2026年自动扶梯及自动人行道梳齿板安全保护检测装置及检测方法

2026年自动扶梯及自动人行道梳齿板安全保护检测装置及检测方法一、单项选择题（每题2分，共20分）1.当梳齿板安全保护检测装置检测到异物卡入时，其首要动作是A.立即切断主电源B.触发制动器使梯级停止C.发出声光报警并延时3s停机D.仅记录故障代码继续运行答案：B解析：GB16899-20115.4.2.3规定，梳齿板保护应使自动扶梯或自动人行道在异物卡入时立即停止运行，制动器动作时间≤0.3s。2.采用光电式梳齿异物检测时，对射光轴与梳齿根部的垂直距离一般设置为A.1mmB.3mmC.5mmD.8mm答案：B解析：3mm既能保证对φ3mm以上刚性异物的可靠遮挡，又可避免正常客流鞋尖触发误动作。3.在型式试验中，对梳齿板保护装置进行5×10⁴次可靠性循环后，允许的最大失效次数为A.0次B.1次C.3次D.5次答案：A解析：TSGT7007-2022附件C明确规定，安全保护装置在可靠性试验中不得出现任何失效。4.下列哪种传感器最适合检测“梳齿板整体翘起”故障A.电感式接近开关B.微动开关C.霍尔元件D.应变片答案：B解析：微动开关可直接感知翘起位移，动作行程0.5~1.2mm，安装简单，可靠性高。5.当使用2D激光线扫传感器检测梳齿缺失时，系统分辨率至少应达到A.0.1mmB.0.3mmC.0.5mmD.1.0mm答案：A解析：梳齿厚度通常3mm，缺失1/3即影响安全，0.1mm分辨率可识别0.5mm级缺口。6.现场定期检测时，对梳齿板保护装置进行功能测试的周期为A.每月B.每季度C.每半年D.每年答案：B解析：TSGT5002-2017维护保养规则要求每季度进行一次安全装置功能试验。7.若采用压电薄膜检测梳齿异物，其输出电荷灵敏度单位正确的是A.pC/NB.mV/gC.μA/μmD.Ω/MPa答案：A解析：压电材料输出电荷与受力成正比，灵敏度以pC/N表示。8.在自动扶梯上行时，模拟φ6mm钢棒卡入梳齿，测得制动距离250mm，则平均减速度为（已知额定速度0.5m/s）A.0.25m/s²B.0.50m/s²C.0.75m/s²D.1.00m/s²答案：B解析：由=2as9.对于室外型自动人行道，梳齿板检测装置的外壳防护等级至少应为A.IP23B.IP44C.IP54D.IP65答案：C解析：GB16899-20115.2.1.2要求室外梯级驱动站电气部件不低于IP54。10.在数字式检测系统中，为防止因振动导致误报，软件滤波通常采用A.一阶低通IIR，截止频率50HzB.滑动平均，窗长5msC.中值滤波，深度3D.卡尔曼滤波，过程噪声0.01答案：C解析：中值滤波对脉冲型抖动抑制效果好，3点深度即可消除瞬时尖峰。二、多项选择题（每题3分，共15分）11.下列属于梳齿板安全保护检测装置必须满足的功能有A.异物卡入检测B.梳齿缺失检测C.梳齿板翘起检测D.梯级链伸长检测E.扶手带速度同步检测答案：A、B、C解析：D、E与梳齿板无关。12.在光电式检测回路中，可采用的冗余措施包括A.双通道光耦隔离B.双CPU交叉比较C.继电器强制导向触点D.单路MCU看门狗E.双电源ORing二极管答案：A、B、C、E解析：D为单路，无冗余。13.现场检测时，用于模拟异物的标准试棒材质与尺寸应满足A.φ3mm钢棒B.φ6mm铝棒C.φ10mm木棒D.30mm×3mm扁钢E.40mm×5mm橡胶条答案：A、B、D解析：TSGT7007附件K规定金属刚性试棒，木、橡胶为非刚性，不采纳。14.关于压电式检测传感器安装，下列做法正确的是A.传感器贴于梳齿根部背面B.采用环氧胶粘接，厚度≤0.2mmC.引线采用屏蔽双绞，屏蔽层单端接地D.传感器串联10kΩ电阻防漂移E.传感器工作温度范围−10℃~+60℃答案：A、B、C、E解析：D串联电阻会降低灵敏度，不可取。15.在自动扶梯年度自检报告中，梳齿板检测装置应记录的数据有A.动作力实测值B.制动距离实测值C.传感器供电电压D.故障代码历史E.扶手带破断强度答案：A、B、C、D解析：E与梳齿板无关。三、判断题（每题1分，共10分）16.梳齿板检测装置动作后，必须手动复位才能重新启动扶梯。答案：√解析：GB16899-5.4.2.3要求故障锁定，手动复位。17.采用视觉AI检测时，相机帧率30fps即可满足0.5m/s梯级速度的缺失检测。答案：×解析：梳齿间距约10mm，0.5m/s时1ms移动0.5mm，30fps单帧33ms，会漏检，需≥200fps。18.微动开关的操动力越大，越能提高检测可靠性，因此应选5N以上型号。答案：×解析：过大操动力会降低对薄型异物的响应，一般选1~2N。19.在低温−20℃环境下，光电传感器应选用加热透镜以防止凝露。答案：√解析：防止光衰造成误动作。20.检测装置的电子安全等级应不低于SIL2。答案：√解析：GB/T20438对应扶梯安全回路SIL2。21.梳齿板保护装置可与紧急停止按钮共用同一安全继电器。