一种自动扶梯梯级与围裙板安全间隙动态检测仪的设计与实现

戚政武 梁敏健 王 葵

（广东省特种设备检测研究院珠海检测院 珠海 519002）

一种自动扶梯梯级与围裙板安全间隙动态检测仪的设计与实现

戚政武 梁敏健 王 葵

（广东省特种设备检测研究院珠海检测院 珠海 519002）

开发了一种自动扶梯梯级与围裙板安全间隙动态检测仪。仪器由平板电脑、间隙测量系统和距离测量系统组成，在梯级运动时，实时采集梯级与围裙板间隙，并且对隐患位置进行定位，提高检验质量和效率。通过计量认定，仪器具有非常高的间隙测量精度和隐患定位精度。经现场试验表明，仪器可以完成安全间隙动态测量；通过查看距离和间隙值的二维图，可以有效地找出隐患位置。

自动扶梯 安全间隙 动态检测仪 隐患定位

随着我国经济地飞速发展，大型商场、地铁站、火车站、机场等大量涌现。自动扶梯作为这些公共场所非常重要的交通工具，在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。自动扶梯给人们生活带来便利的同时，由于自身的运行特点，造成不少安全事故。因此，自动扶梯的检测越来越受到民众的关注，相关的检测仪器也得到大力的开发[1-3]。

自动扶梯运行中，梯级和围裙板之间的间隙属于动静分界处，动静分界处是事故多发的危险区[4]。相比较乘坐电梯，人们在乘坐自动扶梯的整个过程都可能处在动静分界处，自动扶梯的梯级与围裙板引发了许多不幸事故。根据TSG T7005—2012《电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯与自动人行道》要求，自动扶梯的围裙板设置在梯级、踏板或胶带的两侧，任何一侧的水平间隙不应大于4mm，并且两侧对称位置处的间隙总和不应大于7mm[5]。目前，对应的检验方法是：自动扶梯停止运行时采用塞尺或钢直尺人工测量相关数据。该方法主要存在检测效率低、误差大，数据接近临界值时容易影响判定结论。

该仪器在梯级运动时进行动态监测并且对检测数据自动计算判别，准确标明并记录隐患位置，弥补了传统检测手段不足。

1 仪器检测原理

如图1所示，仪器包括用于检测梯级与围裙板间隙变化的间隙测量子系统，用于间隙超标位置定位的距离测量子系统，用于实时监控梯级运动位移的距离测量子系统以及用于数据采集、处理和记录的手持平板电脑。

图1 检测原理图

检测前，在自动扶梯入口处围裙板左右对称的位置用记号笔做两个标记，并用直尺或者塞尺测量出两个位置梯级和围裙板之间的间隙，记为X0和Y0。位移传感器通过传感器安装基座固定于梯级上，并且保证位移传感器的接触点和初始标记点重合，距离测量子系统安装于扶梯的入口处。安装完毕后，开启电源，平板电脑和两个子系统建立无线通信，将X0和Y0输入平板电脑。自动扶梯以检修速度开始运行，位移传感器产生变化值，设为ΔX和ΔY，间隙下位机对位移传感器的信号进行处理并且通过无线发射电路传输到平板电脑上。平板电脑计算出自动扶梯梯级与两侧围裙板间隙的实时值X=X0+ΔX，Y=Y0+ΔY，两侧间隙总和Z=X+Y。距离测量子系统上的胶轮跟随梯级运动，编码器产生脉冲信号，距离下位机对信号处理计算，得出当前梯级的运行位移S，并且通过无线发射电路传输到平板电脑上。平板电脑以梯级运行距离为横轴，间隙为纵轴，实时绘制间隙X，Y，Z与运行位移S的二维图。间隙测量子系统运行至扶梯出口处，自动扶梯停止运行，检测结束。在平板电脑查看间隙实时二维图，找到图中X,Y>4mm或者Z>7mm的部分，对隐患部位进行定位，指导企业对自动扶梯进行维护保养。

2 仪器检测应用

仪器装箱如图2和图3所示。整个仪器的零部件放置于一个防水的塑料手提箱内，整个仪器箱结构紧凑，携带方便，非常适合特种设备人员携带操作。

图2 装箱图

图3 装箱图

如图4所示，在扶梯入口左右对称的位置分别用记号笔做一个标记（作为传感器运动的零点位置），并且用直尺或者斜塞尺测量两个标记处扶梯梯级和围裙板的间隙值。将间隙测量系统放到梯级上，调整位移传感器安装基座，保证左右两边位移传感器和两个标记重合，旋紧紧固件将位移传感器安装固定于自动扶梯梯级踏板上。

图4 间隙测量系统安装

如图5所示，在自动扶梯入口处，距离测量装置通过支架上的吸盘固定于扶梯上，调整支架的摆臂，使胶轮紧贴在自动扶梯水平段梯级上。

图5 距离测量子系统安装

启动手持平板电脑、间隙下位机处理模块以及距离下位机处理模块，系统进行三者的通信连接。参数设置选项中输入待检测自动扶梯的ID号及相应的待测数据信息并且将测量的间隙值输入到系统。

