DE202023104886U1 - Device for testing and/or monitoring predominantly longitudinal objects - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zu einer Prüfung und/oder Überwachung, insbesondere einer Materialprüfung und/oder Materialüberwachung, von überwiegend längserstreckten Objekten (10), welche überwiegend oder vollständig aus einem oder mehreren Kunststoffen ausgebildet sind, wie beispielsweise Kunststoff-Seile, Kunststoff-Fasern, Kunststoff-Stangen, Kunststoff-Platten oder dergleichen, mit zumindest einer Sensoreinheit (12), welche zumindest dazu vorgesehen ist, Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte (10) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (12) einen Ultrabreitband (UWB)-Sensor (14) umfasst. Device for testing and/or monitoring, in particular material testing and/or material monitoring, of predominantly elongated objects (10), which are predominantly or completely made of one or more plastics, such as plastic ropes, plastic fibers, plastic rods , plastic plates or the like, with at least one sensor unit (12), which is intended at least to detect changes in state and / or target deviations of the predominantly elongated objects (10), characterized in that the sensor unit (12) has an ultra-wideband (UWB) -Sensor (14) includes.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Kunststoff-Seile, die in Hebe- und Halteanwendungen (wie z.B. Turmdreh-, Automobil-, oder Raupenkrananwendungen) eingesetzt werden, unterliegen verschiedensten Belastungen, die zu einer Verschlechterung der Seileigenschaften über die Lebensdauer hinweg führen. Die Erkennung dieser Verschlechterung ist entscheidend, um einen sicheren Betrieb des Kunststoff-Seils gewährleisten zu können und/oder das Kunststoff-Seil rechtzeitig austauschen zu können. Zu den auftretenden Belastungen derartiger Kunststoff-Seile gehören unter anderem Biegungen, Quetschungen, Abrasion/Reibung, Punktion, Chemie, Temperatur und Dehnung.Plastic ropes used in lifting and holding applications (such as tower slewing, automotive, or crawler crane applications) are subject to a variety of stresses that lead to a deterioration in rope properties over their service life. Detecting this deterioration is crucial in order to ensure safe operation of the plastic rope and/or to be able to replace the plastic rope in a timely manner. The stresses that occur on such plastic ropes include, among other things, bending, crushing, abrasion/friction, puncture, chemistry, temperature and stretching.
Es sind bereits Vorrichtungen zu einer Prüfung und/oder Überwachung von Kunststoff-Seilen, mit zumindest einer Sensoreinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte zu erfassen, vorgeschlagen worden. Diese bekannten Vorrichtungen ermöglichen lediglich eine optische Kontrolle der Oberfläche mittels eines Kamerasystems. Kunststoff-Seile wie das Faserseil soLITE® der Firma Teufelberger besitzen beispielsweise eine farbige (hier: rote) Seilseele, die bei Beschädigung von außen, z.B. für das Kamerasystem, sichtbar wird und somit eine Ablegereife des Seils anzeigen.Devices for testing and/or monitoring plastic ropes, with at least one sensor unit, which is at least intended to detect changes in state and/or target deviations of the predominantly longitudinal objects, have already been proposed. These known devices only enable optical inspection of the surface using a camera system. Plastic ropes such as the fiber rope soLITE® from Teufelberger, for example, have a colored (here: red) rope core, which becomes visible from the outside if damaged, e.g. for the camera system, and thus indicates that the rope is ready to be discarded.
Informationen über interne Schädigungen oder Verschlechterungen von Eigenschaften im Inneren des Kunststoff-Seils, z.B. von einer inneren Lage des Kunststoff-Seils oder von einer Seilseele des Kunststoff-Seils, können mittels der bekannten Kamerasysteme nicht erhalten werden.Information about internal damage or deterioration of properties inside the plastic rope, e.g. from an inner layer of the plastic rope or from a rope core of the plastic rope, cannot be obtained using the known camera systems.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Prüfung und/oder Überwachung von überwiegend längserstreckten Objekten, vorzugsweise zumindest von Kunststoff-Seilen, bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The object of the invention is, in particular, to provide a generic device with advantageous properties with regard to testing and/or monitoring of predominantly longitudinal objects, preferably at least plastic ropes. The object is achieved according to the invention by the features of claim 1, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zu einer Prüfung und/oder Überwachung, insbesondere einer Materialprüfung und/oder Materialüberwachung, von überwiegend längserstreckten Objekten, welche überwiegend oder vollständig aus einem oder mehreren Kunststoffen, insbesondere Polymeren, ausgebildet sind, wie beispielsweise Kunststoff-Seile, Kunststoff-Fasern, Kunststoff-Stangen, Kunststoff-Platten oder dergleichen, mit zumindest einer Sensoreinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte zu erfassen.The invention is based on a device for testing and/or monitoring, in particular material testing and/or material monitoring, of predominantly elongated objects, which are predominantly or completely made of one or more plastics, in particular polymers, such as plastic ropes, Plastic fibers, plastic rods, plastic plates or the like, with at least one sensor unit, which is at least intended to detect changes in state and/or target deviations of the predominantly longitudinal objects.
