CN106698127B - 一种监测电梯张紧构件电阻的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种监测电梯张紧构件电阻的方法及装置，所述方法在张紧构件上施加电流，测量一根张紧构件上产生的压降，通过电流电压计算张紧构件的电阻值，并根据温度系数将计算得到的电阻值修正到室温时的电阻值；所述装置包括：电流单元，选择性将电流施加于两根张紧构件，其中一根张紧构件为被测张紧构件；电压测量单元，与所述电流单元的选择相对应，获取被测张紧构件上产生的压降；控制器，控制所述电流单元和电压测量单元的选择，并根据电流电压计算被测张紧构件的电阻值；温度测量器，与控制器连接，向控制器发送温度测量数据以修正电阻值。与现有技术相比，本发明可以消除接触电阻的测量误差，直接精确地测量单独的每一根张紧构件的电阻。

Description

一种监测电梯张紧构件电阻的方法及装置

技术领域

本发明涉及对电梯(直梯)系统中的承载部件进行实时监测的技术，尤其是涉及一种监测电梯张紧构件电阻的方法及装置。

背景技术

电梯系统一般包括轿厢、配重、驱动装置、控制系统以及承载部件(绳或带)。驱动设备运动的承载部件使得轿厢根据需要在建筑物内上下移动，传统上使用钢丝绳。最近引入了一种其它类型的承载部件，一个例子是封装在聚氨酯护套内的多条钢丝绳构成的复合钢带。

由于引入了新式的带状张紧构件，就产生了对该新式带状构件的检测/监测技术需求。张紧构件采用了高耐磨的护套，可以延长复合钢带的使用寿命，但这限制了对构件的目测检查或视觉检测。一种方式是使用测量张紧构件的电阻的方法，确定带的强度。该技术的使用基于以下事实：钢丝绳张紧构件的横截面积、疲劳程度与该张紧构件的电阻直接相关。因此，检测张紧构件的电阻就可提供张紧构件健康状况的指示。

为了测量张紧构件的电阻，可以采用“两线制”的方法，即将电流施加于被测回路，同时测量同一回路两端的电压，以确定被测回路内包括的张紧构件的电阻值。例如，奥蒂斯电梯公司提出的“一种监测电梯承载构件的状况的方法及其装置”(ZL200480042465.8,2009年授权)，可以实现张紧构件的电阻的监测。但是该方法至少存在三方面明显的缺点，一是至少要两个张紧构件才能形成回路，所给出的方法和示例只能测量至少2根张紧构件构成的电阻。但是，安装时承载部件极微小的不水平，就会导致两个张紧构件由于载荷疲劳引起的电阻差别较大，不能测量每一个张紧构件的电阻显然有可能低估了存在的风险。第二个缺点是连接器的接触电阻无法消除，也会被当成是张紧构件电阻的一部分。第三个缺点是针对不同的连接，需要采用不同种类的连接器，造成连接器种类繁多，使用复杂，替换不便。

因此需要有效的布置电路和测量策略以精确测量每一根张紧构件的电阻。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种监测电梯张紧构件电阻的方法及装置，可以消除连接器接触电阻带来的测量误差，直接精确地测量单独的每一根张紧构件的电阻。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种监测电梯张紧构件电阻的方法，多根独立的导电的张紧构件内嵌于电梯承载部件内部，该方法在张紧构件上施加电流，测量一根张紧构件上产生的压降，通过电流电压计算张紧构件的电阻值，并根据温度系数将计算得到的电阻值修正到室温时的电阻值。

该方法具体步骤为：

将一半张紧构件定义为构件上半区，另一半张紧构件定义为构件下半区；

将电流施加于其中两根张紧构件，所述两根张紧构件分别取自构件上半区和构件下半区，且其中一根张紧构件为被测张紧构件；

测量与所述被测张紧构件不在同一半区、且不是施加电流的其它任一张紧构件和所述被测张紧构件间的电压；

基于施加的电流值和测量得到的电压值计算所述被测张紧构件的电阻值；

根据温度系数将计算得到的电阻值修正到室温时的电阻值。

所述电流为具有一定持续时间的直流脉冲信号。

一种监测电梯张紧构件电阻的装置，多根独立的导电的张紧构件内嵌于电梯承载部件内部，该装置包括：

电流单元，与张紧构件连接，选择性将电流施加于两根张紧构件，其中一根张紧构件为被测张紧构件；

电压测量单元，与张紧构件连接，与所述电流单元的选择相对应，获取被测张紧构件上产生的压降；

控制器，分别连接所述电流单元和电压测量单元，控制所述电流单元和电压测量单元的选择，并根据电流电压计算被测张紧构件的电阻值；

温度测量器，与控制器连接，向控制器发送温度测量数据以修正电阻值。

所述张紧构件的一半定义为构件上半区，另一半定义为构件下半区，所述电流单元分别连通构件上半区和构件下半区，所述电压测量单元分别连通构件上半区和构件下半区。

所述电流单元包括可控电流源、第一开关阵列和第二开关阵列，所述可控电流源一端通过第一开关阵列与所述构件上半区对应连接，另一端通过第二开关阵列与所述构件下半区对应连接；

控制器控制电流单元的选择具体是：将可控电流源产生的电流施加到被测张紧构件以及另一根与被测张紧构件不在同一半区的张紧构件上，形成电流回路。

所述电压测量单元包括电压测量器、第三开关阵列和第四开关阵列，所述电压测量器一端通过第三开关阵列与所述构件上半区对应连接，另一端通过第四开关阵列与所述构件下半区对应连接；

控制器控制电压测量单元的选择具体是：将电压测量器的一端与被测张紧构件相连，同时选通与所述被测张紧构件不在同一半区的、且不是施加电流时所选的其它任一张紧构件，形成电压测量回路。

还包括远端连接器和近端连接器，其中，远端连接器将多根张紧构件的远端短路连接，近端连接器将多根张紧构件的测量端分别连接至电流单元和电压测量单元，所述近端连接器内各张紧构件互不导通。

所述电压测量器具有高输入阻抗。

一种监测电梯张紧构件电阻的装置总成，包括上述装置、远端连接器、近端连接器、多个导电的张紧构件以及用于内嵌张紧构件的非导电护套，所述远端连接器将多个张紧构件的远端短路连接，近端连接器将多个张紧构件的测量端连接至所述装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明可以选择性地对被测张紧构件进行电流施加和电压测量，可方便地实现每一根张紧构件的单独测量，这种更为科学的测量方法有助于提高电阻测量的准确性。

(2)本发明中电流单元和电压测量单元不是同一个回路，可以有效消除接触电阻带来的测量误差，提高测量精度。

(3)本发明还具有温度补偿，进一步提高了测量准确性。

(4)本发明采用的电压测量器具有高输入阻抗，电压测量器测得的压降为可控电流在张紧构件上产生的纯压降，测量准确性高。

(5)本发明装置结构简单，实现方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例的电阻测量过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种监测电梯张紧构件电阻的装置10，可用于测量内嵌于电梯承载部件40内部的多根独立的导电的张紧构件41A～41F中任一根的电阻，包括电流单元、电压测量单元、控制器11和温度测量器14，其中，电流单元与张紧构件41连接，选择性将电流施加于两根张紧构件41，其中一根张紧构件41为被测张紧构件；电压测量单元与张紧构件41连接，与电流单元的选择相对应，获取被测张紧构件41上产生的压降；控制器11分别连接电流单元和电压测量单元，控制电流单元和电压测量单元的选择，并根据电流电压计算被测张紧构件的电阻值；温度测量器14与控制器11连接，向控制器11发送温度测量数据以修正电阻值。

一半张紧构件41构成构件上半区42，另一半张紧构件41构成构件下半区43。电流单元包括可控电流源12、第一开关阵列21～23和第二开关阵列24～26，可控电流源12一端通过第一开关阵列21～23与构件上半区42对应连接，另一端通过第二开关阵列24～26与构件下半区43对应连接，可控电流源12产生的电流为具有一定持续时间的直流脉冲信号。电压测量单元包括电压测量器13、第三开关阵列31～33和第四开关阵列34～36，电压测量器13一端通过第三开关阵列31～33与构件上半区42对应连接，另一端通过第四开关阵列34～36与构件下半区43对应连接，电压测量器13具有高输入阻抗。第一开关阵列21～23、第二开关阵列24～26、第三开关阵列31～33和第四开关阵列34～36可采用一阵列开关20实现。

本发明的另一实施例中，监测电梯张紧构件电阻的装置还包括远端连接器51和近端连接器52，其中，远端连接器51为短路连接器，将多根张紧构件41A～41F的远端短路连接，近端连接器52为电气连接器，将多根张紧构件41A～41F的测量端分别连接至阵列开关20，近端连接器52内各张紧构件41互不导通。

采用上述监测电梯张紧构件电阻的装置实现的方法为：在张紧构件41上施加电流，测量一根张紧构件41上产生的压降，通过电流电压计算张紧构件41的电阻值，并根据温度系数将计算得到的电阻值修正到室温时的电阻值。该方法具体步骤包括：

(1)在控制器11的控制下，将电流施加于其中两根张紧构件41，具体地，将可控电流源12产生的电流施加到被测张紧构件41以及另一根与被测张紧构件41不在同一半区的张紧构件41上，形成电流回路；

(2)在控制器11的控制下，将电压测量器13的一端与被测张紧构件41相连，同时选通与被测张紧构件41不在同一半区的、且不是施加电流时所选的其它任一张紧构件41，形成电压测量回路，电流回路和电压测量回路不是同一个回路；

(3)控制器11基于施加的电流值和测量得到的电压值计算被测张紧构件的电阻值；

(4)温度测量器14向控制器11发送温度测量数据以修正电阻值，将该电阻修正到室温(20℃)时的电阻值。

本实施例还提供一种监测电梯张紧构件电阻的装置总成，如图1所示，包括电阻监测装置10、远端连接器51、近端连接器52、多个导电的张紧构件41以及用于内嵌张紧构件的非导电护套，多根独立的导电的张紧构件内嵌于电梯承载部件内部。远端连接器在测量远端将所有张紧构件连接，保证电气上的良好连接。近端连接器在测量端将张紧构件与电阻监测装置相连，控制器根据待测张紧构件位置控制开关阵列形成电流回路和电压测量回路。

图2示意性地表示了根据本发明实施例所设计的一种电路构造。在此示例中，张紧构件41A为被测张紧构件，通过选通阵列开关内标号为26和21的开关，将张紧构件41A和41F接入电流回路；通过选通阵列开关内标号为36和32的开关，将张紧构件41A和41E接入电压测量回路。由于电压测量器具有高输入阻抗，电压测量器测得的压降为可控电流在张紧构件41A上产生的纯压降。据此压降，控制器确定所测张紧构件的电阻，并根据温度测量器的测温结果和张紧构件材料温度系数，将电阻值修正到室温(20℃)时的电阻值。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应该被认为是对本发明的限制。本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种监测电梯张紧构件电阻的方法，多根独立的导电的张紧构件（41A~41F）内嵌于电梯承载部件（40）内部，其特征在于，该方法在张紧构件（41）上施加电流，测量一根张紧构件（41）上产生的压降，通过电流电压计算张紧构件（41）的电阻值，并根据温度系数将计算得到的电阻值修正到室温时的电阻值，该方法具体步骤为：

将一半张紧构件（41）定义为构件上半区（42），另一半张紧构件（41）定义为构件下半区（43）；

将电流施加于其中两根张紧构件（41），所述两根张紧构件（41）分别取自构件上半区（42）和构件下半区（43），且其中一根张紧构件（41）为被测张紧构件；

测量与所述被测张紧构件不在同一半区、且不是施加电流的其它任一张紧构件（41）和所述被测张紧构件间的电压；

基于施加的电流值和测量得到的电压值计算所述被测张紧构件的电阻值；

根据温度系数将计算得到的电阻值修正到室温时的电阻值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流为具有一定持续时间的直流脉冲信号。

3.一种监测电梯张紧构件电阻的装置，多根独立的导电的张紧构件（41A~41F）内嵌于电梯承载部件（40）内部，其特征在于，该装置包括：

电流单元，与张紧构件（41）连接，选择性将电流施加于两根张紧构件（41），其中一根张紧构件（41）为被测张紧构件；

电压测量单元，与张紧构件（41）连接，与所述电流单元的选择相对应，获取被测张紧构件（41）上产生的压降；

控制器（11），分别连接所述电流单元和电压测量单元，控制所述电流单元和电压测量单元的选择，并根据电流电压计算被测张紧构件的电阻值；

温度测量器（14），与控制器（11）连接，向控制器（11）发送温度测量数据以修正电阻值；

所述张紧构件（41）的一半定义为构件上半区（42），另一半定义为构件下半区（43），所述电流单元分别连通构件上半区（42）和构件下半区（43），所述电压测量单元分别连通构件上半区（42）和构件下半区（43）；

所述电流单元包括可控电流源（12）、第一开关阵列（21~23）和第二开关阵列（24~26），所述可控电流源（12）一端通过第一开关阵列（21~23）与所述构件上半区（42）对应连接，另一端通过第二开关阵列（24~26）与所述构件下半区（43）对应连接；控制器（11）控制电流单元的选择具体是：将可控电流源（12）产生的电流施加到被测张紧构件（41）以及另一根与被测张紧构件（41）不在同一半区的张紧构件（41）上，形成电流回路。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电压测量单元包括电压测量器（13）、第三开关阵列（31~33）和第四开关阵列（34~36），所述电压测量器（13）一端通过第三开关阵列（31~33）与所述构件上半区（42）对应连接，另一端通过第四开关阵列（34~36）与所述构件下半区（43）对应连接；

控制器（11）控制电压测量单元的选择具体是：将电压测量器（13）的一端与被测张紧构件（41）相连，同时选择与所述被测张紧构件（41）不在同一半区的、且不是施加电流时所选的其它任一张紧构件（41），形成电压测量回路。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括远端连接器（51）和近端连接器（52），其中，远端连接器（51）将多根张紧构件（41A~41F）的远端短路连接，近端连接器（52）将多根张紧构件（41A~41F）的测量端分别连接至电流单元和电压测量单元，所述近端连接器（52）内各张紧构件（41）互不导通。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电压测量器（13）具有高输入阻抗。

7.一种监测电梯张紧构件电阻的装置总成，其特征在于，包括权利要求3所述装置（10）、远端连接器（51）、近端连接器（52）、多个导电的张紧构件（41）以及用于内嵌张紧构件（41）的非导电护套，所述远端连接器（51）将多个张紧构件（41）的远端短路连接，近端连接器（52）将多个张紧构件（41）的测量端连接至所述装置（10）。

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