CN104428233B - 用于监测承载构件的温度补偿 - Google Patents

Abstract

一种监测系统，包括可移动的质量块、承载构件、导电构件；承载构件包括至少一个导电张紧构件，所述张紧构件支撑与所述质量块的移动相关联的载荷。导电构件沿所述承载构件的移动路径的选定部分定位。所述导电构件不承受所述张紧构件上的载荷。处理器被配置用于测定所述张紧构件的电阻以作为所述张紧构件的状态的指示器。所述处理器被配置用于测定所述导电构件的电阻。所述处理器使用所测定的所述导电构件的电阻来补偿所测定的所述张紧构件的电阻经受的任何环境影响。

Description

用于监测承载构件的温度补偿

技术领域背景技术

本公开涉及用于承载构件的监测系统，并且更具体地，涉及用于监测承载构件(诸如用于电梯系统的绕绳配置)的温度补偿。

背景技术

许多电梯系统包括电梯轿厢和通过绕绳配置悬挂的配重。绕绳配置支撑电梯轿厢的载荷并促进轿厢的移动。牵引绳轮导致绕绳配置的移动，从而导致所需的电梯轿厢的移动。

电梯绕绳配置已包括圆钢绳索。监测圆钢绳索的状态通常涉及手动的目视检验。最近，已将其它类型的承载构件包括在绕绳配置中，诸如平皮带。在平皮带和其它现代承载构件的情况下，张紧构件可至少部分地包裹在由诸如聚氨酯的材料制成的护套中。该护套引入了对不同检验技术的需要。

曾有建议使用基于电阻的检验技术来监测电梯承载组件中的张紧构件的状态。利用此类技术，将电阻的变化解释为张紧构件的强度或承载特性的变化。使用基于电阻的监测技术的一个方面是电阻可能会受电梯井道内的条件影响。例如，温度变化可能会导致井道内的张紧构件的表观电阻的变化。美国专利第6,633,159号中提到了一种用于解决诸如温度的因素的技术。该文献描述了这样一种技术：其中将平皮带内的一个张紧构件的电阻与另一个张紧构件的电阻进行比较。这种方法的可能缺点是，进行比较所涉及的任何张紧构件均处于与电梯轿厢的载荷相关联的张力下，并且与由温度导致的变化相比，并不总是能够辨别出由装载和使用导致的电阻变化。

发明内容发明概要

一种示例性系统包括可移动的质量块。承载构件包括至少一个导电张紧构件，该张紧构件支撑与质量块的移动相关联的载荷。导电构件沿承载构件的移动路径的选定部分定位。导电构件不承受张紧构件上的载荷。处理器被配置用于测定张紧构件的电阻以作为该张紧构件的状态的指示器。处理器被配置用于测定导电构件的电阻。处理器使用所测定的导电构件的电阻来补偿所测定的张紧构件的电阻经受的任何环境影响。

在具有前面段落所述的系统的一个或多个特征的示例性实施例中，处理器被配置用于：监测在选定时间内导电构件的电阻；测定受监测电阻在选定时间期间经受的任何环境影响；并且补偿所测定的张紧构件的电阻在选定时间期间经受的所测定影响。

在具有任一前面段落所述的系统的一个或多个特征的示例性实施例中，处理器被配置用于：测定在第一测量周期期间导电构件的基准电阻；确定导电构件的所述电阻是否不同于第二测量周期期间的基准电阻；测定所述电阻在第二测量周期期间经受的温度影响；测定在第二测量周期期间张紧构件的电阻；并且基于在第二测量周期期间所测定的张紧构件的电阻和在第二测量周期期间所测定的温度影响来测定张紧构件在第二测量周期期间的状态。

在具有任一前面段落所述的系统的一个或多个特征的示例性实施例中，导电构件沿井道的壁定位。

在具有任一前面段落所述的系统的一个或多个特征的示例性实施例中，导电构件至少部分地固定到导轨。

在具有任一前面段落所述的系统的一个或多个特征的示例性实施例中，导电构件被支撑在承载构件上或其中。

在具有任一前面段落所述的系统的一个或多个特征的示例性实施例中，承载构件包括护套并且导电构件收容在该护套内。

在具有任一前面段落所述的系统的一个或多个特征的示例性实施例中，承载构件包括护套内的多个张紧构件，并且导电构件比这些张紧构件中的任何一个都更接近护套的边缘。

在具有任一前面段落所述的系统的一个或多个特征的示例性实施例中，张紧构件具有第一刚性并且导电构件具有第二较小的刚性。

一种监测包括至少一个导电张紧构件的承载构件的状态的示例性方法包括：将导电构件沿承载构件的路径的所需长度定位，以使得导电构件不承受张紧构件上的载荷。测定张紧构件的电阻以作为该张紧构件的状态的指示器。还测定导电构件的电阻。使用所测定的导电构件的电阻来补偿所测定的张紧构件的电阻经受的任何环境影响。

具有前面段落所述的方法的一个或多个特征的示例性实施例包括：监测在选定时间内导电构件的电阻；测定受监测电阻在选定时间期间经受的任何环境影响；并且补偿所测定的张紧构件的电阻在选定时间期间经受的所测定影响。

具有任一前面段落所述的方法的一个或多个特征的示例性实施例包括：测定导电构件在第一测量周期期间的基准电阻；确定导电构件的所述电阻是否不同于第二测量周期期间的基准电阻；测定所述电阻在第二测量周期期间经受的温度影响；测定在第二测量周期期间张紧构件的电阻；并且基于在第二测量周期期间所测定的张紧构件的电阻和在第二测量周期期间所测定的温度影响来测定张紧构件在第二测量周期期间的状态。

在具有任一前面段落所述的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，所述定位包括使导电构件沿电梯井道的壁放置。

在具有任一前面段落所述的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，所述定位包括使导电构件至少部分地固定到电梯井道中的导轨。

在具有任一前面段落所述的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，所述定位包括使导电构件包括在承载构件上或其中。

在具有任一前面段落所述的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，承载构件包括护套并且导电构件收容在该护套内。

在具有任一前面段落所述的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，承载构件包括位于护套内的多个张紧构件，并且导电构件比这些张紧构件中的任何一个都更接近护套的边缘。

在具有任一前面段落所述的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，张紧构件具有第一刚性并且导电构件具有第二较小的刚性。

一种用于监测承载构件的状态的示例性组件包括导电构件，该导电构件的长度允许该导电构件沿承载构件的路径的所需部分定位。连接器被配置用于实现与承载构件中的至少一个张紧构件的导电连接。处理器被配置用于测定张紧构件的电阻以作为该张紧构件的状态的指示器。处理器被配置用于测定导电构件的电阻。处理器使用所测定的导电构件的电阻来补偿所测定的张紧构件的电阻经受的任何环境影响。

在具有前面段落所述的组件的一个或多个特征的示例性实施例中，处理器被配置用于：监测在选定时间内导电构件的电阻；测定受监测电阻在选定时间期间经受的任何环境影响；并且补偿所测定的张紧构件的电阻在选定时间期间经受的所测定温度影响。

根据以下具体实施方式，本领域的技术人员将容易理解本发明所公开的示例性实施例的各种特征和优点。伴随具体实施方式的附图可简述如下。

附图说明

图1示意性地示出一种示例性电梯系统的选定部分。

图2示出示例性承载构件配置。

图3示出导电构件的示例性放置。

具体实施方式

图1示意性地示出系统的可以利用本发明的选定部分，即电梯系统20。在该实例中，电梯轿厢22和配重24以通常已知的方式定位在井道26内。一个或多个承载构件30支撑电梯轿厢22的载荷并促进电梯轿厢22的移动，从而提供所需的电梯服务。出于讨论的目的，示出单个承载构件30。本领域的技术人员将认识到，绕绳配置可包括多个承载构件以使电梯轿厢在系统中悬挂并移动，如图1中示意性地所示。

图2中示出示例性承载构件30。该实例包括具有至少部分地包裹在护套34内的多个张紧构件32的皮带。尽管在图2中被示出为大体上平面的，但所述皮带可具有其它配置，诸如聚V构型。在该实例中，张紧构件32可以导电。在一个实例中，张紧构件32包括金属，诸如钢丝绳。护套34可以不导电。在一个实例中，护套34包括诸如聚氨酯的材料。本发明的实施例并不一定限于任何特定型式的承载构件。

至少一个连接器40可促进到任何一个或所有张紧构件32的导电连接，以便监测承载构件30的状态。如图1中所示，处理器42例如通过测定至少一个张紧构件32的电阻来测定承载构件30的状态。在一些实例中，处理器42被编程或被配置为使用多种已知的基于电阻的监测技术之一，通过这些监测技术，所测量的电梯承载构件中的张紧构件的电阻可提供该承载构件的状态的指示。

如图1中所示，导电构件(ECM)50被提供来基于承载构件30的一个或多个张紧构件32的电阻而促进关于承载构件30的状态的更准确测定。ECM 50具有促进其能够沿电梯轿厢22的竖直路径的一 部分或沿井道26的高度的一部分定位的长度。在一个实例中，ECM50是沿井道26的高度的至少顶部三分之一定位。在一些实例中，ECM50是沿井道26的顶部三分之二定位。导电构件50是沿井道26的暴露于环境条件的部分定位，所述环境条件可能会影响所测量的张紧构件32的电阻。例如，井道26的上部通常比该井道的下部经历更高的温度。更高的温度可与张紧构件32的所检测电阻的变化相关联。ECM50向处理器42提供允许处理器42补偿所检测或所测量的张紧构件32的电阻经受的任何环境影响的信息。

在一些实例中，ECM 50的放置提供针对包括承载构件的选定长度或部分的区或区域的温度信息。为了测定图1中的示例性承载构件30的平均位置，基于每个区段的长度和每个区段的中心位置来使用单独区段的加权平均值。这示出如下：

$Y_{\mathrm{AVG}}=\frac{1}{L_t}\underset{t=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{L}_t{Y}_t$

给定区段的长度计算如下：

L_t＝Y_{t ， s}-Y_{t ， f}

针对给定区段的中心位置计算如下：

$Y_t=\frac{Y_{t,s}+Y_{t,f}}{2}$

将前面三个等式组合得出如下：

$Y_{\mathrm{AVG}}=\frac{1}{2L_t}\underset{t=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Y_{t,s}}^2-{Y_{t,f}}^2$

对于如图1中所示的典型2∶1绕绳井道来说，存在承载构件30的四个竖直节段。第一节段从配重侧终端70延伸到配重绳轮72。第 二节段从配重绳轮72延伸到牵引绳轮74。第三节段从牵引绳轮74延伸到轿厢绳轮76，并且最后一个节段从轿厢绳轮延伸到轿厢侧终端(在所示实例中，处于连接器40的位置)。第一节段和第二节段的长度近似等于从上升距离中减去轿厢位置(其中零点轿厢位置对应于处于底部平台的轿厢)，并且第三节段和第四节段的长度近似等于轿厢位置。总长度可近似为上升距离的两倍。使用这个原理，平均承载构件位置作为轿厢位置的函数可计算为：

$Y_{\mathrm{AVG}}=\frac{1}{4R}[2(R^2-{(R-Y_{\mathrm{CAR}})}^2)+2(R^2-Y_{\mathrm{CAR}}^2)]$

简化为：

$Y_{\mathrm{AVG}}=\frac{R}{2}+Y_{\mathrm{GAR}}-\frac{Y_{\mathrm{CAR}}^2}{R}$

随后可通过在轿厢位置的整个范围内对此进行积分并除以上升距离而求出平均值：

$\begin{array}{c}\frac{1}{R}{\∫}_{\mathrm{\α}}^R\frac{R}{2}+Y_{\mathrm{GAR}}-\frac{Y_{\mathrm{CAR}}^2}{R}{\mathrm{dY}}_{\mathrm{GAR}}\\ \frac{1}{R}[\frac{R^2}{2}+\frac{R^2}{2}-\frac{R^2}{3}]=\frac{2}{3}R\end{array}$

基于这种计算，对于任何给定井道，承载构件30的加权平均位置等于上升距离的约三分之二。为了准确地评估包含张紧构件32的环境温度，示例性ECM 50将沿井道26向上的路线的约2/3处居中。

ECM 50具有针对给定周围温度的电阻，换言之，基准电阻。处理器42监测在选定时间内ECM 50的电阻。处理器42被配置用于检测该电阻的任何变化，并且将这些变化识别为由环境影响(诸如温度变化)所导致。随后，处理器42使用此类信息来补偿所测定的张紧构件32的电阻在该同一时间期间经受的影响。例如，如果ECM 50的电阻在测量周期期间增加，那么处理器42就能够补偿张紧构件32 的电阻在该测量周期期间的任何对应增加。在不具有单独的ECM 50的情况下，系统可能将不能够确定张紧构件32的电阻在该测量周期期间的上升是否完全归因于该张紧构件的状态的变化或一些环境影响(诸如井道内的温度增加)。ECM 50允许处理器42减轻电阻测量经受的环境影响或甚至将其隔离，以提高与用于电梯承载构件的基于电阻的检验技术相关联的准确性。

