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红外光幕电梯门保护系统 T h e I n f r a r e d P r o t e c t i v e S ys t e m s of E l e v a t or Do o r 郭晓波 1 前言 红外 光幕 电梯 门保护系 统 由安装 在 电梯 轿厢 门两侧 的红 外线 发射器 与 接 收 器 、 安 装 于 轿 厢 上 的 控 制 器 、及 连 接 电 缆 组 成 ( 见 图 1 ) 。红 外 发 射 器 产 生 单束红外 线 ， 并 自上 而下连续扫 描 ， 在 电梯 轿 门 区域 内形 成 高 度 为 1 8 m ，最 大间距为 6 m的保护光幕 ( 见 图2 ) 。 当人 或物体 阻挡 了扫描 光幕 中 的任何 一束 时 ， 电梯轿 厢门 即停 止关闭 ， 并反转开 启 ，从 而 达 到 保 护 乘 客 的 目的 。 发射装置 和接 收装置 安装于 电梯 门 两 侧 ，主 控 制 装 置 通 过 四 芯 传 输 电 缆 ， 分 别 对 发 射 装 置 和 接 收 装 置 进 行 数字程序控 制 ， 使红外 线收发单元 在 高速扫描状 态下 ， 形成 红外线光幕 警 戒屏障 ， 当人和 物体进入 光幕屏 障区 域 内， 控制 系统迅速转换 输 出开 门信 号 ， 使 电梯 门打开 ，当人 和物体离 开 光幕 警戒 区 域 ， 电梯 门方 可 正常 关 闭 ，从而达 到安全保护 目的 。 以往 电梯门的安全保护 装置一般 均 采 用 机 械 式 的 安 全 触 板 ，属 于 接 触 式 开 关 结 构 ，不 可 避 免地 出 现 轧 人 轧 物 的 危 险 现 象 ，安 全 性 能 不 甚 理 想 。 随 着 科 学 技 术 的 发 展 和 电梯 市 场 的需 求 ，传 统 的安全触 板 已经逐 渐被 红 外光幕 所取代 。其 非接 触式安 全可 靠 的 优 势 极 大 地 提 高 了 电梯 门 的 安 全 性 ， 并 受 到 了广 大 用 户 和 电 梯 生 产 商 的 欢 迎 。 2 工 作原 理 红外光幕 由红外发射 器 ( T x)和 连 控制器 图 1 系统结构图 电源 图 2红外光幕 示意 图 红外接 收器 ( Rx) 组 成 。 Tx和 RX内 各 有 4 段 可 分 别 互 换 的 电 子 器 件 板 ， 排 列 有 红 外 发 射 管 和 红 外 接 收 管 。在 内 置 程 序 控 制 下 ，每 个 发 射 管 依 次 发 射 红 外线 束 ，对 应 的红外 接收 管依 次打 开 ， 每 次 形 成 一 个 探 测 线 束 ， 全 过 程 扫 描 可产 生 7 4线 的 红外 线 扫描 保 护光 幕 。当光幕 中任何探 测线束被 阻挡 时 ， 系统 预警 ， 并作 验证 。 经确认后被认 为 是 真 实 阻 挡 后 ， 即 产 生 触 发 ， 使 电梯 门 停 止 关闭 ，从 而达 到保 护乘客 或物 体 的 目的 。 3 功能简述 3 1 用特征调制频率克服 杂光干扰 为 消除 自然光或散 光 中相似 波长 红 外线 的干 扰 ，系 统使 用 的红外线 光 束 除 具 有 特 殊 波 长 外 ，光 强 还 经 过 调 制 ，调 制 频 率 为 3 2 0 0 0赫 兹 。 红 外 接 收 器 的 信 号 输 出应 具 有 同 样 的 特 征 频 率 。仅 当该 频 率 的 信 号 输 出被 阻 断 时 ， 系 统才判断有 物体 阻挡 红外光幕 。 3 2 红外强度与信号增益 自动补偿 在 电 梯 门 开 启 与 闭 合 过 程 中 ，红 外 发 射 器( TX)与 红 外 接 收器( RX) 的相对 间距 发生变 化 ，红外 发射 强度 变 化 可 多 达 3 2级 ，配 合 红 外 接 收 器 高 低 两级 信号增 益 水平 ，使 系统探 测灵 敏 度始 终处 于最 佳水 平 ，不会 因信号 太 强 而降低探 测 灵敏度 ，也不会 因信 号 太 弱 而 造 成 误 触 发 。 3 3红外扫描 调整功 能 当红外 发射器 与红外 接收器 静止 在 非常 接近 的位 置( 如在 电梯轿厢 门 闭合 时) ，系统会在 l 0 s 后将 红外线束 扫 描 速 度 大 大 降 低 ，每 扫 描 周 期 延 长 为 2 s ，系统进入 “ 半睡 眠状 态” 。当 电 梯 门重新开 启或 光幕被 阻 断 ，系统 在 2 s内恢 复正常扫 描 。