CN108423503B - 方法和提升装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监测提升装置的绳索(1，1'，1”)状态的方法，该绳索(1，1'，1”)包括被定向成在绳索的整个长度上与绳索(1，1'，1”)的纵向方向平行地延伸的一个或多个承载构件。该方法包括测量绳索(1，1'，1”)的承载构件(2)的一个或多个部分(A，B)的应变；并将所测量的绳索(1，1'，1”)的承载构件(2)的一个或多个部分(A，B)的应变与至少一个参考进行比较。本发明还涉及实施该方法的提升装置。

Description

方法和提升装置

技术领域

本发明涉及检查提升装置的绳索状态。提升装置优选为用于垂直运送乘客和/或货物的电梯。

背景技术

在诸如电梯之类的提升装置中，使用一根或多根绳索作为悬挂待提升负载的装置。电梯的绳索通常为圆形横截面或带形。每根电梯绳索通常包括在绳索的纵向方向上伸长的一个或多个承载构件，每个承载构件形成在绳索的整个长度上连续不间断的结构。承载构件是能够共同承受沿绳索纵向方向施加在绳索上的负载的绳索构件。诸如由绳索悬挂的重量之类的负载在承载构件上引起应力，该应力可以通过所讨论的承载构件从绳索的一端一直传递到绳索的另一端。绳索还可以包括不能以上述方式传递应力的非承载构件，诸如涂层。例如，涂层可以用于保护承载构件和/或促进与绳轮接触和/或用于相邻承载构件相对于彼此的定位。涂层可以由聚合物材料制成。承载构件通常由绞合钢丝帘线制成，但它们也可以由绞合芳纶帘线或者纤维被嵌入聚合物基体中的复合材料制成。

在现有技术中，已经通过监测承载构件的电气性能(诸如部分地由承载构件所形成的电路的电阻或部分地由嵌入承载构件内部的导线所形成的电路的电阻)来检查承载构件的状态。

现在已经发现，诸如那些监测电性能的现有技术检查方法不能可靠地揭示各种绳索中的所有各种损坏。已经发现，由复合材料制成的单个承载构件的某些内部裂纹(特别是内部分层)难以利用现有的检查方法来察觉。已经注意到，这是由于分层不能充分地影响绳索的所有性能以使其能够被及早察觉到。这是因为分层形成了基本上平行于绳索的纵向方向延伸的裂纹。因此，在外面不容易看到该分层。此外，导电截面积通常不会受到分层的显著影响，由此诸如承载构件的电阻的电性能可能不足以改变到以使得分层被注意到。由于现有技术解决方案的挑战，针对用于状态监测的改进方法的需求已经上升。

发明内容

本发明的目的是引入一种用于监测诸如电梯的提升装置的绳索状态的改进方法，以及一种监测其绳索状态的改进的提升装置。目的是引入一种解决方案，通过该解决方案可以解决上面所述的现有技术问题和/或在说明书的其他地方所讨论或暗示的问题中的一个或多个。本发明的目的尤其在于引入一种解决方案，通过该解决方案可以对在绳索的承载构件内部产生的裂纹(特别是分层)进行检测、定位并做出反应。尤其是提出了这样的实施例，其中这些目的在对提升装置的绳索的纤维增强复合承载构件进行状态监测中得到实现。

提出了一种监测提升装置绳索状态的新方法，该绳索包括被定向成在绳索的整个长度上与绳索的纵向方向平行地延伸的一个或多个承载构件。该方法包括测量绳索的承载构件的一个或多个部分的应变；并将所测量的绳索的承载构件的一个或多个部分的应变与至少一个参考进行比较。利用该解决方案，可以实现上述目的中的一个或多个目的。在下文中引入优选的进一步的细节，该进一步的细节可以单独地与该方法结合或以任何组合与该方法结合。

在优选实施例中，当所述部分为拱形时，特别是当所述部分围绕在绳索的宽度方向上延伸的轴线为拱形时，测量每个所述部分的应变。然后，该部分处于弯曲应变下。

在优选实施例中，当所述部分为拱形时，测量每个所述部分的应变，并且测量点为如下部分的点，在该处，所述部分的基本上呈弧形(即非直线延伸，优选直径小于1.5米)。

在优选实施例中，当所述部分停靠在提升装置的绳轮的圆周上时，测量每个所述部分的应变。

在优选实施例中，每个所述承载构件由包括嵌入聚合物基体中的增强纤维的复合材料制成，所述增强纤维优选为碳纤维或玻璃纤维。对于这种类型的承载构件，该方法是特别有利的，因为在这种类型的承载构件中裂缝可以在长期使用中产生。利用这种类型的承载构件，应变测量可以有效地用于特别是分层裂缝的早期检测，这通过其他手段将既费力又困难。应变测量也可以相对可靠地用于状态监测，因为在这种材料中，变形是弹性的。

在优选实施例中，绳索包括形成绳索外表面的涂层，在该涂层中嵌入一个或多个承载构件。涂层优选由诸如聚氨酯的聚合物材料制成。

在优选实施例中，每个承载构件的增强纤维分布在所涉及的承载构件的聚合物基体中并由该聚合物基体结合在一起。然后，每个承载构件的增强纤维优选地基本均匀地分布在所涉及的承载构件的聚合物基体中。此外，优选地，承载构件的横截面方形面积的50％以上由所述增强纤维组成。由此，可以促进高的拉伸刚度。

在优选实施例中，绳索是一条带子，其宽度方向比其厚度方向实质上大。这具有这样的结果，即该绳索在使用中总是以同样的方式弯曲，即围绕在绳索的宽度方向上延伸的轴线弯曲。因此，这促进了用于比较的应变测量的可靠性和可用性。此外，应变测量装置的设计不需要很复杂，因为该设计可以建立在弯曲总是基本类似的假设上。优选地，绳索为不具有不平坦表面图案的光滑面带或者备选地为至少一面具有不平坦表面图案的带，该不平坦表面图案诸如包括在绳索的厚度方向上突出的肋的肋状图案或包括在绳索的厚度方向上突出的齿的齿状图案。

在优选实施例中，所述承载构件是非圆形的并且被定向成在绳索的整个长度上与绳索的纵向方向平行地延伸而不围绕其纵向轴线扭转，所述承载构件的横截面在绳索的整个长度上是不变的。由此，应变测量相比之下变得更简单并更可靠。

在优选实施例中，所述测量借助于一个或多个应变仪来执行。然后，所述一个或多个应变仪被优选地固定在承载构件的一个或多个部分上。然后将每个所述应变仪靠着承载构件的表面固定。

在优选实施例中，绳索包括一个或多个应变仪，所述一个或多个应变仪被固定在承载构件的所述一个或多个部分中的每一个部分上，以利用一个或多个应变仪来测量该部分的应变。

在优选实施例中，每个所述应变仪被所述涂层覆盖。

在优选实施例中，该方法包括测量绳索的承载构件的多个部分的应变；并且将每个所测量的应变与至少一个参考进行比较，其中所述部分(A，B)是在绳索的承载构件的纵向方向上连续的绳索的承载构件部分。

在优选实施例中，所述至少一个参考包括执行所述方法的提升装置的监测系统中人员的参考输入和/或执行所述方法的提升装置的监测系统自动确定的参考。

在优选实施例中，所述至少一个参考包括这样的参考，即先前从承载的相同部分所测量的应变、或从承载的某个其它部分测量的应变、或作为从所测量的承载的一个或多个部分的多个应变来计算的平均应变的应变、或与在检查中的承载构件平行地延伸的另一平行承载构件的一部分(所述另一平行承载构件的一部分优选地在所涉及的部分旁边)的所测量的应变。

在优选实施例中，该方法包括对至少两个平行承载构件执行所述测量和比较。于是，所述两个平行承载构件为同一绳索的承载构件或两个平行绳索的承载构件。

在优选实施例中，所测量的应变和参考具有各自的数值。

在优选实施例中，该方法包括，如果该比较满足一个或多个标准，则执行一个或多个预定义动作。所述标准优选地包括下面的一个或多个：所测量的应变大于参考、所测量的应变等于参考、所测量的应变小于参考、所测量的应变为零。可以使用具有两个端点的参考范围来同时监测全部这些标准，由此可以提供可接受应变值的范围。所获得的零点测量可以用作重度损坏的测量故障的指标。

在优选实施例中，所述一个或多个预定义动作包括下面的一个或多个：发送警报信号、停止提升装置、防止使用提升装置。

在优选实施例中，所述测量使用被固定在承载构件的面向绳索的宽度方向的面上的一个或多个应变仪来执行，和/或使用被固定在承载构件的面向绳索的厚度方向的面上的一个或多个应变仪来执行。

在优选实施例中，所述测量使用一个或多个应变仪来执行，所述一个或多个应变仪具有与固定承载构件的纵向方向平行的测量方向。

在优选实施例中，所述测量使用一个或多个应变仪来执行，所述一个或多个应变仪具有相对于固定承载构件的纵向方向呈角度的测量方向。

在优选实施例中，具有相对于固定承载构件的纵向方向呈角度的测量方向的所述一个或多个应变仪，被固定在该承载构件的侧面上。

在优选实施例中，所述测量使用被固定在承载构件的相同部分上并彼此交叉的至少两个应变仪来执行。然后，该至少两个应变仪优选地各自具有相对于固定承载构件的纵向方向呈角度的测量方向。

在优选实施例中，绳索的宽度方向比厚度方向实质上大，并且绳索的应变仪包括位于绳索的承载构件的厚度方向投影之外的应变仪。

在优选实施例中，每个所述应变仪是欧姆电阻应变仪。

在优选实施例中，每个所述应变仪包括在应变仪的测量方向上延伸的导体，并且在该方法中，从该导体的电气性能(最优选其欧姆电阻)来测量应变。

在优选实施例中，该方法包括利用安装在绳索内的无线通信单元从应变仪向外部接收器发送测量数据。优选地，该无线通信单元包括用于无线发送数据的天线。

在优选实施例中，无线通信单元为RFID单元。

在优选实施例中，无线通信单元为带有芯片和天线的RFID单元，该天线被布置成向芯片提供所需的功率以用于激励其操作，并将数据无线发送给外部接收器。

在优选实施例中，该方法包括通过绳索外部的装置(优选通过接近绳索的无线接收器)向无线通信单元供给能量。然后，无线接收器优选地形成用于读取RFID单元的芯片的芯片读取器。

在优选实施例中，无线通信单元位于绳索内并被涂层覆盖。

在优选实施例中，绳索的宽度方向比厚度方向实质上大，并且无线通信单元被安装在绳索的承载构件的厚度方向投影之外的绳索内。

在优选实施例中，所述绳索是安装在提升装置中的绳索。

在优选实施例中，所述绳索是安装在提升装置中并且已经在其中使用了一段时间的绳索。所述时间段可以是例如一个月以上，但是所述时间段可以长于一年。

在优选的实施方式中，所述绳索是安装在提升装置中待使用位置的绳索，并且所述测量在不将绳索从其在提升装置中的位置移除的情况下来执行。

在优选实施例中，当执行所述测量时，所述绳索被连接到并悬挂提升装置的一个或多个负载。因此，可以在不移除或拆除所安装的提升装置(例如所安装的电梯系统)的部件的情况下执行在线监测。

在优选实施例中，绳索是用于悬挂电梯轿厢的电梯的悬挂绳索。

在优选实施例中，所述提升装置是用于运送乘客和/或货物的电梯。在这种情况下，前述一个或多个负载包括用于容纳电梯的乘客和/或货物和/或配重的电梯轿厢。

在优选实施例中，该方法由提升装置的监测系统自动执行。

在优选实施例中，电梯与远程监测系统连接并被配置成与该远程监测系统进行通信，所述通信优选地至少包括提供通过所述测量由绳索的承载构件的一个或多个部分的的应变而获得的远程监测单元应变测量数据。因此，该数据可以用于例如所涉及的提升装置的调度服务或者所涉及的提升装置的分析。接收所述数据特别有助于由远程监测系统及其操作人员进行的抢先维护。所述提供可以包括将所述应变测量数据存储到通过远程监测系统可访问的云数据库中。

