智能型电梯安全检测系统及检测方法与流程

本发明涉及电梯安全检测技术，具体地，涉及一种智能型电梯安全检测系统及检测方法。

背景技术：

随着高层建筑的增多，电梯已经越来越普遍存在于我们的生活当中，伴随而来的就是电梯的安全问题，所以对电梯进行安全检测的重要性不言而喻。

目前电梯安全检测的项目中许多检测项目都涉及到对电梯移动距离和电梯控制器输出响应时间的检测。通常对电梯移动距离的检测是通过对做标记的钢丝绳进行长度的测量，而对电梯控制输出的响应时间，基本上使用示波器来进行测量。按照目前的检测方法，测试人员需要携带较多设备，包括示波器，测量工具，测量线等，并且对不同现场测量时，不同的测量环境和测量仪器也会导致测量结果的不精确，而有些恶劣的测试环境也会影响到测试仪器的使用，例如示波器必须要使用交流电，而有些环境并不允许；现场的测试电压有高压和低压，直流和交流，测试时需要配合不同的探头进行测试，较为不便。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能型电梯安全检测系统及检测方法。

根据本发明提供的智能型电梯安全检测系统，包括输入点采集模块、位移采集模块、人机交互模块、数据处理模块、数据保存模块以及数据分析模块；

所述输入点采集模块、位移采集模块、人机交互模块连接所述数据处理模块；

所述数据处理模块连接所述数据保存模块；所述数据分析模块连接所述数据保存模块；

其中，所述输入点采集模块，用于检测电梯的输出信号；

所述位移采集模块，用于检测电梯的位移和速度；

所述人机交互模块，用于设置配置参数，设置检测流程以及查看检测状态；

所述数据处理模块，用于将所述输出时序、所述速度和所述位移处理后存储在所述数据保存模块；

所述数据分析模块，用于将所述数据保存模块中输出信号、所述速度和所述位移进行分析。

优选地，所述输入点采集模块包括自适应电压范围检测电路和信号输入口；

其中，所述自适应电压范围检测电路连接所述数据处理模块；所述自适应电压范围检测电路的接线端子J1设置在所述信号输入口中。

优选地，所述位移采集模块包括高速编码器信号采集电路、编码器接口以及编码器；

所述高速编码器信号采集电路连接所述数据处理模块；所述高速编码器信号采集电路的接线端子J12设置在所述编码器接口中；

所述编码器通过所述编码器接口连接所述高速编码器信号采集电路。

优选地，所述人机交互模块采用触屏显示屏；

所述数据处理模块采用CPU；

所述数据分析模块采用上位机软件；

所述数据保存模块采用SD卡。

优选地，所述输入点采集模块的数量为多个。

优选地，所述输出信号包括电梯控制柜的制动输出信号、电梯抱闸装置的抱闸输出信号、电梯控制柜的平层信号和门锁信号、意外移动保护装置的制动输出信号；

优选地，所述自适应电压范围检测电路包括接线端子J1、电阻R1、二极管D1、滤波电容EC1、变压模块U1、滤波电容EC3、滤波电容EC2、电阻R3、电阻R2、电容C1、光耦U2、电阻R4、发光二极管D2、电阻R5以及电阻R6；

接线端子J1的第一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接滤波电容EC1的正极、变压模块U1的IN端；

接线端子J1的第三端连接滤波电容EC1的负极、变压模块U1的GND端、滤波电容EC3的负极；

变压模块U1的OUT端连接电阻R6的一端、滤波电容EC2的正极、电阻R2的一端、电容C1的一端、光耦U2的第一端；变压模块U1的Cin端连接所述滤波电容EC3的正极，所述滤波电容EC3的负极连接电阻R6的另一端、滤波电容EC2的负极、电阻R3的一端；电阻R3的另一端连接电阻R3的另一端、电容C1的另一端、光耦U2的第二端；

光耦U2的第四端连接VCC电源端、第三端连接电阻R4的一端、发光二极管D2的正极、所述数据处理模块；电阻R4的另一端、发光二极管D2的负极通过电阻R5接地。

优选地，所述高速编码器信号采集电路包括接线端子J12、电阻R67、电阻R68、电阻R69、电阻R70、高速光耦U24、高速光耦U25、电阻R65、电阻R66、电阻R71、电阻R72、施密特反向器U23、施密特反向器U26，发光二极管D21、发光二极管D22、自恢复保险丝PT1以及电容C31；

