CN214427348U - 一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器,包括壳体，所述壳体内设有感应部件和检测模块；所述感应部件包括凸台骨架、缠绕于凸台骨架上的涡流线圈及嵌设于壳体两侧的滚动支撑模块；所述检测模块包括用于获取传感器线圈阻抗信号的测量电路、用于采集位置信号的位移传感器和信号处理器。本实用新型设置多个涡流线圈，具体信号抗干扰能力强，检测灵敏度高和检测速度快的优点，位移传感器的滚轮与曳引钢带同步转动，可实现曳引钢带损伤部位的准确定位，有利于专家的后期分析，避免了人力的浪费，可以实现实时监测低成本运行，根据曳引钢带的磨损情况，可提前风险预警并及时对其维护。
Description
技术领域
本实用新型属于电梯曳引钢带状态监测技术领域，尤其是涉及一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器。
背景技术
曳引钢带是电梯曳引系统中的重要部件之一，起承载轿厢和对重重量的作用，利用与曳引轮之间的摩擦力驱动轿厢升降，其力学性能直接影响到电梯的运行安全。电梯曳引钢带由聚氨酯材料包裹多根平行排列的钢丝组成，和传统普通钢丝绳相比，电梯曳引钢带在继承原有优势的基础上，还具有高曳引力、坚固耐用、能有效减小电梯运行时的振动和噪声、可以减小电梯曳引轮尺寸等优点。在电梯长期运行过程中，由于曳引轮与曳引钢带之间的带载往复转动，容易引起曳引钢带表面磨损，从而降低电梯曳引能力，影响电梯正常运行，严重时会发生溜梯事故。因此为了确保电梯曳引钢带安全运行，需采用合适的无损检测方法对曳引钢带表面磨损量进行监测，为电梯安全性能评价提供科学依据从而保障电梯的运行安全。
目前关于电梯曳引钢带磨损量的检测方法，主要采用人工目视和卡尺测量钢带厚度，该检测方法费时费力，容易受到检测人员的经验和主观意识的影响，可靠性差。另外一种方法是采用定期强制更换电梯曳引钢带的方式，使得一些曳引钢带提前退役，在一定程度上造成了曳引钢带的资源浪费和经济损失。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，从而实现电梯曳引钢带不同位置磨损量的精确测量。该实用新型具有实时监测、漏检率低、结果可视化、可提前风险预警和可靠性高等特点。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器,包括壳体，所述壳体内设有感应部件和检测模块；所述感应部件包括凸台骨架、缠绕于凸台骨架上的涡流线圈及嵌设于壳体两侧的滚动支撑模块；所述检测模块包括用于获取传感器线圈阻抗信号的测量电路、用于采集位置信号的位移传感器和信号处理器。
本实用新型可以自动化的监测到曳引钢带的磨损量的变化，其次曳引钢带磨损导致与检测装置的相对距离变化，从而对曳引钢带磨损量的监测和定位，具有位移传感器，位移传感器的滚轮与曳引钢带同步转动，可实现曳引钢带损伤部位的准确定位，有利于专家的后期分析，避免了人力的浪费，可以实现实时监测低成本运行，根据曳引钢带的磨损情况，可提前风险预警并及时对其维护。
进一步的，所述凸台骨架和涡流线圈均为2个设置。通过2个凸台骨架和涡流线圈的设置，还可以分别提取出两个传感器的输出电压值比较曳引钢带两侧的磨损量，从而得知是否存在倾斜磨损，从而避免了人力的浪费，可以实现实时监测低成本运行，根据曳引钢带的磨损情况，可提前风险预警并及时对其维护，其次，通过测量电路用于获取传感器线圈阻抗信号，并将该阻抗信号转换为电压值，位移传感器采集位置信号，信号处理器接收测量电路的输出信号和位移传感器的位置信号，并经相应的信号处理将数据传输给上位机，从而实现对曳引钢带磨损量的监测和定位。
进一步的，还包括用于接收信号处理器处理后数据的上位机，所述上位机与信号处理器电连。通过上位机则根据曳引钢带磨损量与多个涡流线圈的电压大小之间的关系，将多个涡流线圈的电压值转换成曳引钢带磨损量，最终根据等间距采样的采样间隔大小，确定曳引钢带不同位置的磨损量。
进一步的，所述滚动支撑模块由嵌于壳体两侧的一对滚轮组成，所述滚轮安装于壳体中。通过滚轮的设置，保证了壳体在曳引钢带上运行的稳定性。
进一步的，所述滚轮外径最远处高于传感器的端面。通过壳体与曳引钢带直接接触，减小摩擦。
进一步的，所述壳体上设有滑动装置。通过滑动装置的设置，使得壳体进行前后方向的移动，保证了移动过程中的稳定性。
进一步的，所述滑动装置包括导轨、套设于导轨上的滑块、设于滑块下的转动装置及设于导轨下的收紧装置。通过导轨的设置，对滑块方向的移动进行限位，保证了滑块移动的稳定性。
