CN111183301A - 智能起重绳索 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种绳索健康监测系统和用于该绳索健康监测系统的绳索，其中所述绳索包括物体，即可远程检测、可读和可编程的识别ID标签，并且其中所述绳索监测系统包括‑所述绳索、‑沿着绳索的所述预定路径安装的至少一个ID标签读取器设备，以至少检测由至少一个ID标签提供并识别的所述各个绳索部分的身份、可选的历史健康状况和/或至少一个物理绳索参数，‑至少一个ID标签写入设备，以将所述各个绳索部分的新健康状况写入至少一个ID标签，‑至少一个装置，用于测量至少一种绳索操作参数，‑计算单元，其设置有数据，由此所述计算单元配备有如下算法，能够计算所述绳索的各个部分相对纵向定位，以及绳索的各个部分遭受的额外的一个或多个损坏；计算并记录绳索的各个部分的新健康状况；将绳索的各个部分的新健康状态存储在绳索的相应的可编程ID标签中。

Description

智能起重绳索
本发明涉及一种绳索，例如起重绳索，其包括加强构件，该加强构件包括包含高性能纱线的主股线，该绳索进一步包括间隔设置并沿着该加强构件的纵向尺寸分布的物体。本申请还涉及一种包括所述绳索的绳索监测系统。
从WO2017/153250、WO2016/059652和US7441464中已知包括沿加强构件的纵向尺寸间隔分布的物体的绳索以及绳索监测装置。
WO2107/153250描述了一种用于电梯设备的支撑装置，该支撑装置具有沿着该支撑装置布置的多个传感器。这些传感器被设计为确定支撑装置的局部物理特性并传递该物理信息以计算支撑装置的丢弃标准。
WO2016/059652描述了一种蠕变警报监测系统，其包括由合成纤维的加强构件形成的绳索，以及沿着该绳索的长度尺寸设置的多个空间上分离的远程可检测物体，由此监测连续的可远程检测物体之间的空间间隔的长度随着时间的变化，以警告过度蠕变导致蠕变破裂。
US 7441464描述了一种用于测量纤维绳中应变的应变仪传感器系统和方法，其中多个磁体沿纤维绳定义了各个标距。通过磁感应一对通过的磁体来检测各个标距长度的变化，由此放置在绳索中的磁体之间的ID标签可以被RF读取器检测到，以识别所测量的特定标距。
安装在起重设备(例如起重机)中的绳索会受到恶化因素的复杂影响，所述恶化因素例如为绳索的动态弯曲、张力和张力变化、压缩、剪切、温度和/或气候，从而对绳索造成损坏。此外，绳索的每个部分都受到其各自的一组因素的影响，因此遭受单独的损害。WO2016/059652和US 7441464中描述的方法通过绳索或绳索部分的伸长状态来观察绳索或绳索部分的损坏，其中关键的退役条件将仅基于断裂伸长率。尽管如此，断裂伸长率并不是绳索或绳索部分的绝对属性，因为它很大程度上取决于所承受的张力水平和张力持续时间。换句话说，承受高但短张力的绳索的断裂伸长率可能远低于承受较低但永久性张力的绳索的断裂伸长率，因此其他因素(例如温度)是该方程式的其他参数。因此，测量绳索的逐渐伸长率在预测绳索的最佳退役点方面用途有限。
持续需要提供改进的系统和方法，以监测起重设备的安全可靠性能，包括监测和识别所用绳索在使用中的最佳退役，从而提供对结构完整性损失的早期预警，以及在适当时加强那里的安全部署。
因此，本发明的目的是提供一种改进的监测系统和一种改进的绳索，用于监测起重设备的性能，包括监测和识别所用绳索在使用中的最佳退役，从而提供对即将到来的结构损失的早期预警。本发明的另一目的是提供一种监测系统和绳索，其允许对起重绳索进行预防性维护和修理。本发明的另一个目的是提供一种监控系统和绳索，即使在绳索的拆卸、存储、拼接和/或重新安装之后，该绳索也保持可靠。
这个目的通过如下绳索监测系统得以实现，所述绳索监测系统包括绳索，其中所述绳索包括作为可远程检测、可读和可编程的识别ID标签的物体，并且其中所述绳索监测系统包括至少一个配备有所述绳索的滑轮，其中所述绳索被虚拟分离成各个绳索部分，其中各个绳索部分设置有至少一个ID标签并由其标识，所述绳索沿着所述起重设备的预定路径并在所述至少一个滑轮上定位为承载绳索，
