一种电梯曳引轮槽和钢丝绳蠕动距离测量方法

技术领域

本发明涉及电梯维护技术领域，具体涉及一种曳引轮槽与钢丝绳蠕动距离的测量系统及方法。

背景技术

随着城市化的发展，越来越多的高层建筑被建立起来，而升降式电梯是高层建筑中必不可少的一部分。升降式电梯的使用在给人们带来便利的同时，由于电梯本身故障带来的人身伤害与经济损失也随着其数量的增多而增加。

曳引钢丝绳与曳引机是曳引式电梯中必不可少的部分，随着电梯使用时间的增加，容易发生钢丝绳与曳引轮之间的打滑，严重时更会危害人们的生命。经研究，曳引钢丝绳打滑的故障原因为曳引力不足。通过基于曳引机、制动器的结构、材料、使用环境等开展的故障机理分析，发现可利用曳引轮槽和钢丝绳之间的相对蠕动量来表征曳引力大小。相对蠕动量变大则说明当量摩擦系数变小，进而表现为曳引力变小。因此，通过测量曳引轮槽和钢丝绳之间的相对蠕动量即可实现曳引力的监测。

发明内容

基于上述背景，本发明提出了一种测量电梯曳引轮与钢丝绳之间蠕动距离的方法，能够较好和精确的测量出钢丝绳和曳引轮之间的蠕动距离，并判断出曳引机曳引力的大小及其是否存在故障。

本发明采用了如下技术方案实现上述技术目的：

一种电梯曳引轮槽和钢丝绳蠕动距离测量方法，包括如下步骤：

通过振动传感器采集电梯轿厢振动信号，并使用数采仪收集所述振动信号；

通过安装于曳引轮上的脉冲编码器采集曳引轮在上行与下行过程中的角位移信号；

基于预处理后的振动信号获取钢丝绳运行距离，并基于脉冲编码器采集的角位移信号计算得到曳引轮槽的运行距离；

将钢丝绳运行距离和曳引轮槽的运行距离作差得到曳引轮槽与钢丝绳之间的蠕动距离。

优选的，所述振动传感器为具有良好低频特性和动态特性、高灵敏度并可零频响应的电容式传感器。

进一步的，预处理所述振动信号具体包括：

对采集到的原始信号进行低通滤波处理，去除原始信号中的高频信号干扰；

通过计算对重力进行补偿，去除重力g的影响；

利用平均法进行平滑处理去除原始信号中的随机干扰信号，得到预处理后的振动信号。

进一步的，基于预处理后的振动信号获取钢丝绳运行距离具体包括：

基于预处理后的振动信号获取电梯轿厢加速度数据；

对所述加速度数据进行积分，获取电梯轿厢移动速度数据；

对所述移动速度数据进行积分，获取电梯轿厢位移数据。

本发明的有益效果：

本发明的方法，利用振动加速度传感器测得轿厢上下行过程中的原始信号，首先通过低通滤波、去除重力的影响和平滑处理对原始信号进行预处理，得到较为光滑的加速度曲线，然后通过数学积分的方法转换为钢丝绳的位移；并通过脉冲编码器测得曳引轮转动圈数进而转换为曳引轮的运行距离。在蠕动发生时，钢丝绳的总体位置是不变的，即可以得到曳引轮和钢丝绳之间的蠕动距离，同时在终端绘制出钢丝绳位移图像和曳引轮运行距离图像，通过数值运算，可以更加直观和精确的测得两者之间的蠕动距离。

附图说明

图1为本发明的测量方法实施例的流程示意图。

图2为本发明的测量方法实施例中获取钢丝绳位移的流程示意图。

图3为本发明的测量方法实施例中传感器安装位置示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

如图1所示，本发明实施例提供了一种曳引轮和钢丝绳蠕动距离的测量方法，包括：在轿厢内完成传感器的放置和连接，以进行轿厢振动信号采集；在曳引轮上安装脉冲编码器，并按要求连接至采集终端，以进行曳引轮角位移信号采集；振动信号处理，通过数学分析处理获得钢丝绳在上下行过程中的位移；角位移信号处理，通过分析处理转换成曳引轮运行距离；将上行、下行过程中曳引轮的运行距离与钢丝绳的位移作差比较。

