本发明公开了一种电梯平衡系数测试系统及方法，包括：检测发射器，安装在电梯对重架上，在电梯装载不同载荷沿全程直驶上下运行过程中，用于判断轿厢与对重是否在同一水平位置上，若是，检测发射器发出无线信号；无线锁定电流采集器，安装在电梯主回路上，用于接收无线信号，并基于该无线信号采集电梯驱动电机此刻的电流值，该无线锁定电流采集器与检测发射器无线连接；移动终端，用于接收无线锁定电流采集器所采集的电流值，并根据接收到的不同载荷的电流值采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线绘制并计算平衡系数值，显示测试曲线以及测试结果，该移动终端与无线锁定电流采集器无线连接。本发明能够提高平衡系数测试的准确度，并且测试效率高。
检测发射器(1)，该检测发射器(1)安装在电梯对重架(10)上，在电梯装载不同载荷沿全程直驶上下运行过程中，所述检测发射器(1)用于判断轿厢(7)与对重(8)是否在同一水平位置上，若是，所述检测发射器(1)发出无线信号；
无线锁定电流采集器(2)，该无线锁定电流采集器(2)安装在电梯主回路(9)上，用于接收所述检测发射器(1)发出的无线信号，并基于该无线信号采集电梯驱动电机此刻的电流值，该无线锁定电流采集器(2)与检测发射器(1)无线连接；
移动终端(3)，用于接收所述无线锁定电流采集器(2)所采集的电流值，并根据接收到的不同载荷的电流值采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线绘制并计算平衡系数值，显示测试曲线以及测试结果，该移动终端(3)与所述无线锁定电流采集器(2)无线连接；
设测试数据为(xi,yi)(i＝0,1,…,n)，其中，xi为轿厢装载载重量与额定载重量的比值，yi为测试电流值，P(x)为测试曲线表达式，a为系数，则该方法在通常的非边界问题时利用所有的测试点采用最小二乘拟合得到测试曲线当出现边界问题，即拟合计算所得平衡系数测试值与测试原理不符合时，舍弃中间测试数据(xn/2,yn/2)，采用插值方法得到曲线所述测试原理如下：当电梯装载n％额定载荷时,若上行电流值大于下行电流值，则平衡系数应小于n％；若上行电流值小于下行电流值，则平衡系数应大于n％，其中，0≤n≤
2.根据权利要求1所述的电梯平衡系数测试系统，其特征在于：所述移动终端(3)还用于通过输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下：或
3.根据权利要求1所述的电梯平衡系数测试系统，其特征在于：所述检测发射器(1)利用对重(8)与轿厢(7)之间距离L1远小于对重(8)与轿厢侧井道壁(6)之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重(8)与轿厢(7)在同一水平面时的位置。
4.根据权利要求1至3任一所述的电梯平衡系数测试系统，其特征在于：还包括服务器(4)和打印机(5)，打印机(5)与服务器(4)连接，服务器(4)与所述移动终端(3)无线或有线连接，测试完成后，所述移动终端(3)将测试数据发至服务器(4)，再由打印机(5)打印出测试曲线图。
5.用权利要求1所述的电梯平衡系数测试系统进行测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将检测发射器(1)安装在电梯对重架(10)上并进入工作状态；
步骤2、将无线锁定电流采集器(2)挂在电梯主回路(9)上并进入工作状态；
步骤3、移动终端(3)开机进入测试界面，选择或输入测试载荷组，设置平衡系数规定范围；
步骤4、轿厢(7)分别承载选择的测试载荷沿全程直驶上下运行，当检测发射器(1)判断对重(8)与轿厢(7)在同一水平面时发出无线信号，当无线锁定电流采集器(2)收到该无线信号后采集电梯驱动电机此刻的电流值；
步骤5、移动终端(3)接收所述无线锁定电流采集器(2)所采集的电流值，并采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线求解并计算平衡系数值；若该平衡系数值在所述平衡系数规定范围内，则测试结束；若该平衡系数值不在所述平衡系数规定范围内，则进入步骤