接线端子J12的第一端连接自恢复保险丝PT1的一端、电容C31的一端，自恢复保险丝PT1的另一端连接电源端，电容C31的另一端接地；

接线端子J12的第二端接地；

接线端子J12的第三端连接电阻R68的一端，电阻R68的一端另一端连接高速光耦U24的第三端；电阻R67的一端连接电源端，电阻R67的另一端连接高速光耦U24的第一端；高速光耦U24的第四端、施密特反向器U23的GND端接地；高速光耦U24的第五端连接施密特反向器U23的IN端、电阻R65的一端；高速光耦U24的第六端、电阻R65的另一端连接VCC电源端；发光二极管D21的正极连接VCC电源端，负极连接电阻R66的一端；施密特反向器U23的VCC端连接VCC电源端，OUT端连接数据处理模块；电阻R66的另一端连接数据处理模块；

接线端子J12的第四端连接电阻R70的一端，电阻R70的另一端连接高速光耦U25的第三端；电阻R69的一端连接电源端，电阻R69的另一端连接高速光耦U25的第一端；高速光耦U25的第四端、施密特反向器U26的GND端接地；高速光耦U25的第五端连接施密特反向器U23的IN端、电阻R71的一端；高速光耦U25的第六端、电阻R71的另一端连接VCC电源端；发光二极管D22的正极连接VCC电源端，负极连接电阻R72的一端；施密特反向器U23的VCC端连接VCC电源端，OUT端连接数据处理模块；电阻R72的另一端连接数据处理模块。

优选地，所述数据保存模块存储数据包括如下步骤：

将所述输入点采集模块和所述位移采集模块的检测数据根据预设的周期保存在内存里，进而将检测数据通过冗余算法处理后按照配置文件存储至存储卡中。

优选地，所述数据分析模块对检测数据进行分析时包括如下步骤：

步骤A1：获取检测数据对应的配置文件，然后根据配置文件来解析存储的检测数据；

步骤A2：按照时间轴将还原出的数据通过LABVIEW组件显示在屏幕上；

步骤A3：当选定两个光标时，将两个光标之间的检测数据通过积分算法算出最高加 速度和平均加速度。

本发明提供的智能型电梯安全检测方法，采用所述的智能型电梯安全检测系统，包括如下步骤：

步骤S1：将一所述输入点采集模块接入电梯抱闸装置的抱闸闭合信号输出口，检测电梯抱闸装置的抱闸闭合信号；

步骤S2：通过所述位移采集模块检测电梯钢丝绳的位移；

步骤S3：当电梯急停，抱闸闭合时，所述数据处理模块将抱闸闭合输出信号和电梯钢丝绳的位移存储在所述数据保存模块；

步骤S4：数据分析模块根据抱闸闭合信号和电梯钢丝绳的位移分析出当电梯抱闸闭合后电梯钢丝绳移动的距离。

本发明提供的智能型电梯安全检测方法，采用所述的智能型电梯安全检测系统，包括如下步骤：

步骤S1：将一所述输入点采集模块接入电梯抱闸装置的抱闸闭合信号输出口，检测电梯抱闸装置的抱闸闭合信号；将另一所述输入点采集模块接入电梯控制柜的制动输出信号口，检测电梯的制动输出信号；

步骤S2：当电梯急停，抱闸闭合时，所述数据处理模块将抱闸闭合信号、抱闸闭合信号对应的抱闸时间、制动输出信号和制动输出信号对应的制动时间存储在所述数据保存模块；

步骤S3：数据分析模块根据抱闸闭合信号、抱闸闭合信号态对应的抱闸时间、制动输出信号和制动输出信号对应的制动时间分析出制动输出信号和抱闸闭合信号之间的时间差。

本发明提供的智能型电梯安全检测方法，采用所述的智能型电梯安全检测系统，包括如下步骤：

步骤S1：将一所述输入点采集模块接入电梯控制柜的平层信号口，检测电梯的平层输出信号；将另一所述输入点采集模块接入电梯控制柜的门锁信号口，检测电梯的门锁输出信号；将再一所述输入点采集模块接入意外移动保护装置的制动输出信号口，检测制动输出信号；

步骤S2：通过所述位移采集模块检测电梯钢丝绳的位移；

步骤S3：当电梯一平层处于开门状态时，断开平层信号，所述数据处理模块将平层输出信号、平层输出信号对应的时间、门锁输出信号、门锁输出信号对应的时间、制动 输出信号口、制动输出信号口对应的时间、电梯钢丝绳的位移存储在所述数据保存模块；

