CN105329732B - 电梯复合曳引钢带检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯复合曳引钢带检测装置及检测方法，其中电梯复合曳引钢带检测装置的高频电压源通过发射电路模块分别向各股钢丝绳发送预设频率的高频电压；接收电路模块接收各股钢丝绳基于高频电压输出的输出电压，并将输出电压发送给滤波模块；功率检测模块接收滤波模块对接收到的输出电压进行滤波后输出的基波电压，并基于基波电压检测复合曳引钢带的功率值，将功率值发送给判断模块；判断模块将接收到的功率值与初始值进行比较，并基于比较的结果判断复合曳引钢带的磨损程度；当钢带破损或有缺口时，各钢丝绳的高频电压会发生衍射，接收端接收到的信号经滤波后所得到基波电压的功率会相应减少。在复合曳引钢带故障发生前做出安全保护措施。

Description

电梯复合曳引钢带检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，特别是涉及一种电梯用复合曳引钢带检测装置及检测方法。

背景技术

电梯复合曳引钢带主要由若干根平行布置的钢丝绳芯外敷高分子材料融合而成，实际工作时钢丝绳芯承载着钢带上的绝大部分载荷，因此，钢带承载能力对电梯的安全运行至关重要。目前市面上的断股检测的方法，是将复合钢带的所有钢丝绳串联后施加DC24V的检测电压，通过通断确定其是否断股，而传统技术是在此基础上加入继电器来判断通断。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：上述方法只能在故障发生后做出相应安全保护措施；一方面，只有在断股发生后才能表现出线路通断，并由此确定断股，无法检测老化、疲劳受损但未断的情况。另一方面，在测量大电阻(电梯的曳引钢带一般是楼层高度的2倍长度，代表着曳引钢带的电阻值会很大)时，直流电路很难表现出阻值的变化，而无法通过测量阻值的变化来确定钢带磨损程度(特别在要断不断的时候，无法表现出来)。

发明内容

基于此，有必要针对电梯用复合曳引钢带故障前进行断股检测的问题，提供一种电梯复合曳引钢带检测装置及检测方法。

为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：

一方面，提供了一种电梯复合曳引钢带检测装置，包括分别与复合曳引钢带各股钢丝绳的首端相连接的发射电路模块，与发射电路模块相连接的高频电压源；分别与各股钢丝绳的尾端相连接的接收电路模块，与接收电路模块相连接的滤波模块，连接滤波模块的功率检测模块以及与功率检测模块相连接的判断模块；

高频电压源通过发射电路模块分别向各股钢丝绳发送预设频率的高频电压；

接收电路模块接收各股钢丝绳基于高频电压输出的输出电压，并将输出电压发送给滤波模块；

功率检测模块接收滤波模块对接收到的输出电压进行滤波后输出的基波电压，并基于基波电压检测复合曳引钢带的功率值，将功率值发送给判断模块；

判断模块将接收到的功率值与初始值进行比较，并基于比较的结果判断复合曳引钢带的磨损程度；初始值为初次使用复合曳引钢带时检测得到的功率值。

另一方面，提供了一种基于上述电梯复合曳引钢带检测装置的检测方法，包括以下步骤：

分别向复合曳引钢带的各股钢丝绳发送预设频率的高频电压；

对各股钢丝绳基于高频电压输出的输出电压进行滤波处理后，输出基波电压；

基于基波电压检测复合曳引钢带的功率值；

将检测到的功率值与初始值进行比较，并基于比较的结果判断复合曳引钢带的磨损程度；初始值为初次使用复合曳引钢带时检测得到的功率值。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明电梯复合曳引钢带检测装置及检测方法，当钢带破损或有缺口时，各钢丝绳的高频电压(交流电压包含基波和谐波)会发生衍射，接收端接收到的信号经滤波后所得到基波电压的功率会相应减少，因而可以通过检测到的功率数值与初始值之间关系来确定复合曳引带对应钢带的受损程度。从而能够及时的在复合曳引钢带故障发生前做出相应安全保护措施，并获取检测钢带功率值的变化规律。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明电梯复合曳引钢带检测装置一应用场景示意图；

图2为本发明电梯复合曳引钢带检测装置实施例1的结构示意图；

图3为本发明电梯复合曳引钢带检测方法实施例1的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明电梯复合曳引钢带检测装置一应用场景：

