1. LJC的配置與性能參數

LJC激光垂準機是光、機、電集於一身的高精度激光機器（見圖1）。它是由激光器、光學準直系統、自動補償系統、供電電源和電路系統以及包括專用卡具、調整手輪、圓水泡、外殼等機械部分所組成。它與數顯光靶(見圖6)或其它光靶組成一個完整的電梯導軌測量系統。

1.1主機

圖1

1.2主機的配置特點

1.2.1 激光器

LJC采用的激光器是半導體激光器，波長為635nm，輸出光功率<1mw，屬於2類激光器，這類激光器可由眼睛對光的回避反應（包括眨眼）提供保護，完全符合中國國傢標準《激光產品的輻射安全設備分類、要求和用戶使用指南》GB7247—1995的要求。也完全符合EN61010-1:2001 EN60825-1:1994+A1A2的歐洲標準，並通過瞭TUV安全使用的CE認證。LJC產品是屬於安全的激光機器，用戶無需擔心激光輻射的危害。

1.2.2 電源

圖2

圖3

圖4

電池盒本機器使用可充電(NI-MH)電池。電池盒座將電池盒插入主機的電池盒座，旋緊電池盒鈕。

按 POWER 鍵，開機，電源指示燈亮，自動安平功能啟動。電源指示燈閃爍，表明電池電壓不足。此時，

應對在機可充電電池充電。

再按 POWER 鍵，電源指示燈滅, 關機。

圖5 圖6

1.2.3 主機可做360°旋轉

LJC機器主機的主體與連接座之間可以作360°轉動，用戶可以非常方便地對機器的精度進行自檢，在實際應用測量過程中產生的測量誤差可通過轉動180°來消除（見圖2）

1.2.4 自動安平指示

當完成自動安平後，自動安平指示燈亮，同時機器向上發出一束激光。

如果機器安置不當，或由於其它原因造成機器傾斜度超過±3°時，自動安平指示燈將閃爍，激光束不出射。此時應先關機，然後重新安置機器。

提示：超范圍報警約 5 分鐘後，機器將自動關機。

1.2.5激光束的選擇

按上、下出光選擇鍵，可選擇激光束的發射方向。

（1）機器完成自動安平後，向上發出一束激光。

（2）按上、下出光選擇鍵可切換光束，如此周而復始。

1.2.6 遙控

本機器采用紅外線遙控。

將遙控器的發射窗（如圖示）對準機器方向，可實現遙控操作。遙控器

麵板共設 4 個鍵，每按其中一個鍵，麵板上的指示燈都將閃亮一下，表明

遙控信號已發出。本遙控器可對機器下列功能實現遙控：

（1）調整。通過操作“+”“－”“SET”3 個鍵，可進行調整模式。

1.2.7其它

LJC機器具有與電梯導軌牢固、方便的裝卡接口，配有安全繩以防機器墜落(見圖5)，並設置瞭主機與三角架的安裝接口，以解決在其它場合的測量工作。

1.3 數顯光靶

作為進行導軌垂直度和直線度的測量系統，顯然除瞭主機外，其接收裝置的性能將對整個系統的測量精度產生影響。LJC數顯光靶經過科學地設計，集光機電與一身。它是由卡尺、數顯遊標、分劃板、托盤、專門的供電電源和電路系統以及專用卡具等機械部件組成，形成接收、發射激光兩個系統的多功能數顯光靶。

1.4 數顯光靶的配置特點

1.4.1 接收系統

由一套二維的遊標數顯單元和對中棱鏡組成：數顯單元的X方向和Y方向主尺在60mm×70mm范圍內互為90°、±6ˊ，讀數精度0.01mm；對中棱鏡與光斑的對正誤差一般人眼的讀數精度在0.1～0.2mm間。

1.5 LJC的性能參數

1）光源的技術參數

技術參數	單位	LJC-100
一測回垂準測量標準偏差	-	上下雙激光束：1/100000
測量距離	M	上出光：150 下出光：150
自動安平范圍	-	±3°
圓水泡角度值	′	8
遙控距離	M	30
激光波長	nm	635
機器輸出激光最大光功率	mW	<1
中心光斑直徑	mm	100m處 ≤φ10 50m 處 ≤φ5
自動安平阻尼時間	s	<10
工作環境溫度	℃	－10℃--＋50℃
工作環境濕度	-	<90% RH
工作距離	m	0~100
工作電源	-	DC 4.8V
重量（主機）	Kg	4.5
尺寸	mm	160(φ)×230(h)