步骤S4：数据分析模块根据平层输出信号、平层输出信号对应的时间、门锁输出信号、门锁输出信号对应的时间、制动输出信号口、制动输出信号口对应的时间、电梯钢丝绳的位移分析出平层信号断开时，平层信号断开与意外移动保护装置发出制动输出信号的时间差以及意外移动保护装置发出制动输出信号后电梯钢丝绳移动的距离。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中智能型电梯安全检测系统集成了位移速度检测和输入点检测于一体，便于携带和测试；

2、本发明使用可移动式编码器进行电梯速度检测，当进行检测时，仅需要在电梯机房内将编码器的轮槽与钢丝绳贴合，当钢丝绳移动时，编码器的转轮随之转动，完成位移的记录，进而根据位移计算出速度，从而不进入电梯井道也能精确的测量出电梯的位移和速度；

3、本发明智能型电梯安全检测系统对检测点电压的可测试范围非常广，不需要增加额外转换设备的情况下就能进行检测；

4、本发明通过上位机软件多角度分析数据，更加直观简便、专业高效；

5、本发明应用范围较为广泛，包括直梯和扶梯等电梯设备，本发明设置有移动电源在内部，可以在任何恶劣检测环境使用并记录数据。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2(a)为本实施例中底层电路的结构示意图；

图2(b)为本实施例中表层操作面板的结构示意图；

图3为本发明中自适应电压范围检测电路的示意图；

图4为本发明中高速编码器信号采集电路的示意图；

图5为本发明对钢丝绳和电梯抱闸装置的检测示意图；

图6为本发明对电梯控制柜和电梯抱闸装置的检测示意图；

图7为本发明对钢丝绳、电梯控制柜和意外移动保护装置的检测示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的智能型电梯安全检测系统，包括输入点采集模块、位移采集模块、人机交互模块、数据处理模块、数据保存模块以及数据分析模块；

所述输入点采集模块、位移采集模块、人机交互模块连接所述数据处理模块；

所述数据处理模块连接所述数据保存模块；所述数据分析模块连接所述数据保存模块；

其中，所述输入点采集模块，用于检测电梯的输出信号；

所述位移采集模块，用于检测电梯的位移和速度；

所述人机交互模块，用于设置配置参数，设置检测流程以及查看检测状态；

所述数据处理模块，用于将所述输出时序、所述速度和所述位移处理后存储在所述数据保存模块；

所述数据分析模块，用于将所述数据保存模块中输出信号、所述速度和所述位移进行分析。

所述输入点采集模块包括自适应电压范围检测电路和信号输入口；

其中，所述自适应电压范围检测电路连接所述数据处理模块；所述自适应电压范围检测电路的接线端子J1设置在所述信号输入口中。

所述位移采集模块包括高速编码器信号采集电路、编码器接口以及编码器；

所述高速编码器信号采集电路连接所述数据处理模块；所述高速编码器信号采集电路的接线端子J12设置在所述编码器接口中；

所述编码器通过所述编码器接口连接所述高速编码器信号采集电路。

所述人机交互模块采用触屏显示屏；

所述数据处理模块采用CPU；

所述数据分析模块采用上位机软件；

所述数据保存模块采用SD卡。

所述输出信号包括电梯控制柜的制动输出信号、电梯抱闸装置的抱闸输出信号、电梯控制柜的平层信号和门锁信号、意外移动保护装置的制动输出信号；

所述自适应电压范围检测电路包括接线端子J1、电阻R1、二极管D1、滤波电容EC1、变压模块U1、滤波电容EC3、滤波电容EC2、电阻R3、电阻R2、电容C1、光耦U2、电阻R4、发光二极管D2、电阻R5以及电阻R6；

接线端子J1的第一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接滤波电容EC1的正极、变压模块U1的IN端；

接线端子J1的第三端连接滤波电容EC1的负极、变压模块U1的GND端、滤波电容EC3的负极；

变压模块U1的OUT端连接电阻R6的一端、滤波电容EC2的正极、电阻R2的一端、电容C1的一端、光耦U2的第一端；变压模块U1的Cin端连接所述滤波电容EC3的正极，所述滤波电容EC3的负极连接电阻R6的另一端、滤波电容EC2的负极、电阻R3的一端；电阻R3的另一端连接电阻R3的另一端、电容C1的另一端、光耦U2的第二端；