进一步的，所述收紧装置包括设于所述导轨下的T型支撑架和用于连接T型支撑架和传感器的弹性件。通过弹性件的设置，使得壳体两侧的滚轮始终紧贴于曳引钢带内侧表面，在壳体和曳引钢带之间保持一定的预紧力。
进一步的，所述转动装置包括连接杆和用于连接传感器和连接杆的转换接头。通过转动装置的设置，使得传感器可绕连接杆进行旋转，保证了旋转的自由度。
综上所述本实用新型具有以下优点：
1、具有信号抗干扰能力强，检测灵敏度高和检测速度快的优点，使得装置有更好的可靠性。
2、具有位移传感器，位移传感器的滚轮与曳引钢带同步转动，可实现曳引钢带损伤部位的准确定位，有利于专家的后期分析。
3、避免了人力的浪费，可以实现实时监测低成本运行，根据曳引钢带的磨损情况，可提前风险预警并及时对其维护。
附图说明
图1是本实用新型的涡流传感器的结构示意图。
图2是本实用新型的钢带磨损示意图。
图3是本实用新型的跟随装置的结构示意图。
图4是本实用新型的涡流传感器检测电梯曳引钢带的示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器,包括壳体1，所述壳体1内设有感应部件和检测模块；所述感应部件包括凸台骨架11、涡流线圈4及滚动支撑模块；所述凸台骨架11数量为2个设置；所述涡流线圈4数量与凸台骨架11数量相等，涡流线圈4缠绕于凸台骨架11外；所述滚动支撑模块由嵌于壳体1两侧的一对滚轮6组成，所述滚轮6安装于壳体1中，所述滚轮6外径最远处高于壳体1的端面，避免壳体与曳引钢带直接接触，减小摩擦。
具体的，所述检测模块包括测量电路2、位移传感器17和信号处理器组成，所述测量电路2用于获取传感器线圈阻抗信号，并将该阻抗信号转换为电压值，所述位移传感器17采集位置信号，所述信号处理器由数据采集卡与4G通讯模块3组成，所述信号处理器接收测量电路2的输出信号和位移传感器17的位置信号。
具体的，所述用于接收信号处理器的上位机5，所述上位机5与信号处理器电连；通过上位机5则根据曳引钢带8磨损量与壳体1的电压大小之间的关系，将壳体1的电压值转换成曳引钢带8磨损量，最终根据等间距采样的采样间隔大小，确定曳引钢带8不同位置的磨损量。
具体的，位移传感器17由编码器和滚轮6组成，滚轮6紧贴于曳引钢带表面，并使位移传感器17的滚轮6与曳引钢带8同步转动，编码器能够将旋转位移转换成数字脉冲信号，位移传感器17用于获取检测装置与被检对象自起始位置的位移变化量。
具体的，将位移传感器17产生的等距脉冲信号作为采集的触发信号，对多通道涡流传感器进行等间距采样。通过无线通信模块将检测模块中的数据传输至上位机5，上位机5则根据曳引钢带8磨损量与多通道涡流传感器的电压大小之间的关系，将多通道涡流传感器的电压值转换成曳引钢带磨损量，最终根据等间距采样的采样间隔大小，确定曳引钢带不同位置的磨损量。
具体的，所述壳体1上设有滑动装置，所述滑动装置包括导轨10、滑块11、转动装置及收紧装置；所述导轨10安装于曳引钢带8法内侧；所述滑块11套设于滑轨外部；所述转动装置设于滑轨下地面；所述收紧装置设于滑轨的下表面。
具体的，所述收紧装置包括T型支撑架15和弹性件14；所述T型支撑架15固连于导轨10下表面，该T型支撑架15两侧向外延伸形成凸台，凸台和壳体1两侧的凸台对齐；所述弹性件14数量为2个设置，通过弹性件14与壳体1进行弹性连接，该弹性件14为弹簧设置，使得壳体1两侧的滚轮6始终紧贴于曳引钢带8内侧表面，在壳体1和曳引钢带8之间保持一定的预紧力。
具体的，所述转动装置包括连接杆12和转换接头13；所述连接杆12用于一端固连于滑轨的下表面的中心，连接杆12另一端和转换接头13配合形成的转动装置，壳体1安装在转换接头13下方，通过使用固定螺栓在转换接头13四个角处将二者进行固定，由于滑动装置和转动装置对壳体1在空间自由度上的限制，使得壳体1只具有前后移动和绕连接杆12旋转两个自由度。
具体的，本实用新型的检测主体为曳引机，所述曳引机包括曳引轮16以及设于曳引轮16上的曳引钢带8，所述曳引钢带8上设有绝缘橡胶9，所述曳引钢带8内部设有曳引钢丝绳7，所述曳引钢带8一端设有轿厢18，另一端设有对重19。
具体的，位移传感器17安装在壳体1的上表面，位移传感器17的滚轮6上设置有弹性件，滚轮6紧贴于曳引钢带8内侧表面，位移传感器17的编码器采集滚轮6的位移信号，采集钢丝绳7与壳体之间的距离信号，位移传感器17采集位置信号，通过4G通信模块3将信号传输至上位机5进行分析处理，将钢丝绳7与壳体之间的距离转换成曳引钢带8的绝缘橡胶9磨损量，从而实现对曳引钢带8的绝缘橡胶9磨损情况检测和定位。根据曳引钢带检测标准中磨损量指标，设定预警阈值，当曳引钢带磨损量超过该阈值时，进行提前风险预警，以便工作人员及时对其维护。
