一种实时监测幕墙安全状况的装置及方法与流程

本发明涉及建筑物的维护结构安全领域，特别涉及一种实时监测幕墙安全状况的装置及方法。

背景技术：

由于幕墙有外观美观、透光性能好等优点，被广泛应用于现代建筑。但由于很多幕墙是用结构胶将幕墙单元粘到幕墙构架上的，这就存在一定的安全隐患：结构胶随着时间的推移将逐渐老化，粘结力逐渐下降，当粘结力下降到不能满足要求时，幕墙单元就会逐渐幕墙构架，最后跌落，危及地面行人和车辆的安全。

结构胶老化、粘结力下降、幕墙单元与幕墙构架脱离、幕墙单元跌落是一个时间过程。幕墙单元与幕墙构架脱离后，幕墙单元不会马上跌落，但存在跌落的可能，即存在安全隐患。如果在幕墙单元与幕墙构架脱离后，幕墙单元跌落前采取措施，修复失效的胶体，就可避免安全事故的发生。

由于材料工业的发展，近30年来，幕墙大量应用于现代建筑。但到目前为止，还没有一种警示幕墙单元跌落的有效方法。现在，大量的幕墙年限都不长，问题的严重性还未充分暴露，但也偶有幕墙单元跌落的报道。随着大量幕墙胶体老化期的到来，安全问题日益严峻。

因此有必要提供一种监测幕墙安全的装置及方法来解决该问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种实时监测幕墙安全状况的装置，用于消除幕墙因胶体老化而与固定该幕墙单元的幕墙构架脱离产生潜在的安全隐患。

本发明的另一目的在于提供一种实时监测幕墙安全状况的方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种实时监测幕墙安全状况的装置，包括N个串联的基本常闭开关、利用微电子元件组成的监测装置，包括N个串联的基本常闭开关、利用微电子元件组成的监测装置，其中基本常闭开关的通、断状态反映相应的幕墙单元与支撑该幕墙单元的幕墙构架的连接状态，N≥1；所述N个串联的基本常闭开关形成广义常闭开关，一个以上的广义常闭开关分别与监测装置连接，监测装置实时反映所有广义常闭开关的状态。

基本常闭开关处于导通状态，说明相应的幕墙单元与支撑该幕墙单元的幕墙构架的连接正常；基本常闭开关处于断开状态，说明相应的幕墙单元与支撑 该幕墙单元的幕墙构架的连接异常，出现脱离，存在安全隐患。

所述基本常闭开关为普通微型开关。普通微型开关按钮按下时开关闭合，普通微型开关按钮松开时开关断开。将微型开关固定在支撑幕墙单元的幕墙构架上，开关按钮紧顶幕墙单元，开关按钮处于按下状态，开关闭合，电路通。结构胶老化，幕墙单元与幕墙构架逐渐脱离，当两者的相对位移达到一定量时，开关按钮松开，开关断开，电路不通。

所述基本常闭开关为具有绝缘皮的导线(如漆包线)，导线分别固定在幕墙构架和幕墙单元上。导线穿过幕墙构架上的孔后绕过幕墙单元的角并固定在幕墙构架上。这绕幕墙单元角的导线相当于基本常闭开关。当幕墙单元与幕墙构架无相对位移时，导线连续，相当于基本常闭开关闭合，电路通。结构胶老化，幕墙单元与幕墙构架脱离，当两者的相对位移达到一定量时，导线被拉断，相当于基本常闭开关断开，电路不通。也可采取其它方法用绝缘导线将幕墙单元和幕墙构架连接起来形成基本常闭开关，幕墙安全时导线连通，相当于开关闭合，电路通，幕墙单元与幕墙构架之间的位移过大时导线被拉断，相当于开关断开，电路不通。

所述基本常闭开关包括导电金属片和具有绝缘皮的导线(如漆包线)，其中导电金属片粘贴在幕墙单元上，导线粘贴在幕墙构架上。在幕墙单元适当的地方(如角部)粘贴导电金属片，在幕墙构架上布有绝缘皮的导线(如漆包线)并在有金属片的地方剪断。将有绝缘皮的导线在与导电金属片接触的地方去掉结缘皮，使两者接触导通，形成等效基本常闭开关。当幕墙单元与幕墙构架无相对位移时，导电金属片与导线接触，形成等效的基本常闭开关，电路通。当结构胶老化，幕墙单元与幕墙构架脱离，导电金属片与导线分离，相当于基本常闭开关断开，电路不通。

所述基本常闭开关包括导电金属片和具有绝缘层的导线(为节省空间位置，可为薄的扁导线)，其中导电金属片粘贴在幕墙构架上，具有绝缘层的导线粘贴在幕墙单元上。将有绝缘层的导线端部与导电金属片接触处的结缘层去掉，使导电金属片与具有绝缘层的导线在接触处导通。这样，导电金属片与两条导线端部接触形成等效基本常闭开关。当幕墙单元与幕墙构架无相对位移时，导电金属片与导线接触，形成等效的基本常闭开关，电路通。当结构胶老化，幕墙单元与幕墙构架脱离，导电金属片与导线分离，相当于基本常闭开关断开，电路不通。

所述利用微电子元件组成的监测装置为利用优先编码器组成的监测装置，其中利用优先编码器组成的监测装置包括扩展后的广义优先编码器、辅助扩展优先编码器、故障信号灯、发声报警装置、安全信号灯、数字显示译码及显示 器，所述广义常闭开关的一端接电源，另一端作为扩展后的广义优先编码器的信号，扩展后的广义优先编码器的选通输入端及辅助扩展优先编码器的选通输入端接地，辅助扩展优先编码器的选通输出端连接故障信号灯、发声报警装置，辅助扩展优先编码器的工作状态标志连接安全信号灯及数字显示译码及显示器，扩展后的广义优先编码器的地址输出端连接数字显示译码及显示器。

优先编码器的种类很多。常用的优先编码器是将8路输入信号的级别最高的有效信号进行编码，输出3位地址码，并具备扩展功能。每增加1位地址码，输入信号的路数加倍，即输入信号路数N与地址码位数n的关系为N＝2ⁿ。每1路信号对应1组幕墙单元的1个广义常闭开关。每1位地址码对应一条地址线。如9位地址线最多可监测512(N＝2⁹＝512)组幕墙单元，16位地址线最多可监测65536(N＝2¹⁶＝65536)组幕墙单元。

将广义常闭开关的一端接电源，另一端作为扩展后的广义优先编码器的信号。将扩展后的广义优先编码器的选通输入端及辅助扩展优先编码器的选通输入端接地。

辅助扩展优先编码器的选通输出端连接故障信号灯、发声报警装置，辅助扩展优先编码器的工作状态标志连接安全信号灯及数字显示译码及显示器，

将辅助扩展优先编码器的选通输出端直接接红色发光二级管及装置作为故障信号灯，并接发声报警装置作为声音报警装置。将辅助扩展优先编码器的工作状态标志接绿色发光二级管及装置作为安全信号灯并接及数字显示译码及显示器以控制灭灯。这样，幕墙不存在安全隐患时安全信号灯亮，反之故障信号灯亮且发声报警装置响起。再将扩展后的广义优先编码器的地址输出端接7段数字显示译码及显示器显示编码地址。安全信号灯亮时，表示幕墙安全，显示器灭灯无显示。当故障信号灯亮且发声报警装置响起时，表明幕墙存在安全隐患，显示器显示的号码为存在安全隐患幕墙单元组的编号。

当监测到幕墙出现安全隐患后，根据数字显示译码及显示器显示的地址，可很快锁定有安全隐患的幕墙单元。人工将有安全隐患的幕墙单元相应的常开开关闭合，就屏蔽了该幕墙单元的安全隐患，幕墙安全监控系统又可继续监测其它幕墙单元的状态。这样，幕墙安全监控系统的正常工作与存在有安全隐患的幕墙单元的维修互不影响。

所述利用微电子元件组成的监测装置为利用数据选择器组成的监测装置，其中利用数据选择器组成的监测装置包括扩展后的数据选择器、加1计数及停止计数功能的计数及控制器、数字显示译码及显示器、安全信号灯、逻辑非门、故障信号灯、发声报警装置，所述广义常闭开关的一端接电源，另一端作为扩展后的数据选择器的信号，扩展后的数据选择器的输出信号端直接接安全信号 灯，扩展后的数据选择器的输出信号端接逻辑非门后再接故障信号灯以及发声报警装置，将扩展后的数据选择器的输出信号送至有加1计数及停止计数功能的计数及控制器控制其工作，数字显示译码及显示器与扩展后的数据选择器相连。

数据选择器的种类很多。常用的数据选择器是从8路输入信号中选择1路送到输出端，所选的路编号由3位地址码确定，并具备扩展功能。每增加1位地址码，输入信号的路数加倍，即输入信号路数N与地址码位数n的关系为N＝2ⁿ。每1路信号对应1组幕墙的1个广义常闭开关。每1位地址码对应一条地址线。如9位地址线最多可监测512(N＝2⁹＝512)组幕墙单元，16位地址线最多可监测65536(N＝2¹⁶＝65536)组幕墙单元。

将广义常闭开关的一端接电源，另一端作为扩展后的数据选择器的信号；另配一有加1计数及停止计数功能的计数及控制器以产生地址，为扩展后的数据选择器提供输入地址，并配7段数字显示译码及显示器显示地址；将扩展后的数据选择器的输出信号直接接绿色发光二级管及装置作为安全信号灯；将扩展后的数据选择器的输出信号接一逻辑非门后接红色发光二级管及装置作为故障信号灯，并接发声报警装置；将扩展后的数据选择器的输出信号送至有加1计数及停止计数功能的计数及控制器控制其工作；这样就组成了幕墙安全监控系统。有加1计数及停止计数功能的计数及控制器按一定的频率从0开始做加1计数直到N＝2n-1后又返回到0，不断循环产生新的地址。7段数字显示译码及显示器不断显示所产生的地址。扩展后的数据选择器根据地址将地址所对应的广义常闭开关状态送至有加1计数及停止计数功能的计数及控制器及绿色发光二极管及装置，将该状态用逻辑非门反向后送至红色发光二极管及装置和发声报警装置。红色发光二极管作为故障信号灯，绿色发光二极管安全信号灯，发声报警装置作为声音报警装置，表达幕墙的安全状态。当幕墙不存在安全隐患时安全信号灯亮。当监测到幕墙存在安全隐患时，故障信号灯亮且发声报警装置响起，此时计数器停止加1计数，根据7段数字显示器显示的地址即可查到存在有安全隐患的幕墙单元组。

当计数器停止加1计数后，按一下加1按钮,计数器3的地址码加1并重新开始开始循环产生地址。

当监测到幕墙出现安全隐患后，根据数字显示译码及显示器显示的地址，可很快锁定有安全隐患的幕墙单元。人工将有安全隐患的幕墙单元相应的常开开关闭合，就屏蔽了该幕墙单元的安全隐患，然后按一下加1按钮，幕墙安全监控系统又可继续监测其它幕墙单元的状态。这样，幕墙安全监控系统的正常工作与存在有安全隐患的幕墙单元的维修互不影响。

也可将上述有加1计数及停止计数功能的计数及控制器用无加1计数及停止计数功能的计数及控制器替换并将之与计算机相连，组成幕墙安全监控系统。计算机控制无加1计数及停止计数功能的计数及控制器使其按给定的频率产生从0到N＝2n-1的循环地址码。扩展的数据选择器根据地址码将对应的输入端逻辑电平送至无加1计数及停止计数功能的计数及控制器。无加1计数及停止计数功能的计数及控制器将所产生的地址码及相应的端口逻辑电平送回计算机。计算机将所有地址码及相应的端口端口逻辑电平显示在计算机显示器上或专用显示器上。计算机还可通过网络将幕墙的状态传给其它网络设备，实现远程监控。

所述实时监测幕墙安全状况的装置，还包括常开开关，常开开关与广义常闭开关并联。当广义常闭开关断开时，发现有安全隐患的幕墙单元后，将相应的常开开关闭合，使电路恢复到正常状态，可屏蔽已发现安全隐患的幕墙单元信号。

本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：

一种实时监测幕墙安全状况的方法，包含以下步骤：

S1、在待监测的幕墙单元上设置N个串联的基本常闭开关，基本常闭开关的通、断状态反映相应的幕墙单元与支撑该幕墙单元的幕墙构架的连接状态；其中N≥1；

S2、N个串联的基本常闭开关形成广义常闭开关，当幕墙单元与幕墙构架之间无相对位移时，N个基本常闭开关闭合，即广义常闭开关闭合，电路通；当某个幕墙单元与幕墙构架之间出现相对位移且达到设定阈值K(如1mm)时，L个基本常闭开关断开，即广义常闭开关断开，电路不通；其中1≤L≤N；

S3、当广义常闭开关全部闭合时，说明幕墙单元安全；当某个广义常闭开关断开时，说明幕墙单元存在安全隐患，需要维修；

S4、利用微电子元件组成监测装置，实时反映所有广义常闭开关的状态，从而间接反映每组幕墙单元与幕墙构架的相对位移状况；当广义常闭开关断开时，监测装置做出反应：对应该广义常闭开关的故障灯且发声报警装置响起，显示装置显示出存在安全隐患的幕墙单元的编号。

所述实时监测幕墙安全状况的方法，还包含以下步骤：

将一常开开关与广义常闭开关并联，当广义常闭开关断开时，发现有安全隐患的幕墙单元后，将相应的常开开关闭合，使电路恢复到正常状态，可屏蔽已发现安全隐患的幕墙单元信号。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明能够及时反映幕墙因胶体老化而与固定该幕墙单元的幕墙构架脱离产生潜在的安全隐患。

附图说明

图1为本发明所述的一种常闭开关的布置方式：微型开关1-3布置在幕墙单元的适当位置(如4个角)作为基本常闭开关T。微型开关1-3固定在幕墙构架1-1上。开关按钮紧顶幕墙单元1-2，开关闭合。图中的1-4为连接常闭开关1-3的导线，S2、S1用于连接电源Vcc和监测装置，为监测装置提供信号。

图2为图1的A-A方向剖视图。图中，2-1为粘接幕墙构架和幕墙单元的结构胶。

图3亦为图1的A-A方向剖视图，但胶体2-1部分老化失效，幕墙单元1-2的下部已与幕墙构架1-1出现相对位移，相应的常闭开关1-3按钮已弹出，常闭开关1-3断开。

