CN109374725A - 一种电梯钢带电磁无损检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯钢带电磁无损检测方法及装置，其中，所述检测方法包括安装励磁回路、安装检测单元、安装多个感应单元和检测；所述检测装置包括励磁回路、检测单元、多个感应单元、装置主体和端盖。本发明相对于传统钢丝绳检测，无需磁轭，传感器布置及接线方便，体积小，重量轻，检测精度高；可区分缺陷具体出现在哪一根钢丝绳上，实现精确的定位检测；本发明可用于电梯钢带在线检测，也适用于出厂检测和使用过程中钢丝绳的定期检测。

Description

一种电梯钢带电磁无损检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电磁检测技术领域，尤其是一种电梯钢带电磁无损检测方法及装置，适用于多根并排细长铁磁性构件损伤检测，电梯钢带无损检测等应用领域。

背景技术

复合钢带作为一种新的电梯传动和承载构件，其高曳引力和高柔韧性让主机体积较传统电梯产品主机体积大大缩小；复合钢带的重量更轻，较传统钢丝绳所含的钢丝根数更多，更加加固耐用，使用寿命更长；并且采用复合钢带可有效的减少电梯运行时的震动和噪声。多家电梯厂商也在逐渐采用并推广复合钢带在电梯中的使用。

但复合钢带表面覆盖有聚氨酯等耐磨塑胶材料，在使用过程中，如果内部钢丝绳出现翘丝、断裂、错位、变细等缺陷时，无法用过肉眼识别，影响电梯使用安全。如果在出厂时内部钢丝绳就存在潜在缺陷，容易划破表面橡胶材料，更容易引起事故的发生。因此电梯复合钢带的损伤检测对电梯的安全运行有着十分重要的作用。该专利基于电磁检测，对复合钢带内部钢丝绳的断丝、翘丝、断裂、错位、变细等缺陷进行检测。

发明内容

为解决背景技术中提到的一个或多个不足，我们提出了一种电梯钢带电磁无损检测方法及装置。

本发明首先提供一种电梯钢带电磁无损检测方法，包括以下步骤：

S1,安装励磁回路：在待测钢带的上侧设置第一磁铁、第二磁铁，并在待测钢带的下侧，与第一磁铁、第二磁铁处于相同轴向位置上设置第三磁铁、第四磁铁；第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁的充磁方向均垂直于待测钢带的长度方向，第一磁铁、第二磁铁充磁方向相反，第三磁铁、第四磁铁充磁方向相反，第一磁铁、第三磁铁充磁方向相反，所述第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁组成励磁回路；

S2,安装检测单元：在第一磁铁、第二磁铁中间设置第一检测电路板，在第三磁铁、第四磁铁中间设置第二检测电路板，第一检测电路板与第二检测电路板组成检测单元；

S3,安装多个传感单元：在第一检测电路板的下方、待测钢带的正上方设置多个第一传感器，保证处于待测钢带内的每根钢丝绳的正上方至少有一个第一传感器；在第二检测电路板的上方、待测钢带的正下方设置多个第二传感器，保证处于待测钢带内的每根钢丝绳的正下方至少有一个第二传感器，各对应同一钢丝绳的第一传感器、第二传感器组成一个传感单元；

S4, 检测：所述励磁回路将待测钢带内的多根钢丝绳励磁到近饱和状态，各传感单元对各根钢丝绳的内外部进行缺陷检测，所述检测单元对各传感单元输出进行采样，根据缺陷输出信号最大的传感器所在位置，定位缺陷具体在哪一根钢丝绳上，根据信号大小判断缺陷大小。

作为本发明的进一步改进，所述检测单元包括模拟数字转换器ADC和微控单元MCU，模拟数字转换器ADC对多个传感单元的信号进行采集，由微控单元MCU进行信号处理后，最终输出缺陷信息。

