CN105181763B - 电梯绳索的状态监测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电梯的绳索状态监测方法,在该方法中执行至少以下步骤:将电梯悬挂和/或传动绳索(3、3’)卷绕并打包在绳索存储单元(1)上,并且此后第一次测量电梯悬挂和/或传动绳索(3、3’)的第一点(R)与第二点(R’)之间的电阻,并且此后基于测量确定阈值,并且此后将绳索运送至安装地点,并且此后第二次测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的第一点(R)与第二点(R’)之间的电阻,并且此后将所述第二次测量的结果与所述阈值进行比较,并且如果所述第二次测量满足所述阈值,则进行预定动作。发明还涉及电梯的绳索状态监测装置。
Description
技术领域
本发明涉及电梯绳索的损坏检测与状态监测。绳索特别是旨在用于运输乘客和/或货物的电梯用绳索。
背景技术
电梯绳索的存储可能是它的使用周期的各种阶段中需要的。存储传统上通过形成绳索的绳索卷轴(rope reel)来实施,使得它能够作为紧凑单元存储和/或运输。在电梯领域中,存储通常是用于将绳索从生产地运输至现场、并进一步运输至绳索可以被展开并安装在电梯内所在的具体安装部位时所需要的。
在物流链中以及在安装期间存在有绳索可能被损坏而没有关于故障的视觉指示的大量潜在位置。这样的不可视损坏包括运输期间的机械损坏、可引起绳索的额外应力或过载的环境影响、诸如在阳光下存储绳索等的在物流链期间超过额定温度和/或湿度等级、以及在安装期间的机械损坏,诸如冲压机的紧密弯曲或绳索留在高压缩下形成的。
包括由绞线或等效物制成的承载构件的绳索典型为不可逆地挠性的,使得在将绳索弯曲成曲线之后它不能反向回到它的最初形式,并且绳索容易围绕卷筒(drum)卷绕,在此处可以被存储卷绕直到后来的展开。这样的线典型地没有涂层并且容易在视觉上检查。然而,也存在有为杆状并且当它们处于静置状态时具有直线形式的绳索。例如在专利公布WO 2009090299A1中呈现了这样的绳索。这种绳索相对刚性,但可弹性地弯曲,并且绳索在指向于其上的所有弯曲都停止之后在处于静置状态时从弯曲形式自反向回到直线形式。在这种绳索中,承载组成部件在涂层表面内侧。因此,潜在损坏的视觉检查可能有时很难或者甚至是不可能的。存在有如下一种方法的需要:使用该方法,可以检查涂层内侧的承载组成部件并且在没有视觉检查的情况下可靠地监测绳索的状态。
发明内容
本发明的目的是引入一种改进的电梯绳索状态监测方法和装置。本发明的目的除其他外是解决已知技术方案的缺点和后面在本发明的描述中讨论的问题。目的还有允许用于包括复合材料的电梯悬挂和/或传动绳索的成本有效且可靠的状态监测方法及装置,允许了在将电梯悬挂和/或传动绳索安装在电梯中之前的损坏的就地监测。
呈现了除其它以外有助于所述电梯绳索中的非金属、优选碳纤维增强聚合物复合物承载部分的简单、安全且高效的损坏检测的实施例。还有,呈现了如下实施例,其中检测不可视损坏,不可视损坏包括:运输期间的机械损坏、可引起绳索的额外应力或过载的环境影响(诸如在阳光下存储绳索等的在物流链期间超过额定温度和/或湿度等级)以及在安装期间的机械损坏(诸如冲压机的紧密弯曲或绳索留在高压缩下形成的)。还有,呈现了如下实施例,其中贯穿电梯整个寿命、甚至在绳索被安装到电梯内之前可靠地就地状态监测是可能的,并且提高了电梯的安全性。
提出了一种新的电梯绳索的状态监测方法和装置。在本发明的优选实施例中,执行至少如下步骤:将电梯悬挂和/或传动绳索卷绕并打包在绳索存储单元上,并且此后,第一次测量电梯悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻,并且此后,基于测量确定阈值,并且此后,将绳索运送至安装地点,并且此后,第二次测量所述悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻,并且此后,将所述第二次测量的结果与所述阈值进行比较,并且如果所述第二次测量满足所述阈值,则进行预定动作。
在优选实施例中,在绳索的生产地点处第一次测量所述悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,在将绳索从绳索存储单元上展开之前第一次和第二次测量所述悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,将电阻测量结果标记在交货单上、或绳索存储单元上、或绳索自身上或计算机应用的存储器/数据库中。
在优选实施例中,在将绳索存储在绳索存储单元上的状态下,第一次和/或第二次测量所述悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻,绳索存储单元包括由以螺旋形式卷绕的绳索形成的绳索卷轴和设置有内部空间的支撑体,绳索卷轴通过支撑体被定位支撑在内部空间内。
