CN116963985A - 用于提升设备的绳索的状况监测的装置 - Google Patents
用于提升设备的绳索的状况监测的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116963985A CN116963985A CN202180094277.3A CN202180094277A CN116963985A CN 116963985 A CN116963985 A CN 116963985A CN 202180094277 A CN202180094277 A CN 202180094277A CN 116963985 A CN116963985 A CN 116963985A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rope
- condition monitoring
- eddy current
- monitoring device
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 147
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 51
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 49
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 18
- 230000032798 delamination Effects 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 45
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 39
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B7/00—Other common features of elevators
- B66B7/12—Checking, lubricating, or cleaning means for ropes, cables or guides
- B66B7/1207—Checking means
- B66B7/1215—Checking means specially adapted for ropes or cables
- B66B7/123—Checking means specially adapted for ropes or cables by analysing magnetic variables
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B7/00—Other common features of elevators
- B66B7/12—Checking, lubricating, or cleaning means for ropes, cables or guides
- B66B7/1207—Checking means
- B66B7/1215—Checking means specially adapted for ropes or cables
- B66B7/1223—Checking means specially adapted for ropes or cables by analysing electric variables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/9006—Details, e.g. in the structure or functioning of sensors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于提升设备的绳索的状况监测的装置。根据本发明的用于提升设备的绳索(1)的状况监测的装置包括:一个或多个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、31、36、40、50),被放置在所述绳索(1)附近,用于生成时变磁场,并用于检测由所述绳索(1)中的涡流生成的次级磁场作为涡流检测数据;以及在线监测单元,其接收和利用所述涡流检测数据来对所述绳索(1)进行在线状况监测,其中至少一个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、36、40、50)包括:一个或多个印制电路板(41‑44、51‑54),其被放置在所述绳索(1)附近并且被布置在相对于由所述绳索(1)的相邻承载构件(3‑6)形成的平面的垂直方向上并且彼此平行(41‑44、51‑54),并且被布置在相对于所述绳索(1)的长度的平行方向上或在从平行方向转20度或更小角度的方向上,其中至少一个印制电路板(41)各自包括一个或多个涡流检查探头,所述一个或多个涡流检查探头中的每一个涡流检查探头包括在所述绳索(1)附近的两个励磁线圈(61、62)和/或感测线圈(61、62)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提升设备的绳索的状况监测的装置。所述提升设备优选地是用于运输乘客和/或货物的电梯。
背景技术
电梯通常包括电梯轿厢和对重,它们可在井道中垂直移动。这些电梯单元通过提升缆绳彼此互连。提升缆绳通常被布置成将电梯单元悬挂在驱动轮的相对侧上。为了提供用于移动悬挂缆绳的力,从而也为电梯单元提供力,电梯包括电机,该电机用于旋转接合提升缆绳的驱动轮。电机由电梯控制系统自动控制,由此电梯适合自动为乘客服务。
在电梯中,提升绳索包括至少一根但通常是多根彼此并排穿过的提升缆绳。传统的电梯具有钢丝绳,但是有些电梯具有带状的绳索,即其宽度远大于厚度。与任何其它类型的绳索一样,带状绳索相对于(在驱动轮的轴向方向上)它所围绕穿过的驱动轮的位置使得没有绳索在所述轴向方向上偏离所讨论的绳索所要倚靠的驱动轮的圆周表面区域。
通常,在现有技术中,绳索在所述轴向方向上的位置已通过提供具有彼此互补的肋状或齿形形状的驱动轮和接合驱动轮的绳索来控制,由此绳索在所述轴向方向上的移动被机械形状锁定而阻挡。控制带状绳索在所述轴向方向上的位置的一种替代方式是将驱动轮的圆周表面区域成形为弧形(也称为凸形)。每个弧形圆周表面区域具有凸形形状,绳索抵靠在该凸形形状的峰顶上。弧形形状趋向于保持绕过其周围的带状绳索而被定位成使得它抵靠在其峰顶上,从而阻止绳索远离峰顶点的位移。
提升设备的绳索通常包括沿绳索的纵向方向伸长的一个或多个承载构件,每个承载构件形成在绳索的整个长度上连续不间断的结构。承载构件是绳索的构件,其能够一起承受在绳索的纵向方向上施加的载荷。载荷,诸如由绳索悬挂的重物,在绳索的纵向方向上在承载构件上引起张力,该张力可以由所讨论的承载构件从绳索的一端一直传递到绳索的另一端。绳索还可以包括非承载部件,诸如弹性涂层,其不能以上述方式传递张力。
在现有技术中,存在这样的绳索,其中承载构件被嵌入在诸如聚合物涂层之类的不导电涂层中,形成绳索的表面并在相邻的承载构件之间延伸,从而将它们彼此机械且电气地隔离。
监测提升设备的绳索的状况非常重要。绳索中的局部缺陷可能会影响绳索的断裂强度,或者可能导致绳索偏离驱动轮的凸面。为了便于了解绳索的状况,并由此提高提升设备的安全性,已经提出了对承载构件的状况进行监测。
用于监测提升设备的绳索状况的目视检查是繁琐、耗时的并且容易失败。通常,在目视检查中,仅在一定数量的地点而非整个绳索上对绳索进行监测。此外,目视检查无法识别内部或表面下的缺陷。内部拉伸元件的目视检查通常被认为是不可能的,因此需要非目视检查。现有技术中已提出通过监测承载构件的电气参数来安排状况监测。
用于检查拉伸元件的状况的一种已知解决方案是基于电阻的检查,其基于拉伸元件的电阻的测量。电阻的变化或与预期值的偏差被解释为拉伸元件的损坏。该解决方案存在一些缺点。然而,已经发现,不可忽略的损坏仍然可能导致诸如钢丝绳之类的常见拉伸元件的电阻的微小变化。因此,基于电阻的检查的灵敏度并不令人满意。
用于绳索状况监测的一种现有技术解决方案是将导电构件放置在绳索内。可以通过向构件施加电流来测试导电构件的状态。如果损坏发生的程度大到足以破坏导电构件,则电气电路被破坏。该解决方案存在一些缺点。在该解决方案中,没有定性信息来指示绳索在使用期间是否退化,因为第一指示是由损坏的导电构件提供的。此外,该解决方案没有提供关于沿着绳索长度的损坏地点的信息。
