CN102448864B

CN102448864B - 升降机用钢缆破损监视方法及升降机用钢缆破损监视装置

Info

Publication number: CN102448864B
Application number: CN201180002277.2A
Authority: CN
Inventors: 榛叶明夫; 高桥和利; 高桥克
Original assignee: NATAC CO Ltd
Current assignee: NATAC CO Ltd
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: CN102448864A; JPWO2011158871A1; WO2011158871A1

Abstract

本发明提供能够有效帮助提高升降机的安全性的升降机用钢缆破损监视方法及升降机用钢缆破损监视装置。在以沿钢缆(7)的排列方向延伸的方式配置的安全棒(33)上，沿安全棒(33)的延伸方向空出间隔地安装有具有压电元件(43)的振动探测传感器(45、46)。使用该振动探测传感器(45、46)，检测由钢缆(7)的断裂了的单线(41)与安全棒(33)的抵接而产生的弹性波，从而发现钢缆(7)的破损。

Description

升降机用钢缆破损监视方法及升降机用钢缆破损监视装置

技术领域

本发明涉及一种对用于使设置在建筑物中的升降机的轿厢升降的升降机用钢缆(wire rope)的破损发生情况进行监视的方法及装置。

背景技术

设置在建筑物中的升降机的轿厢在悬吊于升降机用钢缆的状态下升降。即，升降机用钢缆的一端安装于升降机的轿厢，通过利用卷扬机提升该钢缆或下放该钢缆，使升降机的轿厢上下移动。因而，升降机用钢缆的断裂可能导致重大事故。

因此，需要监视钢缆的状态，以能在升降机用钢缆发生了破损的情况下提前发现该破损，在钢缆断裂前实施钢缆的更换等安全对策。例如，在日本，法规上要求在钢缆总截面积的10％发生破损前更换钢缆。

升降机用钢缆的破损的监视可以通过用肉眼确认钢缆的拍摄图像来进行。另外，作为升降机用钢缆破损监视方法，例如公知有专利文献1所述的方法，根据钢缆的拍摄图像，自动确认磨损痕、单线的断裂数量，从而监视钢缆的破损。或者，也公知如下方法，即，对升降机用钢缆施加绝缘涂层，根据该绝缘涂层受损时所产生的导通信号，监视钢缆的破损。

专利文献1：日本特开2009-012903号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在利用肉眼确认钢缆的拍摄图像的方法中，可能看漏钢缆的重大破损。另外，在专利文献1所述的升降机用钢缆破损监视方法中，需要能够根据图像自动确认摩损痕、单线的断裂的可靠性高的系统，但该种系统昂贵。此外，在利用绝缘涂层的方法中，由于并非检测钢缆本身的破损，因此存在无法高精度地监视钢缆的破损的问题。

因此，本发明的目的在于，提供能够解决以往的升降机用钢缆破损监视系统所存在的上述问题中的至少1个的新颖的升降机用钢缆破损监视方法及升降机用钢缆破损监视装置。

用于解决问题的方案

用于达到该目的的本发明的升降机用钢缆破损监视方法，监视用于使升降机的轿厢升降的钢缆(轿厢升降用钢缆)的破损，检测由上述钢缆的断裂了的线材与检测构件的抵接而产生的声信号或上述检测构件的振动，通过检测该声信号或振动来监视上述升降机用钢缆的破损。另外，本发明的升降机用钢缆破损监视装置监视用于使升降机的轿厢升降的钢缆的破损，其包括：检测构件，其与上述钢缆空出间隙或间隔地配置；探测传感器，其设于上述检测构件，例如安装在上述检测构件的表面上，用于探测或捕捉声信号或上述检测构件的振动。上述检测构件以上述钢缆的断裂了的线材能与该检测构件抵接的方式配置，该升降机用钢缆破损监视装置还具有检测器，该检测器根据上述探测传感器的探测或捕捉结果，检测由上述钢缆的断裂了的线材与上述检测构件的抵接而产生的抵接声信号或抵接振动。升降机用钢缆的断裂了的线材(例如股线或单线)向钢缆的径向外侧突出。因而，若以与钢缆空开间隙或间隔、且能与断裂了的线材抵接(接触或碰撞)的方式配置检测构件时，即若靠近钢缆地配置检测构件，则只有在钢缆发生了破损的情况下，钢缆与检测构件抵接。