在优选实施例中,在将绳索从绳索存储单元上展开之前第二次测量所述悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,在绳索安装到电梯内之前,第二次测量所述悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,在将绳索安装到绳索端子之前,当绳索安装准备好时测量所述悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,第一点和第二点是悬挂和/或传动绳索的非金属承载部分的点,或者是悬挂和/或传动绳索的数个电连接的非金属承载部分的点。
在优选实施例中,第一点和第二点是悬挂和/或传动绳索的由诸如碳纤维增强聚合物基体复合物等的纤维增强聚合物基体复合材料、优选单向碳纤维增强聚合物基体复合物制成的承载部分的点。
在优选实施例中,如果第二次测量值满足电梯悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的所述阈值,则给出误差信号。
在优选实施例中,如果给出所述误差信号,则在绳索状态监测装置的LED或LCD显示器上对于各绳索示出绳索标识码和误差等级指示。
在优选实施例中,如果给出误差信号,则判断绳索在运输或存储期间被损坏并且防止绳索安装到电梯内。
在优选实施例中,如果第二次测量不满足所述阈值,则将绳索安装在电梯中。
还提出了一种新的电梯绳索的状态监测装置。在电梯绳索的状态监测装置的优选实施例中,该装置包括:一个或多个悬挂和/或传动绳索,各绳索包括一个或多个承载部分;包括绳索卷轴的绳索存储单元;绳索状态监测器件,在该装置中,绳索状态监测器件被布置成执行以下步骤:将电梯悬挂和/或传动绳索卷绕并打包在绳索存储单元中,并且此后第一次测量电梯悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻,并且此后基于测量确定阈值,并且此后将绳索运送至安装地点,并且此后第二次测量悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻,并且此后将第二次测量的结果与阈值进行比较,并且如果第二次测量满足阈值,则进行预定动作。
在优选实施例中,绳索状态监测器件被用于在绳索的生产地点处第一次测量所述悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,绳索状态监测器件被用于在将绳索从绳索存储单元上展开之前第一次测量悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,绳索状态监测器件被用于在绳索被存储在绳索存储单元上的状态下,第一次和/或第二次测量悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,绳索状态监测器件被用于在将绳索从绳索存储单元上展开并且将绳索安装到电梯内之后测量悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的电阻。
在优选实施例中,绳索存储单元包括由以螺旋形式卷绕的绳索形成的绳索卷轴和设置有内部空间的支撑体,绳索卷轴通过支撑体被定位支撑在内部空间内。
在优选实施例中,第一点和第二点是悬挂和/或传动绳索的非金属承载部分的点,或者是悬挂和/或传动绳索的数个电连接的非金属承载部分的点。
在优选实施例中,第一点和第二点是所述悬挂和/或传动绳索的由诸如碳纤维增强聚合物基体复合物等的纤维增强聚合物基体复合材料、优选单向碳纤维增强聚合物基体复合物制成的承载部分的点。
在优选实施例中,如果第二次测量值满足电梯悬挂和/或传动绳索的第一点与第二点之间的阈值,则由所述绳索状态监测器件给出误差信号。
在优选实施例中,绳索状态监测器件包括绳索状态监测装置,并且如果给出所述误差信号,则在绳索状态监测装置的LED或LCD显示器上对于各绳索示出绳索标识码和误差等级指示。
在优选实施例中,绳索状态监测器件包括数据记录器类型的状态检测装置。装置在绳索制造之后被连接至绳索存储单元、例如至绳索卷轴。
在优选实施例中,如果给出误差信号,则判断绳索在运输或存储期间被损坏并且防止绳索被安装到电梯内。
在优选实施例中,如果第二次测量不满足阈值,则将绳索安装在电梯中。
在优选实施例中,绳索在生产中被卷绕并打包在安装包上。
在优选实施例中,绳索端块被安装到绳索端部内。绳索端块被连接至绳索的承载组成部件内。绳索端块可以是与电梯用于运输乘客和/或货物时的状态监测中使用的元件相同的元件。
绳索状态监测器件以预定时间间隔、优选每秒一次来监测各绳索的状态、所述阈值和所述测量值。