其中所述绳索监控系统包括
-所述绳索，
-沿着绳索的所述预定路径安装的至少一个ID标签读取器设备，以至少检测当沿着所述路径行进时由至少一个ID标签提供并识别的所述各个绳索部分的身份、可选的历史健康状况和/或至少一个物理绳索参数，
-沿着绳索的所述预定路径安装的至少一个ID标签写入设备，以在沿着所述路径行进时将所述各个绳索部分的新健康状况写入至少一个ID标签，
-至少一个装置，用于在所述绳索的至少一种操作期间测量至少一个绳索操作参数，
-计算单元，其具有如下数据，所述数据包括所述预定绳索路径几何形状、至少一个绳索操作参数、至少一个ID标签的身份和位置以及可选地相应绳索部分的历史健康状态，
由此所述计算单元配备有如下算法，能够
-基于所述数据，计算所述绳索的各个部分相对于所述起重设备的预定路径的相对纵向定位，以及在所述至少一个绳索操作参数下沿着所述路径行进时绳索的各个部分遭受的额外的一个或多个损坏，
-计算并记录绳索的各个部分的新健康状况，
-将绳索的各个部分的新健康状态适当地发送到相应的至少一个ID标签写入设备，以将绳索的各个部分的新健康状态存储在绳索的相应的至少一个可编程ID标签中。
根据本发明的绳索和绳索监测系统提供的优点在于，该监测系统不是基于宏观的绳索性能而是基于绳索的历史健康状况来识别退役或维护标准，由此该绳索本身包括含有虚拟绳索部分的所述历史健康状况的可编程的ID标签。这提供了进一步的优点，即可以根据所需的起重操作容易地更换装备起重装置的绳索。在为起重设备装备新或旧绳索时，该监控系统将读取嵌入的ID标签，以检测绳索的当前健康状况。此外，根据本发明的起重绳索的虚拟部分在安装或拆卸时可以被容易地分类，并且在相关的情况下，可以选择性地去除损坏的部分而不会丢失其余绳索部分的健康信息。因此，本发明的一个优选实施方式涉及包括ID标签的绳索和绳索监测装置，该ID标签包括对应的虚拟绳索部分的健康状况。
在本发明的上下文中，“起重设备”被理解为一种用于提升或降低负载的装置。起重设备可以进一步包括鼓或提升轮，绳索围绕其定位，作为其提升介质。可以通过吊钩将负载连接到起重机。起重设备的典型示例是起重机。
“滑轮”在本文中是指弯曲的表面，该弯曲的表面被用于用通过其边缘的张紧元件(即，绳索)使力偏转，该边缘可以是正或负槽或平坦边缘。术语“滑轮”在本文中包括轮子、辊子、滑轮组、滑靴、钻子、鼓、绞车，例如线轴或卷轴，可在其上缠绕上述张紧元件。
“识别(ID)标签”在本文中被理解为一种电子设备，该电子设备包括用于存储和处理信息的集成电路，并且可以以无线方式由其传输数字信息。这样的无线数字信息传输可以通过本领域已知的方式来执行，例如GSM、感应、蓝牙、wifi或射频调制。优选地，ID标签是射频识别(RFID)标签。RFID标签会调制和解调射频(RF)信号。ID标签可以进一步包括收集功率的装置，例如，来自入射读取器的信号，以及用于接收和传输信号的天线。在本发明的绳索中的ID标签可以是无源的(从附近的ID读取器的询问信号收集能量)、有源的(具有诸如电池的本地电源)或其组合。该标签是可远程检测的、可远程读取的以及通过ID标签读取器和写入器可远程编程的。在操作过程中，ID标签读取器传输信号以询问该标签。该ID标签接收询问，并以其标识和可选的其他信息作为响应。每个标签的标识都是唯一的，因此该系统可以区分可能位于ID标签读取器范围内的几个标签，并同时读取它们。该ID标签是可重复编程的，由此可以理解，可编程不仅仅是将唯一ID标签标识赋予各个ID标签，而是允许重复和/或增量存储其他信息，包括绳索或有关绳索部分的历史和当前健康状况等。因此，每个ID标签包括足以存储此类信息的数据存储容量，优选地，每个ID标签包括至少8KB、优选地至少64KB、并且最优选地至少512KB的可重复编程的存储容量。该ID标签沿绳索的加强构件的纵向尺寸间隔设置并分布。