还提出了一种新的提升装置，优选为电梯，包括绳索，该绳索包括一个或多个承载构件，该承载构件被定向成在绳索的整个长度方向上与绳索的纵向方向平行地延伸。该电梯被构造成测量绳索的承载构件的一个或多个部分的应变；并将所测量的绳索的承载构件的一个或多个部分的应变与至少一个参考进行比较。利用该解决方案可以实现上述目的中的一个或多个目的。

在优选实施例中，电梯包括如下装置，所述装置用于测量绳索的承载构件的一个或多个部分的应变的装置；以及用于将所测量的绳索的承载构件的一个或多个部分的应变与至少一个参考进行比较。

在优选实施例中，所述装置包括一个或多个应变仪，特别是被固定在所述承载构件的所述一个或多个部分的每一个部分上，以用于利用一个或多个应变仪测量该部分的应变。

在优选实施例中，提升装置被构造成执行如上所述或如本申请的其他地方所述的方法。提升装置可以被配置成单独或以任何组合来执行上述方法步骤中的任何一个步骤。

当提升装置是电梯时，该电梯优选为使得该电梯的轿厢可垂直移动并且被配置成服务于两个或更多个垂直移位的层站。该电梯还被优选地配置成响应于来自位于层站处和/或轿厢内部的用户接口的信号而控制轿厢的移动，从而为层站上和/或电梯轿厢内部的人员提供服务。优选地，轿厢具有适合于容纳乘客或多位乘客的内部空间，并且轿厢可以设置有用于形成封闭内部空间的门。

附图说明

下面将通过示例并参考附图来更详细地描述本发明，其中

图1图示了根据本发明的提升装置的实施例，该提升装置被配置成执行用于监测绳索状态的方法。

图2图示了图1的放大局部图。

图3图示了绳索已经被弯曲成拱形并且其承载构件具有内部分层裂缝的情况下的提升装置的绳索示例。

图4-图6图示了绳索的优选备选横截面，每个图示出了应变待测量部分所在点处的横截面图。

图7图示了应变感测装置如何与用于自动控制提升装置的负载移动的控制装置相链接。

图8图示了在优选实施例中所利用的无线通信单元的优选实施例。

图9图示了应变仪的优选实施例。

图10和图11图示了优选的备选应变仪定位配置。

图12和图13图示了绳索的承载构件的优选细节。

从附图和与其相关的详细描述中，本发明的前述方面、特征和优点将变得显而易见。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的提升装置的实施例，该提升装置被配置成执行用于监测根据本发明的提升装置的绳索1，1'，1”状态的方法。所示的提升装置是用于运送乘客和/或货物的电梯。图2图示了图1的放大局部图。

提升装置包括一根或多根绳索1，1'，1”，其中所述绳索1，1'，1”包括一个或多个承载构件2，其被定向成在绳索的整个长度上与绳索1，1'，1”的纵向方向平行地延伸。绳索1，1'，1”已经被布置成绕过绳轮12。

用于监测绳索1，1'，1”状态的方法包括测量绳索1，1'，1”的承载构件2的一个或多个部分A，B的应变；并将所测量的应变与至少一个参考进行比较。为了能够监测不只是很短长度的承载构件，该方法优选地(但不是必须地)包括测量在绳索1，1'，1”的承载构件2的纵向方向上连续的绳索1，1'，1”的承载构件2的多个部分A，B的应变；并将每个所测量的应变与至少一个参考进行比较。因为这有助于使用来自多个部分A，B的应变测量以用于自动确定在比较步骤中待使用的参考，所以这也是有利的。在示例中，所述多个绳索部分仅呈现了在绳索1，1'，1”的承载构件2的纵向方向上连续的两个部分A，B。然而，所述多个部分A，B优选地包括在绳索1，1'，1”的承载构件2的纵向方向上连续的多于两个部分A，B，最优选地包括在绳索1，1'，1”的承载构件2的纵向方向上连续的至少10个部分A，B，由此可以监测承载构件2的相当长的长度，诸如其整个长度。

每个所述承载构件2优选由包括嵌入聚合物基体中的增强纤维的复合材料制成，所述增强纤维优选为碳纤维或玻璃纤维。利用这种类型的承载构件，应变测量可以有效地用于分层裂缝的早期检测，这对于通过其他手段将既费力又困难。在优选实施例中，绳索1，1'，1”还包括形成绳索的外表面的涂层3，其中一个或多个承载构件被嵌入该涂层3。这样的涂层3是优选的，然而不是必需的。涂层3优选由诸如聚氨酯的聚合物材料制成。

承载构件2还优选地使得每个承载构件的前述增强纤维分布在所涉及的承载构件的聚合物基体中并由该聚合物基体约束在一起。然后，每个承载构件的增强纤维优选地基本均匀地分布在所涉及的承载构件的聚合物基体中。为了促进刚度和承载能力，承载构件2的横截面面积的50％以上优选由所述增强纤维组成。

为了实现该方法，提升装置包括用于测量绳索1，1'，1”的一个或多个承载构件2的一个或多个部分A，B的应变并用于将每个所测量的应变与至少一个参考进行比较的装置4，5，6，7，100。所述装置在图2所示的实施例中包括用于接收来自绳索1，1'，1”的应变仪的所测量数据的接收器单元7(在绳索1，1'，1”外部)。与所述测量和比较相关的子任务可以以各种备选方式被分配给部件。在本申请的其他地方更详细地描述了优选的备选方案。提升装置优选地包括用于自动控制提升装置的负载10移动的控制装置100。在图1中，提升装置为电梯，其中负载10是在井道H中可移动的电梯轿厢10。通过控制与所述驱动轮13连接的电机14和/或用于制动驱动轮13旋转的机械制动器15的旋转，控制装置100优选地被布置成控制提升装置的驱动轮13的旋转，其中与负载10连接的绳索1，1'，1”绕过该提升装置。图示的电梯还包括通过绳1，1'，1”而与轿厢10连接的配重11。