在优选实施例中,碳纤维增强聚合物复合物承载部分是弯曲的并且测量部分的电阻。电阻上的增加与弯曲模量上的减小之间的关联性可以观察到。对于单向碳纤维增强聚合物复合物来说,单向纤维的长度方向电阻比横向电阻低得多,并且复合材料上的损坏可以通过测量一个或另一个来检测。电阻是用于碳/环氧树脂层叠体、例如尤其是用于纤维断裂的检测的良好的损坏传感器。
在优选实施例中,在电阻改变上有三个不同阶段。首先,当应力增加时电阻稍微增加。这是正常老化过程。当应力进一步增加时,碳纤维增强聚合物中的单个纤维开始龟裂并且电阻增加将加快很多,引起应力电阻曲线的斜率上的改变。当纤维完全失效时,电阻迅速增加。
在优选实施例中,使用了测量电阻的DC测量方法。DC测量方法主要对纤维故障敏感,而测量电容的AC测量法提供了关于层间基体龟裂和层间剥离的发展的信息。因此,利用诸如在轻质电梯绳索的承载部分内等的单向纤维复合物,鉴于电梯悬挂和/或传动绳索的安全使用,电阻测量方法提供了更加有用的信息。
在优选实施例中,单向碳纤维增强聚合物被用作轻质电梯悬挂和/或传动绳索中的承载元件取代钢。根据本发明,开发出了用于具有由碳纤维增强聚合物复合物制成的承载部分的绳索的状态检测方法和装置。电阻是用于碳纤维增强聚合物复合物的整体状态的良好的指示器。如果纤维的应变被增加或者发生纤维断裂,则电阻改变。电梯绳索上的电阻改变可以用于检测绳索磨损或损坏。
在优选实施例中,绳索状态监测装置被用在具有配重的电梯中,然而在没有配重的电梯中也使用。另外,也可以协同其他提升机使用,例如用作起重机悬挂和/或传动绳索。绳索的低重量提供了优点、尤其是在加速状况中,因为绳索的速度上的改变所需的能量取决于它的质量。低重量进一步在需要单独的补偿绳的绳索系统中提供了优点,因为补偿绳的需要被减小或全部消除。低重量还允许更容易控制绳索。
在优选实施例中,状态监测器件包括具有用于各绳索的可独立调节的恒流源的状态检测装置。在学习阶段中,测量电流被调节成在绳索上获得期望电压,例如有利地是2.5V。学习序列仅在电梯的调试之后紧接着启动一次。当调节和设定测量电流时,遍及绳索的使用周期测量绳索上的电压,所以检测到了可能的电压改变、即电阻改变。电流和电压的初始值被保存在非易失性存储器中。在优选实施例中,一个状态检测装置能够监测多个、高达十二个或甚至更多的绳索。
在优选实施例中,状态检测装置可以识别出数个、优选至少三个不同的故障。正常绳索磨损引起轻微、优选2%至5%的电阻上的改变。断裂的绳索涂层引起优选地低电阻,并且碳纤维增强聚合物中的断裂或者松开的测量导线引起优选地高电阻。
在优选实施例中,所述绳索状态检测装置被用于在绳索安装至电梯之前测量绳索的电阻改变。优选地,当绳索的应变增加时,绳索的电阻增加。如果未发生纤维断裂,则电阻是可逆的,不可逆的电阻改变优选地指示出绳索损坏和纤维断裂。不好的测量导线接触增加电阻波动。这可以引起一些错误警报,但从安全的角度,这是在安全一侧上。
将经过过滤的结果与阈值进行比较,并且如果所述经过过滤的结果满足所述阈值,则误差代码如下。
等级1:轻微误差,如果与所述阈值的偏差小于5%。
等级2:低电阻,如果与所述阈值的偏差等于或小于20%:绳索涂层磨损或断裂并且绳索接地。
等级3:高电阻,如果与所述阈值的偏差超过20%:绳索承载部分断裂或者测量导线断开。
在优选实施例中,误差信号示出在显示器上,使得可以更改电梯安装或者可以使电梯绳索退出服务,取决于故障的严重程度。因此,提高了电梯的安全性。
在优选实施例中,电梯轻质绳索包括覆盖有聚氨酯涂层的一个或多个、优选至少四个单向碳纤维增强聚合物承载部分。在四个承载部分的情况中,绳索被电建模为四个电阻器。优选的技术方案是测量一个绳索作为单个电阻。在该方式中,测量装置保持简单并且方法也更加可靠,因为导线和连接器的数量被最小化。该方法要求简单且可靠的技术方案,优选地通过以使得螺钉充当邻接承载部分之间的导电路径的方式螺合在承载部分之间的自攻螺钉来:使a)碳纤维增强聚合物承载部分短路并且b)将测量导线连接至绳索。在绳索的第二端部、优选配重端部处,优选地将三个螺钉优选地用于使所有股短路。在绳索的第一端部、优选轿厢端部处,优选地将两个最外侧股连接到一起,并且利用开口环连接器将测量导线插在这两个螺钉下面。利用该装置,监测所有碳纤维增强聚合物承载部分,并且将整个绳索看作单个电阻器。
在优选实施例中,监测装置是基于微控制器。电阻可以不直接测量,而是代替使用恒流源和电压测量。
在优选实施例中,装置具有数字显示器和用作状态显示器的数个、优选至少四个LED和用于数据记录的输出与存储器卡座。
在优选实施例中,一个装置可以监测数个绳索、优选高达十二个绳索、或甚至更多。在优选实施例中,电流源由数字-模拟转化器DAC控制。优选地,由微控制器驱动的DAC将基准电压提供至运算放大器,该运算放大器进而调节MOS-晶体管的栅极电压。优选地,栅极电压确定了流过MOS-晶体管的电流。优选地,从分流电阻器到运算放大器的反馈确保了基准点处的电压与来自DAC的控制电压相同。RC过滤器被用于防止振荡。
