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????????自動扶梯在運行過程中，顧客的流量在不同時段有較大的差別，有時乘自動扶梯可能一個人也沒有，由于顧客到來具有隨機性，也不可能在無人乘坐時將自動扶梯停止運轉(zhuǎn)，未進行調(diào)速控制的自動扶梯只能以額定速度空轉(zhuǎn)， 這樣運行很不經(jīng)濟，浪費大量的電能，而且，鏈條、皮帶磨損大、維修周期短，給正常使用帶來了不少麻煩。因此對自動扶梯進行變頻調(diào)速改造，在無人乘坐時降低速度運轉(zhuǎn)，有人乘坐時再平穩(wěn)地加速到額定速度運轉(zhuǎn)。這樣，可減低鏈條、皮帶的磨損；轉(zhuǎn)速降低后，電機的輸出功率大幅度減少，帶來了一定的節(jié)能效果。無人乘坐的時間越長，節(jié)能的效果越顯著。
在自動扶梯行業(yè)探測裝置，邦納公司解決方案推薦一款針對扶梯領(lǐng)域設(shè)計的超聲波傳感器產(chǎn)品-邦納T30UX超聲波傳感器。該超聲波傳感器系列是邦納T30U 超聲波傳感器系列的一個擴充產(chǎn)品，全新的T30UX超聲波傳感器具有T型緊湊型結(jié)構(gòu)，抗電磁及射頻干擾，更小的盲區(qū)和更遠檢測距離，并且其大范圍的操作溫度及內(nèi)置溫度補償電路，使其可應(yīng)用于各種惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。其卓越的性能參數(shù)足以讓用戶再也不用擔心該環(huán)節(jié)會有任何失誤。以下詳細地介紹這款產(chǎn)品在自動扶梯上的安裝使用說明以及調(diào)試方法。
這款產(chǎn)品的特點：
1. 固定區(qū)域超聲波檢測，只對距離敏感，能可靠探測區(qū)域內(nèi)各種顏色（包括黑色）物體，同時屏蔽區(qū)域外物體，避免誤判斷。
2. 探測距離可按鍵設(shè)定，電路能自動識別和判斷，3次按鍵即可完成。
3. 工作溫度：-40°C ~70°C,并內(nèi)置溫度補償電路，減少溫度梯度變化影響傳感器測量。
4. 最大檢測距離有1,2,3 米，開關(guān)量和模擬量型號可選。
5. 大范圍操作，發(fā)散角可達30度，可靠覆蓋人體有效部位，盲區(qū)小，最小距離100mm.
6. 不受灰塵和雨水影響，MTBF時間可達10萬小時。
7. 增強EMC 及RFI,抗干擾強；IP67 防護等級，抗沖擊，抗振動。
8. 發(fā)射接收一體化設(shè)計，不需要額外安裝控制器，直徑30的圓柱式螺紋，安裝調(diào)試更加方便。
9. 按鍵鎖定及指示燈功能；遙控Teach-in 示教功能，并有流程表指導操作。
超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。
T30UX超聲波傳感器工作原理：
在自動扶梯出入口每一側(cè)扶手帶的下面安裝一個超聲波傳感器T30UX,利用發(fā)射的超聲波照到人體身上，并接受到反射的聲波，就可以在扶梯入口處探測到乘客之后發(fā)出一個NPN/PNP或者繼電器信號。從而為扶梯執(zhí)行機構(gòu)（電機驅(qū)動系統(tǒng)）提供準確的運行指令，達到有乘客時運行，無乘客時切換至節(jié)能狀態(tài)：
以標準型標稱功率11.7KW 扶梯為例 運行速度 功耗
滿速空載狀態(tài) 0.5 米/秒 3.2KW
低速節(jié)能狀態(tài) 0.2 米/秒 1.1KW
停運節(jié)能狀態(tài) 0 米/秒 0 KW
為了確保每一個從不同方向走過來的乘客都能被探測到，需要將傳感器的安裝位置朝向扶梯的內(nèi)側(cè)，這樣就可以使兩道超聲波產(chǎn)生交匯，扶梯入口前方形成一個無盲區(qū)的探測帶。通過T30UX背部的按鍵調(diào)節(jié)，可以設(shè)定感應(yīng)范圍，并且會產(chǎn)生一個等腰三角形形狀的探測光束區(qū)域。一旦有行人朝扶梯入口處走來，如圖1所示，就可以被聲波感應(yīng)到。
通常國家規(guī)定了自動扶梯入口檢測的最小距離為1.3米（即電梯梯級到乘客的直線距離），本方案選擇超聲波量程為2米的型號，圖2是簡單的安裝示意圖：
其中，X為傳感器到乘客的距離，Y為乘客探測有效部位。
假設(shè)目前設(shè)定好超聲波傳感器的探測距離為1.5米（即屏蔽1.5米以外的物體），同時要考慮到有乘客從側(cè)面進入電梯入口，這時候乘客距離傳感器才30mm.
