CN212174176U - 电梯曳引媒介断丝断股监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电梯曳引媒介断丝断股监测装置，在机房地面的开口处安装有圈框，圈框上安装断丝断股监测装置，且采用螺栓可拆卸固定于机房地面，其包括霍尔传感器、电磁铁、数据采集模块、数据处理模块，电磁铁用于产生磁场，将被测曳引媒介磁化至磁饱和，霍尔传感器接收被测曳引媒介由于断丝断股而产生的漏磁场，并产生电信号，数据采集模块接收霍尔传感器发出的电信号，并将数据传输至数据处理模块，数据处理模块对电信号进行分析，判断被测曳引媒介的漏磁数值，且在漏磁超出设定值时向电梯主控制板传输故障信号。本实用新型可以在电梯运行过程中进行自动监测，方便检验机构和电梯维护保养单位对电梯曳引媒介的监测。

Description

电梯曳引媒介断丝断股监测装置

技术领域

本实用新型属于特种设备技术领域，具体涉及电梯检测技术。

背景技术

关于机房处内地面上开口的防护，TSG T-7001-2009《曳引与强制驱动电梯》和7588-2003《电梯制造与安装安全规范》有如下规定：机房地面上的开口应当尽可能小，位于井道上方的开口必须采用圈框，此圈框应当凸出地面至少50mm。现实中，由于圈框是水泥或者砖块浇筑，强度无法保证，而且在更换滑钢丝绳或者复合钢带时，必须拆除圈框，更换完成后，重新浇筑费时费力，无法保证恢复圈框，所以检验现场会碰到圈框拆除后，井道上方的开口较大的情况，可能会造成井道坠落物，对维保人员在进行轿厢顶部检修维保作业时的安全造成隐患。

电梯的曳引媒介作为悬挂系统的重要部件，承载着轿厢和对重的全部重量，所以对其的检验关系整个电梯系统的安全性。电梯用钢丝绳作为最常见的曳引媒介，检验的方法有用放大镜全长度测量法和钢丝绳探伤仪，前者难以保证全面覆盖，后者效率较低。电梯用复合钢带作为新兴的曳引媒介，对其的标准还未明确，而且复合钢带探伤仪现今市场上也比较缺乏，由于复合钢带表面包裹聚氨酯，其内部钢丝的断丝断股情况较难判断，对一线检验人员和维保人员都是一个难题。

漏磁检测技术为目前的成熟技术，现有技术也有采用漏磁检测技术对电梯曳引媒介进行监测，方便对电梯曳引媒介断丝断股等缺陷进行监测，例如申请人于2019年6月14日申请的名称为“一种电梯曳引钢带的漏磁检测装置”，申请号为2019209005901的实用新型专利申请。但是其采用夹持工具在检测进行时固定于周边围栏，无法进行实时监控并及时发现电梯运行过程中曳引媒介的断丝断股缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种基于漏磁检测技术的电梯曳引媒介断丝断股监测装置，可以在电梯运行过程中实时对电梯曳引媒介进行监测，及时发现电梯运行过程中曳引媒介的断丝断股缺陷，提高检测效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：电梯曳引媒介断丝断股监测装置，在机房地面的开口处安装有圈框，所述断丝断股监测装置安装于圈框，所述圈框采用铁磁性材料制成，且采用螺栓可拆卸固定于机房地面，所述断丝断股监测装置包括霍尔传感器、电磁铁、数据采集模块、数据处理模块，所述电磁铁用于产生磁场，将被测曳引媒介磁化至磁饱和，所述霍尔传感器接收被测曳引媒介由于断丝断股而产生的漏磁场，并产生电信号，所述数据采集模块接收霍尔传感器发出的电信号，并将数据传输至数据处理模块，所述数据处理模块对电信号进行分析，判断被测曳引媒介的漏磁数值，且在漏磁超出设定值时向电梯主控制板传输故障信号。

