CN103293331A - 用于测量索道的牵引线缆速度的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量特别是椅式升降机或缆车的索道的牵引线缆(2)的装置，该牵引线缆(2)包括标记(5)，并且该装置包括：第一和第二传感器(7、8)，被配置为分别传送与所述标记的存在相关的第一和第二信息信号(S1、S2)，该第二传感器(8)位于距离该第一传感器(7)参考距离(dx)处；第一确定部件(10)，被配置为确定该第一和第二信息信号(S1、S2)之间的相移(dt)；以及第二确定部件(11)，用于根据所确定的相移(dt)和该参考距离(dx)来确定该牵引线缆(2)的速度信息(V)。

Description

用于测量索道的牵引线缆速度的装置和方法
技术领域
本发明涉及特别是椅式升降机(chairlift)或缆车(cable car)的索道(cableway)的牵引线缆(haulage cable)速度的测量。
背景技术
目前，索道的架空缆绳(例如，椅式升降机或缆车类型的升降机)通过由驱动电机致动(actuate)的主动皮带轮来驱动。为了测量缆绳速度，通过速度传感器(例如，编码器或者转速计)的方式，测量主动皮带轮的速度，或者用于引导缆绳的滚轴的速度。但是这种测量并不够精确，这是因为缆绳会在该皮带轮上滑动。另外，这些传感器易于磨损和热膨胀。线缆速度的不准确会导致线缆速度在多个被牵引的车辆中的变化，并且导致停止。
可以引用法国专利FR 1 549 170，其描述了一种用于测量钢缆上标记(mark)的装置，该缆绳上的标记由磁化区域形成。但是该装置无法使得能够计算缆绳的速度，该速度是已知的并且被估计为常量。
另外，可以引用欧洲专利申请EP 0 355 994，其披露了一种用于测量缆绳速度的设备，该缆绳在缆绳表面上包括感应静电电荷。该设备包括第一和第二静电电荷传感器，它们中的每一个都适于产生电信号，该电信号的幅值表示表面上静电电荷的数量。但是它并不适于测量包覆有非金属涂层的缆绳的速度。
发明内容
本发明的目的在于解决这些缺点，且更具体地，提供一种用于测量索道的牵引线缆的速度的装置，其足够精确并且使用简单，特别是用于以提高的安全性和可靠性来运送人员。
根据本发明的一方面，提出了一种用于测量特别是椅式升降机或缆车的索道的牵引线缆速度的装置，该牵引线缆包括标记，并且该装置包括：第一和第二传感器，被配置为分别传送与所述标记的存在相关的第一和第二信息信号，该第二传感器位于距离该第一传感器参考距离处；第一确定部件，被配置为确定该第一和第二信息信号之间的相移；以及第二确定部件，用于根据所确定的相移和该参考距离来确定该牵引线缆的速度信息，其特征在于，该第一和第二传感器为电容性距离传感器，它们中的每一个都被配置为传送与该牵引线缆上的标记和所述传感器之间的距离相关的信息信号。
因此，与线缆尽可能接近地测量速度，从而获得更好的精确度。这种测量装置容易使用，并且需要极少的调整以及减少数量的校准步骤。
该电容性传感器具有以下优点，即能够检测任何类型的物体的存在，这是因为它们对金属和非金属都敏感。这种传感器特别适于具有非金属涂层的金属线缆。
该参考距离可以严格地小于将该线缆上的两个标记分隔开的最小距离。
因此，速度测量不会受到线缆的可能伸长的干扰，该可能伸长是源自于施加于线缆的牵引力和温度影响，其可能导致线缆上的两个标记之间的距离加长。
该牵引线缆可以包括若干条线，被汇集(assemble)在一起，从而形成若干个绞股，所述绞股被螺旋扭绞，从而形成沟槽，该沟槽与该线缆上的标记相对应，并且安排在两个相继的线缆绞股之间。
