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遇阻停止/反轉(zhuǎn)功能檢測

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發(fā)布時間：2025-08-05 00:07:26 更新時間：2025-08-04 00:07:26

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作者：中科光析科學技術(shù)研究所檢測中心

遇阻停止/反轉(zhuǎn)功能檢測：保障安全的關(guān)鍵防護機制

在自動化門禁系統(tǒng)（如電梯門、自動門、車庫門）、電動窗、電動窗簾、家用電器（如吸油煙機、榨汁機）乃至服務機器人等涉及活動部件的設(shè)備中，“遇阻停止/反轉(zhuǎn)功能”（Obstacle Detection and Reversal， ODR 或 Anti-Pinch/Entrapment）是至關(guān)重要的主動安全保護機制。該功能的核心目的是在設(shè)備運行過程中，一旦其活動部件（如門體、窗扇、機械臂）接觸到人或物體并產(chǎn)生一定阻力時，能夠立即停止動作，并根據(jù)預設(shè)邏輯選擇安全停止（Stop）或反向退回（Reverse），從而有效防止夾傷、擠壓、拖曳等安全事故的發(fā)生。此項功能的可靠性與穩(wěn)定性直接關(guān)系到用戶的人身安全，因此對其進行全面、嚴謹?shù)臋z測是產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造和質(zhì)量控制環(huán)節(jié)不可或缺的步驟。

主要檢測項目

針對遇阻停止/反轉(zhuǎn)功能的檢測，需涵蓋以下關(guān)鍵項目：

1. 檢測靈敏度（觸發(fā)力/觸發(fā)位移）： 測試設(shè)備能夠可靠檢測到障礙物所需的最小作用力（通常以牛頓N為單位）或最小位移距離（毫米mm）。這是功能有效性的基礎(chǔ)。

2. 響應時間： 測量從檢測到障礙物到執(zhí)行停止或反轉(zhuǎn)動作所花費的時間（毫秒ms）。響應時間必須足夠短，以確保在造成傷害前完成保護動作。

3. 反轉(zhuǎn)/停止準確性： 驗證設(shè)備在觸發(fā)后是否嚴格按照設(shè)計要求執(zhí)行停止或反轉(zhuǎn)動作，以及反轉(zhuǎn)的距離或停止的位置是否符合規(guī)定。

4. 功能可靠性（誤觸發(fā)與漏觸發(fā)）： * 漏觸發(fā)測試： 使用標準測試塊（代表障礙物）在指定位置施加足夠的觸發(fā)力/位移，確保功能每次都能被可靠觸發(fā)。 * 誤觸發(fā)測試： 在正常運行時（無真實障礙物），模擬可能導致誤判的環(huán)境干擾（如光線變化、電磁干擾、正常風壓、輕微振動、傳感器表面污漬等），評估功能是否會產(chǎn)生不必要的停止或反轉(zhuǎn)。

5. 持續(xù)壓力檢測（如適用）： 對于某些需要在停止后持續(xù)檢測壓力（防止夾持）的設(shè)備，驗證其在停止后遇到持續(xù)壓力時能保持停止狀態(tài)或執(zhí)行進一步保護動作（如二次警告、完全釋放）。

6. 多區(qū)域檢測（如適用）： 對于擁有多個檢測區(qū)域（如電梯門的光幕有多束光線）的系統(tǒng)，測試每個區(qū)域的獨立檢測能力和靈敏度一致性。

7. 自診斷與故障安全： 測試傳感器或控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障（如斷線、短路、信號異常）時，設(shè)備是否能進入安全狀態(tài)（如停止運行、禁止啟動、發(fā)出警報）。

關(guān)鍵檢測儀器

執(zhí)行上述檢測項目需要依賴專業(yè)儀器：

1. 測力計/力傳感器： 用于精確測量施加在活動部件上的阻力（觸發(fā)力）。常用高精度數(shù)字式推拉力計（量程需覆蓋預期觸發(fā)力范圍）或安裝在專用測試夾具上的力傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2. 位移傳感器： 如激光位移傳感器、LVDT（線性可變差動變壓器）或光柵尺，用于精確測量門體/窗扇等在被阻擋時的微小位移量（觸發(fā)位移）以及反轉(zhuǎn)距離。

3. 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： 同步采集力、位移、時間信號（來自傳感器）以及設(shè)備的狀態(tài)信號（運行、停止、反轉(zhuǎn)），用于計算響應時間和分析動作過程。需要足夠的采樣率（通常kHz級別）以捕捉快速響應。

4. 計時器/高速攝像機： 作為響應時間的輔助測量手段，高速攝像機可以直觀記錄動作全過程，輔助分析。

5. 標準測試塊/測試假體： 根據(jù)相關(guān)標準（如ISO、GB、EN）規(guī)定，使用特定形狀（圓柱體、球體）、尺寸、材質(zhì)的測試塊模擬人體部位（如手指、手臂、頭部）進行測試。例如，用于電梯光幕測試的專用測試棒。