优选的，在电梯曳引媒介垂直于宽度的两侧对称设有两个断丝断股监测装置。

优选的，至少两个霍尔传感器沿曳引媒介的宽度方向分布且接收信号覆盖全部曳引媒介整个宽度。

优选的，所述圈框上设有用于调节断丝断股监测装置在曳引媒介宽度方向位置的位置调节结构。

优选的，所述位置调节结构包括圈框位于曳引媒介宽度两侧两个侧边上的定位螺纹孔以及分别连接两个定位螺纹孔的两个定位螺栓，两个定位螺栓将断丝断股监测装置夹持固定。

优选的，所述曳引媒介为钢丝绳或者复合钢带。

为解决上述技术问题，本实用新型采用另外一种技术方案：

电梯曳引媒介断丝断股监测装置，曳引机包括主机支架以及设于主机支架上的曳引轮，由曳引轮牵引曳引媒介，所述断丝断股监测装置安装于主机支架上，所述断丝断股监测装置包括霍尔传感器、电磁铁、数据采集模块、数据处理模块，所述电磁铁用于产生磁场，将被测曳引媒介磁化至磁饱和，所述霍尔传感器接收被测曳引媒介由于断丝断股而产生的漏磁场，并产生电信号，所述数据采集模块接收霍尔传感器发出的电信号，并将数据传输至数据处理模块，所述数据处理模块对电信号进行分析，判断被测曳引媒介的漏磁数值，且在漏磁超出设定值时向电梯主控制板传输故障信号。

优选的，所述主机支架上固定有安装支架，所述安装支架设有靠近曳引媒介的安装部，所述断丝断股监测装置固定于安装部。

优选的，所述安装部包括位于曳引媒介宽度两侧的两个悬臂，两个悬臂上对应设有定位螺纹孔，两个定位螺纹孔分别对应连接两个定位螺栓，两个定位螺栓将断丝断股监测装置夹持固定。

本实用新型采用的技术方案，具有如下有益效果：

断丝断股监测装置固定安装于圈框或者曳引机的主机支架，电梯运行时，曳引媒介会连续通过断丝断股监测装置处，可以在电梯运行过程中实时对电梯曳引媒介进行监测，及时发现电梯运行过程中曳引媒介的断丝断股缺陷，提高检测效率。

其中，参考现有的漏磁检测技术原理，电磁铁用于产生磁场，将被测曳引媒介磁化至磁饱和，钢丝绳或者复合钢带产生断丝断股时，缺陷处经过监测装置励磁区后，会产生漏磁场，霍尔传感器接收被测曳引媒介由于断丝断股而产生的漏磁场，并产生电信号，数据采集模块和数据处理模块采集并分析信号，根据漏磁数值可以判断被检测电梯曳引媒介是否发生断丝断股缺陷，并在超过预警阈值时自动报警，因而可以在电梯运行过程中进行自动监测，无需停机监测，也无需检修人员在现场操作，方便检验机构和电梯维护保养单位对电梯曳引媒介的监测。

采用可拆卸式圈框，方便该监测装置的安装定位，并且保证强度。更换钢丝绳或者复合钢带时，拆卸和安装较为方便。

多个霍尔传感器沿曳引媒介的宽度方向分布且接收信号覆盖全部曳引媒介整个宽度，位于监测装置两端的定位螺栓，可以根据钢丝绳的根数和复合钢带的宽度进行定位调节，以便霍尔传感器可以接受到漏磁信号。

本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例一的示意图；

图2为本实用新型曳引媒介断丝断股监测装置的安装结构示意图；

图3为本实用新型曳引媒介断丝断股监测装置的结构示意图；

图4为本实用新型的控制流程图；

图5为本实用新型的电路原理图；

图6为曳引媒介断丝断股监测装置定位缺陷位于哪根钢丝绳的示意图；

图7为曳引比为1:1时维修人员在轿厢顶部和曳引媒介缺陷对应断丝断股监测装置处相遇位置示意图；

图8为曳引比为2:1时维修人员在轿厢顶部和曳引媒介缺陷对应断丝断股监测装置处相遇位置示意图；

图中：1-曳引媒介；101-钢丝绳；11-曳引轮；111-导向轮；12-主机支架；13- 机房地面；14-开口；2-曳引媒介断丝断股监测装置；21-霍尔传感器；22-电磁铁； 23-数据采集模块；24-数据处理模块；3-圈框；31-固定螺栓；32-定位螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例一

参考图1至图3所示，电梯的曳引机安装于机房，所述曳引机包括主机支架12以及设于主机支架上的曳引轮11，由曳引轮11牵引曳引媒介1，曳引媒介 1设置有多股，沿宽度方向分布。

本实施例中的一种电梯曳引媒介安全监测系统，在机房地面13的开口14 处安装有圈框3，所述圈框3上安装有断丝断股监测装置2，所述圈框3采用铁磁性材料制成，且采用固定螺栓31可拆卸固定于机房地面13。采用可拆卸式圈框，方便该监测装置的安装定位，并且保证强度。更换钢丝绳或者复合钢带时，拆卸和安装较为方便。

