應(yīng)急照明裝置是電梯的重要安全保障之一，也是監(jiān)督檢驗和定期檢驗的重要項目。節(jié)能發(fā)光材料作為電梯應(yīng)急照明比傳統(tǒng)應(yīng)急照明具有亮度高時間持久、壽命長、適用于多種惡劣環(huán)境等優(yōu)點。作為傳統(tǒng)應(yīng)急照明的補充更加提高了應(yīng)急照明的安全性。

1 研究的目的和意義

電梯服務(wù)中國已有100多年歷史，而中國在用電梯數(shù)量的快速增長卻發(fā)生在改革開放以后，電梯作為基礎(chǔ)設(shè)施配套工程的重要組成部分。它給人們的出行提供方便快捷條件的同時，乘坐的安全性也受到人們的廣泛關(guān)注。近幾年，中國電梯產(chǎn)量持續(xù)保持 20%左右的增長速度，2010年生產(chǎn)電梯、扶梯超過30萬臺，已經(jīng)超過了全球產(chǎn)量的1/2。中國不僅是世界上最大的電梯市場與電梯生產(chǎn)基地，也是電梯擁有量最大的國家，中國電梯保有量已超過160萬臺。1電梯的正常運行必須有良好的供電電源來提供保證。在電源發(fā)生故障的情況下，電梯會進行自動保護―停止運行。這時很可能會有電梯不平層的現(xiàn)象出現(xiàn)，導(dǎo)致乘坐人員無法從電梯的層門逃生，這就是通常說的“困人”。為了保證被困人員能夠及時報警，并且不會因停電而產(chǎn)生過分恐慌。根據(jù)國家要求，當(dāng)正常照明發(fā)生故障的情況下，應(yīng)自動接通應(yīng)急照明電源。所以說應(yīng)急照明裝置是電梯非常重要的安全保護設(shè)備。我們檢驗機構(gòu)無論是年度檢驗或是監(jiān)督檢驗，應(yīng)急照明裝置都是檢驗的重點。但是在我們檢驗的過程中，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的應(yīng)急照明裝置有很多不足，如亮度低、容易損壞、壽命短等。當(dāng)需要其發(fā)揮作用時，往往達不到預(yù)期效果，甚至失靈。所以需要一種可靠的電梯應(yīng)急照明裝置，這樣可以大大降低電梯事故的傷亡率。

2 選擇發(fā)光材料

項目中選用的材料是PL系列發(fā)光顏料，是大連路明科技集團有限公司于1992年國際首創(chuàng)的堿土鋁酸鹽材料，獲國家發(fā)明專利。該發(fā)光顏料吸收各種可見光(太陽光、黑光燈、鹵素?zé)?、熒光燈和其它含有紫外線光源)后，在暗處可持續(xù)發(fā)光12小時以上。材料本身不含任何放射性物質(zhì)，無毒無害，穩(wěn)定性和耐候性優(yōu)良。其特點是發(fā)光亮度高和余輝時間長，對比傳統(tǒng)的ZnS型夜光顏料高出數(shù)十倍。同時，該款材料具有廣泛的應(yīng)用場所。包括標(biāo)志位置：將本材料用于電器開關(guān)，遙控板，插頭，插座，鎖，手提電筒，樓梯道路，消火器材，火警報警器，救生用具等，可標(biāo)志其存在的位置，方便使用;防止危險發(fā)生：本材料用于信號，注意事項書寫，緊急疏散通道、地鐵車站，站下通道、醫(yī)院、避難場所，帽盔、自行車等可以起到防止危險發(fā)生的作用;建筑物：本材料涂于建筑物墻壁，瓷磚，電梯內(nèi)表面，橋梁，道路，港口等不僅漂亮且有實際價值;其它：PL型發(fā)光顏料還可用于工藝品、玩具、服飾以及裝飾等領(lǐng)域。

3選擇光源和電源

傳統(tǒng)的電梯應(yīng)急照明裝置是并聯(lián)在照明回路中。當(dāng)供電回路沒有故障時，它利用蓄電池充電;當(dāng)供電回路發(fā)生故障時，充滿電的蓄電池可提供照明設(shè)備電力。

1目前照明燈具有白熾燈、節(jié)能燈和LED燈。

白熾燈又叫做電燈泡，它的工作原理是電流通過燈絲(鎢絲，熔點達3000多攝氏度)時產(chǎn)生熱量，螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集，使得燈絲的溫度達2000攝氏度以上，燈絲在處于白熾狀態(tài)時，就象燒紅了的鐵能發(fā)光一樣而發(fā)出光來。燈絲的溫度越高，發(fā)出的光就越亮。白熾燈發(fā)光時，大量的電能將轉(zhuǎn)化為熱能，只有極少一部分(可能不到1%，估算)可以轉(zhuǎn)化為有用的光能。

