CN109592526A - 一种电梯钢带检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电梯钢带检测装置，所述电梯至少包括导向轮和钢带，钢带的一端通过导向轮连接对重装置，还包括测量控制装置，所述导向轮的轴向上设有若干组凹槽，每组凹槽包括至少一个沿导向轮径向开设的凹槽，每个凹槽内设有一个应变片，各应变片的输出端通过旋转导电滑环连接至测量控制装置，导向轮的外壁还设有覆盖凹槽的盖板。本发明通过在导向轮中设置应变片，分析钢带作用在导向轮上的受力分布及各钢带之间的受力情况，只要钢带中任一股钢芯断丝数达到一定数量即可检测出来，同时可以判断钢带是否发生跑偏，相比于回路脉冲检测或者电磁检测，精度高，准确度高，可靠性高，抗干扰能力强，安装简单，同时成本更低，能实时监测保证电梯安全。

Description

一种电梯钢带检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及电梯维保技术领域，具体涉及一种电梯钢带检测装置及检测方法。
背景技术
随着电梯产业的蓬勃发展,越来越多的电梯采用曳引钢带来取代传统的钢丝绳作为电梯的曳引介质。曳引钢带由内部的一组固化的金属骨架和密实包裹于金属骨架外部的耐磨胶套所组成,在经过加工成形后达到所需的抗拉、柔韧和耐磨的复合性能。这种曳引钢带相对于传统的钢丝绳在重量和强度上具有明显的优势,因此在电梯系统中受到越来越多的关注和利用。
目前电梯使用最广泛的是曳引驱动，曳引驱动的传动关系如图1所示，电动机1与制动轮2、曳引轮3等组成曳引机，用于作为曳引驱动的动力源，钢带4一端通过曳引轮3连接轿厢7、另一端通过导向轮5连接对重装置6，电动机1转动时由于曳引轮3与钢带5之间的摩擦力，带动钢带5使轿厢7和对重装置6做相对运动，从而使得轿厢7在井道中沿轨道上下运行。
在电梯系统运行时,只有曳引钢带的金属骨架保持完好,始终连续，电梯承载复合带才能坚持最初设计的承载能力。与钢丝绳相比，曳引钢带内部钢芯由于不可直接通过肉眼观察,其检测一直是维保的一个难题。
公开号为CN205500489U的中国专利公开了一种电梯钢带检测装置，其技术方案是：底壳上方扣装有面壳，底壳上设置有检测部件放置腔，检测部件放置腔下侧的底壳上预设有多个钢带穿入孔，钢带穿入孔两侧的底壳上设置有紧固螺栓，检测部件放置腔内固定安装有检测部件，检测部件上设置有钢芯固定座，钢芯固定座位置与底壳上的钢带穿入孔的位置相匹配，检测部件上设置有多个钢芯指示灯和多个钢带指示灯，钢芯指示灯和钢带指示灯上方的面壳上预设有指示灯安装孔。该专利采用回路脉冲原理监测各钢芯是否存在物理断开，但是此方法只有在钢带中整股钢芯完全断裂时才能检测出来。
公开号为CN105675713A的中国专利公开了一种电梯曳引钢带无损检测装置及方法，所述检测装置的方案是：一种电梯曳引钢带无损检测装置，包括屏蔽壳体、基准磁场源、磁场传感器、差分放大电路、滤波电路、信号传输模块、计算机；其中，屏蔽壳体的左侧面和右侧面各开设有一个内外贯通的检测孔，且两个检测孔相互正对；基准磁场源的数目为两个；两个基准磁场源分别安装于屏蔽壳体的内腔左部和内腔右部，且两个基准磁场源产生的磁场场强相等、方向相同。该专利采用电磁检测方法，但该方法存在检测精度低，抗干扰能力差，准确性差等问题。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种电梯钢带检测装置，该装置过通过测量导向轮的应力，相比于回路脉冲检测或者电磁检测，精度高，准确度高，可靠性高，抗干扰能力强，安装简单，同时成本更低，能实时监测保证电梯安全
本发明还提供了一种采用上述电梯钢带检测装置进行检测的方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种电梯钢带检测装置，所述电梯至少包括导向轮和钢带，钢带的一端通过导向轮连接对重装置，还包括测量控制装置，所述导向轮的轴向上设有若干组凹槽，每组凹槽包括至少一个沿导向轮径向开设的凹槽，每个凹槽内设有一个应变片，各应变片的输出端通过旋转导电滑环连接至测量控制装置，导向轮的外壁还设有覆盖凹槽的盖板。
进一步地，凹槽的组数与钢带中钢芯的数量相同，且每组凹槽在导向轮轴向上的分布与钢带中钢芯的排布位置相对应。
进一步地，所述测量控制装置包括：
与应变片个数相同的电桥测量模块，分别连接于各应变片的输出端，用于将应变片的电阻变化转化为电压变化；
应变输入模块，与各电桥测量模块的输出端连接，用于对电桥测量模块的输出信号进行模数转换、放大和滤波；
设定模块，用于根据钢带参数设定钢带正常情况下的应力阈值；以及，
控制模块，用于将测得的应力值与设定的应力阈值相比较、对数据进行处理并作出相应的控制。
进一步地，所述测量控制装置还包括与控制模块的输出端连接的存储模块和报警装置。
本发明还公开了一种电梯钢带检测方法，包括如下步骤：
S1、各应变片实时测量钢带作用在导向轮上相应位置的应力，并将测量数据发送至测量控制装置；
S2、测量控制装置对同一条钢带上应变片检测到的应力与预先设定的应力阈值进行比较，若某个应变片测得的应力低于该条钢带应力阈值的90％，则判定该应变片所对应的钢带受损，并发出报警信号；若靠近钢带边缘处的一个或连续多个应变片测得的应力为0，则判定该一个或多个应变片所对应的钢带跑偏，并发出报警信号。
进一步地，所述步骤S1中，具体包括如下步骤：
S1.1、设定模块根据钢带参数设定钢带正常情况下的应力阈值；
S1.2、电桥测量模块将应变片的电阻变化转化为电压变化；
S1.3、应变输入模块对电桥测量模块的输出信号进行模数转换、放大和滤波；
S1.4、经步骤S1.3处理后的输出信号发送至控制模块。
进一步地，所述步骤S2中，具体包括如下步骤：
S2.1、控制模块对同一条钢带上应变片检测到的应力与预先设定的应力阈值进行比较；
S2.2、若某个应变片测得的应力低于该条钢带的应力阈值的90％，则判定该条钢带受损，控制模块驱动报警装置发出报警信号；
S2.3、若靠近钢带边缘处的一个或连续多个应变片测得的应力为0，则判定该一个或多个应变片所对应的钢带跑偏，控制模块驱动报警装置发出报警信号。
进一步地，所述步骤S2之后，还包括步骤S3：测量控制装置还对步骤S2中所述某个应变片测得的应力与同一部电梯内其他钢带上应变片检测到的应力进行比较，若步骤S2中所述某个应变片测得的应力亦低于其他钢带的上应变片测得的应力，则进一步判定该应变片所对应的钢带受损。
进一步地，所述步骤S2和步骤S3中，还将应变片测得的应力数据和比较结果存储。
进一步地，所述步骤S2中，应变片测得的应力与设定的应力阈值之间的差值越大，则该应变片对应的钢带受损程度越严重。
本发明的有益效果是：
本发明通过在导向轮中设置应变片，分析钢带作用在导向轮上的受力分布及各钢带之间的受力情况，只要钢带中任一股钢芯断丝数达到一定数量即可检测出来，同时可以判断钢带是否发生跑偏，并且本发明通过测量导向轮的应力，相比于回路脉冲检测或者电磁检测，精度高，准确度高，可靠性高，抗干扰能力强，安装简单，同时成本更低，能实时监测保证电梯安全。
附图说明
图1为现有电梯系统中曳引驱动的传动关系示意图。
图2为本发明实施例1所述导向轮的主视结构示意图。
图3为本发明实施例1所述导向轮的侧视结构示意图
图4为本发明实施例1所述测量控制装置的原理框图。
图5为本发明实施例1所述直流电桥的电路图。
图中，1、导向轮，11、凹槽，12、通道，2、盖板，3、应变片，4、旋转导电滑环，5、测量控制装置，51、控制模块，52、电桥测量模块，53、应变输入模块，54、设定模块，55、存储模块，56、报警装置。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
实施例1、
本实施例所述的一种电梯钢带检测装置，所述电梯至少包括导向轮1和钢带，钢带的一端通过导向轮1连接对重装置。由于钢带作用在导向轮1上，给导向轮1一定的压力，通过测量钢带作用在导向轮1上的压力就可以得知钢带是否受损，为此，我们对导向轮1做了一定的改进，并设计了一款测量控制装置来测量钢带作用在导向轮1上的压力。
本实施例的改进之处在于，如图2和3所示，在所述导向轮1的轴向上设有若干组凹槽，每组凹槽包括至少一个沿导向轮径向开设的凹槽11，本实施例优选每组凹槽包括4个且均布环绕于导向轮1的周向，每个凹槽11内设有一个应变片3，所述应变片3粘贴在凹槽11内且与凹槽11的朝向一致，均朝向导向轮1的径向，当钢带作用在导向轮1上，给导向轮1一定的压力使导向轮1产生微小变形，这时，设于导向轮1上的应变片也发生一定形变，为了将此形变量化，本实施例还设计了一款测量控制装置5，各应变片3的输出端通过旋转导电滑环4连接至测量控制装置5，通过所述测量控制装置5对其形变进行测量、比对并作出相应的控制。
进一步地，为了保护应变片3，所述导向轮1的外壁还设有覆盖凹槽的盖板2。
进一步地，所述导向轮1内还设有将同一条轴线上的若干个凹槽11连通的通道12，本实施例中，通道12为4个，所述通道12是为了供同一条轴线上若干个凹槽内应变片的电线走线。
本实施例中，凹槽的组数与钢带中钢芯的数量相同，且每组凹槽在导向轮1轴向上的分布与钢带中钢芯的排布位置相对应，这样使得钢带中钢芯与设置于凹槽内的应变片的组数一一对应，以确保钢带中每个钢芯都被检测到。
本实施例中，如图4所示，所述测量控制装置5包括：电桥测量模块52、应变输入模块53、设定模块54和控制模块51。所述电桥测量模块52的数量与应变片3个数相同，每个电桥测量模块52分别连接于各应变片3的输出端，用于将应变片3的电阻变化转化为电压变化；所述应变输入模块53与各电桥测量模块52的输出端连接，用于对电桥测量模块的输出信号进行模数转换、放大和滤波，相应地，应变输入模块53包括模数转换模块、放大模块和滤波模块；所述设定模块54用于根据钢带参数设定钢带正常情况下的应力阈值；所述控制模块51用于将测得的应力值与设定的应力阈值相比较、对数据进行处理并作出相应的控制。
进一步地，所述测量控制装置5还包括与控制模块51的输出端连接的存储模块55和报警装置56，所述存储模块55用于存储数据和比对结果，所述报警装置56用于在钢带受损时通过控制模块51控制其发出报警信号。
本实施例中，钢带作用在导向轮1上使得应变片3产生微小形变，形变引起的电阻在数值上变化很小，需要采用高精度的测量电路，本实施例采用半桥单臂电桥测量模块52。所述电桥测量模块52为直流电桥电路，如图5所示，由4个电阻R1、R2、R3、R4组成四个桥臂；A、C为供桥端，接电压为Usr的直流电源；B、D为输出端。根据戴维宁定律算出流经电流表的电流，从而得出下式：
式中，K为应变片灵敏度，ε为应变片的应变量。
实施例2、
本实施例公开了一种通过实施例1所述电梯钢带检测装置实现的检测方法，包括如下步骤：
S1、各应变片3实时测量钢带作用在导向轮1上相应位置的应力，并将测量数据发送至测量控制装置5。
S2、测量控制装置5对同一条钢带上应变片3检测到的应力与预先设定的应力阈值进行比较，若某个应变片3测得的应力低于该条钢带应力阈值的90％，则判定该应变片3所对应的钢带受损，钢带受损时，测得的应力一般不会低至0，并发出报警信号，这一步已经可以判定钢带受损。
为了进一步确定步骤S2所述的钢带受损，所述步骤S2之后，还包括步骤S3：测量控制装置5还对步骤S2中所述某个应变片3测得的应力与同一部电梯内其他钢带上应变片检测到的应力进行比较，若步骤S2中所述某个应变片3测得的应力亦低于其他钢带的上应变片测得的应力，则进一步判定该应变片3所对应的钢带受损。
若靠近钢带边缘处的一个或连续多个应变片测得的应力为0，则判定该一个或多个应变片所对应的钢带跑偏，并发出报警信号。
本实施例，所述步骤S1中，具体包括如下步骤：
S1.1、设定模块54根据钢带参数设定钢带正常情况下的应力阈值；
S1.2、电桥测量模块52将应变片3的电阻变化转化为电压变化；
S1.3、应变输入模块53对电桥测量模块52的输出信号进行模数转换、放大和滤波；
S1.4、经步骤S1.3处理后的输出信号发送至控制模块51。
所述步骤S2中，具体包括如下步骤：
S2.1、控制模块51对同一条钢带上应变片3检测到的应力与预先设定的应力阈值进行比较；
S2.2、若某个应变片3测得的应力低于该条钢带的应力阈值的90％，则判定该条钢带受损，控制模块51驱动报警装置56发出报警信号；
S2.3、若靠近钢带边缘处的一个或连续多个应变片3测得的应力为0，则判定该一个或多个应变片所对应的钢带跑偏，控制模块51驱动报警装置56发出报警信号。
本实施例中，所述步骤S2和步骤S3中，还将应变片3测得的应力数据和比较结果存储至存储模块55。
本实施例中，所述步骤S2.2中，应变片3测得的应力与设定的应力阈值之间的差值越大，则该应变片3对应的钢带受损程度越严重，例如某个应变片3测得的应力低于该条钢带的应力阈值的50％，那么该应变片3对应的钢带比低于应力阈值90％的钢带受损严重，以此类推。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电梯钢带检测装置，所述电梯至少包括导向轮和钢带，钢带的一端通过导向轮连接对重装置，其特征在于，还包括测量控制装置，所述导向轮的轴向上设有若干组凹槽，每组凹槽包括至少一个沿导向轮径向开设的凹槽，每个凹槽内设有一个应变片，各应变片的输出端通过旋转导电滑环连接至测量控制装置，导向轮的外壁还设有覆盖凹槽的盖板。
2.根据权利要求1所述的电梯钢带检测装置，其特征在于，凹槽的组数与钢带中钢芯的数量相同，且每组凹槽在导向轮轴向上的分布与钢带中钢芯的排布位置相对应。
3.根据权利要求1或2所述的电梯钢带检测装置，其特征在于，所述测量控制装置包括：
与应变片个数相同的电桥测量模块，分别连接于各应变片的输出端，用于将应变片的电阻变化转化为电压变化；
应变输入模块，与各电桥测量模块的输出端连接，用于对电桥测量模块的输出信号进行模数转换、放大和滤波；
设定模块，用于根据钢带参数设定钢带正常情况下的应力阈值；以及，
控制模块，用于将测得的应力值与设定的应力阈值相比较、对数据进行处理并作出相应的控制。
4.根据权利要求3所述的电梯钢带检测装置，其特征在于，所述测量控制装置还包括与控制模块的输出端连接的存储模块和报警装置。
5.一种电梯钢带检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、各应变片实时测量钢带作用在导向轮上相应位置的应力，并将测量数据发送至测量控制装置；
S2、测量控制装置对同一条钢带上应变片检测到的应力与预先设定的应力阈值进行比较，若某个应变片测得的应力低于该条钢带应力阈值的90％，则判定该应变片所对应的钢带受损，并发出报警信号；若靠近钢带边缘处的一个或连续多个应变片测得的应力为0，则判定所述该一个或多个应变片所对应的钢带跑偏，并发出报警信号。
6.根据权利要求5所述的电梯钢带检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，具体包括如下步骤：
S1.1、设定模块根据钢带参数设定钢带正常情况下的应力阈值；
S1.2、电桥测量模块将应变片的电阻变化转化为电压变化；
S1.3、应变输入模块对电桥测量模块的输出信号进行模数转换、放大和滤波；
S1.4、经步骤S1.3处理后的输出信号发送至控制模块。
7.根据权利要求6所述的电梯钢带检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，具体包括如下步骤：
S2.1、控制模块对同一条钢带上应变片检测到的应力与预先设定的应力阈值进行比较；
S2.2、若某个应变片测得的应力低于该条钢带的应力阈值的90％，则判定该条钢带受损，控制模块驱动报警装置发出报警信号；
S2.3、若靠近钢带边缘处的一个或连续多个应变片测得的应力为0，则判定该一个或多个应变片所对应的钢带跑偏，控制模块驱动报警装置发出报警信号。
8.根据权利要求5-7任一项所述的电梯钢带检测方法，其特征在于，所述步骤S2之后，还包括步骤S3：测量控制装置还对步骤S2中所述某个应变片测得的应力与同一部电梯内其他钢带上应变片检测到的应力进行比较，若步骤S2中所述某个应变片测得的应力亦低于其他钢带的上应变片测得的应力，则进一步判定该应变片所对应的钢带受损。
9.根据权利要求8所述的电梯钢带检测方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中，还将应变片测得的应力数据和比较结果存储。
10.根据权利要求5-7任一项所述的电梯钢带检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，应变片测得的应力与设定的应力阈值之间的差值越大，则该应变片对应的钢带受损程度越严重。
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