步骤6、调整计算平衡系数，利用移动终端(3)输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，移动终端(3)自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下：或
当调整后的平衡系数值在所述平衡系数规定范围内时，则根据所述移动终端(3)输入的对重质量调整对重(8)的质量，再进入步骤4进行测试。
6.根据权利要求5所述的电梯平衡系数测试方法，其特征在于：所述步骤4中，所述检测发射器(1)判断对重(8)与轿厢(7)在是否在同一水平面的方法是：利用对重(8)与轿厢(7)之间距离L1远小于对重(8)与轿厢侧井道壁(6)之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重(8)与轿厢(7)在同一水平面时的位置。
7.根据权利要求5所述的电梯平衡系数测试方法，其特征在于：所述步骤4中，如果采集的电流值与载荷出现逻辑错误，所述移动终端(3)进行提示重新输入测试电流数据或调整对重质量后进行重新测试；
所述电流值与载荷的逻辑关系如下：当电梯装载载荷大于50％额定载荷时,上行电流值应大于下行电流值；当电梯装载载荷小于50％额定载荷时,上行电流值应小于下行电流值。
8.根据权利要求5至7任一所述的电梯平衡系数测试方法，其特征在于：还包括：步骤7、测试完成后，移动终端(3)将测试数据发至服务器(4)；
步骤8、打印机(5)打印电梯平衡系数测试曲线图及测试结果，并粘贴于电梯检验记录上。
电梯平衡系数测试系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于曳引式电梯平衡系数测试技术，具体涉及一种电梯平衡系数测试系统及方法。
背景技术
[0002] GB/T10059-2009《电梯试验方法》和《电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯》要求电梯的平衡系数为0.4～0.5或符合制造(改造)单位的设计值，其检验方法为“轿厢分别装载额定载重量的30％、40％、45％、50％、60％作上、下全程运行，当轿厢和对重运行到同一水平位置时，记录电动机的电流值，绘制电流-负荷曲线以上、下行运行曲线的交点确定平衡系数。”该方法在检验中具体操作步骤是：
[0003] (1)电梯轿厢和对重在一个水平线上的时候在曳引机支架和钢丝绳上做个标识；
[0004] (2)轿厢按规定放置不同重量的砝码；
[0005] (3)电梯上下运行，通过目测曳引绳上的标识到达曳引机支架标识处来判断电梯轿厢与对重在同一水平线时，用钳形电流表测试读出这一时刻的电流数据；
[0006] (3)在检验记录的测试表格中记录数据并手工绘制平衡系数曲线图；
[0007] (4)根据曲线交点，确定平衡系数值。
[0008] 其中，所述步骤(3)采用手工绘制平衡系数曲线时通过了所有测试点，从数值分析的角度看，这是一种插值处理，也就是曲线严格的通过每一个测试的数据点。然而，在平衡系数的测试过程中，由于电压波动、摩擦力、风阻等不可避免地会有误差产生。而采用经过所有的测试点绘制曲线，也就将测试的误差保留了下来，会对结果造成影响。同时，不同人的绘制可能导致结果不一致，带来人为误差。为减小平衡系数测试误差，通常采用曲线拟合的方法进行平衡系数曲线的拟合，但该方法不能避免边界数据问题带来的错误判断。同时，目前还没有在检验现场测试平衡系数后直接打印曲线及结果的情况。
[0009] 近年，平衡系数自动测试的研究方兴未艾。如CN202754650U记载的“电梯平衡系数测量仪”,该测量仪包括位置传感器、电流传感器、发射器、接收器和主控器，位置传感器、发射器安装在电梯轿顶，电流传感器安装在电梯主回路上，接收器、主控器安装在机房内，电流传感器连接主控器。本实用新型自动检测轿厢和对重在同一水平面时位置，自动触发电流传感器记录电流值，并自动计算出平衡系数，彻底摆脱了人为因素对获得平衡系数数值准确性的影响，检验手段更加科学、严谨，检验结果更加准确。但存在的缺点是：置于轿顶的传感器需要全程学习，同时主控器功能单一。