除了绳索中的损坏或缺陷之外,绳索的松弛和错位也可能导致提升设备的使用中的严重问题。已知电梯的缺点是绳索沿轴向方向移动到其预期路线之外,并且没有以足够可靠的方式防止问题进一步发展成甚至更危险的状态。这对于电梯来说尤其困难,其中在驱动轮和接合驱动轮的绳索之间的所述机械形状锁定由于某种原因而不够可靠或不可用,诸如由于优选利用驱动轮的弧形形状来控制绳索位置。
发明内容
本发明的目的是介绍一种用于提升设备的绳索的状况监测的装置,其中提供关于多种不同类型的缺陷(包括分层(delamination)缺陷)以及关于沿着提升设备的绳索长度的损坏地点的信息。此外还提出了有利的实施例,其中提供了关于损坏程度的定性信息。
提出了一种用于提升设备的绳索的状况监测的新装置,该绳索包括用于承受沿纵向方向施加在绳索(1)上的载荷的一个或多个导电承载构件,一个或多个导电承载构件(3-6)彼此平行且平行于绳索(1)的纵向方向延伸,该装置包括:放置在所述绳索附近的一个或多个涡流测试单元,用于生成时变磁场,所述时变磁场在所述绳索中引起涡流,并且用于检测由所述绳索中的所述涡流生成的次级磁场作为涡流检测数据;以及在线监测单元,其接收并利用所述涡流检测数据来对所述绳索进行在线状况监测,其中所述一个或多个涡流测试单元中的至少一个涡流测试单元包括:一个或多个印制电路板,其被放置在所述绳索附近并且被布置在相对于由所述绳索的相邻承载构件形成的平面的垂直方向上并且彼此平行,并且被布置在相对于所述绳索的长度的平行方向上或在从平行方向转20度或更小角度的方向上,其中所述一个或多个印制电路板中的至少一个印制电路板各自包括一个或多个涡流检查探头,所述一个或多个涡流检查探头中的每一个涡流检查探头包括在所述至少一个印制电路板中被布置在所述绳索附近的两个励磁线圈和/或感测线圈。由此,实现了上面提及的优点和/或目的中的一个或多个。这些优点和/或目的通过下面描述的附加优选特征和/或步骤而被进一步促进。
在优选实施例中,所述至少一个涡流测试单元被布置为主要用于检测绳索中的分层缺陷。
在优选实施例中,所述一个或多个涡流测试单元包括被布置为主要用于检测绳索中的纤维断裂缺陷的涡流测试单元。
在优选实施例中,所述在线监测单元包括底座,其保持所述一个或多个涡流测试单元相对于绳索的位置。
在一个优选实施例中,所述在线监测单元是可移动涡流测试装置。
在优选实施例中,所述可移动涡流测试装置包括定位元件。
在优选实施例中,所述至少一个涡流测试单元包括用于所述绳索中的每个导电承载构件的所述一个或多个印制电路板中的一个印制电路板。
在优选实施例中,所述两个励磁线圈和/或感测线圈被布置在相对于由所述绳索的相邻承载构件形成的平面的垂直方向上并且彼此平行,并且被布置在相对于所述绳索的长度的平行方向上或在从平行方向转20度或更小角度的方向上。
在优选实施例中,所述两个励磁线圈和/或感测线圈被布置在承载构件附近并且在相对于承载构件的长度的平行方向上或在从平行方向转20度或更小角度的方向上。
在优选实施例中,所述两个励磁线圈和/或感测线圈的绕组在一层或多层中具有几匝。
在优选实施例中,更靠近所述绳索的检查表面的所述两个励磁线圈和/或感测线圈的绕组是线性的。
在优选实施例中,更靠近所述绳索的检查表面的所述两个励磁线圈和/或感测线圈的绕组被布置成彼此的镜像。
在优选实施例中,在所述至少一个印制电路板中,所述两个励磁线圈和/或感测线圈被布置成彼此间隔20-100mm。
在优选实施例中,所述在线监测单元被布置用于使用所述涡流检测数据来确定所述绳索的状况、位置、对准或张力。
在优选实施例中,在接收到涡流检测数据时,所述在线监测单元被布置用于提供一个或多个参数来确定绳索的状况、位置、对准或张力。
在优选实施例中,所述在线监测单元被布置用于提供一个或多个参数来确定绳索中是否存在任何缺陷和/或损坏。
在优选实施例中,所述在线监测单元被布置用于提供一个或多个参数来确定绳索中的缺陷和/或损坏的地点和/或位置和/或类型。
在优选实施例中,所述在线监测单元被布置为提供用于量化缺陷和/或损坏的严重性的信息。
在优选实施例中,所述在线监测单元被布置用于执行在线监测动作。
在优选实施例中,所述至少一个涡流测试单元被布置用于在检测所述涡流时,通过改变所述生成的时变磁场的信号形式、信号幅度和/或信号频率来执行多次测量。
在一个优选实施例中,所述至少一个涡流测试单元包括被布置在被监测绳索两侧或周围的两个涡流测试单元。
在优选实施例中,所述装置包括用于存储和检索所述涡流检测数据的数据存储器。
还提出了一种提升设备的绳索状况监测装置的新型涡流测试单元,该绳索包括用于承受沿纵向方向施加在绳索(1)上的载荷的一个或多个导电承载构件,一个或多个导电承载构件(3-6)彼此平行且平行于绳索(1)的纵向方向延伸,该装置包括:放置在所述绳索附近的一个或多个涡流测试单元,用于生成时变磁场,所述时变磁场在所述绳索中引起涡流,并且用于检测所述绳索中的所述涡流生成的次级磁场作为涡流检测数据;以及在线监测单元,其接收并利用所述涡流检测数据来对所述绳索进行在线状况监测,其中所述一个或多个涡流测试单元中的至少一个涡流测试单元包括:一个或多个印制电路板,其被放置在所述绳索附近并且被布置在相对于由所述绳索的相邻承载构件形成的平面的垂直方向上并且彼此平行,并且被布置在相对于所述绳索的长度的平行方向上或在从平行方向转20度或更小角度的方向上,其中所述一个或多个印制电路板中的至少一个印制电路板各自包括一个或多个涡流检查探头,所述一个或多个涡流检查探头中的每一个涡流检查探头包括在所述至少一个印制电路板中被布置在所述绳索附近的两个励磁线圈和/或感测线圈。
附图说明
在下面,将通过示例并参考附图对本发明进行更详细的描述,其中:
图1图示了根据本发明的一个实施例的提升设备的绳索。
图2图示了根据本发明的一个实施例的提升设备的绳索,在该提升绳索中具有缺陷。
图3图示了根据本发明的承载构件的优选内部结构。
图4图示了根据本发明的承载构件的截面的三维视图。
图5图示了根据本发明的一个实施例的电梯的状况监测装置。
图6图示了根据本发明的实施例的可移动涡流测试装置的侧视图。
图7图示了根据本发明的实施例的可移动涡流测试装置的仰视图。
图8图示了根据本发明的实施例的涡流测试单元的透视图。
图9图示了根据本发明的实施例的涡流测试单元的另一透视图。
图10图示了根据本发明的实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的局部前横截面图。
图11图示了根据本发明的实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的俯视横截面图。
图12图示了根据本发明的实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的局部侧视图。
图13图示了根据本发明的另一个实施例的涡流测试单元的透视图。
图14图示了根据本发明的另一个实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的局部前横截面图。
图15图示了根据本发明的另一个实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的俯视横截面图。
图16图示了根据本发明的实施例的被用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元线圈的原理。
图17图示了根据本发明的实施例的被用于对提升设备的缺陷绳索进行状况监测的涡流测试单元线圈的原理。
图18图示了根据本发明的一个实施例的检测到的在绳索中具有缺陷的电磁信号的示例。
本发明的上述方面、特征和优点将从附图和与其相关的详细描述中变得显而易见。
具体实施方式
图1图示了根据本发明的一个实施例的提升设备的绳索。在本实施例中,提升绳索1为带状,即宽度方向大于厚度方向。提升绳索1包括非导电涂层2和用于承受沿提升绳索1的纵向方向施加在提升绳索1上的载荷的多个导电承载构件3-6,这些导电承载构件3-6在提升绳索1的宽度方向上相邻。承载构件3-6被嵌入在非导电涂层2中,并且平行于彼此以及平行于提升绳索1的纵向方向在提升绳索1的整个长度上不间断地延伸。涂层2形成提升绳索1的表面并且在相邻的承载构件3-6之间延伸,从而将它们彼此机械且电气地隔离。涂层2也可以被称为叠层件。所述导电承载件3-6可以由非金属材料制成。所述导电承载构件3-6可以由包括聚合物基体中的导电增强纤维的复合材料制成,所述增强纤维优选为碳纤维。
图2图示了根据本发明的一个实施例的提升设备的绳索,在该提升绳索中具有缺陷。图2中所呈现的用于对提升设备的提升绳索进行状况监测的装置与图1中所呈现的装置类似——除了在图2的有缺陷的提升绳索7的第一承载构件3中存在缺陷8、18之外。有缺陷的提升绳索7从有缺陷的提升绳索7的中部的缺陷8处部分地断裂。有缺陷的提升绳索7中的叠层(lamination)缺陷用参考标号18标记。
