CN112730600A - 一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电梯曳引钢带结构健康监测领域，特别是涉及一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法。一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，包括：磁路结构，包括主磁体、分别设于主磁体两侧的上导磁臂和下导磁臂；磁芯，设于上导磁臂或/和下导磁臂的上；霍尔传感器，设于磁芯的正下方或正上方。一种曳引钢带缺陷检测方法，包括以下步骤：S1、将电磁传感器半包围曳引钢带；S2、将位置编码器与电磁传感器进行电性相连；S3、供电；S4、对检测装置输出的结果进行判断。本发明提供了一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法，方便电梯检验机构和电梯维护保养单位不定期或长期对曳引钢带在线实时监测，实现曳引钢带断股缺陷的精确测量和定位。
Description
技术领域
本发明涉及电梯曳引钢带结构健康监测领域，特别是涉及一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法。
背景技术
为响应国家节能增效的政策，电梯技术也在不断地创新和发展，新技术、新材料、新工艺在电梯制造中正在逐步推广与应用，近年来越来越多的电梯制造企业采用曳引钢带代替传统的钢丝绳，市场占有率快速提升。曳引钢带通过与曳引轮之间的摩擦力驱动轿厢升降，且轿厢、人员和对重的全部重量由其承担，因此曳引钢带是电梯曳引系统中的关键部件。然而在电梯的升降过程中，曳引钢带除了正常磨损外还时常发生强度损失的问题，比如外部冲击、疲劳损伤、断股等，严重影响电梯正常运行。因此为了确保电梯曳引钢带始终处于安全可靠状态，需要采用合适的无损检测方法对曳引钢带进行状态监测，从而保障电梯的运行安全。
目前电梯曳引钢带断股缺陷的监测主要依赖于电梯供应商配套的基于电阻值异常监测的装置，将曳引钢带所有钢丝绳串联后施加DC 24V的检测电压，通过电阻值的大小确定其是否断股。由于电梯曳引钢带是新兴曳引媒介，缺乏像电梯钢丝绳检测及报废的相应标准，导致市面上没有能满足曳引钢带缺陷检测的便携式仪器或设备，电梯检验机构和电梯维护保养单位的一线人员对于曳引钢带的检验缺乏可操作性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法，方便电梯检验机构和电梯维护保养单位不定期或长期对曳引钢带在线实时监测，实现曳引钢带断股缺陷的精确测量和定位。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，包括：
磁路结构，包括主磁体、分别设于主磁体两侧的上导磁臂和下导磁臂；
磁芯，设于上导磁臂或/和下导磁臂之上；
霍尔传感器，设于磁芯的正下方或正上方；
所述磁路结构半包围曳引钢带、且磁芯的位置与曳引钢带内部钢丝绳位置相对应。
曳引钢带钢丝绳是电磁性材料，其材料的磁导率远大于空气，在磁场中起到聚磁的作用，当曳引钢带无断股时，磁路中磁通量通过时能将周围的磁力线聚集起来，从而使得检测位置气隙中的磁感应强度增大；而当曳引钢带断股时，即曳引钢带钢丝绳所在位置的磁导率接近于空气，起不到聚磁的作用，因此检测位置气隙中的磁感应强度没有得到增强。
在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：
所述主磁体设于上导磁臂与下导磁臂之间，该主磁体的上端部的顶面与上导磁臂的下表面相抵顶固定、且主磁体的下端部的底面与下导磁臂的上表面相抵顶固定，所述主磁体为永磁体、或磁芯和激励线圈的结合体。
所述曳引钢带的中心处设有钢丝绳，所述磁芯的位置与钢丝绳的位置相对应；所述钢丝绳至少设有两根，所述磁芯的数量与钢丝绳相同。
所述磁芯设于上导磁臂的下表面上，该磁芯为小型矩形结构。
所述钢丝绳由电磁性材料制成。
所述主磁体外围还包裹有激励线圈，该激励线圈用于提供对主磁体提供磁势。
所述磁芯设于上导磁臂之上时，所述霍尔传感器设于磁芯的正下方；所述磁芯设于下导磁臂之上时，所述霍尔传感器设于磁芯的正上方。
本发明还同时提供以下技术方案：
一种曳引钢带缺陷检测方法，包括以下步骤：
S1、将电磁传感器半包围曳引钢带；
S2、将位置编码器与步骤S1中的电磁传感器进行电性相连形成检测装置；