[0010] 目前，采用无载荷测试平衡系数的方法也取得了一些研究成果，如安徽省特种设备检测院研发的通过检测曳引轮两侧钢丝绳张力确定平衡系数的检测仪、辽宁石油化工大学研发的静态两侧重量差测量方法及其测试仪、德国TUV公司的ADIASYSTEM电梯检测系统等。由于是无载荷测试，省去了反复搬运砝码的环节，测试时间短，但其存在的问题是，测试结果与现行电梯检验规则采用的动态测试数值存在差异，可重复性差，限制了推广应用。
发明内容
[0011] 本发明的目的是提供一种电梯平衡系数测试系统及方法，以提高平衡系数数值的准确度，并且测试效率高。
[0012] 本发明所述的一种电梯平衡系数测试系统，包括：
[0013] 检测发射器，该检测发射器安装在电梯对重架上，在电梯装载不同载荷沿全程直驶上下运行过程中，所述检测发射器用于判断轿厢与对重是否在同一水平位置上，若是，所述检测发射器发出无线信号；
[0014] 无线锁定电流采集器，该无线锁定电流采集器安装在电梯主回路上，用于接收所述检测发射器发出的无线信号，并基于该无线信号采集电梯驱动电机此刻的电流值，该无线锁定电流采集器与检测发射器无线连接；
[0015] 移动终端，用于接收所述无线锁定电流采集器所采集的电流值，并根据接收到的不同载荷的电流值采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线绘制并计算平衡系数值，显示测试曲线以及测试结果，该移动终端与所述无线锁定电流采集器无线连接。
[0016] 所述移动终端还用于通过输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下：
[0017] 或
[0018] 其中：
[0019] k为调整后的平衡系数；
[0020] k0为调整前的平衡系数；
[0021] ΔW为增加或减少的对重质量；
[0022] Q为电梯额定载荷；
[0023] N为增加或减少的对重块数量；
[0024] W为每块对重块的质量。
[0025] 所述最小二乘拟合与插值相融合的方法如下：
[0026] 设测试数据为(xi,yi)(i＝0,1,…,n)，其中，xi为轿厢装载载重量与额定载重量的比值，yi为测试电流值，P(x)为测试曲线表达式，a为系数，则
[0027]
[0028] 该方法在通常的非边界问题时利用所有的测试点采用最小二乘拟合得到测试曲线 当出现边界问题，即拟合计算所得平衡系数测试值与测试原理不符合时，舍弃中间测试数据(xn/2,yn/2)，采用插值方法得到曲线
[0029] 所述测试原理如下：当电梯装载n％额定载荷时,若上行电流值大于下行电流值，则平衡系数应小于n％；若上行电流值小于下行电流值，则平衡系数应大于n％，其中，0≤n≤100。
[0030] 所述检测发射器利用对重与轿厢之间距离L1远小于对重与轿厢侧井道壁之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重与轿厢在同一水平面时的位置。
[0031] 还包括服务器和打印机，打印机与服务器连接，服务器与所述移动终端无线或有线连接，测试完成后，所述移动终端将测试数据发至服务器，再由打印机打印出测试曲线图。
[0032] 本发明所述的电梯平衡系数测试的方法包括以下步骤：
[0033] 步骤1、将检测发射器安装在电梯对重架上并进入工作状态；
[0034] 步骤2、将无线锁定电流采集器挂在电梯主回路上，并进入工作状态；
[0035] 步骤3、移动终端开机进入测试界面，选择或输入测试载荷组，设置平衡系数规定范围(即：《电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯》要求电梯的平衡系数为`.4～0.5或符合制造(改造)单位的设计值。)
