漫谈未来的“一站式”电梯检验

目前在电梯检验过程中，检验人员存在由诸多不确定因素导致的被伤害的风险，如坠落伤害、机械伤害、电气伤害等。同时，随着计算机技术和网络技术的快速发展，未来的电梯检验也将是会向信息化、智能化和集成化方向发展。在本文中，笔者试图突破传统思维，思考能否采用通过单一综合指标来判定检验结果的仪器设备，对电梯进行“一站式”检验。

1特种设备安全检测技术国内外差距

近年来，国外特种设备安全检测技术领域围绕提高检测效率和可靠性涌现出一系列新技术：(1)声发射在线检测技术；(2)漏磁检测技术；(3)爬壁机器人自动测厚技术；(4)脉冲涡流检测技术，无需经过保温层可测量金属本体腐蚀状况；5)超声导波技术；(6)便携式光谱仪；(7)超声相控阵检测技术和超声波衍射时差(TOFD)检测技术。

我国特种设备安全科技整体水平有待进一步提高：(1)部分法规、标准体系不健全；(2)设计、制造整体水平与工业发达国家相比差距较大；(3)检测技术难以满足特种设备安全的需要；(4)寿命预测、安全评定、风险评估技术基础薄弱，基础数据缺乏；(5)特种设备安全状况监测、监控，事故应急救援，抢险和抢修技术有待提高；(6) 特种设备安全科技基础条件平台有待整合和补充完善。

2电梯目前检验现状

虽然近年来，国内电梯的检验技术和检验设备得到了较快发展，但与国外发达国家相比，总体技术水平和检测手段还相对比较落后。根据2009年以来先后施行的六大《电梯监督检验和定期检验规则》的相关规定，电梯检验的主要内容可以概括为3个部分：(1)技术资料的审查，(2)电梯相关设施和零部件设置的有效性及符合性，(3)功能试验项目。其检验方法主要是通过目测对电梯进行外观检查，通过手动各种功能开关的动作试验以及采用钢卷尺、钢直尺等测量后通过计算来检查或试验电梯相关设施和零部件设置的有效性、功能开关的可靠性以及各种安全尺寸的符合性。通过多项指标的检测，最后判定电梯合格与否。

3未来的“一站式”电梯检验

3.1发展趋势

电梯检测技术应有如下的发展趋势：(1)提高检测数值的精度，降低测量系统的不确定度，提高测量值与实际值相符的有效性；(2)扩展检测诊断与检测预报功能，以及提高其功能技术水平；(3)加强检测技术的研究，开发模拟、无损检测技术；(4)提高检测技术为电梯开发新技术的服务意识与服务效果。

3.2 “一站式”检验

笔者设想中的电梯站式”检验，即以“电梯检测技术的发展方向”为思路，同时能满足两点：(1)检测 电梯相关设施和零部件设置的有效性及符合性，(2)能验证功能试验的有效性。照此设计的一台功能强大、涵盖内容广的电梯综合检测仪。它采用单一综合指标检测结果取代目前通过多项指标检测结果来判定电梯合格与否。

该仪器这杯由两大部分组成：(1)X线扫禅兼测量装置；(2)计算机系统。前者主要由产生X线束的发生器，以及接收器和探测器组成；后者主要包括数据采集系统、中央处理系统、操作台等。此外，还应有辅助设备，如显示器、多幅照相机或激光照相机等。该仪器设备的工作原理是用X线束对电梯的零部件或其它某部件的层面进行扫描和测量，探测器接收透过该层面的X线，转变为可见光，然后进行光电转换变为电信号，最后经模拟- 数字转换器转换为数字信号，输入计算机处理和比对。

该仪器设备的技术特点是：(1)扫描层面是连续的，不至于漏掉缺陷，并且可进行三维重建后记录保存。(2) 超高速扫描时间，每秒可获得多帧图像，同时由于扫描时间极短，可以摄得电影图像，能避免运动所造成的伪影。譬如，测量轿厢底部最低点与轿厢缓冲器的距离，目前需要检验人员进入底坑，然后轿厢以正常速度下行到下端站的平层位置，检验人员用钢卷尺测量出两者之间的距离.这样就存在着挤压和剪切的危险。通过使用该仪器设备，就可以做到电梯运行时，检验人员可以不在底坑就能知道测量结果。与此同时，通过多根数据线与计算机系统和电梯控制柜连接来检测测试电路、安全部件及功能试验的有效性，而后根据微机板接□数据的输出读出代码，分析它们的有效性。

当然在这之前，首先国内必须要统一这些代码，做 到同一性和通用性。针对电梯检验的零散性和现场的复杂性，这种设备可以随身携带，人员直接可以在机房、井道外或机器设备附近对电梯及辅助设施进行整体扫描和测量。通过数据分析，就可以将结果现场打印出来。 由此，可真正做到以检测仪器说话，排除目前一些检测 过程中的人为因素，做到有可以追溯的根据以及断定结论的公正性、有效性，避免误判的发生。

3.3“一站式”检验中的测量误差分析

对于使用这种检测仪器设备时影响数据的测量误差，在设计该仪器设备时也要考虑以下几种因素。(1)物 体自身的因素。被测物体的材料、光学性质等，对光的反射和吸收程度有很大的差异。例如：在进行物体轮廓测量时，若被测物体表面上入射点处的法线与入射光轴不重合，则散射光场的空间分布发生变化，导致光斑重心偏移，从而直接影响测量误差。(2)标定的因素。对于物点到像点的非线性关系的标定技术更是获取物体三维坐标的关键。由于测头的变形以及标定时对光学系统进行了许多理想假设，因此都会带来一些很复杂的非线性系统误差，影响测量数据的精度。但是它们有一个特性，即一旦系统确定，这些影响因素也就确定。通过对系统参数的实际标定，可以将这些影响因素消除或减小到允许的范围内。(3)摄像机的分辨率。对整个测量系统的分辨率而言，它主要取决于测量范围。此外，扫描系统的运动装置的移动误差也会降低测量精度。因此，在激光扫描测量系统中，采取有效方法，通过光束细化以减小入射光斑尺寸，提高光斑聚焦景深，增大通光孔径，减小散斑对比度，控制光强，光斑中心提取前对图像进行滤波处理等来减小被测物体表面特性带来的测量误差，改进光斑中心提取算法以减小算法误差使之具有高精度。(4)可测性的问题。尽管多数情况下，可通过加长测杆或采用多个视点扫描的方式来解决，但在处理如通孔之类的不可及表面时，采用光学扫描的方法无法获取完整的采样数据。阻塞问题是由于阴影或障碍物遮挡了扫描介质而引起的。(5)参考点的误差。在对物体进行多次测量，然后进行拼合的情形中，参考点引起的误差。因为，我们即使设置了特征点、特征线、特征表面来进行拼合，但是由于软件本身的计算以及多次拍摄中拍摄条件的变化，也会不可避免地产生一定量的误差。(6)测量探头半径补偿误差。(7)测量人员视觉和操作误差。(8)数据处理误差。

4结语

如果这种检测仪器设备能够得到研发和推广，不仅可以大大提高电梯检测效率和检验结果的准确率，也可以降低检测人工成本和人员伤害带来的风险。更重要的是，通过运用新技术(计算机技术、高新显示技术、高精度传感器技术以及电子、光学、声学、理化、机械等多种原理相结合的一体化技术等)，电梯的检测手段跃升了一个新的台阶。

作者：张晓琳，李征，江苏省江苏江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院