杨朝磊
(六盘水师范学院，贵州六盘水，553000)
0 引言
电梯门门扇与门套之间的间隙检测，是电梯检测的重要项目之一，为保证电梯安全运行，特检单位需要定期对电梯进行检验，以消除安全隐患[1-2]。传统的间隙检测方式需要操作人员通过相应测量标尺进行检测并读取数据，工作量大、人工读数误差大。对此，本文提出了一种电梯门间隙检测装置，该装置通过高精度激光位移传感器对电梯门门扇与门套的间隙进行无接触式检测，检测数据采用ZigBee无线传输技术实时传输到现场控制平板（PAD）进行存储及显示，操作人员可通过现场控制平板对现场检测装置进行无线控制，从而极大地消除了人工操作所带来的误差，提高了工作效率。
1 整体方案设计
电梯门间隙检测系统主要由激光位移传感器、A/D转换模块、MCU处理器（CC24530）、显示模块、电源管理模块、无线数据收集终端、现场控制终端（PAD）构成。激光位移传感器用于对电梯门门扇与门套的间隙值进行检测，该传感器检测信号经过A/D转换模块处理后传输至MCU进行暂存及显示，进而再通过无线收发模块发送至无线数据收集终端，无线数据终端最后通过数据线将检测数据发送至现场控制终端进行进一步的处理。检测系统整体设计方案如图1所示。
图1 检测装置整体设计方案
2 检测装置结构设计
电梯门门扇与门套之间的间隙检测装置如图2所示。该检测装置通过吸盘进行吸附固定，激光位移传感器安装于传感器支架上，通过调节支架的旋扣装置可使传感器顺时针旋转90°，通过调节支架上的的固定螺钉可左右调整传感器的水平位置，以方便测量时灵活安装。装置的集成电路板安装于集成电路保护壳之中，集成电路保护壳则被固定于检测装置的中央，电路保护壳引出了传感器的接口。为使传感器输出正确的检测结果，在安装时应使传感器探头与被检测的位置之间的距离处于传感器可识别的量程范围内。
图2 间隙检测装置结构左视图
3 检测装置硬件设计
该装置使用HG-C1050激光位移传感器来对门扇与门套的间隙值进行无接触式检测，该传感器的原理主要是通过激光发射器将红色激光射向被测物体表面，而经物体反射的激光通过一组透镜投射到感光元件矩阵上，此时信号处理器就能根据三角测量法计算传感器探头到被测物体之间的距离[3]。该传感器检测精度30μm，能够满足检测精度要求。为了实现对传感器信号的高精度采集，该装置使用一片ADS1256模/数转换器（ADC）来对激光传感器的输出信号进行采集与转换[4]。ADS1256采用四线制（时钟信号线SCLK、数据输入线DIN、数据输出线DOUT和偏片选线CS）SPI通信方式，只能工作在SPI通信的从模式下。在本设计中，CC2530采用5个I/0端口模拟SPI通信通信方式与ADS1256连接，接口电路如图3所示。其中，ADS1256的/DRDY引脚为输出模式，当CC2530判断该引脚信号为低电平时，才能通过DOUT引脚读取转换数据，或者通过DIN数据输入引脚向ADS1256写入控制命令。
图3 ADS1256与CC2530接口电路图
4 检测装置软件设计
该检测装置通过在CC2530中移植Z-Stack协议栈来对各个部分的硬件资源进行管理和调度、以及实现网络的建立和数据的无线传输。检测装置的控制器CC2530上电后，Z-Stack协议栈首先进行设备初始化及网络的建立，最后进入到osal系统中进行任务事件的轮询[5-6]。在进行数据采集之前，检测装置首先接收现场控制终端的“调零”命令（“sendAZ”），进行检测装置的校准。校准完成后，即可通过现场控制终端发送间隙数据检测指令（“sendSS”）启动检测装置的数据采集任务，读取检测数据。间隙检测装置的程序流程图如图4所示。
图4 间隙检测装置程序流程图
5 系统测试
（1）检测装置测量精度测试
激光位移传感器测量范围为0～30mm,在进行精度测试时，首先准确安装好检测装置，同时在相同的检测方向上安装标准的高精度光栅尺。在测量时，以光栅尺的示值作为标准值、检测装置的示值作为测量值进行对比分析。测试结果如图5所示，由测量结果知激光位移检测模块最大误差为ΔS= -0.03 mm，则其测量精度为0.1%，满足系统的性能要求。
表1 间隙检测装置精度测试结果
（2）检测装置现场测试
现场测试是将检测装置、现场控制平板、上位机系统三个部分进行联合调试及测试。在现场测试时，选取某电梯进行门扇与门套的间隙进行检测，检测结果如图5所示。从对该电梯门的3次检测结果可知，各次的检测结果均不超过6mm，达到了国家电梯检验的相关标准要求。
图5 间隙检测装置现场测试结果
6 总结
本文提出了一种电梯门间隙检测装置，该装置采用高精度的激光位移传感器对电梯门门扇与门套的间隙进行检测，采用CC2530微处理器作为主控制器对传感器数据进行处理及传输，采用现场控制平板电脑进行检测过程的控制及数据处理，检测数据最终上传至上位机系统进行进一步存储和处理。精度测试结果表明，该装置能够满足系统的精度要求；现场测试结果表明，该装置性能稳定，检测结果客观准确，具有一定的实际应用价值及研究价值。