在钢缆被卷曲时，例如在被绕挂于卷扬机的提升卷筒或提升轮上时，首先在受到张力最强的外侧位置发生升降机用钢缆的线材的破损或断裂的几率较高。即使因为某种原因而首先在钢缆的内侧位置发生了线材的破损或断裂，也可以认为接下来会发生线材的破损或断裂的是外侧位置。因而，只要能够提前检测出在钢缆的外侧位置发生的线材的破损或断裂，就能在钢缆的破损或断裂的初始阶段实施安全对策。并且，当在钢缆的外侧位置发生线材的破损或断裂时，在该破损或断裂的部位卷曲时，例如在被绕挂于提升卷筒或提升轮上时，断裂了的线材向钢缆的径向外侧大幅突出。因此，若将检测构件配置在钢缆的卷曲部位或弯曲部位(钢缆卷曲的部位)，例如配置在提升卷筒或提升轮的位置，若发生线材的破损或断裂时，能够立即或较早地使断裂了的线材与检测构件抵接。

检测构件可以是为了与断裂了的线材抵接而配置的部件。或者，也可以将出于其他目的、例如以钢缆的防振为目的而配置的构件利用为检测构件。另外，升降机用钢缆多使用多根，在该情况下，可以与各钢缆相对应地分别配置检测构件。但是，为了形成为简单的结构，优选使用能与所有的钢缆的断裂了的线材抵接的一个检测构件。

由钢缆的断裂了的线材与检测构件的抵接而在该检测构件发生的声信号或振动具有较宽的频率成分，但由于低频成分受周围外界的噪音的影响较大，因此作为信号，最好获取受外界的噪音的影响小的高频成分(声发射，acoustic emission)。该信号由于频率高，所以在空气中衰减较大。因此，将探测传感器直接安装在检测构件上，检测在检测构件中传播的抵接声信号或抵接振动(例如高频成分)的方法是很有效的。即，优选为这样的构成：使用设在(直接设在)检测构件上的用于探测或捕捉声信号或振动(在检测构件中传播的声信号或振动)的探测传感器，根据该探测传感器的探测或捕捉结果，利用检测器对由钢缆的断裂了的线材与检测构件的抵接而产生的抵接声信号或抵接振动(例如高频成分)进行解析检测，监视钢缆的破损。用于探测或捕捉检测构件的声信号或振动的该种传感器，可以是具有使用了例如锆钛酸铅(PZT)的应对高频的压电元件的部件(声发射用传感器或声发射传感器)。在此，需要根据由探测传感器探测或捕捉到的信号或振动，利用检测器(解析器)对由断裂了的线材与检测构件的抵接而产生的抵接声信号或抵接振动进行解析检测，检测能以信号或振动的频率、峰值为基准进行。即，探测传感器可以是用于探测检测构件的振动的高频成分(例如100kHz以上的高频成分)的部件、声发射传感器或对例如100kHz以上的高频具有高灵敏度的声发射传感器。检测器根据探测传感器的探测结果，对由钢缆的断裂了的线材与检测构件的抵接而产生的声发射进行检测。另外，检测器可以具有从探测传感器的探测结果中去除噪声的高通滤波器(high-pass filter)。

另外，检测钢缆的破损或断裂伴随着确定破损或断裂了的钢缆是很有效的，在使用一个能与所有的钢缆的断裂了的线材抵接的检测构件及检测在该检测构件中传播的抵接声信号或抵接振动的情况下，需要采用用于对发生了破损或断裂的钢缆进行确定的系统。作为该种系统，可以采用如下结构，即，沿钢缆排列的方向空开间隔地配置多个传感器，根据各传感器的抵接声信号或抵接振动的探测时刻，对发生了破损或断裂的钢缆进行确定。例如，在使用两根钢缆的情况下，可以判定为与先探测到抵接信号的传感器靠近的一侧的钢缆发生了破损或断裂。另外，在使用4根钢缆的情况下，例如若在钢缆组的排列方向两外侧分别配置传感器、并且也在钢缆组的排列方向中央配置传感器，则能够根据这些传感器的抵接信号探测顺序，对发生了破损或断裂的钢缆进行确定。或者，在使用4根钢缆的情况下，也可以使用钢缆组的排列方向两外侧的两个传感器，根据这两个传感器的抵接声信号的探测时间差，对发生了破损的钢缆进行确定。

发明的效果

如上所述，采用本发明的升降机用钢缆破损监视方法或装置，能够有效地发现升降机的升降用绳的破损。

附图说明

图1是组装有本发明的升降机用钢缆破损监视装置的升降机的概略结构图。

图2是卷扬机部分的放大图。

图3是表示钢缆的结构的图。

图4是表示安全棒与发生了破损的钢缆相接触的接触状态的图。

图5是表示安全棒与发生了破损的钢缆相接触的接触状态的另一图。

图6是表示用于对振动探测传感器的探测结果进行解析的检测器的结构的框图。

图7是表示两个振动探测传感器的探测时间差的图。

图8是将防振构件作为检测构件时的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明用于实施本发明的实施方式。

