CN101263073B - 电梯的承载部件磨损和损坏的监测 - Google Patents

电梯的承载部件磨损和损坏的监测 Download PDF

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Abstract

电梯承载部件(22)的监测装置(20)设置控制器(30)，该控制器施加第一信号(40)和第二信号(50)至带内的至少一个张紧构件(24)上。在一个例子中，第一信号(40)具有选定的幅度和持续时间的多个脉冲(42)。第二信号(50)包括具有第二、较短的持续时间和较低的幅度的一系列脉冲(52)。第一信号用于提供关于承载部件磨损状况的信息。控制器利用对于第二信号的响应，确定诸如承载部件断裂之类的损坏状况。

Description

电梯的承载部件磨损和损坏的监测 
1.技术领域
本发明总体上涉及电梯的承载部件状况的监测。尤其是本发明涉及使用不同的信号，分别确定磨损状况和潜在的损坏状况。 
2.背景技术
电梯系统典型的包括承载着轿厢和配重的重量的诸如绳或带之类的承载部件，并允许轿厢在电梯井道内根据需要运动。多年以来，一直使用钢丝绳。最近，引入了涂覆钢丝带或具有护套的绳，包括封装在护套内的多条张紧构件。在一个例子中，张紧构件是由钢绞线制成的钢丝绳。护套包括聚氨酯材料。 
新式的承载部件和老式的钢丝绳之间的一个区别提出了一个新的挑战，由于护套覆盖着张紧构件，使得不可能对于张紧构件状况进行目视观测。已经提出了多种监测技术。这些技术中的一部分基于电子技术，并依赖于带内张紧构件的导体性质，以便确定张紧构件的状况。 
与新式带一起使用的一种装置是断裂带开关，例如，可以提供断裂带的指示。此种开关用于提供带的严重缺陷或损坏状况的指示。机械断裂式带开关的一个缺点在于尽管电梯带处于良好状态，也会因为异常的机械状况潜在地被接通或触发。此种开关也有可能被故意破坏。应用分离式带开关所提出的另一个问题是存在额外的硬件、安装和潜在的维护成本。理所当然的是，希望能够减小与电梯系统相关联的复杂性。 
存在对技术进行改进的需要，用于监测带的磨损状况，以及用于确定带是否断裂或是否存在其它严重的损坏。本发明包括提供了一种独特的方式，在不依赖于设置传统的断裂式带开关的情况下，提供了两种类型的确定方式。 
发明概述 
总体而言，本发明是关于电梯承载部件的监测配置，使用了两种不同类型的信号，以获取与承载部件状况有关的两种不同类型的确定 方式。 
一个示例性的用于监测电梯带状况的方法，包括施加具有第一特征的第一电信号至带内的张紧构件中的至少一个上。具有与第一特征不同的第二特征的第二电信号施加至带内的张紧构件中的至少一个上。基于对第一电信号的响应，以确定带的磨损状况。基于对第二电信号的响应，以确定带的损坏状况。 
在一个例子中，基于施加的信号以确定张紧构件的电阻。由第二电信号提供的信息优选是连续性的监测信息，使得带断裂的状况能够迅速被确定。对于第一电信号的响应也许要经历很长时间，因为电梯带的正常磨损典型的是在一个很长的时期内发生的。 
在一个例子中，第一电信号的特征是第一频率，以及第二电信号具有比第一频率高的第二频率。 
一个示例性的用于监测电梯带的状况的装置，包括控制器，控制器施加第一电信号至带内的张紧构件中的至少一个上。该控制器还施加第二电信号至带内的张紧构件中的至少一个上。优选的是第一电信号具有如下的特征，其频率不同于第二电信号相应的特征。控制器利用了张紧构件的电学特性对第一、第二电信号的响应，以便分别地确定带的磨损状况和损坏状况。 
通过下文对优选实施例的详细说明，本发明的各特征和优点，对于本领域的熟练技术人员会变得更为明显。与详细说明随附在一起的附图的简要说明如下。 
附图的简要说明 
附图1示意性地描述了电梯带总成，包括根据本发明的实施例设计的用于监测带的磨损状况和损坏状况。 
附图2是示意性的定时图，描述了用于附图中实施例的示例性的信号。 
优选实施例的详细说明 
附图1示意性地显示了电梯承载部件总成，包括监测装置20和电梯带22。尽管在这个例子中显示的是带，但本发明并不限定于特定种类的承载部件。多根张紧构件24封装在护套26内。在一个例子中， 张紧构件24包括以传统的方式由独立的钢绞线缠绕而成的钢丝绳。在一个例子中，护套26包括聚氨酯材料。张紧构件24承担着电梯系统与轿厢和配重有关的负荷，并提供轿厢在电梯井道内根据需要运动的能力。 
监测装置20包括控制器30，控制器30能够选择性地将信号施加在张紧构件24上。与张紧构件24的电连接示意性地描述为32。尽管附图1显示了每一个张紧构件24与控制器30之间的电连接，但也有可能通过使用本发明提供的技术，以监测一个或选定数量的张紧构件24。在一个例子中，多根张紧构件24出于监测的目的进行电连接。 
控制器30包括第一模块34，第一模块34使得控制器30能够对电梯系统内的带在使用寿命期内，进行带的正常磨损的监测。在一个例子中，运用了基于电阻的监测(RBI)，张紧构件24的电阻值提供了张紧构件机械完整性的指示。例如，已破坏或磨损的线相对于机械完整性未受干扰的线具有更高的电阻。从这些说明中获益的本领域的熟练技术人员能够选择恰当的监测技术(例如，对监测器进行改变，以及使它们适应张紧构件的状况)，以满足他们在特定状况下的需要。 
控制器30使用在张紧构件24的至少一个上施加第一类型的信号的第一模块34，以确定带总成22的磨损状况。第二模块36使得控制器30能够确定带22的严重损坏或断裂的状况。第二模块36可以取代分离式机械断裂带开关，或在包括断裂开关的系统中提供辅助的指示。第二模块36允许控制器30施加第二类型的信号，以独立确定带22的损坏状况。即使带上的部分对于另一类型的监测系统不是“可视的”，第二模块36也允许控制器30沿着带22的全部长度上连续地进行瞬时地监测。 
在一个例子中，第一模块34和第二模块36包括微处理机上的软件程序，并至少作为控制器30的一部分。在另一个例子中，第一和第二模块34包括硬件或固件。在另一个例子中，相结合的软件、硬件和固件提供了所描述的模块的功能。 
附图2示意性地描述了控制器30施加的两种示例性的信号，以确定带不同类型的状况。第一信号线示出为40，代表了通过控制器30使用第一模块34施加的第一信号。信号40包括多个具有选定的持续时间和幅度的脉冲42。 
显示在附图2中的第一信号40的频率相对于第二信号50的频率相对的较低。在一个例子中，由控制器30施加在张紧构件中的至少一个上的第二信号50，直接在第二模块36内编程。第二信号50包括多个脉冲52，脉冲52相对于第一信号40的脉冲42具有较短的持续时间和较低的幅度。第二信号50的频率比第一信号40的频率更高。当第一信号40允许控制器30确定磨损状况时，第二信号50允许控制器30确定带的断裂或损坏状况。 
第二信号50更高的频率、较低的幅度和较短的脉冲持续时间允许控制器30不论是在带22断裂或严重损坏的状况下，都能够进行连续地实时监测。在第二信号50上使用较低的电流，增强了系统对于带的监测能力，同时因为当前施加在绳上的电压，却没有增加绳24加速腐蚀的可能性(例如，张紧构件)在一个例子中，第二信号50的使用允许第一信号40的脉冲之间具有长的间隔，可以减少潜在的腐蚀。 
优选的是第二信号50具有更高的频率，因为这对于实时确定带是否断裂或其它的损坏状况而言，是非常重要的。确定张紧构件的断裂实质上仅需要确定沿着张紧构件的电连续性，因此较低幅度的脉冲52提供了足够的信息，以便确定带的断裂。 
基于张紧构件24电特性的变化率，正常的磨损由于第一信号40的使用而成为可见。在一个实施例中使用了张紧构件24的钢丝绳的电阻。在正常的机械和运行环境下，认为此种类型的带具有长的使用寿命。除非经历很长的时期，疲劳和磨损的可能性很低。因此，低频率的第一信号40在这一时间段内提供了足够的信息，以便确定带的磨损状况(例如，在张紧构件24中电阻最终的增加是由于最终的磨损引起的)。较大的脉冲42提供了实际电阻值的更为精确的信息，能够累积一个长的时期以便确定细微的磨损。 
本发明利用了诸如张紧构件的电阻之类的电特性在一个长的时间段内两个小的百分率之间的差异(例如，10年至20年)，以及当张紧构件24断裂时瞬间的巨大改变。这些不同的变化允许通过单一的控制器30使用不同类型的信号，以确定带的两种不同的状况，从而执行了不同的功能。 
在一个例子中，控制器30和模块34、36进行编程，使得信号40、50同步，以避免控制器所作出的结论在它们之间产生任何干涉。在附 图2的例子中，在脉冲52施加的同一时间，脉冲42没有施加在张紧构件的任何一个上。脉冲42在脉冲52停止的时间工作。 
在一个例子中，控制器30通过张紧构件的断裂得到确认，以便对损坏状况的确定进行核对，而张紧构件断裂的确认是通过在控制器30确认带处于损坏状态前，确定带内的至少另一个张紧构件是断裂的。 
在另一个例子中，控制器30进行编程，以确定电梯系统何时处于使用之中。在使用较为频繁的时期内，在这个例子中的控制器30增加第二信号50的频率，以便进行更为持续地损坏状况监测。在这种情况下，希望将第一信号与第二信号进行隔离，第一信号的频率也可以随着脉冲42特性的调整而进行调整，以便适应于在第一信号50停止的时间。 
在另一个例子中，在任何时候当磨损监测指示张紧构件24中的一个或更多根出现了磨损状况时，控制器30编程通过第二信号50增加监测。增加的磨损相应于损坏状况发生的可能性增加，因此，在这个例子中控制器对损坏监测进行调整。 
从说明中获益的本领域的熟练技术人员，能够从商业上可以获得的微处理器和电子设备中，或为用户设计的软件、硬件和固件中，或这些的组合中进行选择，以便实现说明中的控制器所提供的功能。应当注意到，尽管在附图1中示意性地描述了设置有两个不同的模块的单一控制器30，但是独立的器件也能提供磨损状况和损坏状况的监测。 
根据本发明设计的监测设备提供了两种功能，可以增强与电梯带的状况进行监测相关的经济性。本发明的配置相对于例如机械断裂式带开关更加精确，更加灵活。可以节省与去除断裂式带开关相关的成本。 
上文的描述就其本质而言是示例性的，而非限定性的。在不脱离本发明的实质的情况下，针对已公开的例子的变化和改变，对于本领域的熟练技术人员是明显的。给予本发明的法定保护范围，只有在研究以下的6权利要求才能确定。 

Claims (20)

1.一种用于监测电梯系统内承载部件状况的方法，包括以下步骤：
施加具有第一特征的第一电信号至所述的承载部件内的至少一个张紧构件上；
施加具有与第一特征不同的第二特征的第二电信号至所述的承载部件内的至少一个张紧构件上；
基于对所述的第一电信号的响应，以确定所述的承载部件的磨损状况；以及
基于对所述的第二电信号的响应，以确定所述的承载部件的损坏状况。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的第一特征是第一频率，第二特征是第二频率，所述的第二频率高于所述的第一频率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的第一电信号具有第一幅度，以及所述的第二电信号具有比第一幅度低的第二幅度。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的第一电信号包括一系列具有第一持续时间的脉冲，以及所述的第二电信号包括一系列具有比第一持续时间短的第二持续时间的脉冲。
5.如权利要求2所述的方法，包括：确定所述的电梯系统的使用状况，以及在使用更频繁的时间段内增加所述的第二频率。
6.如权利要求2所述的方法，包括：当对于所述的第一电信号的所述的响应指示磨损状况增加时，增加所述的第二频率。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的电信号均包括一系列的脉冲，包括对所述的电信号进行同步，使得所述的第一电信号不在所述的第二电信号的脉冲工作的同一时间工作。
8.如权利要求1所述的方法，包括：仅当选定的数量的张紧构件提供了对于所述的第二电信号的损坏指示的响应的情况下，确定所述的承载部件存在损坏状况。
9.如权利要求1所述的方法，包括：分别施加所述的第一和第二电信号至多个张紧构件，并确定所述的每一个张紧构件对于所述的电信号的各自的响应。
10.如权利要求1所述的方法，包括：通过在延长的时间上监测对于所述的第一电信号的所述的响应，周期性地确定所述的磨损状况，通过连续地监测对于所述的第二电信号的所述的响应，确定所述的损坏状况。
11.一种用于监测电梯系统内承载部件的状况的装置，包括控制器，所述的控制器施加具有第一特征的第一电信号至所述的承载构件内的至少一个张紧构件上，以及施加具有与第一特征不同的第二特征的第二电信号至所述的承载构件内的至少一个张紧构件上，所述的控制器基于对于所述的第一电信号的响应，确定所述的承载部件的磨损状况，以及基于对所述的第二电信号的响应，确定所述的承载部件的损坏状况。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：所述的电信号均包括一系列的脉冲，以及所述的控制器对所述的电信号进行同步，使得所述的第一电信号不在所述的第二电信号的脉冲工作的同一时间工作。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于：所述的第一电信号包括一系列具有第一持续时间的脉冲，以及所述的第二电信号包括一系列具有比第一持续时间短的第二持续时间的脉冲。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于：所述的第一特征是第一频率，以及所述的第二特征是比第一频率高的第二频率。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：所述的第一电信号具有第一幅度，以及所述的第二电信号具有比第一幅度低的第二幅度。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于：所述的控制器确定所述的电梯系统的使用状况，以及当所述的电梯系统的使用超过了选定的阈值时，增加所述的第二频率。
17.如权利要求14所述的装置，其特征在于：如果对于所述的第一电信号的所述的响应指示磨损状况增加时，所述的控制器增加所述的第二频率。
18.如权利要求11所述的装置，其特征在于：所述的控制器通过累积在过去时间的时间内对于所述的第一电信号的所述的响应，确定所述的磨损状况，以及通过连续地监测对于所述的第二电信号的所述的响应，实时的确定所述的损坏状况。
19.一种电梯的承载部件总成，包括：
多个导电的张紧构件；
所述的张紧构件上具有非导体涂层；以及
与所述的张紧构件中的至少一个电连接的控制器，所述的控制器施加具有第一特征的第一电信号至所述的承载构件内的至少一个张紧构件上，以及施加具有与第一特征不同的第二特征的第二电信号至所述的承载构件内的至少一个张紧构件上，所述的控制器基于对于所述的第一电信号的响应，确定所述的承载部件的磨损状况，以及基于对所述的第二电信号的响应，确定所述的承载部件的损坏状况。
20.如权利要求19所述的总成，其特征在于：所述的第一特征是第一频率，以及所述的第二特征是比第一频率高的第二频率。
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