CN109580728A - 缆索劣化检测 - Google Patents

Abstract

提供了用于检测多根钢丝缆索的劣化的方法。每根钢丝缆索在导电滑轮之上平行地延伸。钢丝缆索限定在钢丝缆索的一端和钢丝缆索与导电滑轮的接触点之间延伸的测量长度。该方法包括测量通过穿过两根钢丝缆索和导电滑轮的测量长度的导电路径的电阻，以及从测量的电阻检测钢丝缆索的劣化。

Description

缆索劣化检测

背景技术

本发明通常涉及缆索劣化检测。更具体地，本发明涉及用于检测钢丝缆索的劣化的劣化检测方法和装置。

受拉构件例如钢丝缆索或包含金属索线的涂覆的钢带用于在井道内向上和向下移动电梯轿厢。因为受拉构件的状态对电梯的操作的安全很重要，所以存在对受拉构件的劣化例如腐蚀、磨损、断线等的早期检测的需要。

受拉构件的劣化可随着时间的推移由电梯的正常操作引起。劣化的主要来源是当电梯在井道中向上和向下移动时受拉构件在滑轮周围的循环弯曲。受拉构件的劣化沿着受拉构件的长度通常是不均匀的，而更确切地集中于受拉构件的受到高程度或强度的弯曲循环的区域。

当钢丝缆索或金属索线的横截面积减小时，钢丝缆索或金属索线的一些电特性例如电阻或阻抗将改变。因此，可能基于受拉构件的电特性来检测受拉构件的劣化。目前存在使用基于电阻的检查方案来监测受拉构件的电阻的监测系统。

美国专利号7,123,030公开了被称为基于电阻的检查(RBI)的一个这样的系统，其使电阻的变化与涂覆的钢带的索线的横截面积的减小相关联。RBI系统在其两端处在电梯系统的固定点处固定到涂覆的钢带以监测在带中的每根索线的电阻。

然而，在例如上面的RBI系统中，索线需要被绝缘。包含在涂覆的钢带中的索线照惯例由电绝缘材料围绕。然而，目前仍然主要在电梯系统中、特别是在高层建筑物中使用的未涂覆的钢丝缆索不是绝缘的，不能使用这样的系统来被检查。此外，因为在RBI系统中监测整个索线长度的电阻，确定劣化的位置是不可能的。

通常通过目视检查和/或通过测量钢丝缆索的直径来确定未涂覆的钢丝缆索的劣化。通过目视检查来确定钢丝缆索的劣化非常难，且需要经验。它也花费很长时间，特别是在具有长的钢丝缆索的高层建筑物中。

鉴于上述和其它考虑因素，存在对用于检查特别是用于在电梯系统中使用的未涂覆的钢丝缆索的劣化检测装置的需要。此外，存在对以更有效的方式确定劣化的位置的需要。

发明内容

根据本发明的一个实施方案，提供了用于检测多根钢丝缆索的劣化的方法。每根钢丝缆索在导电滑轮之上平行地延伸。钢丝缆索限定在钢丝缆索的一端和钢丝缆索与导电滑轮的接触点之间延伸的测量长度。该方法包括测量通过穿过两根钢丝缆索和导电滑轮的测量长度的导电路径的电阻，以及从测量的电阻检测钢丝缆索的劣化。

根据本发明的另一实施方案，用于检测在导电滑轮之上平行地延伸的多根钢丝缆索的劣化的缆索劣化检测装置包括附着到钢丝缆索的一端的测量仪器，其用于测量包括两根钢丝缆索和导电滑轮的测量长度的多个导电路径的电阻。测量长度在钢丝缆索的一端和钢丝缆索与导电滑轮的接触点之间延伸。缆索劣化检测装置还包括用于从多个导电路径的测量的电阻确定每根钢丝缆索的电阻的控制器。

附图说明

图1是包括本发明的缆索劣化检测装置的电梯系统的示意图。

图2是图1所示的测量仪器、挂接组件、牵引滑轮和电梯系统的钢丝缆索的放大示意图。

图3A和3B是图1的电梯系统的示意图，电梯轿厢停在楼层处。

图4A是示出在电梯系统的安装之后执行的初始设置序列的流程图。

图4B是示出在电梯系统的正常操作期间执行的劣化检测序列的流程图。

图5A到5C是具有带有劣化部分的劣化钢丝缆索的图1的电梯系统的示意图。

详细描述参考附图作为例子来解释本发明的实施方案连同优点和特征。

具体实施方式

图1示意性示出示例电梯系统1的选定部分。电梯轿厢2通过多根钢丝缆索4连接到配重3。电梯轿厢2包括轿厢框架5和在轿厢框架5上支撑的操作室6。轿厢框架5包括底座5a、从底座5a垂直向上延伸的一对立柱5b和连接立柱5b的顶部的十字头5c。钢丝缆索4在由机器(未示出)驱动的牵引滑轮7之上延伸。例如，牵引滑轮7由导电材料例如钢组成。在牵引滑轮7和钢丝缆索4之间的牵引垂直地驱动电梯轿厢2和配重3通过井道8。电梯系统1的操作可由主控制器C控制。