具体的，涡流传感器是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。一个线圈置于金属导体附近，当线圈中通有交流电流I1时，线圈周围就产生一个交变磁场H1，置于这一磁场中的金属导体就产生涡流I2，涡流也将产生一个新磁场H2，H1与H2方向相反，因而抵消部分原磁场，从而导致线圈的电感量、阻抗和品质因数等参数发生变化。这些参数是由线圈的物理性质决定的，物理性质包括磁导率μ、电导率σ、距离s、线圈尺寸γ、激励电流强度I和频率f。线圈的阻抗可以表示为：
Z＝F(μ，σ，γ，S，I，f)
如果仅改变上述函数中的一个参数，而其余参数保持不变，则阻抗就成为这个变化参数的单值函数。当与传感器之间的相对位置改变时,其他参数不变，阻抗的变化可以反映出线圈到被测体间距离的改变量。由于曳引钢带磨损，使得多通道涡流传感器与曳引钢带内部钢丝绳的距离变化，因此多通道涡流传感器可对曳引钢带磨损量进行监测。
上述多通道涡流传感器的监测方法，包括以下步骤：
步骤1，通过实验确定被监测曳引钢带磨损量与多通道涡流传感器的电压大小之间的关系；
步骤2，将跟随装置固定于电梯机械部件上，使得多通道涡流传感器的滚轮和位移传感器的滚轮与曳引钢带表面接触并且存在一定的预紧力，在曳引钢带的绝缘橡胶磨损区域依然能充分接触；
步骤3，通过采集卡获取多通道涡流传感器的电压信号和位移传感器的位移信号，并且通过4G通讯模块将数据发送给上位机；
步骤4，通过上位机分析采集卡获取的传感器信号，即可得到曳引钢带不同位置上多通道涡流传感器电压大小情况。根据曳引钢带磨损量与多通道涡流传感器的电压大小之间的关系，即可确定曳引钢带不同位置的磨损情况。
显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器,包括壳体(1)、设于壳体内的感应部件和检测模块；其特征在于：所述感应部件包括凸台骨架(11)、缠绕于凸台骨架(11)上的涡流线圈(4)及嵌设于壳体(1)两侧的滚动支撑模块；所述检测模块包括用于获取传感器线圈阻抗信号的测量电路(2)、用于采集位置信号的位移传感器(17)和信号处理器(3)。
2.根据权利要求1所述的一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，其特征在于：所述凸台骨架(11)和涡流线圈(4)均为2个设置。
3.根据权利要求1所述的一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，其特征在于：还包括用于接收信号处理器处理后数据的上位机(5)，所述上位机(5)与信号处理器电连。
4.根据权利要求1所述的一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，其特征在于：所述滚动支撑模块由嵌于壳体(1)两侧的一对滚轮(6)组成，所述滚轮(6)安装于壳体(1)中。
5.根据权利要求4所述的一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，其特征在于：所述滚轮(6)外径最远处高于壳体(1)的端面。
6.根据权利要求1所述的一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，其特征在于：所述壳体(1)上设有滑动装置。
7.根据权利要求6所述的一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，其特征在于：所述滑动装置包括导轨(10)、套设于导轨(10)上的滑块(111)、设于滑块(111)下的转动装置及设于导轨(10)下的收紧装置。
8.根据权利要求7所述的一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，其特征在于:所述收紧装置包括设于所述导轨(10)下的T型支撑架(15)和用于连接T型支撑架(15)和壳体(1)的弹性件(14)。
9.根据权利要求7所述的一种面向曳引钢带磨损量监测的多通道涡流传感器，其特征在于:所述转动装置包括连接杆(12)和用于连接所述壳体(1)和所述连接杆(12)的转换接头(13)。
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