一種實時監測幕墻安全狀況的裝置及方法與流程

本發明涉及建筑物的維護結構安全領域，特別涉及一種實時監測幕墻安全狀況的裝置及方法。

背景技術：

由于幕墻有外觀美觀、透光性能好等優點，被廣泛應用于現代建筑。但由于很多幕墻是用結構膠將幕墻單元粘到幕墻構架上的，這就存在一定的安全隱患：結構膠隨著時間的推移將逐漸老化，粘結力逐漸下降，當粘結力下降到不能滿足要求時，幕墻單元就會逐漸幕墻構架，最后跌落，危及地面行人和車輛的安全。

結構膠老化、粘結力下降、幕墻單元與幕墻構架脫離、幕墻單元跌落是一個時間過程。幕墻單元與幕墻構架脫離后，幕墻單元不會馬上跌落，但存在跌落的可能，即存在安全隱患。如果在幕墻單元與幕墻構架脫離后，幕墻單元跌落前采取措施，修復失效的膠體，就可避免安全事故的發生。

由于材料工業的發展，近30年來，幕墻大量應用于現代建筑。但到目前為止，還沒有一種警示幕墻單元跌落的有效方法。現在，大量的幕墻年限都不長，問題的嚴重性還未充分暴露，但也偶有幕墻單元跌落的報道。隨著大量幕墻膠體老化期的到來，安全問題日益嚴峻。

因此有必要提供一種監測幕墻安全的裝置及方法來解決該問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種實時監測幕墻安全狀況的裝置，用于消除幕墻因膠體老化而與固定該幕墻單元的幕墻構架脫離產生潛在的安全隱患。

本發明的另一目的在于提供一種實時監測幕墻安全狀況的方法。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種實時監測幕墻安全狀況的裝置，包括N個串聯的基本常閉開關、利用微電子元件組成的監測裝置，包括N個串聯的基本常閉開關、利用微電子元件組成的監測裝置，其中基本常閉開關的通、斷狀態反映相應的幕墻單元與支撐該幕墻單元的幕墻構架的連接狀態，N≥1；所述N個串聯的基本常閉開關形成廣義常閉開關，一個以上的廣義常閉開關分別與監測裝置連接，監測裝置實時反映所有廣義常閉開關的狀態。

基本常閉開關處于導通狀態，說明相應的幕墻單元與支撐該幕墻單元的幕墻構架的連接正常；基本常閉開關處于斷開狀態，說明相應的幕墻單元與支撐 該幕墻單元的幕墻構架的連接異常，出現脫離，存在安全隱患。

所述基本常閉開關為普通微型開關。普通微型開關按鈕按下時開關閉合，普通微型開關按鈕松開時開關斷開。將微型開關固定在支撐幕墻單元的幕墻構架上，開關按鈕緊頂幕墻單元，開關按鈕處于按下狀態，開關閉合，電路通。結構膠老化，幕墻單元與幕墻構架逐漸脫離，當兩者的相對位移達到一定量時，開關按鈕松開，開關斷開，電路不通。

所述基本常閉開關為具有絕緣皮的導線(如漆包線)，導線分別固定在幕墻構架和幕墻單元上。導線穿過幕墻構架上的孔后繞過幕墻單元的角并固定在幕墻構架上。這繞幕墻單元角的導線相當于基本常閉開關。當幕墻單元與幕墻構架無相對位移時，導線連續，相當于基本常閉開關閉合，電路通。結構膠老化，幕墻單元與幕墻構架脫離，當兩者的相對位移達到一定量時，導線被拉斷，相當于基本常閉開關斷開，電路不通。也可采取其它方法用絕緣導線將幕墻單元和幕墻構架連接起來形成基本常閉開關，幕墻安全時導線連通，相當于開關閉合，電路通，幕墻單元與幕墻構架之間的位移過大時導線被拉斷，相當于開關斷開，電路不通。

所述基本常閉開關包括導電金屬片和具有絕緣皮的導線(如漆包線)，其中導電金屬片粘貼在幕墻單元上，導線粘貼在幕墻構架上。在幕墻單元適當的地方(如角部)粘貼導電金屬片，在幕墻構架上布有絕緣皮的導線(如漆包線)并在有金屬片的地方剪斷。將有絕緣皮的導線在與導電金屬片接觸的地方去掉結緣皮，使兩者接觸導通，形成等效基本常閉開關。當幕墻單元與幕墻構架無相對位移時，導電金屬片與導線接觸，形成等效的基本常閉開關，電路通。當結構膠老化，幕墻單元與幕墻構架脫離，導電金屬片與導線分離，相當于基本常閉開關斷開，電路不通。

所述基本常閉開關包括導電金屬片和具有絕緣層的導線(為節省空間位置，可為薄的扁導線)，其中導電金屬片粘貼在幕墻構架上，具有絕緣層的導線粘貼在幕墻單元上。將有絕緣層的導線端部與導電金屬片接觸處的結緣層去掉，使導電金屬片與具有絕緣層的導線在接觸處導通。這樣，導電金屬片與兩條導線端部接觸形成等效基本常閉開關。當幕墻單元與幕墻構架無相對位移時，導電金屬片與導線接觸，形成等效的基本常閉開關，電路通。當結構膠老化，幕墻單元與幕墻構架脫離，導電金屬片與導線分離，相當于基本常閉開關斷開，電路不通。