在各种方面中，电梯系统部件的配置可与这个例子不同。换句话说，本发明不一定限于示例电梯系统配置或图示的特定部件。

电梯系统1还包括用于通过测量钢丝缆索4的电阻来检测其劣化的缆索劣化检测装置9。缆索劣化检测装置9包括与钢丝缆索4电通信的测量仪器10。测量仪器10布置在接近钢丝缆索4的端部的电梯轿厢2之上并连接到位于电梯轿厢2的顶部上的接线盒11。来自测量仪器10的数据经由接线盒11传输到主控制器C。

图2是测量仪器10、牵引滑轮7和钢丝缆索4的放大示意图。在这个例子中，钢丝缆索4包括六根缆索A、B、C、D、E、F。然而，缆索劣化检测装置9可与任何数量的钢丝缆索4一起被使用。钢丝缆索4由挂接组件12附着到轿厢框架5的十字头5c。挂接组件12包括用于终结每根钢丝缆索4的缆索挂接装置13和附着到缆索挂接装置13的传动拉杆14。传动拉杆14通过十字头5c中的开口16延伸，并经由传动拉杆弹簧15弹性地紧固到十字头5c。十字头5c通过位于传动拉杆14和开口16的表面之间以及十字头5c和传动拉杆弹簧15之间的绝缘材料17与传动拉杆14绝缘。

钢丝缆索A、B、C、D、E、F分别从挂接组件12向上延伸，且每个在端子a、b、c、d、e、f处连接到测量仪器10。钢丝缆索A、B、C、D、E、F进一步从测量仪器10向上延伸到牵引滑轮7，并在接触点a′、b′、c′、d′、e′、f处接触牵引滑轮7。钢丝缆索A、B、C、D、E、F进一步在牵引滑轮7周围延伸，并在另一端处连接到配重3。牵引滑轮7和钢丝缆索A、B、C、D、E、F都不是绝缘的。

缆索劣化检测装置9使用牵引滑轮7作为导体来测量通过一对钢丝缆索4的电阻。更具体地，测量仪器10例如通过从a、b、c、d、e、f选择的一对端子来施加电流以测量包括第一钢丝缆索4、牵引滑轮7和第二钢丝缆索4的导电路径的电阻。通过钢丝缆索A和B的示例导电路径在图2中由箭头示出。

在示例实施方案中，例如三根相邻的钢丝缆索A、B、C和D、E、F每个形成用于测量的组。例如在包括钢丝缆索A、B、C的组中，测量仪器10测量通过路径a-a′-b′-b、b-b′-c′-c和a-a′-c′-c的电阻。通过加上路径a-a′-b′-b和路径a-a′-c′-c的电阻、减去路径b-b′-c′-c的电阻并使因而得到的电阻除以2，可得到钢丝缆索A的电阻、即路径a-a′的电阻。可以用类似的方式得到所有缆索4的电阻。在这个例子中，一组三根相邻的钢丝缆索4用于得到每根钢丝缆索4的电阻。然而，三根钢丝缆索4的任何组合可用于得到单独钢丝缆索4的电阻。

例如，当电梯轿厢停在每个楼层时，测量钢丝缆索4的电阻。正如常规的，当电梯轿厢2沿着井道8行进时，在牵引滑轮7和测量仪器10之间的距离改变。因此，有可能识别出钢丝缆索4的哪个部分被测量。通过在几个轿厢位置或几个楼层处测量钢丝缆索4的电阻，有可能确定钢丝缆索4的单独分段S的电阻，即有可能确定钢丝缆索4的哪个分段S被损坏。

例如参考图3A，其示出具有双绕缆索并进一步包括次级滑轮18的示意性电梯系统，钢丝缆索A的分段S1的电阻R_2A通过下面的方程来计算，其中R_2AB是当电梯轿厢位于楼层F2处时通过钢丝缆索A和B的电阻，R_2CA是当电梯轿厢位于楼层F2处时通过钢丝缆索A和C的电阻，以及R_2BC是当电梯轿厢位于楼层F2处时通过钢丝缆索B和C的电阻。分段S1对应于当电梯轿厢2位于楼层F2处时从测量仪器10到与牵引滑轮7的接触点的钢丝缆索4的长度。