连续的ID标签之间的间隔长度可以相等或相差很大。本发明的一个优点是，监测系统能够适当地定位和计算不同长度的绳索部分，该不同长度由各个ID标签的间隔长度定义。两个连续的ID标签之间的典型距离可以取决于绳索的其他尺寸，由此更长和/或更粗的绳索通常将在ID标签之间具有更远的距离。连续的ID标签之间的间隔的优选长度在0.2至20m之间，更优选地在0.3至10m之间，并且最优选地在0.5至5m之间，由此两个连续的ID标签之间的距离被测量为所述ID标签的中心之间的距离。优选地，ID标签以基本恒定的间隔定位，其中所述间隔的长度优选地在0.5至10m的范围内。
在本发明的绳索中所包含的ID标签的数量可以广泛地变化并且取决于相应的绳索和绳索监测系统的使用。优选地，根据本发明的绳索包括至少10个、更优选地至少20个并且最优选地至少50个ID标签。
在本发明的上下文中，绳索是细长体，其长度远大于其横向尺寸，例如宽度、厚度或直径。根据本发明使用的绳索可以具有圆的、圆形或多边形或其组合的横截面。优选地，在起重操作中使用具有椭圆形横截面的绳索(也称为带)或具有圆形横截面的绳索。“绳索的直径”在此被理解为在绳索的横截面的外围上的两个相对的位置之间的最大距离。根据本发明使用的绳索的直径可以在较大的极限之间变化，例如，在从5毫米或更小的直径到200毫米甚至500毫米的直径之间变化。尽管不是限制因素，但是观察到，当所述绳索的所述直径为至少10mm，更优选为至少20mm，最优选为至少30mm时，起重绳索和监控系统运行最佳。
本发明的绳索的长度可以广泛地变化并且可以取决于绳索所用于的操作应用。绳索的长度可以为至少5米，优选为至少10米，更优选为至少20米，最优选为至少100m，由此绳索的最大长度没有特别的关系。可能地，绳索的长度是至多100km，优选地至多50km，更优选地至多10km。
根据本发明的绳索包括至少一个加强构件，该加强构件包括主股线，也被称为承载股线。在绳索制造工业中通常已知的是制造一种绳索结构，其中通过加捻或其他手段将包含纤维的纱线聚集成更大的绳索纱线，然后该绳索纱线被聚集以形成股线。股线可以通过铺设或编织绳索纱线来制成，或者可以包含平行纱线。优选地，本发明的绳索的股线承载由所述起重操作产生的至少一部分负载。股线可以以不同的方式组装以形成绳索的加强构件。优选地，加强构件是编织结构、铺设结构、筋线纱束(tendon yarn bundle)、合成链和/或条带。
绳索可以包括其他元件，例如基本上位于加强构件周围的保护罩。这种罩可以是针织的或编织的合成纤维罩和/或保护性涂层。
在本发明中，“主股线”是指当绳索被打开时遇到的第一股的那些股线。通常，这些是绳索的最外层股线，但也可以包括芯股线(如果存在)。主股线可以由另外的次级股线组成。
本发明的绳索的加强构件的股线，例如主股线，包含高性能纱线，该高性能纱线包括高性能纤维，在本文中也称为高韧性纤维。“纤维”在本文中被理解为细长体，其长度尺寸远大于宽度和厚度的横向尺寸。因此，术语“纤维”包括具有规则或不规则横截面的长丝、带子、条、带条、带等。纤维可以具有连续长度，在本领域中被称为长丝，或者具有不连续长度，在本领域中被称为短纤维。短纤维通常通过切割或拉断长丝来获得。用于本发明目的的纱线是包含至少2根纤维的细长体。
高性能纤维在本文中被理解为聚合物制成的纤维，所述聚合物选自聚酰胺和聚芳酰胺，例如聚(对亚苯基对苯二甲酰胺)(称为
Figure BDA0002440431090000061
)；聚(四氟乙烯)(PTFE)；聚{2,6-二咪唑并-[4,5b-4’,5’e]吡啶基-1,4(2,5-二羟基)亚苯基}(称为M5)；聚(对亚苯基-2,6-苯并双恶唑)(PBO)(称为
Figure BDA0002440431090000062