图4为本发明所述的另一种常闭开关的布置方式：在幕墙构架1-1上钻孔，用有绝缘皮的导线(如漆包线)4-1穿过幕墙构架上的孔后绕过幕墙单元1-2的角并固定在幕墙构架上。这绕幕墙单元角的导线相当于一个等效常闭开关T。

图5为图4中的幕墙单元1-2和有绝缘皮的导线4-1的立体关系示意图。图中的S2、S1用于连接电源Vcc和监测装置，为监测装置提供信号。

图6为图4的B-B方向剖视图。图中的6-1为绕到幕墙单元后的金属导线。

图7亦为图4的B-B方向剖视图，但部分胶体2-1老化失效，幕墙单元1-2的已与幕墙构架1-1出现相对位移，此处有绝缘皮的导线被拉断(7-1)，已不连续，相当于等效常闭开关T断开。

图8为本发明所述的又一种常闭开关的布置方式：在幕墙单元的角部粘贴导电金属片8-1，在幕墙构架上布有绝缘皮的导线(如漆包线)8-2并在有金属片的地方剪断。将有绝缘皮的导线8-2在与导电金属片8-1接触的地方去掉绝缘皮，使两者接触导通，形成等效常闭开关T。图中的S2、S1用于连接电源Vcc和监测装置，为监测装置提供信号。

图9为图8中的幕墙单元1-2和导电金属片8-1及有绝缘皮的导线8-2的立体关系示意图。

图10为图8的C-C方向剖视图。图中，8-1与8-2联通。

图11亦为图8的C-C方向剖视图，但部分胶体2-1老化失效，幕墙单元1-2的已与幕墙构架1-1出现相对位移，此处有绝缘皮的导线8-2与导电金属片8-1脱离接触，相当于等效常闭开关T断开。

图12为本发明所述的又一种常闭开关的布置方式：在幕墙单元周边粘贴有 绝缘层的导线(为节省空间位置，可为薄的扁导线)12-2并在需要处(如四角)断开且在端部一定长度范围去掉绝缘层。在幕墙构架相应位置粘贴导电金属片12-1。设置的导电金属片有两种，一种是一片导电金属片与两条导线端部接触形成等效常闭开关T；另一种是两片互不接触的导电金属片分别与两条导线端部接触，形成两个等效常闭开关T，同时可在这两片导电金属片引出导线S1、S2用作连接电源Vcc和监测装置，为监测装置提供信号。

图13为图12中的幕墙单元1-2和导电金属片12-1及有绝缘皮的导线12-2的立体关系示意图。

图14为图12的D-D方向剖视图。图中，12-1与12-2联通

图15亦为图12的D-D方向剖视图，但部分胶体2-1老化失效，幕墙单元1-2的已与幕墙构架1-1出现相对位移，此处有绝缘皮的导线12-2与导电金属片12-1脱离接触，相当于等效常闭开关T断开。

图16为将等效常闭开关T串联后的广义常闭开关示意图。图中，T为等效常闭开关。这种串联电路中，等效常闭开关的个数为M(M≥1)。一块幕墙单元中的L个等效常闭开关可以串联成1个广义常闭开关，也可以串联成K个广义常闭开关(1≥K≥L)。也可多块幕墙单元的等效常闭开关串联成1个或多个广义常闭开关。广义常闭开关有两个接线端S2、S1，其中的一个S2接电源Vcc，另一个S1接微电子元件组成监测装置，为该装置提供监测信号。当广义常闭开关闭合时，提供给监测装置的是高逻辑电平“H”，表示该组幕墙单元安全；当广义常闭开关断开时，提供给监测装置的是低逻辑电平“L”，表示该组幕墙单元存在安全隐患。为避免广义常闭开关断开后提供给监测装置信号的接线端S1出现悬空现象，在S1端与接地之间接阻值较大的电阻R(阻值一般为2k欧)。

图17为一个等效常闭开关T断开的广义常闭开关。广义常闭开关中的一个等效常闭开关T断开，则该广义常闭开关不通，整个电路不通，说明该组幕墙单元存在安全隐患。

图18为并联一个常开开关M的广义常闭开关。图18是在图16的基础上，在广义常闭开关上并联一个常开开关M。并联这个常开开关M后，对整个电路正常工作并无影响。

图19为并联一个常开开关M且一个等效常闭开关T断开的广义常闭开关。并联了常开开关M的广义常闭开关中的一个等效常闭开关T断开，则该广义常闭开关断开，整个电路不通，说明该组幕墙单元存在安全隐患。

图20为常开开关M闭合的广义常闭开关。将已知存在安全隐患幕墙单元的常开开关M闭合，相当于屏蔽了该安全隐患。这样，监测装置能正常监测其它幕墙单元而不理会该组幕墙单元的隐患，存在安全隐患的幕墙单元维修不会影 响监测装置的工作。

