CN107290424A - 并排钢丝绳无损检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种并排钢丝绳无损检测装置及方法，该装置包括固定装置、多个检测单元，多个检测单元并排设置在固定装置上，每个检测单元对应检测并排钢丝绳中的一根钢丝绳；检测单元包括设置于钢丝绳一侧的第一励磁回路、设置于钢丝绳另外一侧的第二励磁回路；固定装置的位于钢丝绳的另外一侧对应于第一励磁回路设置有用于拾取钢丝绳漏磁信号的第一磁敏元件，固定装置的位于钢丝绳的一侧对应于第二励磁回路设置有用于拾取钢丝绳漏磁信号的第二磁敏元件。本发明克服了多根钢丝绳并排设置、绳间间距小带来的励磁回路和磁敏元件放置困难的问题，实现了对多根并排钢丝绳的无损检测，提高了检测效果。

Description

并排钢丝绳无损检测装置及方法

技术领域

本发明属于钢丝绳检测技术领域，尤其涉及一种并排钢丝绳无损检测装置及方法。

背景技术

随着经济的发展，高楼大厦不断拔地而起，电梯的投入量越来越大，而钢丝绳作为承载结构，对电梯的安全运行起着重大作用。

目前，对钢丝绳的检测主要采用人工目测法、分段直径测量以及定期更换钢丝绳等传统的方法，不仅效率低，可靠性差，而且定期更换的方式会造成提前退役的钢丝绳的使用浪费。

钢丝绳无损检测技术主要分为磁检测和非磁检测，漏磁检测是目前钢丝绳无损检测中最有效地检测方法，相对于传统单根钢丝绳的检测，并排钢丝绳一般采用多跟绳子并排，其每根钢丝绳直径相等且较小，绳间距较小。为避免并排使用的钢丝绳由于绳间的相互影响，需要有较好的励磁检测方法。传统的钢丝绳检测一般需要在钢丝绳的周向上放置多个传感器以有效的拾取钢丝绳漏磁信号，而并排使用钢丝绳较小的间距限制了检测原件的排布，需要合理设计检测系统才能得到更有效的检测结果，实现钢丝绳的无损检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种并排钢丝绳无损检测装置及方法，旨在克服多根钢丝绳并排、绳间间距小带来的励磁回路和磁敏元件放置困难的问题，通过对磁敏元件进行信号处理，实现对多根并排钢丝绳的无损检测，提高检测效果。

本发明是这样实现的，一种并排钢丝绳无损检测装置，包括：固定装置；多个检测单元，所述多个检测单元并排设置在所述固定装置上，每个检测单元对应检测所述并排钢丝绳中的一根钢丝绳；所述检测单元包括设置于所述钢丝绳一侧的用于对所述钢丝绳励磁的第一励磁回路、设置于所述钢丝绳另外一侧的用于对所述钢丝绳励磁的第二励磁回路，所述第一励磁回路通过第一固定底板设置于所述固定装置上，所述第二励磁回路通过第二固定底板设置于所述固定装置上；所述固定装置的位于所述钢丝绳的另外一侧对应于所述第一励磁回路设置有用于拾取所述钢丝绳漏磁信号的第一磁敏元件，所述固定装置的位于所述钢丝绳的一侧对应于所述第二励磁回路设置有用于拾取所述钢丝绳漏磁信号的第二磁敏元件。

本发明的进一步的技术方案是，所述第一励磁回路与所述第二励磁回路沿所述钢丝绳的长度方向间隔设置。

本发明的进一步的技术方案是，所述多个检测单元中的相邻两个检测单元之间具有间隙。

本发明的进一步的技术方案是，所述第一励磁回路包括第一磁轭、沿所述钢丝绳的长度方向相对设置于所述第一磁轭上的第一磁铁及第二磁铁，所述第一磁轭固定于所述第一固定底板上；所述第二励磁回路包括第二磁轭、沿所述钢丝绳的长度方向相对设置于所述第二磁轭上的第三磁铁及第四磁铁，所述第二磁轭固定于所述第二固定底板上。

本发明的进一步的技术方案是，所述多个检测单元的位于所述并排钢丝绳同侧的励磁回路的对应磁铁的磁极方向相同，所述第一励磁回路和所述第二励磁回路的相邻两个磁铁的磁极方向相同。