Es wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit einen Ultrabreitband (UWB)-Sensor umfasst. Dadurch kann vorteilhaft eine externe und interne Prüfung der überwiegend längserstreckten Objekte, wie Kunststoff-Seilen oder dergleichen ermöglicht werden. Vorteilhaft können äußere und innere Schäden an Kunststoff-Seilen erkannt werden. Vorteilhaft ist die Prüfung und/oder Überwachung berührungsfrei und/oder zerstörungsfrei. Vorteilhaft können auch Querschnittsveränderungen des geprüften und/oder überwachten Objekts erkannt werden (vergleichbar mit einer Ermittlung eines LMA-Werts nach
Ein überwiegend längserstrecktes Objekt ist insbesondere ein Objekt, welches, vorzugsweise in einem vollständig ausgebreiteten Zustand, in eine Raumrichtung eine Erstreckung aufweist, welche wenigstens 5-Mal so groß, vorzugsweise wenigstens 10-Mal so groß, bevorzugt wenigstens 30-Mal so groß und besonders bevorzugt wenigstens 50-Mal so groß ist wie Erstreckungen in beide weiteren Raumrichtungen senkrecht zu der Raumrichtung. Insbesondere weist das überwiegend längserstreckte Objekt in dem vollständig ausgebreiteten Zustand eine Erstreckung in Haupterstreckungsrichtung auf, welche wenigstens 10-Mal so groß, bevorzugt wenigstens 30-Mal so groß und besonders bevorzugt wenigstens 50-Mal so groß ist wie Erstreckungen in beide weiteren Raumrichtungen senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung“ eines Objekts soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Das überwiegend längserstreckte Objekt kann biegesteif ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das überwiegend längserstreckte Objekt jedoch biegeschlaff ausgebildet. Insbesondere sind die Objekte zumindest zu 80 %, vorzugsweise zumindest zu 90 %, bevorzugt zumindest zu 95 % und besonders bevorzugt zumindest zu 98 % aus Kunststoffen, insbesondere Polymeren, vorzugsweise Kunststoff-Fasern, ausgebildet. Die Objekte können auch vollständig aus Kunststoffen, z.B. Kunststoff-Fasern, ausgebildet sein.A predominantly elongated object is in particular an object which, preferably in a fully expanded state, has an extension in a spatial direction which is at least 5 times as large, preferably at least 10 times as large, preferably at least 30 times as large and particularly is preferably at least 50 times as large as extensions in both other spatial directions perpendicular to the spatial direction. In particular, the predominantly elongated object in the fully expanded state has an extension in the main extension direction which is at least 10 times as large, preferably at least 30 times as large and particularly preferably at least 50 times as large as extensions in both other spatial directions perpendicular to the main direction of extension. A “main direction of extension” of an object is intended to mean, in particular, a direction that runs parallel to a longest edge of a smallest geometric cuboid, which just completely encloses the object. The predominantly longitudinal object can be designed to be rigid. However, the predominantly elongated object is preferably designed to be flexible det. In particular, the objects are at least 80%, preferably at least 90%, preferably at least 95% and particularly preferably at least 98% made of plastics, in particular polymers, preferably plastic fibers. The objects can also be made entirely of plastics, for example plastic fibers.
Insbesondere kann die Vorrichtung und/oder die Sensoreinheit auch mehrere Ultrabreitband-Sensoren umfassen. Unter einem „Ultrabreitband-Sensor“ soll insbesondere ein, elektromagnetische Wellen, insbesondere Wellenpakete, emittierender Sensor verstanden werden, wobei die emittierten elektromagnetischen Wellen, insbesondere die emittierten Wellenpakete, eine besonders große Bandbreite, vorzugsweise eine Bandbreite von mehr als 500 MHz, abdecken. Insbesondere umfassen die von dem Ultrabreitband-Sensor emittierten Wellenpakete eine Vielzahl von elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Frequenz, welche vorzugsweise eine feste Phasenbeziehung zueinander aufweisen. Insbesondere detektiert die Sensoreinheit mit dem Ultrabreitbandsensor ein Reflexionssignal der emittierten elektromagnetischen Wellen, insbesondere der emittierten Wellenpakete, zur Prüfung der im Sichtfeld des Sensors bewegten und/oder angeordneten Objekte. Insbesondere detektiert die Sensoreinheit mit dem Ultrabreitbandsensor ein Transmissionssignal der emittierten elektromagnetischen Wellen, insbesondere der emittierten Wellenpakete, zur Prüfung der im Sichtfeld des Sensors bewegten und/oder angeordneten Objekte. Vorzugsweise ist der Ultrabreitband-Sensor kontinuierlich betrieben. Vorzugsweise vermisst der Ultrabreitband-Sensor das Objekt, insbesondere das Kunststoff-Seil kontinuierlich transmissiv und reflektiv. Insbesondere reflektiert und absorbiert das Objekt die breitbandige elektromagnetische Welle des Ultrabreitband-Sensors, so dass aus dem Reflexionssignal und/oder aus dem Transmissionssignal Eigenschaften des Objekts ermittelt werden können. Insbesondere durchdringt ein Teil der breitbandigen elektromagnetischen Welle des Ultrabreitband-Sensors das Material des Objekts, während ein weiterer Teil der elektromagnetischen Welle des Ultrabreitband-Sensors von dem Material des Objekts absorbiert wird. Insbesondere ist die Vorrichtung und/oder die Sensoreinheit dazu vorgesehen, anhand der gemessenen reflektierten und/oder absorbierten Signalteile Rückschlüsse auf Fehlstellen in dem Objekt und/oder auf geometrische Änderungen des Objekts und/oder auf Materialänderungen des Objekts zu ziehen. In particular, the device and/or the sensor unit can also include several ultra-wideband sensors. An “ultra-wideband sensor” is to be understood in particular as meaning a sensor that emits electromagnetic waves, in particular wave packets, the emitted electromagnetic waves, in particular the emitted wave packets, covering a particularly large bandwidth, preferably a bandwidth of more than 500 MHz. In particular, the wave packets emitted by the ultra-wideband sensor include a plurality of electromagnetic waves of different frequencies, which preferably have a fixed phase relationship to one another. In particular, the sensor unit with the ultra-wideband sensor detects a reflection signal of the emitted electromagnetic waves, in particular the emitted wave packets, for checking the objects moved and/or arranged in the field of view of the sensor. In particular, the sensor unit with the ultra-wideband sensor detects a transmission signal of the emitted electromagnetic waves, in particular the emitted wave packets, for checking the objects moved and/or arranged in the field of view of the sensor. Preferably, the ultra-wideband sensor is operated continuously. The ultra-wideband sensor preferably measures the object, in particular the plastic rope, continuously transmissively and reflectively. In particular, the object reflects and absorbs the broadband electromagnetic wave of the ultra-wideband sensor, so that properties of the object can be determined from the reflection signal and/or from the transmission signal. In particular, part of the broadband electromagnetic wave of the ultra-wideband sensor penetrates the material of the object, while another part of the electromagnetic wave of the ultra-wideband sensor is absorbed by the material of the object. In particular, the device and/or the sensor unit is intended to draw conclusions about defects in the object and/or about geometric changes in the object and/or about material changes in the object based on the measured reflected and/or absorbed signal parts.
Vorzugsweise sendet der Ultrabreitband-Sensor keine Impulssignale aus, so dass vorteilhaft keine Messunterbrechung für ein Empfangen von Impulsantworten notwendig ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Messgeschwindigkeit ermöglicht werden, welche insbesondere eine hohe Messgenauigkeit und/oder eine Messung von Objekten mit besonders hoher Geschwindigkeit erlaubt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Ultrabreitband-Sensor gepulst betrieben ist. Vorteilhaft kann durch eine Verwendung von Ultrabreitband-Sensortechnik zudem eine Beeinflussung und/oder Störung von anderen Funk-Übertragungsverfahren, insbesondere anderen schmalbandigen Funk-Übertragungsverfahren, wie beispielsweise LoRa, 5G oder WLAN (insbesondere 802.11 p), verhindert werden. Unter „vorgesehen“ und/oder unter „eingerichtet“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen und/oder eingerichtet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.Preferably, the ultra-wideband sensor does not emit any pulse signals, so that advantageously no measurement interruption is necessary to receive pulse responses. This advantageously enables a particularly high measurement speed, which in particular allows a high measurement accuracy and/or a measurement of objects at a particularly high speed. Alternatively, however, it is also conceivable that the ultra-wideband sensor is operated in a pulsed manner. Advantageously, the use of ultra-wideband sensor technology can also prevent influence and/or interference with other radio transmission methods, in particular other narrow-band radio transmission methods, such as LoRa, 5G or WLAN (in particular 802.11 p). The term “intended” and/or “set up” is intended to mean, in particular, specifically programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is intended and/or set up for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Ultrabreitband-Sensor derart angeordnet und ausgebildet ist, dass eine Erkennung von lokalen oberflächlichen Zustandsänderungen und/oder lokalen oberflächlichen Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte ermöglicht ist. Dadurch kann vorteilhaft eine lokale Fehlstellenerkennung, insbesondere eine Ermittlung eines sogenannten LF-Werts (vergleichbar mit einer Ermittlung eines LF-Werts nach
Wenn dabei die lokale oberflächliche Zustandsänderung als eine zeitliche oder räumliche Durchmesseränderung (lokaler Referenzwert) eines überprüften und/oder überwachten Objekts ausgebildet ist oder dass die lokale oberflächliche Sollabweichung als eine geometrische Durchmesserabweichung von einem vorgegebenen Durchmessersollwert (globaler Referenzwert) ausgebildet ist, kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige und/oder besonders aussagekräftige (Oberflächen-)Prüfung und/oder (Oberflächen-)Überwachung ermöglicht werden. Insbesondere ist die zeitliche Durchmesseränderung eine Änderung eines Durchmessers eines bestimmten Abschnitts des Objekts über einen Zeitraum. Insbesondere ist die räumliche Durchmesseränderung eine Änderung eines Durchmessers entlang einer Längserstreckung des Objekts, insbesondere bei einem Vergleich verschiedener Längsabschnitte des Objekts miteinander. Es ist denkbar, dass das Objekt im Ausgangzustand einen zumindest im Wesentlichen gleichen Durchmesser entlang seiner gesamten Längserstreckung aufweist. Eine Abweichung von dem Ausgangsdurchmesser (Durchmessersollwert) kann somit eine Zustandsänderung des Objekts, insbesondere eine Beschädigung des Objekts oder auch eine Laständerung, indizieren. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass das Objekt im Ausgangszustand variierende, z.B. periodisch variierende, Durchmesser besitzt und eine Kenntnis einer Relativposition zwischen Objekt und Ultrabreitband-Sensor (z.B. aus einer weiteren Messung) erforderlich ist, um eine geometrische Durchmesserabweichung oder eine zeitliche oder räumliche Durchmesseränderung ermitteln zu können.If the local superficial change in state is designed as a temporal or spatial change in diameter (local reference value) of a checked and / or monitored object or if the local superficial target deviation is designed as a geometric diameter deviation from a predetermined diameter target value (global reference value), a particular one can advantageously be used Reliable and/or particularly meaningful (surface) testing and/or (surface) monitoring can be made possible. In particular, the temporal diameter change is a change in a diameter of a particular portion of the object over a period of time. In particular is the spatial change in diameter is a change in a diameter along a longitudinal extent of the object, in particular when comparing different longitudinal sections of the object with one another. It is conceivable that the object in the initial state has an at least essentially the same diameter along its entire longitudinal extent. A deviation from the initial diameter (diameter setpoint) can therefore indicate a change in the state of the object, in particular damage to the object or a change in load. Alternatively, however, it is also conceivable that the object has varying, for example periodically varying, diameters in the initial state and knowledge of a relative position between the object and the ultra-wideband sensor (for example from another measurement) is required in order to detect a geometric diameter deviation or a temporal or spatial change in diameter to be able to determine.