所述利用微電子元件組成的監測裝置為利用優先編碼器組成的監測裝置，其中利用優先編碼器組成的監測裝置包括擴展后的廣義優先編碼器、輔助擴展優先編碼器、故障信號燈、發聲報警裝置、安全信號燈、數字顯示譯碼及顯示 器，所述廣義常閉開關的一端接電源，另一端作為擴展后的廣義優先編碼器的信號，擴展后的廣義優先編碼器的選通輸入端及輔助擴展優先編碼器的選通輸入端接地，輔助擴展優先編碼器的選通輸出端連接故障信號燈、發聲報警裝置，輔助擴展優先編碼器的工作狀態標志連接安全信號燈及數字顯示譯碼及顯示器，擴展后的廣義優先編碼器的地址輸出端連接數字顯示譯碼及顯示器。

優先編碼器的種類很多。常用的優先編碼器是將8路輸入信號的級別最高的有效信號進行編碼，輸出3位地址碼，并具備擴展功能。每增加1位地址碼，輸入信號的路數加倍，即輸入信號路數N與地址碼位數n的關系為N＝2ⁿ。每1路信號對應1組幕墻單元的1個廣義常閉開關。每1位地址碼對應一條地址線。如9位地址線最多可監測512(N＝2⁹＝512)組幕墻單元，16位地址線最多可監測65536(N＝2¹⁶＝65536)組幕墻單元。

將廣義常閉開關的一端接電源，另一端作為擴展后的廣義優先編碼器的信號。將擴展后的廣義優先編碼器的選通輸入端及輔助擴展優先編碼器的選通輸入端接地。

輔助擴展優先編碼器的選通輸出端連接故障信號燈、發聲報警裝置，輔助擴展優先編碼器的工作狀態標志連接安全信號燈及數字顯示譯碼及顯示器，

將輔助擴展優先編碼器的選通輸出端直接接紅色發光二級管及裝置作為故障信號燈，并接發聲報警裝置作為聲音報警裝置。將輔助擴展優先編碼器的工作狀態標志接綠色發光二級管及裝置作為安全信號燈并接及數字顯示譯碼及顯示器以控制滅燈。這樣，幕墻不存在安全隱患時安全信號燈亮，反之故障信號燈亮且發聲報警裝置響起。再將擴展后的廣義優先編碼器的地址輸出端接7段數字顯示譯碼及顯示器顯示編碼地址。安全信號燈亮時，表示幕墻安全，顯示器滅燈無顯示。當故障信號燈亮且發聲報警裝置響起時，表明幕墻存在安全隱患，顯示器顯示的號碼為存在安全隱患幕墻單元組的編號。

當監測到幕墻出現安全隱患后，根據數字顯示譯碼及顯示器顯示的地址，可很快鎖定有安全隱患的幕墻單元。人工將有安全隱患的幕墻單元相應的常開開關閉合，就屏蔽了該幕墻單元的安全隱患，幕墻安全監控系統又可繼續監測其它幕墻單元的狀態。這樣，幕墻安全監控系統的正常工作與存在有安全隱患的幕墻單元的維修互不影響。

所述利用微電子元件組成的監測裝置為利用數據選擇器組成的監測裝置，其中利用數據選擇器組成的監測裝置包括擴展后的數據選擇器、加1計數及停止計數功能的計數及控制器、數字顯示譯碼及顯示器、安全信號燈、邏輯非門、故障信號燈、發聲報警裝置，所述廣義常閉開關的一端接電源，另一端作為擴展后的數據選擇器的信號，擴展后的數據選擇器的輸出信號端直接接安全信號 燈，擴展后的數據選擇器的輸出信號端接邏輯非門后再接故障信號燈以及發聲報警裝置，將擴展后的數據選擇器的輸出信號送至有加1計數及停止計數功能的計數及控制器控制其工作，數字顯示譯碼及顯示器與擴展后的數據選擇器相連。

數據選擇器的種類很多。常用的數據選擇器是從8路輸入信號中選擇1路送到輸出端，所選的路編號由3位地址碼確定，并具備擴展功能。每增加1位地址碼，輸入信號的路數加倍，即輸入信號路數N與地址碼位數n的關系為N＝2ⁿ。每1路信號對應1組幕墻的1個廣義常閉開關。每1位地址碼對應一條地址線。如9位地址線最多可監測512(N＝2⁹＝512)組幕墻單元，16位地址線最多可監測65536(N＝2¹⁶＝65536)組幕墻單元。

將廣義常閉開關的一端接電源，另一端作為擴展后的數據選擇器的信號；另配一有加1計數及停止計數功能的計數及控制器以產生地址，為擴展后的數據選擇器提供輸入地址，并配7段數字顯示譯碼及顯示器顯示地址；將擴展后的數據選擇器的輸出信號直接接綠色發光二級管及裝置作為安全信號燈；將擴展后的數據選擇器的輸出信號接一邏輯非門后接紅色發光二級管及裝置作為故障信號燈，并接發聲報警裝置；將擴展后的數據選擇器的輸出信號送至有加1計數及停止計數功能的計數及控制器控制其工作；這樣就組成了幕墻安全監控系統。有加1計數及停止計數功能的計數及控制器按一定的頻率從0開始做加1計數直到N＝2n-1后又返回到0，不斷循環產生新的地址。7段數字顯示譯碼及顯示器不斷顯示所產生的地址。擴展后的數據選擇器根據地址將地址所對應的廣義常閉開關狀態送至有加1計數及停止計數功能的計數及控制器及綠色發光二極管及裝置，將該狀態用邏輯非門反向后送至紅色發光二極管及裝置和發聲報警裝置。紅色發光二極管作為故障信號燈，綠色發光二極管安全信號燈，發聲報警裝置作為聲音報警裝置，表達幕墻的安全狀態。當幕墻不存在安全隱患時安全信號燈亮。當監測到幕墻存在安全隱患時，故障信號燈亮且發聲報警裝置響起，此時計數器停止加1計數，根據7段數字顯示器顯示的地址即可查到存在有安全隱患的幕墻單元組。

當計數器停止加1計數后，按一下加1按鈕,計數器3的地址碼加1并重新開始開始循環產生地址。

當監測到幕墻出現安全隱患后，根據數字顯示譯碼及顯示器顯示的地址，可很快鎖定有安全隱患的幕墻單元。人工將有安全隱患的幕墻單元相應的常開開關閉合，就屏蔽了該幕墻單元的安全隱患，然后按一下加1按鈕，幕墻安全監控系統又可繼續監測其它幕墻單元的狀態。這樣，幕墻安全監控系統的正常工作與存在有安全隱患的幕墻單元的維修互不影響。

也可將上述有加1計數及停止計數功能的計數及控制器用無加1計數及停止計數功能的計數及控制器替換并將之與計算機相連，組成幕墻安全監控系統。計算機控制無加1計數及停止計數功能的計數及控制器使其按給定的頻率產生從0到N＝2n-1的循環地址碼。擴展的數據選擇器根據地址碼將對應的輸入端邏輯電平送至無加1計數及停止計數功能的計數及控制器。無加1計數及停止計數功能的計數及控制器將所產生的地址碼及相應的端口邏輯電平送回計算機。計算機將所有地址碼及相應的端口端口邏輯電平顯示在計算機顯示器上或專用顯示器上。計算機還可通過網絡將幕墻的狀態傳給其它網絡設備，實現遠程監控。

所述實時監測幕墻安全狀況的裝置，還包括常開開關，常開開關與廣義常閉開關并聯。當廣義常閉開關斷開時，發現有安全隱患的幕墻單元后，將相應的常開開關閉合，使電路恢復到正常狀態，可屏蔽已發現安全隱患的幕墻單元信號。

本發明的另一目的通過以下的技術方案實現：

一種實時監測幕墻安全狀況的方法，包含以下步驟：

S1、在待監測的幕墻單元上設置N個串聯的基本常閉開關，基本常閉開關的通、斷狀態反映相應的幕墻單元與支撐該幕墻單元的幕墻構架的連接狀態；其中N≥1；

S2、N個串聯的基本常閉開關形成廣義常閉開關，當幕墻單元與幕墻構架之間無相對位移時，N個基本常閉開關閉合，即廣義常閉開關閉合，電路通；當某個幕墻單元與幕墻構架之間出現相對位移且達到設定閾值K(如1mm)時，L個基本常閉開關斷開，即廣義常閉開關斷開，電路不通；其中1≤L≤N；

S3、當廣義常閉開關全部閉合時，說明幕墻單元安全；當某個廣義常閉開關斷開時，說明幕墻單元存在安全隱患，需要維修；

S4、利用微電子元件組成監測裝置，實時反映所有廣義常閉開關的狀態，從而間接反映每組幕墻單元與幕墻構架的相對位移狀況；當廣義常閉開關斷開時，監測裝置做出反應：對應該廣義常閉開關的故障燈且發聲報警裝置響起，顯示裝置顯示出存在安全隱患的幕墻單元的編號。

所述實時監測幕墻安全狀況的方法，還包含以下步驟：

將一常開開關與廣義常閉開關并聯，當廣義常閉開關斷開時，發現有安全隱患的幕墻單元后，將相應的常開開關閉合，使電路恢復到正常狀態，可屏蔽已發現安全隱患的幕墻單元信號。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

本發明能夠及時反映幕墻因膠體老化而與固定該幕墻單元的幕墻構架脫離產生潛在的安全隱患。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種常閉開關的布置方式：微型開關1-3布置在幕墻單元的適當位置(如4個角)作為基本常閉開關T。微型開關1-3固定在幕墻構架1-1上。開關按鈕緊頂幕墻單元1-2，開關閉合。圖中的1-4為連接常閉開關1-3的導線，S2、S1用于連接電源Vcc和監測裝置，為監測裝置提供信號。

圖2為圖1的A-A方向剖視圖。圖中，2-1為粘接幕墻構架和幕墻單元的結構膠。

圖3亦為圖1的A-A方向剖視圖，但膠體2-1部分老化失效，幕墻單元1-2的下部已與幕墻構架1-1出現相對位移，相應的常閉開關1-3按鈕已彈出，常閉開關1-3斷開。

