大(第一受光管2接受第一发光管1发出的平行光束5和第二发光管6发出的斜向光束7时转化出的电压值大于轿门完全关闭时第一受光管2接受第一受光管1发出的光转化出的电压初始值)。

门光幕可以独立地设置一个存储器，在电梯轿门首次打开时，门光幕进行自学习，记录轿门打开时，第一受光管从接受第一发光管的光到接受第一发光管和第二发光管的光时光电转换器输出电压的变化，将轿门完全关闭时光电转换器输出的初始值和增大后的数值或者两者的增大量值储存到存储器中。设置发光管的发光角度使上述的电压变化应产生在轿门打开到危险距离时，此时关门到位开关应当已经断开。

检测处理器采集关门到位开关的状态信号，当关门到位开关接通时，检测处理器向门光幕发出指令，门光幕的信号处理输出单元将第一受光管接受的光强转化为的电压值与存储器中记录的数据进行比较，当电压值接近于存储器中记录的自学习时轿门打开至危险间距时的电压数值，可以判定轿门被意外打开且关门到位开关失效或者有人为短接关门到位开关的行为发生，检测处理器发出预警信号给电梯控制系统。电梯控制系统得到预警信号后执行安全措施。

当然存储器也可以省略，可以通过试验的方法先得到轿门全闭时光幕输出电压的初始值和轿门打开到危险距离时的电压值，在光幕中设定好电压初始值和条件触发阈值(即轿门打开到危险距离时，第一受光管接受到两个发光管发出的光被转化出的电压值)。当关门到位开关接通时，检测处理器对光幕发出指令，第一受光管接受的光的强度通过光电转换器转换为电压值，门光幕中的信号处理输出单元对光电转换器转换出的电压值和条件触发阈值进行比较，当第一受光管从接受一个发光管发出的光变为接受两个发光管发出的光时，光电转换器转换出的电压值发生突变达到预设的条件触发阈值时，就认为轿门被意外打开，且关门到位开关失效或被人为短接了。检测处理器在后续会给电梯发出禁止启动的指令，并给出提示门打开危险的报警信号，如图7所示。

如图8所示，该实施例进行监控的步骤如下：

步骤一，进行自学习向存储器中记录数据，轿门完全关闭时门光幕的第一受光管仅能接受等高的第一发光管的投射光，此时存储器记录初始电压值，轿门打开一定距离后，此时关门到位开关已经断开发出断开信号，当轿门打开间距继续增大到单一受光管可以接受到2个或2个以上的投射光时输出电压值会有明显增大，该距离是轿门打开到的将产生危险的距离，可设定为50mm，但随着距离的继续增大，受光管接受的光强不再有明显的变化，将急剧增大时的电压值储存到存储器；

或者，直接在光幕中设置光电转换器对第一受光管接受的光强转化为电压值的初始值和条件触发阈值，初始值是轿门完全关闭时第一受光管接受光强转化出的电压值，条件触发阈值是轿门打开到危险间距(该段距离是安全上允许的最大距离，可设定为50mm，这段距离打开之前关门到位开关应发出断开信号)第一受光管接受到第一发光管和第二发光管的光强时转化出的电压值；

步骤二，门光幕进行监控，如果关门到位开关是断开的，光电转换器、信号处理输出单元、检测处理器构成的监控系统此时不工作，如果关门到位开关是接通的，那么转到步骤三；

步骤三，检测处理器发出指令，光电转换器将受光管接受到的光强转化为电压值，门光幕的信号处理输出单元将该电压值与存储器中记录的数据或者条件触发阈值进行比较，当输出的电压值突然上升且电压增大值或增加量值接近于存储器在自学习时记录的轿门打开至危险间距时的电压数值或增加量值，或者输出端电压值大于等于条件触发阈值时，信号处理输出单元对外给出断开信号，检测处理器判断轿门打开到危险距离且关门到位开关失效或被人为短接；检测处理器在后续发出预警信号给电梯控制系统，电梯控制系统得到预警信号后执行安全措施。

实施例三

门光幕包括发射器和接收器，发射器包括发射杆3和安装在发射杆3上的若干发光管，接收器包括接受杆4和安装在接受杆4上的若干受光管。所述电梯系统设有检测处理器、关门到位开关，其中检测处理器分别与关门到位开关、门光幕电性连接。在本实施例中，光幕发的光是红外光。

与第一实施例不同的是，所有受光管中最上方的第一受光管2与所有发光管中最上 方的第一发光管1之间存在一高度差。如图3所示，第一受光管2独立地设置在接受杆4的最高处，而与第一受光管2等高的发射杆上无发光管，但在与第一受光管2等高偏下较近的位置，设定为30mm处有第一发光管1。该位置保证发射杆和接受杆间距小时，第一受光管2无法接受到任何发光管的光。

第一发光管1发出的光线有一定的角度，受发射杆和接受杆水平间距的影响，投射在接受杆上的幅度是不同的。当电梯轿门的打开间距小于危险间距时，所有受光管只能接受到等高位置的发光管发出的光，此时第一受光管2接受不到光，光电转换器转出电压为0，信号处理输出单元输出接通信号。当电梯轿门的打开间距达到危险间距(该间距是门打开到危险距离时的位置，设定为门打开50mm，且此时关门到位开关已经动作)时，第一受光管2可以接受到对面下方的第一发光管1的光，光电转换器转出电压值，信号处理输出单元输出断开信号，如图9所示。

检测处理器只在关门到位开关接通时检测信号处理输出单元的信号，当检测到信号处理输出单元的信号为断开信号时，可以判断出轿门已经打开到危险间距，也可以判断出关门到位开关失效或出现人为短接的情况，从而防止电梯在门打开时上下运行。检测处理器在后续发出预警信号给电梯控制系统。电梯控制系统得到预警信号后执行安全措施。

如图10所示，该实施例进行监控的步骤如下：

步骤一，如果关门到位开关是断开的，检测处理器就不工作，如果关门到位开关是接通的，进入步骤二；

步骤二，光电传感器将第一受光管2接受的光强转化为电压值，当电梯轿门的打开间距小于危险间距时，第一受光管2接受不到光，光电转换器转出电压为0，信号处理输出单元输出接通信号；当电梯轿门的打开间距达到危险间距时，第一受光管2可以接受到对面下方的第一发光管1的光，光电转换器转出电压值，信号处理输出单元输出断开信号；当检测处理器检测到信号处理输出单元输出断开信号时，判定轿门被打开且关门到位开关失效或被认为接通，检测处理器在后续发出预警信号给电梯控制系统，电梯控制系统得到预警信号后执行安全措施。

在上述三个实施例中，还可以增加一个监控条件，即当轿门打开、门光幕被遮挡时信号处理输出单元输出断开信号的条件。当关门到位开关是接通信号时，如图4所示， 如果门光幕的其余受光管(非第一受光管)经光电转换器转化出的电压值为0，那么可以判断轿门打开、门光幕被遮挡，此时说明轿门被意外打开且关门到位开关失效或被认为短接。检测处理器在后续会给电梯发出禁止启动的指令，并给出提示门打开危险的报警信号。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，所述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。