其中，所述断丝断股监测装置2包括霍尔传感器21、电磁铁22、数据采集模块23、数据处理模块24，所述电磁铁22用于产生磁场，将被测曳引媒介1 磁化至磁饱和，所述霍尔传感器21接收被测曳引媒介1由于断丝断股而产生的漏磁场，并产生电信号，所述数据采集模块23接收霍尔传感器21发出的电信号，并将数据传输至数据处理模块24，所述数据处理模块24对电信号进行分析，判断被测曳引媒介1的漏磁数值，且在漏磁超出设定值时向电梯主控制板传输故障信号。本实用新型中断丝断股监测装置2采用漏磁检测原理，根据监测到的漏磁数值判断是否存在断丝断股缺陷，预先设定断丝断股缺陷对应的最低漏磁数值。

由于漏磁检测技术为现有技术，因而霍尔传感器21、电磁铁22、数据采集模块23和数据处理模块24均可以直接采用现有技术，根据需要选用相应大小和型号。另外，数据采集模块23和数据处理模块24可以直接集成在对应的漏磁检测芯片上，具体可从市场上采购获得。

本领域技术人员可以理解的是，本实用新型中的断丝断股监测装置2对钢丝绳或者复合钢带这两种常用的曳引媒介均适用。

为了提升检测的可靠性，在电梯曳引媒介1垂直于宽度的两侧对称设有两个断丝断股监测装置2，两个断丝断股监测装置2互为冗余。而且，在曳引媒介 1宽度较大时，至少两个霍尔传感器21沿曳引媒介1的宽度方向分布，以使接收信号覆盖全部曳引媒介1整个宽度。因此，可以排除电梯运行时曳引媒介的运行影响，并可以较为全面监测钢丝绳或者复合钢带的全长度缺陷情况。

电磁铁用于产生磁场，将被测曳引媒介磁化至磁饱和，钢丝绳或者复合钢带产生断丝断股时，缺陷处经过监测装置励磁区后，会产生漏磁场，霍尔传感器接收被测曳引媒介由于断丝断股而产生的漏磁场，并产生电信号，数据采集模块和数据处理模块采集并分析信号，根据漏磁数值可以判断被检测电梯曳引媒介是否发生断丝断股缺陷，并在超过预警阈值时自动报警，因而可以在电梯运行过程中进行自动监测，无需停机监测，也无需检修人员在现场操作，方便检验机构和电梯维护保养单位对电梯曳引媒介的监测。

为了保证霍尔传感器21接收信号覆盖全部曳引媒介整个宽度，例如只有一个霍尔传感器，且最优安装位置为居中(全部曳引媒介整个宽度)设置时，所述圈框3上设有用于调节断丝断股监测装置在曳引媒介宽度方向位置的位置调节结构。参考图2所示，具体到本实施例中，所述位置调节结构包括圈框3位于曳引媒介宽度两侧两个侧边上的定位螺纹孔以及分别连接两个定位螺纹孔的两个定位螺栓32，两个定位螺栓32将断丝断股监测装置2夹持固定，通过调节定位螺栓32，调节断丝断股监测装置2的位置，使霍尔传感器21接收信号覆盖全部曳引媒介整个宽度。

实施例二

对于无机房电梯，断丝断股监测装置2与实施例一相同，与实施例一的不同在于，将断丝断股监测装置2安装在曳引机的主机支架上。

所述主机支架上固定有安装支架，所述安装支架在电梯曳引媒介垂直于宽度的两侧对称设有两个靠近曳引媒介的安装部，在安装部上安装断丝断股监测装置2。

其中，所述安装部包括位于曳引媒介宽度两侧的两个悬臂，两个悬臂上对应设有定位螺纹孔，两个定位螺纹孔分别对应连接两个定位螺栓，两个定位螺栓将断丝断股监测装置夹持固定。通过调节定位螺栓，调节断丝断股监测装置2 的位置，使霍尔传感器21接收信号覆盖全部曳引媒介整个宽度。

实施例三

参考图4和图5所示，一种电梯曳引媒介安全监测方法，采用上述实施例中的一种电梯曳引媒介安全监测系统进行监测，包括如下步骤：

S1：断丝断股监测装置对曳引媒介进行监测，在曳引媒介产生断丝断股时，断丝断股监测装置将故障信号输出至电梯主控板；

S2：对轿厢是否处于平层区进行判断，如果此时轿厢处于非平层区，电梯主控板将发出信号至曳引机，使轿厢就近平层；如果轿厢处于平层区，电梯主控板将发出信号至轿厢顶部控制板，控制门机变频器，使门电动机启动，使轿门保持打开状态，释放乘客，与此同时，使曳引机失电；

