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检测原理中传感器在自动扶梯中的创新设计

第一篇：检测原理中传感器在自动扶梯中的创新设计检测原理创新设计班级：自动扶梯中传感器的创新应用传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。创新背景：随着社会自动化程度越来越高，人们更倾向于选择更多地代步工具，因此在上下楼道间取代楼梯的自动扶梯应用越来越广，包括地铁、机场、卖场、酒店、过街地道和人行天桥等场合。但是扶手电梯的安全问题一直是人们所关注的话题，因为扶手电梯故障或搭乘者个人原因，造成人员伤害。下面是一则关于电梯“伤人”的事件。本报江门讯（记者王锋通讯员惠峰、吴正俊）某年的某天中午，江门市区某商业广场大厅上演了一起男童被夹扶手电梯的惊险一幕，所幸商场保安人员及时关闭了电梯电源，并果断报警，闻讯赶到的消防官兵和医务人员及时解救，男童脱险。据了解，当天中午12时许，一名随父母购物的男童顽皮地把右脚放在了自动电梯的梯级和扶手之间，不慎被自动扶手电梯夹住后，丝毫不能动弹，面对突如其来的场面，其母亲见状惊声尖叫，急呼“救命”。发现险情后，商场保安人员迅速关闭电梯电源，并试图把男童的右脚拔出，但是其右脚被电梯牢牢地夹死，保安人员费了九牛二虎之力也不能将其救出。危急时刻，现场保安遂打“119”、“120”报警求救。江门市区消防特勤中队8名官兵闻讯后即抵达事故现场，只见该男孩面露痛苦神色，并不时地发出阵阵惨叫。消防官兵迅速运用铁杵、剪扩器、砂轮锯等器材轮番上阵进行破拆。为避免误伤小孩，消防官兵利用各种破拆器材多管齐下，终于在12时30分成功将小男孩的脚抽了出来，并及时送上救护车。针对此现象，可以应用传感器来检测电梯的安全问题，及时的对发生的问题进行处理操作，防止事故扩大化。对此可以应用电容传感器来检测进而进行监控，在扶手与梯级的空隙之间安装电容压力传感器当发生如上状况不需要保安等人员关闭电梯电源，电梯可以自动检测到故障并及时调整电梯的运行。电容压力传感器的原理运用电容传感器，是需要将所测的力学量转换成电压或电流后进行放大和处理。力学量中的线位移、角位移、间隔、距离、厚度、拉伸、压缩、膨胀、变形等无不与长度有着密切联系的量；这些量又都是通过长度或者长度比值进行测量的量，而其测量方法的相互关系也很密切。另外，在有些条件下，这些力学量变化相当缓慢，而且变化范围极小，如果要求测量极小距离或位移时要有较高的分辨率，其他传感器很难做到实现高分辨率要求。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器（见图）。若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εA/δ，式中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。δ、A、ε三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计，电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的，电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成，在两筒之间充以介电常数为e的电解质时，两圆筒间的电容量为C=2∏eL/lnD/d，式中L为两筒相互重合部分的长度；D为外筒电极的直径；d为内筒电极的直径；e为中间介质的电介常数。在实际测量中D、d、e是基本不变的，故测得C即可知道液位的高低，这也是电容式传感器具有使用方便，结构简单和灵敏度高，价格便宜等特点的原因之一。不仅上述情况，两个梯级之间也很容易发生安全事故，尤其夏天，人们穿的凉鞋，拖鞋，洞洞鞋站立在电梯上，脚趾很容易被夹住，应该对梯级之间设立传感器检测，防止事故的发生或者将事故问题最小化。总结：传感器的应用不仅是在此方面，上述情况只是对现有设备的改进，对人们的生活有一定的保障作用，人身安全也有了一定的保障。传感器的前景远不止于此，在工农业生产领域，工厂的自动流水生产线，全自动加工设备，许多智能化的检测仪器设备，都大量地采用了各种各样的传感器，它们在合理化地进行生产，减轻人们的劳动强度，避免有害的作业发挥了巨大的作用。在家用电器领域，象全自动洗衣机、电饭褒和微波炉都离不开传感器。医疗卫生领域，电子脉博仪、体温计、医用呼吸机、超声波诊断仪、断层扫描（CT）及核磁共振诊断设备，都大量地使用了各种各样的传感技术。这些对改善人们的生活水平，提高生活质量和健康水平起到了重要的作用。传感器是摄取信息的关键器件，它与通信技术和计算机技术构成了信息技术的三大支柱，是现代信息系统和各种装备不可缺少的信息采集手段，也是采用微电子技术改造传统产业的重要方法，对提高经济效益、科学研究与生产技术的水平有着举足轻重