为了详细的说明本发明的技术方案，特提供本发明复合曳引钢带检测装置一应用场景。一般而言，复合曳引钢带连接电梯轿厢顶和电梯对重块。由聚氨酯包覆钢丝绳而组成的新型多楔形复合钢带是指：将聚氨酯作为外表面包覆钢丝绳，复合钢带呈扁平状，分别由10-12根独立包裹聚氨酯的钢带组成，而每一复合钢带均由几根钢丝绳组合而成，目前常用的曳引带是由多股钢丝绳扭成一条，无包裹，直接裸露在空气中。1)目前常用电梯钢丝绳因需先对中间麻芯进行注油，在使用过程中，两边受拉动，钢丝绳中润滑油渗出，电梯运行时，钢丝绳摆动，润滑油向外溅出，污染机房。而且钢丝绳长期处于井道中，井道的沙子微粒直接依附于钢丝绳表面，加快钢丝绳硬化，同时也增加了与导向轮表面的摩擦，长期使用则加快钢丝绳磨损，为保证电梯正常运行，须不定期更换钢丝绳，导致维护成本增加。2)按照我国电梯标准GB7588《电梯制造与安装安全规范》规定，钢丝绳直径必须≥8m，曳引轮和钢丝绳的直径比必须≥40，即曳引轮直径需保证≥320mm。同时，当载荷越大，所需电机的曳引力也应随之增大，电机也需变大，增大了电机的制造成本和建筑空间。曳引钢带一般是楼层高度的两倍长度，分别连接在轿厢顶端和对重块，头尾不相连。

图1为本发明电梯复合曳引钢带检测装置一应用场景示意图；如图1所示，本发明复合曳引钢带检测装置的使用场景一般可以为：高频电压源及多路选择开关放在复合钢带连接轿厢顶端的这一端，而接收及检测电路在对重块的那一端。高频电压源通过多路选择开关，分时与每条钢带相连(其实每条钢带都是由多股钢丝扭成一股)；高频电压源和多路选择开关放在轿厢顶端，从轿厢顶端的门机控制系统取电压为高频电压源电路供电。门机控制系统长期供电，也就为本检测装置提供持续电压源输入。

本发明电梯复合曳引钢带检测装置实施例1：

为了解决电梯用复合曳引钢带故障前进行断股检测的问题，本发明提供了一种电梯复合曳引钢带检测装置实施例1；图2为本发明电梯复合曳引钢带检测装置实施例1的结构示意图；如图2所示，可以包括分别与复合曳引钢带各股钢丝绳的首端相连接的发射电路模块110，与发射电路模块相连接的高频电压源100；分别与各股钢丝绳的尾端相连接的接收电路模块120，与接收电路模块120相连接的滤波模块130，连接滤波模块130的功率检测模块140以及与功率检测模块140相连接的判断模块150；

高频电压源100通过发射电路模块110分别向各股钢丝绳发送预设频率的高频电压；

接收电路模块120接收各股钢丝绳基于高频电压输出的输出电压，并将输出电压发送给滤波模块130；

功率检测模块140接收滤波模块130对接收到的输出电压进行滤波后输出的基波电压，并基于基波电压检测复合曳引钢带的功率值，将功率值发送给判断模块150；

判断模块150将接收到的功率值与初始值进行比较，并基于比较的结果判断复合曳引钢带的磨损程度；初始值为初次使用复合曳引钢带时检测得到的功率值。

在一个具体的实施例中，复合曳引钢带检测装置实施例1还可以包括与判断模块150相连接的报警模块160，用于在功率值低于预设阈值时发送预警信号；预设阈值为初始值的50％。

在一个具体的实施例中，发射电路模块110为多路选择开关。

在一个具体的实施例中，高频电压源100将工频电压通过AC-DC-AC(交流-直流-交流)逆变转换为高频电压。

在一个具体的实施例中，高频电压为高频正弦波电压；预设频率为2.4GHz。

在一个具体的实施例中，滤波模块130为带通滤波器。

在一个具体的实施例中，上述带通滤波器为中心频率2.4GHz，带宽50MHz的切比雪夫带通滤波器。

在一个具体的实施例中，功率检测模块140为射频功率测量电路；该射频功率测量电路包括解调对数放大器以及与解调对数放大器相连接的单片机。

为了进一步说明本发明的技术方案，特以实际运营中的电梯为例，本发明电梯复合曳引钢带检测装置实施例1的具体实施方式如下所述：

首先，在复合钢带的一端设置高频电压源持续发送高频电压，在另一端设置接收端接收；其中高频电压源将AC220V，50Hz的工频电压通过AC-DC-AC的转换，逆变成为2.4GHz高频的正弦波电压，即高频电压的预设频率为2.4GHz；高频电压源通过多路选择开关，分时与每条钢带相连；而接收端可以作为与发射端高频电压源的多路选择开关对应的器件，因为高频电压通过多路选择开关分时与不同的钢股接通，接收端也是分时地收到不同钢股传送过来的电压值。

其次，通过滤波装置对接收端接收的电压值进行滤波处理，检出基波成分；其中，滤波装置可以为带通滤波器，该带通滤波器可以采用中心频率为2.4GHz，带宽为50MHz的切比雪夫带通滤波器来实现，也可以采用集成电路设计来实现。因为接收端接收到的是混合基波成分和谐波成分的电压，本发明实施例只对基波成分进行测量，所以就通过带通滤波器滤掉谐波成分(2.4GHz为基频，则N倍2.4GHz的频率成为N次谐波，如2次谐波是4.8GHz)和干扰信号，只给基波成分通过。由于高频电压是由2.4GHz的高频电压源发送过来，在途中有本源的反射、衍射也有干扰信号的影响，以至于接收端收到的电压除了2.4GHz的频率成分外，还有其他频率成分的电压。本实施例中称2.4GHz频率为基频，2.4GHz对应的波形称为基波。

再次，用功率检测电路检测滤波环节输出的基波电压的功率值；本实施例中的功率检测电路可以通过以解调对数放大器为核心，基于对数放大器检测方法设计的射频功率测量电路来实现。由解调对数放大器的输出直接到单片机的信号，由于单片机内部有自带A/D(模数转换)转换器将模拟信号转换成数字信号，然后送到单片机进行处理。

最后，将检测到的功率值与首次安装时记录的新装值进行比对，根据比对的结果判断其老化程度，并根据是否低于阈值及时报警。因为电梯曳引用的多楔形复合钢带尚无国标，所以本发明实施例以第一次投入使用的复合曳引钢带检测到的功率值作为初始值(即“新装值”)，与运行后的检测值作比较。将检测到的功率值通过A/D转换传输给ARM处理芯片，通过程序进行比较，以判断曳引钢带的老化程度以及确定是否低于阈值(是否需要报警)，在一个具体的实施例中，检测值与初始值之间的差额越大，表示曳引钢带的老化程度越严重；在一个具体的实施例中，设定初始值的50％作为阈值；低于阈值，表示钢带磨损或已经超出安全值，等效于剩余强度达到下限值，钢带磨损严重。报警模块发信号给电梯控制系统并以故障码的方式表示，例如，新安装检测到的功率是1W，阈值设置为50％，则系统运行时检测到功率值低于500mV，则发送信号给上位机(电梯控制系统)，电梯控制系统以故障码(电梯企业不同，对故障码的设置也有不同)的方式显示，处理后的结果传送到上位机。同时，还可以获取同一批次钢带的功率检测值的变化规律与剩余强度的关系，以便精确判断电梯中钢带的磨损情况。

本发明电梯复合曳引钢带检测装置实施例1，当钢带破损或有缺口时，各钢丝绳的高频电压(交流电压包含基波和谐波)会发生衍射，接收端接收到的信号经滤波后所得到基波电压的功率会相应减少，因而可以通过检测到的功率数值与初始值之间关系来确定复合曳引带对应钢带的受损程度。从而能够及时的在复合曳引钢带故障发生前做出相应安全保护措施，并获取检测钢带功率值的变化规律。

本发明电梯复合曳引钢带检测方法实施例1：

为了解决电梯用复合曳引钢带故障前进行断股检测的问题，本发明提供了一种电梯复合曳引钢带检测方法实施例1；图3为本发明电梯复合曳引钢带检测方法实施例1的流程示意图。如图3所示，可以包括以下步骤：

