超高速电梯振动状态远程监控系统的设计*

□ 张春娟 □ 巫涛江 □ 余晓毅 □ 刘海兵

1.电梯智能运维重庆市高校工程中心 重庆 4022602.重庆能源职业学院 重庆 402247

1 设计背景

压电传感器是一种基于压电效应的传感器,敏感元件由压电材料制成,常用的压电材料有石英、压电陶瓷等。压电材料受力后表面产生电荷,电荷经电荷放大器和测量电路放大,以及变换阻抗后,成为正比于所受外力的电量[1-2]。压电传感器用于测量力和可以转换为电的非电物理量,优点包括频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠、质量轻等[3],目前已广泛应用于各种工业及民生领域的监控。

电梯是人们日常生活中必不可少的一种特殊交通工具。电梯的运行速度可以分为低速(<1 m/s)、中速(1～2 m/s)、高速(2～5 m/s)、超高速(>5 m/s)四种,目前,已投入使用的超高速电梯的运行速度甚至已经超过16 m/s[4-6]。随着电梯制造技术的发展,各种形式的电梯得到应用,如超高层建筑使用的超高速电梯,采用固定在电梯井壁或钢架上的导轨齿条和轿厢齿轮啮合形式,导轨是弯的,可以对轿厢进行竖直导向、水平导向、斜行导向,振动的影响较大,当电梯振动超出许可极限时,还会引发安全事故。因此,需要对超高速电梯导轨齿条与轿厢齿轮间的振动状态进行监控,通过远程传输实时将振动数据发送至电梯监控中心,以便对超高速电梯的运行安全状态进行分析、预测。

笔者从理论上分析了超高速电梯导轨齿条与轿厢齿轮结构间的振动模型,然后利用压电传感器构建准分布式监控网络,设计超高速电梯振动状态远程监控系统,为超高速电梯的运行提供实时监控数据和安全预警。……