ASME A17.1 2019 do Viện Tiêu chuẩn Hoa Kỳ (American Society of Mechanical Engineers) ban hành bao gồm các yêu cầu mới về bảo vệ cửa.

Lịch sử an toàn cửa thang máy

Trong lịch sử, cabin thang máy được kiểm soát an toàn thủ công bằng nhân viên phục vụ thang máy, công việc của họ là đóng – mở cửa thang và ngăn chặn việc cửa thang máy đóng khi cửa bị cản trở bởi hành khách hoặc đồ vật. Việc có người kiểm soát an toàn này tương đối đảm bảo, tuy nhiên chi phí cho nhân viên tại mỗi thang máy là không nhỏ. Và sự tiến bộ của công nghệ tự động hóa đã giải quyết vấn đề này bằng giải pháp tự động đầu tiên cho cửa và đảm bảo an toàn cho hành khách: thanh an toàn cơ học (safety shoe).

1. Thanh an toàn – giải pháp thông minh đầu tiên:

– Nguyên lý hoạt động: Về cơ bản, đây là một công tắc chạy theo chiều dọc của cửa, được kích hoạt khi tiếp xúc với vật cản. Kích hoạt công tắc (còn được gọi là đệm cửa hoặc cản cửa) báo hiệu cửa mở lại. Điểm mấu chốt của các cạnh cơ học là chúng dựa vào động năng để hoạt động, tức là chúng phải tác động vào vật cản thì công tắc mới được kích hoạt.

Cơ chế hoạt động của thanh an toàn cửa thang máy

– Ưu điểm: Cơ chế đơn giản (ít xảy ra lỗi hơn), không tốn nhiều chi phí.

– Nhược điểm:

+ Vật cản cần lực tác động đủ lớn để đẩy thanh nhôm chạm công tắc điểm thì cửa mới mở. Có thể không hiệu quả với tình huống vật cản là chất liệu mềm như quần áo, dây,… khiến cửa thang vẫn đóng mà mắc theo quần áo, lôi người theo đường di chuyển của cabin.

Cửa thang đóng kẹt vật cản mềm (sợi dây) không đủ lực tác động lên thanh an toàn
dẫn đến lôi người theo khi cabin di chuyển

+ Cửa thang sẽ liên tục đóng – mở cho đến khi vật cản được loại bỏ, điều này gây hao phí điện năng cho hoạt động đóng mở cửa vì thanh an toàn chỉ kích hoạt hoạt động khi tiếp xúc trực tiếp với vật cản.

+ Công nghệ cũ – vùng cảm biến hẹp.

2. Mành hồng ngoại – công nghệ mới, ưu điểm vượt trội

Vào đầu những năm 1980, Formula Systems là một trong những công ty đầu tiên phát triển giải pháp quang học thay thế cho các cạnh an toàn cơ học.

– Nguyên lý hoạt động: Mành hồng ngoại sử dụng quang học hồng ngoại để tạo ra một bức màn ánh sáng bao phủ toàn bộ cửa một cách hiệu quả và đảm bảo việc phát hiện vật cản.

Cơ chế hoạt động của mành hồng ngoại cảm biến tại cửa thang máy

– Ưu điểm: Công nghệ mới, độ nhạy cao, mức độ an toàn cao hơn.

– Nhược điểm:

+ Dễ xảy ra lỗi do người sử dụng hoặc hệ thống điện có vấn đề

+ Chi phí cao hơn

Sự cố kẹt thang máy do người sử dụng là trẻ em nghịch ngợm
gây lỗi hệ thống cảm biến của mành hồng ngoại

3. Kết hợp mành hồng ngoại và thanh an toàn – tối ưu cấp độ bảo vệ:

Hiện nay, các hãng thang máy tiên tiến đều ứng dụng kết hợp cả hai thiết bị đảm bảo an toàn cửa thang máy là thanh an toàn và mành hồng ngoại. Với sự kết hợp này, các nhược điểm về công nghệ của thanh an toàn và mành hồng ngoại đều được hạn chế tối đa, ngoại trừ việc chi phí đầu tư ban đầu cao hơn.