图21为典型的优先编码器*LS348、*LS848的逻辑引脚。该编码器的输入有8条信号线，编码后输出3条地址信号线，另外还有供扩展用的选通输入Ei、选通输出Eo、工作状态标志Gs。

图22为优先编码*LS348、*LS848器的逻辑功能表。表中，输入Ei为选通输入端，输出Eo为选通输出端，输出Gs为工作状态标志，Gs通常用来扩展编码器的功能。

图23为用9片优先编码(*LS348或*LS848)组成的，有64条信号线23-4，6条地址信号线23-2、23-3的扩展广义优先编码器GLS_1(23-1)。第9个优先编码23-5的作用是辅助扩展，为辅助扩展优先编码器。这种扩展可以无限的延续下去。按照这种方式扩展下去，每扩展一次，信号线数量是原来的8倍，地址线增加3条。图中，低位的3条地址线23-2为原有的3条地址线并联、高位的3条地址线23-3为扩展的3条地址线。

图24为经第i次扩展的扩展优先编码器GLS_i(24-1)。这次扩展用到8个第(i-1)次扩展后的广义优先编码器GLS_(i-1)和一个用于本次辅助扩展优先编码器24-5。经第i次扩展后，信号线24-4有8ⁱ⁺¹条，地址线有3(i+1)条。图中，低位的3i条地址线24-2为原有的3i条地址线并联、高位的3条地址线24-3为扩展的3条地址线。

图25为将第i次扩展的扩展优先编码器GLS_i(24-1)配上7段数字显示译码及显示器25-1及红色发光二极管及装置25-3，发声报警装置25-5，绿色发光二极管及装置25-4等后，组成的幕墙单元安全监控系统。优先编码器的输出地址3(i+1)条地址线A0～A(3i+2)送至25-1。扩展优先编码器24-1的8ⁱ⁺¹根信号线24-4接广义常闭开关的S1，最多可监测8ⁱ⁺¹个广义常闭开关信号。扩展优先编码器24-1的选通输入端Ei必须接地25-6。辅助扩展优先编码器24-5的选通输入端Ei也必须接地。将辅助扩展优先编码器24-5的选通输出端Eo直接接红色发光二级管及装置25-3作为故障信号灯，接发声报警装置25-5作为声音报警装置。将辅助扩展优先编码器24-5的工作状态标志Gs接绿色发光二级管及装置25-4作为安全信号灯，并送至25-1控制灭灯。这样当幕墙单元不存在安全隐患时，辅助扩展优先编码器24-5的选通输出端Eo为低逻辑电平，工作状态标志Gs为高逻辑电平，故障信号灯不亮，安全信号灯亮，25-1灭灯无显示；当幕墙出现安全隐患时，辅助扩展优先编码器24-5的选通输出端Eo为高逻辑电平，工作状态标志Gs为低逻辑电平，故障信号灯亮，安全信号灯不亮，发声报警装置25-5发声报警，25-1显示存在安全隐患的广义常闭开关所对应的幕墙单元组的地址。

图26为典型的数据选择器*HC151的逻辑引脚。该数据选择器的输入有：8条信号线D0～D7，3条地址线A0～A2，一条用于扩展的使能线；输出有：互为反逻辑的两条线Y和W。W在本监测装置中不用。

图27为数据选择器*HC151的逻辑功能表。

图28为用2片数据选择器*HC151组成的，有16条信号线28-5，4条地址信号线(28-2、28-3)的扩展选择器GHC_1(28-1)。扩展用到了一个逻辑非门25-2和三个逻辑或门28-6。扩展时，信号线W未用到，所以扩展后的数据选择器也没有W。这种扩展可以无限的延续下去。按照这种方式扩展下去，每扩展一次，信号线数量加倍，地址线增加1条。图中，28-2为原有的3条地址线，28-3为增加的1条地址线,28-4为输出信号线。

图29为经第i次扩展的数据选择器GHC_i(29-1)。经第i次扩展后，信号线29-5有2ⁱ⁺³条，地址线有i+3条。图中，29-2为原有的(i+2)条地址线，29-3为增加的1条地址线,29-4为输出信号线。扩展同样用到了一个逻辑非门25-2和三个逻辑或门28-6。

图30为将第i次扩展的数据选择器GHC_i(29-1)配上7段数字显示译码及显示器25-1及红色发光二极管及装置25-3作为故障信号灯，发声报警装置25-5，绿色发光二极管及装置25-4作为安全信号灯，有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1，加1按钮30-2，组成幕墙安全监控系统。有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1按一定的频率循环产生从0到i+2的地址码，译码及显示器25-1不停地显示30-1所产生的地址码，扩展的数据选择器29-1根据地址码将对应的输入端逻辑电平送至29-1的Y，然后送至红色发光二极管及装置25-3、绿色发光二极管及装置25-4及有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1。当Y为逻辑高电平时，安全信号灯25-4亮，表明相应的常闭开关处于闭合状态，相应的幕墙单元安全；当Y为逻辑低电平时，故障信号灯亮且发声报警装置响起，表明相应的常闭开关处于断开状态，相应的幕墙单元出现安全隐患，这时，有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1停止加1计数，保持地址码不变，译码及显示器25-1显示存在安全隐患的幕墙单元地址并保持不变。

