电梯门安全及其保护装置探讨

摘 要：随着电梯在人们生活中的普及，其安全性也逐渐成为人们关注的焦点，而在电梯的安全保护系统中电梯门的安全及其保护装置有着重要的地位，成为了电梯中最重要的安全保护系统之一。文章分析了各种类型电梯门的安全及保护装置，希望能为电梯的安全使用和运行提供有益的借鉴。

关键词：电梯门；安全保护装置；机械触板保护；光幕保护；激光保护

我国国民经济的高速发展带动了建筑行业的腾飞，高层建筑开始在社会中层出不穷，为了向人们在高层建筑中的工作和生活提供方便，电梯就成了人们垂直上下楼的最主要交通工具。据相关文章分析，当前我国电梯的应用数量每年以20%左右的速度迅猛增长着，已经渐渐成为了人们城市生活中必备的交通工具之一，因此有关电梯安全性的问题也就成为了人们关注的焦点之一。尽管随着我国电梯技术的不断发展，相关的电梯事故发生数量也显示降低，但因为电梯事故的发生会在很大程度上威胁到搭乘人员的人身和生命安全，所以相关研究人员在电梯安全保护方面的不断努力是很有必要的，而接下来我们就探讨一番作为电梯安全系统中最重要的组成部分之一的电梯门安全保护系统的相关功能和特性。

1 有关电梯门的相关要素

1.1 有关电梯门保护的相关标准和规定

在我国《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）中对于电梯门的相关保护做了如下的规定：当乘客在搭乘电梯的时候，如果轿门已经或者将要夹住乘客身体的时候，电梯上应该有相关的设备能够在这个时候使电梯的轿门自动打开，以防止对乘客产生伤害。这种装置的保护作用能够在主动关闭的轿门最后50mm的行程中被取消，但是及时在保护装置被取消时对于主动轿门来说其动能也应小于10 J（此处参考了《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）第8.7.2.1.1.3 条和第 7.5.2.1.1.3 条的内容）。从技术层面上讲，这部分内容与国际《电梯制造与安装安全规范》（EN 81-1：1998）标准中的相关内容是等同的，因此电梯生产企业在满足了国内《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）标准之后，也就符合了相关的国际技术规范和标准。从国家相关的电梯制造和安装技术规范中可以看出，电梯在制造、安装和使用的过程中必须有们安全及其保护装置的存在，但是对于电梯中相关门安全及其保护装置的位置、类型和保护方式并没有做出具体的规定和解释，这就在相关电梯设计和制造人员的具体工作执行中产生了一些混乱。

1.2 电梯门保护的种类

电梯门安全保护系统按照功能来分析有较多的类型，而且在现实生活中其使用范围也不止限于电梯门的安装和使用上，还可以被应用于任何相关的自动开关门类的设备上，以更好的方便使用和保护人们的安全。根据电梯门保护的功能分析，我们可将其分为两大类，而每一类在特性方面又适用于不同的场合，其分类如下：

首先是机械门保护系统，在这种保护系统中又包含了机械安全触板保护系统和门机保护系统；其次是光电门保护系统，在这种系统下又可分为两维光幕保护系统、单光束门保护系统、光幕和安全触板的二合一光幕保护系统、以及三维光幕保护系统。

2 机械门安全保护装置

2.1 门机保护装置

这种系统主要是将乘客保护模块集成到门机保护系统中，这种保护方式多是应用于在已经碰撞的情况下，其原理就是碰撞发生时，电动机的转动就会受阻，这时用来检测电动机运行状态的相关检测装置就会在检测到这一受阻状态，并将信号通过控制系统，然后控制系统再使门机做出反方向运动的动作，既保护了乘客，也预防了门机受损。但是这种门机保护系统的作用机制是在碰撞已经发生的情况下作用的，且这种撞击实际上多在100N以上，所以对于老人、弱者或小孩等可能会产生一定的伤害。门机保护功能在我国《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）第7.5.2.1.1.2条中有如下的规定：在平均的关门速度下电梯轿门及与其连接的各零件动能的计算值和测量值都不应该大于10J，而关于其平均速度的计算中，其总行程要在对中分门中每个动门都减去25mm，在对旁开门中要减去主动轿门最后行程末端的50mm。所以在这种要求下可知，这种门机保护系统对于运动质量和门机有着较高的要求，只有将门机的运动部件质量降低，并通过控制系统降低重开门力才能将这种系统的保护功能发挥地更好，而我们可以根据关门动能的计算公式e=1/2mv2，将门机的运动部件质量计算出来。

2.2 机械触板门保护装置

这种保护装置成本较低，设计简单，通常是在支架的固定下安装在门板上，所以从安装和维修的角度来讲，这种保护系统都有很大优势。所以在诸如住宅、商场等场所的使用较为普遍，从材料角度看有铝合金和铁触板两类；从结构特点来看主要包括双安全触板+光束/光幕、单安全触板+双光束、单安全触板+单光束、双安全触板等。其工作原理主要是在电梯门关闭时，触板往往会先接触到乘客，然后它信号传送给控制系统，通过控制系统控制电梯门及时打开，但是如果在电梯关门速度较快的情况下，有经验的人为了防止电梯门的碰撞可能会提前触碰触板或做出躲避电梯门的动作，而这对于老人、弱者或小孩等可能也会造成伤害。

