一种精确测量电梯可乘坐余量的方法技术

本发明专利技术公开了一种精确测量电梯可乘坐余量的方法，属于传感测量技术领域。其技术方案是，在电梯轿厢和电梯牵引绳之间，或者在两根电梯牵引绳之间安装杨氏模量适当的刚性材料，在刚性材料表面贴上电阻式应变片，并将电阻式应变片搭成惠更斯电桥电路。电梯承重引起刚性材料的形变，从而导致电阻式应变片电阻的变化，这一变化在惠更斯电桥中，转化成电压的变化，利用微处理器ＭＣＵ将电压变化进行读取、处理和计算，从而实现电梯的可乘坐余量的精确测量。本发明专利技术区别于传统的电梯超重报警的模式，较好地解决了乘客对于电梯乘坐信息的确知性问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感测量
，尤其是一种精确测量电梯可乘坐余量的 方法。
技术介绍
经历了百余年历史的电梯是早己被人们熟悉的重要楼宇设备，电梯技术的 飞速发展，使电梯从最原始的载重电梯到现今精美的载客电梯，当今时代随着 城市的扩张，高层建筑的日益增多和建筑设计的档次提高，无处不在的电梯是 人们生活中必不可少的工具。同时也使得人们对电梯的要求越来越高。在我屆，近年来具有先进控制技术的电梯日趋普及，尤其在许多新建的智 能建筑中更是选用了各种高档电梯。但这些高档电梯现阶段均只提供了如电梯 上下行，所在楼层等基本信息。而且只是高档在快速、舒适，安全及装潢考究 等基础方面。对于电梯内部人数及可再乘坐人数的探测方面，现今各电梯厂商 均没有提出合理、可靠的解决方案。对于赶时间的电梯乘客来说，确知正在等待的电梯的可乘坐余量是至关 重要的。首先，如果在电梯乘满并未到达等待楼层的情况下，赶时间乘客可选 择前往同一楼层的其他电梯，或者走楼梯以节约时间。其次，乘客可根据可乘坐余量来大体判断电梯到达时的乘坐状态信息，可 以作为进一步选择的参考条件。目前，尚无如何具体解决电梯可乘坐余量的方法。而且，现有的电梯超重报警机制都没有充分考虑乘客对具体人数的确知需求，而电梯可乘坐余量 的精确探测方法，将提高电梯产品的服务质量，并使得电梯总体效率大大提 高，最终为顾客提供一个价廉、安全、舒适的乘梯服务。它将成为电梯信息 系统的重要技术特征。
技术实现思路
本专利技术提供了，该方法区别于传统的 电梯超重报警的模式，较好地解决了乘客对于电梯乘坐信息的确知性问题。本专利技术的技术方案是 ，其特征是所 述方法包括下列步骤步骤l:在电梯轿厢与电梯牵引绳之间，或者在两根电梯牵引绳之间安装 刚性材料；步骤2:在刚性材料表面贴上电阻式应变片；步骤3:选择与电阻式应变片标准电阻值一致的三个电阻，与电阻式应变片搭成惠更斯电桥电路；步骤4:用导线将惠更斯电桥与带有A/D转换芯片的微处理器MCU相连；步骤5:在电梯门上安装传感器，检测电梯是否达到稳定状态；步骤6:当传感器检测到电梯达到稳定状态的时刻，由于刚性材料受力产生形变，从而使电阻式应变片的电阻值发生变化，所以在惠更斯电桥产生电压差，将此电压差通过A/D转换芯片将模拟信号转换为数字信号后，利用微处理 器MCU主动读取此数字量，并计算出可乘坐余量。所述步骤1中，刚性材料采用杨氏模量为2xl05MPa的刚性材料，杨氏模量满足线弹性材料公式"=&，式中a为正应力，f为正应变，E为弹性模量即杨 氏模量。所述步骤l中，刚性材料的应力范围大于等于电梯承重及自身重量之和的1.5倍。所述步骤l中，刚性材料表面的光滑系数小于等于40戸。所述步骤2中，电阻式应变片的标准电阻值是指电阻式应变片不受力时的电阻值。所述步骤2中，电阻式应变片采用标准电阻值为120Q、350Q、650Q、1000Q 或者3000Q的应变片；并且其材料应变系数应当在1.7-3.6范围内，电阻式应 变片在受力情况下，其电阻值发生的变化最大不超过标准电阻值的2%。所述步骤2中，电阻式应变片的厚度小于1毫米，用强力胶水将其贴牢在 刚性材料表面，其胶水厚度小于0.2毫米。所述步骤2中，电阻式应变片沿着刚性材料的受力方向纵向或者横向布置。所述步骤2中，电阻式应变片的接口端，有两个导线引出接口，导线连入 惠更斯电桥中。所述步骤4中，A/D转换器采用8位或者8位以上的A/D转换器，A/D转 换速度在毫秒级别。所述步骤5中，电梯门上安装的传感器采用光电传感器，在电梯的一个边 门上方放置2个光电传感器，组成光电传感器组。所述步骤5中，电梯的稳定状态是指当光电传感器组输出一高一低电平时 的状态。