2）數顯光靶的技術參數

2. LJC的主要技術特點

2.1 全新的自動補償技術

高精度的激光垂準機最核心的問題是解決自動安平補償器的精度和可靠性。

特別是LJC的不確定度（一測回標準偏差）都在1/100000以內。這才保證瞭兩根導軌在空間上的測量誤差在很小的范圍以內。

2.2 采用瞭特殊的光學系統

LJC采用瞭特殊的光學系統（空間位相調制器）激光光斑為一組明暗相間，反差很大清晰的同心圓環(如圖8)。它既消除瞭調焦運行差，同時又大大提高瞭判讀精度，從而保證瞭導軌的直線性檢測。

2.3 垂直度偏差（X、Y）

機器可以同時檢測電梯導軌垂直度偏差（X、Y），大大方便瞭導軌的安裝與調校工作。

2.4 與其它機器和方法的比較

其它的機器是否也可以通過類似的方法解決導軌定位中所碰到的問題呢？我們先來看沒有自動補償的機器（激光準直機），這種機器的鉛垂度完全靠長水泡來設定，在不同的位置兩次設定，由於全靠人為的目測判讀，因此其結果完全是隨機的。兩次設定後產生的兩條光束，雖然是在其水泡精度范圍內，但它們的大小和方位角都是隨機的，因此無法達到兩條光束在空間是平行的要求，這也等同於拉瞭兩條鋼絲，無法實現空間上的平行一樣。

3. 適用范圍

3.1 電梯安裝中的應用

Ø 代替傳統的吊重錘放線工藝，直接用LJC確定各條安裝基準線，並進行井道測量。

Ø 對安裝後的導軌進行精確測量，確定導軌的鉛垂性、直線性偏差，將測量數據用於繪制導軌在X、Y軸向的坐標曲線，並分析兩根主導軌在空間上X、Y兩個方向平行性偏差。

3.2電梯安裝質量驗收中的應用

快速測定導軌安裝的鉛垂性、平行性及在空間X、Y軸上的偏差，為電梯的乘運質量優劣提供瞭科學的分析數據。

3.3電梯維修改造中的應用

在線運行電梯的導軌由於許多原因導致導軌的鉛垂性、直線性等發生變化。使用LJC可以隨時測量導軌發生的直線性、平行性偏差。並依此數據決定是否進行修正。因此在電梯改造時，使用LJC可以使您快捷簡便的更換、修正導軌。

3.4適用場合

適用於其它需要高精度垂直基準測量的場合

4 電梯導軌安裝、檢測中存在的問題

4.1導軌安裝中影響電梯的乘運質量的因素

4.1.1鉛垂性

建築物建成後由於各種因素的影響都會產生不均勻沉降，大樓會向某一個方向傾斜，此時導軌也跟著大樓而傾斜，轎廂的導靴將壓向T型軌的某個工作麵，這個力的大小，若按電梯滿載時總重2000kg計算，那麼導軌垂直度偏離1°，就會產生35公斤的側向力，而且這是一個持續載荷，它將增加對導靴的磨損，所以導軌的安裝都以鉛垂線做基準。

4.1.2直線性

在導軌安裝過程中會出現直線性的偏差。這個偏差的存在會使電梯轎廂在運行中產生水平加速度，一旦這個偏差足夠大，它將影響乘坐舒適感，嚴重時將使井道的信息采集產生錯誤的信號，這將會影響電梯的安全運行。

導軌直線性偏差是沿著X、Y軸兩方向的正負偏差。（見圖9）

國傢電梯安裝驗收標準對導軌安裝做瞭嚴格規定，《GB50310-2002》中規定“兩列導軌頂麵間的距離偏差應為：轎廂導軌0~＋2mm；對重導軌0~＋3mm”，“轎廂導軌和設有安全鉗的對重導軌工作麵（包括側麵與頂麵）與安裝基準線的偏差不應大於0.6/5000mm。”