6. 環(huán)境模擬設(shè)備： 如溫濕度試驗箱、振動臺、電磁干擾發(fā)生器、光源等，用于測試不同環(huán)境條件下（高溫、低溫、濕熱、振動、EMC、光照變化）功能的穩(wěn)定性。

7. 故障注入設(shè)備： 用于模擬傳感器線路故障（開路、短路、信號偏移）。

8. 激光測距儀/塞尺： 用于測量門隙、反轉(zhuǎn)距離等空間尺寸。

核心檢測方法

檢測方法需遵循科學、可重復的原則：

1. 靜態(tài)靈敏度測試： 將力傳感器固定在活動部件（如門邊緣）的特定位置，通過測試塊或測力計緩慢施加逐漸增大的力，記錄觸發(fā)時的力值（觸發(fā)力）?；蚴褂梦灰苽鞲衅鳒y量活動部件被阻擋后的移動距離（觸發(fā)位移）。需在多個典型位置重復測試。

2. 動態(tài)響應測試： 在設(shè)備正常運行過程中，突然在指定區(qū)域放置標準測試塊。通過高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄： * 傳感器檢測到障礙物的時刻（通常通過力/位移突變或傳感器自身信號判斷）。 * 驅(qū)動機構(gòu)（如電機）接收到停止/反轉(zhuǎn)命令的時刻（通過控制器輸出信號判斷）。 * 活動部件實際停止或開始反轉(zhuǎn)的時刻（通過位移傳感器判斷）。計算從檢測到障礙物到實際動作開始的時間差即為響應時間。

3. 反轉(zhuǎn)距離/停止位置測試： 在動態(tài)響應測試后，測量活動部件從觸發(fā)點反轉(zhuǎn)的實際距離，或停止位置相對于起始點的距離，與設(shè)計要求或標準規(guī)定進行比對。

4. 可靠性測試： * 漏觸發(fā)： 在規(guī)定的測試點（通常是最不靈敏區(qū)域）使用標準測試塊進行動態(tài)測試，重復足夠次數(shù)（如100次），統(tǒng)計成功觸發(fā)次數(shù)。 * 誤觸發(fā)： 在無任何障礙物的條件下，讓設(shè)備進行大量次數(shù)的正常運行循環(huán)（如1000次），或模擬各種環(huán)境干擾，記錄發(fā)生非預期停止/反轉(zhuǎn)的次數(shù)。

5. 環(huán)境適應性測試： 將設(shè)備置于溫濕度箱、振動臺或EMC測試環(huán)境中，重復進行靜態(tài)靈敏度、動態(tài)響應和可靠性測試，評估環(huán)境因素對功能的影響。

6. 故障注入測試： 人為制造傳感器線路開路、短路等故障，觀察設(shè)備的反應是否符合故障安全要求（如停止運行、發(fā)出聲光報警）。

遵循的檢測標準

遇阻停止/反轉(zhuǎn)功能的檢測必須嚴格依據(jù)相關(guān)的國際、國家或行業(yè)標準進行，確保結(jié)果的可比性和合規(guī)性。主要標準包括：

1. 通用安全標準： * IEC 60335-1: 《家用和類似用途電器的安全第1部分：通用要求》及其特定產(chǎn)品的第2部分標準（如IEC 60335-2-95 電動門驅(qū)動裝置， IEC 60335-2-103 電動驅(qū)動車庫門）。這些標準規(guī)定了防夾保護的要求和測試方法（如測試指、測試棒的使用，最大允許作用力，反應時間要求）。 * ISO 13857: 《機械安全防止上下肢觸及危險區(qū)的安全距離》規(guī)定了防止肢體觸及危險區(qū)的安全距離，是判斷防夾功能是否必要的基礎(chǔ)。

2. 電梯領(lǐng)域： * GB 7588 / EN 81-20, EN 81-50: 《電梯制造與安裝安全規(guī)范》及其歐洲版本，對電梯門的防夾保護（如光幕、安全觸板）有詳細規(guī)定，包括靈敏度、響應時間、覆蓋區(qū)域、可靠性測試方法（如使用特定尺寸的測試棒，測試力要求）。EN 81-70專門針對殘疾人使用的附加要求。

3. 自動門領(lǐng)域： * EN 16005: 《動力操作門的安全要求和試驗方法》是歐洲針對自動門（平移門、平開門、旋轉(zhuǎn)門）安全的核心標準，詳細規(guī)定了防夾力限值、檢測系統(tǒng)布置、響應時間、反轉(zhuǎn)距離、可靠性測試要求等。 * ANSI/BHMA A156.10: 美國國家標準協(xié)會/建筑五金制造商協(xié)會標準《動力輔助和全自動推拉門》，也包含相關(guān)安全要求。

4. 汽車領(lǐng)域（電動車窗/天窗）： * FMVSS 118: 美國聯(lián)邦機動車安全標準《電動車窗、分隔系統(tǒng)和車頂板系統(tǒng)》規(guī)定了