在一些实例中，ECM 50被收容在承载构件30上或其中。在图2的实例中，ECM 50至少部分地收容在承载构件30的护套34内。如从图示中可以理解，多个张紧构件32定位在护套34内。ECM 50比张紧构件32中的任何一个都更接近护套34的边缘。以这种方式定位ECM 50减少了ECM 50在电梯系统运行期间可能经历的任何载荷。承载构件30上的大部分载荷将由更居中地定位在承载构件30内的张紧构件32载送。

在图2的实例中，ECM 50被定位在护套34内，以使得ECM 50不承受张紧构件32经历的弯曲载荷或其它应力，因为此类载荷可能会影响或改变ECM 50的电阻。一个实例包括比张紧构件32更柔韧的波状或卷曲线。另一个实例包括具有比张紧构件32内的线的数量更高的线数的ECM 50。在一个这种实例中，与张紧构件32相比，ECM 50可具有类似的总直径，制成ECM 50的单独线比用于制备张紧构件32的单独股线更细。另一个实例利用的材料不同于用于张紧构件32的材料，以使得ECM 50对ECM 50上任何弯曲载荷具有不同的响应，所述弯曲载荷具有的影响(例如，横截面积或断线的减少)将不同于此类载荷对张紧构件32可能造成的影响。另一个实例包括使用比张紧构件32内的股线的铺设长度更短的ECM 50内的线的铺设长度。这些实例中的每一个都提供了一种减少或避免ECM 50的潜在机械磨损以避免ECM 50的电阻经受任何影响或变化的方式。

图2的实例的另一个特征是，ECM 50被选定为所具有的刚性小于张紧构件32的刚性。这进一步避免了ECM 50上的可能会影响 ECM 50的电阻的任何潜在载荷的任何影响。

图3示意性地示出另一种配置，在该配置中ECM 50被收容成抵靠轨道60上的表面。这个实例提供了ECM 50在井道26内的另一种可能放置。

无论ECM 50定位在系统20内的哪个位置，ECM 50都不承受张紧构件32的载荷。ECM 50以避免ECM 50上的载荷(所述载荷将会影响或改变ECM 50的电阻)的方式定位，从而避免由温度之外的某个因素而导致的ECM 50的电阻的任何变化。最小化或避免ECM 50上的任何改变电阻的载荷允许将电阻测定经受的任何环境影响隔离。

本发明所公开的实例的一个特征是，ECM 50提供测定张紧构件32的电阻经受的环境条件(诸如温度)影响。ECM 50是沿电梯轿厢的行进长度或井道的高度的一部分设置，以使得ECM 50经历与承载构件30的对应定位部分在电阻监测周期期间所经历的相同或非常类似的温度差异。与可沿井道26定位的多个温度传感器相比，ECM 50提供更优异的分析能力。ECM 50的温度更紧密地跟踪张紧构件32的实际温度，并且因此，关于ECM 50的电阻信息提供对井道内的环境条件可以如何影响受监测的张紧构件的电阻的优异指示。

在一个实例中，ECM 50包括具有绝缘涂层的导电线。ECM 50的材料可与用于制备张紧构件32的材料相同，但并非必须相同。一些实例包括这样的ECM 50：该ECM 50包含具有相对高的基线电阻的材料，以提供用于检测由于诸如水分或温度的环境影响而导致的电阻变化的更高的准确性。

前面的描述在本质上是示例性而非限制性的。对于本领域的技术人员来说明显的是，在不脱离本发明的实质的前提下，可以对本发明所公开的实例做出变化和修改。本发明的法律保护范围仅可通过研究所附权利要求书来确定。

Claims (20)