R_2A＝R_2AB+R_2AC-R_2BC/2

在图3B中，电梯轿厢移动到楼层F1。在这个位置处，钢丝缆索A的分段S2的电阻R_12A通过下面的方程来计算，其中R_1AB是当电梯轿厢位于楼层F1处时通过钢丝缆索A和B的电阻，R_1AC是当电梯轿厢位于楼层F1处时通过钢丝缆索A和C的电阻，以及R_1BC是当电梯轿厢位于楼层F1处时通过钢丝缆索B和C的电阻。分段S2对应于当电梯轿厢2位于楼层F1处时从测量仪器10到与牵引滑轮7的接触点的钢丝缆索4的长度减去分段S1的长度。

R_12A＝(R_1AB+R_1AC-R_1BC)/2-(R_2AB+R_2AC-R_2BC)/2

以这种方式，可通过缆索劣化检测装置9来得到钢丝缆索4的多个分段S(每个对应于轿厢位置)的电阻。

图4A和4B示出由主控制器C执行来识别劣化的缆索/劣化的位置并向维修人员提供警报的序列的流程图。图4A示出在电梯系统1的安装之后执行的初始设置序列。在步骤101中，设置用于测量的轿厢位置和用于测量的缆索的组合。轿厢位置和缆索组合可由操作员输入。在这个实施方案中，轿厢位置对应于建筑物的每个楼层。然而，轿厢位置可以是在井道8中的任何地方，其中电梯轿厢2可以例如停在建筑物的每两个或三个楼层。在步骤102中，使用来自编码器的电梯位置信息来得到对于每个轿厢位置在牵引滑轮7和测量仪器10之间的距离。来自编码器的位置信息也用于识别电梯轿厢2的位置。

图4B示出在正常操作期间执行的劣化检测序列。在步骤111中，检查电梯轿厢2是否停在轿厢位置处。如果否，则步骤111重复，直到电梯轿厢2停在轿厢位置处。如果是，则在步骤112中测量在缆索4的所有组合中的电阻。接着，序列继续进行到步骤113，且检查电阻是否在所有轿厢位置处被测量。如果否，则序列返回到步骤111，且步骤111到113重复。

在电梯系统1的正常操作期间，电梯轿厢2将随机地停在轿厢位置例如由乘客输入的建筑物的楼层处。过了一会儿，将在所有轿厢位置处测量电阻，且序列将继续进行到步骤114。在步骤114中，基于用于测量的最初设置的轿厢位置和缆索组合、在牵引滑轮7和测量仪器10之间的距离以及在步骤112中使用例如上面解释的方程测量的电阻值来计算每个缆索的每个分段的电阻。

序列然后继续进行到步骤115并检查它是否是第一测量。如果是，则在步骤116中确定阈值且序列继续进行到步骤121并等待，直到时间t过去为止。在这个实施方案中，从第一组测量的电阻值中为每个缆索的每个分段确定阈值，使得阈值反映每个分段的实际长度和/或在所安装的钢丝缆索4中的差异。阈值可以是电阻值，其为大于最新安装的缆索的测量的电阻的预定百分比。每当更换钢丝缆索4时，可重新设置阈值。

在时间t过去后，序列将返回到开始，且步骤111到115将再次被执行。这次，它将不是第一测量，且步骤115将是否定的。因此，序列将继续进行到步骤117并检查每个分段的电阻是否大于相应的阈值。如果是，则在步骤118中识别劣化的缆索和劣化的位置，且在步骤119中将警报输出给维修人员。警报可包括特定的劣化缆索和那个缆索的劣化的位置的识别。

在步骤120中，检查警报是否被重置。警报继续，直到它被重置为止。一旦警报被重置，序列就继续进行到步骤121并等待，直到时间t过去为止。如果在步骤117中电阻不大于阈值，则序列继续进行到步骤121并等待，直到时间t过去为止。以这种方式，在电梯系统1的正常操作期间以有规律的时间间隔t重复地检查钢丝缆索4的劣化。时间间隔t可以是例如几天、几个星期或几个月。

图5A到5C示出具有带有劣化部分20的劣化钢丝缆索的示例电梯系统。在图5A中电梯轿厢2位于第三楼层处，在图5B中电梯轿厢2位于第二楼层处，以及在图5C中电梯轿厢2位于第一楼层处。轿厢位置和示例缆索分段S1、S2、S3对应于每个楼层。在图5A中，将测量分段S1的电阻。在图5B中，将测量分段S1加上S2的电阻，且然后将计算分段S2的电阻。在图5C中，将测量分段S1加上S2加上S3的电阻，且然后将计算分段S3的电阻。包括劣化部分20的分段S3将具有大于阈值的电阻，并将被识别为劣化的位置。