)；液晶聚合物(LCP)；聚(六亚甲基己二酰胺)(称为尼龙6,6),聚(4-氨基丁酸)(称为尼龙6)；聚酯，例如聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸丁二酯)和聚(1,4环己烯基二亚甲基对苯二甲酸酯)；聚乙烯醇；以及聚烯烃例如聚乙烯和/或聚丙烯的均聚物和共聚物。优选的高性能纤维是聚芳酰胺纤维和高高分子量或超高分子量聚乙烯(HMWPE或UHMWPE)纤维。优选地，HMWPE纤维是熔融纺丝的，而UHMWPE是凝胶纺丝的，例如，由DSM Dyneema，NL制造的纤维。
在一个优选的实施方式中，高性能纤维是UHMWPE纤维，更优选地是凝胶纺丝的UHMWPE纤维。优选地，存在于UHMWPE纤维中的UHMWPE具有至少3dl/g、更优选至少4dl/g、最优选至少5dl/g的特性粘度(IV)。优选地，所述IV为至多40dl/g，更优选至多30dl/g，更优选至多25dl/g。IV可以根据ASTM D1601(2004)在135℃下十氢化萘中测定，溶解时间为16小时，用2g/l溶液量的BHT(丁基化羟基甲苯)作为抗氧化剂，通过外推在不同浓度测得的粘度至零浓度。在许多出版物中描述了用于制造UHMWPE纤维的凝胶纺丝工艺的实例，包括WO01/73173A1、EP 1,699,954和在“Advanced Fiber Spinning Technology”，Ed.T.Nakajima，Woodhead Publ.Ltd(1994)，ISBN 185573 182 7。
高性能纱线可以具有高韧度和/或高强度。在本发明的上下文中，高性能纱线具有至少1.0N/Tex、优选至少1.2N/Tex、更优选至少1.5N/Tex、甚至更优选至少2.0N/Tex、还要更优选至少2.2N/Tex、最优选至少2.5N/tex的韧度。当高性能纱线是UHMWPE纱线时，所述UHMWPE纱线优选具有至少1.8N/Tex、更优选至少2.5N/Tex、最优选至少3.5N/Tex的韧度。优选地，高性能纱线的模量为至少30N/Tex，更优选为至少50N/Tex，最优选为至少60N/Tex。优选地，UHMWPE纱线的拉伸模量为至少50N/Tex，更优选为至少80N/Tex，最优选为至少100N/Tex。在本发明的上下文中，使用ASTM D885M中规定的复丝纱线来定义和确定拉伸强度和拉伸模量，使用500mm的纤维的标称长度，50％/min的十字头速度和“Fibre Grip D5618C”型号的Instron 2714夹具。模量被确定为0.3到1％应变之间的梯度。
包括高性能纱线的加强构件可以为绳索提供高强度。因此，本发明的实施方式涉及绳索和绳索监测系统，其中绳索具有至少0.50N/tex的韧度，优选地绳索具有至少0.60N/tex、更优选地至少0.70N/tex、甚至更优选0.80N/tex、最优选至少1.00N/tex的韧度。在本发明的另一个实施方式中，加强构件的韧度为至少0.9N/tex，优选至少1.1N/tex，更优选至少1.3N/tex，最优选至少1.3N/tex。
优选地，本发明的绳索具有高韧度和大直径。这些特征的组合为绳索提供了至少10kN、更优选至少50kN、最优选至少100kN断裂强度，也称为最大断裂载荷(MBL)。该MBL可以根据ISO 2307通过测试获得，其中将所述MBL除以绳索的纤度来计算绳索的韧性。
主股线可布置在一起以形成本发明的绳索的至少一个加强构件。可以通过铺设或编织股线或通过将单个股线平行捆扎来制成加强构件。在本发明的一个优选实施方式中，加强构件为铺设结构，优选地，所述铺设结构包括3、4、6或6+1个承载主股线。在本发明的另一优选实施方式中，至少一个加强构件为编织结构，优选地，所述编织结构包括6条、8条或12条主股线。编织或铺设结构的优点是在编织或铺设结构内可获得稳定的中央通道，以允许容纳ID标签。因此，在本发明的一个优选实施方式中，至少一个加强构件是编织结构，其中ID标签被放置在编织加强构件的承载股线之间而没有约束。优选地，ID标签被放置在编织加强构件结构的中心轴线上。观察到，根据本发明的绳索的这种结构易于通过将ID标签放置在加强构件内的适当位置由编织加强构件制造，从而允许关于各个ID标签之间的距离和位置具有很大的灵活性，其中该ID标签被没有约束地嵌入编织结构中，并且可以容易地被取出或重新定位在该编织结构中。在本发明的上下文中，“没有约束”被理解为，标签在没有进一步的附加装置的情况下就被放置了，使得可以仅通过打开编织物而不会破坏所述结构将其从结构中取出。可选地，可以通过诸如胶水、胶带等的固定装置将ID标签保持在分配的位置。