通过测量在承载构件2中出现的应变，可以检测在承载构件2中产生的内部结构异常。下面借助于图3来描述原理，图3图示了一个示例，其中提升装置的绳索1，1'，1”包括承载构件2，该承载构件2被定向成在绳索的整个长度上与绳索1，1'，1”的纵向方向平行地延伸，在该情形中绳索1，1'，1”通过围绕绳轮弯曲已被弯曲成拱形并且其承载构件2具有内部分层裂缝。已经用虚线图示了分层裂缝d。在该示例中，分层沿着承载构件2的中性轴线延伸，因为这是在涉及绳索反复弯曲的绳索使用期间相对容易形成分层裂缝的地方。

中性轴线上的分层会改变轮廓围绕绳轮弯曲时的应变状态。完好的承载构件的厚度为T。当承载构件2的上半部分和下半部分由于分层而分离时，如图3所示，存在两个分离的具有厚度T/2的轮廓。如等式(2)和(3)所预测的那样，这减少了50％的弯曲应变。

其中

ε为弯曲应力，

T为承载构件2的厚度且

D为弯曲的直径。

应变状态的显著变化，特别是在绳轮上，是特别的分层标志。测量和监测绳轮上的承载构件2的应变状态使得能够在主要的绳索引导故障或结构性分裂发生之前提前检测到分层。这使得能够在早期阶段准备更换绳索。如果承载构件2的应变被连续或间歇地测量并监测，那么可以有助于在早期阶段观察到分层的形成。应变状态的改变可以通过应变仪测量应变来检测，但也可以以备选方式来检测。

被测量的应变优选为至少基本上在承载构件2的纵向方向上出现的承载构件2中的应变。由此，借助于应变测量可以最有效地检测到分层的发生或其前期阶段。应变定向与所述纵向方向平行或与所述纵向方向呈大致小于90度的锐角，然而，所述角度优选小于60度。

在优选实施例中，当部分A，B围绕在绳索的宽度方向w上延伸的轴线为拱形时，测量每个所述部分A，B的应变。在实现该方法的电梯系统中，如图1-图3所示，每个所述部分在绕过绳轮12时会有时变为拱形。当所述部分A，B为拱形时，特别地测量每个所述部分A，B的应变，并且测量点为如下区段的点，该区段基本上呈弧形，即部分A，B非直线延伸，优选直径小于1.5米。优选这样实现，使得当部分A，B(经由其涂层，如果存在)停靠在升降装置的绳轮12的外周上时，测量每个所述部分A，B的应变。

在优选实施例中，绳索为带子，即绳索1，1'，1”在宽度方向w上比在厚度方向t上实质上大。图4-图6中已经图示了优选的备选带子设计。带状具有这样的结果，使得绳索1'，1”在使用中总是以相同的方式弯曲，即围绕在绳索的宽度方向上延伸的轴线弯曲。因此，促进了用于比较的应变测量的可靠性和可用性。此外，应变测量装置的设计不需要很复杂，因为该设计可以建立在弯曲总是基本类似的假设上。而且，所述承载构件2优选是非圆形的并且被定向成在绳索1，1'，1”的整个长度上与绳索的纵向方向平行地延伸而不围绕其纵向轴线扭转。所述承载构件2的横截面在绳索的整个长度上是不变的。由此，绳索1，1'，1”制造简单，从而能够根据需要从承载构件的横截面位置获得应变测量。由此，绳索1，1'，1”制造简单，并且不存在测量可靠性的挑战。

图4-图6还图示了用于绳索结构的优选细节，该绳索结构能够通过集成到绳索1，1'，1”中的装置进行应变测量。图4-图6中的每个图示出了借助于一个或多个应变仪4，5执行测量的实施例。图4-图6中的每个图示出了在该方法中应变待测量部分A，B所在点处的横截面图。因此，在承载构件2的所述一个或多个连续部分A，B中的每个部分上固定有一个或多个应变仪4，5，以用于利用一个或多个应变仪4，5来测量每个所述部分A，B的应变。在绳索1，1'，1”的纵向方向上连续的应变仪4，5之间的距离优选地根据允许的分层长度来选择。

在图4和图5的实施例中，图示了可以布置的配置，该配置用于对单独的承载构件2执行测量。图6图示了用于对同一绳索1”的两个平行的单独承载构件2中的每个承载构件2执行测量的配置。

每个所述应变仪4，5特别地固定在承载构件2的表面上。由此，由尺寸变化引起的力从承载构件2传递到应变仪4，5。

应变仪4，5可以以许多备选方式来定位，图4-图6图示了优选的备选方案。在这些备选方案中，所述测量使用被固定在承载构件2的面向绳索1，1'，1”的宽度方向的面上的一个或多个应变仪4，5来执行，和/或使用被固定在承载构件2的面向绳索1，1'，1”的厚度方向的面上的一个或多个应变仪4，5来执行。优选地，当测量应变时，应变仪4，5不在承载构件与绳轮之间被压缩。如果绳索包括如图4和图5中在绳索的承载构件的厚度方向投影之外的应变仪4，5和/或如果应变仪4，5被放置承载构件2面向绳索的厚度方向并在转动绳轮时远离该绳轮的面上，那么可以避免所述应变仪4，5在承载构件与绳轮之间被压缩的情况。

在所示的实施例中，每个所述应变仪4，5由绳索1，1'，1”的涂层3所覆盖，由此保护应变仪4，5免受外部磨损、污垢和冲击。涂层3可以是透明的，以使得应变仪4，5从绳索1，1'，1”的外部可见，这将使得定位和检查这些部件更加容易。