在优选实施例中,所使用的DAC具有数个、优选至少十二个或甚至更多的输出源。为避免由于使操作电压波动而引起的漂移和干扰,用于分流电阻器和DAC的基准电压必须优选地来自相同点。这完全消除了由可能差的调整操作电压引起的给送至绳索的测量电流中的改变。
在优选实施例中,所描述的绳索状态的测量和评价也可以利用数据记录器类型的状态检测装置自动完成。装置在绳索制造之后被连接至绳索存储单元、例如至绳索卷轴,并且被留在适当位置直到绳索被安装。装置独立操作,并且监测电阻改变。如果超过了用于所允许的电阻改变的预设阈值,则在用户界面、例如LED灯或LCD显示器上示出警告。
上面任意位置所描述的电梯优选但不是必须安装在建筑物内。轿厢优选竖直行驶。轿厢优选布置成服务两个或多个层站。轿厢优选地对来自层站的呼梯和/或来自轿厢内的目的地命令做出响应,以便服务层站上和/或电梯轿厢内的人员。优选地,轿厢具有适用于接收乘客或多名乘客的内部空间,并且轿厢可以设置有用于形成闭合内部空间的门。
附图说明
在下文中,将借助于示例并且参照附图更加详细地描述本发明,其中,
图1图示了可以执行本发明的方法步骤的电梯绳索的状态监测装置的概况。
图2图示了绳索安装到电梯内的布置的概况。
图3图示了根据本发明的实施例的电梯绳索状态监测装置的电模型。
图4图示了可以执行本发明的方法步骤的电梯绳索的实施例的截面的示意图。
具体实施方式
图1图示了可以执行本发明的方法步骤的电梯绳索的状态监测装置的概况。绳索存储单元1包括由以螺旋形式卷绕的绳索3、3’形成的绳索卷轴2。绳索3、3’具有两个端部,即第一端部和第二端部。绳索端块9被附接在电梯绳索第一端部的所述端面侧。电性的绳索状态监测器件7经由所述绳索端块9被连接至绳索3、3’。
优选地,绳索端块9是由塑料或其他非导电材料制造、诸如由热塑性聚合物或热固性聚合物制造的单件结构。优选地,绳索端块9包括用紧固部件附接至电梯绳索的第一框部。因此对紧固部件来说穿过绳索端块9的第一框部中的开口是可能的。紧固部件可以有利地由金属或一些其他合适的导电材料制成。紧固部件有利地是具有螺母的螺钉或螺栓。至绳索的紧固可以通过在绳索3、3’中钻孔并且用螺钉或螺栓紧固来完成。
在优选实施例中,所述绳索端块9包括用紧固部件附接至所述绳索端块9的一个或多个短路元件。因此对紧固部件来说能够穿过短路元件中的开口是可能的。诸如短路板等的短路元件以及紧固部件有利地由金属或一些其他合适的导电材料制成。用于附接短路元件的紧固部件有利地是与用于将绳索端块9附接至绳索3、3’的螺钉或螺栓相同的螺钉或螺栓。
绳索优选地是带状绳索。也就是,绳索3、3’具有大于绳索3、3’在其横断方向上的厚度的宽度。然而,通过使绳索3、3’围绕在其宽度方向上延伸的轴线弯曲而以所述螺旋形式卷绕绳索3、3’。因此,绳索3、3’容易以螺旋形式安顿下来。归因于带状构造,它抵抗了离开共面配置很强的弯曲。因此,绳索卷轴2很好地维持它的螺旋卷轴配置并且不轻易意外展开。以该方式,也可以避免扭曲的形成。
优选地,绳索存储单元1包括设置有内部空间5的支撑体4,绳索卷轴2通过支撑体4被定位支撑在该内部空间5内。绳索3、3’是刚性绳索,更具体地,它具有杆状结构。杆、即绳索3、3’当处于静置状态时具有直线形式。特别地,杆、即绳索3、3’可弹性地弯曲离开直线形式。由此,它从弯曲形式自反向到直线形式。为此原因,绳索3、3’在所述螺旋形式时处于主要弯曲张力下。支撑体4包括一个或多个支撑构件6。支撑构件6、特别是它的/它们的内表面在径向上限定所述内部空间5的界线并包围所述绳索卷轴2。在如图1中所图示出的实施例中,支撑体4包括单件支撑构件6,限定所述内部空间5并且在径向上包围所述绳索卷轴2。绳索卷轴2的外缘作为所述弯曲张力的效果在径向上压缩抵着所述一个或多个支撑构件6,所述支撑构件6由此在弯曲张力作用下限制绳索卷轴2的半径的膨胀。由此所述支撑构件6阻挡绳索卷轴2的绳索伸直。
支撑体4优选地包括由所述一个或多个支撑构件6形成的、限定筒状内部空间5的界线的支撑卷筒。支撑卷筒由一个或多个弯曲纤维板构件制成。在图1的实施例中,支撑卷筒由弯成曲线形状的一个纤维板构件6制成,但支撑卷筒可以由弯成曲线形状的数个纤维板构件6制成,纤维板构件6一起形成所述卷筒。曲线形式是为支撑构件6提供曲率的内半径的弧形形式,其对应于在径向上压缩抵着支撑构件6的绳索卷轴2的外半径的弧形形式。所述筒状内部空间5在轴线方向上具有开口的或者至少可打开侧,使得绳索3、3’可以作为完全以螺旋形式卷绕的绳索卷轴2经由开口侧被定位在所述筒状内部空间5内。