[0036] 步骤4、轿厢分别承载选择的测试载荷沿全程直驶上下运行，当检测发射器判断对重与轿厢在同一水平面时发出无线信号，当无线锁定电流采集器收到该无线信号后采集电梯驱动电机此刻的电流值；
[0037] 步骤5、移动终端接收所述无线锁定电流采集器所采集的电流值，并采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线求解并计算平衡系数值，若该平衡系数值在所述平衡系数规定范围内，则测试结束；若该平衡系数值不在所述平衡系数规定范围内，则进入步骤6；
[0038] 步骤6、调整计算平衡系数，利用移动终端输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，移动终端自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下：
[0039] 或
[0040] 其中：
[0041] k为调整后的平衡系数；
[0042] k0为调整前的平衡系数；
[0043] ΔW为增加或减少的对重质量；
[0044] Q为电梯额定载荷；
[0045] N为增加或减少的对重块数量；
[0046] W为每块对重块的质量；
[0047] 当调整后的平衡系数值在所述平衡系数规定范围内时，根据所述移动终端输入的对重质量调整对重的质量并进入步骤4。
[0048] 所述步骤5中所述最小二乘拟合与插值相融合的方法为：
[0049] 设测试数据为(xi,yi)(i＝0,1,…,n)，其中，xi为轿厢装载载重量与额定载重量的比值，yi为测试电流值，P(x)为测试曲线表达式，a为系数，则
[0050]
[0051] 该方法在通常的非边界问题时利用所有的测试点采用最小二乘拟合得到测试曲线 当出现边界问题，即拟合计算所得平衡系数测试值与测试原理不符合时，舍弃中间测试数据(xn/2,yn/2)，采用插值方法得到曲线
[0052] 所述测试原理如下：当电梯装载n％额定载荷时,若上行电流值大于下行电流值，则平衡系数应小于n％；若上行电流值小于下行电流值，则平衡系数应大于n％，其中，0≤n≤100。
[0053] 所述步骤4中，所述检测发射器判断对重与轿厢在是否在同一水平面的方法是：利用对重与轿厢之间距离L1远小于对重与轿厢侧井道壁之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重与轿厢在同一水平面时的位置。
[0054] 所述步骤4中，如果采集的电流值与载荷出现逻辑错误，所述移动终端进行提示重新输入测试电流数据或调整对重质量后进行重新测试；
[0055] 所述电流值与载荷的逻辑关系如下：当电梯装载载荷大于50％额定载荷时,上行电流值应大于下行电流值；当电梯装载载荷小于50％额定载荷时,上行电流值应小于下行电流值。
[0056] 还包括：
[0057] 步骤7、测试完成后，移动终端将测试数据发至服务器；
[0058] 步骤8、打印机打印电梯平衡系数测试曲线图及测试结果，并粘贴于电梯检验记录上。
[0059] 本发明所述电梯平衡系数测试系统及方法具有以下优点：
[0060] (1)平衡系数曲线绘制采用最小二乘拟合与插值相融合的方法，不仅可以减小由于电压波动、摩擦力、风阻等带来的测试误差，而且可以避免当出现边界问题时的错误判断；
[0061] (2)平衡系数的电流值可以自动获取，可以避免手动输入时可能带来的错误，提高测试效率；
[0062] (3)具有智能判断测试数据与载荷逻辑不一致时给出提示的功能，防止了测试可能带来的错误；
[0063] (4)具有测试载荷组预置与存储功能，可以便捷设置和存储不同的测试载荷值，如在不同应用下，可设置或选择测试组“30％、40％、45％、50％、60％”或测试组“25％、40％、45％、50％、75％”或者手动输入其他值，方便测试应用；
[0064] (5)设置平衡系数范围，并可判断结果是否符合要求，并给出提示的功能；