圖4為本發明所述的另一種常閉開關的布置方式：在幕墻構架1-1上鉆孔，用有絕緣皮的導線(如漆包線)4-1穿過幕墻構架上的孔后繞過幕墻單元1-2的角并固定在幕墻構架上。這繞幕墻單元角的導線相當于一個等效常閉開關T。

圖5為圖4中的幕墻單元1-2和有絕緣皮的導線4-1的立體關系示意圖。圖中的S2、S1用于連接電源Vcc和監測裝置，為監測裝置提供信號。

圖6為圖4的B-B方向剖視圖。圖中的6-1為繞到幕墻單元后的金屬導線。

圖7亦為圖4的B-B方向剖視圖，但部分膠體2-1老化失效，幕墻單元1-2的已與幕墻構架1-1出現相對位移，此處有絕緣皮的導線被拉斷(7-1)，已不連續，相當于等效常閉開關T斷開。

圖8為本發明所述的又一種常閉開關的布置方式：在幕墻單元的角部粘貼導電金屬片8-1，在幕墻構架上布有絕緣皮的導線(如漆包線)8-2并在有金屬片的地方剪斷。將有絕緣皮的導線8-2在與導電金屬片8-1接觸的地方去掉絕緣皮，使兩者接觸導通，形成等效常閉開關T。圖中的S2、S1用于連接電源Vcc和監測裝置，為監測裝置提供信號。

圖9為圖8中的幕墻單元1-2和導電金屬片8-1及有絕緣皮的導線8-2的立體關系示意圖。

圖10為圖8的C-C方向剖視圖。圖中，8-1與8-2聯通。

圖11亦為圖8的C-C方向剖視圖，但部分膠體2-1老化失效，幕墻單元1-2的已與幕墻構架1-1出現相對位移，此處有絕緣皮的導線8-2與導電金屬片8-1脫離接觸，相當于等效常閉開關T斷開。

圖12為本發明所述的又一種常閉開關的布置方式：在幕墻單元周邊粘貼有 絕緣層的導線(為節省空間位置，可為薄的扁導線)12-2并在需要處(如四角)斷開且在端部一定長度范圍去掉絕緣層。在幕墻構架相應位置粘貼導電金屬片12-1。設置的導電金屬片有兩種，一種是一片導電金屬片與兩條導線端部接觸形成等效常閉開關T；另一種是兩片互不接觸的導電金屬片分別與兩條導線端部接觸，形成兩個等效常閉開關T，同時可在這兩片導電金屬片引出導線S1、S2用作連接電源Vcc和監測裝置，為監測裝置提供信號。

圖13為圖12中的幕墻單元1-2和導電金屬片12-1及有絕緣皮的導線12-2的立體關系示意圖。

圖14為圖12的D-D方向剖視圖。圖中，12-1與12-2聯通

圖15亦為圖12的D-D方向剖視圖，但部分膠體2-1老化失效，幕墻單元1-2的已與幕墻構架1-1出現相對位移，此處有絕緣皮的導線12-2與導電金屬片12-1脫離接觸，相當于等效常閉開關T斷開。

圖16為將等效常閉開關T串聯后的廣義常閉開關示意圖。圖中，T為等效常閉開關。這種串聯電路中，等效常閉開關的個數為M(M≥1)。一塊幕墻單元中的L個等效常閉開關可以串聯成1個廣義常閉開關，也可以串聯成K個廣義常閉開關(1≥K≥L)。也可多塊幕墻單元的等效常閉開關串聯成1個或多個廣義常閉開關。廣義常閉開關有兩個接線端S2、S1，其中的一個S2接電源Vcc，另一個S1接微電子元件組成監測裝置，為該裝置提供監測信號。當廣義常閉開關閉合時，提供給監測裝置的是高邏輯電平“H”，表示該組幕墻單元安全；當廣義常閉開關斷開時，提供給監測裝置的是低邏輯電平“L”，表示該組幕墻單元存在安全隱患。為避免廣義常閉開關斷開后提供給監測裝置信號的接線端S1出現懸空現象，在S1端與接地之間接阻值較大的電阻R(阻值一般為2k歐)。

圖17為一個等效常閉開關T斷開的廣義常閉開關。廣義常閉開關中的一個等效常閉開關T斷開，則該廣義常閉開關不通，整個電路不通，說明該組幕墻單元存在安全隱患。

圖18為并聯一個常開開關M的廣義常閉開關。圖18是在圖16的基礎上，在廣義常閉開關上并聯一個常開開關M。并聯這個常開開關M后，對整個電路正常工作并無影響。

圖19為并聯一個常開開關M且一個等效常閉開關T斷開的廣義常閉開關。并聯了常開開關M的廣義常閉開關中的一個等效常閉開關T斷開，則該廣義常閉開關斷開，整個電路不通，說明該組幕墻單元存在安全隱患。

圖20為常開開關M閉合的廣義常閉開關。將已知存在安全隱患幕墻單元的常開開關M閉合，相當于屏蔽了該安全隱患。這樣，監測裝置能正常監測其它幕墻單元而不理會該組幕墻單元的隱患，存在安全隱患的幕墻單元維修不會影 響監測裝置的工作。