1.一种监测系统 ， 其包括 ：

可移动的质量块；

承载构件，所述承载构件包括支撑与移动所述质量块相关联的载荷的至少一个导电张紧构件；

其特征在于：

导电构件，所述导电构件沿所述张紧构件的路径的选定部分定位以使得所述导电构件不承受所述张紧构件上的载荷；以及

处理器，所述处理器被配置用于

测定所述张紧构件的电阻以作为所述张紧构件的状态的指示器，

测定所述导电构件的电阻，并且

使用所测定的所述导电构件的电阻来补偿所测定的所述张紧构件的电阻经受的任何环境影响。

2.如权利 要求 1 所述的监测系统，其中所述处理器被配置用于

监测在选定时间内所述导电构件的电阻；

测定受 监测电阻在所述选定时间期间经受的任何环境影响；并且

补偿所测定的所述张紧构件的电阻在所述选定时间期间所经受的所测定影响。

3.如权利 要求 2 所述的监测系统，其中所述处理器被配置用于

测定在第一测量周期期间所述导电构件的基准电阻；

确定所述导电构件的所述电阻是否不同于第二测量周期期间的基准电阻；

测定在所述第二测量周期期间所述电阻经受的温度影响；

测定在所述第二测量周期期间所述张紧构件的电阻；并且

基于在所述第二测量周期期间所测定的所述张紧构件的电阻和在所述第二测量周期期间所测定的温度影响来测定所述张紧构件在所述第二测量周期期间的状态。

4.如权利 要求 1 所述的监测系统，其中所述导电构件是沿井道的壁定位。

5.如权利 要求 1 所述的监测系统，其中所述导电构件至少部分地固定到导轨。

6.如权利 要求 1 所述的监测系统，其中所述导电构件被支撑在所述承载构件上或其中。

7.如权利 要求 6 所述的监测系统，其中所述承载构件包括护套并且所述导电构件被收容在所述护套内。

8.如权利 要求 7 所述的监测系统，其中所述承载构件包括位于所述护套内的多个张紧构件，并且所述导电构件比所述张紧构件中的任何一个都更接近所述护套的边缘。

9.如权利 要求 6 所述的监测系统，其中所述张紧构件具有第一刚性并且所述导电构件具有第二较小的刚性。

10.一种监测系统中的承载构件的状态的方法，所述承载构件包括至少一个导电张紧构件，所述方法包括以下步骤：

使导电构件沿所述承载构件的路径的所需长度定位，以使得所述导电构件不承受所述张紧构件上的载荷；

测定所述张紧构件的电阻以作为所述张紧构件的状态的指示器；

测定所述导电构件的电阻；以及

使用所测定的所述导电构件的电阻来补偿所测定的所述张紧构件的电阻经受的任何环境影响。

11.如权利 要求 10 所述的方法，其包括

监测在选定时间内所述导电构件的电阻；

测定所述受监测电阻在所述选定时间期间经受的任何环境影响；以及

补偿所测定的所述张紧构件的电阻在所述选定时间期间经受的所测定影响。

12.如权利 要求 11 所述的方法，其包括

测定在第一测量周期期间所述导电构件的基准电阻；

确定所述导电构件的所述电阻是否不同于第二测量周期期间的基准电阻；

测定所述电阻在所述第二测量周期期间经受的温度影响；

测定在所述第二测量周期期间所述张紧构件的电阻；以及

基于在所述第二测量周期期间所测定的所述张紧构件的电阻和在所述第二测量周期期间所测定的温度影响来测定所述张紧构件在所述第二测量周期期间的状态。

13.如权利 要求 10 所述的方法，其中所述定位包括使所述导电构件沿电梯井道的壁放置。

14.如权利 要求 10 所述的方法，其中所述定位包括使所述导电构件至少部分地固定到电梯井道中的导轨。

15.如权利 要求 10 所述的方法，其中所述定位包括使所述导电构件包括在所述承载构件上或其中。

16.如权利 要求 15 所述的方法，其中所述承载构件包括护套并且所述导电构件被收容在所述护套内。

17.如权利 要求 16 所述的方法，其中所述承载构件包括位于所述护套内的多个张紧构件，并且所述导电构件比所述张紧构件中的任何一个都更接近所述护套的边缘。

18.如权利 要求 15 所述的方法，其中所述张紧构件具有第一刚性并且所述导电构件具有第二较小的刚性。

19.一种用于监测承载构件的状态的组件，所述组件包括：

连接器，所述连接器被配置用于实现与所述承载构件中的至少一个张紧构件的导电连接；并且

其特征在于：

导电构件，所述导电构件的长度允许所述导电构件沿所述承载构件的路径的所需部分定位；以及

处理器，所述处理器被配置用于

测定所述张紧构件的电阻以作为所述张紧构件的状态的指示器，

测定所述导电构件的电阻，并且

使用所测定的所述导电构件的电阻来补偿所测定的所述张紧构件的电阻经受的任何环境影响。

20.如权利 要求 19 所述的组件，其中所述处理器被配置用于

监测在选定时间内所述导电构件的电阻；

测定所述受监测电阻在所述选定时间期间经受的任何环境影响；并且

补偿所测定的所述张紧构件的电阻在所述选定时间期间经受的所测定温度影响。