线缆的螺旋结构自然地形成线缆上的标记(沟槽)，并且使得能够避免在线缆上放置额外的标记。
根据本发明的另一方面，提出了一种用于测量特别是椅式升降机或缆车的索道的牵引线缆速度的方法，该牵引线缆包括标记，并且该方法包括：第一和第二信号发送，用于发信号通知所述标记的存在，在距离该第一信号发送一参考距离处执行该第二信号发送；确定该第一和第二信号发送之间的相移；以及根据所确定的相移和该参考距离来确定该牵引线缆的速度信息，其特征在于，该第一和第二信号发送分别包括第一和第二电容性距离传感器，它们中的每一个都被配置为传送与该牵引线缆的标记和所述传感器之间的距离相关的信息信号。
附图说明
根据作为非约束性示例给出的并且在附图中表示的本发明特定实施例的下列描述，其他优点和特征将更清晰地显现，在该附图中：
-图1示意性地图示了根据本发明的用于测量索道的牵引线缆速度的装置；以及
-图2示意性地图示了根据本发明的用于测量索道牵引线缆速度的方法的主要步骤。
具体实施方式
在图1中，表示了装置1，其用于测量索道的牵引线缆2的速度信息V。
按照传统的方式，在升降机安装时，附接有用于运送乘客的车辆(轿厢、座位、缆车道)的线缆2由置于站点中的主动皮带轮进行驱动，并且由(这里为了简化的目的而没有表示的)电类型的驱动电机进行致动。特别地，线缆2由金属构成，并且具有很强的抗拉强度。可能的是，线缆2可以部分地或者完全地覆盖有由非金属材料(例如，塑料)制成的保护涂层。
线缆2通常包括若干条螺旋扭绞线(helically wined wire)。一组螺旋扭绞线形成一绞股(strand)3，并且线缆2还可以包括若干个绞股3，其也可以进行螺旋扭绞，从而获得更好的抗拉强度。在图1中，表示了线缆2，其包括例如六个螺旋扭绞绞股3。螺旋扭绞绞股3形成沟槽(groove)4，使得每一个沟槽4位于线缆2的两个相继绞股3之间。可以注意到，在螺旋构型中，绞股3和沟槽4沿着线缆2交替布置，并且形成线缆2表面上的标记5。另外，线缆2具有与线缆上两个相继标记5之间的距离(例如，两个相继沟槽4之间的距离或者两个相继绞股3之间的距离)相对应的节距(pitch)P。还表示出纵轴6，线缆2沿着该纵轴6向前或者向后移动。
另外，测量装置1包括第一和第二传感器7、8、以及测量块9。测量块9包括：第一确定部件10，用于确定两个信号之间的相移；以及第二确定部件11，用于确定线缆2的速度信息V。例如，测量块9可以是集成在计算机或者可编程自动机中的微处理器。
按照一般的方式，传感器7、8为用于线缆2上标记5的存在传感器。第一传感器7通过连接12，朝向第一确定部件10传送与线缆2上标记5的存在相关的第一信息信号S1。第二传感器8通过连接13，朝向第一确定部件10传送与线缆2上标记5的存在相关的第二信息信号S2。当线缆2移动时，标记5移动经过传感器7、8，因此由传感器7、8发射的每一个信号S1、S2具有以下幅值，该幅值根据传感器是否检测到标记而变动。例如，当标记被检测出时，信号的幅值为最大，而当没有被检测出时，为最小。另外，第二传感器8位于距离第一传感器7参考距离dx处。第一确定部件10接收两个信号S1和S2，并且计算它们的相移dt，它将所述相移dt通过连接14传送到第二确定部件11。然后，第二确定部件11根据相移dt和参考距离dx，来确定线缆2的速度V，优选地确定线缆2纵向位移的速度V。另外，参考距离dx严格地小于将线缆2上的两个标记5分隔开的最小距离。因此，为了测量线缆2的速度V，没有必要使得线缆标记在线缆2上规则地间隔开。根据图1所图示的实施例，将线缆2上的两个标记5分隔开的最小距离等于线缆2的节距P。另外，参考距离dx保持小于节距P，即使在线缆2伸长的情况下也是这样。