圖21為典型的優先編碼器*LS348、*LS848的邏輯引腳。該編碼器的輸入有8條信號線，編碼后輸出3條地址信號線，另外還有供擴展用的選通輸入Ei、選通輸出Eo、工作狀態標志Gs。

圖22為優先編碼*LS348、*LS848器的邏輯功能表。表中，輸入Ei為選通輸入端，輸出Eo為選通輸出端，輸出Gs為工作狀態標志，Gs通常用來擴展編碼器的功能。

圖23為用9片優先編碼(*LS348或*LS848)組成的，有64條信號線23-4，6條地址信號線23-2、23-3的擴展廣義優先編碼器GLS_1(23-1)。第9個優先編碼23-5的作用是輔助擴展，為輔助擴展優先編碼器。這種擴展可以無限的延續下去。按照這種方式擴展下去，每擴展一次，信號線數量是原來的8倍，地址線增加3條。圖中，低位的3條地址線23-2為原有的3條地址線并聯、高位的3條地址線23-3為擴展的3條地址線。

圖24為經第i次擴展的擴展優先編碼器GLS_i(24-1)。這次擴展用到8個第(i-1)次擴展后的廣義優先編碼器GLS_(i-1)和一個用于本次輔助擴展優先編碼器24-5。經第i次擴展后，信號線24-4有8ⁱ⁺¹條，地址線有3(i+1)條。圖中，低位的3i條地址線24-2為原有的3i條地址線并聯、高位的3條地址線24-3為擴展的3條地址線。

圖25為將第i次擴展的擴展優先編碼器GLS_i(24-1)配上7段數字顯示譯碼及顯示器25-1及紅色發光二極管及裝置25-3，發聲報警裝置25-5，綠色發光二極管及裝置25-4等后，組成的幕墻單元安全監控系統。優先編碼器的輸出地址3(i+1)條地址線A0～A(3i+2)送至25-1。擴展優先編碼器24-1的8ⁱ⁺¹根信號線24-4接廣義常閉開關的S1，最多可監測8ⁱ⁺¹個廣義常閉開關信號。擴展優先編碼器24-1的選通輸入端Ei必須接地25-6。輔助擴展優先編碼器24-5的選通輸入端Ei也必須接地。將輔助擴展優先編碼器24-5的選通輸出端Eo直接接紅色發光二級管及裝置25-3作為故障信號燈，接發聲報警裝置25-5作為聲音報警裝置。將輔助擴展優先編碼器24-5的工作狀態標志Gs接綠色發光二級管及裝置25-4作為安全信號燈，并送至25-1控制滅燈。這樣當幕墻單元不存在安全隱患時，輔助擴展優先編碼器24-5的選通輸出端Eo為低邏輯電平，工作狀態標志Gs為高邏輯電平，故障信號燈不亮，安全信號燈亮，25-1滅燈無顯示；當幕墻出現安全隱患時，輔助擴展優先編碼器24-5的選通輸出端Eo為高邏輯電平，工作狀態標志Gs為低邏輯電平，故障信號燈亮，安全信號燈不亮，發聲報警裝置25-5發聲報警，25-1顯示存在安全隱患的廣義常閉開關所對應的幕墻單元組的地址。

圖26為典型的數據選擇器*HC151的邏輯引腳。該數據選擇器的輸入有：8條信號線D0～D7，3條地址線A0～A2，一條用于擴展的使能線；輸出有：互為反邏輯的兩條線Y和W。W在本監測裝置中不用。

圖27為數據選擇器*HC151的邏輯功能表。

圖28為用2片數據選擇器*HC151組成的，有16條信號線28-5，4條地址信號線(28-2、28-3)的擴展選擇器GHC_1(28-1)。擴展用到了一個邏輯非門25-2和三個邏輯或門28-6。擴展時，信號線W未用到，所以擴展后的數據選擇器也沒有W。這種擴展可以無限的延續下去。按照這種方式擴展下去，每擴展一次，信號線數量加倍，地址線增加1條。圖中，28-2為原有的3條地址線，28-3為增加的1條地址線,28-4為輸出信號線。

圖29為經第i次擴展的數據選擇器GHC_i(29-1)。經第i次擴展后，信號線29-5有2ⁱ⁺³條，地址線有i+3條。圖中，29-2為原有的(i+2)條地址線，29-3為增加的1條地址線,29-4為輸出信號線。擴展同樣用到了一個邏輯非門25-2和三個邏輯或門28-6。

圖30為將第i次擴展的數據選擇器GHC_i(29-1)配上7段數字顯示譯碼及顯示器25-1及紅色發光二極管及裝置25-3作為故障信號燈，發聲報警裝置25-5，綠色發光二極管及裝置25-4作為安全信號燈，有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1，加1按鈕30-2，組成幕墻安全監控系統。有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1按一定的頻率循環產生從0到i+2的地址碼，譯碼及顯示器25-1不停地顯示30-1所產生的地址碼，擴展的數據選擇器29-1根據地址碼將對應的輸入端邏輯電平送至29-1的Y，然后送至紅色發光二極管及裝置25-3、綠色發光二極管及裝置25-4及有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1。當Y為邏輯高電平時，安全信號燈25-4亮，表明相應的常閉開關處于閉合狀態，相應的幕墻單元安全；當Y為邏輯低電平時，故障信號燈亮且發聲報警裝置響起，表明相應的常閉開關處于斷開狀態，相應的幕墻單元出現安全隱患，這時，有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1停止加1計數，保持地址碼不變，譯碼及顯示器25-1顯示存在安全隱患的幕墻單元地址并保持不變。