S3、对步骤S2连接完成后的检测装置进行供电；
S4、对步骤S3的检测装置输出的结果进行判断，若检测位置中的磁感应强度增强，则判断为曳引钢带无断股；若检测位置中的磁感应强度未增强，则判断为曳引钢带存在断股；
所述步骤S1中的电磁传感器适用上述的电磁传感器。
所述曳引钢带存在断股时，曳引钢带的钢丝绳所在位置的磁导率接近于空气。
与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
1、采用闭合磁路磁通量的变化直接监测曳引钢带中内部钢丝绳断股缺陷，无需将曳引钢带强磁磁化至饱和，采用弱磁磁化技术即可。
2、每个霍尔元件对应每股曳引钢带钢丝绳，缺陷检测灵敏度高，结合位置编码器输出的信号，能够实现曳引钢带断股缺陷的精确测量和定位。
3、采用直流电磁化的径向磁路结构，安装拆卸时无电磁吸力，操作简单，成本低廉。
附图说明
图1为本发明一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法的实施例一磁通密度分布图。
图2为本发明一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法的实施例一磁通密度模。
图3为本发明一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法的实施例二磁通密度分布图。
图4为本发明一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法的实施例二磁通密度模。
其中，主磁体1，导磁臂2，下导磁臂3，磁芯4，曳引钢带5，钢丝绳6，断股钢丝绳7。
具体实施方式
结合附图对本发明一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器及检测方法的具体方案具体实施例作进一步的阐述。
实施例一，一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，包括：
磁路结构，包括主磁体1、分别设于主磁体1两侧的上导磁臂2和下导磁臂3。
进一步地，主磁体1设于上导磁臂2与下导磁臂3之间，该主磁体1的上端部的顶面与上导磁臂2的下表面相抵顶固定，主磁体1的下端部的底面与下导磁臂3的上表面相抵顶固定。
其中，主磁体1为永磁体。
磁芯4，设于上导磁臂2之上。
进一步地，磁芯4设于上导磁臂2的下表面上，该磁芯4为小型矩形结构。
霍尔传感器，设于磁芯4的正下方。
磁路结构半包围曳引钢带5、且磁芯4的位置与曳引钢带5位置相对应。
进一步地，曳引钢带5的中心处设有钢丝绳6，磁芯4的位置与钢丝绳6的位置相对应。其中，钢丝绳6设有四根，磁芯4的数量与钢丝绳6相同。
其中，钢丝绳6由电磁性材料制成。
进一步地，适用于上述电磁传感器的一种曳引钢带缺陷检测方法，包括以下步骤：
S1、将电磁传感器半包围曳引钢带；
S2、将位置编码器与步骤S1中的电磁传感器进行电性相连形成检测装置；
S3、对步骤S2连接完成后的检测装置进行供电；
S4、对步骤S3的检测装置输出的结果进行判断，检测位置中的磁感应强度增强，则判断为曳引钢带无断股，如图1-2所示，图1中仅画出曳引钢带和钢丝绳处的磁力线。其中，磁感应强度分布曲线取自于曳引钢带正上方与磁芯4正下方中间位置曲线，其几何长度等于曳引钢带宽度。
实施例二，一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，包括：
磁路结构，包括主磁体1、分别设于主磁体1两侧的上导磁臂2和下导磁臂3。
进一步地，主磁体1设于上导磁臂2与下导磁臂3之间，该主磁体1的上端部的顶面与上导磁臂2的下表面相抵顶固定，主磁体1的下端部的底面与下导磁臂3的上表面相抵顶固定。
其中，主磁体1为磁芯和激励线圈的结合体。具体地，主磁体1外围还包裹有激励线圈，该激励线圈用于提供对主磁体1提供磁势。
磁芯4，设于下导磁臂3之上。
进一步地，磁芯4设于上导磁臂2的下表面上，该磁芯4为小型矩形结构。
霍尔传感器，设于磁芯4的正上方。
磁路结构半包围曳引钢带5、且磁芯4的位置与曳引钢带5位置相对应。
进一步地，曳引钢带5的中心处设有钢丝绳6，磁芯4的位置与钢丝绳6的位置相对应。其中，钢丝绳6设有四根，磁芯4的数量与钢丝绳6相同。
其中，钢丝绳6由电磁性材料制成。
一种曳引钢带缺陷检测方法，包括以下步骤：
S1、将电磁传感器半包围曳引钢带；