图4-图6还图示了通信单元6，应变仪4，5与通信单元6连接，以用于远离应变仪4，5发送测量数据。优选地，通信单元6是安装在绳索1，1'，1”内的无线通信单元6，如图所示。然而，通信单元6也可以在绳索的外部并与应变仪4，5有线连接。由于布线长且难以布置，因此无线解决方案在许多情况下更简单。为了启用无线通信，无线通信单元6优选地包括适合于无线发送数据的天线60。在所示的优选实施例中，测量数据利用安装在绳索内的所述无线通信单元6而无线地从应变仪发送到绳索1，1'，1”外部的接收器7。无线通信单元6优选在绳索1，1'，1”内并被涂层3覆盖，由此保护其免受外部磨损、污垢和撞击。图7图示了应变仪4，5如何与用于自动控制提升装置的负载10移动的控制装置100相链接。如所呈现的那样，应变仪4，5优选与所述无线通信单元6连接，所述无线通信单元6与接收器7连接/可连接，所述接收器与控制装置100连接/可连接以用于自动控制提升装置的负载10移动。

图8图示了无线通信单元6的优选实施例。在该实施例中，无线通信单元6是RFID单元的形式。它包括适合于无线发送数据的天线60，以及芯片62。芯片62可以包含用于存储数据的存储器。此外，RFID单元包括安装有天线60和芯片62的基板61。芯片62可以被布置(诸如被编程)成分析其从应变仪4，5接收的输入信号以及还可能的比较步骤。由此，至少部分测量和比较的步骤可以由应变仪4，5和RFID单元在本地执行。

还优选(尽管不是必需)的是，绳索1，1”在其宽度方向w上比厚度方向t实质上大，并且安装在绳索1，1'，1”内的无线通信单元6被涂层3覆盖且在绳索1，1”的承载构件2的厚度方向投影之外，如图4和图6所示。因此，无线通信单元6保持远离承载构件与绳轮之间的位置，由此保护其免受破坏性压缩并且使得无线发送未被承载构件2阻挡。

无线通信单元6可以被涂层3所包围，但是也可以备选地直接安装在承载构件2的表面上。如果无线通信单元6未被涂层3所保护是可接受的，那么其可以备选地被安装在涂层3的表面上。

芯片62可以是无源类型或有源类型。本文“无源”的意思是，能量将由绳索1，1'，1”外部的装置供给，如由靠近绳索1，1'，1”并形成芯片读取器的无线接收器7供给。于是，这优选地被实现为使得无线通信单元6是带有天线的RFID单元，该天线向芯片提供所需的功率以用于激励其操作以及用于将数据无线发送到外部接收器7。本文“有源”的意思是，在芯片的侧面包括小的能量存储器，所以芯片可以在没有外部装置的情况下工作。对有源芯片的充电可以由绳索1，1'，1”外部的装置提供，如由靠近绳索1，1'，1”并形成芯片读取器的无线接收器7提供。

如果需要，芯片62可以包含制造数据，如制造批次标识、日期、时间、长度(或绳索的位置相对于制造过程)以及关键过程参数和状态。可以包括其他合适的数据。这种数据还可以包括指示承载构件的主流温度和/或湿度的温度数据和/或湿度数据。这将是有利的，因为它们可能对承载构件的抗疲劳性产生影响。该数据在制造期间将被存储在芯片上。例如，所存储数据的存储和操纵可以被执行RFID方法等。

所述至少一个参考可以包括这样的参考，即已由在执行所述方法的提升装置的监测系统中的人员所输入的参考和/或由执行所述方法的提升装置的监测系统所自动确定的参考。优选地，所测量的应变和参考具有各自的数值。

优选地，所述至少一个参考包括如下的参考：

-先前从承载2的相同部分A，B测量的应变，或从承载2的某个其它部分A，B测量的应变，或

-作为从多个所测量的承载2的一个或多个部分A，B的应变来计算的平均应变的应变，或

-与在检查中的承载构件2平行地延伸的另一平行承载构件2的一部分A，B的所测量的应变，或

-与在检查中的承载构件2平行地延伸的另一平行承载构件2的一部分A，B的所测量的应变，所述另一平行承载构件的一部分优选地在所涉及的部分旁边。

如上所述，一种选择是该方法包括将平行(即不同)的承载构件2的应变进行比较。所述两个平行承载构件是相同绳索的承载构件或两个不同平行绳索的承载构件。如上所述，图6图示了可以针对相同绳索1”的两个平行的单独承载构件2中的每个承载构件2执行测量的配置。在该实施例中，两个平行的单独承载构件2的应变仪4，5已经连接到相同的通信单元6是有利的，不仅由于数据传输的简单性，而且还因为其开启了使用与在检查中的承载构件2平行地延伸的另一平行承载构件2的一部分A，B的所测量的应变作为参考而执行简单比较步骤的可能性。

通常，该方法包括：如果比较满足一个或多个标准，则执行一个或多个预定义动作，所述标准优选地包括以下中的一个或多个：

-所测量的应变大于参考，

-所测量的应变等于参考，

-所测量的应变小于参考，

-所测量的应变为零。

可以使用具有两个端点的参考范围同时监测所有这些标准。

所述一个或多个预定义动作优选地包括以下中的一个或多个：发送警报信号、停止提升装置、防止使用提升装置。

通常，所述绳索1，1'，1”优选为安装在提升装置中的绳索，该提升装置诸如用于运送乘客和/或货物的电梯。该方法优选地适合于作为在提升装置的使用寿命期间进行的连续维护监督的一部分进行监测，其中所述绳索优选为安装在提升装置中并且已经在其中使用了一段时间的绳索。所述时间段可以是例如一个月以上，但是所述时间段可以长于一年。所述绳索尤其优选为安装在提升装置中待使用位置的绳索，并且所述测量在不将绳索从其所在提升装置中的位置移除的情况下来执行。这例如能够在使用提升装置期间进行监视。因此，所述绳索可以在执行所述测量时悬挂提升装置的一个或多个负载。

