基于传感器技术的施工升降机防坠安全器现场检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种防坠安全器的检测装置，特别是施工升降机防坠安全器使用的现场检测装置。
【背景技术】
[0002]施工升降机的防坠安全器需要每年进行一次定期检验与标定，目前最普遍的检测方式为试验台方法，每次对安全器进行检测，均需拆卸送至实验室，不仅造成周转时间长、工作效率低下等问题，而且试验台检测是基于模拟检测方法，可能会导致检测结果与实际情况存在较大误差。有文章提到利用旋转编码器作为传感器的现场检测方法，但该方法中旋转编码器由齿轮与齿条啮合传动带动，因此需要现场对齿轮齿条啮合的顺畅性进行调整，使用非常不方便。也有文章提到利用拉绳式距离传感器通过测量距离变化来得到其他相关参数，该方法需要固定传感器在导轨上，校准钢索的角度，对于关键参数的检测精度不高，且受环境因素影响大，在现场使用的局限性较大。因此，目前在使用现场无法对防坠器制动距离、动作速度、减速度作用时间进行精确的检测，而这些参数是判断防坠安全器是否合格的关键指标；基于这种情况，研制一种方便、精度高、高效的防坠安全器现场检测装置显得尤为重要。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便并且精度高的施工升降机防坠安全器现场检测装置。
[0004]本实用新型的技术方案为:施工升降机防坠安全器现场检测装置，包括依次连接的传感器、数据采集模块和带有分析模块的电脑，传感器与数据采集模块通过导线连接；其特征在于；传感器为三轴数字加速度计，传感器与数据采集模块固定安放在升降机吊笼内的底部。
[0005]所述数据采集模块包括微控制器、电源模块和通讯接口模块，传感器和通讯接口模块直接与微控制器相连，电脑通过通讯接口模块外接输出设备，电源模块的输出端分别与传感器、微控制器和通讯接口模块连接。
[0006]所述微控制器为CorteX-M3系列单片机；微控制器作为数据采集模块的核心单元，其他模块都在其控制下运行，并且进行部分的数据算法以及实时存储；电源模块为AMSl 117系列IC芯片，为各个模块进行供电；通讯接口模块为ESP8266串口 Wifi无线模块和SD卡，完成数据采集模块和分析软件平台之间的通信。
[0007]所述输出设备包括打印机。
[0008]所述分析模块包括数字信号滤波模块、参数计算模块、曲线显示模块以及数据库模块，可以将检测结果通过打印机进行报告打印。
[0009]本实用新型可更加精确地获得速度、位移等关键参数，通过通讯接口模块以无线模式将数据传输到分析模块上显示关键参数、运行曲线以及存储数据，并且打印检测报告。
[0010]本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0011]1、首次提出基于加速度传感器技术的测量方法研究，选取经优化处理后的加速度曲线突降点作为动作时刻，使得动作速度的获取更加精准，相比现有方法对动作时刻的判断更加科学；
[0012]2、以加速度作为基础参数，首次获取减速度峰值及其作业时间，弥补现有检测方法的不足，进一步加强标准体系的执行力，并提升人机工程安全学的应用；
[0013]3、开发的分析模块可全程监测安全器坠落过程(包括安全器动作前与动作后)的性能参数及变化，并建立安全器关键参数数据库，存取近2年来的数据，安全器在下次进行检验时，可提供历史参考。
[0014]4、本实用新型装置简单、检测方便且精度高，同时具有追溯功能。除了适用施工升降机，同时也可适用类似安全设备的监测。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型在施工升降机防坠安全器现场的检测状态示意图。
[0016]图2为本实用新型中数据采集模块的系统框架图。
[0017]图3为本实用新型中分析模块的软件流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
[0019]本实施例为一种施工升降机防坠安全器现场检测装置，如图1所示，包括传感器4、数据采集模块3和分析模块5。传感器为三轴数字加速度计，通过导线与数据采集模块3相连，并通过焊接技术固定在数据采集模块上；数据采集模块3通过外部的金属外壳固定在升降机的吊笼I内(通过螺栓固定在吊笼的底部)，吊笼沿着升降机井架6的轨道上下滑动。
[0020]如图2所示，数据采集模块3包括微控制器、电源模块和通讯接口模块。由于传感器为数字信号输出，因此传感器直接与数据采集模块3上的微控制器相连，传感器与微控制器之间通过I2C协议进行通信；电源模块用于整个数据采集模块3、传感器和通讯接口模块的供电；通信接口模块与微控制器通信。
[0021 ] 其中，微控制器为Cortex-M3系列单片机，本实例中采用型号为STM32F103系列的微控制器，内部集成13个通信接口，512k大小的FLASH，微控制器控制各个模块之间的工作，并实现一定的数据算法和实时存储；电源模块为AMS1117系列稳压芯片，输出3.3V、5V电压为各个模块供电；通讯接口模块为ESP8266串口 Wif i无线模块和SD卡，承担数据采集模块3和分析模块5之间的通信。
[0022]分析模块(即分析软件平台)5包括数字信号滤波模块、参数计算模块、曲线显示模块以及数据库模块，具有数字信号滤波、参数计算、数据补偿和历史数据存储功能；其软件运行流程如图3所示。
[0023]分析模块通过接收通信接口模块发出的实时加速度信号，生成时间-加速度的离散点图。数字信号滤波部分(软件)利用五点三次线性平滑方法对加速度信号进行滤波。
[0024]参数计算部分根据物理中加速度积分为速度，速度积分为位移的定理进行计算。由于传感器输出数字信号，得到的加速度信号为一组离散的点，因此采用复化梯形积分公式对进行滤波后的加速度信号进行一次和二次积分来获得速度和位移参数，同时通过判断相邻两点之差是否超过阈值来确定动作时刻。
[0025]数据补偿部分通过最小二乘法对得到的制动距离和动作速度进行补偿，利用拟合多项式的方法获得加速度积分的一次趋势项和二次趋势项，消除积分后所产生的误差，使得速度和位移信号更加精确。
[0026]分析模块内带有的数据库模块用于存储每次测量得到的结果，并生成报告表用于打印。
[0027]本便携式现场检测装置应用于施工升降机防坠安全器时，操作方法是:将升降机停在导轨底部，把带有传感器的数据采集模块固定在吊笼内的底部并且打开电源，实验结束后取出数据采集模块。其检测原理是:数据采集模块采集吊笼在整个检测过程中吊笼加速度的信号，然后利用积分方法分别得到速度和位移参数。
[0028]如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本【实用新型内容】所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
【主权项】
1.施工升降机防坠安全器现场检测装置，包括依次连接的传感器(4)、数据采集模块(3)和带有分析模块(5)的电脑，传感器与数据采集模块通过导线连接；其特征在于；所述传感器为三轴数字加速度计，传感器与数据采集模块固定安放在升降机吊笼(I)内的底部； 所述数据采集模块包括微控制器、电源模块和通讯接口模块，传感器和通讯接口模块直接与微控制器相连，电脑通过通讯接口模块外接输出设备，电源模块的输出端分别与传感器、微控制器和通讯接口模块连接。2.根据权利要求1所述施工升降机防坠安全器现场检测装置，其特征在于；所述微控制器为Cortex-M3系列单片机；电源模块为AMSl117系列IC芯片，为各个模块进行供电；通讯接口模块为ESP8266串口 Wifi无线模块和SD卡，完成数据采集模块和分析软件平台之间的通?目O3.根据权利要求1或2所述施工升降机防坠安全器现场检测装置，其特征在于，所述输出设备包括打印机。4.根据权利要求3所述施工升降机防坠安全器现场检测装置，其特征在于，所述分析模块包括数字信号滤波模块、参数计算模块、曲线显示模块以及数据库模块。
【专利摘要】本实用新型涉及基于传感器技术的施工升降机防坠安全器现场检测装置。目的是提供的检测装置具有结构简单、使用方便并且精度高的特点。技术方案是：施工升降机防坠安全器现场检测装置，包括依次连接的传感器、数据采集模块和带有分析模块的电脑，传感器与数据采集模块通过导线连接；其特征在于；传感器为三轴数字加速度计，传感器与数据采集模块固定安放在升降机吊笼内的底部。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN204788927
【申请号】CN201520509651
【发明人】马溢坚, 黄胜红, 凌张伟, 陈巍, 伍蒋军, 王皓, 王央央, 王松华, 吴亢
【申请人】浙江省特种设备检验研究院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月14日