所述绳索3、3’优选地使得它包括由在聚合物基体m中包括增强纤维f的复合材料制成的一个或多个承载构件8、8’、8”、8”’。优选地,增强纤维f是碳纤维。因此可以得到具有高拉伸刚度的轻质绳索。所述(多个)承载构件8、8’、8”、8”’与绳索的长度方向平行。例如,利用该结构,绳索3、3’可弹性地弯曲离开直线形式。由此,它从弯曲形式自反向到直线形式。然而,它对于弯曲是刚性的,并因此使用绳索存储单元1来存储该绳索是有利的。还有,使用诸如玻璃纤维等的其他增强纤维作为复合材料的纤维f可以为绳索3、3’提供这些性质。所述增强纤维优选地也与绳索的长度方向平行,所以可以使拉伸刚度最大化。优选的是,所述(多个)承载构件8、8’、8”、8”’中的每个具有当在绳索3、3’的宽度方向上测量时大于它的厚度t的宽度w。以该方式,获得了用于承载构件/部分3、3’的大截面面积,而不会削弱围绕着在绳索3、3’的宽度(图3中从左向右延伸)方向上延伸的轴线的弯曲能力。被包括在绳索中的少量宽承载构件导致绳索的宽度的高效利用,因此使得能够将绳索的绳索宽度保持在有利的极限内。
图2图示了安装绳索到电梯内的布置的概况。在将绳索安装到电梯内之前,就地执行绳索状态监测。如果在安装地点的第二次测量不满足所述阈值,则将绳索安装到电梯内。设置绳索存储单元1。绳索3、3’如图2所示从各绳索存储单元1中展开,并且此后被连接至可移动的电梯单元11、12、即至电梯轿厢11和配重12,以将这些部件悬挂。在安装电梯之前执行用于监测电梯绳索的状态的方法步骤。绳索状态监测器件7用于在绳索的生产地点第一次测量绳索3、3’的第一点与第二点之间的电阻。在优选实施例中,绳索状态监测器件7用于在安装之前在绳索被存储在绳索存储单元1上的状态下第二次测量绳索3、3’的第一点与第二点之间的电阻。
在电梯的安装中,绳索3、3’的第一端部被连接至轿厢11并且第二端部被连接至配重12。以该方式同时安装多个绳索3、3’。电梯包括井道S、安装成可在井道S中竖直移动的电梯轿厢11和配重12。电梯进一步包括用在电梯控制系统(未示出)的控制下驱动电梯轿厢11的方法安装的驱动机M。在所述展开期间,绳索3、3’被引导经过驱动机M的驱动轮10。驱动机M在该实施例中安装在机房MR内,但是电梯可以可选地具有无机房配置。驱动轮10被布置成接合经过驱动轮10并悬挂电梯轿厢11和配重12的所述绳索3、3’。因此,驱动力可以经由驱动轮10和绳索3、3’从马达传动至轿厢11和配重12,以便使轿厢11和配重12移动。所述展开包括通过使支撑绳索卷轴2的绳索支撑体6转动而使绳索3、3’展开。在展开之前将绳索存储单元以可转动的方式安装(经由被包括在支撑体中的支撑轴)。还有,在所述展开之前,引导绳索3、3’经由固定安装在绳索卷轴2附近的绳索引导件通过。电梯轿厢11和配重12在所述展开期间可以处于任何合适位置。然而,当执行绳索3、3’至轿厢的连接时,优选地,轿厢11处于井道S的上端部处,并且配重12停靠在处于其井道S的下端部处的缓冲部上,以便使它们的位置匹配成适合于绳索长度。安装后,重复用于绳索3、3’的状态监测的方法步骤,以检测安装期间潜在损坏的绳索3、3’。
在优选实施例中,电梯绳索状态监测装置被布置成包括:连接器部件,诸如在所述绳索3、3’的第一点R处和第二点R’处被连接至所述绳索3、3’的承载部分8、8’、8”、8”’的螺钉;包括了电流源71、电压测量装置72、微控制器73和用于监测所述绳索3、3’的监测状态的显示器74的绳索状态监测装置7。如果需要记录绳索状态监测器件中的数据,则可以用连接至绳索状态监测器件的计算机70来完成。
在优选实施例中,在绳索3、3’上的电压通过微控制器73从测量点R’开始测量。微控制器73的模拟-数字转换器ADC优选地具有十二比特的分辨率。ADC的基准电压与电流源中使用的电压相同,再次以消除操作电压波动的影响。由于电压源71提供了稳定的测量电流,所以绳索电阻上的改变引起了测量的电压上的改变。
在优选实施例中,所述绳索状态监测装置7具有两个操作模式,学习模式和监测模式。通过用位于所述绳索状态监测装置7的印刷电路板PCB上的按钮的四秒长按而开始学习模式。在该模式中,完成至少以下操作。
微控制器7的包含所连接的绳索3、3’的编号、各电流源的控制值和用于各绳索3、3’的电压测量结果的非易失性存储器被擦除。
从监测通道1开始,以使得流过所测量的绳索3、3’的电流增加的方式调节电流源并且同时测量电压。当在绳索上的电压超过极限值、优选为2.5V或操作/基准电压的一半时,停止电流调节,并且将当前电流值和测量出的电压值以及阈值存储在非易失性存储器中。如果有连接至该通道的绳索,则将也存储在非易失性存储器中的绳索3、3’的编号增加一。对于通道中的每一个、优选地对于所述通道中的每个重复这些步骤。
当学习序列完成时,所述绳索监测装置7以监测模式继续操作。
在优选实施例中,在监测模式中测量在各绳索3、3’上的电压。测量速率优选为大约12001/s。通过计算最后结果的浮动平均值来避免干扰。将经过过滤的结果与非易失性存储器中的阈值进行比较,并且如果所述经过过滤的结果满足所述阈值,则误差代码如下并进行预定动作。
等级1:轻微误差,如果与所述阈值的偏差小于5%。
等级2:低电阻,如果与所述阈值的偏差等于或小于20%:绳索涂层磨损或断裂并且绳索接地。