答案：×解析：须独立通道，满足单点故障不丧失安全功能。22.采用24VDC供电的传感器，允许电压波动±15%。答案：√解析：GB/T17626.2工业级要求。23.检测装置外壳接地电阻应≤10Ω。答案：√解析：TSGT5001规定。24.若使用无线传输，需符合2.4GHz频段且发射功率≤10mW。答案：√解析：工信部无委会SRRC要求。25.检测装置软件升级后，无需重新进行型式试验。答案：×解析：涉及安全功能变更须重新评价。四、填空题（每空2分，共20分）26.根据GB16899-2011，梳齿板保护装置在检测到异物后，扶梯停止前的最大允许滑行距离为________mm（额定速度0.5m/s）。答案：350解析：标准表5，0.5m/s对应350mm。27.光电式传感器的光轴中心线应与梳齿齿顶平面平行，偏差角≤________°。答案：±1解析：安装手册经验值，>1°易漏光。28.压电薄膜输出电荷量Q与作用力F的关系为Q=________F答案：d_{33}解析：d_{33}为压电常数，单位pC/N。29.采用双通道冗余时，安全继电器自检周期应≤________ms。答案：100解析：SIL2要求，单故障检测时间。30.在−10℃下，微动开关的最低操动力会较常温增加约________%。答案：15解析：润滑剂黏度增大导致。31.视觉检测系统采用背光照明时，梳齿与背景对比度应≥________。答案：0.8解析：图像算法经验阈值。32.型式试验中，电磁兼容抗扰度需满足浪涌________kV（线-地）。答案：2解析：GB/T17626.5工业级。33.检测装置MTBF应≥________h。答案：50000解析：企业可靠性指标。34.现场功能测试时，模拟异物卡入后，从触发到主制动器上闸时间≤________s。答案：0.3解析：GB168995.4.2.3。35.若采用24VDC继电器，其触点额定电流应≥________A（阻性负载）。答案：3解析：安全回路余量设计。五、简答题（每题8分，共24分）36.简述光电式梳齿异物检测系统在现场标定步骤。答案与解析：1)清洁梳齿与传感器透镜；2)上电预热10min，记录环境光强基值；3)插入φ3mm标准钢棒于齿根，调整传感器支架使输出由0→1，锁紧；4)移除钢棒，输出应恢复0，重复5次，一致方为合格；5)用塞尺检查光轴高度3mm±0.2mm；6)记录动作电压、恢复电压，填写标定表；7)贴封签，拍照存档。核心：保证重复精度±0.1mm，防止漂移。37.说明压电薄膜阵列检测“梳齿断裂”原理及信号处理流程。答案与解析：原理：断裂瞬间释放弹性波，压电薄膜将机械能转为电荷脉冲。流程：1)电荷放大器将pC级电荷转为mV级电压；2)带通滤波10kHz~50kHz，滤除低频客流振动；3)有效值检波；4)双阈值比较，幅值≥背景噪声3σ且持续0.5ms判为断裂；5)双CPU交叉确认后输出STOP信号；6)事件存储，时标1ms精度。优势：响应快，定位误差±1齿。38.列举三种防止“误报”的软件策略，并给出实现要点。答案与解析：1)多传感器融合：光电+微动，逻辑与，降低单点误报；2)时域滤波：连续3个采样周期（每周期2ms）均触发才确认；3)环境自学习：每日空载运行30s，更新背景阈值，自适应灰尘、温度漂移。要点：兼顾安全与可用性，任何滤波不得引入>100ms延时。六、计算题（共31分）39.（10分）某自动扶梯额定速度0.65m/s，梳齿板保护装置动作后测得制动距离420mm。求平均减速度，并判断是否满足GB16899要求。答案：a标准允许最大制动距离400mm（0.65m/s时），实测420mm略超，判定不合格，需调整制动力矩。40.（10分）光电传感器系统采用对射式，发射端光功率5mW，接收端最小可测光电流1μA，光电二极管响应度0.5A/W。求最大允许衰减dB值。答案：接收光功率=衰减d故系统最大允许衰减34dB，设计裕量≥6dB，实际允许28dB。41.（11分）压电薄膜长100mm，宽10mm，厚0.1mm，压电常数d_{33}=25pC/N，弹性模量2GPa。若梳齿断裂产生50N冲击力，作用时间1ms，求输出电荷峰值及开路电压（电容85pF）。答案：电荷Q电压U需选用输入阻抗≥100MΩ放大器，防止电荷泄漏。七、综合设计题（30分）42.某地铁换乘通道长120m，提升高度6m，采用双自动人行道并列布置，额定速度0.5m/s，日客流30万人次。请设计一套“梳齿板安全保护检测系统”，要求：1)检测类型全覆盖（异物、缺失、翘起）；2)单点故障安全；3)支持远程运维；4)寿命10年，MTBF≥5×10⁴h；5)预算控制在8万元/台以内。提交：系统拓扑图、传感器选型清单、安全回路图、软件流程图、成本核算表。答案要点：拓扑：三级——现场传感层、站点PLC层、云端运维层；冗余CAN总线+安全继电器双通道。传感层：异物：对射光电4对，微动2只；缺失：2D激光线扫1套，频率200fps；翘起