在一个替代性实施方式中，ID标签沿着细长承载元件的纵向尺寸以预定的间隔设置和分布。这种细长承载元件是与绳索和/或加强构件的长度基本相同的主体。通常，细长承载元件具有杆、棒或管的形状。承载元件可以例如是由热塑性材料制成的杆，由此ID标签被嵌入。热塑性材料可以是但不限于聚乙烯、聚丙烯或其任何共聚物，聚酰胺，聚酯和聚苯乙烯。细长承载元件可以位于本发明绳索的编织的或铺设加强构件内的中心，由此，至少一个加强构件的承载股线布置成围绕细长承载元件。可替代地，细长承载元件可以位于加强构件的主股线的编织或铺设结构内的中心，所述编织或铺设的承载股线将与其他主股线一起形成本发明的绳索的至少一个加强构件。本发明绳索的加强构件的这种优选构造具有如下优点：绳索可以更容易地由诸如承载元件和股线的预制单元构造，同时在构造具有所需强度和性能的绳索时仍提供足够的灵活性。可替代地，细长承载元件本身可以例如通过编织或铺设由包括本发明的高性能纤维的子股线制成，由此ID标签以适当的间隔定位在子股线结构内，一起形成加强构件结构的主股线。因此，本发明的一个优选实施方式是一种绳索，其中细长承载元件是或形成加强构件的主股线的一部分，或者其中细长承载元件形成加强构件的纵向芯部。在另一优选实施方式中，细长承载元件具有包括ID标签的编织结构。在替代的另一优选实施方式中，细长承载元件是包括ID标签的热塑性棒。
在本发明的一个优选实施方式中，所述绳索具有至少100m的长度，至少10mm的直径，至少0.8N/tex的韧度，至少10kN的最大断裂载荷，包括至少50个沿着编织加强构件的纵向尺寸分布的ID标签，其中间隔的长度基本相等，在0.5到5m之间的范围内。
在本发明的绳索监测系统中，绳索被虚拟分离成各个绳索部分。各个绳索部分可以具有基本相同的长度或沿着绳索的长度不同。虚拟绳索部分的长度基本上由各个ID标签之间的距离限定，由此虚拟绳索部分可以设置有一个或多个ID标签并由一个或多个ID标签标识。一个且同一ID标签可以识别一个以上的虚拟绳索部分，其中所述虚拟绳索部分是重叠的。每个由至少一个ID标签标识的虚拟绳索部分可以是绳索的重叠、相邻和/或离散的部分。虚拟绳索部分的长度可以在很大范围内变化，并且将取决于绳索的尺寸、ID标签之间的数量和距离及其用途。虚拟绳索部分的典型长度可以在0.2至20米之间，优选在0.3至10米之间，并且更优选在0.5至5米之间。对于每个虚拟绳索部分的ID标签的数量可以是一个或多个，优选一个。
在绳索监测系统的操作期间，绳索被定位为沿着起重设备的预定路径的承载绳索。所述路径包括至少一个滑轮，优选地，该路径包括2个或更多个滑轮。
根据本发明的绳索监测系统包括沿着绳索的预定路径安装的至少一个ID读取器设备。该ID标签读取器设备可以发射和接收射频信号以允许检测和识别至少一个ID标签。可选地，该ID标签可以将进一步的信息发送到ID读取器，例如先前编程的信息和/或测量参数。先前编程的信息可以是虚拟绳索部分的历史健康状态，所述测量参数可以是包括ID标签并由ID标签标识的各个绳索部分的物理绳索参数。
绳索监测系统还包括沿着绳索的预定路径安装的至少一个ID标签编程设备(也称为写入设备)。ID写入设备可以发射和接收射频信号以检测和识别至少一个特定的ID标签，随后将各个绳索部分的新健康状态写入至少一个ID标签。优选地，ID标签读取和ID标签写入设备被组合成单个ID标签读取器/写入器单元，由此可以顺序地或同时地执行读取和写入。