S3：曳引媒介检修完成后，复位断丝断股监测装置，电梯正常运行。

由于将断丝断股监测装置与电梯主控板信号连接，在监测到曳引媒介产生断丝断股时，可以使电梯主控板控制电梯按照预定安全措施运行并停机。

本实用新型可以根据断丝断股的程度设定缺陷类别。由于缺陷类别不同，断丝断股监测装置2监测到的漏磁强度不同，因而可根据不同的漏磁强度将缺陷划分为不同等级，从钢丝表面轻微磨损到完全断股，包括断丝，断丝也可以分为多个等级，对应的漏磁强度根据实际试验确定。最终，由断丝断股监测装置2输出故障等级至电梯控制柜面板。

为了定位缺陷处于哪根钢丝绳，参考图6所示，断丝断股监测装置2以及对应的霍尔传感器以及电磁铁均居中设置(位于曳引媒介整体宽度的中间位置)。采用如下技术方案：

U_H＝K_H×BI

其中，U_H为霍尔电势，K_H为霍尔元件灵敏系数，B为磁场强度，I为控制电流强度。K_H随检测到的磁场强度B呈线性变化。

B为霍尔元件接收到的磁场强度，B₀为漏磁产生时的强度，L为每股钢丝绳的直径，x为缺陷的提离值，即缺陷距离霍尔传感器的水平距离。由于同种程度的缺陷产生的漏磁，根据提离值的不同接受到的磁场强度不同，计算出提离值，这样就能确认缺陷处于哪根钢丝绳。当然，缺点是无法判断左边还是右边第几根钢丝绳，需要到现场实际确定。

上述方法可以监测到曳引媒介的断丝断股缺陷，为了进一步确定缺陷的具体位置，需要预先确定电梯处于任一平层区域时，曳引媒介具体(长度)位置与断丝断股监测装置所在位置的对应关系。

具体采用如下技术方案：

对于有机房电梯，断丝断股监测装置位于机房，维保人员是到机房确认曳引媒介的缺陷。有机房电梯分以下两种情况：其一，断丝断股监测装置输出故障信号时，电梯处于平层区域，这时轿厢的平层感应器读取到平层信号，确定轿厢所在楼层，之后在电梯控制柜面板，输出缺陷所在楼层位置。之后轿厢的轿门保持常开，维修人员到达现场后，根据故障信号，确定轿厢位置位于平层后，由于监测到故障后，曳引媒介相对断丝断股监测装置位置没有变化，可以确定断丝断股监测装置目前对应的曳引媒介位置即为缺陷所在位置，用目视或者携带的缺陷检测仪确认曳引媒介的缺陷。其二，当输出故障信号时，电梯处于非平层区，轿厢就近平层，轿厢轿门常开，释放乘客。此时读取平层感应器读取的平层信号，并读取平层的时间(即从进入故障状态到平层完毕的时间) 和方向。由于时间确定，曳引媒介带动轿厢的速度确定，则可以计算从进入故障状态到平层完毕曳引媒介相对断丝断股监测装置移动的距离，即曳引媒介缺陷位置与断丝断股监测装置的相对距离。这样，经过数据处理模块的计算出缺陷位置，输出故障信号至电梯控制柜面板，显示有缺陷具体位置，即距离哪一楼层平层位置的多少距离。维修人员到达现场后，可到机房确认故障信号，并使轿厢反向(从进入故障状态到平层完毕期间电梯运行方向相反的方向)运行，将轿厢运行到故障信号发生时对应位置。此时，曳引媒介缺陷位置与断丝断股监测装置位置对应，然后用目视或者可携带缺陷检测仪确认曳引媒介的缺陷。

对于无机房电梯，由于断丝断股监测装置安装于曳引机支架处，维修人员难以接近曳引机附近确认曳引媒介缺陷，需要到轿厢顶部确定曳引媒介缺陷。所以对于无机房电梯需计算维修人员在轿厢顶部和曳引媒介缺陷对应断丝断股监测装置处，经过轿厢运行的相对位移后的相遇位置，以便维修人员在轿厢顶部时可以准确找到缺陷位置。

在计算相遇位置时，先要确认该电梯的曳引比，并提取探测到曳引媒介缺陷时，断丝断股监测装置与轿厢的垂直相对高度H。如图7所示，如果曳引比是1:1，相遇位置就是断丝断股检测装置与轿厢顶部位置的垂直方向的中间值，即轿厢再上升H/2就可与曳引媒介缺陷位置相遇。参考图8所示，如果是x:1，相遇位置应该为轿厢再上升H/(x+1)与缺陷位置相遇。