图3图示了根据本发明的承载构件的优选内部结构。在图3中示出了承载构件3的宽度方向w和厚度方向t。在图3中,特别示出了沿承载构件3的纵向方向l观察时承载构件3的横截面。备选地,绳索可以具有一些其它数量的承载构件3,可以比附图中公开的数量更多或更少。
承载构件3-6由复合材料制成,该复合材料包括嵌入在聚合物基体m中的增强纤维F。增强纤维F更具体地分布在聚合物基体m中并且通过聚合物基体而结合在一起,特别地使得形成细长杆状件。因此,每个承载构件3-6是一个实心细长杆状件。优选地,增强纤维F基本上均匀地分布在聚合物基体m中。由此,实现了在其整个横截面上具有均匀属性和结构的承载构件。以这种方式,也能保证每根纤维都能与基体m接触并结合。所述增强纤维F最优选为碳纤维,因为它们是导电的并且在承载能力、重量和拉伸刚度方面具有优异的属性,这使得它们特别适合于在电梯提升绳索中使用。备选地,所述增强纤维F可以是任何其它导电纤维材料。基体m优选地包括环氧树脂,但是取决于优选的属性,可以使用替代材料。优选地,每个承载构件3-6的基本上所有的增强纤维F都平行于承载构件3-6的纵向方向。因此,当每个承载构件被定向成平行于提升绳索1的纵向方向时,纤维也平行于提升绳索1的纵向方向。由此,当提升绳索1被拉动时,最终提升绳索1中的纤维将与力对准,这样确保该结构提供高抗拉刚度。当提升绳索1弯曲时,这还有利于实现内部结构的无问题行为,特别是内部移动。
优选实施例中使用的纤维F相对于彼此基本上不扭转,这为它们提供了平行于提升绳索1的纵向方向的所述取向。这与传统的扭转的电梯绳索相反,在传统的扭转的电梯绳索中,线材或纤维被强烈扭转并且通常具有从15度到30度的扭转角度,这些传统的扭转的电梯绳索的纤维/线材因此具有在张力下转变为更直构造的潜力,这为这些绳索在张力下提供了高伸长率,并导致了不整合的结构。
增强纤维F优选地是在承载构件的纵向方向上的长连续纤维,纤维F优选地在承载构件3-6以及提升绳索1的整个长度上是连续的。因此,促进了承载构件3-6的承载能力、良好的导电性以及制造。纤维F被定向成平行于提升绳索1的纵向方向,尽可能地,使承载构件3-6的横截面在提升绳索1的整个长度上在其横截面方面基本上相同。因此,当承载构件3-6弯曲时,在承载构件3-6内部不会发生显著的相对移动。
如所提及,增强纤维F优选地基本上均匀地、特别是尽可能均匀地分布在前述承载构件3-6中,使得承载构件3-6在其横向方向上尽可能是均质的。所呈现的结构的优点在于,围绕增强纤维F的基体m保持增强纤维F的插入基本上不变。它以其轻微的弹性平衡了施加在纤维上的力的分布,减少了纤维与纤维的接触和提升绳的内部磨损,从而提高了提升绳索1的使用寿命。各个纤维F尽可能均匀地分布在其中的复合基体m最优选地由环氧树脂制成,其对增强纤维F具有良好的粘附性并且已知其与碳纤维一起具有有利的表现。备选地,例如可以使用聚酯或乙烯基酯,但是也可以备选地使用任何其它合适的材料。图3在圆内呈现了沿提升绳索1的纵向方向观察时承载构件3-6靠近其表面的部分横截面。承载构件3-6的增强纤维F优选地根据该横截面而被组织在聚合物基体m中。承载构件3-6的其余部分(未示出的部分)具有类似的结构。
图4图示了根据本发明的承载构件的截面的三维视图。从所呈现的图3和图4还可以看出承载构件3的各个增强纤维F如何基本上均匀地分布在围绕增强纤维F的聚合物基体m中。聚合物基体m填充了各个增强纤维F之间的区域并且将基体m内部的基本上所有增强纤维F彼此结合为均匀的固体物质。在各个增强纤维F(优选地它们中的每一个增强纤维)和基体m之间存在化学键,其优点之一是结构的均匀性。为了提高增强纤维对基体m的化学粘合性,特别是为了加强在增强纤维F和基体m之间的化学键,每个纤维可以在增强纤维结构和聚合物基体m之间的实际纤维结构上具有薄涂层,例如底漆(未呈现)。然而,这种薄涂层不是必需的。聚合物基体m的属性也可以被优化,因为它在聚合物技术中很常见。例如,基体m可以包括基础聚合物材料(例如环氧树脂)以及添加剂,添加剂对基础聚合物的属性进行微调使得基体的属性被优化。聚合物基体m优选为硬质非弹性体,因为在这种情况下例如可以降低屈曲的风险。然而,聚合物基体不一定必须是非弹性体,例如如果这种材料的缺点被认为是可以接受的或与预期用途无关。在那种情况下,聚合物基体m可以由弹性体材料制成,诸如例如聚氨酯或橡胶。增强纤维F处于聚合物基体中意味着各个增强纤维F例如在制造阶段中通过如下方式利用聚合物基体m而彼此结合:将它们一起浸入聚合物基体的流体材料中,其然后被固化。在这种情况下,利用聚合物基体而彼此结合的各个增强纤维的间隙包括基体的聚合物。以这种方式,在提升绳索的纵向方向上彼此结合的大量增强纤维分布在聚合物基体中。如所提及,增强纤维优选地被基本上均匀地分布在聚合物基体m中,由此当沿提升绳索的横截面方向观察时,承载构件是尽可能均匀的。换句话说,承载构件3-6的横截面中的纤维密度因此不会显著不同。承载构件3-6的各个增强纤维主要被聚合物基体m包围,但是可能发生随机的纤维与纤维的接触,因为在与聚合物同时浸渍时控制纤维相对于彼此的位置是困难的,并且另一方面,从解决方案的功能角度来看,完全消除随机光纤与光纤的接触并不是必需的。然而,如果希望减少它们的随机发生,各个增强纤维F可以用基体m的材料预涂覆,以使得在增强纤维F被带入并与基体材料结合在一起之前(例如在将它们浸入流体基体材料之前)所述基体的聚合物材料的涂层就已经围绕每个增强纤维F。
在承载构件3-6分层的情况下,聚合物基体不再支撑承载构件3-6中的所有个体增强纤维。因此,在分层过程中,所述个体增强纤维中的一些沿纵向方向彼此分离。
如所提及,承载构件3-6的基体m最优选地在其材料属性方面是硬质的。硬质基体m有助于支撑增强纤维F,尤其是当提升绳索弯曲时,防止已弯曲绳索的增强纤维F屈曲,因为硬质材料有效地支撑纤维F。为了减少屈曲并促进承载构件3-6的小弯曲半径等等,因此优选的是,聚合物基体m是硬质的,并且特别是非弹性的。基体的最优选材料是环氧树脂、聚酯、酚醛塑料或乙烯基酯。优选地,聚合物基体m如此硬,以使得其弹性模量E超过2GPa,最优选地超过2.5GPa。在这种情况下,弹性模量E优选地在2.5-10GPa的范围内,最优选在2.5-3.5GPa的范围内。市场上存在多种可以提供这些材料属性的基体m的可用材料替代品。
优选地,承载构件3-6的横截面的表面积的50%以上是前述导电增强纤维。由此,能够确保良好的导电性。纤维F将沿着它们的长度随机地彼此接触,由此插入到承载构件中的磁场信号基本上保持在承载构件的整个横截面内。更精确地,优选地承载构件3-6的横截面的表面积的50%-80%是前述增强纤维,最优选地使得55%-70%是前述增强纤维,并且基本上所有剩余的表面积都是聚合物基体。以这种方式,促进了承载构件3-6的导电性和纵向刚度,同时还有足够的基体材料来将纤维F有效地彼此结合。最优选地,这被实现为使得大约60%的表面积是增强纤维并且大约40%是基体材料。
涡流测试是无损测试中常用的方法。在其最基本的形式中,用交流电流激励导线的测试线圈。该测试线圈线在其自身周围产生交变磁场,其方向由右手定则确定。磁场以与流过线圈的电流相同的频率振荡。当测试线圈接近导电材料时,在测试对象的材料中感应出与测试线圈中的涡流相反的涡流。测试对象的导电率和磁导率的变化以及缺陷的存在导致可以检测到的涡流的变化以及测试线圈阻抗的测量相位和/或幅度的对应变化,这指示缺陷的存在。
随着测试线圈的频率增加,涡流趋于集中在导体的表面附近,并且在足够高的频率下,结果是众所周知的集肤效应。因为涡流被局限在由样本的表面和与所选测试频率相关联的集肤深度所界定的区域,所以可以根据测试装置来选择测试频率以获得更好的测试指示。
图5图示了根据本发明的另一个实施例的电梯的状况监测装置。电梯包括井道和可在井道中垂直移动的第一电梯单元9和可在井道中垂直移动的第二电梯单元10。所述电梯单元9、10中的至少一个是用于接收待运输的载荷(即,货物和/或乘客)的电梯轿厢。另一个优选是配重,但是备选地它可以是第二电梯轿厢。
电梯还包括第一缆绳Rl,其包括一根或多根绳索,即一根或多根带状提升绳索,其将第一电梯单元9和第二电梯单元10互连并绕过驱动轮12。电梯还包括第二缆绳R2,其包括一根或多根绳索,即一根或多根带状提升绳索,其将第一电梯单元9和第二电梯单元10互连并绕过补偿轮15。