等级3:高电阻,如果与所述阈值的偏差超过20%:绳索承载部分断裂或者测量导线断开。
在优选实施例中,各误差等级在绳索状态监测装置7的显示器74上具有它自己的指示器LED。在LED显示器74上示出绳索编号,并且同时通过误差LED指示出该绳索的状态。优选地,误差代码被存储在存储器中,但是它们可以通过将所述绳索状态监测装置7复位而被擦除。
在优选实施例中,如果检测到误差信号,取决于故障的严重程度,则可以更改电梯安装或操作或者可以使电梯绳索退出服务。
在优选实施例中,在接通电源之后,绳索状态监测装置7首先在从非易失性存储器中读取了各个值之后设定用于各测量通道的电流。接着,它开始以监测模式操作。通过压下PCB上的按钮将所述绳索状态监测装置7复位,并且较长的按压开始学习序列。
在优选实施例中,如果需要更换所述绳索状态监测装置7,则可以将微控制器73从它的插座上取下并安装在新的装置中。以该方式,保存在非易失性存储器中的初始值仍然可以使用,并且监测可以继续而不会丢失历史数据。如果需要记录数据,则可以用连接至绳索状态监测装置7的计算机70来完成。所述绳索状态监测装置7优选将各绳索3、3’的状态、初始电阻值和电流电阻值每秒一次传送至到电梯控制器。
图3图示了电梯绳索状态监测装置、尤其是用于所述绳索状态监测器件的绳索3、3’部分的电模式的优选实施例。在绳索状态监测装置的优选实施例中,电梯包括轻质绳索3、3’,该绳索包括如图4所示覆盖有聚氨酯涂层p的一个或多个、优选至少四个单向碳纤维增强聚合物承载部分8、8’、8”、8”’。在如图3所示的四个承载部分8、8’、8”、8”’的情况中,绳索3、3’被电建模为四个电阻器。优选的技术方案是测量一个绳索3、3’作为单个电阻。在该方式中,测量装置保持简单并且方法也更加可靠,因为导线和连接器的数量被最小化。利用该方法,使用了以下简单且可靠的技术方案:优选地通过自攻螺钉使碳纤维增强聚合物承载部分8、8’、8”、8”’短路并且将测量导线连接至绳索3、3’,其中自攻螺钉以使得螺钉充当邻接承载部分8、8’、8”、8”’之间的导电路径的方式被螺合在承载部分8、8’、8”、8”’之间。在所述绳索3、3’的配重端R’处,优选地使用三个螺钉将所有股短路。在所述绳索3、3’的轿厢端部R处,优选地将两个最外侧承载部分连接到一起,并且利用开口环连接器将测量导线插在两个螺钉下面。利用该装置,监测所有碳纤维增强聚合物承载部分8、8’、8”、8”’,并且将整个绳索看作单个电阻器。
图4a至图4b图示了用作电梯、特别是客运电梯的悬挂和/或传动绳索3、3’的如与图1和图2中的一个有关地描述的截面的绳索3、3’的优选实施例。在根据本发明的使用中,至少一个绳索3、3’、但优选许多绳索3、3’被构造成使得:绳索的宽度大于绳索3、3’在其横断方向上的厚度并且被装配成支撑电梯轿厢并使电梯轿厢移动,所述绳索3、3’包括由复合材料制成的承载部分8、8’、8”、8”’,该复合材料在聚合物基体中包括增强纤维、优选单向碳纤维。悬挂和/或传动绳索3、3’最优选地通过一个端部固定至电梯轿厢11并另一端部固定至配重12来固定,但是对于没有配重的电梯中的使用也是适用的。虽然附图仅示出具有1:1悬挂和/或传动比的电梯,但所描述的绳索3、3’也适用于在具有1:2悬挂比的电梯中用作悬挂和/或传动绳索3、3’。绳索3、3’特别非常适合于在具有大悬挂高度的电梯、优选具有超过100米悬挂高度的电梯中用作悬挂和/或传动绳索3、3’。所限定的绳索3、3’也可以用于在没有补偿绳的情况下实施新电梯,或者在没有补偿绳的情况下将旧电梯改成一个新的。绳索3、3’非常适用于在具有超过30米的悬挂高度并且在没有补偿绳的情况下实施的电梯中使用。
对于本领域技术人员来说明显的是,本发明不是专门限于已经借助于示例描述了本发明的上述实施例,而是本发明的很多变型和不同实施例都可能在下面所呈现的权利要求中限定的发明性概念的范围内。因此明显的是,所描述的绳索3、3’可以设置有齿轮表面或者一些其他类型的图案化表面以与牵引轮10产生强制接触。还明显的是,电建模为电阻器的矩形复合物承载部分8、8’、8”、8”’可以包括比图示出的那些更加鲜明地圆的边缘或者根本不圆的边缘。类似地,绳索3、3’的聚合物层p可以包括比图示出的那些更加鲜明地圆的边缘/角部或者根本不圆的边缘/角部。同样明显的是,图3和图4中的实施例中的承载部分/多个部分8、8’、8”、8”’可以布置成覆盖绳索3、3’的截面的大部分。在该情况中,包围承载部分/多个部分8、8’、8”、8”’的套状聚合物层p制得比承载部分8、8’、8”、8”’的在绳索3、3’的厚度方向上的厚度薄。同样明显的是,与图3和图4所代表的技术方案结合,能够使用除了所呈现的那些以外的其他类型的带。同样明显的是,碳纤维和玻璃纤维两者可以根据需要用在相同复合物部分中。同样明显的是,聚合物p层的厚度可以不同于所描述的。同样明显的是,抗剪部分可以用作具有该申请中示出的任何其他绳索结构的附加组成部件。同样明显的是,增强纤维f分布所在的基体聚合物m包括混合在诸如例如环氧树脂等的基础基体聚合物中的辅助材料,诸如例如增强件、填料、颜料、阻燃剂、稳定剂或相应试剂等。同样明显的是,虽然聚合物基体优选不包括弹性体,但本发明也可以通过利用弹性体基体来使用。也明显的是,纤维f不必一定在截面上是圆形,而是它们可以具有其他截面形状。进一步明显的是,诸如例如增强件、填料、颜料、阻燃剂、稳定剂或相应试剂等的辅助材料可以被混合在层p的基本聚合物中、例如在聚氨酯中。同样明显的是,发明也可以应用在设计用于除了上面所考虑的那些以外的提升高度的电梯中。