本发明的进一步的技术方案是，所述第一励磁回路和所述第二励磁回路的相邻两个磁体之间的间隔距离为L，所述第一磁体与所述第二磁铁之间的距离为D₁，所述第三磁铁与所述第四磁铁之间的距离为D₂，其中， L＝D₁＝D₂。

本发明的进一步的技术方案是，所述第一磁敏元件设置于所述第一磁铁与第二磁铁的中间位置，所述第二磁敏元件位于所述第三磁铁与所述第四磁铁的中间位置。

本发明的进一步的技术方案是，还包括计程轮和编码器，所述计程轮和编码器设置于所述固定装置上，所述计程轮与所述钢丝绳接触运行带动所述编码器工作，所述编码器的输出信号为所述第一磁敏元件及第二磁敏元件拾取的漏磁信号提供等距采样信号，以判断所述钢丝绳的缺陷的位置及大小。

本发明的进一步的技术方案是，所述第一磁敏元件及第二磁敏元件为霍尔传感器、隧道磁电阻效应传感器、巨磁电阻传感器、各向异性磁电阻中或磁通门的一种。

本发明还提出一种并排钢丝绳无损检测方法，所述并排钢丝绳无损检测方法应用于如上所述的并排钢丝绳无损检测装置，所述方法包括以下步骤：

获得被测钢丝绳的B-H曲线，根据所述被测钢丝绳的B-H曲线布置对单根钢丝绳励磁的第一磁体、第二磁体以及磁轭，所述第一磁体、第二磁铁以及磁轭构成励磁回路，每根钢丝绳的励磁回路之间有一定间隙；

将每根钢丝绳同一侧的励磁回路并排固定在固定板上，将钢丝绳两侧的固定底板固定到固定装置，形成整个励磁回路；

根据所述被测钢丝绳的根数及间距，设计磁敏元件检测电路，所述磁敏元件个数和间距与所述被测钢丝绳排列一致；

将所述磁敏元件检测电路安装到所述固定装置，所述磁敏元件位于所述被测钢丝绳的上方，且所述磁敏元件位于所述第一磁铁及第二磁铁之间；

在所述固定装置上安装计程轮和编码器，所述计程轮与所述钢丝绳接触运行带动所述编码器工作；

上电工作，所述编码器发出的脉冲信号为所述第一磁敏元件及第二磁敏元件拾取的漏磁信号提供等距采样信号，以判断所述钢丝绳的缺陷的位置及大小。

本发明的有益效果是：本发明提出的并排钢丝绳无损检测装置，在每根钢丝绳的两侧沿钢丝绳的长度方向分别间隔设置励磁回路对钢丝绳进行励磁，并通过磁敏元件检测钢丝绳的漏磁信号，从而有效克服了多根钢丝绳并排、绳间间距小带来的励磁回路和磁敏元件放置困难的问题，通过对磁敏元件进行信号处理，实现了对多根并排钢丝绳的无损检测，提高了检测效果。

附图说明

图1是本发明较佳实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置的正视图；

图2是本发明较佳实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置的俯视图；

图3是本发明较佳实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置的左视图；

图4是本发明较佳实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置中单个励磁回路的结构示意图；

图5为本发明并排钢丝绳无损检测方法较佳实施例的流程示意图。

附图标记：

固定装置-10；

钢丝绳-20；

第一固定底板-30；

第二固定底板-40；

第一磁敏元件-50；

第二磁敏元件-60；

第一磁轭-701；

第一磁体-702；

第二磁体-703；

第二磁轭-801；

第三磁体-802；

第四磁体-804。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的解决方案主要是：本发明提出的并排钢丝绳无损检测装置，在每根钢丝绳的两侧沿钢丝绳的长度方向分别间隔设置励磁回路对钢丝绳进行励磁，并通过磁敏元件检测钢丝绳的漏磁信号，从而有效克服了多根钢丝绳并排、绳间间距小带来的励磁回路和磁敏元件放置困难的问题，通过对磁敏元件进行信号处理，实现了对多根并排钢丝绳的无损检测，提高了检测效果。

具体地，请参见图1至图4，本发明较佳实施例提出一种并排钢丝绳无损检测装置。其中，图1是本实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置的正视图，图2是本实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置的俯视图，图3 是本实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置的左视图，图4是本实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置中单个励磁回路的结构示意图。