图10和图11图示了优选的备选应变仪定位配置。该配置从正交于其上固定有应变仪4，5的承载构件2的表面的方向看去，该方向为图4至图6的实施例中的绳索1，1'，1”的宽度方向w或厚度方向t。在图10的实施例中，测量配置包括应变仪4，该应变仪4具有与固定承载构件2的纵向方向平行的测量方向L。每个应变仪4，5被布置成测量承载构件2在其测量方向L的应变。

在图11的实施例中，测量配置包括应变仪5，该应变仪5具有与固定承载构件2的纵向方向呈角度的测量方向L。在该实施例中，具体有两个这种应变仪5被固定在承载构件的同一部分上并彼此交叉。当倾斜的应变仪5(优选所述两个应变仪5)尤其被固定在侧面(即面向绳索1，1'的宽度方向的面，如图4和图5所示)上时，检测分层的能力非常好，因为每个应变仪5可能随后延伸越过出现的分层裂纹并且因此被定位在由该出现的分层所引起的应变变化最为显著的地方。两个应变仪彼此交叉使得它们能够检测不同的应变方向，从而减少对应变方向的依赖性。

应变仪是市场上可买到的部件。有传统的有线应变仪，但也有(例如如本申请中其他地方所述的基于RFID的)无线应变仪，其可以通过由聚合物材料制成的涂层3而被读取。这些种类中的任何一个都可以用于本申请的发明。图9图示了应变仪4，5的优选实施例。在这种情况下，应变仪4，5为欧姆电阻应变仪。欧姆电阻应变仪4，5包括在应变仪10的纵向方向上延伸的导体c。特别地，导体c优选在应变仪4，5的长度方向上来回延伸。该方法中，从导体c的电气性能(最优选其欧姆电阻)测量应变。应变仪4，5是这种的，使得系统应当能够分析导体c的电气性能(最优选其欧姆电阻)，以用于将该电气性能转换成测量值。该功能可以被分配给系统中的任何合适的部件。优选地，无线通信单元6(特别是其芯片62)被分配以分析导体c的电气性能(最优选其欧姆电阻)，并将该电气性能转换成测量值。即使是承载构件2的轻微应变改变也将引起导体c的欧姆电阻中可检测的改变。因此，使用这种应变仪的解决方案可以是非常准确的。

如上所述，每个所述承载构件2优选地由包括嵌入聚合物基体中增强纤维的复合材料制成，所述增强纤维优选为碳纤维或玻璃纤维。图12图示了对于由这种材料制成的承载构件2的优选内部结构，该图在圈内示出从承载构件1的纵向方向l上看去的、接近承载构件2表面的承载构件2的横截面的放大图。图12中未示出的承载构件2的部分具有类似的结构。图13三维地图示出承载构件2。承载构件2由包括嵌入聚合物基体m中增强纤维f的复合材料制成。本文在聚合物基体中的增强纤维f的意思是，单独的增强纤维f用聚合物基体m彼此结合。这已经例如在制造阶段通过将增强纤维f一起浸入聚合物基体的流体材料(其后固化)中来完成。增强纤维f基本上均匀地分布在聚合物基体m中并且通过聚合物基体m彼此结合。所形成的承载构件2为实心细长的杆状一体式结构。所述增强纤维f最优选为碳纤维，但是备选地，它们可以是玻璃纤维或者可以是一些其他纤维。优选地，基本上每个承载构件2的所有增强纤维f都与承载构件2的纵向方向平行。由此，纤维f也与绳索1，1'，1”的纵向方向平行，因为每个承载构件2将被定向成与绳索1，1'，1”的纵向方向平行。这对于刚度以及弯曲行为是有利的。由于该平行结构，绳索1，1'，1”中的纤维将与绳索1，1'，1”被拉动时的力对齐，这确保了该结构提供高的拉伸刚度。在优选实施例中使用的纤维f因此基本上相对于彼此未扭转，这为它们提供了与绳索1，1'，1”的纵向方向平行的所述定向。这与常规的扭转电梯绳索形成对比，其中线或纤维被强烈扭转并且通常具有从15度到40度的扭转角度，由此这些常规的扭转电梯绳索的纤维/线束具有在张力下朝向更直配置转换的潜能，该转换使得这些绳索在张力下具有高伸长率并且导致非整体结构。增强纤维f优选在承载构件2的纵向方向上长的连续纤维，优选在承载构件2的整个长度上连续的纤维。

如上所述，增强纤维f优选基本上均匀地分布在前述承载构件2中。然后，将纤维f布置成使得承载构件2将在其横向方向上尽可能同质。所提出的结构的优点是，包围增强纤维f的基体m保持增强纤维f的插入基本不变。它以微小的弹性均衡了施加在纤维上的力分布，减少了纤维与纤维接触以及绳索的内部磨损，从而提高了绳索1，1'，1”的使用寿命。由于均匀分布，承载构件2的横截面中的纤维密度基本恒定。单独纤维f分布在其中的复合基体m最优选由环氧树脂制成，该环氧树脂具有对增强纤维f良好的粘合性并且已知其与增强纤维(特别是诸如碳纤维)表现有利。备选地，可以使用例如聚酯或乙烯基酯，但是也可以使用任何其他合适的备选材料。

基体m已经被施加在纤维f上，以使得在每根单独的增强纤维f与基体m之间存在化学键。由此实现了均匀的结构。为了改善增强纤维到基体m的化学粘合，尤其为了加强增强纤维f与基体m之间的化学键，每根纤维可以具有薄涂层，例如在增强纤维结构与聚合物基体m之间在实际纤维结构上的底漆(未示出)。然而，这种薄涂层不是必需的。聚合物基体m的性能也可以被优化，因为这在聚合物技术中是常见的。例如，基体m可以包括基础聚合物材料(例如环氧树脂)以及添加剂，该添加剂微调基础聚合物的性能从而优化基体性能。聚合物基体m优选为硬质非弹性体，例如所述环氧树脂，因为在这种情况下可以例如减少屈曲的风险。然而，例如如果这种材料的不足之处被认为是可接受的或与预期用途无关，那么聚合物基体不一定为非弹性体。在那种情况下，聚合物基体m可以例如由弹性体材料(诸如聚氨酯或橡胶)制成。