所述第一缆绳Rl的所述一根或多根带状绳索中的每根都绕过驱动轮12,并且连续地包括在驱动轮12和第一电梯单元9之间延伸的第一绳索部分a以及在驱动轮12和第二电梯单元10之间延伸的第二绳索部分b。因此,每个所述第一绳索部分a位于驱动轮12的一侧上,并且每个所述第二绳索部分b位于驱动轮12的另一(相对)侧上。电梯包括电机M,用于旋转驱动轮12以与一根或多根提升绳索接合,由此能够实现驱动轮12的机动化旋转。在图5中,驱动轮12的两个旋转方向D1、D2被标记为D1和D2。电梯还包括被布置为控制电机M的自动电梯控制器14。由此,电梯单元9、10的移动是可自动控制的。
所述第二缆绳R2(即补偿缆绳R2)的所述一根或多根带状绳索中的每根带状绳索都绕过补偿轮15并且连续地包括在补偿轮15和第一电梯单元9之间延伸的第三绳索部分e以及在补偿轮15和第二电梯单元10之间延伸的第四绳索部分f。因此,每个所述第一绳索部分e位于补偿轮的一侧上,并且每个所述第二绳索部分f位于补偿轮15的另一(相对)侧上。
根据本实施例的电梯还包括状况监测装置,其被配置为监测每个所述绳索部分a、b、e、f在绳索轮12、15的轴向方向上的状态、位置、张力和对准(即位移)。所述第一缆绳R1和所述第二缆绳R2的所述一个或多个带状绳索中的每一个带状绳索均包括用于承受沿纵向方向施加在绳索上的载荷的一个或多个导电承载构件,一个或多个导电承载构件彼此平行且平行于绳索的纵向方向延伸。所述状况监测装置包括至少一个涡流测试单元20a、20b、20e、20f和在线监测单元。
在根据本发明的状况监测装置中,所述至少一个涡流测试单元20a、20b、20e、20f被放置在被监测绳索附近,用于生成时变磁场,所述时变磁场在所述绳索中引起涡流,并且用于检测由所述绳索中的所述涡流生成的次级磁场作为涡流检测数据。在根据本发明的状况监测装置中,所述在线监测单元被布置为接收并利用所述涡流检测数据来对所述绳索进行在线状况监测。
在图5中所呈现的本发明的实施例中,状况监测装置被配置为监测由至少一个第一涡流测试单元20a限定的每个所述第一绳索部分a的状态、位置、张力和对准,以及由至少一个第二涡流测试单元20b限定的每个所述第二绳索部分b的位移。分别地,状况监测装置被配置为监测由至少一个第一涡流测试单元20e限定的每个所述第三绳索部分e的状态、位置、张力和对准,以及由至少一个第二涡流测试单元20f限定的每个所述第二绳索部分f的位移。因此,每个绳索部分的状况都由单独的涡流测试单元监测。
所述状况监测装置包括:第一涡流测试单元20a,其被配置为检测每个所述第一绳索部分a在驱动轮12的轴向方向上远离预定义区间的位移;第二涡流测试单元20b,其被配置为检测每个所述第二绳索部分b在驱动轮12的轴向方向上远离预定义区间的位移;第三涡流测试单元20a,其被配置为检测每个所述第三绳索部分e在补偿轮15的轴向方向上远离预定义区间的位移;以及第四涡流测试单元20f,其被配置为检测每个所述第四绳索部分f在补偿轮15的轴向方向上远离预定义区间的位移。在根据本发明的状况监测装置中,所述至少一个涡流测试单元20a、20b、20e、20f可被定位成靠近绳索轮12、15。
除了监测提升缆绳和补偿缆绳的状况之外,根据本发明的状况监测装置还可以被布置成监测超速调节器缆绳的状况、位置、张力和对准。
借助所述涡流检测数据,所述状况监测装置的在线监测单元能够确定提升绳索的状态和缺陷的类型以及位置、对准和张力。此外,所述涡流检测数据可以向所述在线监测单元提供关于缺陷和/或损坏的地点和/或位置的信息,以便确定缺陷和/或损坏的所述地点。此外,所述涡流检测数据可以提供所述在线监测单元信息,用于量化缺陷和/或损坏的严重性,诸如例如纤维损坏或分层的严重性。所述涡流测试单元20a、20b、20e、20f之一可以包括若干检查探头。涡流测试单元20a、20b、20e、20f可以被布置为永久安装或者备选地被布置为可移动涡流测试单元或者便携式涡流测试单元。即使当被布置为永久安装时,涡流测试单元20a、20b、20e、20f仍然可以被布置为相对于被监测的绳索是可移动的,即可定位的。
所述状况监测装置的涡流测试单元20a、20b、20e、20f可以被布置在被监测绳索的两侧或者被布置在被监测绳索周围。涡流测试单元20a、20b、20e、20f可以包括一个或多个铰链,用于允许所述测试单元20a、20b、20e、20f的正确定位。所述状况监测装置的涡流测试单元20a、20b、20e、20f可以被布置成在检测所述次级磁场时执行测量。所述涡流测试单元中的一个或多个可以包括一个或多个桥式检查探头和/或一个或多个反射型检查探头。每个所述涡流测试单元可以包括一个或多个励磁线圈和/或励磁丝以及一个或多个感测线圈和/或传感丝。
励磁线圈和/或励磁丝和/或感测线圈和/或感测丝可以被布置成平面装置,使得励磁方向和/或感测方向平行于被监测绳索1的承载构件3-6或平行于被监测绳索1的承载构件3-6的各个增强纤维F。所述平面装置还可以被布置为平行于由被监测绳索1的相邻承载构件3-6形成的平面。励磁线圈和/或励磁丝和/或感测线圈和/或感测丝也可以被布置成三维装置,使得励磁方向、感测方向平行于被监测绳索1的承载构件3-6。在三维装置中,励磁线圈和/或励磁丝和/或感测线圈和/或感测丝的至少一部分也可以被布置在相对于被监测绳索1的承载构件3-6的垂直方向上。这尤其有助于检测被监测绳索1的承载构件3-6的分层。此外,励磁线圈的至少一部分和/或励磁丝和/或感测线圈和/或感测丝还可以被布置在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件3-6形成的平面的垂直方向上。
此外,励磁丝和/或感测丝的至少一部分还可以被布置成平行于被监测绳索1的承载构件3-6或者平行于被监测绳索1的承载构件3-6的各个增强纤维F。此外,励磁线圈和/或励磁丝和/或感测线圈和/或感测丝的至少一部分还可以被布置为彼此交错。这减少了被监测绳索1的相邻承载构件3-6的测量中的干扰。
所述励磁线圈和/或感测线圈可以具有小于或等于所述绳索1的宽度的宽度。所述状况监测装置的所述涡流测试单元20a、20b、20e、20f可以具有不同的形状、形成或几何形状,包括平面形状和三维(3D)形状。所述涡流测试单元20a、20b、20e、20f可以在不接触所述绳索的情况下被使用,例如在距所述绳索小于10mm的测量距离内。所述涡流检测单元20a、20b、20e、20f可以具有小于22m/s的检查速度。所述涡流测试单元20a、20b、20e、20f可以具有2kHz-30 MHz的检测频率。所述状况监测装置还可以包括用于存储和检索所述涡流检测数据的数据存储器。
图6图示了根据本发明的实施例的可移动涡流测试装置的侧视图。在本实施例中,可移动涡流测试装置30包括被布置在可移动外壳中的两个涡流测试单元31、36。在所呈现的实施例中,可移动涡流测试装置30包括底座,其保持测试单元相对于绳索的位置。
涡流测试单元31、36被放置在可移动涡流测试装置30的中间,并且其定位和恒定的提升由其保证。一个涡流测试单元31可以被布置为主要用于检测被监测绳索1中的纤维断裂缺陷,而另一涡流测试单元36可以被布置为主要用于检测被监测绳索1中的分层缺陷。
所述两个涡流检测单元31、36中的每一个涡流检测单元包括至少一个检查单元32、37。在根据本发明的实施例的可移动涡流测试装置中,所述涡流检测单元31、36可以例如包括用于被监测绳索1中的每个导电承载构件的一个检查单元32、37。在图6中,未示出检查单元37的详细结构。所述涡流检测单元31、36被放置在可移动涡流测试装置30的中间,以确保所述至少一个检测单元32、37的励磁线圈和/或感测线圈相对于被监测绳索1的几何形状的定位。所述涡流测试单元31、36的放置被布置成使得磁场本身不相互作用/干扰。
可移动涡流测试装置30可以包括握柄35。可移动涡流测试装置30包括定位元件33、34,例如定位轮33、34,用于相对于被监测绳索1适当地定位所述可移动涡流测试装置30。定位轮33、34像火车轮一样工作,并且被监测绳索1用作轨道。这保证了涡流测试单元31、36相对于被监测绳索1的横向定位。
在替代实施例中,可移动涡流测试装置30可以包括光学定位元件,用于相对于被监测绳索1适当地定位所述可移动涡流测试装置30。可移动涡流测试装置30可以被用于对提升设备(例如电梯)的绳索1进行状况监测。
图7图示了根据本发明的实施例的可移动涡流测试装置的仰视图。在所呈现的实施例中,可移动涡流测试装置30包括被布置在可移动外壳中的两个涡流测试单元31、36。所述两个涡流检测单元31、36中的每一个涡流检测单元均包括至少一个检查单元32、37。在根据本发明的实施例的可移动涡流测试装置中,所述涡流检测单元31、36可以例如包括用于被监测绳索中的每个导电承载构件的一个检查单元32、37。在图7中,未示出检查单元37的详细结构。可移动涡流测试装置30包括定位元件33、34,例如定位轮33、34,用于相对于被监测绳索适当地定位所述可移动涡流测试装置30。