熒光燈和節(jié)能燈無論在亮度還是節(jié)能上，都比白熾燈要好，但是點亮它們需要瞬間強大的電流來激發(fā)鎮(zhèn)流器，其激發(fā)所需要的電能足夠供應(yīng)點亮3～4小時，因此熒光燈和節(jié)能燈作為電梯應(yīng)急照明需要加裝的附加裝置比較多，而且對供電電源的需求也比較高。

LED燈(Light Emitting Diode)又叫發(fā)光二極管，它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由三部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，中間通常是1至5個周期的量子阱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。LED燈具有體積小、耗電低、壽命長、無毒環(huán)保等諸多優(yōu)點，LED燈具從室外裝飾，工程照明，逐漸發(fā)展到家用照明。因此使用 LED 發(fā)光二極管更新電梯轎廂常規(guī)使用的白熾燈、日光燈等照明燈具，可節(jié)約照明用量 90 %左右，燈具壽命是常規(guī)燈具的 30～50 倍。LED 燈具功率一般僅為數(shù)瓦，熱量小，而且能實現(xiàn)各種外形設(shè)計和光學(xué)效果，美觀大方。

2 國家標(biāo)準(zhǔn)要求提出應(yīng)急照明裝置能至少供1W燈泡用電1h，且要求能夠看清報警文字，而現(xiàn)實檢驗中傳統(tǒng)的應(yīng)急照明裝置能夠達到此要求的寥寥無幾，其亮度無法讓“受困者”及時報警，并且其壽命非常的短，經(jīng)常出現(xiàn)昨天剛換的新燈，今天就壞的情況。所以說傳統(tǒng)的應(yīng)急照明裝置無法滿足我們的要求。LED作為一種高科技的產(chǎn)品，在產(chǎn)品方面存在如光效、使用壽命長、節(jié)能、表面溫度低等諸多優(yōu)勢，因此是理想的應(yīng)急照明選擇。

應(yīng)急電源可選擇多種類型的電池組。本試驗中采用的電源為鎳鎘電池。鎳鎘電池可重復(fù)500次以上的充放電，經(jīng)濟耐用。其可使用溫度環(huán)境很廣，既內(nèi)阻很小，可快速充電，又可為負載提供大電流，而且放電時電壓變化很小，是一種非常理想的直流供電電池。

3 考慮到緊急報警裝置以及PLC控制系統(tǒng)的耗電量，電池容量的選擇為應(yīng)急照明電路所需點亮的12倍，即12V/4Ah蓄電池。試驗中LED燈的總功率為4w，理論上，所選用的電池足夠此應(yīng)急照明點亮12小時，遠遠超過國家標(biāo)準(zhǔn)里的1w燈泡點亮1小時的規(guī)定。同時也為緊急報警裝置提供了充足的電量。

4 電路和程序設(shè)計

根據(jù)此材料特性，設(shè)計了一個簡單的電路控制供電電源的輸出，在保證乘客可以看清楚應(yīng)急救援電話及措施的情況下，使供電時間達到最長。電路中選用的可編程控制器PLC為松下FP0-C14型PLC，PLC控制LED的電路通斷，試驗中設(shè)定的時間為停電時刻Y0斷開，然后每2分鐘Y0狀態(tài)改變一次。

在普通的1000kg/13人的轎廂中(2.4?)，除重要信息，如緊急報警電話、注意事項等采用發(fā)光材料標(biāo)記，在三面轎壁以及地板上均完全使用發(fā)光材料。由于光照強度每兩分鐘就衰減到1lx，因此在PLC程序設(shè)計中LED每兩分鐘通電一次，持續(xù)兩分鐘，使發(fā)光材料“充電”至飽和狀態(tài)。而人眼感知光線的下限是0.3lx，因此在整個試驗過程中，以及在試驗結(jié)束后2小時，緊急報警電話以及注意事項都是清晰可見的。 在一臺應(yīng)急照明裝置中，同時使用兩種獨立的節(jié)能高效發(fā)光方案，形成有效的互補。特別是當(dāng)遇到地震和電梯“跑水”的情況，所有的電氣裝置全部失靈。應(yīng)急照明裝置即使損壞，其表面的發(fā)光材料仍可起作用，這是傳統(tǒng)的應(yīng)急照明裝置所無法比擬的。

5展望

本文中采用的PLC雖然程序設(shè)計方便，但是價格比較昂貴，通常為500-900元人民幣。在該方案推廣階段宜選用單片機控制，雖然需要訂制電路板，但是批量訂做可以使成本降低至100元人民幣。隨著更高效的節(jié)能發(fā)光材料的出現(xiàn)，為電梯應(yīng)急照明提供了更加多樣化以及更高安全性能的選擇。高新技術(shù)產(chǎn)品有效的應(yīng)用到電梯上，必定會使電梯更好的為人服務(wù)。