相移dt与线缆2的标记5(例如，沟槽4、或者绞股3)走完(cover)参考距离dx的时间相对应。根据下述公式，第二确定部件11确定线缆2的纵向速度V：
V＝dx/dt
其中：
V：线缆2的速度；
dx：第一和第二传感器7、8之间的参考距离；以及
dt：第一和第二信号S1、S2之间的相移。
另外，第二处理部件11被配置为根据相移dt的符号来确定线缆的位移方向，即向前或者向后。
为了检测线缆上标记5的经过，可以使用各种类型的传感器。例如，传感器可以是数字或者模拟传感器。数字传感器朝向第一确定部件10传送数字信号S1、S2。在这种情况下，第一确定部件包括同步部件，用于将信号S1、S2同步，使得在计算它们的相移dt之前，它们具有相同的频率。因此，改善了用于信号S1、S2之间相移的计算准确度。
传感器7、8还可以为模拟传感器，其朝向第一确定部件10传送模拟信号S1、S2。在这种情况下，第一确定部件10包括模拟/数字转换器，用于将第一和第二模拟信号转换为两个数字信号，分别为SN1和SN2，并且计算两个数字信号SN1、SN2之间的相移。模拟/数字转换器优选地与时钟信号发生器耦接，从而将数字信号SN1和SN2同步。特别地，数字信号SN1、SN2的同步允许产生具有相同频率的两个信号SN1、SN2。在图1中，表示了根据时间T的这些数字信号SN1、SN2的幅值A。可以注意到，当存在面向相关联传感器的标记时，每一个数字信号SN1、SN2具有高电平，反之则具有低电平。
根据优选实施例，传感器7、8为电感性模拟距离传感器。例如，线缆2为金属的，并且传感器7、8为涡流类型的电感性模拟距离传感器。在这种情况下，传感器7、8产生一振荡电磁场，并且当线缆2的金属表面伸入(penetrate)时，该电磁场减弱。传感器7、8所传递的存在信息信号可以为电压，该电压的值根据标记5相对于传感器的相对位置而变化，即根据标记5的表面距离传感器7、8的距离而变化。另外，由于线缆和传感器之间的相互作用经由振荡电磁场来执行，因此这种传感器7、8是非接触的。当线缆靠近传感器时，模拟传感器传递具有高电平的信号，并且反之则传递具有低电平的信号。有利地，这种传感器7、8能够检测任何金属物体的存在，并且特别适于具有螺旋扭绞绞股3的索道的牵引线缆2。在变形方式中，可将不同于沟槽4或者绞股3的额外金属标记布置在线缆2的表面上。
根据另一个实施例，线缆2为铁磁的，并且传感器7、8为具有可变磁阻的电感性模拟距离传感器。由传感器7、8以及线缆2组成的单元形成一磁路，并且线缆2的表面和传感器7、8之间的距离确定了该磁路的磁阻。在这种情况下，所传递的信号具有以下电平，其根据线缆2的铁磁标记5的表面和传感器7、8之间的距离而变化。
根据另一个实施例，传感器7、8为电容性模拟距离传感器。这种传感器的测量头由圆柱形导体和金属壳层组成，该圆柱形导体和该金属壳形成具有参考电容的电容器。当线缆2的标记5接近传感器7、8的头部的末端时，参考电容变化，并且传感器所传递的信号减弱。这种传感器尤其适于测量包覆有非金属涂层(例如，塑料涂层)的线缆的速度。在这个实施例中，标记可以是位于涂层表面的插针(pin)。没有必要在线缆2的表面上规则地间隔开所述标记。