被提供这样的信息，维修人员可目视地检查和/或测量分段S3的直径并确定钢丝缆索4的更换是否是必要的。通过知道分段S包含劣化，可以更快地且以更有效的方式进行劣化部分20的识别，特别是在具有长钢丝缆索的高层建筑物中。

在这个实施方案中，当电梯轿厢2位于最下面的楼层处时，可以不在从配重3延伸到与牵引滑轮7的接触点的钢丝缆索4的部分中检测劣化。然而，它将不引起任何问题，因为在这个部分中的劣化是罕见的和不重要的。本发明的测量仪器10也可安装在配重3侧上以测量在配重3侧上的钢丝缆索4的电阻。

虽然仅关于有限数量的实施方案详细描述了本公开，应容易理解，本公开不限于这样公开的实施方案。更确切地，可修改本发明以合并直到此时未描述的但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、变更、替换或等效布置。此外，虽然描述了本发明的各种实施方案，应理解，本发明的方面可以只包括一些所述实施方案。因此，本发明不应被看作由前述描述限制，但只被所附权利要求的范围限制。

Claims (16)

1.一种用于检测多根钢丝缆索的劣化的方法，所述钢丝缆索中的每根在导电滑轮之上平行地延伸，所述钢丝缆索限定在所述钢丝缆索的一端和所述钢丝缆索与所述导电滑轮的接触点之间延伸的测量长度，所述方法包括：

测量通过穿过所述钢丝缆索中的两根和所述导电滑轮的所述测量长度的导电路径的电阻；以及

从所述测量的电阻检测所述钢丝缆索的劣化。

2.如权利要求1所述的方法，其中测量所述电阻包括对多个测量长度测量通过所述导电路径的电阻，所述测量长度响应于所述钢丝缆索或滑轮的移动而改变，以及

其中检测所述劣化包括检测从所述测量的电阻沿着所述钢丝缆索的劣化的位置。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述多根钢丝缆索包括至少三根钢丝缆索，所述方法还包括：

将所述多根钢丝缆索分组成一组三根钢丝缆索；

相对于在每组中的两根钢丝缆索的所有组合来测量通过所述导电路径的所述电阻；

从所述测量的电阻测量每根钢丝缆索的电阻值；以及

从所述电阻值检测所述劣化的钢丝缆索。

4.如权利要求3所述的方法，其中测量所述电阻包括对多个测量长度测量通过所述导电路径的所述电阻，所述测量长度响应于所述钢丝缆索或滑轮的移动而改变，

其中计算电阻值包括计算每根钢丝缆索的多个分段的电阻值；以及

其中检测所述劣化的钢丝缆索包括从所述电阻值检测所述劣化的钢丝缆索的劣化的位置。

5.如权利要求1所述的方法，其中检测所述劣化包括比较所述测量的电阻与阈值。

6.如权利要求5所述的方法，其中从新钢丝缆索的第一测量的电阻确定所述阈值。

7.如权利要求4所述的方法，其中检测劣化的位置包括比较所述电阻值中的每个与每根钢丝缆索的所述多个分段中的每个的相应阈值。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述钢丝缆索是用于提升电梯系统的电梯轿厢的提升缆索，并且所述电阻在所述电梯轿厢停在楼层处时被测量。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述电阻在所述电梯系统的正常操作期间被测量。

10.如权利要求1所述的方法，还包括当所述钢丝缆索的劣化被检测到时输出警报。

11.一种用于检测在导电滑轮之上平行地延伸的多根钢丝缆索的劣化的缆索劣化检测装置，包括：

测量仪器，其附着到所述钢丝缆索的一端，用于测量包括所述钢丝缆索中的两根和所述导电滑轮的测量长度的多个导电路径的电阻，所述测量长度在所述钢丝缆索的一端和所述钢丝缆索与所述导电滑轮的接触点之间延伸；以及

控制器，其用于从所述多个导电路径的所述测量的电阻确定每根钢丝缆索的电阻。

12.如权利要求11所述的缆索劣化检测装置，其中所述控制器从所述多个导电路径的所述测量的电阻确定每根钢丝缆索的每个分段的电阻值。

13.如权利要求11所述的缆索劣化检测装置，其中所述钢丝缆索和滑轮不是绝缘的。

14.如权利要求11所述的缆索劣化检测装置，其中所述钢丝缆索是用于提升电梯系统的电梯轿厢的提升缆索。

15.如权利要求14所述的缆索劣化检测装置，其中所述测量仪器位于电梯轿厢附近。

16.如权利要求14所述的缆索劣化检测装置，其中所述测量仪器位于配重附近。