3 光电门保护装置

3.1 光束门保护装置

鉴于光束的直径较小，而且在对物体的感知范围方面也很有限制，所以其不能单独而多是和触板结合在一起使用才能发挥其价值。通常情况下会在安全触板或者轿厢前围壁上设置光束，且对于数量没有明确的规定。其工作原理主要是当物体被光束感知后，电梯门就会收到自动开启的信号，然后做出开门的动作，但是这种光束并不能作为独立的保护装置而被应用，而且在很多城市也不会通过验收。

3.2 光幕门保护装置

这种光幕门保护装置的使用在很大程度上改善了乘客对于电梯的使用体验，因为和机械安全触板不同，它采用了无精密机械传感器和无机械运动部件，所以其本身在工作的过程中可以避免与乘客或物体的直接接触，从而有效的保护了乘客和物品的安全，对于电梯而言其在很少碰撞的情况下也降低了故障发生率，提高了使用的可靠性。这种光电保护系统产品的开发已经有很多种类，许多实力较强的电梯制造公司也积极地加入到这种系统的研发和生产中。

在光幕门保护装置系统中，轿门板多是光幕设置的位置，并且和光幕电缆一起随着轿门的开关而做出循环往复的运动，同时为了避免对光幕电缆和发射、接收端在随电梯门的往复开关运动中因摩擦等而产生损害，相关工作人员在对这种保护装置进行安装的过程中多将缆线用导链捆束起来。光幕系统是由发射器、接收器、控制器和电缆共同组成的一个，发射器和接收器多是被设置于电梯轿门或者轿厢的两侧，控制器多是被设置于轿厢顶部。这种保护系统的工作原理是当发射器发出的光束遇到通过或是即将通过的乘客或物品时，接收端对于光束的接受就会受阻，从而使开门信号被控制系统发出，门机在接受到相关指令后就会做出开门的运动。因为光幕门保护装置中其扫描精度和系统的反应灵敏度在很大程度上依赖于光束数量的多少，所以光束数量在光幕门保护系统中占有重要的地位。虽然随着光束数量的增多，光幕门保护系统的扫描精度和反应速度会得到提高，但是着也使装置在成本方面增加很多，所以当前光幕保护装置产品的价格也跟随着光幕从24线光束到194线光束的变化而差异较大，但是为了保证电梯使用过程中的安全性，企业在选择相关光幕保护装置的产品时，要尽可能地选择光束较多的产品。这种保护装置在随着电梯门关闭的过程中其光束的数量也会逐渐减少，这就会使光幕保护装置形成检测盲区，其灵敏度也会降低，所以其可能会对比较比较薄的物体并非十分敏感，如女士的裙子等，最终可能会使其被轿门夹住的风险增大，这也是为什么在选择这类产品时要注重光束数量的原因之一。

3.2.1 两维光幕保护装置

两维光幕保护装置光束的发射数量可以根据电梯门关闭距离的大小而产生变化，因为其光束是相互交错地在电梯门扇运动的方向形成反应面，所以其感知和反应的灵敏度很高，当物体或乘客进入其感知范围后都能被敏捷地感知。两维光幕保护装置的工作原理是每个探测束的形成都是由一个红外发射管、对应的红外接受管和红外光束三部分筑成，在控制系统的的管理下形成一个由红外线组成的保护光幕。当光幕中的红外线被物体或者乘客阻挡之后，系统就会在0.1s内依此做出预警和验证反应，当阻挡被验证通过后就会通过控制系统使电梯门做相反方向的运动，因为这种保护系统的优越性能和成本随着技术创新的不断降低，其普及也会越来越近。

3.2.2 二合一光幕和三维光幕保护装置

二合一光幕保护装置是由以光幕为中心并加上安全触板辅助功能的保护装置，主要是将光幕安置于安全触板的边缘部分，从而实现了电气和机械方面保护的二合一，但是这种二合一使得保护装置在安装、维护方面比单纯的一个方面有着更高的要求，所以这种保护装置在成本方面是这两种单纯装置的综合，一般多是被用于较高档的场所。

三维光幕保护装置其监测感应区域是多方位的，在二维光幕的基础上增加了向外的红外线发射和接受管，在这种保护装置中物体阻挡并反射的发射管发出的红外线被接收器接受，电梯门会自动打开，相比于其它，这种系统具有智能化和自动化的优点，这种保护装置多倍用于高档的建筑中，由于其感应区的与众不同，对其安装要严格按照标准执行。

国际和国内的有关电梯生产规范和技术标准都对电梯门的保护做出了一定的要求，并组成了电梯安全保护系统的主要部分，随着我国经济的发展和人们生活水平的不断提高，人们对于电梯安全性和人性化的要求也会越来越严格，所以如何使电梯的设计和生产更加符合使用者这方面的需求已经成为相关研究人员和电梯生产企业必须关注的焦点之一。

参考文献

[1]张书，殷勤.电梯门锁安全回路改进设计[J].电子测试，2014（14）41-43.

[2]李士林，涂春磊.聚甲醛材料在电梯门地坎的替代应用[J].电子测试，2013（18）220-222.

[3]孟调霞.电梯门保护装置的归纳与探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2013（12）.

[4]钟宏庆.电梯门系统的安全保护装置与检验探讨[J].中国科技博览，2012（27）：634-634.

[5]郭强.浅析电梯安全保护装置[J].西铁科技，2012（3）：27-28.