应该理解的是,以上描述和附图仅意在说明本发明。对本领域技术人员来说显而易见的是,可以以各种方式实施发明性概念。发明及其实施例不限于上述示例,而是可以在权利要求的范围内变化。
Claims (26)
1.一种电梯绳索的状态监测方法,在所述方法中执行至少以下步骤:
-将一个或多个电梯悬挂和/或传动绳索(3、3’)卷绕并打包在绳索存储单元(1)上,并且此后
-第一次测量电梯悬挂和/或传动绳索(3、3’)的第一点(R)与第二点(R’)之间的电阻,并且此后
-基于所述测量确定阈值,并且此后
-将绳索运送至安装地点,并且此后
-第二次测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的所述第一点(R)与所述第二点(R’)之间的电阻,并且此后
-将所述第二次测量的结果与所述阈值进行比较,并且如果所述第二次测量满足所述阈值,则进行预定动作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在绳索的生产地点处第一次测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的所述第一点(R)与所述第二点(R’)之间的电阻。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在从所述绳索存储单元(1)展开所述绳索之前第一次和第二次测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的所述第一点(R)与所述第二点(R’)之间的电阻。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将电阻测量结果标记在交货单上、或所述绳索存储单元(1)上、或所述绳索(3、3’)自身上或计算机应用的存储器/数据库中。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述绳索安装到绳索端子之前,当绳索安装准备好时测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的所述第一点(R)与所述第二点(R’)之间的电阻。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一点(R)和所述第二点(R’)是所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的非金属承载部分(8,8’,8”,8”’)的点,或者是所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的数个电连接的非金属承载部分(8,8’,8”,8”’)的点。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一点(R)和所述第二点(R’)是所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的由纤维增强聚合物基体复合材料制成的承载部分(8,8’,8”,8”’)的点。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述纤维增强聚合物基体复合材料包括碳纤维增强聚合物基体复合物。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述碳纤维增强聚合物基体复合物为单向碳纤维增强聚合物基体复合物。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法,其特征在于,如果所述第二次的测量值满足电梯悬挂和/或传动绳索(3、3’)的第一点(R)与第二点(R’)之间的所述阈值,则给出误差信号。
11.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法,其特征在于,在绳索(3、3’)制造之后并留在适当位置直到安装绳索(3、3’)为止,利用连接至所述绳索存储单元(1)的独立操作数据记录器类型的状态监测装置自动地完成所述绳索的状态的测量和评价。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,如果给出所述误差信号,则在绳索状态监测装置(7)的LED或LCD显示器(74)上对于每个绳索(3、3’)示出绳索标识码和误差等级指示。