绳索监测系统优选地分别包括两个或更多个ID读取器和写入器，由此对于本领域技术人员显而易见的是，这样的ID标签读取器和/或写入器设备理想地沿着预定路径放置。优选地，两个或更多个ID标签读取器和/或写入器分布在预定路径上关键路径位置处。关键位置可以在绕线系统附近、在一个或多个滑轮附近，但是可以进一步是沿着预定绳索路径的可以安全地安装这种电气设备的任何位置。
在操作中，读取和写入设备需要识别有关的ID标签，并且从和/或朝向ID标签读取和/或写入相关信息。优选地，这样的过程在小于1秒、优选地小于0.1秒、并且更优选地小于0.01的时间范围内执行，由此，绳索监测系统将适合于至少2、优选地至少5、并且最优选地为至少10m/s的绳索速度。优选地，ID标签具有至少1Mbit/s、优选地5Mbit/s、更优选地10Mbit/s，并且最优选地至少25Mbit/s的写入速度。
绳索监测系统还包括至少一种在绳索的至少一种操作期间测量至少一个绳索操作参数的装置。“绳索操作参数”在本文中可以被理解为代表绳索操作时的条件的值，尤其是对绳索的寿命产生负面影响的操作条件。这样的操作条件可以是但不限于，与起重负荷有关的参数，诸如质量、加速度、振动，以及与起重操作有关的参数，诸如绳索的方向、速度、加速度、滑移、张力、压缩或扭转。可以在没有绳索监测系统的情况下将用于测量绳索操作参数的装置安装在起重设备上以用于其操作，或者可以针对本系统专门安装用于测量绳索操作参数的装置。因此，本发明的一个优选实施方式涉及一种绳索监测系统，其中至少一种用于测量至少一个绳索操作参数的装置检测以下一个或多个参数，该参数选自：起重载荷的质量、起重载荷的加速度、起重载荷的振动、绳索的操作方向、绳索的速度、绳索的加速度、绳索的打滑、对绳索的牵引力、对绳索的压力以及绳索的张力。
在本发明的一个优选实施方式中，可以通过基于物理绳索参数计算绳索的健康状况来进一步改善绳索监测。在本发明的上下文中，“物理绳索参数”被理解为这样的参数，该参数描述了可归因于沿着预定路径的绳索的一个或多个虚拟绳索部分的至少一种局部条件。这样的参数例如可以是辐射、环境温度或核心温度、扭转、剪切、张力和/或压缩以及湿度水平。所述物理绳索参数可以通过本领域中常用的手段来测量，由此所述手段可以沿着预定绳索路径与ID标签读取器和/或ID标签写入器集成或分开。所述装置也可以集成在绳索中，特别是在所述绳索中存在的一些或全部ID标签中，由此，各个物理绳索参数被单独发送或与其他ID标签读取器信息组合发送。因此，本发明的一个优选实施方式涉及一种绳索监测系统和绳索，该系统和绳索包括至少一个另外的用于测量至少一个虚拟绳索部分的物理绳索参数的装置。优选地，所述装置被集成在沿绳索的预定路径安装的至少一个ID读取器设备中，或者被集成在存在于绳索中的至少一个ID标签中。在本发明的另一优选实施方式中，至少一个物理绳索参数选自环境温度或芯部温度、剪切、扭转、张力、压缩和湿度水平。在一个替代性实施方式中，绳索不包括任何测量物理绳索参数的装置，由此沿着加强构件的纵向尺寸间隔地布置并分布的物体由可远程检测、可远程读取和可远程编程的识别标签组成。
绳索监测系统还包括计算单元。所述单元设置有如下数据，所述数据包括所述预定绳索路径几何形状、至少一个绳索操作参数、至少一个ID标签的身份和位置以及可选地相应绳索部分的历史健康状态和/或物理绳索参数。在本发明的上下文中，术语“设置有数据”是指，该数据以任何形式可供计算单元使用，例如算法的一部分，通过模拟或数字输入，以数据库的形式或独立数据点存储在易失性或非易失性存储器中，可从测量设备或辅助设备中检索。计算单元还配备有如下算法，该算法能够基于所述数据，计算关于所述起重设备的预定路径所述绳索的各个部分的相对纵向定位，以及在所述至少一个绳索操作参数和可选的物理绳索参数下沿着所述路径行进时绳索的各个部分遭受的额外的一个或多个损坏。基于对计算单元可用的数据，能够计算在所述至少一个绳索操作参数下沿着所述路径行进时由绳索的各个部分遭受的额外的一个或多个损坏，是在开发所述算法时通过对绳索造成破坏的参数和条件的深刻了解而实现的。所述算法计算并记录绳索的各个部分的新的健康状态。这种计算可以通过如下进行：在预定的时间或操作水平上针对每个这样的部分对绳索的各个虚拟部分的相应损坏递增地求和。
