基于虚拟仪器的电梯导轨多参数测量系统

随着高层、超高层建筑的不断涌现,电梯作为其内部的垂直交通运输工具,日益成为人们日常生活中不可缺少的一部分,乘坐电梯的安全性与舒适性也成为对超高快速电梯基本的、重要的技术性能要求.电梯导轨是电梯的重要组成部分,它的质量及安装精度直接影响到电梯运行的舒适性和安全性[1~3].电梯安装规范中对电梯导轨安装的直线度、铅垂度、导轨接头处的台阶大小及两导轨顶面距离偏差等参数均提出了严格的精度要求.然而,目前对导轨上述参数的测量都是采用不同的测量工具分步来进行的,测量效率低,操作繁琐.

　　文中将虚拟测试技术引入电梯测量领域,以Lab2VIEW和MATLAB作为虚拟仪器开发平台,采用多传感测量技术,开发了一种电梯导轨多参数测量系统.该测量系统可以同时、高效、动态地测量导轨的多项安装参数,从而为电梯导轨测量提供了一种有效的方法和

手段.

1　电梯导轨误差分析

　　在电梯系统中,位于轿箱两侧的两列导轨由若干等长的短导轨拼接而成,而每根导轨靠安装支架固定在井道的墙壁上.导轨在安装后的误差主要表现如下:单根导轨的弯曲,导轨结合部的失调,导轨连接处的台阶,以及两列导轨的间距变化等,如图1所示.

　　导轨的弯曲是指单根导轨的制造误差和在安装后产生的形状变形,失调是指两根导轨在连接处由于走向的不同而带来的误差,台阶是指接头处两导轨发生的局部错位现象.上述3种误差因素在单列导轨全长上表现为导轨相对安装基准的直线度和铅垂度误差,而两列导轨间距的变化则是上述安装误差的综合影响结果.

　　在电梯轿箱运行过程中,导轨的这些制造与安装误差将成为轿箱水平振动的激励源,会直接影响乘坐的舒适性,严重时甚至造成安全事故.因此在电梯安装和以后的检测、维修过程中对导轨进行准确测量,并及时纠正发生的各项偏差,对电梯系统的正常运行具有重要意义.另外,清楚地了解导轨的安装支架及接头位置对导轨调整有很好的指导作用.

2　测量原理

　　电梯导轨多参数测量系统的原理如图2所示.它由基于位置敏感探测器(position sensitive detector,PSD)的激光准直测量装置、导轨间距测量装置、用于测量安装支架和导轨接头位置的接近开关、轿箱行程测量装置以及由电器箱和笔记本电脑构成的数据采集系统等5部分组成.为保证电梯导轨的安装精度,要求基于PSD的激光准直测量装置和导轨间距测量装置的测量标准偏差在50 m的测量范围内不大于1 mm.

2.1　基于PSD的激光准直测量

　　导轨的弯曲、失调以及接头处台阶等误差是导轨直线度、铅垂度在局部区域的具体表现形式.文中设计了一种基于位置敏感探测器(PSD)的激光准直测量装置,对这些参数进行测量.