所述步骤6中，微处理器MCU正常工作的环境温度范围大于电梯正常工 作的环境温度范围。所述步骤6中，刚性材料受力产生形变，使电阻式应变片的电阻值发生变 化的公式为<formula>complex formula see original document page 7</formula>其中M为电阻式应变片的电阻值的变化量，i 为电阻式应变片的标准电阻值， K。为电阻式应变片的材料应变系数，s为电阻式应变片的应变值；s与刚性材料的杨式模量、刚性材料的受力面积和刚性材料的受力大小的关系公式为<formula>complex formula see original document page 8</formula>其中F为刚性材料受到的力，￡为刚性材料的杨式模量，X为刚性材料的受力 面积。本专利技术的效果是，提出一种不同于传统的精确探测电梯可乘坐余量的方 法，利用贴在刚性材料上的电阻式应变片，通过惠更斯电桥电路，将电梯承重 变化引起的刚性材料产生的形变变化，转换成电压的变化，从而实现电梯的可 乘坐余量的精确测量。附图说明图1是本专利技术精确测量电梯可乘坐余量的方法的一种安装方式示意图。图2是本专利技术精确测量电梯可乘坐余量的方法的另一种安装方式示意图。图3是本专利技术精确测量电梯可乘坐余量的方法的工作流程图。图4是本专利技术电阻式应变片组成的惠更斯电桥电路示意图。图5是本专利技术精确测量电梯可乘坐余量的方法的电阻式应变片结构图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例 对本专利技术作详细描述。图l是本专利技术的一种安装方式示意图。图1中，贴有电阻式应变片的刚 性材料101， 一端焊接在电梯轿厢103的顶部， 一端接电梯牵引绳102;带有 A/D转换芯片的微处理器MCU104，与电阻式应变片搭成的惠更斯电桥相连。图2是本专利技术的另一种安装方式示意图。图2中，贴有电阻式应变片的刚性材料101， 一端与一根电梯牵引绳102的一端相连，这根电梯牵引绳102 的另一端与电梯轿厢103相连；贴有电阻式应变片的刚性材料101的另一端 与另一根电梯牵引绳102相连；带有A/D转换芯片的微处理器MCU 104， 与电阻式应变片搭成的惠更斯电桥相连。图3是本专利技术精确测量电梯可乘坐余量的方法的工作流程图。电阻式应变 片作为受力探测器长期处于监测状态，实时感测电梯受力情况。2个光电传感 器组成的光电传感器组作为判断电梯稳定时刻的感知工具，探测电梯是否处于 稳定状态。当2个传感器均输出高电平或者低电平时，则说明电梯处于开门状 态(即上下乘客状态)或者关门状态(即电梯处于上下行状态)；当传感器输 出一高一低电平时，说明电梯门正在关闭之中(即乘客已经完成上下电梯的动 作)，此时电梯是处于一个相对静止的稳定状态，是所有状态中最易于采集准 确数据的时刻。 一旦光电传感器探测到电梯正处于稳定状态时，随即启动数据 转换处理机制，A/D将探测的模拟量转换为数字量。 一般8位的A/D转换器即 可满足要求。但是，因为电梯处于稳定状态的时间很短，所以A/D转换速度应 在毫秒级别，这样才能保证数据采集的精准性。之后，A/D转换的数字量读入 微处理器MCU进行数据处理，从而得到准确的电梯可乘坐余量。设定电梯自身重量和承载重量使刚性材料受到的力为F 。刚性材料的受力 面积设为^，根据公式计算出应变片的应变值。图4中，若惠更斯电桥两端电压为f/， i l为电阻式应变片，其标准电阻值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确测量电梯可乘坐余量的方法，其特征是所述方法包括下列步骤：　步骤１：在电梯轿厢与电梯牵引绳之间，或者在两根电梯牵引绳之间安装刚性材料；　步骤２：在刚性材料表面贴上电阻式应变片；　步骤３：选择与电阻式应变片标准电阻值一致的三个电阻，与电阻式应变片搭成惠更斯电桥电路；　步骤４：用导线将惠更斯电桥与带有Ａ／Ｄ转换芯片的微处理器ＭＣＵ相连；　步骤５：在电梯门上安装传感器，检测电梯是否达到稳定状态；　步骤６：当传感器检测到电梯达到稳定状态的时刻，由于刚性材料受力产生形变，从而使电阻式应变片的电阻值发生变化，所以在惠更斯电桥产生电压差，将此电压差通过Ａ／Ｄ转换芯片将模拟信号转换为数字信号后，利用微处理器ＭＣＵ主动读取此数字量，并计算出可乘坐余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]