4.1.3平行性

電梯是在兩根導軌上運行，因此也就存在兩根導軌在空間上的平行性問題。（見圖10）兩根導軌在Y向上的不平行，主要表現在軌距間的變化，如果兩根導軌間距時大時小，就會造成電梯的左右晃動和摩擦力的變化，並引起附加的振動。因此在7588國傢標準中對於軌距要求上偏差為2mm下偏差為0的規定。現在通常的做法是用找道尺來解決這個問題。

同樣道理，兩根導軌若X方向上有誤差，會造成X方向的空間不平行。（見圖12）

這個誤差如果超出瞭一定的范圍，也會嚴重影響電梯的運行。由於傳統的方法中缺少一個比對基準，這樣很難確定X向的誤差大小。通過大量的在線運行電梯導軌檢測的實際情況看，有許多問題都出現在兩根導軌在X向的平行性上。因此，兩根導軌在空間上的平行性也是影響電梯舒適運行的一個重要因素，也是電梯安裝業內人士一直重視的問題。

圖12

4.2電梯導軌安裝、檢測的傳統方法及存在問題

4.2.1安裝

電梯導軌目前的安裝方法是采取放樣板架、吊線錘的方法。大傢知道，地球的重力就是指向地心的，吊線錘的方法就是利用地球的重力場，將一根ф0.6左右的琴鋼絲上端固定好，下端吊一個重錘，在重力作用下，這根鋼絲就是一條“鉛垂線”。吊重錘的方法看似簡易準確，但實際上在現場施工中很難保證垂準精度。

首先，鋼絲吊的重錘本身同時也是一個擺，由於地球的自轉和外力的作用，這個重錘將以某一個周期作不停的擺動，一個100米長的重錘，擺動周期和長達20秒鐘，很難停下來，所以，常常要在底部用一個盛有機油的油桶，將重錘置於油中增加阻尼，以盡量減小“擺”的振幅。重錘的擺動不但耗時，而且嚴重影響精度。其次，重錘的吊線是一根柔性的線，很容易受井道風的，特別是橫風的影響，一個10公斤100米長的重錘，如果在重錘處隻受到1克橫向力（相當一個螞蟻力量大小的力）的影響，就會使吊線在100米處偏離10毫米，也就是約20角秒的誤差，再次，吊線是一根張緊的弦，很容易發生橫向的振動及縱向上傳遞振動而造成的波動。由上述可見，吊線看似簡易準確，實際上在現場施工中確是一個很難保證垂準精度的方法。這也是多年來人們一直追求激光垂準方法的原因。相較之下，激光垂準機具有高準直性、高垂準性、高剛度、高穩定性、不受外力影響，均是吊線所無法比擬的。

此外，傳統的安裝工藝對兩根導軌側工作麵的共麵性（扭曲）通常采用找道尺解決，但對導軌的扭曲量很難做到數量化的控制，基本上依賴安裝人員的技藝。而LJC激光垂準機的數顯光靶底部的激光指向器，為兩條導軌的共麵性提供瞭快速準確的測量方法。

4.2.2檢測

電梯安裝完畢試運行以後要進行檢測驗收，此時已經沒有腳手架瞭，通常樣板架、鋼絲基準線也要拆除瞭，驗收部門通常采用五米磁力線錘來檢測。

1）這個檢測方法，每次測量最多檢測5米，而每一次測量時都有一個基準，這樣多次測量，累積誤差較大，無法得到導軌全程的準確數據。

2）導軌的偏差量（X）、（Y），用5米線錘隻能先測X方向，再測Y方向，這樣基準也在不斷改變，顯然測量誤差大。

3）導軌側工作麵共麵的問題（導軌的扭曲），由於找道尺的誤差較大，一般隻能控制在0.2~0.3mm，這個誤差量也滿足不瞭實際需要，很難對導軌扭曲做出量的分析，以致以往電梯安裝檢測大綱乾脆就沒有導軌扭曲這一檢測項目，而“導軌扭曲”恰好是許多已“調直導軌”，無法舒適運行的關鍵所在。