S2、将位置编码器与步骤S1中的电磁传感器进行电性相连形成检测装置；
S3、对步骤S2连接完成后的检测装置进行供电；
S4、对步骤S3的检测装置输出的结果进行判断，检测位置中的磁感应强度未增强，则判断为曳引钢带存在断股，曳引钢带存在断股时，曳引钢带的钢丝绳所在位置的磁导率接近于空气，如图3-4所示，存在断股钢丝绳7。其中，图3中仅画出曳引钢带和钢丝绳处的磁力线。
实施例三，一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，包括：
磁路结构，包括主磁体1、分别设于主磁体1两侧的上导磁臂2和下导磁臂3。
进一步地，主磁体1设于上导磁臂2与下导磁臂3之间，该主磁体1的上端部的顶面与上导磁臂2的下表面相抵顶固定，主磁体1的下端部的底面与下导磁臂3的上表面相抵顶固定。
其中，主磁体1为磁芯和激励线圈的结合体。
磁芯4，设于上导磁臂2和下导磁臂3之上。
进一步地，磁芯4设于上导磁臂2的下表面上，该磁芯4为小型矩形结构。
霍尔传感器设有两组，分别设于磁芯4的正上方和磁芯4的正下方。此时，两组霍尔传感器可配合使用，相互验证各自的输出结果，以保证结果更为精准。
磁路结构半包围曳引钢带5、且磁芯4的位置与曳引钢带5位置相对应。
进一步地，曳引钢带5的中心处设有钢丝绳6，磁芯4的位置与钢丝绳6的位置相对应。其中，钢丝绳6设有四根，磁芯4的数量与钢丝绳6相同。
其中，钢丝绳6由电磁性材料制成。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，其特征在于包括：
磁路结构，包括主磁体、分别设于主磁体两侧的上导磁臂和下导磁臂；
磁芯，设于上导磁臂或/和下导磁臂之上；
霍尔传感器，设于磁芯的正下方或正上方；
所述磁路结构半包围曳引钢带、且磁芯的位置与曳引钢带位置相对应。
2.根据权利要求1所述的一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，其特征在于所述主磁体设于上导磁臂与下导磁臂之间，该主磁体的上端部的顶面与上导磁臂的下表面相抵顶固定、且主磁体的下端部的底面与下导磁臂的上表面相抵顶固定，所述主磁体为永磁体、或磁芯和激励线圈的结合体。
3.根据权利要求2所述的一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，其特征在于所述曳引钢带的中心处设有钢丝绳，所述磁芯的位置与钢丝绳的位置相对应；所述钢丝绳至少设有两根，所述磁芯的数量与钢丝绳相同。
4.根据权利要求3所述的一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，其特征在于所述磁芯设于上导磁臂的下表面上，该磁芯为小型矩形结构。
5.根据权利要求3所述的一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，其特征在于所述钢丝绳由电磁性材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，其特征在于所述主磁体外围还包裹有激励线圈，该激励线圈用于提供对主磁体提供磁势。
7.根据权利要求1所述的一种曳引钢带缺陷检测用的电磁传感器，其特征在于所述磁芯设于上导磁臂之上时，所述霍尔传感器设于磁芯的正下方；所述磁芯设于下导磁臂之上时，所述霍尔传感器设于磁芯的正上方。
8.一种曳引钢带缺陷检测方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将电磁传感器半包围曳引钢带；
S2、将位置编码器与步骤S1中的电磁传感器进行电性相连形成检测装置；
S3、对步骤S2连接完成后的检测装置进行供电；
S4、对步骤S3的检测装置输出的结果进行判断，若检测位置中的磁感应强度增强，则判断为曳引钢带无断股；若检测位置中的磁感应强度未增强，则判断为曳引钢带存在断股；
所述步骤S1中的电磁传感器适用如权利要求1-7中任一一项所述的电磁传感器。
9.根据权利要求8所述的一种曳引钢带缺陷检测方法，其特征在于所述曳引钢带存在断股时，曳引钢带的钢丝绳所在位置的磁导率接近于空气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210430 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |