室内感应门智能化综合性能测量装置*

曹雅文 张威 刘芳 / 上海市质量监督检验技术研究院

0 引言

随着房地产及装饰装修业的快速发展，室内感应门市场不断壮大，制造和销售室内感应门的企业越来越多。室内感应门是由感应（控制）装置、驱动装置及门扇等部件组成，受感应信号控制的自动启闭系统总称[1]，主要用于各类建筑室内隔断（例如书房门、厨房门、卫生间门等）以及衣柜柜门、电视柜门等家具门[2]。室内感应门产品近几年开始普及[3]，目前，我国室内感应门制造企业年产量约300万套，年产值约60亿元。随着人们生活水平的不断提高以及对美好生活的需求，室内感应门将会受到越来越多消费者的关注和使用。

近年来，室内感应门新产品、新技术、新工艺不断涌现，产品不断推陈出新，但质量水平参差不齐[4]，行业内尚未建立相应成熟的质量评价体系。QB/T 5340-2018《室内感应门》于2019年7月1日正式实施，目前，国内尚无满足相应标准的室内感应门测量成套设备。室内感应门的开闭门速度、遇阻反弹力、响应时间、使用寿命等项目不达标，会存在安全隐患，损害消费者利益并危及人身安全。

为了提升室内感应门测量能力，适应当前的室内感应门制造技术水平，规范行业市场，促进产品质量提升，维护消费者的利益与安全，研制与开发了一台室内感应门智能化综合性能测量装置。

1 室内感应门智能化综合性能测量装置

室内感应门智能化综合性能测量装置是依据QB/T 5340-2018中的开闭门速度、遇阻反弹力、缓冲性能、响应时间、开门保持时间、堵门保护延时、运行噪声、使用寿命、消耗功率等性能测量项目要求研制的，该标准中给出了室内感应门性能测量项目的具体要求，如表1所示。

表1 室内感应门性能测量要求

测量装置主要由信号发生装置、位置感应开关、电气控制柜、测试安装架、安装梁（高度可调节）、平开门安装框（可左右调节）、分贝计测试装置、冲击检测仪、贴尺、功率计、模拟物体等组成，如图1所示。驱动机构由伺服电机、同步轮、同步带及玻璃吊夹组成，可轻易实现运动。感应装置由距离传感器、冲击力检测仪、按压汽缸、镀铬棒、十字夹、立式光轴支架等组成。本测量装置可用于测量不同开启方式（单扇单轨单开型、双扇单轨对开型、双扇双轨双开型、平开型）的室内感应门，同时感应装置配置红外动体感应、微波动体感应、柔垫静体感应、光电静体感应、超声波静体感应、电容接触感应等多位一体功能，并附带汽缸和挡板，能适应多种感应方式的室内感应门检测。

图1 室内感应门智能化综合性能测量装置

2 装夹固定机构

位置感应开关固定工装由镀铬棒、异径十字夹、十字夹、感应开关、立式光轴支架组成，如图2所示。安装方法：固定立式光轴支架，异径十字夹抱紧感应开关与镀铬棒，移动异径十字夹与镀铬棒调节传感器上下位置，移动十字夹与镀铬棒调节传感器前后位置。

图2 位置感应开关固定工装

遥控器按压工装由按压汽缸、光轴十字夹、镀铬棒、立式光轴支架组成，如图3所示。安装方法：将立式光轴支架固定并抱紧镀铬棒，通过移动光轴支架与镀铬棒进行上下调节，也可以进行左右调节和前后调节。寿命测试时，调节按压汽缸位置，对遥控器进行多次按压，测量使用寿命；响应时间测量时，使用遥控器按压装置按压打开感应门，同时通过计时器与位置感应开关监测响应时间。

图3 遥控器按压工装

冲击力测量支架由传感器压头、拉压力传感器、传感器固定型材、型材固定角件、安装架组成，如图4所示。将所有元器件固定好后，打开室内感应门，使用冲击力检测仪正面对准迎面而来的活动扇前竖梃（或吸震材料）中心，当活动扇前竖梃与传感器发生碰撞[5]，保持6 s后取下仪器，观察并记录冲击力。

图4 冲击力测量支架

3 技术路线与电气方案

室内感应门智能测试系统测量技术路线如图5所示。该智能测试系统准确度高，操作便捷，安装省力。主要项目测试技术方法如下：

图5 室内感应门智能测试系统测量技术路线

1）开闭门速度

采用信号发生装置、位置感应开关装置和计时器，准确测量感应门移动距离和时间，从而计算感应门开闭速度。

2）遇阻反弹力

采用高精度力值传感器（由高精度力值传感器、数据采集卡组成），采集数据并描绘力值-时间曲线，可瞬时准确捕捉每个时间点力值并以曲线方式呈现，直观清晰，便于分析。

3）响应时间、开门保持时间、堵门保护延时

采用信号发生装置、计时器、位置感应开关，信号触发以及门扇启动均反应及时，计时器记取时间，数据可靠，测量时间准确度可达10 ms。

4）使用寿命

采用信号发生装置，配置计数器且计数范围：0～999 999次，运行频率10～30 s/次可调节。感应装置配置红外动体感应、微波动体感应、柔垫静体感应、光电静体感应、超声波静体感应、电容接触感应等多位一体功能，并附带汽缸和挡板，能适应多种感应方式的室内门测量。

整个系统的控制程序包含上位机和下位机程序。其中上位机程序配置触摸屏软件，上位机实现的主要功能如下：自动开门操作、数据记录（时间、位移、力值、启闭次数等，其中时间准确度为10 ms，力值每1 s刷新一次，能够进行曲线分析，可以判断运行趋势，保存相应曲线）、报警功能等。系统核心控制程序为下位机，接受上位机指令[6]，实现各项测量要求进行正常运行，下位机的程序流程如图6所示。

图6 下位机程序流程

4 设备技术参数

本检测装置溯源指标为力值、时间、运行频率，系统主要技术参数为：

1）力值：量程0～300 N，分辨力0.01 N，准确度1级。

2）计时器：量程1～3 600 s，分辨力10 ms，准确度1级；响应时间通过PLC抓取信号，时间间隔10 ms。

3）运行频率：10～30 s/次可调节（运行速度与室内感应门的驱动器相关）。

4）计数器计数范围：0～999 999次。

5 结语

室内感应门智能化综合性能测量装置覆盖标准面广，可满足不同开启方式和不同感应类型的室内感应门产品测量要求。此外，本测量装置具有外观简洁、操作便捷、安装简单、智能化程度高、准确度和效率高等优点，为室内感应门产品的质量监管提供可靠的技术支撑，在提高质检机构和生产企业的测量水平方面将发挥积极作用，对提高产品质量、保护消费者利益和人身安全有着重要的意义，由此可带来较大的社会效益。