图31为将第i次扩展的数据选择器GHC_i(29-1)配上无加1计数及停止计数功能的计数及控制器31-1、计算机31-2后，组成的幕墙安全监控系统。计算机控制无加1计数及停止计数功能的计数及控制器31-1使其按给定的频率循环产生从0到i+2的地址码，扩展的数据选择器29-1根据地址码将对应的输入端逻辑电平送至29-1的Y并送入无加1计数及停止计数功能的计数及控制器31-1。无加1计数及停止计数功能的计数及控制器31-1将所产生的地址码及相 应的端口逻辑电平Y送回计算机31-2。计算机31-2将所有地址码及相应的端口端口逻辑电平Y显示在计算机31-2的显示器或专用显示器上。计算机还可通过网络将幕墙的状态传给其它网络设备，实现远程监控。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

一种实时监测幕墙安全状况的方法，包含以下步骤：

一、设置逻辑传感器

在幕墙的各块幕墙单元的某些部位(如四角)，设置能反映幕墙单元与幕墙构架相对位移的常闭开关。当幕墙单元与幕墙构架之间无相对位移时，常闭开关闭合，电路通；当幕墙单元与幕墙构架之间出现相对位移且达到一定量(如1mm)时，常闭开关断开，电路不通。常闭开关的闭合、断开，电路的通、断就反映了幕墙单元与幕墙构架之间有无过大的相对位移，从而间接反应了结构胶是否牢靠地将幕墙单元与幕墙构架粘结在一起。设置这种常闭开关的方法很多，有的是真正的常闭开关，有的不是真正的常闭开关而仅仅起到常闭开关的作用，可认为是等效常闭开关。以下将这些真正的常闭开关和等效常闭开关统称为基本常闭开关。

1.用微型开关作为基本常闭开关

微型开关按钮按下时开关闭合，松开时开关断开。如图1、图2所示，将微型开关1-3固定在幕墙的幕墙构架1-1上，开关1-3的按钮紧顶幕墙单元1-2，按钮处于按下状态，开关闭合，电路通。当结构胶2-1老化，幕墙单元1-2与幕墙构架1-1逐渐脱离。当两者的位移达到一定量时(图3)，微型开关1-3的按钮松开，开关断开，电路不通。

2.直接用导线作为基本常闭开关

如图4～图7，在幕墙构架1-1上钻孔，用有绝缘皮的导线(如漆包线)4-1穿过幕墙构架上的孔后绕过幕墙单元1-2的角并固定在幕墙构架1-1上。这绕幕墙单元角的导线相当于等效常闭开关。当幕墙单元1-2与幕墙构架1-1无相对位移时，导线连续，相当于等效常闭开关闭合，电路通。当结构胶2-1老化，幕墙单元1-2与幕墙构架1-1脱离逐渐。当两者的位移达到一定量时(图7)，导线被拉断，出现断口7-1，相当于等效常闭开关断开，电路不通。

也可用其它方法用绝缘导线将幕墙单元和幕墙构架连接起来形成等效常闭开关，幕墙单元安全时导线连通，相当于开关闭合，电路通，幕墙单元与幕墙构架之间的位移过大时导线被拉断，相当于开关断开，电路不通。

3.利用导电金属片和导线形成基本常闭开关

如图8～图11，在幕墙单元的适当部位(如角部)粘贴导电金属片8-1，在幕墙构架1-1上布有绝缘皮的导线(如漆包线)8-2并在有金属片的地方剪断。将有绝缘皮的导线8-2在与导电金属片8-1接触的地方去掉结缘皮，使两者接触导通，形成等效常闭开关。当幕墙单元1-2与幕墙构架1-1无相对位移时，导电金属片8-1将与导线8-2接触，形成等效的常闭开，电路通。当结构胶2-1老化，幕墙单元1-2与幕墙构架1-1脱离逐渐脱离。当导电金属片8-1与导线8-2脱离接触(图11)，相当于常闭开关断开，电路不通。

也可以反过来，如图12～图15，在幕墙单元周边粘贴有绝缘层的导线(为节省空间位置，可为薄的扁导线)并适当部位(如角部)断开且在端部一定长度范围去掉绝缘层。在幕墙构架相应位置粘贴导电金属片。设置的导电金属片有两种，一种是一片导电金属片与两条导线端部接触形成等效常闭开关；另一种是两片互不接触的导电金属片分别与两条导线端部接触，形成两个等效常闭开关。