所以設(shè)定X的取值范圍：1.5米 >X >0.3米，傳感器發(fā)射角為30度，Y=X * tan30,可以計算出Y的同幅度范圍：0.87米>Y >0.17米，即對人體的腿部和腳部進行探測，由于超聲波傳感器能可靠檢測深色物體，而乘客的褲子和鞋子通常都以深色為主，以前采用光電傳感器不能可靠檢測的部位，現(xiàn)在有了超聲波就可以完全解決了。
現(xiàn)場安裝操作流程和注意事項：
1. 根據(jù)扶梯的結(jié)構(gòu)尺寸，開25mm直徑圓孔并固定，不需要額外安裝支架。
2. 確保傳感器前沒有遮擋物體，建議超聲波探頭（陶瓷壓片）離機構(gòu)開孔距離3-5mm.
3. 調(diào)整并安裝信號電源接線（標準2米長），避免陶瓷片和連接線有損傷。
4. 探測距離可按照說明書的步驟3次按鍵設(shè)定，建議設(shè)定最大距離1.5m,最小距離30mm.
5. 安裝時，可根據(jù)具體環(huán)境適當向上調(diào)整仰角15-20度，向內(nèi)傾斜10-15度，具體見圖1和圖2的角度說明
6. 現(xiàn)場安裝完畢后可離線遠程調(diào)試，方便維修人員操作，具體見說明書遠程示教功能。
以上數(shù)據(jù)僅供參考，具體的支架設(shè)計尺寸根據(jù)不同的梯型來確定。
邦納第二代超聲波傳感器T30UX技術(shù)參數(shù)及尺寸圖：
T30UX產(chǎn)品參數(shù)表
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總結(jié)：
超聲波傳感器在工業(yè)上和民用上的應(yīng)用正快速發(fā)展，這項曾經(jīng)十分昂貴而且精準度不高的技術(shù)如今已經(jīng)變得簡單易用，精度高且費用低廉。而如今，超聲波傳感器已經(jīng)成了一個常規(guī)設(shè)備在過程控制中提高產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)用在檢測次品，確認出現(xiàn)或者消失和其他一些領(lǐng)域。這種傳感器同樣可以提高生產(chǎn)力，它可以減少廢料，避免由于零件損壞造成的停工。未來在此項技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)此類產(chǎn)品的發(fā)展仍將延續(xù)這種趨勢，這是一項挑戰(zhàn)，已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)達成共識，那就是超聲波傳感器不光光在所有的制造領(lǐng)域內(nèi)（包括質(zhì)量控制，過程控制和檢測），而且在相當一部分民用設(shè)備上俱有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
附：超聲波傳感器選型要點：
范圍和尺寸
被檢測的物體的尺寸大小會影響超聲波傳感器的最大有效范圍，傳感器必須探測到一定級別的聲波才能被激勵輸出信號，一個較大的物體可以將大部分聲波反射給傳感器，所以傳感器可以在它的最大限度內(nèi)對此物體進行感應(yīng)，而一個小物體只能反射很少的聲波，這樣就明顯地減小了感應(yīng)的范圍。
被測物
能運用超聲波傳感器進行檢測的最理想的物體應(yīng)該是大型、平坦、高密度的物體，垂直放置面對著傳感器感應(yīng)面。最難檢測的是那些面積非常小，或者是可以吸收聲波的材料制作的，比如泡沫塑料，或者是傾斜面對著傳感器的。一些比較困難被檢測的物體可以先對物體的背景表面進行示教，再對放在傳感器和背景之間的物體作出反應(yīng)。用于液體測量時需要要液體的表面垂直面對超聲波傳感器，如果液體的表面非常不平整，那么傳感器的響應(yīng)時間要調(diào)的更長一些，它會將這些變化做個平均，可以比較固定的讀取。
在Retrosonic模式下使用超聲波傳感器使得探測不規(guī)則物體也成為可能，在retrosonic模式下，超聲波傳感器可以先探測一個平整的背景，如一面墻，當任何物體通過傳感器和墻之間的時候，就會阻礙聲波，傳感器感應(yīng)到了中斷，便會意識到出現(xiàn)了物體。
振動
無論是傳感器本身還是周圍機械的振動，都會影響距離測量的精確度，這時可以考慮采取一些減震措施，例如：用橡膠的抗震設(shè)備給傳感器做一個底座，可以減少振動，用固定桿也可以消除或者最大程度的減少振動。
衰減
當周圍環(huán)境溫度緩慢變化的時候，有溫度補償?shù)某暡▊鞲衅骺梢宰龀稣{(diào)整，但是如果溫度變化過快，傳感器將無法做出調(diào)整。
誤判
聲波可能會被附近的一些物體反射，比如導軌或者固定夾具，為了確保檢測的可靠性，必須減少或者排除周圍物體對聲波反射的影響，為了避免對周圍物體的錯誤檢測，許多超聲波傳感器都有一個LED指示器來引到操作人員進行安裝，來確保這個傳感器被正確的裝好，減少出錯的風險。
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