如图6所示，自动扶梯以检修速度开始运行，位移测量子系统的胶轮随梯级一起运动，旋转编码器产生脉冲信号，CPU对旋转编码器送来的脉冲信号进行整形抗干扰，然后再将脉冲信号送入梯级速度与运行位移测量电路进行计算，得出精确梯级运行速度和位移，然后在CPU控制下通过无线通信电路实时发送到间隙测量子系统和手持平板电脑。间隙测量子系统接收到位移测量子系统的信号，将位移传感器的电阻信号转化成电压信号，然后在CPU的控制下进行高分辨的AD转换，经CPU计算得出精确的间隙变化量，然后通过无线通信电路实时发送到手持平板显示器。手持平板电脑实时采集间隙测量子系统和距离测量子系统的数据信息，将间隙变化量和间隙初始值相加得到实时位置的间隙值，并且将间隙值和位移两组数据进行处理、显示与保存。

间隙测量子系统到达另外一个出口时，自动扶梯停止运行，测试结束。查看手持平板电脑中的图像和数据，发现存在的隐患并且进行定位，指导企业完成整改。

图6 仪器测试工作

3 仪器的计量

珠海市质计所对仪器的定位精度和间隙测量精度进行计量。计量结果见表1、表2。

从表1可以看出，仪器的隐患定位精度在10m内不超过10mm。从表2可以看出，间隙测量精度在压缩和放松各8mm的行程范围内，误差不超过0.06mm，达到非常高的定位精度。

表1 定位精度测试结果

表2 间隙测量精度测试结果

4 对比检测结果分析

采用检测仪器，对珠海市多台自动扶梯进行了现场检测，仪器检测结果与使用斜塞尺检测结果高度一致。本文选取其中一台数据结果进行分析，该自动扶梯名义速度为0.5m/s，提升高度4.3m，按照仪器的测量流程，对扶梯的梯级与围裙板间隙进行测量，测量结果如图7所示。图7中横轴为梯级运行距离，纵轴为三个间隙值，在纵轴的4mm和7mm处有两条线，作为判断数据是否超标的基准线。

图7 测试结果界面

为了验证该仪器是否符合TSG T7005—2012《电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯与自动人行道》对梯级与围裙板间隙的测量要求。在图7界面曲线中找出多个位置的点，分别标记出每个点的距离和间隙值。以测试的初始位置作为起始点，采用钢卷尺找到测量位置，按TSG T7005—2012的检验要求利用斜塞尺分别测量该位置的间隙值。测量结果见表3，斜塞尺测量结果和仪器测量结果比较，两者数据在0.1mm数量级以上高度一致，仪器符合TSG T7005—2012的检验精度要求。

表3 仪器和塞尺测量结果比对

5 结束语

本文设计了一种自动扶梯与围裙板安全间隙动态检测仪。该仪器在梯级运动时对梯级与围裙板间隙进行动态测量，且可以实现对隐患位置定位，提高检验效率，为隐患整改提供了便利。第三方计量机构的计量数据表明，仪器达到了非常高的测量精度和隐患定位精度。通过现场检测对比试验，证明仪器的检测结果和精度符合检规的要求。该仪器可填补市场上相关领域的空白，提高检验效率和质量，提升特种设备行业科技及装备水平，促进行业的进步，具有良好的推广应用价值。

[1] 梁敏健，戚政武，杨宁祥．一种自动扶梯运行参数快速精确检测方法的设计与实现[J]．中国特种设备安全，2016，32(04)：29-32．

[2] 梁敏健，汤景升．自动扶梯附加制动器原理及检验要点[J]．中国特种设备安全，2015，31(10)：41-44．

[3] 戚政武，梁敏健，林晓明．自动扶梯超速和非操纵逆转保护装置检测技术及仪器研制[J]．中国特种设备安全，2014，30(12)：1-5+13．

[4] 朱昌明，洪致育．自动扶梯梯级两侧的安全问题[J]．起重运输机械，2000，(06)：28-30．

[5] TSG T7005—2012 电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯与自动人行道[S]．

Design and Realization of a Dynamic Measuring Instrument of Security Clearance Between Escalator Cascade and Apron Board

Qi Zhengwu Liang Minjian Wang Kui
(Zhuhai Branch, Guangdong Institue of Special Equipment Inspection and Research Zhuhai 519002)

A dynamic measuring instrument of security clearance between escalator cascade and apron board is developed. The instrument is consisting of tablet PC, clearance measurement system and shift measurement system. When the cascade is driving, the clearance between escalator cascade and apron board is real-time collected and the hidden danger positions are accurately marked. Then, the measuring precision and efficiency are improved. By verification metrology, the instrument has very high accuracy in clearance measurement and locating hidden danger positions. The testing results prove that the instrument can complete the dynamic measurement of security clearance, and effectually find the hidden danger positions by checking the two-dimensional diagram of distance and clearance value.

Escalator Security clearance Dynamic measuring instrument Hidden danger position locating

X941

B

1673-257X(2017)04-0036-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.04.007

戚政武(1964～)，男，本科，院长，高级工程师，从事特种设备检验检测方法及仪器的研究开发工作。

2017-03-22）