该 功能可 大幅增 加红外光幕 的使用 寿命 。 中国电梯2 0 0 7年4月 第 1 8卷 第 8 期 L l 5 维普资讯 红外 3 4延时复位 功能 当该 功 能 被 启 动 时 ， 如 果 红 外 光 幕 中 的 一 束 探 测 光 束 因 故 障 或 其 他 原 因被阻断使系统处于 长时间触发状态 ， 系统 会在 1 O s 后 ，将被 阻断 的光束 旁 路 ， 恢 复 正 常 扫 描 状 态 。 但 红 外 发 射 器 的 指 示 灯 会 提 示 有 光 束 已 被 旁 路 。 系 统可允 许两束 不相邻 的探 测光 束被旁 路 而恢复 正常 扫描状 态 。该功 能可提 高 红 外 光 幕 抗 故 障 能 力 ， 保 证 电 梯 良 好 的运行效率 。 3 5 系统 自检 光幕 的红外 发射器上 部有 两个可 见 的 红 色 发 光 管 ，用 于 提 示 系 统 运 行 信息 。用 户可 参照 自检信息 对照表 了 解 红 外 光 幕 的 运 行 及 故 障 情 况 ，便 于 指 导 安 装 及 日常 维 修 保 养 。 3 6控制信号 直接输 出 红 外 光 幕 使 经 济 型 设 计 ，其 电 子 控 制 部 分 均 集 成 于 探 测 器 内 。 红 外 光 幕 可直 接提供 NP N或 P NP 型 晶体管逻 辑 控制输出 。 两种输 出均 可采用常开 ( N 0)或常闭 ( NC) 方 式。NP N型控 制 输 出在系统触发时能将外部的正的直 流 电压 转化为 0 V；P NP型控制输 出在 系 统 触 发 时 能将 从 红 外 发射 器 直 流 输入 电 压 中分 出 的 正 的 直 流 电压 转 为零 伏 。 常 开方式下输出晶体管在光幕未触发时闭 合 ，光 幕 被 触 发 时 打 开 ；而 常 闭 方 式 则 相 反 。 故 使 用 PNP型 常 闭 方 式 ，系 统 是断 电失效 安全的 ，见 图 3 所示 。 4 电路组件 红 外光幕 的发射器 的信 号 电缆为 内置标 准接 线端 子 ，便 于 发射器 、接 四芯线 ：红 色 线是 电源 输入 线( 直 流 收 器信 号连 接线 的可靠 连接 。电源盒 l l 2 6 V， 电流 6 09 5 mA) ；蓝色 线 配 有蜂 鸣器 及开 关 ，可选 择在 红外光 是 光幕 控 制信 号 输 出线( 直 流 2 4 V， 幕被 触 发时 鸣响 ，提示 ， 见 图 4 。 最大 电流 2 5 0 mA) ； 橙 色 线 是 接 零 线 ； 白 色 线 是 发 射 器 、 接 收 器 同 步 信 号 连 接 线( 应 与 接 收 器 白 色 线 通 过 端 子 可 靠 连 接 ) 。 红 外 光 幕 的 接 收器 的信 号 电 缆为 三 芯 线 ：橙 色 线 是 接 零 线 ； 白 色 线 是 发 射 器 、接 收 器 同 步 信 号 连 接 线 ( 应 与 发 射 器 白色 线 通 过 端 子 可 靠 连 接 ) ；黄 色线 是延 时 复 位 功 能 线 ，与 直 流输入 连接后 ， 该 功 能 开 启 。与 零 线 连 接 时 ，该 功 能 关 闭 。 图 4 电源盒 内部图示及 连接方法 红外光 幕 的 电源盒 安装于 电梯 轿 厢 顶 上 ，可 将 ll 5 V或 23 0 V交 流 电源 输入 转换 为红外 光幕 所需 的直流 电源 输 入 。 电源 盒 带 有 内 置 继 电器 ，可 将 红外 光幕 的直流控 制 信号 转为交 流信 号 ，输 出至 电梯 门控 制 系统 。电源盒 接轿门控制系统 接负 载 1 1 5 6 V D C O V N P N P N P 信 号 输 出 (蓝 线 ) J I J I I 一 5 6 V 直 流 输出 ( 红 线 ) f (黄 线 ) 延 时 复 位 功 能 (橙 线 )接 零 线 (橙 线 ) 接 零 线 (自 线 )T R 信 号 线 ( 自 线 )T R 信 号 线 二 二 L f6 图3 红外光幕电路连接简图 红外线接收器( R ) 红 外 光 幕 的 发 射 器 上 部 有 两 个 可 见 的红色 发光 管 ，用于提 示 系统 运行 信息 ，进行 正常状态 扫描和 自检 。 5 总 结 红 外光 幕 电 梯 门 保 护 系 统 的使 用 ， 避 免 了 电 梯 轿 厢 门 对 乘 客 、行 李 、推 车 等 的 撞 击 ， 使 业 主 的 物 业 更 友 善 、 更 安 全 、 更 舒 适 ， 也 使 电 梯 本 身 免 于 频