二、形成广义常闭开关

如图16、图17，将N个基本常闭开关T(N≥1)串联，形成广义常闭开关。只要这广义常闭开关T中的一个或一个以上断开，广义常闭开关就断开，电路就不通。

一块幕墙单元中的L个基本常闭开关可以串联成一个广义常闭开关，也可以串联成K个广义常闭开关(1≥K≥L)。多块幕墙单元的基本常闭开关也可串联成一个广义常闭开关。广义常闭开关有两个接线端S1、S2，其中的一个接线端S2接电源Vcc，另一个接线端S1接微电子元件组成监测装置，为该装置提供监测信号。当广义常闭开关闭合时，提供给监测装置的是高逻辑电平“H”，表示幕墙单元安全；当广义常闭开关断开时，提供给监测装置的是低逻辑电平“L”，表示幕墙单元存在安全隐患。为避免广义常闭开关断开后提供给监测装置信号的接线端S1出现悬空现象，在S1端与接地之串接阻值较大的电阻(阻值一般为2k欧)。

三、屏蔽有安全隐患的幕墙单元信号

如图18、图19，将一常开开关M与广义常闭开关并联。并联该常闭开关并不影响电路的正常工作。当广义常闭开关断开时，表明相应的幕墙单元与幕墙构架已脱离，存在安全隐患，需要修理。发现有安全隐患的幕墙单元后，将相应的常开开关M闭合，使电路恢复到正常状态，可屏蔽已发现安全隐患的幕墙单元信号。

四、设置监测装置

利用微电子元件组成监测装置，实时反映所有广义常闭开关的状态，从而 间接反映每组幕墙单元与幕墙构架的相对位移状况。一旦出现相对位移过大的情况，测量装置做出反应，同时给出是哪组幕墙单元存在安全隐患。可利用优先编码器或数据选择器组成监测装置。

1.利用优先编码器组成监测装置

优先编码器的种类很多。常用的优先编码器是将8路输入信号的级别最高的有效信号进行编码，输出3位地址码，并具备扩展功能(图21、图22)。每增加1位地址码，输入信号的路数加倍，输入信号路数N与地址码位数n的关系为N＝2ⁿ。每1路输入信号对应1组幕墙单元的1个广义常闭开关。每1位地址码对应一条地址线。如9位地址线最多可监测512(N＝2⁹＝512)组幕墙单元，16位地址线最多可监测65536(N＝2¹⁶＝65536)组幕墙单元。

图21为典型的优先编码器*LS348、*LS848的逻辑引脚。该编码器的输入有8条信号线，编码后输出3条地址信号线。

图22为优先编码*LS348、*LS848器的逻辑功能表。

如图23，用9片优先编码(*LS348或*LS848)，可组成有64条信号线，6条地址信号线的扩展广义优先编码器GLS_1(23-1)。第9个优先编码23-5的作用是辅助扩展，为辅助扩展优先编码器。这种扩展可以无限的延续下去。按照这种方式扩展下去，每扩展一次，信号线数量是原来的8倍，地址线增加3条。原有的3位地址为23-2，增加的3位地址为23-3。

如图24，在8个第i-1次扩展的优先编码GLS_(i-1)的基础上，增加一片优先编码器24-5作为辅助扩展优先编码器，可再次扩展为优先编码GLS_i(24-1)，原有的3i位地址为24-2，增加的3位地址为24-3，扩展后的信号线数量是原来的8倍。

如图25，将第i次扩展的扩展优先编码器GLS_i(24-1)配上7段数字显示译码及显示器25-1及红色发光二极管及装置25-3，发声报警装置25-5，绿色发光二极管及装置25-4等后，组成的幕墙单元安全监控系统。优先编码器的输出地址3(i+1)条地址线A0～A(3i+2)送至25-1。扩展优先编码器24-1的8ⁱ⁺¹根信号线24-4接广义常闭开关的S1，最多可监测8ⁱ⁺¹个广义常闭开关信号。扩展优先编码器24-1的选通输入端Ei必须接地25-6。辅助扩展优先编码器24-5的选通输入端Ei也必须接地。将辅助扩展优先编码器24-5的选通输出端Eo直接接红色发光二级管及装置25-3作为故障信号灯，接发声报警装置25-5作为声音报警装置。将辅助扩展优先编码器24-5的工作状态标志Gs接绿色发光二级管及装置25-4作为安全信号灯，并送至25-1控制灭灯。这样当幕墙单元不存在安全隐患时，辅助扩展优先编码器24-5的选通输出端Eo为低逻辑电平，工作状态标志Gs为高逻辑电平，故障信号灯不亮，安全信号灯亮，25-1灭灯无 显示；当幕墙出现安全隐患时，辅助扩展优先编码器24-5的选通输出端Eo为高逻辑电平，工作状态标志Gs为低逻辑电平，故障信号灯亮，安全信号灯不亮，发声报警装置25-5发声报警，25-1显示存在安全隐患的广义常闭开关所对应的幕墙单元组的地址。