An toàn thang máy là một hành trình liên tục được phát triển và cải tiến, một ủy ban tiêu chuẩn đặc biệt đã được thành lập để xem xét sự an toàn và phát triển mã (code) để cải thiện. Sau nhiều năm làm việc, phiên bản 2019 của A17.1 đã được phát hành. Những thay đổi liên quan đến các khía cạnh an toàn nhận thấy rằng tỷ lệ các sự cố thang máy xảy ra ở cửa cabin là rất cao và các sự cố liên quan đến cửa được ước tính chiếm hơn 40% tổng số ca chấn thương trong thang máy. Để hạn chế vấn đề này, một cách kết hợp phương tiện phát hiện các đối tượng tiếp cận (bên cạnh mành hồng ngoại 2D hiện có) đã được ra đời. 

Gia tăng cấp độ bảo vệ cho cửa thang máy

Formula Systems đã thiết kế một sản phẩm tuân thủ A17.1-2019/CSA B44-19 (được nhắc đến ngay ở đầu) đáp ứng cả yêu cầu 2D và 3D trong việc phát hiện đối tượng. Tất cả đều được tích hợp vào cạnh hiện có và không yêu cầu thiết bị bổ sung.

Mô phỏng hệ thống cảm biến 3D khi được tích hợp thêm vào hệ thống mành hồng ngoại 2D hiện có

Cảm biến 2D chính là công nghệ mành hồng ngoại kể trên, các tia hồng ngoại nhằm phát hiện vật cản bao phủ trên hai cạnh cửa thang máy (door to door). Công nghệ này chỉ phát hiện được các vật cản trên đường nối giữa hai cửa, còn khi tích hợp thêm cảm ứng 3D thì không gian phát hiện vật cản sẽ rộng hợp, mang tính dự báo cao hơn tránh các tình huống nguy hiểm cho người và vật.

Các cảm biến 3D sẽ được lắp đặt trên các cạnh cách mặt sàn 1m, độ quét cảm ứng kéo dài 9inch (khoảng 0,2m) về phía trước cửa. Khi phát hiện các vật thể bên ngoài cửa, hệ thống sẽ được kích hoạt để ngăn cửa đóng lại. Nếu đối tượng được phát hiện bên ngoài cửa không đi qua hệ thống phát hiện 2D sau một thời gian nhất định, tín hiệu phát hiện từ cảm ứng 3D sẽ bị bỏ qua, cho phép đóng cửa. Tính năng này giúp ngăn chặn việc giữ thang máy trong thời gian dài nhằm tối ưu hóa lưu lượng giao thông.

Vùng quét của hệ thống cảm biến 3D gia tăng không gian và tốc độ phát hiện vật cản, là bổ trợ hữu ích cho hệ thống cảm biến 2D vốn có

Các yêu cầu khác trong công nghệ mới này là đối với hệ thống phát hiện 2D và 3D phải thực hiện kiểm tra tự giám sát trước khi đóng cửa để xác nhận hai hệ thống đã hoạt động ăn khớp với nhau.

Giải pháp này bao gồm bộ thu và phát 2D/3D có thể được kết nối trực tiếp với bộ điều khiển cửa thang máy, tùy thuộc vào cấu hình bộ điều khiển cửa. Ngoài ra, có thể sử dụng nguồn điện chung cho cấu hình  bộ điều khiển cửa không sử dụng kết nối trực tiếp. Công nghệ này đi kèm với các tùy chọn cho cả cửa mở trung tâm (Center Opening – CO) và cửa mở lùa (Slide Opening – SO), điều này có tác động đáng kể đến chi phí lắp đặt tổng thể. Đây là một sự thay thế đơn giản không tốn nhiều thời gian; quá trình cài đặt chỉ mất tối đa 2 giờ.

Trong thời gian gần đây, các sự cố liên quan đến cửa thang máy như kẹt, bung đã dẫn đến nhiều thương vong đáng tiếc. Với những thông tin về các công nghệ cảm ứng cửa thang máy và khả năng chịu lực của cửa thang máy, hy vọng rằng đó là những thông tin hữu ích để người sử dụng, mua bán thang máy có thể đưa ra quyết định lựa chọn thang máy phù hợp. Ngoài ra, độc giả cũng có thể đọc thêm: Cửa tầng thang máy và sự an toàn của người tiêu dùng.

(*): Số liệu từ Elevator World