作为本发明的进一步改进，所述传感单元包括霍尔传感器、磁阻传感器、巨磁阻传感器、隧道磁电阻传感器、磁通门传感器和感应线圈。

作为本发明的进一步改进，各第一传感器粘贴在第一检测电路板的正下方，各第二传感器粘贴在第二检测电路板的正上方。

本发明的另一个目的是提供一种电梯钢带电磁无损检测装置，包括

励磁回路：在待测钢带的上侧设置第一磁铁、第二磁铁，并在待测钢带的下侧，与第一磁铁、第二磁铁处于相同轴向位置上设置第三磁铁、第四磁铁，第一磁铁、第二磁铁充磁方向相反，第三磁铁、第四磁铁充磁方向相反，第一磁铁、第三磁铁充磁方向相反，所述第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁组成励磁回路；

检测单元：在第一磁铁、第二磁铁中间设置第一检测电路板，在第三磁铁、第四磁铁中间设置第二检测电路板，第一检测电路板与第二检测电路板组成检测单元；

多个传感单元：在第一检测电路板的下方、待测钢带的正上方设置多个第一传感器，保证处于待测钢带内的每根钢丝绳的正上方至少有一个第一传感器；在第二检测电路板的上方、待测钢带的正下方设置多个第二传感器，保证处于待测钢带内的每根钢丝绳的正下方至少有一个第二传感器，各对应同一钢丝绳的第一传感器、第二传感器组成传感单元；

还包括装置主体和端盖：所述装置主体包括从前到后贯穿装置主体的待测钢带接入口，从右到左排列的4个磁铁接入口，处于4个磁铁接入口中间的2个检测电路板接入口，以及2个分别贯穿装置主体上侧壁、下侧壁的检测电路板对外接口；所述端盖从右到左覆盖在装置主体上并将4个磁铁接入口和2个检测电路板接入口密封。

作为本发明的进一步改进，所述装置主体的右端四个侧面设有螺丝孔和凹槽，所述端盖的左端四个侧面设有带有通孔的舌片，将所述舌片插入凹槽内，并通过螺丝穿过螺丝孔、凹槽和舌片进行固定。

作为本发明的进一步改进，各第一传感器粘贴在第一检测电路板的正下方，各第二传感器粘贴在第二检测电路板的正上方。

作为本发明的进一步改进，所述传感单元包括霍尔传感器、磁阻传感器、巨磁阻传感器、隧道磁电阻传感器、磁通门传感器和感应线圈。

与现有技术相比，本发明的检测方法和装置具有以下有益效果：

（1）励磁回路中无需磁轭，在结构上得到了简化的同时，不影响检测效果；

（2）励磁回路仅需四块磁铁，将多根钢丝绳励磁到近饱和状态，可实现对内、外部缺陷的检测；

（3）多个传感器布置在被测钢带上下两侧，通过检测单元对传感器信号进行分析，可区分缺陷具体出现在哪一根钢丝绳上，实现精确的定位检测；

（4）装置小巧轻便，可手持检测也可固定安装检测。

通过以上4点可实现对电梯钢带的无损检测，相对于传统钢丝绳检测，无需磁轭，传感器布置及接线方便，体积小，重量轻，检测精度高，本发明可用于电梯钢带在线检测，也适用于出厂检测和使用过程中钢丝绳的定期检测。

附图说明

图1是本发明提供的一种电梯钢带电磁无损检测方法的原理示意图。

图2是本发明的提供的一种电梯钢带电磁无损检测方法应用于内部钢丝绳较多的待测钢带的使用状态图。

图3是本发明的提供的一种电梯钢带电磁无损检测方法应用于内部钢丝绳较少的待测钢带的使用状态图。

图4是本发明的提供的一种电梯钢带电磁无损检测装置的装置主体结构示意图。

图5是本发明的提供的一种电梯钢带电磁无损检测装置的端盖结构示意图。

附图标记说明：100- 待测钢带，200-钢丝绳，300-外层橡胶，400-电梯钢带无损检测装置，1-第一磁铁，2-第二磁铁，3-第三磁铁，4-第四磁铁，5-第一检测电路板，6-第二检测电路板，7-第一传感器，8-第二传感器，41-装置主体，42-待测钢带接入口，43-磁铁接入口，44-检测电路板接入口，45-检测电路板对外接口，46-端盖，47-螺丝孔，48-凹槽，49-舌片。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图及具体实施例对本发明进一步说明。

本发明适用于多根并排细长的铁磁性构件损伤检测，电梯钢带无损检测，下面以电梯钢带（特制复合钢带）为例进行说明。

如图1-3所示，待测钢带100中并排有多根的钢丝绳200，但待测钢带100表面覆盖有聚氨酯等耐磨塑胶材料（如图2、3所示，待测钢带100表面覆盖有外层橡胶300），在使用过程中，如果钢丝绳200出现翘丝、断裂、错位、变细等缺陷时，无法用过肉眼识别，影响电梯使用安全。如果在出厂时钢丝绳就存在潜在缺陷，容易划破表面橡胶材料，更容易引起事故的发生。因此电梯复合钢带的损伤检测对电梯的安全运行有着十分重要的作用。该专利基于电磁检测，对复合钢带内部钢丝绳的断丝、翘丝、断裂、错位、变细等缺陷进行检测。

实施例1

根据本发明所提供的检测方法的思想，设计构想如下：

（1）拟将待测钢带作为整体进行励磁，由于内部钢丝绳直径较细，不需要很大的励磁强度即可将内部钢丝绳励磁到近饱和状态，相比传统电磁检测，可以去掉磁轭的使用，为放置传感器的检测电路板预留更大的空间，并且方便数据输出引线的安装。

（2）如图1所示，磁铁充磁方向为垂直待测钢带的表面充磁，待测钢带上侧两个磁铁的充磁方向相反，下侧两个磁铁的充磁方向也相反，在待测钢带上下两侧处于相同轴向位置的两磁铁充磁方向相反。

（3）由于钢丝绳直径较小，排列密集并且间距小，由多根钢丝绳组成的待测钢带宽度并不大，传感器放置位置受限。并且由于钢丝绳较细，其漏磁微弱，根据仿真分析及实际测试，将传感器分别布置在被测钢带正上方和正下方，且保证每根钢丝绳上至少有一个传感器，传感器布置示意图如图3、4所示。在缺陷检测时，对每一个传感器输出进行采样，根据缺陷输出信号最大的传感器所在位置，可判定缺陷具体出现在对应的第几根钢丝绳上。

则本实施例提供的一种电梯钢带无损检测方法，具体步骤如下：

S1,安装励磁回路。

如图1所示，在待测钢带100的上侧设置第一磁铁1、第二磁铁2，并在待测钢带100的下侧，与第一磁铁1、第二磁铁2处于相同轴向位置上设置第三磁铁3、第四磁铁4；第一磁铁1、第二磁铁2、第三磁铁3、第四磁铁4的充磁方向均垂直于待测钢带100的长度方向，第一磁铁1、第二磁铁2充磁方向相反，第三磁铁3、第四磁铁4充磁方向相反，第一磁铁1、第三磁铁3充磁方向相反，第二磁铁2、第四磁铁4充磁方向相反，所述第一磁铁1、第二磁铁2、第三磁铁3、第四磁铁4组成励磁回路。

本步骤采用四个分体式磁铁形成励磁回路，将多根钢丝绳励磁到近饱和状态，以实现钢丝绳内、外部缺陷的检测；结构简单； 无需磁轭，简化励磁结构的同时，不影响检测效果。

S2,安装检测单元。

如图1-3所示，在第一磁铁1、第二磁铁2中间设置第一检测电路板5，在第三磁铁3、第四磁铁4中间设置第二检测电路板6，第一检测电路板5与第二检测电路板6组成检测单元。

所述检测单元包括模拟数字转换器ADC和微控单元MCU，模拟数字转换器ADC对多个传感单元的信号进行采集，由微控单元MCU进行信号处理后，最终输出缺陷信息。

S3,安装多个传感单元：如图2-3所示，在第一检测电路板5的下方、待测钢带100的正上方设置多个第一传感器7，保证处于待测钢带100内的每根钢丝绳200的正上方至少有一个第一传感器7；在第二检测电路板6的上方、待测钢带100的正下方设置多个第二传感器8，保证处于待测钢带100内的每根钢丝绳200的正下方至少有一个第二传感器8，各对应同一钢丝绳的第一传感器、第二传感器组成一个传感单元。