本发明较佳实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置包括固定装置10，以及并排平行设置于所述固定装置10上的多个检测单元，其中，每个检测单元对应检测所述并排钢丝绳中的一根钢丝绳20。

所述检测单元包括设置于所述钢丝绳20一侧的用于对所述钢丝绳20 励磁的第一励磁回路、设置于所述钢丝绳20另外一侧的用于对所述钢丝绳 20励磁的第二励磁回路。其中，所述第一励磁回路和第二励磁回路沿所述钢丝绳20的长度方向间隔设置。

所述第一励磁回路通过第一固定底板30设置于所述固定装置10上，所述第二励磁回路通过第二固定底板40设置于所述固定装置10上。其中，所述第一固定底板30可以通过铰链与所述固定装置10连接，所述第二固定底板40可以通过铰链与所述固定装置10连接。

所述固定装置10的位于所述钢丝绳20的另外一侧对应于所述第一励磁回路设置有用于拾取所述钢丝绳20漏磁信号的第一磁敏元件50，所述固定装置10的位于所述钢丝绳20的一侧对应于所述第二励磁回路设置有用于拾取所述钢丝绳20漏磁信号的第二磁敏元件60。如此，将所述钢丝绳20的两侧分别放置励磁回路和磁敏元件，更全面的提取了所述钢丝绳 20的漏磁信号，有利于所述钢丝绳20的缺陷判别。

需要说明的是，当所述钢丝绳20的直径较粗，相邻两根钢丝绳20间距足够大时，可增加磁敏元件沿所述钢丝绳20周向的布置个数以增加缺陷漏磁信息的有效信息量。

本实施例中，所述第一磁敏元件50及第二磁敏元件60可以选用霍尔传感器Hall、隧道磁电阻效应传感器TMR、巨磁电阻传感器GMR、各向异性磁电阻AMR或磁通门等中的一种。

为了保证所述并排钢丝绳中相邻两根钢丝绳20励磁回路之间的耦合最小，减小漏磁信号对相邻钢丝绳20检测的影响，所述多个检测单元中的相邻两个检测单元之间具有一定的间隙。

本实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置，在每根钢丝绳20的两侧沿钢丝绳20的长度方向分别间隔设置励磁回路对钢丝绳20进行励磁，并通过磁敏元件检测钢丝绳20的漏磁信号，从而有效克服了多根钢丝绳20并排设置、绳间间距小带来的励磁回路和磁敏元件放置困难的问题，通过对磁敏元件进行信号处理，实现了对多根并排钢丝绳20的无损检测，提高了检测效果。

进一步地，如图1所示，本实施例中，所述第一励磁回路包括第一磁轭701、沿所述钢丝绳20的长度方向相对设置的第一磁体702及第二磁体 703，所述第一磁体702及第二磁体703通过第一磁轭701设置于所述第一固定底板30上；所述第二励磁回路包括第二磁轭801、沿所述钢丝绳20 的长度方向相对设置的第三磁体802及第四磁体803，所述第三磁体802 及第四磁体803通过第二磁轭801设置于所述第二固定底板40上。

其中，如图3所示，所述多个检测单元的位于所述钢丝绳20的同侧的励磁回路的对应磁体的磁极N、S方向相同；如图2所示，所述第一励磁回路和所述第二励磁回路的相邻两个磁体的磁极N、S方向相同。

为了使得所述第一磁敏元件50及第二磁敏元件60拾取到的漏磁信号的信噪比最高，获得最佳检测结果，本实施例中，每个检测单元的每个励磁回路中的两个磁体之间的间隔距离和两个励磁回路之间的间隔距离相等，并且将所述第一磁敏元件50设置于所述第一磁体702与第二磁体703 的中间位置，所述第二磁敏元件60位于所述第三磁体802与所述第四磁体 803的中间位置。

例如，设定所述第一励磁回路和所述第二励磁回路的相邻两个磁体(即图中所示第一磁体702、第三磁体802)之间的间隔距离为L，所述第一磁体702与所述第二磁体703之间的距离为D₁，所述第三磁体802与所述第四磁体803之间的距离为D₂，本实施例中优选L＝D₁＝D₂，此时，所述第一磁敏元件50和第二磁敏元件60拾取到的漏磁信号的信噪比最高，获得的检测结果最准确。