4.2.3維修改造

電梯正常運行後，導軌由於建築物沉降，水泥收縮變形，轎廂運行機械摩擦等的影響，導軌都不可避免的會發生位移和變形，但電梯一經運行吊線錘無法使用，沒有基準線，導軌的維修、偏差校正就有許多困難。在電梯大修改造更新轎廂、校正導軌時，通常采用重新搭腳手架、放樣板架、吊重錘拉鋼線等辦法，這樣費時、費力，增加瞭許多維修成本。

5. 實現電梯導軌科學檢測的基本條件

電梯作為垂直升降的運輸工具，已有100多年的歷史，而且隨著高層建築越來越多，電梯已經發展成為城市生活中的重要組成部分，對電梯安裝質量的要求也越來越高．但是在安裝和檢驗中卻仍然普遍采用著吊重錘的傳統方法，無法滿足對安裝質量越來越高的要求，因此多年來，國內外許多專傢人士都試圖采用激光檢測技術來解決導軌的檢測。通過對導軌安裝實踐的分析，實現對電梯導軌科學的檢測，機器需要符合以下條件：

5.1高精度的鉛垂基準線

雖然影響電梯乘運質量的核心是導軌的直線性，但由於導軌是成對使用，而對導軌空間的平行性有很高的要求，因此要求導軌必須有很高的垂準精度，因為隻有直線性而沒有垂準性，就很難以保證導軌的平行性。高垂準性的要求是多年來激光機器用於電梯導軌檢測的主要障礙。例如，高為100米的兩根導軌，兩根導軌XY方向上平行偏差小於2mm，那麼基準線的重復精度就要在2″（1/100000）以內。

5.2垂準性的檢測

垂準性X、Y和θ（扭曲度）三個量必須在一次檢測中同時完成。按國際流行的導軌支架結構，一但松開導軌壓板，則X、Y、θ三個自由度都會失去約束。因此調校時，特別是最終的精調校三個自由度必須在一次調校中全部完成。所以，要求檢測機器必須能同時檢測垂直度X、Y和扭曲度θ三項誤差。

註意:θ（扭曲度）目前需要配合我公司JS303激光共麵性檢測機完成。

5.3機器的結構要求

機器的結構要有良好的現場可操作性，具備與電梯導軌檢測相應的接口，使用簡單方便。

6. 機器的正確使用

6.1 註意的問題

6.1.1 使用前請詳細閱讀使用說明書

6.1.2 首先將機器卡在被測導軌的最上端（應離導軌端點0.5m左右），此時註意裝卡機器的導軌麵應清潔無污物。將機器卡具上五個定位釘同時靠緊在導軌的兩個工作麵上，然後擰緊手輪，將機器牢牢地緊固在導軌上。

6.1.3 由於工作時，機器始終位於工作人員的上方，為瞭絕對安全起見，機器還備有安全繩，請務必將該繩穿過機器卡具上的孔，將機器系在導軌支架上，以免墜落。

6.1.4 在測量過程中，光源不可以被其它的物體乾擾、碰撞或光束遮擋，若測量進行中光源位置改變，則此次測量結果無效。

6.1.5 光源長時間不工作時，務必將電池取出，以免造成機內腐蝕；廢舊電池請妥善處理，以免造成污染。

6.1.6 機器應置於通風乾燥處，註意防潮。機器若長期不用（一個月以上），每月至少應通風一次。冬天從室外取入室內時，應放置一段時間再開箱，以免機內結露，造成機器線路短路和影響機器壽命。

6.1.7 本機器屬於2類激光產品。直接光束內視是危險的；觀察漫反射一般是安全的。不要直視激光束，用眼睛直視激光束會對眼睛造成危害。若不小心直視激光光束，可通過眨眼來消除對眼睛的損害。

圖13

6.2 原始基準點的確定

測量導軌在空間的位置是采用相對測量法，首先一開始要確定原始基準點，在機器的正下方100mm~200mm處，將數顯光靶靠緊導軌並擰好，移動遊標數顯尺，使分劃板對準激光束的光斑。在激光盲區時（乾涉條紋分辨不清時）可以利用光斑的外環對中。然後將X、Y兩個數顯遊標的指示清零，這個點就成為整條導軌測量時的原點，即X0=0，Y0=0；其它各點測值均是與該點的相對坐標值。