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Ultrabreitband-Sensor derart angeordnet und ausgebildet ist, dass eine Erkennung von lokalen internen Zustandsänderungen und/oder von lokalen internen Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte ermöglicht ist. Dadurch kann vorteilhaft eine lokale interne Fehlstellenerkennung ermöglicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine Reparatur des Objekts vor einem vollständigen Versagen oder ein frühzeitiger Austausch des Objekts vor einer Ausbreitung der Fehlstelle ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine hohe Sicherheit für Anwendungen des Objekts, z.B. eines Kunststoff-Hebeseils, erreicht werden. Insbesondere kann der Ultrabreitband-Sensor zu einer gleichzeitigen Erkennung von lokalen internen Zustandsänderungen / Sollabweichungen und von lokalen oberflächlichen Zustandsänderungen / Sollabweichungen vorgesehen sein. Vorzugsweise können die internen und die oberflächlichen Zustandsänderungen / Sollabweichungen aus demselben Signal desselben Ultrabreitband-Sensors ausgelesen werden.In addition, it is proposed that the ultra-wideband sensor be arranged and designed in such a way that detection of local internal state changes and/or local internal target deviations of the predominantly longitudinal objects is made possible. This can advantageously enable local internal defect detection. This advantageously makes it possible to repair the object before it completely fails or to replace the object early before the defect spreads. A high level of safety can advantageously be achieved for applications of the object, e.g. a plastic lifting rope. In particular, the ultra-wideband sensor can be provided for simultaneous detection of local internal state changes/target deviations and local superficial state changes/target deviations. Preferably, the internal and superficial state changes/target deviations can be read from the same signal from the same ultra-wideband sensor.
Wenn dabei die lokale interne Zustandsänderung als eine zeitliche oder räumliche Veränderung einer Kunststoffzusammensetzung oder einer inneren geometrischen Struktur ausgebildet ist oder dass die lokale interne Sollabweichung als eine Abweichung von einer Soll-Kunststoffzusammensetzung oder von einer inneren geometrischen Soll-Struktur ausgebildet ist, kann eine besonders zuverlässige und/oder besonders aussagekräftige (interne) Prüfung und/oder (interne) Überwachung ermöglicht werden. Insbesondere ist die zeitliche Veränderung der Kunststoffzusammensetzung eine Änderung der Kunststoffzusammensetzung eines bestimmten Abschnitts des Objekts über einen Zeitraum. Insbesondere ist die räumliche Veränderung der Kunststoffzusammensetzung eine Änderung der Kunststoffzusammensetzung entlang einer Längserstreckung des Objekts, insbesondere bei einem Vergleich verschiedener Längsabschnitte des Objekts miteinander. Es ist denkbar, dass das Objekt im Ausgangzustand eine zumindest im Wesentlichen gleiche Kunststoffzusammensetzung entlang seiner gesamten Längserstreckung aufweist. Eine Abweichung von der Ausgangs-Kunststoffzusammensetzung (Soll-Kunststoffzusammensetzung) kann somit eine Zustandsänderung des Objekts, insbesondere eine Beschädigung des Objekts, indizieren. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass das Objekt im Ausgangszustand variierende, z.B. periodisch variierende, Kunststoffzusammensetzungen besitzt und eine Kenntnis einer Relativposition zwischen Objekt und Ultrabreitband-Sensor erforderlich ist, um eine Abweichung von einer Soll-Kunststoffzusammensetzung oder eine zeitliche oder räumliche Veränderung einer Kunststoffzusammensetzung ermitteln zu können. Beispielsweise kann sich bei der Änderung der Kunststoffzusammensetzung eine Dichte des Kunststoffs ändern. Beispielsweise kann sich bei der Änderung der Kunststoffzusammensetzung eine Chemie des Kunststoffs ändern. Beispielsweise kann sich bei der internen Zustandsänderung eine innere Struktur des Kunststoffs ändern.If the local internal change in state is formed as a temporal or spatial change in a plastic composition or an internal geometric structure or if the local internal target deviation is formed as a deviation from a target plastic composition or from an internal geometric target structure, a particularly reliable and/or particularly meaningful (internal) testing and/or (internal) monitoring can be made possible. In particular, the change in plastic composition over time is a change in the plastic composition of a particular portion of the object over a period of time. In particular, the spatial change in the plastic composition is a change in the plastic composition along a longitudinal extent of the object, in particular when comparing different longitudinal sections of the object with one another. It is conceivable that the object in the initial state has an at least essentially the same plastic composition along its entire longitudinal extent. A deviation from the initial plastic composition (target plastic composition) can therefore indicate a change in the state of the object, in particular damage to the object. Alternatively, however, it is also conceivable that the object has varying, e.g. periodically varying, plastic compositions in the initial state and knowledge of a relative position between the object and the ultra-wideband sensor is required in order to determine a deviation from a target plastic composition or a temporal or spatial change in a plastic composition to be able to. For example, when the plastic composition changes, the density of the plastic can change. For example, when the plastic composition changes, the chemistry of the plastic can change. For example, an internal structure of the plastic can change during the internal change of state.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Ultrabreitband-Sensor zumindest eine erste Antenne und zumindest eine zweite Antenne aufweist, welche symmetrisch oder asymmetrisch zueinander auf unterschiedlichen Seiten eines Objektaufnahmebereichs der Sensoreinheit angeordnet sind. Dadurch kann eine vorteilhafte Messkonfiguration bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Die erste Antenne und die zweite Antenne des Ultrabreitband-Sensors können dabei auf direkt voneinander wegweisenden Seiten des Objektaufnahmebereichs / auf direkt gegenüberliegenden Seiten des Objektaufnahmebereichs angeordnet sein (symmetrische Anordnung). Alternativ können die erste Antenne und die zweite Antenne auf Seiten des Objektaufnahmebereichs angeordnet sein, die in einem Winkel zueinander stehen, beispielsweise in einem 90°-Winkel oder in einem Winkel größer als 90° und kleiner als 180° (asymmetrische Anordnung), vorzugsweise größer als 100° und kleiner als 170°. Insbesondere zeigt eine Normale auf eine Antennenebene der ersten Antenne oder der zweiten Antenne auf den Objektaufnahmebereich hin. Insbesondere ist der Objektaufnahmebereich zur Aufnahme des überwiegend längserstreckten Objekts, vorzugsweise zumindest eines Abschnitts des überwiegend längserstreckten Objekts vorgesehen. Insbesondere kann die Vorrichtung im Objektaufnahmebereich eine Halterung für das Objekt (kontaktierende Ausführung) oder eine Öffnung, durch die das Objekt durchgeführt wird (vollständig kontaktlose Ausführung), aufweisen. Die erste Antenne ist insbesondere als eine Ultrabreitband-Antenne ausgebildet. Die erste Antenne ist insbesondere zu einem Aussenden der breitbandigen elektromagnetischen Wellen vorgesehen. Die erste Antenne kann zudem zu einem Empfangen von Reflexionssignalen der selbst ausgesendeten breitbandigen elektromagnetischen Wellen vorgesehen sein oder zu einem Empfangen von breitbandigen elektromagnetischen Wellen, die von der zweiten Antenne stammen und von dem zu prüfenden und/oder zu überwachenden Objekt beeinflusst (reflektiert und/oder absorbiert) wurden. Die zweite Antenne ist insbesondere als eine Ultrabreitband-Antenne ausgebildet. Die zweite Antenne ist insbesondere zu einem Aussenden der breitbandigen elektromagnetischen Wellen vorgesehen. Die zweite Antenne kann zudem zu einem Empfangen von Reflexionssignalen der selbst ausgesendeten breitbandigen elektromagnetischen Wellen vorgesehen sein oder zu einem Empfangen von breitbandigen elektromagnetischen Wellen, die von der ersten Antenne stammen und von dem zu prüfenden und/oder zu überwachenden Objekt beeinflusst (reflektiert und/oder absorbiert) wurden.It is also proposed that the ultra-wideband sensor has at least one first antenna and at least one second antenna, which are arranged symmetrically or asymmetrically to one another on different sides of an object recording area of the sensor unit. This makes it possible to provide an advantageous measurement configuration. A high measurement accuracy can advantageously be achieved. The first antenna and the second antenna of the ultra-wideband sensor can be arranged on sides of the object recording area that face directly away from one another / on directly opposite sides of the object recording area (symmetrical arrangement). Alternatively, the first antenna and the second antenna can be arranged on sides of the object recording area that are at an angle to one another, for example at a 90° angle or at an angle greater than 90° and less than 180° (asymmetric arrangement), preferably larger than 100° and less than 170°. In particular, a normal points to an antenna plane of the first antenna or the second antenna to the object recording area. In particular, the object receiving area is provided for receiving the predominantly longitudinal object, preferably at least a portion of the predominantly longitudinal object. In particular, the device can have a holder for the object (contacting version) or an opening through which the object is passed (completely contactless version) in the object receiving area. The first antenna is particularly called an Ultra broadband antenna designed. The first antenna is intended in particular to transmit the broadband electromagnetic waves. The first antenna can also be provided for receiving reflection signals of the self-emitted broadband electromagnetic waves or for receiving broadband electromagnetic waves that come from the second antenna and are influenced (reflected and/or) by the object to be tested and/or monitored absorbed). The second antenna is designed in particular as an ultra-wideband antenna. The second antenna is intended in particular to transmit the broadband electromagnetic waves. The second antenna can also be provided for receiving reflection signals of the self-emitted broadband electromagnetic waves or for receiving broadband electromagnetic waves that come from the first antenna and are influenced (reflected and/or) by the object to be tested and/or monitored absorbed).
Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass der Ultrabreitband-Sensor zumindest eine Antenne, insbesondere lediglich die vorbeschriebene erste Antenne oder lediglich die vorbeschriebene zweite Antenne, und zumindest einen Reflektor aufweist, welche symmetrisch oder asymmetrisch zueinander auf unterschiedlichen Seiten eines Objektaufnahmebereichs der Sensoreinheit angeordnet sind. Dadurch kann eine vorteilhafte Messkonfiguration bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine konstruktiv einfache und/oder kostengünstige Konstruktion bereitgestellt werden. Der Reflektor ist insbesondere zu einer Reflexion, insbesondere einer Retroreflexion, der von der Antenne ausgesandten breitbandigen elektromagnetischen Wellen, welche insbesondere von dem Objekt beeinflusst wurden, vorgesehen. Insbesondere ist die Antenne zu einem Empfang zumindest eines Teils der von dem Reflektor reflektierten breitbandigen elektromagnetischen Wellen vorgesehen. Die Antenne und der Reflektor des Ultrabreitband-Sensors können dabei auf direkt voneinander wegweisenden Seiten des Objektaufnahmebereichs / auf direkt gegenüberliegenden Seiten des Objektaufnahmebereichs angeordnet sein (symmetrische Anordnung). Alternativ können die Antenne und der Reflektor auf Seiten des Objektaufnahmebereichs angeordnet sein, die in einem Winkel zueinander stehen, beispielsweise in einem 90°-Winkel oder in einem Winkel größer als 90° und kleiner als 180° (asymmetrische Anordnung), vorzugsweise größer als 100° und kleiner als 170°. Insbesondere zeigt eine Normale auf eine Antennenebene der Antenne oder des Reflektors auf den Objektaufnahmebereich hin. Die Vorrichtung, insbesondere der Ultrabreitband-Sensor, kann mehr als einen Reflektor aufweisen. Die mehreren Reflektoren können einer einzelnen Antenne des Ultrabreitband-Sensors zugeordnet sein oder jeweils anderen Antennen des Ultrabreitband-Sensors. Es ist denkbar, dass die erste Antenne gleichzeitig den Reflektor für die zweite Antenne ausbildet und/oder umgekehrt.Alternatively, it is proposed that the ultra-wideband sensor has at least one antenna, in particular only the above-described first antenna or only the above-described second antenna, and at least one reflector, which are arranged symmetrically or asymmetrically to one another on different sides of an object recording area of the sensor unit. This makes it possible to provide an advantageous measurement configuration. A structurally simple and/or cost-effective construction can advantageously be provided. The reflector is intended in particular for a reflection, in particular a retroreflection, of the broadband electromagnetic waves emitted by the antenna, which were in particular influenced by the object. In particular, the antenna is intended to receive at least a portion of the broadband electromagnetic waves reflected by the reflector. The antenna and the reflector of the ultra-wideband sensor can be arranged on sides of the object recording area that face directly away from one another / on directly opposite sides of the object recording area (symmetrical arrangement). Alternatively, the antenna and the reflector can be arranged on sides of the object recording area that are at an angle to one another, for example at a 90° angle or at an angle greater than 90° and less than 180° (asymmetric arrangement), preferably greater than 100 ° and less than 170°. In particular, a normal points to an antenna plane of the antenna or the reflector towards the object recording area. The device, in particular the ultra-wideband sensor, can have more than one reflector. The multiple reflectors can be assigned to a single antenna of the ultra-wideband sensor or to other antennas of the ultra-wideband sensor. It is conceivable that the first antenna simultaneously forms the reflector for the second antenna and/or vice versa.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit eine Einstelleinheit aufweist, welche zumindest dazu eingerichtet ist, eine manuelle oder motorisierte Stellfunktion zur Einstellung zumindest einer Position der ersten Antenne, der zweiten Antenne und/oder des Reflektors bereitzustellen oder welche insbesondere zumindest dazu eingerichtet ist, eine manuelle oder motorisierte Stellfunktion zur Einstellung zumindest eines Abstands zwischen der ersten Antenne und der zweiten Antenne oder eines Abstands zwischen der Antenne und dem Reflektor bereitzustellen. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Eignung für Objekte verschiedener Größen erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Auflösung und/oder ein Überwachungsbereich, z.B. durch eine Einstellung eines Abstands zwischen Objekt und Antenne(n), verstellt und/oder optimiert werden. Die Einstelleinheit kann zu einer Einstellung eines Relativabstands der Antennen bzw. zwischen Reflektor und Antenne vorgesehen sein. Die Einstelleinheit kann zu einer Einzelverstellung jeder Antenne und jeden Reflektors vorgesehen sein. Die Einstelleinheit kann zu einer translatorischen Verstellung der Antennen und/oder Reflektoren vorgesehen sein. Die Einstelleinheit kann zu einem Verschwenken / Rotieren der Antennen und/oder Reflektoren vorgesehen sein. Die Einstelleinheit kann einen Antrieb, z.B. einen Elektromotor oder einen Linearaktuator, zu der motorisierten Verstellung des Abstands aufweisen.Furthermore, it is proposed that the sensor unit has an adjustment unit which is at least set up to provide a manual or motorized adjustment function for adjusting at least one position of the first antenna, the second antenna and/or the reflector or which in particular is at least set up to provide a to provide a manual or motorized adjustment function for adjusting at least a distance between the first antenna and the second antenna or a distance between the antenna and the reflector. As a result, a high level of flexibility can advantageously be achieved. Suitability for objects of different sizes can advantageously be achieved. In addition, a resolution and/or a monitoring area can advantageously be adjusted and/or optimized, for example by setting a distance between the object and the antenna(s). The setting unit can be provided for setting a relative distance between the antennas or between the reflector and the antenna. The adjustment unit can be provided for individual adjustment of each antenna and each reflector. The adjustment unit can be provided for translational adjustment of the antennas and/or reflectors. The adjustment unit can be provided for pivoting/rotating the antennas and/or reflectors. The adjustment unit can have a drive, for example an electric motor or a linear actuator, for the motorized adjustment of the distance.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit zu einer Einstellung einer räumlichen Ausdehnung des Objektaufnahmebereichs vorgesehen ist und/oder dass die Einstelleinheit zu einer Einstellung eines Abstands zwischen dem Objekt und der/den Antenne/n oder dem/den Reflektor/en vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Eignung für Objekte verschiedener Größen erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Auflösung und/oder ein Überwachungsbereich, z.B. durch eine Einstellung eines Abstands zwischen Objekt und Antenne(n), verstellt und/oder optimiert werden. Insbesondere hängt der eingestellte Abstand zwischen den Antennen, zwischen Antenne und Reflektor und/oder zwischen dem Objekt und der Antenne und/oder dem Reflektor von einem Durchmesser und/oder von einer Beschaffenheit des zu überprüfenden und/oder zu überwachenden Objekts, insbesondere Kunststoff-Seils, ab.Furthermore, it is proposed that the setting unit is provided for setting a spatial extent of the object recording area and/or that the setting unit is provided for setting a distance between the object and the antenna(s) or the reflector(s). As a result, a high level of flexibility can advantageously be achieved. Suitability for objects of different sizes can advantageously be achieved. In addition, a resolution and/or a monitoring area can advantageously be adjusted and/or optimized, for example by setting a distance between the object and the antenna(s). In particular, the set distance between the antennas, between the antenna and the reflector and/or between the object and the antenna and/or the reflector depends on a diameter and/or on a quality of the object to be checked and/or monitored, in particular plastic rope , away.