图8图示了根据本发明的实施例的涡流测试单元的透视图。在本实施例中,涡流检测单元40包括一个或多个印制电路板41-44,所述一个或多个印制电路板41-44中的每一个印制电路板包括一个或多个涡流检查探头,所述一个或多个涡流检测探头中的每一个涡流检测探头包括两个励磁线圈和/或感测线圈。
在替代方案中,涡流测试单元40可以包括两个或更多印制电路板。在另一替代方案中,涡流测试单元40可以包括四个或更多印制电路板。在本实施例中,涡流测试单元40包括四个印制电路板41-44。除了所述一个或多个印制电路板41-44之外,涡流测试单元40还可以包括附加的一个或多个电路板。
图9图示了根据本发明的实施例的涡流测试单元的另一透视图。在本实施例中,涡流检测单元40包括一个或多个印制电路板41-44,所述一个或多个印制电路板41-44中的每一个印制电路板包括一个或多个涡流检查探头,所述一个或多个涡流检测探头中的每一个涡流检测探头包括两个励磁线圈和/或感测线圈。
图10图示了根据本发明的实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的局部前横截面图。如图10中所图示,在状况监测中,所述涡流测试单元40的所述一个或多个印制电路板41-44被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件3-6形成的平面的垂直方向上。此外,在状况监测中,所述涡流测试单元40的所述一个或多个印制电路板41-44中的每一个印制电路板被放置在所述被监测绳索1附近并且被布置为彼此平行并且在相对于所述被监测绳索1的长度的平行方向上。
同样,在状况监测中,所述一个或多个印制电路板41-44中的每一个印制电路板也被放置在被监测绳索1的所述承载构件3-6之一附近并且被布置在相对于所述相应承载构件3-6的宽度的垂直方向上,并且被布置在相对于所述相应承载构件3-6的长度的平行方向上。涂层,即所述被监测绳索1的叠层结构,用参考标号2来指示。
图11图示了根据本发明的实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的俯视横截面图。如图11中所图示,在状况监测中,所述涡流测试单元40的所述一个或多个印制电路板41-44被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件3-6形成的平面的垂直方向上。此外,在状况监测中,所述涡流测试单元40的所述一个或多个印制电路板41-44中的每一个印制电路板被放置在所述被监测绳索1附近并且被布置为彼此平行并且在相对于所述被监测绳索1的长度的平行方向上。同样,在状况监测中,所述一个或多个印制电路板41-44中的每一个印制电路板也被放置在被监测绳索1的所述承载构件3-6之一附近并且被布置在相对于所述相应承载构件3-6的宽度的垂直方向上并且在相对于所述相应承载构件3-6的长度的平行方向上。涂层,即所述被监测绳索1的叠层结构,用参考标号2来指示。
图12图示了根据本发明的实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的局部侧视图。如图12中所图示,所述一个或多个印制电路板41-44中的印制电路板41被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件3-6形成的平面的垂直方向上。此外,所述印制电路板41被放置在所述被监测绳索1附近并且被布置在相对于所述被监测绳索1的长度的平行方向上。同样,所述印制电路板41也被放置在所述承载构件3-6的一个承载构件附近并且被布置在相对于所述相应承载构件3的宽度的垂直方向上并且在相对于所述相应承载构件3的长度的平行方向上。涂层,即所述被监测绳索1的叠层用参考标号2来指示。
在本发明的实施例中,所述印制电路板41包括两个或更多彼此间隔布置的励磁/感测线圈/丝61、62。所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在所述印制电路板41中,使得它们靠近所述被监测绳索1并且靠近所述承载构件3。此外,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在相对于所述相应承载构件3的宽度的垂直方向上并且被布置在相对于所述相应承载构件3的长度的平行方向上。在所述印制电路板41中,励磁/感测线圈/丝61、62被彼此间隔地布置,例如彼此间隔20-100mm。
在图12中所呈现的实施例中,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在所述印制电路板中,使得它们靠近所述被监测绳索1并且靠近所述承载构件。此外,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件形成的平面的垂直方向上。在本实施例中,更靠近所述被监测绳索1的检查表面的励磁/感测线圈/丝61、62被布置作为彼此的镜像。所述励磁/感测线圈/丝61、62的绕组可以在一层或多层中具有几匝。此外,更靠近所述被监测绳索1的检查表面的所述励磁/感测线圈/丝61、62的所述绕组可以是线性的。在图12中所呈现的实施例中,使用所述励磁/感测线圈/丝61、62在所述被监测绳索1中生成时变磁场。所述生成的时变磁场可以是通过使用交流电生成的交变磁场。所述生成的时变磁场还可以是阶跃函数或通过使用任何其它时变电流生成的任何其它时变磁场。此外,使用所述励磁/感测线圈/丝61、62来检测由所述生成的时变磁场引起的所述被监测绳索1中的涡流。
图13图示了根据本发明的另一个实施例的涡流测试单元的透视图。在所呈现的另一个实施例中,涡流测试单元50包括一个或多个印制电路板51-54,所述一个或多个印制电路板51-54中的每一个印制电路板包括一个或多个涡流检查探头,所述一个或多个涡流检查探头中的每一个涡流检查探头包括两个励磁线圈和/或感测线圈。在图13的实施例中,所述涡流测试单元50的所述一个或多个印制电路板51-54中的每一个印制电路板从图9中所呈现的涡流测试单元40的相应印制电路板41-44的方向转20度或更小。
在替代方案中,涡流测试单元50可以包括两个或更多印制电路板。在另一替代方案中,涡流测试单元50可以包括四个或更多印制电路板。在本实施例中,涡流测试单元50包括四个印制电路板51-54。
图14图示了根据本发明的另一个实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的局部前横截面图。如图14中所图示,在状况监测中,所述涡流测试单元50的所述一个或多个印制电路板51-54被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件3-6形成的平面的垂直方向上。此外,在状况监测中,所述涡流测试单元50的所述一个或多个印制电路板51-54中的每一个印制电路板被放置在所述被监测绳索1附近并且被布置成彼此平行并且在从相对于所述被监测绳索1的长度的平行方向转20度或更小角度的方向上。
同样,在状况监测中,所述一个或多个印制电路板51-54中的每一个印制电路板也被放置在被监测绳索1的所述承载构件3-6之一附近,并且被布置在相对于所述相应承载构件3-6的所述宽度的垂直方向上,并且被布置在从相对于所述相应承载构件3-6的长度的平行方向转20度或更小角度的方向上。此外,所述一个或多个印制电路板51-54中的每一个印制电路板中的励磁/感测线圈/丝被布置在相对于所述相应承载构件3的宽度的垂直方向上,并且被布置在从相对于所述承载构件3的长度的平行方向转20度或更小角度的方向上。涂层,即所述被监测绳索1的叠层用参考标号2来指示。
图15图示了根据本发明的另一个实施例的被定位用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元的俯视横截面图。如图15中所图示,在状况监测中,所述涡流测试单元50的所述一个或多个印制电路板51-54被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件3-6形成的平面的垂直方向上。此外,在状况监测中,所述涡流测试单元50的所述一个或多个印制电路板51-54中的每一个印制电路板被放置在所述被监测绳索1附近并且被布置成彼此平行并且在从相对于所述被监测绳索1的长度的平行方向转20度或更小角度的方向上。