光耦U2的第四端连接VCC电源端、第三端连接电阻R4的一端、发光二极管D2的正极、所述数据处理模块；电阻R4的另一端、发光二极管D2的负极通过电阻R5接地。

电阻R1与二极管D1组成整流功能，被测信号通过变压模块U1降压，滤波电容EC2与滤波电容EC3去耦作用，通过电阻R2电阻和R3分压，将被测信号的电压变为光耦U2的可检测范围，光耦U2输出信号传到CPU内，同时发光二极管D2用于观测电压的变化。电阻R6为一个放电电阻，无论检测交流信号还是直流电源信号，电阻R6可以快速高效释放存在电容中的电，提高信号的可靠性。

所述高速编码器信号采集电路包括接线端子J12、电阻R67、电阻R68、电阻R69、电阻R70、高速光耦U24、高速光耦U25、电阻R65、电阻R66、电阻R71、电阻R72、施密特反向器U23、施密特反向器U26，发光二极管D21、发光二极管D22、自恢复保险丝PT1以及电容C31；

接线端子J12的第一端连接自恢复保险丝PT1的一端、电容C31的一端，自恢复保险丝PT1的另一端连接电源端，电容C31的另一端接地；

接线端子J12的第二端接地；

接线端子J12的第三端连接电阻R68的一端，电阻R68的一端另一端连接高速光耦U24的第三端；电阻R67的一端连接电源端，电阻R67的另一端连接高速光耦U24的第一端；高速光耦U24的第四端、施密特反向器U23的GND端接地；高速光耦U24的第五端连接施密特反向器U23的IN端、电阻R65的一端；高速光耦U24的第六端、电阻R65的另一端连接VCC电源端；发光二极管D21的正极连接VCC电源端，负极连接电阻R66 的一端；施密特反向器U23的VCC端连接VCC电源端，OUT端连接数据处理模块；电阻R66的另一端连接数据处理模块；

接线端子J12的第四端连接电阻R70的一端，电阻R70的另一端连接高速光耦U25的第三端；电阻R69的一端连接电源端，电阻R69的另一端连接高速光耦U25的第一端；高速光耦U25的第四端、施密特反向器U26的GND端接地；高速光耦U25的第五端连接施密特反向器U23的IN端、电阻R71的一端；高速光耦U25的第六端、电阻R71的另一端连接VCC电源端；发光二极管D22的正极连接VCC电源端，负极连接电阻R72的一端；施密特反向器U23的VCC端连接VCC电源端，OUT端连接数据处理模块；电阻R72的另一端连接数据处理模块。

电阻R67、电阻R69连接+15V电源端，R68、R70连接编码器信号A和编码器信号B，当编码器信号为低时，高速光耦U24、高速光耦U25出于开启状态，电阻R65和电阻R71为降压电阻，输出的电压差为VCC-I*R65，输出电压进入施密特反向器U23、施密特反向器U26的IN端，电压进入施密特反向器U23、施密特反向器U26将信号反向处理，同时起到了缓冲的作用，使信号从电压进入施密特反向器U23、施密特反向器U26的OUT端将信号输出至CPU，发光二极管D21和发光二极管D22用于观测编码器信号的变化状态。

所述数据保存模块存储数据包括如下步骤：

将所述输入点采集模块和所述位移采集模块的检测数据根据预设的周期保存在内存里，进而将检测数据通过冗余算法处理后按照配置文件存储至存储卡中。

配置文件由用户在测试前设定，保证数据存放的唯一性和数据的可靠性，在使用上位机软件读取检测数据时也可按照配置文件的设定来读取，也提高了读取的效率和精确度。

所述数据分析模块对检测数据进行分析时包括如下步骤：

步骤A1：获取检测数据对应的配置文件，然后根据配置文件来解析存储的检测数据；

步骤A2：按照时间轴将还原出的数据通过LABVIEW组件显示在屏幕上；

步骤A3：当选定两个光标时，将两个光标之间的检测数据通过积分算法算出最高加速度和平均加速度。

配置文件包含了检测数据的信息，如检测时间，检测模式，数据大小；然后根据不同的配置文件来解析存储的数据，保证显示出的曲线误差为0。该方式可以将复杂情况下测试出的数据可靠的还原出来。