Überdies wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit einen zumindest im Wesentlichen ortsfest fixierten oder fixierbaren Objektaufnahmebereich aufweist, durch welchen die überprüften und/oder überwachten Objekte zumindest entlang deren Längsachsen hindurch bewegbar sind. Dadurch kann eine vorteilhafte, insbesondere einfache, Konstruktion ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders einfache Prüfung und/oder Überwachung von bewegten Kunststoff-Seilen, beispielsweise Kunststoff-Laufseilen, ermöglicht werden. Es ist denkbar, dass die Vorrichtung mehrere, insbesondere fixierte oder fixierbare, Objektaufnahmebereiche umfasst, welche vorzugsweise jeweils zumindest einen Ultrabreitband-Sensor aufweisen und welche bevorzugt nacheinander von dem überwiegend längserstreckten Objekt, insbesondere dem Kunststoff-Seil, durchlaufen werden können. Dadurch kann vorteilhaft eine Messgenauigkeit erhöht werden. Insbesondere kann die Vorrichtung eine Einrichtung zur Führung und/oder zum Antrieb des überwiegend längserstreckten Objekts, insbesondere des Kunststoff-Seils, wie z.B. eine oder mehrere Antriebsrollen umfassen oder die Einrichtung zur Führung und/oder zum Antrieb des überwiegend längserstreckten Objekts, insbesondere des Kunststoff-Seils, kann getrennt von der Vorrichtung ausgebildet sein, z.B. als ohnehin bereits für eine Bewegung des überwiegend längserstreckten Objekts, insbesondere Kunststoff-Seils, in dessen Einsatzgebiet vorgesehene Einrichtung, wie z.B. eine Seilwinde, z.B. eines Turmdreh-, Automobil-, oder Raupenkrans. Der Objektaufnahmebereich kann als eine Art Tunnel ausgebildet sein, durch den das Objekt in Längsrichtung bewegt werden kann.Furthermore, it is proposed that the sensor unit has an at least substantially fixed or fixable object receiving area through which the checked and/or monitored objects can be moved at least along their longitudinal axes. This makes an advantageous, particularly simple, construction possible. Particularly simple testing and/or monitoring of moving plastic ropes, for example plastic running ropes, can advantageously be made possible. It is conceivable that the device comprises several, in particular fixed or fixable, object receiving areas, which preferably each have at least one ultra-wideband sensor and which can preferably be passed through one after the other by the predominantly longitudinal object, in particular the plastic rope. This can advantageously increase measurement accuracy. In particular, the device can include a device for guiding and/or driving the predominantly elongated object, in particular the plastic rope, such as one or more drive rollers, or the device for guiding and/or driving the predominantly elongated object, in particular the plastic rope. Rope, can be designed separately from the device, for example as a device already provided for movement of the predominantly elongated object, in particular plastic rope, in its area of application, such as a cable winch, for example a tower crane, automobile crane or crawler crane. The object receiving area can be designed as a kind of tunnel through which the object can be moved in the longitudinal direction.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine weitere Sensoreinheit aufweist, welche zumindest zu einer Erfassung eines Bewegungsparameters, insbesondere eines Geschwindigkeitsparameters, der überprüften und/oder überwachten Objekte vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Messpräzision erreicht werden. Insbesondere kann der Bewegungsparameter für die Signalverarbeitung der durch den Ultrabreitband-Sensor erfassten Signale herangezogen werden. Vorzugsweise wird der Bewegungsparameter an eine Auswerteeinheit der Vorrichtung übermittelt. Die weitere Sensoreinheit kann zu einer indirekten Messung des Bewegungsparameters vorgesehen sein, z.B. über eine Messung einer Eigenschaft eines das Objekt bewegenden Antriebs, wie einer Messung einer Drehzahl einer ein Kunststoff-Seil antreibenden Seilrolle oder eines die Seilrolle antreibenden Motors. Die weitere Sensoreinheit kann zu einer direkten Messung des Bewegungsparameters vorgesehen sein, z.B. zu einem direkten Abgreifen eines Geschwindigkeitsparameters eines Kunststoff-Seils durch eine an das Kunststoff-Seil angepresste Messrolle. Die weitere Sensoreinheit kann alternativ auch kontaktlos ausgebildet sein, z.B. als eine optische Sensoreinheit oder ein Lasersensor, welche/r eine Markierung oder ein Muster auf einer Oberfläche des Seils zur Ermittlung des Bewegungsparameters beobachtet.It is further proposed that the device has a further sensor unit, which is provided at least for detecting a movement parameter, in particular a speed parameter, of the checked and/or monitored objects. This can advantageously achieve a high level of measurement precision. In particular, the movement parameter can be used for signal processing of the signals detected by the ultra-wideband sensor. The movement parameter is preferably transmitted to an evaluation unit of the device. The further sensor unit can be provided for an indirect measurement of the movement parameter, for example via a measurement of a property of a drive moving the object, such as a measurement of a speed of a pulley driving a plastic rope or of a motor driving the pulley. The further sensor unit can be provided for a direct measurement of the movement parameter, for example for a direct measurement of a speed parameter of a plastic rope by a measuring roller pressed onto the plastic rope. The further sensor unit can alternatively also be designed to be contactless, for example as an optical sensor unit or a laser sensor, which observes a marking or a pattern on a surface of the rope to determine the movement parameter.