增强纤维f与基体m一起形成均匀的承载构件，使得在绳索被弯曲时，在该承载构件内部不会发生实质性的研磨相对移动。承载构件2的单独的增强纤维f主要被聚合物基体m包围，但是可能发生随机的纤维与纤维接触，因为在纤维同时与聚合物浸渍的情况下控制纤维相对于彼此的位置是困难的，并且在另一方面，从解决方案的功能角度看没有必要消除随机的纤维与纤维接触。然而，如果期望减少纤维与纤维接触的随机发生，那么单独的增强纤维f可以预先涂覆基体m的材料，以使得所述基体的聚合物材料的涂层在增强纤维被带入基体材料并与基体材料结合在一起之前(例如在增强纤维被浸入流体基体材料之前)就已经在每一根增强纤维的周围。

如上所述，承载构件2的基体m的材料性能最优选为硬质的。硬质基体m有助于支撑增强纤维f，尤其是当绳索弯曲时，由于硬质材料高效地支撑纤维f，这防止了弯曲绳索的增强纤维f的屈曲。除此之外，为了减少屈曲并有利于承载构件1的小的弯曲半径，因此聚合物基体m优选是硬质的，并且特别是非弹性的。用于基体的最优选材料为环氧树脂、聚酯、酚醛塑料或乙烯基酯。聚合物基体m优选是如此的硬，以至于其弹性模量(E)超过2GPa，最优选超过2.5GPa。在这种情况下，弹性模量E优选在2.5-10GPa的范围内，最优选在2.5-4.5GPa的范围内。对于可以提供这些材料性能的基体m，存在市场上可买到的各种材料备选方案。承载构件2横截面的表面面积的优选超过50％的比例为前述增强纤维，优选使得50％-80％的比例为前述增强纤维，更优选使得55％-70％的比例为前述增强纤维，并且剩余表面积基本上全是聚合物基体m。最优选地，使得表面面积的约60％为增强纤维并且约40％为基体材料(优选环氧材料)。用这种方式，实现了用于承载构件1的良好的纵向刚度。如上所述，由于碳纤维在提升器械，特别是在电梯中具有优异的性能，因此碳纤维是用作所述增强纤维的最优选纤维。然而，这不是必须的，因为可以使用诸如已经被发现也适用于提升绳索的玻璃纤维等备选纤维，承载构件2优选为完全非金属的(即使得其不包括金属)。

在优选实施例中，已经公开了用于承载构件2和绳索1，1'，1”的有利结构。然而，本发明可以与承载构件和具有其他种类结构(诸如具有不同材料和/或形状的那些结构)的绳索一起利用。

如上所述，特别是当开启绳轮时，承载构件应变状态的改变，是分层的标志。在上文中，应变仪被描述为用于测量应变的最有利的装置。然而，应变也可以以备选方式被检测，诸如：

-集成在承载构件2中的光学应变测量(FBG)。

-数字图像相关(DIC)，其能够检测承载构件2的上半部与下半部之间的相对移动。

-莫尔干涉测量。在该技术中，绳索表面覆盖有间隔很近的线组成的网格。然后通过具有相同线间距的光栅以法线方向观看表面。备选地，网格可以投影在绳子上(图10)。观看点位于滑轮、或绳索和滑轮的切点上。承载构件2的任何损坏变得可见，因为归因于内部应变降低而使得分层改变(减小)绳索表面上的线间距。这会导致观看网格与绳索表面之间的异常干扰。

如上所述，绳索1，1'，1”优选为带子。于是绳索1，1'，1”可以为如图4-图6中的连续轮廓线所示的不具有不平坦表面图案的光滑面带形式。于是绳索没有在该绳索1，1'，1”的厚度方向t上突出的齿或纵向肋。备选地，绳索1，1'，1”可以具有设置不平坦表面图案的至少一侧，该不平坦表面图案诸如包括在绳索1，1'，1”的厚度方向t上突出的肋的肋状图案或包括在绳索1，1'，1”的厚度方向t上突出的齿的齿状图案。然后，带有不平坦表面图案(诸如凹槽或齿形)的(在图4-图6中面朝下的)这一侧可以绕过绳轮的圆周，所述绳轮的圆周被成形以形成用于绳索1，1'，1”的成型侧形状的对应部。肋状图案在图4-图6以间断的轮廓线图示出。肋状图案包括被定向成在绳索1，1'，1”的纵向方向l上延伸并在绳索1，1'，1”的厚度方向t上突出的肋r，以及各个肋r之间的凹槽g。如果绳索1，1'，1”将具有不平坦的表面图案，那么该不平坦的表面图案优选由涂层3形成。

在附图中所示的实施例中，本发明已经被用在具有1:1绳索比的电梯中。然而，本发明可以相应地用于诸如不同绳索比(例如具有2:1绳索比)的其他种类的配置。在附图中所示的实施例中，当部分A，B停靠在提升装置的绳轮12的圆周上时已经进行了测量，其中绳轮12为提升机械的非驱动绳轮。然而，当部分A，B停靠在提升装置的任何绳轮(诸如提升装置的驱动轮13或提升机械的一些其他非驱动绳轮)的圆周上时，可以执行测量。

通常，利用该方法所监测的绳索可以是例如如图1所示的用于悬挂待提升的负载的悬挂绳索。然而，该绳索也可以备选地是服务除了悬挂负载之外其他功能的提升装置的绳索。在电梯中，所述功能可以是电梯的补偿功能和/或束缚功能，在这两种情况下，绳索将电梯轿厢10与配重11互相连接并悬挂在电梯轿厢10与配重11之间，并绕过在这种情况下将被定位在井道H底端的一个或多个绳轮。