当监测到幕墙单元出现安全隐患后，根据数字显示译码及显示器25-1显示的地址，可很快锁定有安全隐患的幕墙单元。人工将有安全隐患的幕墙单元相应的常开开关M闭合，就屏蔽了该幕墙单元的安全隐患，幕墙安全监控系统又可继续监测其它幕墙单元的状态。这样，幕墙安全监控系统的正常工作与存在有安全隐患的幕墙单元的维修互不影响。

上述方法所使用的优先编码器的输出地址是三态门，除有普通门电路的高逻辑电平、低逻辑电平外，还有高阻抗状态，故可在扩展时直接将地址线并接。如果所使用的优先编码器的输出地址不是三态门而是普通门电路，只有高逻辑电平、低逻辑电平，则扩展时不能直接将地址线并接，而必须另加与非门和与非门对地址和扩展端做逻辑运算。

2.利用数据选择器组成监测装置

数据选择器的种类很多。常用的数据选择器是从8路输入信号中选择1路送到输出端，所选的路数由3位地址码确定，并具备扩展功能。每增加1位地址码，输入信号的路数加倍，即输入信号路数N与地址码位数n的关系为N＝2ⁿ。每1路信号对应1组幕墙单元的1个广义常闭开关。每1位地址码对应一条地址线。如9位地址线最多可监测512(N＝2⁹＝512)组幕墙单元，16位地址线最多可监测65536(N＝2¹⁶＝65536)组幕墙单元。

图26为典型的数据选择器*HC151的逻辑引脚。该数据选择器的输入有8条信号线D0～D7，3条地址线A0～A2，一条用于扩展的使能线E；输出有互为反逻辑的两条线Y和W。

图27为数据选择器*HC151的逻辑功能表。

如图28，用2片数据选择器*HC151，一个逻辑非门25-2和三个逻辑或门28-6，组成有16条信号线，4条地址信号线的扩展选择器GHC_1(28-1)。这种扩展可以无限的延续下去。按照这种方式扩展下去，每扩展一次，信号线数量加倍，地址线增加1条。

如图29，在第i-1次扩展的优先编码GHC_(i-1)的基础上，用2个GHC_(i-1)，一个逻辑非门25-2和三个逻辑或门28-6，组成有2ⁱ⁺³条信号线，i+3条地址信号线的扩展选择器GHC_i(29-1)。

如图30，将第i次扩展的数据选择器GHC_i(29-1)配上7段数字显示译码及显示器25-1及红色发光二极管及装置25-3作为故障信号灯，发声报警装 置25-5，绿色发光二极管及装置25-4作为安全信号灯，有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1，加1按钮30-2，组成幕墙安全监控系统。有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1按一定的频率循环产生从0到i+2的地址码，译码及显示器25-1不停地显示30-1所产生的地址码，扩展的数据选择器29-1根据地址码将对应的输入端逻辑电平送至29-1的Y，然后送至红色发光二极管及装置25-3、绿色发光二极管及装置25-4及有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1。当Y为逻辑高电平时，安全信号灯25-4亮，表明相应的常闭开关处于闭合状态，相应的幕墙单元安全；当Y为逻辑低电平时，故障信号灯亮且发声报警装置响起，表明相应的常闭开关处于断开状态，相应的幕墙单元出现安全隐患，这时，有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1停止加1计数，保持地址码不变，译码及显示器25-1显示存在安全隐患的幕墙单元地址并保持不变。

当30-1停止加1计数后，按一下加1按钮30-2,有加1计数及停止计数功能的计数及控制器30-1的地址码加1并重新开始开始循环产生地址。

当监测到幕墙出现安全隐患后，根据数字显示译码及显示器25-1显示的地址，可很快锁定有安全隐患的幕墙单元。人工将有安全隐患的幕墙单元相应的常开开关M闭合，就屏蔽了该幕墙单元的安全隐患，然后按一下加1按钮30-2，幕墙安全监控系统又可继续监测其它幕墙单元的状态。这样，幕墙安全监控系统的正常工作与存在有安全隐患的幕墙单元的维修互不影响。

如图31，也可将第i次扩展的数据选择器GHC_i(29-1)配上无加1计数及停止计数功能的计数及控制器31-1、计算机31-2，组成的幕墙安全监控系统。计算机控制无加1计数及停止计数功能的计数及控制器31-1使其按给定的频率循环产生从0到2ⁱ⁺³-1的地址码，扩展的数据选择器29-1根据地址码将对应的输入端逻辑电平送至29-1的Y并送入无加1计数及停止计数功能的计数及控制器31-1。无加1计数及停止计数功能的计数及控制器31-1将所产生的地址码及相应的端口逻辑电平送回计算机。计算机将所有地址码及相应的端口逻辑电平显示在计算机显示器上或显示在专用显示器上。计算机还可通过网络将幕墙的状态传给其它网络设备，实现远程监控。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。