分为以下两种情况。其一，输出故障信号时，轿厢处于平层区域，这时轿厢的平层感应器读取到平层信号，确定轿厢所在楼层，经过数据处理模块处理，之后在轿厢顶部的检修控制盒处，输出缺陷所在位置，之后轿厢的轿门保持常开，释放乘客。维修人员到达现场后，携带检测仪器上轿厢顶部后，确认故障信号。直接按照上述计算方法获得相遇位置，控制轿厢顶部控制盒将轿厢检修运行至信号所指区域，确认缺陷。其二，当输出故障信号时，电梯处于非平层区，轿厢就近平层，轿厢轿门常开，释放乘客。此时读取平层感应器读取的平层信号，并读取平层的时间(即从进入故障状态到平层完毕的时间)和方向并计算此时提取探测到曳引媒介缺陷时，断丝断股监测装置与轿厢的垂直相对高度H。经过数据处理模块，计算出平层完毕轿厢相对断丝断股监测装置移动的距离H1(H大于H1)，再进行数据处理模块计算后，输出轿厢顶部与缺陷相遇的位置，这里的相遇位置需考虑从进入故障状态到平层完毕轿厢移动的高度H1，曳引比为1:1时，为(H+H1)/2或者(H-H1)/2，曳引比为x:1时，为(H+H1) /(x+1)或者(H-H1)/(x+1)。输出信号至轿厢顶部的检修控制盒处。维修人员到达现场后，携带检测仪器上轿厢顶部后，确认故障信号，根据计算获得的相遇位置控制轿厢顶部控制盒将轿厢检修运行至信号所指区域，确认缺陷。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (9)

1.电梯曳引媒介断丝断股监测装置，在机房地面的开口处安装有圈框，所述断丝断股监测装置安装于圈框，其特征在于：所述圈框采用铁磁性材料制成，且采用螺栓可拆卸固定于机房地面，所述断丝断股监测装置包括霍尔传感器、电磁铁、数据采集模块、数据处理模块，所述电磁铁用于产生磁场，将被测曳引媒介磁化至磁饱和，所述霍尔传感器接收被测曳引媒介由于断丝断股而产生的漏磁场，并产生电信号，所述数据采集模块接收霍尔传感器发出的电信号，并将数据传输至数据处理模块，所述数据处理模块对电信号进行分析，判断被测曳引媒介的漏磁数值，且在漏磁超出设定值时向电梯主控制板传输故障信号。

2.根据权利要求1所述的电梯曳引媒介断丝断股监测装置，其特征在于：在电梯曳引媒介垂直于宽度的两侧对称设有两个断丝断股监测装置。

3.根据权利要求2所述的电梯曳引媒介断丝断股监测装置，其特征在于：至少两个霍尔传感器沿曳引媒介的宽度方向分布且接收信号覆盖全部曳引媒介整个宽度。

4.根据权利要求2或者3所述的电梯曳引媒介断丝断股监测装置，其特征在于：所述圈框上设有用于调节断丝断股监测装置在曳引媒介宽度方向位置的位置调节结构。

5.根据权利要求4所述的电梯曳引媒介断丝断股监测装置，其特征在于：所述位置调节结构包括圈框位于曳引媒介宽度两侧两个侧边上的定位螺纹孔以及分别连接两个定位螺纹孔的两个定位螺栓，两个定位螺栓将断丝断股监测装置夹持固定。

6.根据权利要求1所述的电梯曳引媒介断丝断股监测装置，其特征在于：所述曳引媒介为钢丝绳或者复合钢带。

7.电梯曳引媒介断丝断股监测装置，曳引机包括主机支架以及设于主机支架上的曳引轮，由曳引轮牵引曳引媒介，其特征在于：所述断丝断股监测装置安装于主机支架上，所述断丝断股监测装置包括霍尔传感器、电磁铁、数据采集模块、数据处理模块，所述电磁铁用于产生磁场，将被测曳引媒介磁化至磁饱和，所述霍尔传感器接收被测曳引媒介由于断丝断股而产生的漏磁场，并产生电信号，所述数据采集模块接收霍尔传感器发出的电信号，并将数据传输至数据处理模块，所述数据处理模块对电信号进行分析，判断被测曳引媒介的漏磁数值，且在漏磁超出设定值时向电梯主控制板传输故障信号。

8.根据权利要求7所述的电梯曳引媒介断丝断股监测装置，其特征在于：所述主机支架上固定有安装支架，所述安装支架设有靠近曳引媒介的安装部，所述断丝断股监测装置固定于安装部。

9.根据权利要求8所述的电梯曳引媒介断丝断股监测装置，其特征在于：所述安装部包括位于曳引媒介宽度两侧的两个悬臂，两个悬臂上对应设有定位螺纹孔，两个定位螺纹孔分别对应连接两个定位螺栓，两个定位螺栓将断丝断股监测装置夹持固定。

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