通常，优选通过测量应变和比较来检测特别是分层裂纹。然而，应变测量数据(尤其是当借助于应变仪而获得应变测量数据时)可以额外地用于其他用途，诸如绳索力的确定中(可以用于确定提升装置负载)，或者绳索系统的调整中。

应当理解的是，以上描述和附图仅旨在教导发明人已知的制造和使用本发明的最佳方式。对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明构思可以以各种方式来实现。鉴于上述教导，本领域技术人员可以意识到，本发明的上述实施例因而可以在不脱离本发明的情况下被修改或变化。因此应当理解，本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 (20)

1.一种用于监测提升装置的绳索(1，1'，1”)状态的方法，所述绳索(1，1'，1”)包括被定向成在所述绳索(1，1'，1”)的整个长度上与所述绳索(1，1'，1”)的纵向方向平行地延伸的一个或多个承载构件(2)，其特征在于，所述方法包括

借助于一个或多个应变仪(4，5)测量所述绳索(1，1'，1”)的承载构件(2)的多个部分(A，B)的应变，其中所述多个部分(A，B)是在所述绳索(1，1'，1”)的所述承载构件(2)的纵向方向上连续的所述绳索(1，1'，1”)的所述承载构件(2)的部分，并且其中所述绳索(1，1'，1”)包括一个或多个应变仪(4，5)，所述一个或多个应变仪(4，5)被固定在所述承载构件(2)的所述一个或多个部分(A，B)中的每一个部分上，以利用所述一个或多个应变仪(4，5)来测量所述部分(A，B)的应变；和

将所测量的所述绳索(1，1'，1”)的承载构件(2)的多个部分(A，B)的每个应变与至少一个参考进行比较；

其中所述至少一个参考包括以下参考：先前从所述承载构件(2)的相同部分(A，B)所测量的应变、或从所述承载构件(2)的某个其他部分(A，B)测量的应变、或作为从所测量的所述承载构件(2)的一个或多个部分(A，B)的多个应变来计算的平均应变的应变、或与在检查中的所述承载构件(2)平行地延伸的另一平行承载构件(2)的一部分(A，B)的所测量的应变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述另一平行承载构件的一部分在所涉及的部分旁边。

3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述部分(A，B)为拱形时，测量每个所述部分(A，B)的应变。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中当所述部分(A，B)为拱形时，测量每个所述部分(A，B)的应变，并且测量点为实质上呈弧形的部分的点。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述实质上呈弧形的部分的直径小于1.5米。

6.根据权利要求1-3和5中任一项所述的方法，其中当所述部分(A，B)停靠在所述提升装置的绳轮(12)的圆周上时，测量每个所述部分(A，B)的应变。

7.根据权利要求1-3和5中任一项所述的方法，其中每个所述承载构件(2)由复合材料制成，所述复合材料包括嵌入聚合物基体(m)中的增强纤维(f)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述增强纤维(f)为碳纤维或玻璃纤维。

9.根据权利要求1-3、5和8中任一项所述的方法，其中所述绳索(1，1'，1”)在其宽度方向(w)上比厚度方向(t)上实质上大。

10.根据权利要求1-3、5和8中任一项所述的方法，其中所述绳索(1，1'，1”)包括形成所述绳索的外表面的涂层(3)，其中所述一个或多个承载构件(2)被嵌入所述涂层(3)中。

11.根据权利要求10所述的方法，其中每个所述应变仪(4，5)被所述涂层(3)覆盖。

12.根据权利要求1-3、5、8和11中任一项所述的方法，其中所述至少一个参考包括执行所述方法的所述提升装置的监测系统中人员的参考输入和/或由执行所述方法的所述提升装置的所述监测系统自动确定的参考。

13.根据权利要求1-3、5、8和11中任一项所述的方法，其中所述方法包括，如果所述比较满足一个或多个标准，则执行一个或多个预定义动作。

14.根据权利要求1-3、5、8和11中任一项所述的方法，其中所述测量使用被固定在所述承载构件(2)的面向所述绳索(1，1'，1”)的宽度方向的面上的一个或多个应变仪(4，5)来执行，和/或使用被固定在所述承载构件(2)的面向所述绳索(1，1'，1”)的厚度方向(t)的面上的一个或多个应变仪(4，5)来执行。

15.根据权利要求1-3、5、8和11中任一项所述的方法，其中所述测量使用一个或多个应变仪(4)来执行，所述一个或多个应变仪(4)具有与固定所述承载构件(2)的所述纵向方向平行的测量方向(L)；或者使用一个或多个应变仪(5)来执行，所述一个或多个应变仪(5)具有相对于固定所述承载构件(2)的所述纵向方向呈角度的测量方向(L)。

16.根据权利要求1-3、5、8和11中任一项所述的方法，其中所述方法包括利用安装在所述绳索(1，1'，1”)内的无线通信单元(6)，从所述一个或多个应变仪(4，5)向外部接收器(7)发送测量数据。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述无线通信单元(6)为RFID单元。

18.根据权利要求1-3、5、8、11和17中任一项所述的方法，其中所述绳索(1，1'，1”)为安装在所述提升装置中的绳索(1，1'，1”)。

19.一种提升装置，包括绳索(1，1'，1”)，所述绳索(1，1'，1”)包括一个或多个承载构件(2)，所述承载构件(2)被定向成在所述绳索(1，1'，1”)的整个长度方向上与所述绳索(1，1'，1”)的纵向方向平行地延伸，其特征在于，电梯被构造成测量所述绳索(1，1'，1”)的承载构件(2)的一个或多个部分(A，B)的应变；并将所测量的所述绳索(1，1'，1”)的承载构件(2)的一个或多个部分(A，B)的应变与至少一个参考进行比较，其中所述提升装置被配置成执行根据权利要求1-18中任一项所述的方法。

20.根据权利要求19所述的提升装置，其中所述提升装置为电梯。

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