6.3 逐點測量和測點的選取

在進行逐點測量時，此時激光束是基準線。可利用中心光斑對中。每點測得的Xi、Yi值就是i點X、Y的坐標值，即導軌在該點的空間位置。測點的選取：整個測量工作一般選取導軌的支架和導軌的銜接處為測量點，以便有問題時，在該處進行適當的調整。

6.4 接力測量

經大量現場實際操作證明，根據現場條件的不同，LJC可以有效的工作距離在0～150米。LJC的最佳工作范圍在0～70米左右。雖然機器的激光束在井道內可以達到150米以上，但隨著測量高度的增加，建築物的擺動會增加，另外如環境振動等，光斑會隨著高層建築的擺動而變化，對中誤差會增大，因此對於這種情況可采取接力測量的辦法解決，這樣LJC就可以完成任意高層建築的測量工作。

例如：檢測某一提升高度為120米的電梯時，當測量到第25號支架處，激光光斑出現明顯晃動。可將機器主機從第1號支架處取下，重新設置在23號支架處；將接收光靶設定在24號支架處，重新設定零位。再依次檢定25號及以下支架處的偏差。如24號支架處第一次檢定的數據X方向為+2.5mm，Y方向為-3.20mm；重新設定零位後的25號支架檢定的數據為X方向+0.10mm，Y方向為-0.20mm，那樣在最後數據處理時25號支架的檢定數據應為:

X25=2.50mm+0.10mm=2.60mm

Y25=(-3.20mm)+(-0.20mm)=-3.40mm

以下各點依此類推。

6.5 測量坐標及讀數

在進行導軌檢測時，使用FJ11數顯光靶測量的坐標與井道坐標是不同的，需要註意井道的方位，分清左、右導軌，以防測量時把數據搞錯。習慣上井道坐標系是以檢測人員站在轎廂門的位置，麵向井道，右側為右軌，左側為左軌，在井道坐標中，兩根導軌連接方向為Y軸，垂直於Y軸的方向為X軸。但在測量時，光靶測量與讀數的坐標是相對於每根被測導軌而確定的，而不是按井道坐標測量讀數的。其測量坐標系與井道坐標的關系如圖13所示。

使用時應註意，將測量的數據與符號直接從數顯光靶讀取並填入相應表格，以用於進行導軌檢測數據的分析。

6.6 機器精度的檢查與自校

6.6.1主機垂直度的檢查

LJC-100具有自檢自校的功能。如機器經一段時間使用或受到強力沖擊和震動，機器的垂直度可能會出現漂移。為瞭保證導軌測量工作數據的可靠性，用戶可對本機器的精度進行檢查。其方法是：將機器卡在穩定的臺架上，這一臺架可以用一小段導軌制作，，隻要穩定性好，也可用其他能卡住機器的東西代替。調整機器水泡至中心，在機器下方卡一調校反射鏡，距機器H米處（H最好大於20米）。如圖14所示。

打開數顯光靶電源，調整數顯光靶中心與激光光斑中心對正，將數顯光靶清零，再將機芯旋轉180°，記錄該點數值為X1、Y1，求出D值：

根據D值可由下表查出機器光軸與機械軸的同軸度（即垂直度精度）

垂直度	2″	4″	6″	10″
20MD	0.39	0.78	1.16	1.94
50MD	0.97	1.94	2.91	4.85

註意：在檢查同軸度精度時，操作要仔細，選擇在震動小的環境下進行操作，以防操作引起的誤差。

7. LJC電梯導軌檢測數據分析系統的使用

GB50310-2002《電梯工程施工質量驗收規范》中再次明確：“每列導軌工作麵（包括側麵與頂麵）與安裝基準線每5米的偏差均不應大於下列數值——轎箱導軌和設有安全鉗的對重導軌為0.6mm；不設安全鉗的對重導軌為1.0mm。”

上述偏差均屬於線性偏差，而使用LJC測量的導軌偏差讀出的數據是與LJC的鉛垂基準線的鉛垂偏差。因此在實際應用中，應將鉛垂偏差換算成線性偏差。為瞭方便用戶的使用。我公司特制作瞭《LJC電梯導軌檢測數據分析系統》的軟件，來配合用戶使用。