同样,在状况监测中,所述一个或多个印制电路板51-54中的每一个印制电路板也被放置在被监测绳索1的所述承载构件3-6之一附近,并且被布置在相对于所述相应承载构件3-6的宽度的垂直方向上,并且被布置在从相对于所述相应承载构件3-6的长度的平行方向转20度或更小角度的方向上。此外,所述一个或多个印制电路板51-54中的每一个印制电路板中的励磁/感测线圈/丝被布置在相对于所述相应承载构件3的宽度的垂直方向上,并且被布置在从相对于所述相应承载构件3的长度的平行方向转20度或更小角度的方向上。涂层,即所述被监测绳索1的叠层用参考标号2来指示。
涡流总是沿着非导电障碍物周围电阻最小的路径,在长的、浅的不连续性下流动以及在短的、深的不连续性周围流动。尽管涡流的路径是圆形的,但是涡流的行为类似于压缩流体,并且涡流的流动路径将扭曲和压缩以适应对其流动的侵入。
图16图示了根据本发明的实施例的被用于对提升设备的绳索进行状况监测的涡流测试单元线圈的原理。在图16中所呈现的实施例中,印制电路板包括被彼此间隔布置的两个励磁/感测线圈/丝61、62,其中所述印制电路板被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件形成的平面的垂直方向上。此外,包括所述两个励磁/感测线圈/丝61、62的所述印制电路板被放置在所述被监测绳索1附近并且被布置在相对于被监测绳索1的长度的平行方向上。同样地,包括所述两个励磁/感测线圈/丝61、62的所述印制电路板也被放置在一个承载构件附近并且被布置在相对于所述相应承载构件的宽度的垂直方向上并且被布置在相对于所述相应承载构件的长度的平行方向上。
在图16中所呈现的实施例中,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在所述印制电路板中,使得它们靠近所述被监测绳索1并且靠近所述承载构件。此外,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件形成的平面的垂直方向上。此外,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在相对于所述相应承载构件的宽度的垂直方向上并且被布置在相对于所述相应承载构件的长度的平行方向上。
在图16中所呈现的实施例中,被布置在所述印制电路板中的励磁/感测线圈/丝61、62沿着所述被监测绳索1中当前检查的材料的长度在被监测绳索1中感应涡流71、72。在本实施例中,更靠近所述被监测绳索1的检查表面的所述励磁/感测线圈/丝61、62的绕组被布置作为彼此的镜像。所述励磁/感测线圈/丝61、62两者在被监测绳索1中感应涡流,所述涡流在相反方向上循环。在图16中,励磁/感测线圈/丝61在被监测绳索1中感应沿顺时针方向循环的涡流71,并且励磁/感测线圈/丝62在被监测绳索1中感应沿逆时针方向循环的涡流72。这将迫使涡流71、72的流动在所述励磁/感测线圈/丝61、62之间的材料表面的垂直方向上下降。
励磁/感测线圈/丝61、62还被用于测量所述被监测绳索1中的所述感应涡流71、72。由所述励磁/感测线圈/丝61、62测量的所述被监测绳索1中的涡流71、72被用于检测被监测绳索1中的叠层缺陷。在图16中所呈现的实施例中,被布置在所述印制电路板中的励磁/感测线圈/丝61、62测量到在被监测绳索1中的感应涡流71、72并且检测到在被监测绳索1中不存在叠层缺陷或其它类型的缺陷。
图17图示了根据本发明的实施例的被用于对提升设备的缺陷绳索进行状况监测的涡流测试单元线圈的原理。在图17中所呈现的实施例中,在被监测绳索1中存在叠层缺陷70。叠层缺陷70可以例如由分层引起。
在图17中所呈现的实施例中,印制电路板包括被彼此分开布置的两个励磁/感测线圈/丝61、62,其中所述印制电路板被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件形成的平面的垂直方向上。此外,包括所述两个励磁/感测线圈/丝61、62的所述印制电路板被放置在所述被监测绳索1附近并且被布置在相对于被监测绳索1的平行方向上。所述被监测绳索1的长度。同样,包括所述两个励磁/感测线圈/丝61、62的所述印制电路板也被放置在一个承载构件附近并且被布置在相对于所述相应承载构件的宽度的垂直方向上并且被布置在相对于所述相应承载构件的长度的平行方向上。
在图17中所呈现的实施例中,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在所述印制电路板中,使得它们靠近所述被监测绳索1并且靠近所述承载构件。此外,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在直立位置,即在相对于由被监测绳索1的相邻承载构件形成的平面的垂直方向上。此外,所述励磁/感测线圈/丝61、62被布置在相对于所述相应承载构件3的宽度的垂直方向上并且被布置在相对于所述相应承载构件3的长度的平行方向上。
在图17中所呈现的实施例中,被布置在所述印制电路板中的励磁/感测线圈/丝61、62沿着所述被监测绳索1中当前检查的材料的长度在被监测绳索1中感应涡流73、74。所述励磁/感测线圈/丝61、62二者在被监测绳索1中感应具有相反信号的涡流。在图17中,励磁/感测线圈/丝61在被监测绳索1中感应沿顺时针方向循环的涡流73,并且励磁/感测线圈/丝62在被监测绳索1中感应沿逆时针方向循环的涡流74。这将迫使涡流73、74的流动在所述励磁/感测线圈/丝61、62之间的材料表面的垂直方向上下降。这样,涡流73、74被迫穿 过水平叠层缺陷70,使其检测成为可能。
在图17中所呈现的实施例中,被监测绳索1中的叠层缺陷70影响在被监测绳索1中沿顺时针方向循环的涡流73。励磁/感测线圈/丝61、62还被用于测量所述被监测绳索1中的所述感应涡流73、74。
由所述励磁/感测线圈/丝61、62测量的所述被监测绳索1中的涡流73、74被用于检测被监测绳索1中的叠层缺陷。在图17中所呈现的实施例中,励磁/感测线圈/线圈/丝61测量被监测绳索1中的感应涡流73,所述涡流73受到被监测绳索1中的叠层缺陷70的影响。在图17中所呈现的实施例中,被布置在所述印制电路板中的励磁/感测线圈/丝61、62测量到被监测绳索1中的感应涡流73、74,并且检测到被监测绳索1中存在叠层缺陷70。被布置在所述印制电路板中的励磁/感测线圈/丝61、62还可以检测被监测绳索1中可能的其它类型的缺陷。
图18图示了根据本发明的一个实施例的检测到的在绳索中具有缺陷的电磁信号的示例。在图18中,图示了根据本发明的一个实施例的电磁信号沿着被监测绳索1的纵向方向变化的示例,从而允许由于电磁信号变化而检测被监测绳索1中的缺陷。在图18中所示的示例中,用涡流测试单元40、50来监测有缺陷的移动绳索1。在测试装置中,由放置在移动绳索1附近的所述涡流测试单元40、50的涡流测试单元生成时变磁场,所述时变磁场在所述移动绳索1中引起涡流。因此,通过所述涡流在所述移动绳索1中生成次级磁场,该次级磁场由所述涡流测试单元40、50的所述涡流测试单元检测作为电磁信号80,即作为涡流检测数据80。所述生成的时变磁场可以是通过使用交流电生成的交变磁场。所述生成的时变磁场还可以是阶跃函数或者通过使用任何其它时变电流生成的任何其它时变磁场。
在检测到的电磁信号80中,可以检测到异常峰值81-84,其指示所述有缺陷的移动绳索1中的缺陷。从检测到的电磁信号80中,可以由根据本发明的状况监测装置的在线监测单元来检测和分析缺陷指示峰值81-84。在检测到的电磁信号80中,背景噪声用参考标号85来指示。
在根据本发明的状况监测装置中,放置在被监测绳索1附近的至少一个涡流测试单元向所述被监测绳索1生成时变磁场。所述时变磁场在被监测绳索1中引起涡流。所述涡流又在所述被监测绳索1中生成次级磁场。此后,所述至少一个涡流测试单元检测所述被监测绳索1中的所述次级磁场作为涡流检测数据。在检测之后,状况监测装置的分析器单元分析检测到的涡流检测数据。
分析器单元可以继续或可以不继续另一测量并重复生成、检测和分析的步骤。分析器单元可以被指使或可以自动地执行多次测量。在所述多次测量中,分析器单元可以通过改变例如所述生成的时变磁场的信号形式、信号幅度和/或信号频率来改变所生成的时变磁场信号。
在进行足够的测量之后,状况监测装置的分析器单元向所述状况监测装置的在线监测单元提供一个或多个参数来确定提升绳索1的状况和缺陷的类型。在接收到用于确定提升绳索1的状况和缺陷的类型的一个或多个参数之后,所述在线监测单元执行状况监测动作。
根据本发明的状况监测装置可以被利用来监测和检测被监测绳索中的局部缺陷、被监测绳索的松弛度、被监测绳索的电阻率的变化以及滑轮上或曳引轮上的绳索地点。在根据本发明的状况监测装置的帮助下,单独的绳索对准检测器可以被证明是多余的。