优选地，绳索的各个部分遭受的一个或多个损坏汇总为一个或多个参数，这些参数指示绳索的这些各个部分的剩余寿命。通常，各个绳索部分的剩余寿命表示为新绳索或绳索部分的完美状态的百分比，例如表示为100％。在起重设备的操作期间，本文所述的绳索监测系统将累积操作条件并计算由于绳索所经受的不同条件而遭受的各个损坏。特定部分的总体损坏可能会导致例如局部绳索寿命为50％，从而在其附近已经受到类似的张力历史但在滑轮上的通过次数较少的绳索部分可能具有80％的局部绳索寿命。可以在任何时候被检查绳索的各个剩余寿命，并且绳索的各个剩余寿命可以导致起重设备的适当调整，从而导致绳索的损坏曲线更加均匀，从而延长绳索的整体寿命。可替代地，可以以主要损坏绳索的特定部分的方式来使用起重设备，由此可以在预防性维护期间移除这些部分。作为另一优选实施方式，根据本发明的绳索监测系统包括计算单元，当绳索的至少一个虚拟部分的剩余寿命达到预定极限时，该计算单元提供警报信号。
一旦计算单元已经计算出绳索的至少一个虚拟部分的至少一个新的健康状态，则计算单元可以存储所述新的健康状态和/或可以将所述新的健康状态发送到对应的至少一个ID标签写入/编程设备用于将绳索的各个部分的新的健康状态存储在绳索的相应的至少一个可编程ID标签中。将虚拟绳索部分的新健康状况写入相应的ID标签的优势在于，除了可以用作各个绳索部分的健康状况的计算设备和潜在的外部存储设备之外，绳索本身还可以充当冗余存储器。绳索中存在健康状况会导致绳索管理更可靠。绳索可能更容易从起重设备上卸下，因此，卸下的绳索将沿其长度承载其健康历史。通过拼接或切割来减少绳索长度不会产生进一步的安全影响，因为在安装转换后的绳索时，绳索监测设备将从绳索本身中检索所有相关信息。此外，可以轻松地手工扫描存储中的绳索，并判断其对于特定用途的适合性。
附图的简要说明：
图1A是本发明的绳索1的俯视图，其示出了绳索和绳索的单个加强构件10。
图1B是本发明的绳索1的剖视图，其示出了加强构件10、虚拟绳索部分11以及其中嵌入的ID标签101。
图2是本发明的绳索监测系统的示意图。该绳索监控系统包括绳索1，绳索1被虚拟分隔成具有ID标签101的各个绳索部分11。ID标签读取器设备22和ID标签写入器设备24沿着绳索路径安装。计算单元28被连接到读取设备22和写入设备24以及被连接到测量绳索操作参数的装置26。
图3是配备有本发明的绳索监控系统的起重操作的示意图。绳索1配备有钩子，该钩子安装在滑轮21上并且缠绕在绞盘上，该绞盘代表用于测量操作期间绳索上的张力的装置26。沿着绳索的确定路径安装ID标签读取器/写入器22/24。图3中的绳索监测系统还包括用于测量物理绳索参数的装置27，例如温度计。

Claims (15)

1.一种用于起重设备的绳索(1)，所述绳索包括加强构件(10)，所述加强构件包括主股线，所述主股线包含具有如ASTM D885M中所规定的至少1.0N/Tex的韧度的高性能纱线，所述绳索还包括沿所述加强构件(10)的纵向尺寸间隔设置并分布的物体(101)，其特征在于，所述物体(101)是可远程检测、可读和可编程的识别ID标签。
2.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于，所述加强构件是编织结构、筋线纱束、铺设结构、合成链和/或条带。
3.根据权利要求1或2所述的绳索，其中，所述高性能纱线是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纱线。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的绳索，其中，所述加强构件是编织结构，并且其中，所述ID标签被定位成在编织的加强构件的主股线之间没有约束。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的绳索，其中，所述ID标签以预定的间隔设置并且沿着细长承载元件的纵向尺寸分布。