图1是装入有本发明的升降机用钢缆破损监视装置的升降机的概略结构图。

在建筑物1内设有沿上下方向延伸的升降通路3，在该升降通路3内配置有能升降的轿厢5。轿厢5由升降机用钢缆(升降用钢缆)7驱动，该钢缆7绕挂在卷扬机11的提升轮13的外周，该卷扬机11配置在构成于建筑物1的最上部的机械室9内。钢缆7的自提升轮13的一方侧向下方延伸的轿厢侧部分15的下端部与轿厢5相连接，钢缆7的自提升轮13的另一方侧向下方延伸的平衡侧部分17的下端部安装有平衡配重件19。另外，图中的附图标记21是为了防止钢缆7的平衡侧部分17与轿厢5相接触，使平衡侧部分17的位置偏离用的偏离用轮。另外，图中的附图标记23是防止钢缆7的轿厢侧部分15摆动的板状的防振构件。

图2是卷扬机11部分的放大图。

使用3根钢缆7。3根钢缆7以嵌入于3条嵌入槽25和3条嵌入槽27的方式绕挂在提升轮13的外周，该3条嵌入槽25形成在提升轮13的外周，该3条嵌入槽27形成在偏离用轮21的外周，各钢缆7的外侧部分自提升轮13的嵌入槽25向外侧突出。提升轮13通过减速器29与电动机31相连接，在电动机31的旋转的作用下，提升轮13以低速向A方向旋转而提升钢缆7，或者以低速向B方向旋转而下放钢缆7。在提升钢缆7时，轿厢5上升，在下放钢缆7时，轿厢5下降。

在提升轮13的上端部两侧，以沿钢缆7的排列方向延伸的方式设有安全棒33、35。使该安全棒33、35与钢缆7之间形成微小的间隙地配置该安全棒33、35，即使钢缆7自嵌入槽25飞出那样地跳起，钢缆7也会与该安全棒33、35抵接而被收纳在原来的嵌入槽25内。并且，在此将安全棒33利用为用于检测钢缆7的破损或断裂的检测构件。

图3是表示钢缆7的结构的图，图4是表示安全棒33与发生了破损的钢缆7相接触的接触状态的图，图5是表示安全棒33与发生了破损的钢缆7相接触的接触状态的另一图。

钢缆7通过在纤维制心材37的周围加捻多根(这里为6根)股线39而形成，各股线39也通过加捻多根单线41而形成。

另外，钢缆7的由疲劳引发的破损或断裂，多首先发生在绕挂于提升轮13上的部位的外侧。即，在将钢缆7绕挂在提升轮13上时，由于位于外侧的股线39的单线41断开，因此钢缆7的破损或断裂发展。并且，在将钢缆7的单线41断开了的部位反复绕挂在提升轮13上时，断开了的单线41的向径向外侧的突出长度逐渐变大，在钢缆7的驱动或行进过程中，单线41的前端部与安全棒33抵接(图4和图5)。当单线41与安全棒33抵接时，安全棒33发生振动(弹性波、声发射)，由于在安全棒33(安全棒33的表面)上直接设有振动探测传感器(声发射传感器)45、46(振动探测传感器46与振动探测传感器45的结构相同)，因此，对该振动探测传感器45、46的探测结果进行解析，若检测出由单线41与安全棒33的抵接而产生的弹性波或声信号(例如高频成分)，则判定为钢缆7有所破损，上述振动探测传感器45、46具有使用了PZT的应对高频(应对100kHz以上的高频或对该高频具有高灵敏度)的压电元件43。另外，振动探测传感器45、46以夹着钢缆7组位于钢缆7组的两外侧的方式配置。另外，即使断裂了的单线41未与安全棒33抵接，但股线39在发生断裂时会立即与安全棒33抵接，则在安全对策上也没问题。