[0065] (6)具有平衡系数调整计算功能，即可以输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，计算得到调整后的平衡系数值，方便现场调整对重块，提高工作效率；
[0066] (7)可以现场得到测试结果，并将数据传输至服务器，采用打印机打印结果可以方便地粘贴于记录上，提高了效率和记录的美观度；
[0067] (8)置于对重上的检测发射器利用对重与轿厢之间的距离L2远小于对重与井道壁(轿厢侧)之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重与轿厢在同一水平面时的位置，发射无线信号，以便锁定此刻的电流值，测试过程无需自学习即可判断对重与轿厢在同一水平面时的位置，测试效率高。
附图说明
[0068] 图1为本发明所述电梯平衡系数测试系统的结构示意图；
[0069] 图2为本发明所述电梯平衡系数测试系统的使用状态图。
具体实施方式
[0070] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0071] 如图1和图2所示的一种电梯平衡系数测试系统，包括检测发射器1、无线锁定电流采集器2、移动终端3、服务器4和打印机5。
[0072] 所述检测发射器1安装在电梯对重架10上，在电梯装载不同载荷沿全程直驶上下运行过程中，所述检测发射器1用于判断轿厢与对重8是否在同一水平位置上，若是，所述检测发射器1发出无线信号。
[0073] 所述无线锁定电流采集器2安装在电梯主回路9上，用于接收所述检测发射器1发出的无线信号，并基于该无线信号采集电梯驱动电机此刻的电流值，该无线锁定电流采集器2与检测发射器1无线连接。
[0074] 所述移动终端3用于接收所述无线锁定电流采集器2所采集的电流值，并根据接收到的不同载荷的电流值采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线绘制并计算平衡系数值，显示测试曲线以及测试结果，该移动终端3与所述无线锁定电流采集器2无线连接。
[0075] 所述移动终端3还用于通过输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下：
[0076] 或
[0077] 其中：
[0078] k为调整后的平衡系数；
[0079] k0为调整前的平衡系数；
[0080] ΔW为增加或减少的对重质量；
[0081] Q为电梯额定载荷；
[0082] N为增加或减少的对重块数量；
[0083] W为每块对重块的质量。
[0084] 所述最小二乘拟合与插值相融合的方法如下：
[0085] 设测试数据为(xi,yi)(i＝0,1,…,n)，其中，xi为轿厢装载载重量与额定载重量的比值，yi为测试电流值，P(x)为测试曲线表达式，a为系数，则
[0086]
[0087] 该方法在通常的非边界问题时利用所有的测试点采用最小二乘拟合得到测试曲线 当出现边界问题，即拟合计算所得平衡系数测试值与测试原理不符合时，舍弃中间测试数据(xn/2,yn/2)，采用插值方法得到曲线
[0088] 所述测试原理如下：当电梯装载n％额定载荷时,若上行电流值大于下行电流值，则平衡系数应小于n％；若上行电流值小于下行电流值，则平衡系数应大于n％，其中，0≤n≤100。
[0089] 所述检测发射器1利用对重与轿厢之间距离L1远小于对重8与轿厢侧井道壁6之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重8与轿厢7在同一水平面时的位置。
[0090] 所述打印机5与服务器4连接，服务器4与所述移动终端3无线或有线连接，测试完成后，所述移动终端3将测试数据发至服务器4，再由打印机5打印出测试曲线图。
[0091] 如图2所述的一种电梯平衡系数测试方法，包括以下步骤：
[0092] 步骤1、将检测发射器1安装在电梯对重架10上并进入工作状态；
[0093] 步骤2、将无线锁定电流采集器2挂在电梯主回路9上并进入工作状态；