13.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,如果给出所述误差信号,则判断所述绳索(3、3’)在运输或存储期间被损坏并且防止将所述绳索(3、3’)安装到电梯内。
14.一种电梯绳索(3、3’)的状态监测装置,所述装置包括:
-一个或多个悬挂和/或传动绳索(3、3’),每个所述绳索包括一个或多个承载部分(8,8’,8”,8”’),
-包括绳索卷轴的绳索存储单元(1),
-绳索状态监测器件,
在所述装置中,绳索状态监测器件被布置成执行以下步骤:
-将电梯悬挂和/或传动绳索(3、3’)卷绕并打包在绳索存储单元(1)中,并且此后
-第一次测量电梯悬挂和/或传动绳索(3、3’)的第一点(R)与第二点(R’)之间的电阻,并且此后
-基于所述测量确定阈值,并且此后
-将绳索(3、3’)运送至安装地点,并且此后
-第二次测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的所述第一点(R)与所述第二点(R’)之间的电阻,并且此后
-将所述第二次测量的结果与所述阈值进行比较,并且如果所述第二次测量满足所述阈值,则进行预定动作。
15.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,绳索状态监测器件被用于在所述绳索的生产地点处第一次测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的所述第一点(R)与所述第二点(R’)之间的电阻。
16.根据前述权利要求14所述的装置,其特征在于,绳索状态监测器件被用于在将所述绳索从所述绳索存储单元(1)展开之前第一次和第二次测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的所述第一点(R)与所述第二点(R’)之间的电阻。
17.根据前述权利要求14所述的装置,其特征在于,电阻测量结果被标记在交货单上、或所述绳索存储单元(1)上、或所述绳索(3、3’)自身上或计算机应用的存储器/数据库中。
18.根据前述权利要求14所述的装置,其特征在于,绳索状态监测器件被用于在将所述绳索(3、3’)安装到绳索端子之前,当绳索安装准备好时测量所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的所述第一点(R)与所述第二点(R’)之间的电阻。
19.根据前述权利要求14所述的装置,其特征在于,所述第一点(R)和所述第二点(R’)是所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的非金属承载部分(8,8’,8”,8”’)的点,或者是所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的数个电连接的非金属承载部分(8,8’,8”,8”’)的点。
20.根据前述权利要求14所述的装置,其特征在于,所述第一点(R)和所述第二点(R’)是所述悬挂和/或传动绳索(3、3’)的由纤维增强聚合物基体复合材料制成的承载部分(8,8’,8”,8”’)的点。
21.根据权利要求20所述的装置,其特征在于,所述纤维增强聚合物基体复合材料包括碳纤维增强聚合物基体复合物。
22.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述碳纤维增强聚合物基体复合物为单向碳纤维增强聚合物基体复合物。
23.根据前述权利要求14至22中的任一项所述的装置,其特征在于,如果所述第二次的测量值满足电梯悬挂和/或传动绳索(3、3’)的第一点(R)与第二点(R’)之间的所述阈值,则由所述绳索状态监测器件给出误差信号。
24.根据前述权利要求14至22中的任一项所述的装置,其特征在于,所述装置包括连接至所述绳索存储单元(1)的独立操作数据记录器类型的状态监测装置,通过所述装置自动地完成所述绳索(3、3’)状态的测量和评价。
25.根据前述权利要求23所述的装置,其特征在于,所述绳索状态监测器件包括绳索状态监测装置(7),并且如果给出所述误差信号,则在所述绳索状态监测装置(7)的LED或LCD显示器(74)上对于每个绳索(3、3’)示出绳索标识码和误差等级指示。
26.根据前述权利要求23所述的装置,其特征在于,如果给出所述误差信号,则判断所述绳索(3、3’)在运输或存储或安装期间被损坏并且防止所述绳索(3、3’)被安装到电梯内。
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