另外，本实施例提出的并排钢丝绳无损检测装置还包括计程轮和编码器，所述计程轮和编码器设置于所述固定装置10上，所述计程轮与所述钢丝绳20接触运行带动所述编码器工作，所述编码器的输出信号为所述第一磁敏元件50及第二磁敏元件60拾取的漏磁信号提供等距采样信号，以判断所述钢丝绳20的缺陷的位置及大小。需要说明的是，具体实施时，可以针对钢丝绳20中的任意一根配置一个计程轮和编码器，也可以针对所有的钢丝绳20配置一个共用的计程轮和编码器，本实施例对所述计程轮和编码器的个数不做限定。

需要说明的是，本发明提出的并排钢丝绳无损检测装置，不仅可以应用于电梯钢丝绳的检测，还可以应用于矿井升降机钢丝绳、建筑工地升降机钢丝绳等领域的钢丝绳的检测。

本发明提出的并排钢丝绳无损检测装置的有益效果是：

1、每根钢丝绳都有单独的励磁回路，极大的减小了相邻钢丝绳励磁回路之间的相互影响；

2、每根钢丝绳的励磁回路并排放置且有一定间隙，相对于单根钢丝绳励磁到近饱和状态，所需要的磁体、磁轭尺寸更小；

3、并排钢丝绳两侧分别放置励磁回路和磁敏元件，更全面的提取了钢丝绳缺陷漏磁信号，有利于钢丝绳缺陷判别；

4、两励磁回路磁体间距L与单个励磁回路磁体间距D相等时，可有效提高磁敏元件检测信号的信噪比；

5、钢丝绳励磁一侧背景磁场较强，磁敏元件置于钢丝绳另一侧避免了磁敏元件饱和现象，并且所拾取的缺陷信号信噪比较高；

6、通过对每根钢丝绳两侧磁敏元件做信号处理，可实现对各根钢丝绳上的缺陷识别。

基于上述并排钢丝绳无损检测装置，本发明还提出一种并排钢丝绳无损检测方法。请参照图5，图5为本发明并排钢丝绳无损检测方法较佳实施例的流程示意图。

具体地，本发明提出的并排钢丝绳无损检测方法应用于如上所述的并排钢丝绳无损检测装置，所述并排钢丝绳无损检测方法包括以下步骤：

S10，获得被测钢丝绳的B-H曲线，根据所述被测钢丝绳的B-H曲线布置对单根钢丝绳励磁的第一磁体、第二磁体以及磁轭，所述第一磁体、第二磁铁以及磁轭构成励磁回路，每根钢丝绳的励磁回路之间有一定间隙。

具体实施时，获得被测钢丝绳的B-H曲线后，通过仿真的方式设计将单根钢丝绳励磁到近饱和状态的第一磁体和第二磁体之间的距离、磁轭的尺寸。

S20，将每根钢丝绳同一侧的励磁回路并排固定在固定板上，将钢丝绳两侧的固定底板固定到固定装置，形成整个励磁回路。

可以理解的是，当第一磁体与第二磁铁的间距等于单个励磁回路的磁体间距时，可提高磁敏元件的检测信噪比。

S30，根据所述被测钢丝绳的根数及间距，设计磁敏元件检测电路，所述磁敏元件个数和间距与所述被测钢丝绳排列一致。

S40，将所述磁敏元件检测电路安装到所述固定装置，所述磁敏元件位于所述被测钢丝绳的上方，且所述磁敏元件位于所述第一磁铁及第二磁铁之间。

S50，在所述固定装置上安装计程轮和编码器，所述计程轮与所述钢丝绳接触运行带动所述编码器工作。

S60，上电工作，所述编码器发出的脉冲信号为所述第一磁敏元件及第二磁敏元件拾取的漏磁信号提供等距采样信号，以判断所述钢丝绳的缺陷的位置及大小。

综上所述，本发明提出的并排钢丝绳无损检测装置及方法在每根钢丝绳的两侧沿钢丝绳的长度方向分别间隔设置励磁回路对钢丝绳进行励磁，并通过磁敏元件检测钢丝绳的漏磁信号，从而有效克服了多根钢丝绳并排、绳间间距小带来的励磁回路和磁敏元件放置困难的问题，通过对磁敏元件进行信号处理，实现了对多根并排钢丝绳的无损检测，提高了检测效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，包括：

固定装置；

多个检测单元，所述多个检测单元并排设置在所述固定装置上，每个检测单元对应检测所述并排钢丝绳中的一根钢丝绳；所述检测单元包括设置于所述钢丝绳一侧的用于对所述钢丝绳励磁的第一励磁回路、设置于所述钢丝绳另外一侧的用于对所述钢丝绳励磁的第二励磁回路，所述第一励磁回路通过第一固定底板设置于所述固定装置上，所述第二励磁回路通过第二固定底板设置于所述固定装置上；所述固定装置的位于所述钢丝绳的另外一侧对应于所述第一励磁回路设置有用于拾取所述钢丝绳漏磁信号的第一磁敏元件，所述固定装置的位于所述钢丝绳的一侧对应于所述第二励磁回路设置有用于拾取所述钢丝绳漏磁信号的第二磁敏元件。

2.根据权利要求1所述的并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述第一励磁回路与所述第二励磁回路沿所述钢丝绳的长度方向间隔设置。

3.根据权利要求1所述的并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述多个检测单元中的相邻两个检测单元之间具有间隙。

4.根据权利要求2所述的并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述第一励磁回路包括第一磁轭、沿所述钢丝绳的长度方向相对设置于所述第一磁轭上的第一磁铁及第二磁铁，所述第一磁轭固定于所述第一固定底板上；所述第二励磁回路包括第二磁轭、沿所述钢丝绳的长度方向相对设置于所述第二磁轭上的第三磁铁及第四磁铁，所述第三磁铁及第四磁铁通过第二磁轭固定于所述第二固定底板上。

5.根据权利要求4所述的并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述多个检测单元的位于所述并排钢丝绳同侧的励磁回路的对应磁铁的磁极方向相同，所述第一励磁回路和所述第二励磁回路的相邻两个磁铁的磁极方向相同。

6.根据权利要求4所述的并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述第一励磁回路和所述第二励磁回路的相邻两个磁体之间的间隔距离为L，所述第一磁体与所述第二磁铁之间的距离为D₁，所述第三磁铁与所述第四磁铁之间的距离为D₂，其中，L＝D₁＝D₂。

7.根据权利要求4所述的并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述第一磁敏元件设置于所述第一磁铁与第二磁铁的中间位置，所述第二磁敏元件位于所述第三磁铁与所述第四磁铁的中间位置。

8.根据权利要求1所述的并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，还包括计程轮和编码器，所述计程轮和编码器设置于所述固定装置上，所述计程轮与所述钢丝绳接触运行带动所述编码器工作，所述编码器的输出信号为所述第一磁敏元件及第二磁敏元件拾取的漏磁信号提供等距采样信号，以判断所述钢丝绳的缺陷的位置及大小。

9.根据权利要求1所述的并排钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述第一磁敏元件及第二磁敏元件为霍尔传感器、隧道磁电阻效应传感器、巨磁电阻传感器、各向异性磁电阻或磁通门中的一种。

10.一种并排钢丝绳无损检测方法，其特征在于，所述并排钢丝绳无损检测方法应用于如权利要求1-9任意一项所述的并排钢丝绳无损检测装置，所述方法包括以下步骤：

获得被测钢丝绳的B-H曲线，根据所述被测钢丝绳的B-H曲线布置对单根钢丝绳励磁的第一磁体、第二磁体以及磁轭，所述第一磁体、第二磁铁以及磁轭构成励磁回路，每根钢丝绳的励磁回路之间有一定间隙；

将每根钢丝绳同一侧的励磁回路并排固定在固定板上，将钢丝绳两侧的固定底板固定到固定装置，形成整个励磁回路；

根据所述被测钢丝绳的根数及间距，设计磁敏元件检测电路，所述磁敏元件个数和间距与所述被测钢丝绳排列一致；

将所述磁敏元件检测电路安装到所述固定装置，所述磁敏元件位于所述被测钢丝绳的上方，且所述磁敏元件位于所述第一磁铁及第二磁铁之间；

在所述固定装置上安装计程轮和编码器，所述计程轮与所述钢丝绳接触运行带动所述编码器工作；

上电工作，所述编码器发出的脉冲信号为所述第一磁敏元件及第二磁敏元件拾取的漏磁信号提供等距采样信号，以判断所述钢丝绳的缺陷的位置及大小。