[0094] 步骤3、移动终端3开机进入测试界面，选择或输入测试载荷组(如选择测试组“30％、40％、45％、50％、60％”或测试组“25％、40％、45％、50％、75％”或者手动输入其他值)，设置平衡系数规定范围(0.4～0.5或者制造厂家设计的值)。
[0095] 步骤4、轿厢分别承载选择的测试载荷沿全程直驶上下运行，当检测发射器1判断对重8与轿厢在同一水平面时发出无线信号，当无线锁定电流采集器2收到该无线信号后采集电梯驱动电机此刻的电流值，如果采集的电流值与载荷出现逻辑错误，所述移动终端进行提示重新输入测试电流数据或调整对重质量后进行重新测试；所述电流值与载荷的逻辑关系如下：当电梯装载载荷大于50％额定载荷时,上行电流值应大于下行电流值；当电梯装载载荷小于50％额定载荷时,上行电流值应小于下行电流值。如：平衡系数规定范围为0.4～0.5，当30％载荷时上行电流值大于下行电流值或在60％载荷时上行电流值小于下行电流值，此时平衡系数明显不符合要求，移动终端3将提示重新输入测试电流数据或调整对重质量后进行重新测试。
[0096] 其中：所述检测发射器1判断对重8与轿厢7在是否在同一水平面的方法是：利用对重8与轿厢7之间距离L1远小于对重8与轿厢侧井道壁6之间的距离L2的特点，通过检测距离突变判断对重8与轿厢在同一水平面时的位置。
[0097] 步骤5、移动终端3接收所述无线锁定电流采集器2所采集的电流值，并采用最小二乘拟合与插值相融合的方法进行曲线求解并计算平衡系数值，若该平衡系数值在所述平衡系数规定范围内，则测试结束；若该平衡系数值不在所述平衡系数规定范围内，则进入步骤6；
[0098] 其中，所述最小二乘拟合与插值相融合的方法如下：
[0099] 设测试数据为(xi,yi)(i＝0,1,…,n)，其中，xi为轿厢装载载重量与额定载重量的比值，yi为测试电流值，P(x)为测试曲线表达式，a为系数，则
[0100]
[0101] 该方法在通常的非边界问题时利用所有的测试点采用最小二乘拟合得到测试曲线 当出现边界问题，即拟合计算所得平衡系数测试值与测试原理不符合时，舍弃中间测试数据(xn/2,yn/2)，采用插值方法得到曲线
[0102] 以下用一个实例对该方法处理边界问题进行具体说明：
[0103] 测试载荷分别为额定载重量的30％、40％、45％、50％、60％，上行测试电流值分别为：3.4、7.8、18.1、19.3、22.0，下行测试电流值分别为：20.2、8.0、10.5、15.2、3.4。采用最小二乘拟合得到上行曲线为Pup＝-2650x3+3450x2-1374x+176.4，下行曲线为Pdown＝-6400x3+8670x2-3827x+560.9，计算得到平衡系数值为0.382。根据测试原理，当装载额定载重量40％时，上行电流值小于下行电流值，则平衡系数值应大于0.4。而此时拟合得到的值却小于0.4，与测试原理不符合，出现了边界问题。此时，采用插值的方法得到上行曲线为，Pup＝-
2650x3+3535x2-1450x+191.8，下行曲线为Pdown＝-6400x3+8650x2-3809x+557.2，计算得到的平衡系数值为0.403，与测试原理相符合。该方法避免了单纯采用拟合方法带来的误判。
[0104] 步骤6、调整计算平衡系数，利用移动终端3输入增加或减少的对重质量或者对重块数与对重块质量，移动终端3自动计算得到调整后的平衡系数值，计算公式如下：
[0105] 或
[0106] 其中：
[0107] k为调整后的平衡系数；
[0108] k0为调整前的平衡系数；
[0109] ΔW为增加或减少的对重质量；
[0110] Q为电梯额定载荷；
[0111] N为增加或减少的对重块数量；
[0112] W为每块对重块的质量；
[0113] 当调整后的平衡系数值在所述平衡系数规定范围内时，根据所述移动终端3输入的对重质量调整对重8的质量并进入步骤4。
[0114] 步骤7、测试完成后，移动终端3将测试数据发至服务器4；
[0115] 步骤8、打印机5打印电梯平衡系数测试曲线图及测试结果，并粘贴于电梯检验记录上。
