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    电梯振动4G在线监测方案
    时间:2025-10-09 涉川
    一、方案介绍
    电梯是建筑中最重要的垂直交通设备之一,其运行平稳性直接影响乘坐舒适度与结构安全。由于曳引系统、导轨、轿厢平衡装置及机械连接件长期运转,极易受到磨损、松动、结构不均衡等因素影响而产生振动与冲击。为实现电梯运行状态的智能监测与安全评估,本方案依据 GB/T 13441.1-2007《机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价》 标准,采用 厦门涉川 S-CTFS 无线振动测量仪,构建一套基于 4G 网络传输的电梯振动在线监测系统
    系统实现对电梯运行全过程的振动信号采集、实时分析与预警管理,为设备安全运维与舒适性优化提供科学依据。
    二、监测目标
    1. 实时监测电梯运行过程中的振动加速度、速度及位移变化;
    2. 识别电梯驱动装置、导轨系统、轿厢底座及悬挂装置的动态状态;
    3. 评估电梯运行平稳性及乘坐舒适度等级;
    4. 实现振动超标预警、故障趋势判断与远程可视化管理;
    5. 建立基于4G无线传输的集中监测平台,实现多电梯联动监管。
    三、需求分析
    在传统维保模式中,电梯振动检测通常依赖人工巡检或短期数据采集,无法持续反映电梯运行特征变化,存在以下不足:
    • 检测周期长,难以及时发现隐患;
    • 无法区分正常运行与异常振动源;
    • 缺乏连续性监测数据支撑舒适性评估。
      因此,电梯设备需要一套 连续在线、智能分析、远程联控 的振动监测系统,满足以下需求:
    • 采用无线方式实现多电梯远程数据集中管理;
    • 支持GB/T 13441.1-2007 标准的人体舒适度评价模型;
    • 能对运行频段(0.5–50 Hz)的低频振动进行精准识别;
    • 自动报警与历史数据追溯功能。
    四、监测方法
    在电梯主机机房、轿厢底座、对重系统、导轨固定点等位置布设 S-CTFS 无线振动测量仪,采集三轴加速度信号。设备内置采样与滤波算法,实时传输数据至采集主机,经4G无线网络上传云端服务器。监测平台对数据进行时域与频域分析,自动计算 RMS、PPV、VC 值与主振频率分布。
    五、应用原理
    1. 传感原理:S-CTFS 无线振动测量仪基于 MEMS 微机电系统,通过检测加速度变化获得三轴振动信号。
    2. 数字信号处理:内置24位AD转换与低通滤波模块,确保信号纯净与低频响应稳定。
    3. 数据计算原理:对振动加速度积分计算振动速度与位移,提取 RMS、PPV、VC 指标用于评估结构与人体反应。
    4. 无线传输原理:采用4G通信模块,设备实时上报振动数据至云端监测中心。
    5. 标准评价原理:依据 GB/T 13441.1-2007,对振动等级及人体舒适性进行量化分级。
    六、功能特点
    • 三轴同步测量:同时采集X、Y、Z三方向振动信号。
    • 宽频响应:支持0.1~500Hz 低频到中频范围。
    • 无线联网:4G 网络传输,无需布线。
    • 数据分析:自动计算加速度、速度、位移、PPV、VC、RMS。
    • 智能报警:阈值超限自动推送预警信息。
    • 可视化平台:支持波形、频谱、趋势图实时显示。
    • 低功耗运行:内置电池可长时间独立供电。
    七、硬件清单
    • 厦门涉川 S-CTFS 无线振动测量仪(三轴 MEMS 传感器);
    • 数据采集主机与4G通信模块;
    • 云端监测平台与可视化分析软件;
    • 电源模块(锂电池/市电/备用电源);
    • 运维报警终端(PC、手机、微信)。
    八、硬件参数(量程、精度)
    • 测量量程:±16g;
    • 分辨率:0.0001g;
    • 频率响应:0.1~500 Hz;
    • 精度:±0.05%;
    • 噪声密度:≤30 μg/√Hz;
    • 通信方式:4G/NB-IoT;
    • 防护等级:IP67;
    • 工作温度:-40℃~+85℃;
    • 输出参数:加速度、速度、位移、PPV、VC、RMS。
    九、方案实现
    在电梯主要振源部位设置振动监测点:
    • 主机减速箱区:监测驱动系统不平衡与啮合异常;
    • 轿厢底部:检测运行平稳性与垂直振动;
    • 对重与导轨连接区:监测轨道振动及结构晃动;
    • 机房支撑与基础:监测整体振动响应。
      所有测点数据通过4G网络实时上传至云端平台。系统依据标准阈值判断电梯运行等级,若出现异常波动或振动超标,自动生成报警记录并通知运维人员。
    十、数据分析
    1. 时域分析:分析启动、运行、制动过程中的加速度峰值变化。
    2. 频域分析:通过 FFT 分析识别主振频与机械共振频段。
    3. 趋势分析:长期趋势跟踪判断磨损与装配松动。
    4. 舒适性评估:依据 GB/T 13441.1-2007,计算人体振动暴露等级并给出舒适度等级评价。
    十一、预警决策
    系统采用多级报警机制:
    • 一级预警:轻微振动异常,提示巡检;
    • 二级预警:振动持续超限,建议停机维护;
    • 三级预警:振动严重超标,系统自动触发警报。
      平台支持短信、微信、网页端报警推送,实现快速响应。
    十二、方案优点
    1. 符合国家标准:数据采集、分析、评估均遵循 GB/T 13441.1-2007。
    2. 无线4G传输:实时上传,安装简便、运维成本低。
    3. 高灵敏度检测:S-CTFS 测量仪具备极低噪声特性。
    4. 智能预警系统:可实现电梯运行状态闭环管理。
    5. 远程集中管理:多电梯集中接入同一平台。
    6. 长期稳定运行:支持低功耗连续监测,适合长期部署。
    十三、应用领域
    • 商场、写字楼、医院、地铁等公共建筑电梯;
    • 住宅区与轨道交通枢纽电梯群系统;
    • 电梯制造厂质量检测与试验监控;
    • 维保单位电梯安全运维管理系统。
    十四、效益分析
    • 安全效益:提前预警机械故障,防止停运事故。
    • 经济效益:减少人工检测与维保成本。
    • 管理效益:支持多站点远程集中监控与趋势分析。
    • 社会效益:提升电梯运行平稳性与乘客舒适度。
    十五、国标规范
    • GB/T 13441.1-2007 《机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价》
    • GB/T 23716-2009 《振动测量仪器》
    • GB/T 10058-2009 《电梯技术条件》
    • GB/T 28827.2-2012 《设备状态监测与诊断技术通则》
    • GB/T 50452-2008 《建筑结构检测技术标准》
    十六、参考文献
    1. 《电梯运行振动分析与控制研究》
    2. 《机械振动测量与信号分析技术》
    3. 《S-CTFS 无线振动测量仪技术白皮书》
    4. 《GB/T 13441.1-2007 标准解析与应用》
    十七、案例分享
    在某市综合体建筑群项目中,部署 25 台电梯在线振动监测系统,采用厦门涉川 S-CTFS 无线振动测量仪布设于轿厢底部、主机底座及导轨处。系统实时采集三轴加速度数据,并计算 RMS 与 PPV 值。
    监测平台发现一台电梯在运行上行阶段主振频率偏移至 36Hz,伴随加速度峰值提升 40%,系统自动触发二级报警。维保人员经检查发现曳引钢丝轮存在早期磨损问题,及时更换后恢复正常运行。项目实施后,设备运行稳定性提升 25%,乘坐舒适度明显改善。

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