本发明提供的智能型电梯安全检测方法，采用所述的智能型电梯安全检测系统，包括如下步骤：

步骤S1：将一所述输入点采集模块接入电梯抱闸装置的抱闸闭合信号输出口，检测电梯抱闸装置的抱闸闭合信号；

步骤S2：通过所述位移采集模块检测电梯钢丝绳的位移；

步骤S3：当电梯急停，抱闸闭合时，所述数据处理模块将抱闸闭合输出信号和电梯钢丝绳的位移存储在所述数据保存模块；

步骤S4：数据分析模块根据抱闸闭合信号和电梯钢丝绳的位移分析出当电梯抱闸闭合后电梯钢丝绳移动的距离。

本发明提供的智能型电梯安全检测方法，采用所述的智能型电梯安全检测系统，包括如下步骤：

步骤S1：将一所述输入点采集模块接入电梯抱闸装置的抱闸闭合信号输出口，检测电梯抱闸装置的抱闸闭合信号；将另一所述输入点采集模块接入电梯控制柜的制动输出信号口，检测电梯的制动输出信号；

步骤S2：当电梯急停，抱闸闭合时，所述数据处理模块将抱闸闭合信号、抱闸闭合信号对应的抱闸时间、制动输出信号和制动输出信号对应的制动时间存储在所述数据保存模块；

步骤S3：数据分析模块根据抱闸闭合信号、抱闸闭合信号态对应的抱闸时间、制动输出信号和制动输出信号对应的制动时间分析出制动输出信号和抱闸闭合信号之间的时间差。

本发明提供的智能型电梯安全检测方法，采用所述的智能型电梯安全检测系统，包括如下步骤：

步骤S1：将一所述输入点采集模块接入电梯控制柜的平层信号口，检测电梯的平层输出信号；将另一所述输入点采集模块接入电梯控制柜的门锁信号口，检测电梯的门锁输出信号；将再一所述输入点采集模块接入意外移动保护装置的制动输出信号口，检测制动输出信号；

步骤S2：通过所述位移采集模块检测电梯钢丝绳的位移；

步骤S3：当电梯一平层处于开门状态时，断开平层信号，所述数据处理模块将平层输出信号、平层输出信号对应的时间、门锁输出信号、门锁输出信号对应的时间、制动输出信号口、制动输出信号口对应的时间、电梯钢丝绳的位移存储在所述数据保存模块；

步骤S4：数据分析模块根据平层输出信号、平层输出信号对应的时间、门锁输出信号、门锁输出信号对应的时间、制动输出信号口、制动输出信号口对应的时间、电梯钢丝绳的位移分析出平层信号断开时，平层信号断开与意外移动保护装置发出制动输出信号的时间差以及意外移动保护装置发出制动输出信号后电梯钢丝绳移动的距离。

本发明提供的智能型电梯安全检测系统可对不同种类和型号的电梯进行检测，检测系统采用了电压自适应的硬件输入设计，可检测交流电压或直流电压，电压的检测范围15V～380V，由于电梯系统中较多用到的是直流24V和交流110V,本发明提供的智能型电梯安全检测系统可适用多种工况，并不需要外接的转换设备。本发明中可移动式编码器检测模块用于采集电梯钢丝绳运行的距离，并计算出电梯运行的速度。检测过程中将电梯抱闸装置、平层感应器、门锁开关、电梯控制柜等的输出状态保存至数据保存模块。

本发明设置有适用配套的专用分析软件来解析数据，分析软件使用图像处理方法将电梯的速度曲线和输出状态在同一个界面显示出来，每条输入通道代表了一个输入口，可以显示或屏蔽任意一条输入通道。分析软件还设计了光标按钮，可以显示两条垂直的虚线，每条虚线所在位置的速度会实时显示出来；使用微积分的算法，实时显示了两条光标之间的电梯移动距离和两条光标时间的时间差，距离的精确度为1mm，时间差的精确度为1ms，同时还使用了放大和移动插件，可将可视的曲线量放大到最大精确度，以便更好的去测量和观察。使用虚线光标和放大移动插件可以很方便的测量电梯输出状态改变的时间差内电梯的移动距离等各种所需的时间差和距离，从而建立了一种高效的检测方法。

当使用本发明提供的智能型电梯安全检测系统时，在检测电梯的安全性时，不需要使用多种设备去检测，携带更为方便，检测方法也更为容易，数据精确度也可以跟进口设备相比；测量电梯的速度和位移更为方便，不需要进入井道或者对钢丝绳做标记来测量；使用本发明提供的智能型电梯安全检测系统可不用任何转换设备对电梯控制器输出的电压有很广的测试范围，测试范围为：15V-380V AC/DC，相对于一般示波器更为方便和有效，其他示波器根据不同的电压需要配合不同的探头；本发明有专业配套的上位机软件，对电梯安全数据分析比示波器更为专业；本发明检测适用范围广泛。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。