CN101013106B - 钢缆的探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢缆的探伤装置，其高精度地把握钢缆的钢线损伤位置及损伤程度。探伤装置(27)，对具有扭绞了多根钢线(31a、31b)而成的股线(33)的钢缆(1)进行探伤，具有局部磁化钢缆的磁化机构(2)。构成该磁化机构所磁化的钢缆的钢线的损伤由多个磁检测机构(3a～3h)进行检测。磁检测机构具有沿钢缆的轴向间隔设置的第一、第二磁检测机构组，第一、第二磁检测机构组分别具有多个磁检测机构(3a～3d、3e～3h)。以组单位改变第一、第二磁检测机构组的周方向位置。

Description

钢缆的探伤装置

技术领域

本发明涉及钢缆的探伤装置，尤其涉及适合使用于电梯的钢缆的探伤装置。

背景技术

现有的钢缆的探伤检测器的例子记载于专利文献1中。在该公报所记载的探伤检测器中，为了容易携带及操作，磁化钢缆的励磁机构采用的是永磁铁。永磁铁呈短栅状，只相隔规定距离而形成为磁化器。在该磁化器中装配有内置了检测漏磁通的探头线圈的探头。

现有的漏磁通的检测装置的例子记载于专利文献2中。该公报所记载的检测装置为了检测出被检查件内部的微小缺陷，而在非检查件的附近放置磁铁，将被检查件磁化至饱和磁通密度附近。在磁极的中间配置有作为探头线圈的三个磁传感器，并使两端的探头线圈为同相，使中央的探头线圈为逆相。

钢缆探伤装置的另一例子记载于专利文献3中。在该公报所记载的探伤装置中，为了检测每根股线(strand)有无损伤，而沿股线配置有多个磁传感器，检测来自永磁铁的漏磁通。处理装置根据磁传感器的输出检测每根股线的损伤信号。

专利文献1：日本特开平7-198684号公报

专利文献2：日本特开2002-257789号公报

专利文献3：日本特开2003-50230号公报

在所述专利文献1记载的检测装置中，当在缆绳的内外双方都损伤时，难以高精度地推定缆绳的残存强度，这是已确认的。因而，在采用了该检测装置时，为了进一步高精度地推定缆绳的寿命，需要其它机构。

另外，在专利文献2记载的探伤装置中，确实采用多个传感器的输出来进行探伤，不过由于未充分考虑到对钢缆这样的多个钢线的集合体进行探伤的情况，因此难以高精度地推定各钢缆的哪个产生了损伤。其结果是，难以进行钢缆的高精度的寿命预测。

在专利文献3记载的探伤装置中，能够把握每个钢缆的损伤。但是，由于未考虑在构成该股线的多个钢线的内部产生了损伤时的输出的降低，因此存在如下的弊端：与在外部产生的损伤相比，过小地评价了在内部产生的损伤。

发明内容

本发明正是鉴于所述现有技术的不良情况而作出的，其目的在于与钢缆的钢线断裂位置无关地高精度地检测钢缆的损伤。本发明的另一目的在于通过高精度地检测钢缆的损伤来高精度地推定钢缆的寿命。

为了达成上述目的，本发明提供一种钢缆的探伤装置，其对具有扭绞了多根钢线而成的股线的钢缆进行探伤，其特征在于，具有局部磁化钢缆的磁化机构、和对构成该磁化机构磁化了的钢缆的所述钢线的损伤进行检测的多个磁检测机构，该磁检测机构具有在钢缆的轴向上隔开设置的第一、第二磁检测机构组，第一、第二磁检测机构组分别具有多个所述磁检测机构，以组单位改变第一、第二磁检测机构组的周方向位置，多个磁检测机构在钢缆的同一轴向位置被配置于钢缆的周围。

而且，在该特征中，优选具有：存储机构，其存储多个磁检测机构的位置和朝向的信息及钢缆的移动速度；和运算机构，其基于磁检测机构的输出和存储于存储机构中的磁检测机构的位置及朝向的信息、钢缆的移动速度，算出钢缆的损伤度。

在上述特征中，优选磁检测机构是指向性的磁检测机构，且磁的检测灵敏度被配向为从钢缆的中心轴向外径侧变高，优选在构成第一、第二磁检测机构组的磁检测机构中，运算机构利用可得到具有峰值的输出的第一磁检测机构和至少两个第二磁检测机构的输出值，来计算钢缆内的损伤部的位置，上述至少两个第二磁检测机构与该第一磁检测机构相邻、且上述至少两个第二磁检测机构与上述第一磁检测机构不位于一直线上。

另外，在上述特征中，在构成第一、第二磁检测机构组的磁检测机构中，运算机构利用可得到具有峰值的输出第一磁检测机构和至少三个第二磁检测机构的输出值，来计算钢缆内的损伤部的位置和损伤程度，上述至少三个第二磁检测机构与上述第一磁检测机构时不位于一直线上。

进而，优选具有：保持构成第一、第二磁检测机构组的磁检测机构，且分割为两部分的夹具；将多个夹具一体化了的固定机构；和安装一体化了的夹具的钢缆探伤装置主体，固定机构在过负荷从钢缆施加于夹具时，解除多个夹具的一体化，且在夹具的与钢缆探伤装置主体的结合部设置有传递磁检测机构的信号的信号传递机构。另外，优选具有存储钢缆的使用经历的存储机构，运算机构根据存储于该存储机构中的钢缆的使用经历来确定钢缆的弯曲次数较多的部分。

(发明效果)

根据本发明，由于在钢缆的轴向上相隔配置有两组磁传感器，并改变这两组传感器的周方向位置(相位)，因此能够高精度且高效率地确定构成钢缆的各钢线的损伤位置。另外，能够容易地把握各钢线的损伤程度。进而，由于能够消除因钢缆的股线的凹凸而导致的噪声或因钢缆摆动而产生的噪声，因此容易把握损伤位置及损伤程度。

附图说明

图1是本发明的钢缆探伤装置的示意图；

图2是说明图1所示的钢缆探伤装置所具有的磁传感器和钢缆的位置关系的图；

图3是图1所示的钢缆探伤装置所具备的磁传感器的输出波形例；

图4是磁传感器的其他输出波形例；

图5是说明磁传感器和钢缆的其他位置关系的图；

图6是说明磁传感器和钢缆的关系的图；

图7是表示磁传感器的配置状态的立体图；

图8是说明图1所示的钢缆探伤装置所具有的磁传感器的安装方法的图；

图9是磁传感器的其他输出波形例；

图10是图1所示的钢缆探伤装置所使用的夹具的立体图；

图11是图1所示的钢缆探伤装置所使用的夹具的其他实施例的立体图；

图12是将图1所示的钢缆探伤装置使用于电梯中时的框图。

图中：1-钢缆；3a～3h-磁传感器；3i、3j-磁传感器组；8a、8b-钢缆的断裂位置；9a、9b-夹具；12-信号传递缆线；13a、13b-接合端子；14a、14b-固定机构；27-探伤装置。

具体实施方式

以下，利用附图说明本发明的钢缆的探伤装置的一个实施例。图1示意地表示钢缆的探伤装置27。钢缆的探伤装置27具有：配置在钢缆1的周围的多个磁传感器3a～3h、和在钢缆1的侧部以磁传感器3a～3h位于钢缆1的轴向中间的方式将其夹入的磁化器2。磁化器2形成为C字状。磁传感器3a～3h与校正器4连接。校正器4与运算器6连接。校正器4及运算器6分别与存储器5a、5b连接。运算器6也与输出器7连接。

在此，磁化器2为了在长度方向磁化钢缆1，而在轴向上只相隔规定距离而设置有两个磁化器2。在钢缆1被磁化器2磁化了的部分以周方向90度间距配置有四个第一磁传感器3a～3d组。在轴向上与磁传感器3a～3d离开、并以90度间距配置有其他四个第二磁传感器3e～3h组。此时，使第一磁传感器3a～3d组和第二磁传感器3e～3h组的相位变化45°。

以下说明如此构成的本实施例所示的钢缆的探伤装置27的动作。校正器4基于预先存储于与校正器连接的存储器5a中的各磁传感器3a～3h的校正值，修正所输入的磁传感器3a～3h的输出。利用预先存储于与运算器6连接的存储器5b中的各磁传感器3a～3h的设置位置的信息、或钢缆1的移动速度、磁检测的阈值，由运算器6运算修正后的磁传感器3a～3h的输出。

运算器6算出在钢缆1中是否产生有损伤等钢缆1的损伤度。计算出的钢缆1的损伤度被输出到输出器7并显示。在此，损伤度包括损伤的位置或损伤的程度、断裂的绳的股数、残存强度、损伤模式等，并对应于作为对象的钢缆1的检查项目而输出。

利用图2，说明图1所示的钢缆的探伤装置27的探伤原理。图2(a)是配置有第一磁传感器3a～3d组的钢缆1局部的横截面图，同图(b)是配置有第二磁传感器3e～3h组的钢缆1局部的横截面图。钢缆1由形成心线的心线部32、和大致以等间距配置在该心线部32的周围的六个部位的股线部33构成。在股线部33，在中央部的钢线31a的周围配置有与该钢线31a大致相同的直径的六条钢线31b。从(a)图和(b)图的比较明确可知，第一磁传感器3a～3d组和第二磁传感器3e～3h组相差45°位置而配置在周方向上。

假设一条构成上侧的股线部33的钢线31b断裂。第一磁传感器3a～3d组安装在钢缆1的轴向相同位置。同样，第二磁传感器3e～3h组安装在轴向位置与第一磁传感器3a～3d组不同的相同的截面上。由于磁传感器3a～3h的输出对应于从断裂位置至磁传感器3a～3h的距离而变化，因此若在钢缆1运动的同时测量，则靠近断裂部位8a的磁传感器3a或磁传感器3e的输出变大，位于远处的磁传感器3c或磁传感器3g的输出变小。

图3(a)～(h)表示对具有断裂部位8a的钢缆1进行探伤时的各磁传感器3a～3h的输出结果。图的号码(a)～(h)对应于磁传感器3a～3h的号码。纵轴是输出的大小，横轴是时间。若在图1中使钢缆1从跟前侧向里侧移动，则断裂部位8a首先通过第一磁传感器3a～3d组，接着通过第二磁传感器3e～3h组。第一磁传感器3a～3d组的峰值时刻相等，都是t₀，第二磁传感器3e～3h组的峰值时刻比t₁早。

若比较构成第一磁传感器3a～3d组的各磁传感器3a～3d的峰值输出，则与断裂部位8a最接近的磁传感器3a的输出最大，离断裂部位8a最远的磁传感器3c的输出最小。能够判定钢线31b的损伤位于磁传感器3a附近。将判定结果输出到输出器7中。

以下说明在钢缆1摆动时产生的噪声、和因钢缆1的股线33的凹凸而导致的噪声的削减顺序。图4(a)～(h)表示在钢缆1没有损伤时的各磁传感器3a～3h的输出。在钢缆1没有损伤时，对应于钢缆1的股线的凹凸，测量来自钢缆1的一定周期的漏磁通。若从钢缆1至各磁传感器3a～3h的距离相等，则各磁传感器3a～3h的峰值输出在所有的磁传感器3a～3h上都相等。

若钢缆1摆动，从钢缆1至各磁传感器3a～3h的距离变化，则峰值输出值对应于距离而变化。若钢缆接近磁传感器3a，则如图4(a)所示磁传感器3a的输出变大，如同图(c)所示磁传感器3c的输出减小。峰值输出的差也由第二磁传感器3e～3h组观测。

若钢缆1接近磁传感器3a，从磁传感器3e至钢缆1的距离、和从磁传感器3h至钢缆1的距离变得相等，则磁传感器3e和磁传感器3h的峰值输出值变得相等。根据该峰值输出值的变化，能够判别钢缆1接近于磁传感器3a、然后通过了磁传感器3a。因此，将因钢缆1通过该磁传感器3a～3h部而引起的输出的变化量，作为噪声成分从输出中减去。

进而，股线部33由于在钢缆1的轴向上扭转而配置，因此若使钢缆1在轴向上移动，则至磁传感器3a～3h的距离周期性变化。即，从磁传感器3a～3h可以看到在股线部33形成有凹凸。若排除钢缆1的摆动的影响，则在因该凹凸而产生的漏磁通的作用下、磁传感器3a～3h的输出以相同的大小成为一定周期的波而表现出来。因此，从各磁传感器3a～3h的输出将该一定周期的波的大小作为噪声成分而减去，排除股线部33的凹凸的影响。

除去了上述两种噪声时的、各磁传感器3a～3h的输出例是图3(a)～(h)所示的图。从该图3明确所示，只有钢线31b的断裂部位8a的影响表现为输出波形。因而，根据本实施例，能够高精度地评价钢线31a、31b的断裂部位。

图5表示不同的两条钢线31b断裂时的探伤例。图5是与图2相同的图，只是在两条钢线31b上形成有断裂部位8a、8b这一情况与图2的情况不同。图6按磁传感器3a～3h分别表示在该两个部位断裂的钢缆1上设置的各磁传感器3a～3h的输出。该图6是除去了上述两种噪声后的输出波形。

若钢缆1被充分磁化，钢线31b的断裂方式相同，则来自位于钢缆1的内侧的钢线31b的断裂部位8b的漏磁通量、和来自位于钢缆1的外侧的钢线31b的断裂部位8a的漏磁通量相等。因而，各磁传感器3a～3h的峰值输出对应于从断裂伤至各磁传感器3a～3h的距离而确定。

位于上方的磁传感器3a的输出比图3所示的只有一个断裂部位8a的情况稍大。其理由如下：来自两处的断裂部位8a、8b的漏磁通重叠，由磁传感器3a检测。同样，磁传感器3b～3d的输出也比只有一处断裂部位8a的情况大。根据这些各磁传感器3a～3h输出的变化可知，断裂部位8a、8b至少形成在两个部位以上。

各磁传感器3a～3h的输出因断裂部位8a、8b的位置和个数而不同。因此，利用多个磁传感器3a～3h，鉴别断裂部位8a、8b的位置和大小。各磁传感器3a～3h的位置和朝向被预先存储于存储器5b中。在有一个断裂部位8a或断裂部位8b时，为了鉴别三维空间内的坐标，需要不在一直线上的至少三个磁传感器的输出，为了评价断裂部位8a、8b的损伤的程度，需要至少四个以上的磁传感器的输出。

即，在钢缆1的规定的探伤长度内，确定所检测的伤的个数的上限，配置该检测出的伤的上限值的3倍或4倍的磁传感器3a、……。由此，不论伤在钢缆1内的哪个位置都能够检测到损伤，从而可高精度地求出钢缆1的损伤量。

在上述实施例中，将磁传感器3a～3h的个数设为八个，不过为了提高检测精度，只要增加在钢缆1的周围配置的磁传感器3a、……的数目即可。增加了用于探伤的磁传感器3a、……的例子如图7所示。在该图7中，在钢缆1的轴向相同位置的周围配置有由多个磁传感器构成的第一传感器组3i，在从该第一传感器组3i在轴向上离开的位置配置有由多个磁传感器构成的第二传感器组3j。此时，第一传感器组3i和第二传感器组3j的周方向相位不同。

若利用钢缆1的移动速度来修正因钢缆1的轴向的位置偏离而导致的输出波形的峰值时刻的偏离，则可得到与在轴向一个部位的位置高密度地配置了磁传感器的这一情况相同的效果。为了配置这样的磁传感器组3i、3j，利用图8所示的固定夹具9a是有利的。

在固定夹具9a的上表面形成有半圆状的槽。在该固定夹具9a或弯折成半圆状的形状的板10a配置有多列的磁传感器3a，且在前列和后列锯齿状地配置磁传感器3a。在未图示的上侧固定夹具或上侧的弯折形状板也同样配置有磁传感器3a。利用这些下侧固定夹具及上侧固定夹具，夹入钢缆。

还有，优选的是上述磁传感器3a～3h具有指向性，且配置为从钢缆1的表面测量铅直方向的磁通。图9表示因指向性的大小而引起的磁传感器3a的输出的变化。在磁传感器3a的指向性小时，如图9(b)所示，若形成有损伤的钢缆1移动，则磁传感器3a的峰值输出变得平缓。在指向性大时，如同图(a)所示，磁传感器3a的峰值输出变得陡峭，峰值时刻变得明确。因而，变得容易检测峰值。

以下利用图10及图11来说明在钢缆1的周围配置磁传感器3a、……的方法。为了提高磁传感器3a、……的灵敏度，以拉近与钢缆1的距离、并覆盖钢缆1的方式配置磁传感器3a、……。在图10的例子中，在形成了圆筒槽的两分割形状的夹具9a、9b的圆筒槽面配置有磁传感器3a、……。将一个夹具9a固定于未图示的探伤装置主体，并利用铰链11使另一夹具9b相对于夹具9a可动。在将钢缆1载置于夹具9a之后，用夹具9b夹入。由于在夹具9b也设置有磁传感器3a、……，因此磁传感器3a的输出利用在铰链11附近设置的作为信号传递机构的缆线12而传递给探伤装置主体。

在图10的实施例中，作为信号传递机构采用了缆线，图11表示的是用端子13a、13b传递信号的例子。夹具9a和夹具9b形成为两分割形状，在采用固定机构14a、14b来固定这些夹具9a、9b时是优选的。在夹具9a、9b的接合面设置有端子13a、13b。

还有，若因钢缆1的波动或摆动，而使得钢缆1对夹具9a或夹具9b施加过大的力，则解除固定机构14a、14b的固定。由此，钢缆1从在夹具9a、9b上形成的圆筒槽脱离。作为这样的固定机构14a、14b，采用利用弹力来维持固定的按钮锁或啮入机构等。同样的固定机构14a、14b也设置于图10所示的实施例。

利用图12说明将钢缆的探伤装置27安装于电梯30上的例子。钢缆1的一端经由在电梯轿厢15的顶部设置的滑轮16而被固定于在升降通道内设置的固定部17a。钢缆1的另一端经由平衡重锤18的滑轮19同样地固定于在升降通道内设置的固定部17b。在电梯轿厢15的上表面安装有滑轮16，在该滑轮16和平衡重锤18的滑轮19之间配置有摩擦驱动钢缆1的滑轮20。若驱动滑轮20，则电梯轿厢15在升降通道内升降。滑轮20与卷扬机21连接，卷扬机21的控制装置22控制滑轮20的运转。

控制装置22具备存储电梯轿厢15的运行经历的存储器23。存储器23与判断是否需要检查钢缆1的判定器24连接。判定器24基于存储器23的信息判断需要不需要进行检查，并将其判断结果输出到输出器25。在电梯轿厢15的上表面安装有探伤装置的固定部26，在固定部26上固定有探伤装置27。由此，在电梯30的运转时，能够对钢缆1进行探伤。

即使电梯轿厢15在升降通道内升降，固定部17a、17b附近的钢缆1也都不弯曲。因而，在固定部17a、17b附近的钢缆1中，不存在钢线31a、31b因弯曲疲劳而断裂的情况。在只将钢线31a、31b因钢缆1的弯曲疲劳而断裂的情况作为检查对象时，只要测量通过滑轮20或滑轮16、19的部分即可。基于该理由，在图12的实施例中，在安装于电梯轿厢15的上表面的滑轮16附近设置有钢缆探伤装置27。

在电梯30中，电梯轿厢15并不是始终在升降通道的整个区间运行。有升降频繁的阶层和几乎不使用的阶层。即，在钢缆1的全长中，有弯曲次数多的部分和少的部分。判定器24根据存储于存储器23中的电梯30的运行情况来求出电梯轿厢15最频繁地停止的阶层。判定器24求出与该停止位置对应的钢缆1的弯曲位置，并输出到输出器25。在判定器24判断为需要对钢缆1进行探伤时，从输出器25向探伤装置27输出所检查的钢缆1的位置信息。根据本实施例，只要测量需要检查的部分即可，从而使检查效率化。

Claims (8)

1.一种钢缆的探伤装置，其对具有扭绞了多根钢线而成的股线的钢缆进行探伤，其特征在于，

具有局部磁化钢缆的磁化机构、和对构成该磁化机构磁化了的钢缆的所述钢线的损伤进行检测的多个磁检测机构，该磁检测机构具有在钢缆的轴向上隔开设置的第一、第二磁检测机构组，所述第一、第二磁检测机构组分别具有多个所述磁检测机构，以组单位改变所述第一、第二磁检测机构组的周方向位置，

所述多个磁检测机构在钢缆的同一轴向位置被配置于钢缆的周围。

2.如权利要求1所述的钢缆的探伤装置，其特征在于，

具有：

存储机构，其存储多个所述磁检测机构的位置和朝向的信息及钢缆的移动速度；和

运算机构，其基于所述磁检测机构的输出和存储于所述存储机构中的磁检测机构的位置及朝向的信息、钢缆的移动速度，算出钢缆的损伤度。

3.如权利要求1所述的钢缆的探伤装置，其特征在于，

所述磁检测机构是指向性的磁检测机构，且磁的检测灵敏度被配向为从钢缆的中心轴向外径侧变高。

4.如权利要求2所述的钢缆的探伤装置，其特征在于，

在构成所述第一、第二磁检测机构组的磁检测机构中，所述运算机构利用可得到具有峰值的输出的第一磁检测机构和至少两个第二磁检测机构的输出值，来计算钢缆内的损伤部的位置，上述至少两个第二磁检测机构与该第一磁检测机构相邻、且上述至少两个第二磁检测机构与上述第一磁检测机构不位于一直线上。

5.如权利要求2所述的钢缆的探伤装置，其特征在于，

在构成所述第一、第二磁检测机构组的磁检测机构中，所述运算机构利用可得到具有峰值的输出的第一磁检测机构和至少三个第二磁检测机构的输出值，来计算钢缆内的损伤部的位置和损伤程度，上述至少三个第二磁检测机构与上述第一磁检测机构不位于一直线上。

6.如权利要求1所述的钢缆的探伤装置，其特征在于，

具有：

保持构成所述第一、第二磁检测机构组的磁检测机构，且分割为两部分的夹具；

将多个夹具一体化了的固定机构；和

安装所述一体化了的夹具的钢缆探伤装置主体，

所述固定机构在过负荷从钢缆施加于所述夹具时，解除多个夹具的一体化。

7.如权利要求6所述的钢缆的探伤装置，其特征在于，

在所述夹具的与所述钢缆探伤装置主体的结合部设置有传递所述磁检测机构的信号的信号传递机构。

8.如权利要求2所述的钢缆的探伤装置，其特征在于，

具有存储钢缆的使用经历的存储机构，所述运算机构根据存储于该存储机构中的钢缆的使用经历来确定钢缆的弯曲次数较多的部分。

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