本实施例所采用的传感器包括但不限于霍尔传感器、磁阻传感器、巨磁阻传感器、隧道磁电阻传感器、磁通门传感器和感应线圈等等。

为了进一步减小体积，各第一传感器7粘贴在第一检测电路板5的正下方，各第二传感器8粘贴在第二检测电路板6的正上方。

S4, 检测：所述励磁回路将待测钢带100内的多根钢丝绳200励磁到近饱和状态，各传感单元对各根钢丝绳200的内外部进行缺陷检测，所述检测单元对各传感单元输出进行采样，根据缺陷输出信号最大的传感器所在位置，定位缺陷具体在哪一根钢丝绳上，根据信号大小判断缺陷大小。

实施例2

实施例1提供了一个电梯钢带电磁无损检测方法的原理框架和步骤，但在实际操作时候，为了使传感器布置及接线方便，可以设计如下的一种电梯钢带电磁无损检测装置。

根据本发明所提供的检测装置的思想，设计构想如下：

Step1：通过仿真设计磁铁大小和磁铁摆放间距，保证将每根钢丝绳励磁到近饱和状态；

Step2：为实现小缺陷的检测分辨，可选择灵敏度较高的磁检测传感器，设计检测电路，保证每根钢丝绳上至少有一个传感器；

Step3：根据磁铁尺寸和摆放位置以及检测电路结构设计检测装置；

Step4：将磁铁、检测电路置于检测装置中，待测钢带穿过上、下检测电路中间，检测装置和待测钢带相对运行开始进行检测；

Step5：对每一个传感器输出进行采样，根据缺陷输出信号最大的传感器所在位置，可定位缺陷具体在哪一根钢丝绳上，根据信号大小可判断缺陷大小。

则本实施例提供的一种电梯钢带无损检测装置400，包括：

励磁回路：如实施例1所述。

检测单元：如实施例1所述。

多个传感单元：如实施例1所述。

还包括：

装置主体41：包括从前到后贯穿装置主体的待测钢带接入口42，从右到左排列的4个磁铁接入口43，处于4个磁铁接入口43中间的2个检测电路板接入口44，以及2个分别贯穿装置主体上侧壁、下侧壁的检测电路板对外接口45。其中，待测钢带接入口42用于待测钢带的穿过，4个磁铁接入口43分别用于放置第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁，2个检测电路板接入口44分别用于放置第一检测电路板、第二检测电路板，至少保证每根钢丝绳的上下方分别有1个第一传感器、1个第二传感器。可直接将第一传感器粘贴在第一检测电路板的正下方，将第二传感器粘贴在第二检测电路板的正上方，一同置入检测电路板接入口44中。第一检测电路板、第二检测电路板通过检测电路板对外接口45与外界导通。

端盖46：所述端盖46从右到左覆盖在装置主体上并将4个磁铁接入口42和2个检测电路板接入口43密封。

进一步的设计，所述装置主体41的右端四个两侧面设有螺丝孔47和凹槽48，所述端盖42的左端四个侧面设有带有通孔的舌片49，将所述舌片49插入凹槽48内，并通过螺丝穿过螺丝孔47、凹槽48和舌片49进行固定，采用该技术方案，安装牢固并且容易拆卸。

采用实施例2的技术方案，该检测装置小巧轻便，可手持检测也可固定安装检测。

通过实施例1-2可以看出，本发明相对于传统钢丝绳检测，无需磁轭，传感器布置及接线方便，体积小，重量轻，检测精度高；可区分缺陷具体出现在哪一根钢丝绳上，实现精确的定位检测；本发明可用于电梯钢带在线检测，也适用于出厂检测和使用过程中钢丝绳的定期检测。

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 (8)

1.一种电梯钢带电磁无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1,安装励磁回路：在待测钢带的上侧设置第一磁铁、第二磁铁，并在待测钢带的下侧，与第一磁铁、第二磁铁处于相同轴向位置上设置第三磁铁、第四磁铁；第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁的充磁方向均垂直于待测钢带的长度方向，第一磁铁、第二磁铁充磁方向相反，第三磁铁、第四磁铁充磁方向相反，第一磁铁、第三磁铁充磁方向相反，所述第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁组成励磁回路；