下面结合具体实例进行进一步详细说明。

首先测量钢丝绳从电梯底层至电梯顶层的位移量。

步骤1：对轿厢进行振动信号的采集，如图3所示将传感器1放置于电梯轿厢中，运用移动电源给数采仪上电，连接传感器与数采仪，准备开始采集数据。

步骤2：将电梯运行至底层，打开数采仪，准备开始采集数据，同时控制电梯上行至顶层。

步骤3：待轿厢运行至顶层并稳定停下时，停止数据的采集，记录与保存该数据，并进行数据命名；

步骤4：重新打开数采仪进行数据的采集，同时控制电梯下行至底层。

步骤5：待轿厢运行至底层并稳定停下后，停止数据的采集，记录并保存数据，命名格式同步骤三中的格式。

步骤6：重复上述实验步骤，完成三组数据的采集。

步骤7：将保存到电脑终端中的数据进行处理。

如图2所示，先对加速度传感器采集的原始信号进行以下预处理。

1)低通滤波：

因为电容式传感器具有低频响应特性，所以它主要用以测量电梯在启动、制动阶段的加速度信号，需要采用低通滤波的方式来去除传感器采集到的信号中的高频随机干扰。因为电梯的启动、制动阶段的加速度接近于零频，所以设置高频截断为2Hz，进行低通滤波处理。

2)去除重力g的影响：

在Z轴方向，电容式加速度传感器会受到重力影响，重力的干扰没有办法直接消除，只能通过计算对重力进行补偿，所以测量时将重力与Z轴平行，在计算时方便去除重力影响，只需减去g，便得到一连串运动轿厢实际加速度值的变化情况。

3)平滑处理：

由数据采集仪采集的振动信号数据中通常夹杂着噪声信号。噪声信号中除了50Hz的工频及倍频干扰频率外，还有不规则的随机干扰信号。随机干扰信号大多为频带宽的信号，在高频部分还占据较大比例，这就会导致离散振动信号的曲线出现毛刺，变得很不光滑。为了降低随机干扰信号对试验的影响，提高轿厢振动信号曲线的光滑度，一般会对数据进行平滑处理。

本实施例中，平滑处理使用的基本公式为

式中，x为采样数据；y为平滑处理后的结果；m为数据点数；h为加权平均因子。

经上述预处理后，可以得到较为光滑的轿厢加速度与时间图像。通过下列两次积分，可以将加速度与时间的图像转换成位移与时间的函数图像。

下式为电梯在时间为t时的电梯轿厢位移函数，即钢丝绳的位移函数，令钢丝绳的位移为h。

v(t)＝∫a(t)dt

h＝x(t)＝∫v(t)dt

然后测量曳引轮在一次上下行运行中运行距离。其方案主要包括：.

步骤1：对曳引轮进行角位移信号的采集，将脉冲编码器安装至电梯曳引轮上，同时将脉冲编码器与数采仪进行连接，准备开始采集数据。

步骤2：将电梯运行至底层，打开数采仪，进行信号采集，同时控制电梯上行至顶层。

步骤3：待电梯完全运行至顶层并稳定停下时，停止数据的采集，并将采集到的数据进行保存命名，命名格式为同钢丝绳位移信号采集中的步骤3。

步骤4：重新打开数采仪进行数据的采集，同时控制电梯下行至底层。

步骤5：待电梯完全运行至底层并稳定停下时，停止数据的采集，保存并命名数据，命名格式同钢丝绳位移信号采集中的步骤3。

步骤6：重复上述实验步骤，完成10组数据的采集。

步骤7：将保存到电脑终端中的数据进行处理，得到曳引轮运行距离的图像，并上行为s1，下行为s2。

步骤8：上述步骤7中得到多个数据s1与s2和钢丝绳位移h进行查值比较，得到上行过程中曳引轮与钢丝绳之间的相对位移x1，下行过程中曳引轮与钢丝绳之间的相对位移x2，x1与x2标记其正负。

步骤9：将x1与x2相加，就可以得到曳引轮与钢丝绳之间的蠕动距离。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。