7．1檢測數據分析系統的特點

7.1.1將激光鉛垂基準線轉換成按擬合直線基準的兩條原則：

其一：“直線擬合的原理”

所謂的直線擬合最小二乘法就是根據一組大致成直線的數據（xi,yi）i=1,2,…,N作一條直線y=P(x)=a1x+a0,使得為最小。

使用直線擬合的方法可以將以LJC激光垂準線為基準的鉛垂偏差轉換成以擬合直線為基準的線性偏差。從而可以直接判斷檢測數據的線性度，為電梯的安裝、維護與檢測提供便利。

其二：左右兩導軌擬合直線的選取原則。

在實際中，左右兩導軌的線性度基本上不會相同。這樣在分別對左右兩導軌的檢測數據進行直線擬合時，就會出現左右兩導軌的擬合直線的斜率不同，從而造成兩導軌不平行。為瞭避免這種情況的出現，需要從兩條擬合直線中選取一條作為線性基準。選取的原則就是選取斜率小（即鉛垂性好）的那一條擬合線作為線性基準線。

7.1.2線性分析的依據

根據電梯沿著兩根主要導軌高速運動的自身特點和GB50310-2002導軌的安裝偏差0.6mm/5000m要求。除瞭要分析每列導軌全程的線性偏差外，特別要註意相鄰三個支架的線性偏差，為此該系統對相鄰三個支架點的線性偏差做出相應的分析。

7.1.3導軌每相鄰三點線性分析原理

根據電梯沿著兩根主要導軌高速運動的自身特點和GB50310-2002導軌的安裝偏差0.6mm/5000mm的要求。除瞭要分析每列導軌全程的線性偏差外，特別要註意相鄰三個檢測點的線性偏差，為此該系統對相鄰三個檢測點的線性偏差做出相應的分析。具體方法如下：平麵直角坐標系中，有一組檢測數據（Xi,Yi）i=0,1,2,…,N。令（X0,Y0）為檢測初始點，（X1,Y1）、（X2,Y2）…（XN,YN）依次為第1至N個檢測點。分析時，首先將（X0,Y0）、（X2,Y2）兩點連成直線，然後求取（X1,Y1）至（X0,Y0）、（X2,Y2）兩點連線的距離。判斷該距離是否滿足0.6mm/5000mm的要求，若滿足則說明（X0,Y0）、（X1,Y1）、（X2,Y2）三點符合線性要求，否則不滿足要求。同理可以判斷（X1,Y1）、（X2,Y2）、（X3,Y3）三點、（X2,Y2）、（X3,Y3）、（X4,Y4）三點……（XN-2,YN-2）、（XN-1,YN-1）、（XN,YN）三點是否滿足要求。

7.1.4空間平行性分析的依據

GB50310-2002《電梯工程施工質量驗收規范》中規定“兩列導軌頂麵間的距離偏差為：轎廂導軌0~+2mm；對重導軌0~+3mm”。

該項條款實際上規定瞭左右導軌在空間上XY方向的平行要求。Y方向的不平行度的表現，實際上就是軌距的偏差0~+2mm；X方向的不平行度，雖然在GB50310-2002中沒有直接說明，但可由軌距的要求推得在X方向的偏差應為X1-X2<±1mm。

7.2檢測數據分析系統的說明

LJC電梯導軌檢測數據分析系統,是根據電梯導軌檢測的實際工作需要，而專門設計的檢測數據分析系統。本系統通過科學的分析與計算，為使用者提供全麵詳盡的數據圖形技術資料，可為電梯行業、特檢等部門作為安裝、檢測、維保工作的重要依據。

8. LJC的購買

8.1 LJC的質量保證

多年來我公司已形成瞭一支由研究開發、設計、制造、質量保證、銷售及售後服務等多學科組成的精乾隊伍。我公司是國傢計量器具生產合格企業。從LJC系列產品的設計制造過程，嚴格按照國傢及國際相關的標準與規范進行組織，所以該產品除瞭在性能上能保證用戶的使用需要，而且在質量上也能夠得到保證，與傳統的同類機器比較，具有抗震動，抗沖擊，使用壽命長等優點，並且接受國傢光學機械質量監督檢驗中心，遼寧省計量產品樣機檢驗中心站，大連市產品質量監督檢驗所定期檢驗。