根据又一个实施例，传感器7、8可为图像采集系统，例如微型数字相机，其被配置为捕捉线缆2表面的图像。在这个实施例中，测量装置1包括与两个传感器7、8相关联的至少一个照明系统15、16，或者每一个传感器具有一个照明系统。照明系统15、16由控制部件17所控制，该控制部件17优选地包括在测量块9中。每一个照明系统15、16可以包括一个或多个场致发光二极管，用于照亮线缆2的表面，以便允许传感器7、8获取表面的图像，并且通过第一和第二数字或模拟信号S1、S2将它们传送到第一确定部件10。第一确定部件10还包括用于数字图像的处理部件，例如提供有用于识别图像内物体的软件工具的数字信号处理器。图像处理部件识别标记5在图像中存在与否，并且分别产生两个数字信号SN1、SN2，当在图像内识别出标记时，所述数字信号具有高电平，反之则具有低电平。在该实施例中，标记可以是置于线缆2表面上的标记，例如借助于反光漆油(reflective painting反)制成的标记。
有利的是，可以使用相同类型的两个传感器7、8，从而获得更好的测量准确度。也可以使用不同类型传感器的组合。
在图2中，表示了用于测量索道牵引线缆速度的方法的主要步骤。该方法可由上面定义的测量装置1来实现。线缆具有标记，例如用于将线缆的两个相继绞股分隔开的沟槽、或者其他标记。该方法包括：第一步骤E1，其中执行第一信号发送(signaling)，用于发信号通知在线缆通路的第一点处存在线缆上的标记；然后的第二步骤E2，其中执行第二信号发送，用于发信号通知在线缆通路的第二点处存在线缆上的标记，该第二点与通路的第一点相距一参考距离dx。然后，在步骤E3中确定前述两个信号发送之间的相移，并且在第四步骤E4中根据所确定的相移和参考距离来确定相对于线缆速度V的一条信息。

Claims (4)

1.一种用于测量特别是椅式升降机或缆车的索道的牵引线缆(2)速度的装置，该牵引线缆(2)包括标记(5)，并且该装置包括：第一和第二传感器(7、8)，被配置为分别传送与所述标记的存在相关的第一和第二信息信号(S1、S2)，该第二传感器(8)位于距离该第一传感器(7)参考距离(dx)处；第一确定部件(10)，被配置为确定该第一和第二信息信号(S1、S2)之间的相移(dt)；以及第二确定部件(11)，用于根据所确定的相移(dt)和该参考距离(dx)来确定该牵引线缆(2)的速度信息(V)，其特征在于，该第一和第二传感器(7、8)为电容性距离传感器，它们中的每一个都被配置为传送与该牵引线缆(2)上的标记(5)和所述传感器(7、8)之间的距离相关的信息信号(S1、S2)。
2.根据权利要求1的装置，其中，该参考距离(dx)严格地小于将该牵引线缆(2)上的两个标记(5)分隔开的最小距离。
3.根据权利要求1或2的装置，其中，该牵引线缆(2)包括若干条线，被汇集在一起，从而形成若干个绞股(3)，所述绞股(3)被螺旋扭绞，从而形成沟槽(4)，该沟槽(4)与该牵引线缆(2)上的标记(5)相对应，并且安排在牵引线缆(2)的两个相继绞股(3)之间。
4.一种用于测量特别是椅式升降机或缆车的索道的牵引线缆速度的方法，该牵引线缆包括标记，并且该方法包括：第一和第二信号发送(E1、E2)，用于发信号通知所述标记的存在，在距离该第一信号发送(E1)参考距离处执行该第二信号发送(E2)；确定(E3)该第一和第二信号发送之间的相移；以及根据所确定的相移和该参考距离来确定(E4)该牵引线缆的速度信息，其特征在于，该第一和第二信号发送(E1、E2)分别包括第一和第二电容性距离传感器(7、8)，它们中的每一个都被配置为传送与该牵引线缆(2)的标记(5)和所述传感器(7、8)之间的距离相关的信息信号(S1、S2)。
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