S2,安装检测单元：在第一磁铁、第二磁铁中间设置第一检测电路板，在第三磁铁、第四磁铁中间设置第二检测电路板，第一检测电路板与第二检测电路板组成检测单元；

S3,安装多个传感单元：在第一检测电路板的下方、待测钢带的正上方设置多个第一传感器，保证处于待测钢带内的每根钢丝绳的正上方至少有一个第一传感器；在第二检测电路板的上方、待测钢带的正下方设置多个第二传感器，保证处于待测钢带内的每根钢丝绳的正下方至少有一个第二传感器，各对应同一钢丝绳的第一传感器、第二传感器组成一个传感单元；

S4, 检测：所述励磁回路将待测钢带内的多根钢丝绳励磁到近饱和状态，各传感单元对各根钢丝绳的内外部进行缺陷检测，所述检测单元对各传感单元输出进行采样，根据缺陷输出信号最大的传感器所在位置，定位缺陷具体在哪一根钢丝绳上，根据信号大小判断缺陷大小。

2.根据权利要求1所述的电梯钢带电磁无损检测方法，其特征在于，所述检测单元包括模拟数字转换器ADC和微控单元MCU，模拟数字转换器ADC对多个传感单元的信号进行采集，由微控单元MCU进行信号处理后，最终输出缺陷信息。

3.根据权利要求1所述的电梯钢带电磁无损检测方法，其特征在于，所述传感单元包括霍尔传感器、磁阻传感器、巨磁阻传感器、隧道磁电阻传感器、磁通门传感器和感应线圈。

4.根据权利要求1所述的电梯钢带电磁无损检测方法，其特征在于，各第一传感器粘贴在第一检测电路板的正下方，各第二传感器粘贴在第二检测电路板的正上方。

5.一种电梯钢带电磁无损检测装置，其特征在于，包括

励磁回路：在待测钢带的上侧设置第一磁铁、第二磁铁，并在待测钢带的下侧，与第一磁铁、第二磁铁处于相同轴向位置上设置第三磁铁、第四磁铁，第一磁铁、第二磁铁充磁方向相反，第三磁铁、第四磁铁充磁方向相反，第一磁铁、第三磁铁充磁方向相反，所述第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁组成励磁回路；

检测单元：在第一磁铁、第二磁铁中间设置第一检测电路板，在第三磁铁、第四磁铁中间设置第二检测电路板，第一检测电路板与第二检测电路板组成检测单元；

多个传感单元：在第一检测电路板的下方、待测钢带的正上方设置多个第一传感器，保证处于待测钢带内的每根钢丝绳的正上方至少有一个第一传感器；在第二检测电路板的上方、待测钢带的正下方设置多个第二传感器，保证处于待测钢带内的每根钢丝绳的正下方至少有一个第二传感器，各对应同一钢丝绳的第一传感器、第二传感器组成传感单元；

还包括装置主体和端盖：所述装置主体包括从前到后贯穿装置主体的待测钢带接入口，从右到左排列的4个磁铁接入口，处于4个磁铁接入口中间的2个检测电路板接入口，以及2个分别贯穿装置主体上侧壁、下侧壁的检测电路板对外接口；所述端盖从右到左覆盖在装置主体上并将4个磁铁接入口和2个检测电路板接入口密封。

6.根据权利要求5所述的电梯钢带电磁无损检测装置，其特征在于，所述装置主体的右端四个侧面设有螺丝孔和凹槽，所述端盖的左端四个侧面设有带有通孔的舌片，将所述舌片插入凹槽内，并通过螺丝穿过螺丝孔、凹槽和舌片进行固定。

7.根据权利要求5所述的电梯钢带电磁无损检测装置，其特征在于，各第一传感器粘贴在第一检测电路板的正下方，各第二传感器粘贴在第二检测电路板的正上方。

8.根据权利要求5所述的电梯钢带电磁无损检测装置，其特征在于，所述传感单元包括霍尔传感器、磁阻传感器、巨磁阻传感器、隧道磁电阻传感器、磁通门传感器和感应线圈。