圖31為將第i次擴展的數據選擇器GHC_i(29-1)配上無加1計數及停止計數功能的計數及控制器31-1、計算機31-2后，組成的幕墻安全監控系統。計算機控制無加1計數及停止計數功能的計數及控制器31-1使其按給定的頻率循環產生從0到i+2的地址碼，擴展的數據選擇器29-1根據地址碼將對應的輸入端邏輯電平送至29-1的Y并送入無加1計數及停止計數功能的計數及控制器31-1。無加1計數及停止計數功能的計數及控制器31-1將所產生的地址碼及相 應的端口邏輯電平Y送回計算機31-2。計算機31-2將所有地址碼及相應的端口端口邏輯電平Y顯示在計算機31-2的顯示器或專用顯示器上。計算機還可通過網絡將幕墻的狀態傳給其它網絡設備，實現遠程監控。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

一種實時監測幕墻安全狀況的方法，包含以下步驟：

一、設置邏輯傳感器

在幕墻的各塊幕墻單元的某些部位(如四角)，設置能反映幕墻單元與幕墻構架相對位移的常閉開關。當幕墻單元與幕墻構架之間無相對位移時，常閉開關閉合，電路通；當幕墻單元與幕墻構架之間出現相對位移且達到一定量(如1mm)時，常閉開關斷開，電路不通。常閉開關的閉合、斷開，電路的通、斷就反映了幕墻單元與幕墻構架之間有無過大的相對位移，從而間接反應了結構膠是否牢靠地將幕墻單元與幕墻構架粘結在一起。設置這種常閉開關的方法很多，有的是真正的常閉開關，有的不是真正的常閉開關而僅僅起到常閉開關的作用，可認為是等效常閉開關。以下將這些真正的常閉開關和等效常閉開關統稱為基本常閉開關。

1.用微型開關作為基本常閉開關

微型開關按鈕按下時開關閉合，松開時開關斷開。如圖1、圖2所示，將微型開關1-3固定在幕墻的幕墻構架1-1上，開關1-3的按鈕緊頂幕墻單元1-2，按鈕處于按下狀態，開關閉合，電路通。當結構膠2-1老化，幕墻單元1-2與幕墻構架1-1逐漸脫離。當兩者的位移達到一定量時(圖3)，微型開關1-3的按鈕松開，開關斷開，電路不通。

2.直接用導線作為基本常閉開關

如圖4～圖7，在幕墻構架1-1上鉆孔，用有絕緣皮的導線(如漆包線)4-1穿過幕墻構架上的孔后繞過幕墻單元1-2的角并固定在幕墻構架1-1上。這繞幕墻單元角的導線相當于等效常閉開關。當幕墻單元1-2與幕墻構架1-1無相對位移時，導線連續，相當于等效常閉開關閉合，電路通。當結構膠2-1老化，幕墻單元1-2與幕墻構架1-1脫離逐漸。當兩者的位移達到一定量時(圖7)，導線被拉斷，出現斷口7-1，相當于等效常閉開關斷開，電路不通。

也可用其它方法用絕緣導線將幕墻單元和幕墻構架連接起來形成等效常閉開關，幕墻單元安全時導線連通，相當于開關閉合，電路通，幕墻單元與幕墻構架之間的位移過大時導線被拉斷，相當于開關斷開，電路不通。

3.利用導電金屬片和導線形成基本常閉開關

如圖8～圖11，在幕墻單元的適當部位(如角部)粘貼導電金屬片8-1，在幕墻構架1-1上布有絕緣皮的導線(如漆包線)8-2并在有金屬片的地方剪斷。將有絕緣皮的導線8-2在與導電金屬片8-1接觸的地方去掉結緣皮，使兩者接觸導通，形成等效常閉開關。當幕墻單元1-2與幕墻構架1-1無相對位移時，導電金屬片8-1將與導線8-2接觸，形成等效的常閉開，電路通。當結構膠2-1老化，幕墻單元1-2與幕墻構架1-1脫離逐漸脫離。當導電金屬片8-1與導線8-2脫離接觸(圖11)，相當于常閉開關斷開，電路不通。

也可以反過來，如圖12～圖15，在幕墻單元周邊粘貼有絕緣層的導線(為節省空間位置，可為薄的扁導線)并適當部位(如角部)斷開且在端部一定長度范圍去掉絕緣層。在幕墻構架相應位置粘貼導電金屬片。設置的導電金屬片有兩種，一種是一片導電金屬片與兩條導線端部接觸形成等效常閉開關；另一種是兩片互不接觸的導電金屬片分別與兩條導線端部接觸，形成兩個等效常閉開關。

