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漫談未來的“一站式”電梯檢驗
  

目前在電梯檢驗過程中,檢驗人員存在由諸多不確定因素導致的被傷害的風險,如墜落傷害、機械傷害、電氣傷害等。同時,隨著計算機技術和網絡技術的快速發展,未來的電梯檢驗也將是會向信息化、智能化和集成化方向發展。在本文中,筆者試圖突破傳統思維,思考能否采用通過單一綜合指標來判定檢驗結果的儀器設備,對電梯進行“一站式”檢驗。

1特種設備安全檢測技術國內外差距

近年來,國外特種設備安全檢測技術領域圍繞提高檢測效率和可靠性涌現出一系列新技術:(1)聲發射在線檢測技術;(2)漏磁檢測技術;(3)爬壁機器人自動測厚技術;(4)脈沖渦流檢測技術,無需經過保溫層可測量金屬本體腐蝕狀況;5)超聲導波技術;(6)便攜式光譜儀;(7)超聲相控陣檢測技術和超聲波衍射時差(TOFD)檢測技術。

我國特種設備安全科技整體水平有待進一步提高:(1)部分法規、標準體系不健全;(2)設計、制造整體水平與工業發達國家相比差距較大;(3)檢測技術難以滿足特種設備安全的需要;(4)壽命預測、安全評定、風險評估技術基礎薄弱,基礎數據缺乏;(5)特種設備安全狀況監測、監控,事故應急救援,搶險和搶修技術有待提高;(6) 特種設備安全科技基礎條件平臺有待整合和補充完善。

2電梯目前檢驗現狀

雖然近年來,國內電梯的檢驗技術和檢驗設備得到了較快發展,但與國外發達國家相比,總體技術水平和檢測手段還相對比較落后。根據2009年以來先后施行的六大《電梯監督檢驗和定期檢驗規則》的相關規定,電梯檢驗的主要內容可以概括為3個部分:(1)技術資料的審查,(2)電梯相關設施和零部件設置的有效性及符合性,(3)功能試驗項目。其檢驗方法主要是通過目測對電梯進行外觀檢查,通過手動各種功能開關的動作試驗以及采用鋼卷尺、鋼直尺等測量后通過計算來檢查或試驗電梯相關設施和零部件設置的有效性、功能開關的可靠性以及各種安全尺寸的符合性。通過多項指標的檢測,最后判定電梯合格與否。

3未來的“一站式”電梯檢驗

3.1發展趨勢

電梯檢測技術應有如下的發展趨勢:(1)提高檢測數值的精度,降低測量系統的不確定度,提高測量值與實際值相符的有效性;(2)擴展檢測診斷與檢測預報功能,以及提高其功能技術水平;(3)加強檢測技術的研究,開發模擬、無損檢測技術;(4)提高檢測技術為電梯開發新技術的服務意識與服務效果。

3.2 “一站式”檢驗

筆者設想中的電梯站式”檢驗,即以“電梯檢測技術的發展方向”為思路,同時能滿足兩點:(1)檢測 電梯相關設施和零部件設置的有效性及符合性,(2)能驗證功能試驗的有效性。照此設計的一臺功能強大、涵蓋內容廣的電梯綜合檢測儀。它采用單一綜合指標檢測結果取代目前通過多項指標檢測結果來判定電梯合格與否。

該儀器這杯由兩大部分組成:(1)X線掃禪兼測量裝置;(2)計算機系統。前者主要由產生X線束的發生器,以及接收器和探測器組成;后者主要包括數據采集系統、中央處理系統、操作臺等。此外,還應有輔助設備,如顯示器、多幅照相機或激光照相機等。該儀器設備的工作原理是用X線束對電梯的零部件或其它某部件的層面進行掃描和測量,探測器接收透過該層面的X線,轉變為可見光,然后進行光電轉換變為電信號,最后經模擬數字轉換器轉換為數字信號,輸入計算機處理和比對。

該儀器設備的技術特點是:(1)掃描層面是連續的,不至于漏掉缺陷,并且可進行三維重建后記錄保存。(2) 超高速掃描時間,每秒可獲得多幀圖像,同時由于掃描時間極短,可以攝得電影圖像,能避免運動所造成的偽影。譬如,測量轎廂底部最低點與轎廂緩沖器的距離,目前需要檢驗人員進入底坑,然后轎廂以正常速度下行到下端站的平層位置,檢驗人員用鋼卷尺測量出兩者之間的距離.這樣就存在著擠壓和剪切的危險。通過使用該儀器設備,就可以做到電梯運行時,檢驗人員可以不在底坑就能知道測量結果。與此同時,通過多根數據線與計算機系統和電梯控制柜連接來檢測測試電路、安全部件及功能試驗的有效性,而后根據微機板接□數據的輸出讀出代碼,分析它們的有效性。

當然在這之前,首先國內必須要統一這些代碼,做 到同一性和通用性。針對電梯檢驗的零散性和現場的復雜性,這種設備可以隨身攜帶,人員直接可以在機房、井道外或機器設備附近對電梯及輔助設施進行整體掃描和測量。通過數據分析,就可以將結果現場打印出來。 由此,可真正做到以檢測儀器說話,排除目前一些檢測 過程中的人為因素,做到有可以追溯的根據以及斷定結論的公正性、有效性,避免誤判的發生。

3.3“一站式”檢驗中的測量誤差分析

對于使用這種檢測儀器設備時影響數據的測量誤差,在設計該儀器設備時也要考慮以下幾種因素。(1) 體自身的因素。被測物體的材料、光學性質等,對光的反射和吸收程度有很大的差異。例如:在進行物體輪廓測量時,若被測物體表面上入射點處的法線與入射光軸不重合,則散射光場的空間分布發生變化,導致光斑重心偏移,從而直接影響測量誤差。(2)標定的因素。對于物點到像點的非線性關系的標定技術更是獲取物體三維坐標的關鍵。由于測頭的變形以及標定時對光學系統進行了許多理想假設,因此都會帶來一些很復雜的非線性系統誤差,影響測量數據的精度。但是它們有一個特性,即一旦系統確定,這些影響因素也就確定。通過對系統參數的實際標定,可以將這些影響因素消除或減小到允許的范圍內。(3)攝像機的分辨率。對整個測量系統的分辨率而言,它主要取決于測量范圍。此外,掃描系統的運動裝置的移動誤差也會降低測量精度。因此,在激光掃描測量系統中,采取有效方法,通過光束細化以減小入射光斑尺寸,提高光斑聚焦景深,增大通光孔徑,減小散斑對比度,控制光強,光斑中心提取前對圖像進行濾波處理等來減小被測物體表面特性帶來的測量誤差,改進光斑中心提取算法以減小算法誤差使之具有高精度。(4)可測性的問題。盡管多數情況下,可通過加長測桿或采用多個視點掃描的方式來解決,但在處理如通孔之類的不可及表面時,采用光學掃描的方法無法獲取完整的采樣數據。阻塞問題是由于陰影或障礙物遮擋了掃描介質而引起的。(5)參考點的誤差。在對物體進行多次測量,然后進行拼合的情形中,參考點引起的誤差。因為,我們即使設置了特征點、特征線、特征表面來進行拼合,但是由于軟件本身的計算以及多次拍攝中拍攝條件的變化,也會不可避免地產生一定量的誤差。(6)測量探頭半徑補償誤差。(7)測量人員視覺和操作誤差。(8)數據處理誤差。

4結語

如果這種檢測儀器設備能夠得到研發和推廣,不僅可以大大提高電梯檢測效率和檢驗結果的準確率,也可以降低檢測人工成本和人員傷害帶來的風險。更重要的是,通過運用新技術(計算機技術、高新顯示技術、高精度傳感器技術以及電子、光學、聲學、理化、機械等多種原理相結合的一體化技術等),電梯的檢測手段躍升了一個新的臺階。


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