步骤S310：分别向复合曳引钢带的各股钢丝绳发送预设频率的高频电压；

步骤S320：对各股钢丝绳基于高频电压输出的输出电压进行滤波处理后，输出基波电压；

步骤S330：基于基波电压检测复合曳引钢带的功率值；

步骤S340：将检测到的功率值与初始值进行比较，并基于比较的结果判断复合曳引钢带的磨损程度；初始值为初次使用复合曳引钢带时检测得到的功率值。

在一个具体的实施例中，还可以包括步骤：

判断功率值是否低于预设阈值，并在判断的结果为是时发送预警信号；预设阈值为初始值的50％。

本发明电梯复合曳引钢带检测方法实施例1，当钢带破损或有缺口时，各钢丝绳的高频电压(交流电压包含基波和谐波)会发生衍射，接收端接收到的信号经滤波后所得到基波电压的功率会相应减少，因而可以通过检测到的功率数值与初始值之间关系来确定复合曳引带对应钢带的受损程度。从而能够及时的在复合曳引钢带故障发生前做出相应安全保护措施，并获取检测钢带功率值的变化规律。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电梯复合曳引钢带检测装置，其特征在于，包括分别与复合曳引钢带各股钢丝绳的首端相连接的发射电路模块，与所述发射电路模块相连接的高频电压源；分别与各股所述钢丝绳的尾端相连接的接收电路模块，与所述接收电路模块相连接的滤波模块，连接所述滤波模块的功率检测模块以及与所述功率检测模块相连接的判断模块；

所述高频电压源通过所述发射电路模块分别向各股所述钢丝绳发送预设频率的高频电压；

所述接收电路模块接收各股所述钢丝绳基于所述高频电压输出的输出电压，并将所述输出电压发送给所述滤波模块；

所述功率检测模块接收所述滤波模块对接收到的所述输出电压进行滤波后输出的基波电压，并基于所述基波电压检测所述复合曳引钢带的功率值，将所述功率值发送给所述判断模块；

所述判断模块将接收到的所述功率值与初始值进行比较，并基于所述比较的结果判断所述复合曳引钢带的磨损程度；所述初始值为初次使用所述复合曳引钢带时检测得到的功率值；

其中，所述比较结果为所述功率值与所述初始值的差值；所述差值越大，表示所述复合曳引钢带的磨损程度越严重。

2.根据权利要求1所述的电梯复合曳引钢带检测装置，其特征在于，还包括与所述判断模块相连接的报警模块，用于在所述功率值低于预设阈值时发送预警信号；所述预设阈值为所述初始值的50％。

3.根据权利要求1或2所述的电梯复合曳引钢带检测装置，其特征在于，所述发射电路模块为多路选择开关。

4.根据权利要求1或2所述的电梯复合曳引钢带检测装置，其特征在于，所述高频电压源将工频电压通过AC-DC-AC逆变转换为所述高频电压。

5.根据权利要求4所述的电梯复合曳引钢带检测装置，其特征在于，所述高频电压为高频正弦波电压；所述预设频率为2.4GHz。

6.根据权利要求1或2所述的电梯复合曳引钢带检测装置，其特征在于，所述滤波模块为带通滤波器。

7.根据权利要求6所述的电梯复合曳引钢带检测装置，其特征在于，所述带通滤波器为中心频率2.4GHz，带宽50MHz的切比雪夫带通滤波器。

8.根据权利要求1或2所述的电梯复合曳引钢带检测装置，其特征在于，所述功率检测模块为射频功率测量电路；所述射频功率测量电路包括解调对数放大器以及与所述解调对数放大器相连接的单片机。

9.一种基于权利要求1所述的电梯复合曳引钢带检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别向复合曳引钢带的各股钢丝绳发送预设频率的高频电压；

对各股钢丝绳基于所述高频电压输出的输出电压进行滤波处理后，输出基波电压；

基于所述基波电压检测所述复合曳引钢带的功率值；

将检测到的所述功率值与初始值进行比较，并基于所述比较的结果判断所述复合曳引钢带的磨损程度；所述初始值为初次使用所述复合曳引钢带时检测得到的功率值；其中，所述比较结果为所述功率值与所述初始值的差值；所述差值越大，表示所述复合曳引钢带的磨损程度越严重。

10.根据权利要求9所述的电梯复合曳引钢带检测装置的检测方法，其特征在于，还包括步骤：

判断所述功率值是否低于预设阈值，并在所述判断的结果为是时发送预警信号；所述预设阈值为所述初始值的50％。