二、形成廣義常閉開關

如圖16、圖17，將N個基本常閉開關T(N≥1)串聯，形成廣義常閉開關。只要這廣義常閉開關T中的一個或一個以上斷開，廣義常閉開關就斷開，電路就不通。

一塊幕墻單元中的L個基本常閉開關可以串聯成一個廣義常閉開關，也可以串聯成K個廣義常閉開關(1≥K≥L)。多塊幕墻單元的基本常閉開關也可串聯成一個廣義常閉開關。廣義常閉開關有兩個接線端S1、S2，其中的一個接線端S2接電源Vcc，另一個接線端S1接微電子元件組成監測裝置，為該裝置提供監測信號。當廣義常閉開關閉合時，提供給監測裝置的是高邏輯電平“H”，表示幕墻單元安全；當廣義常閉開關斷開時，提供給監測裝置的是低邏輯電平“L”，表示幕墻單元存在安全隱患。為避免廣義常閉開關斷開后提供給監測裝置信號的接線端S1出現懸空現象，在S1端與接地之串接阻值較大的電阻(阻值一般為2k歐)。

三、屏蔽有安全隱患的幕墻單元信號

如圖18、圖19，將一常開開關M與廣義常閉開關并聯。并聯該常閉開關并不影響電路的正常工作。當廣義常閉開關斷開時，表明相應的幕墻單元與幕墻構架已脫離，存在安全隱患，需要修理。發現有安全隱患的幕墻單元后，將相應的常開開關M閉合，使電路恢復到正常狀態，可屏蔽已發現安全隱患的幕墻單元信號。

四、設置監測裝置

利用微電子元件組成監測裝置，實時反映所有廣義常閉開關的狀態，從而 間接反映每組幕墻單元與幕墻構架的相對位移狀況。一旦出現相對位移過大的情況，測量裝置做出反應，同時給出是哪組幕墻單元存在安全隱患。可利用優先編碼器或數據選擇器組成監測裝置。

1.利用優先編碼器組成監測裝置

優先編碼器的種類很多。常用的優先編碼器是將8路輸入信號的級別最高的有效信號進行編碼，輸出3位地址碼，并具備擴展功能(圖21、圖22)。每增加1位地址碼，輸入信號的路數加倍，輸入信號路數N與地址碼位數n的關系為N＝2ⁿ。每1路輸入信號對應1組幕墻單元的1個廣義常閉開關。每1位地址碼對應一條地址線。如9位地址線最多可監測512(N＝2⁹＝512)組幕墻單元，16位地址線最多可監測65536(N＝2¹⁶＝65536)組幕墻單元。

圖21為典型的優先編碼器*LS348、*LS848的邏輯引腳。該編碼器的輸入有8條信號線，編碼后輸出3條地址信號線。

圖22為優先編碼*LS348、*LS848器的邏輯功能表。

如圖23，用9片優先編碼(*LS348或*LS848)，可組成有64條信號線，6條地址信號線的擴展廣義優先編碼器GLS_1(23-1)。第9個優先編碼23-5的作用是輔助擴展，為輔助擴展優先編碼器。這種擴展可以無限的延續下去。按照這種方式擴展下去，每擴展一次，信號線數量是原來的8倍，地址線增加3條。原有的3位地址為23-2，增加的3位地址為23-3。

如圖24，在8個第i-1次擴展的優先編碼GLS_(i-1)的基礎上，增加一片優先編碼器24-5作為輔助擴展優先編碼器，可再次擴展為優先編碼GLS_i(24-1)，原有的3i位地址為24-2，增加的3位地址為24-3，擴展后的信號線數量是原來的8倍。

如圖25，將第i次擴展的擴展優先編碼器GLS_i(24-1)配上7段數字顯示譯碼及顯示器25-1及紅色發光二極管及裝置25-3，發聲報警裝置25-5，綠色發光二極管及裝置25-4等后，組成的幕墻單元安全監控系統。優先編碼器的輸出地址3(i+1)條地址線A0～A(3i+2)送至25-1。擴展優先編碼器24-1的8ⁱ⁺¹根信號線24-4接廣義常閉開關的S1，最多可監測8ⁱ⁺¹個廣義常閉開關信號。擴展優先編碼器24-1的選通輸入端Ei必須接地25-6。輔助擴展優先編碼器24-5的選通輸入端Ei也必須接地。將輔助擴展優先編碼器24-5的選通輸出端Eo直接接紅色發光二級管及裝置25-3作為故障信號燈，接發聲報警裝置25-5作為聲音報警裝置。將輔助擴展優先編碼器24-5的工作狀態標志Gs接綠色發光二級管及裝置25-4作為安全信號燈，并送至25-1控制滅燈。這樣當幕墻單元不存在安全隱患時，輔助擴展優先編碼器24-5的選通輸出端Eo為低邏輯電平，工作狀態標志Gs為高邏輯電平，故障信號燈不亮，安全信號燈亮，25-1滅燈無 顯示；當幕墻出現安全隱患時，輔助擴展優先編碼器24-5的選通輸出端Eo為高邏輯電平，工作狀態標志Gs為低邏輯電平，故障信號燈亮，安全信號燈不亮，發聲報警裝置25-5發聲報警，25-1顯示存在安全隱患的廣義常閉開關所對應的幕墻單元組的地址。

當監測到幕墻單元出現安全隱患后，根據數字顯示譯碼及顯示器25-1顯示的地址，可很快鎖定有安全隱患的幕墻單元。人工將有安全隱患的幕墻單元相應的常開開關M閉合，就屏蔽了該幕墻單元的安全隱患，幕墻安全監控系統又可繼續監測其它幕墻單元的狀態。這樣，幕墻安全監控系統的正常工作與存在有安全隱患的幕墻單元的維修互不影響。

上述方法所使用的優先編碼器的輸出地址是三態門，除有普通門電路的高邏輯電平、低邏輯電平外，還有高阻抗狀態，故可在擴展時直接將地址線并接。如果所使用的優先編碼器的輸出地址不是三態門而是普通門電路，只有高邏輯電平、低邏輯電平，則擴展時不能直接將地址線并接，而必須另加與非門和與非門對地址和擴展端做邏輯運算。

2.利用數據選擇器組成監測裝置

數據選擇器的種類很多。常用的數據選擇器是從8路輸入信號中選擇1路送到輸出端，所選的路數由3位地址碼確定，并具備擴展功能。每增加1位地址碼，輸入信號的路數加倍，即輸入信號路數N與地址碼位數n的關系為N＝2ⁿ。每1路信號對應1組幕墻單元的1個廣義常閉開關。每1位地址碼對應一條地址線。如9位地址線最多可監測512(N＝2⁹＝512)組幕墻單元，16位地址線最多可監測65536(N＝2¹⁶＝65536)組幕墻單元。

圖26為典型的數據選擇器*HC151的邏輯引腳。該數據選擇器的輸入有8條信號線D0～D7，3條地址線A0～A2，一條用于擴展的使能線E；輸出有互為反邏輯的兩條線Y和W。

圖27為數據選擇器*HC151的邏輯功能表。

如圖28，用2片數據選擇器*HC151，一個邏輯非門25-2和三個邏輯或門28-6，組成有16條信號線，4條地址信號線的擴展選擇器GHC_1(28-1)。這種擴展可以無限的延續下去。按照這種方式擴展下去，每擴展一次，信號線數量加倍，地址線增加1條。

如圖29，在第i-1次擴展的優先編碼GHC_(i-1)的基礎上，用2個GHC_(i-1)，一個邏輯非門25-2和三個邏輯或門28-6，組成有2ⁱ⁺³條信號線，i+3條地址信號線的擴展選擇器GHC_i(29-1)。

如圖30，將第i次擴展的數據選擇器GHC_i(29-1)配上7段數字顯示譯碼及顯示器25-1及紅色發光二極管及裝置25-3作為故障信號燈，發聲報警裝 置25-5，綠色發光二極管及裝置25-4作為安全信號燈，有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1，加1按鈕30-2，組成幕墻安全監控系統。有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1按一定的頻率循環產生從0到i+2的地址碼，譯碼及顯示器25-1不停地顯示30-1所產生的地址碼，擴展的數據選擇器29-1根據地址碼將對應的輸入端邏輯電平送至29-1的Y，然后送至紅色發光二極管及裝置25-3、綠色發光二極管及裝置25-4及有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1。當Y為邏輯高電平時，安全信號燈25-4亮，表明相應的常閉開關處于閉合狀態，相應的幕墻單元安全；當Y為邏輯低電平時，故障信號燈亮且發聲報警裝置響起，表明相應的常閉開關處于斷開狀態，相應的幕墻單元出現安全隱患，這時，有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1停止加1計數，保持地址碼不變，譯碼及顯示器25-1顯示存在安全隱患的幕墻單元地址并保持不變。

當30-1停止加1計數后，按一下加1按鈕30-2,有加1計數及停止計數功能的計數及控制器30-1的地址碼加1并重新開始開始循環產生地址。

當監測到幕墻出現安全隱患后，根據數字顯示譯碼及顯示器25-1顯示的地址，可很快鎖定有安全隱患的幕墻單元。人工將有安全隱患的幕墻單元相應的常開開關M閉合，就屏蔽了該幕墻單元的安全隱患，然后按一下加1按鈕30-2，幕墻安全監控系統又可繼續監測其它幕墻單元的狀態。這樣，幕墻安全監控系統的正常工作與存在有安全隱患的幕墻單元的維修互不影響。

如圖31，也可將第i次擴展的數據選擇器GHC_i(29-1)配上無加1計數及停止計數功能的計數及控制器31-1、計算機31-2，組成的幕墻安全監控系統。計算機控制無加1計數及停止計數功能的計數及控制器31-1使其按給定的頻率循環產生從0到2ⁱ⁺³-1的地址碼，擴展的數據選擇器29-1根據地址碼將對應的輸入端邏輯電平送至29-1的Y并送入無加1計數及停止計數功能的計數及控制器31-1。無加1計數及停止計數功能的計數及控制器31-1將所產生的地址碼及相應的端口邏輯電平送回計算機。計算機將所有地址碼及相應的端口邏輯電平顯示在計算機顯示器上或顯示在專用顯示器上。計算機還可通過網絡將幕墻的狀態傳給其它網絡設備，實現遠程監控。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。