根据本发明的状况监测装置可以检测分层和多种不同类型的缺陷,包括肉眼无法看到的缺陷。根据本发明的可移动涡流测试装置是便携式的并且易于在定期维护和诊断操作中使用。不需要与绳索进行物理接触或接触液体。根据本发明的涡流测试单元可以容易地生产并且制造成本低廉。
当涡流检测单元的印制电路板被以小角度布置时,即在从平行方向转20度或更小角度的方向上被布置时,涡流测试单元可以检查被监测绳索以及承载构件的整个宽度。
在根据本发明的状况监测装置的帮助下,可以至少以高达4m/s的速度执行检查,并且损坏可以被定位并通过尺寸和形态来表征。根据本发明的状况监测装置可以由维护人员使用来例如在安装后或在定期维护期间评估绳索状况,并在必要时帮助决定另外的动作。
根据本发明的状况监测装置提供了一种新的解决方案,其具有专门设计的手持式装置,其具有改进的光纤切口的可检测性和用于检测分层缺陷的新的检查探头几何形状。状况监测装置还可以适用于在每根绳索的整个长度上连续地监测所有绳索。状况监测装置需要非常小的空间并且在检查探头和绳索之间不需要物理接触。
根据本发明的状况监测装置可以被设置为永久安装的装置。根据本发明的状况监测装置可以连接到云服务器,在云服务器中可以对测量到的数据进行后处理。
当提到导电性时,在本申请中它意指电导率。
应当理解,以上描述和附图仅旨在教导发明人已知的制造和使用本发明的最佳方式。对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明构思可以以各种方式来实现。因此,本领域技术人员根据上述教导可以了解,在不脱离本发明的情况下,可以对本发明的上述实施例进行修改或改变。因此,应当理解,本发明及其实施例不限于上述示例,而是可以在权利要求及其等同物的范围内变化。
Claims (23)
1.一种用于提升设备的绳索(1)的状况监测的装置,所述绳索(1)包括用于承受沿纵向方向施加在绳索(1)上的载荷的一个或多个导电承载构件(3-6),所述一个或多个导电承载构件(3-6)彼此平行且平行于所述绳索(1)的所述纵向方向延伸,其中所述装置包括:
-一个或多个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、31、36、40、50),被放置在所述绳索(1)附近,用于生成时变磁场,所述时变磁场在所述绳索(1)中引起涡流,并且用于检测由所述绳索(1)中的所述涡流生成的次级磁场作为涡流检测数据,以及
-在线监测单元,所述在线监测单元接收并利用用于所述绳索(1)的在线状况监测的所述涡流检测数据,
-其中所述一个或多个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、31、36、40、50)中的至少一个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、36、40、50)包括:
-一个或多个印制电路板(41-44、51-54),被放置在所述绳索(1)附近并且被布置在相对于由所述绳索(1)的相邻承载构件(3-6)形成的平面的垂直方向上,并且彼此平行(41-44、51-54),并且被布置在相对于所述绳索(1)的长度的平行方向上或在从所述平行方向转20度或更小角度的方向上,
-其中所述一个或多个印制电路板(41-44、51-54)中的至少一个印制电路板(41)各自包括一个或多个涡流检查探头,所述一个或多个涡流检查探头中的每一个涡流检查探头包括在所述至少一个印制电路板(41)中被布置在所述绳索(1)附近的两个励磁线圈(61、62)和/或感测线圈(61、62)。
2.根据权利要求1所述的状况监测装置,其中所述至少一个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、36、40、50)被布置为主要用于检测所述绳索(1)中的分层缺陷(70)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的状况监测装置,其中所述一个或多个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、31、36、40、50)包括被布置为主要用于检测所述绳索(1)中的纤维断裂缺陷(8)的涡流测试单元(31)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的状况监测装置,其中所述在线监测单元包括底座,所述底座维持所述一个或多个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、31、36、40、50)相对于所述绳索(1)的位置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的状况监测装置,其中所述在线监测单元是可移动涡流测试装置(30)。
6.根据权利要求5所述的状况监测装置,其中所述可移动涡流测试装置(30)包括定位元件(33)、(34)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的状况监测装置,其中所述至少一个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、36、40、50)包括用于所述绳索(1)中的每个导电承载构件(3-6)的所述一个或多个印制电路板(41-44、51-54)的一个印制电路板。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的状况监测装置,其中所述两个励磁线圈(61、62)和/或感测线圈(61、62)被布置在相对于由所述绳索(1)的相邻承载构件(3-6)形成的平面的垂直方向上并且彼此平行(41-44、51-54),并且被布置在相对于所述绳索(1)的长度的平行方向上或在从所述平行方向转20度或更小角度的方向上。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的状况监测装置,其中所述两个励磁线圈(61、62)和/或感测线圈(61、62)被布置在承载构件(3)附近并且在相对于所述承载构件(3)的长度的平行方向上或者在从所述平行方向转20度或更小角度的方向上。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的状况监测装置,其中所述两个励磁线圈(61、62)和/或感测线圈(61、62)的绕组在一层或多层中具有几匝。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的状况监测装置,其中更靠近所述绳索(1)的所述检查表面的所述两个励磁线圈(61、62)和/或感测线圈(61、62)的所述绕组是线性的。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的状况监测装置,其中更靠近所述绳索(1)的所述检查表面的所述两个励磁线圈(61、62)和/或感测线圈(61、62)的所述绕组被布置成彼此的镜像。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的状况监测装置,其中在所述至少一个印制电路板(41)中,所述两个励磁线圈(61、62)和/或感测线圈(61、62)被布置成彼此间隔20mm-100mm。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的状况监测装置,其中所述在线监测单元被布置用于使用所述涡流检测数据来确定所述绳索(1)的状况、位置、对准或张力。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的状况监测装置,其中在接收到涡流检测数据时,所述在线监测单元被布置用于提供用于确定所述绳索(1)的状态、位置、对准或张力的一个或多个参数。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的状况监测装置,其中所述在线监测单元被布置用于提供一个或多个参数来确定所述绳索(1)中是否存在任何缺陷和/或损坏。
17.根据权利要求16所述的状况监测装置,其中所述在线监测单元被布置用于提供用于确定所述绳索(1)中的缺陷和/或损坏的地点和/或位置和/或类型的一个或多个参数。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的状况监测装置,其中所述在线监测单元被布置用于提供用于量化所述缺陷和/或损坏的严重性的信息。