图6是表示对振动探测传感器45、46的探测结果进行解析的检测器的结构的框图。

检测器47包括：放大器49、50，其用于放大振动探测传感器45、46的微弱电探测信号输出；高通滤波器51、52，其用于从放大器49、50的放大了的探测信号输出中去除电动机31、减速器29等的噪声；A/D转换器53、54，其用于将高通滤波器51、52的输出转换成数字信号；诊断部55，其根据A/D转换器53、54的输出信号的大小、输出信号的幅度等，将例如输出信号的大小、输出信号的幅度等与阈值相比较，判定是否存在由单线41或股线39与安全棒33的抵接而产生的弹性波；警报发出部57，在诊断部55检测到由单线41或股线39与安全棒33的抵接而产生的弹性波时，该警报发出部57发出警报。另外，检测器47的诊断部55在检测到由单线41或股线39与安全棒33的抵接而产生的弹性波时，从卷扬机11的控制部59接收安全棒33处的钢缆7的位置信息，检测器47具有显示安全棒33处的钢缆7的位置信息的显示部61。

并且，如图7所示，在振动探测传感器45比振动探测传感器46早地检测到由单线41或股线39与安全棒33的抵接而产生的弹性波时，判定为靠近振动探测传感器45的钢缆7发生破损，在显示部61显示该钢缆7。另外，在振动探测传感器46比振动探测传感器45早地检测到由单线41或股线39与安全棒33的抵接而产生的弹性波时，判定为靠近振动探测传感器46的钢缆7发生破损，在振动探测传感器45和振动探测传感器46同时检测到由单线41或股线39与安全棒33的抵接而产生的弹性波时，判定为中央的钢缆7发生破损。

另外，在未设置安全棒33、35的情况下，可以在要设置安全棒33或安全棒35的位置配置相同结构的检测构件。另外，也可以将钢缆7的防振构件23作为检测构件，在该检测构件23(检测构件23的表面)上安装振动探测传感器45、46(参照图8)。防振构件23是具有比钢缆7的直径稍大的直径的通过孔63的板体，防振构件23配置为使钢缆7在通过孔63中通过。钢缆7通常不与通过孔63相接触，但当发生横向振摆时，钢缆7会与通过孔63接触而不能大幅摆动。在此，当钢缆7发生破损或断裂时，断裂了的单线41或股线39当在通过孔63中通过时与通过孔63的周围碰撞，使防振构件23产生抵接声信号或弹性波。于是，在防振构件23中传播的抵接声信号或弹性波被振动探测传感器45、46探测到。

产业上的可利用性

本发明的升降机用钢缆破损监视方法或破损监视装置能够有效帮助提高升降机的安全性。

附图标记说明

5、轿厢；7、升降机用钢缆；33、安全棒(检测构件)；39、股线(线材)；41、单线(线材)；45、46、振动探测传感器。

Claims

1.一种升降机用钢缆破损监视装置，其监视用于使升降机的轿厢升降的钢缆的破损，其特征在于，

该升降机用钢缆破损监视装置包括：

检测构件，其与上述钢缆空出间隙或间隔地配置；

探测传感器，其设于上述检测构件，用于探测声信号或上述检测构件的振动，

上述检测构件以上述钢缆的股线的断裂了的单线能与该检测构件抵接的方式配置；

该升降机用钢缆破损监视装置还具有检测器，该检测器根据上述探测传感器的探测结果，检测由上述钢缆的断裂了的单线与上述检测构件的抵接而产生的声发射。

2.根据权利要求1所述的升降机用钢缆破损监视装置，其特征在于，

上述检测构件配置在上述钢缆的卷曲部位。

3.根据权利要求1所述的升降机用钢缆破损监视装置，其特征在于，

上述探测传感器是用于探测上述检测构件的振动的高频成分的声发射传感器。

4.根据权利要求3所述的升降机用钢缆破损监视装置，其特征在于，

上述检测器具有从上述探测传感器的探测结果中去除噪声的高通滤波器。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的升降机用钢缆破损监视装置，其特征在于，

上述探测传感器是压电元件。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的升降机用钢缆破损监视装置，其特征在于，

使用多根上述钢缆，上述探测传感器沿上述钢缆的排列方向空出间隔地配置多个，根据各探测传感器的抵接声信号或抵接振动的探测时刻，确定发生了破损或断裂的钢缆。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的升降机用钢缆破损监视装置，其特征在于，

使用多根上述钢缆，上述探测传感器是沿上述钢缆的排列方向空出间隔地配置多个的压电元件，根据各探测传感器的抵接声信号或抵接振动的探测时刻，确定发生了破损或断裂的钢缆。

8.一种升降机用钢缆破损监视方法，其监视用于使升降机的轿厢升降的钢缆的破损，其特征在于，

检测由上述钢缆的股线的断裂了的单线与检测构件的抵接而产生的声发射，通过检测该声发射来监视上述钢缆的破损。

9.根据权利要求8所述的升降机用钢缆破损监视方法，其特征在于，

上述检测构件配置在上述钢缆的卷曲部位。