6.根据权利要求5所述的绳索，其中，所述细长承载元件是所述加强构件的主股线的一部分或形成所述加强构件的主股线的一部分，或者其中，所述细长承载元件形成所述加强构件的纵向芯部。
7.根据权利要求5或6所述的绳索，其中，所述细长承载元件具有包括所述ID标签的编织结构。
8.根据权利要求5或6所述的绳索，其中，所述细长承载元件是包括所述ID标签的热塑性棒。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的绳索，其中，所述绳索具有至少100m的长度，至少10mm的直径，至少0.8N/tex的韧度，至少10kN的最大断裂载荷(MBL)，至少50个沿着编织加强构件的纵向尺寸分布的ID标签，其中间隔的长度基本相等并且在0.5到5m之间的范围内。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的绳索，其中，所述远程可检测物体是被动和/或主动ID标签。
11.一种用于起重设备的绳索监测系统，所述绳索监测系统具有至少一个配备有前述权利要求中任一项所述的绳索(1)的滑轮(21)，其中所述绳索被虚拟分离成各个绳索部分(11)，其中各个绳索部分(11)设置有至少一个ID标签(101)并由其标识，所述绳索沿着所述起重设备的预定路径并在所述至少一个滑轮上定位为承载绳索，
其中所述绳索监控系统包括
-所述绳索(1)，其是前述权利要求中任一项的绳索，
-沿着绳索的所述预定路径安装的至少一个ID标签读取器(22)设备，以至少检测当沿着所述路径行进时由至少一个ID标签(101)提供并识别的所述各个绳索部分的身份、可选的历史健康状况和/或至少一个物理绳索参数，
-沿着绳索的所述预定路径安装的至少一个ID标签写入(24)设备，以在沿着所述路径行进时将所述各个绳索部分的新健康状况写入至少一个ID标签(101)，
-至少一个装置(26)，用于在所述绳索的至少一种操作期间测量至少一个绳索操作参数，
-计算单元(28)，其设置有如下数据，所述数据包括所述预定绳索路径几何形状、至少一个绳索操作参数、至少一个ID标签的身份和位置以及可选地相应绳索部分的历史健康状态，由此所述计算单元配备有如下算法，能够
-基于所述数据，计算关于所述起重设备的预定路径所述绳索的各个部分的相对纵向定位，以及在所述至少一个绳索操作参数下沿着所述路径行进时绳索的各个部分遭受的额外的一个或多个损坏，
-计算并记录绳索的各个部分的新健康状况，
-将绳索的各个部分的新健康状态适当地发送到相应的至少一个ID标签写入设备，以将绳索的各个部分的新健康状态存储在绳索的相应的至少一个可编程ID标签中。
12.根据权利要求11所述的绳索监测系统，包括至少一个另外的装置(27)，以测量至少一个虚拟绳索部分的物理绳索参数。
13.根据权利要求11或12所述的绳索监测系统，其中，测量至少一个绳索操作参数的所述至少一个装置(26)检测一个或多个参数，所述参数选自所述起重负载的质量、所述起重负载的加速度、所述起重负载的振动、所述绳索的操作方向、所述绳索的速度、所述绳索的加速度、所述绳索的打滑、对所述绳索的牵引力、对所述绳索的压力、所述绳索的张力、所述绳索的压缩和所述绳索的扭转。
14.根据权利要求11至13所述的绳索监测系统，其中，所述绳索的各个部分所遭受的一个或多个损坏被汇总成一个指示所述绳索的这些各个部分的剩余寿命的参数。
15.根据权利要求14所述的绳索监测系统，当所述绳索的至少一个虚拟部分的剩余寿命达到预定极限时，所述计算单元还提供警报信号。
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