19.根据权利要求14-18中任一项所述的状况监测装置,其中所述在线监测单元被布置用于执行在线监测动作。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的状况监测装置,其中所述至少一个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、36、40、50)被布置用于在检测所述涡流时,通过改变生成的所述时变磁场的信号形式、信号幅度和/或信号频率,执行多次测量。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的状况监测装置,其中所述至少一个涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、36、40、50)包括被布置在被监测绳索(1)两侧或所述被监测绳索(1)周围的两个涡流测试单元(20a、20b)。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的状况监测装置,其中所述装置包括用于存储和检索所述涡流检测数据的数据存储器。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的状况监测装置的涡流测试单元(20a、20b、20e、20f、36、40、50)。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2021/055913 WO2022188954A1 (en) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | An arrangement for condition monitoring of a rope of a hoisting apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116963985A true CN116963985A (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=74871393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180094277.3A Pending CN116963985A (zh) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | 用于提升设备的绳索的状况监测的装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230416050A1 (zh) |
EP (1) | EP4304968A1 (zh) |
CN (1) | CN116963985A (zh) |
WO (1) | WO2022188954A1 (zh) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017223362A1 (de) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Ablegereifewerts für einen Tragriemen mit eingebetteten, elektrisch leitfähigen Cordseilen |
EP3505482A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-03 | KONE Corporation | Method and arrangement for condition monitoring of a rope of a hoisting apparatus |
US11884516B2 (en) * | 2018-06-25 | 2024-01-30 | Otis Elevator Company | Health monitoring of elevator system tension members |
-
2021
- 2021-03-09 WO PCT/EP2021/055913 patent/WO2022188954A1/en active Application Filing
- 2021-03-09 EP EP21711529.4A patent/EP4304968A1/en active Pending
- 2021-03-09 CN CN202180094277.3A patent/CN116963985A/zh active Pending
-
2023
- 2023-09-06 US US18/462,075 patent/US20230416050A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230416050A1 (en) | 2023-12-28 |
WO2022188954A1 (en) | 2022-09-15 |
EP4304968A1 (en) | 2024-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11505430B2 (en) | Method and arrangement for condition monitoring of a rope of a hoisting apparatus | |
CN106477411B (zh) | 方法、设施和电梯 | |
AU2009331700B2 (en) | Method for monitoring an elevator support means, an elevator support means monitoring device, and an elevator system having such a monitoring device | |
CN1227526C (zh) | 利用电能或磁能检测电梯绳缆劣化程度的方法和设备 | |
US10352683B2 (en) | Device for analysis of synthetic rope or cable, and method of use | |
EP2958844B1 (en) | Elevator cord health monitoring | |
KR102488932B1 (ko) | 진동-기반 승강기 인장 부재 마모 및 수명 모니터링 시스템 | |
CN108423503B (zh) | 方法和提升装置 | |
US20150239708A1 (en) | System and Method for Monitoring a Load Bearing Member | |
EP1461490B1 (en) | Rope made of synthetic fibers having a ferromagnetic element providing an indication of local strain | |
EP3879263B1 (en) | Magnetic-body inspection device and magnetic-body inspection system | |
MX2015007817A (es) | Instalacion de elevador con dispositivo de monitoreo y metodo para monitorear una instalacion de elevador. | |
US6662660B2 (en) | Apparatus for testing aramid fiber elevator cables | |
US20190202667A1 (en) | Method and testing device for determining a state of a suspension traction apparatus of an elevator system | |
CN116963985A (zh) | 用于提升设备的绳索的状况监测的装置 | |
EP3587331B1 (en) | Health monitoring of elevator system tension members |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 40099019 Country of ref document: HK |