Alternativ oder zusätzlich dazu wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit zumindest eine Schlitteneinheit aufweist, welche zumindest den Ultrabreitband-Sensor zumindest translatorisch, insbesondere entlang zumindest eines Teils einer Längsachse der überprüften und/oder überwachten Objekte, beweglich lagert. Dadurch kann vorteilhaft eine Prüfung und/oder Überwachung von statischen überwiegend längserstreckten Objekten, vorzugsweise statisch montierten Kunststoff-Seilen, wie Kunststoff-Halteseilen, ermöglicht werden. Insbesondere wird in dieser Ausführung der Ultrabreitband-Sensor mittels der Schlitteneinheit entlang der Längsachse des überwiegend längserstreckten Objekts, insbesondere des zumindest teilweise ausgebreiteten Kunststoff-Seils, bewegt. Es ist auch denkbar, dass der Ultrabreitband Sensor entlang eines bewegten Objekts, insbesondere Kunststoff-Seils, translatorisch beweglich gelagert ist. Dadurch kann vorteilhaft eine Messlänge pro Zeiteinheit maximiert werden.Alternatively or additionally, it is proposed that the sensor unit has at least one carriage unit, which supports at least the ultra-wideband sensor in a movable manner at least in translation, in particular along at least part of a longitudinal axis of the checked and/or monitored objects. This can advantageously enable testing and/or monitoring of static, predominantly longitudinal objects, preferably statically mounted plastic ropes, such as plastic tethers. In particular, in this embodiment, the ultra-wideband sensor is moved by means of the carriage unit along the longitudinal axis of the predominantly elongated object, in particular the at least partially spread out plastic rope. It is also conceivable that the ultra-wideband sensor is mounted in a translationally movable manner along a moving object, in particular a plastic rope. This can advantageously maximize a measuring length per unit of time.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zu einer Prüfung und/oder Überwachung, insbesondere einer Materialprüfung und/oder Materialüberwachung, von Kunststoff-Faserseilen eingerichtet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine Betriebssicherheit von Kunststoff-Faserseilen in vielen Einsatzbereichen, z.B. bei Kunststoff-Laufseilen oder Kunststoff-Halteseilen, erhöht werden. Ein Kunststoff-Faserseil ist insbesondere ein aus zusammengedrehten (geschlagenen) oder geflochtenen Kunstfasern, insbesondere Polymerfasern bestehendes längliches, zugfestes, schlaff biege- und meist torsionsweiches Element. Das Kunststoff-Faserseil kann einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Das Kunststoff-Faserseil kann eine Seilseele umfassen. Die Kunstfasern, insbesondere Polymerfasern, sind in diesem Fall um die Seilseele herum verdrillt. Die Seilseele ist vorzugsweise ebenfalls aus einem Kunststoff / Polymer ausgebildet.Furthermore, it is proposed that the device be set up for testing and/or monitoring, in particular material testing and/or material monitoring, of plastic fiber ropes. This can advantageously increase the operational reliability of plastic fiber ropes in many areas of application, e.g. in plastic running ropes or plastic retaining ropes. A plastic fiber rope is in particular an elongated, tensile, slack, bendable and usually torsionally soft element consisting of twisted (beaten) or braided synthetic fibers, in particular polymer fibers. The plastic fiber rope can be designed in one or more layers. The plastic fiber rope can include a rope core. In this case, the synthetic fibers, especially polymer fibers, are twisted around the rope core. The rope core is preferably also made of a plastic/polymer.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit zumindest dazu eingerichtet ist, Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen einer Seilseele eines ein- oder mehrlagigen Kunststoff-Faserseils und/oder einer inneren Seillage eines mehrlagigen Kunststoff-Faserseils zu erfassen. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Sicherheit erreicht werden. Vorteilhaft kann eine innere Beschädigung frühzeitig erkannt werden, insbesondere lange bevor eine tatsächliche Gefährdung in Folge dieser Beschädigung auftritt.It is also proposed that the sensor unit is at least set up to detect changes in state and/or target deviations of a rope core of a single or multi-layer plastic fiber rope and/or an inner rope layer of a multi-layer plastic fiber rope. This can advantageously achieve a high level of security. Internal damage can advantageously be detected at an early stage, in particular long before an actual danger arises as a result of this damage.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung die Auswerteeinheit aufweist, welche zu einer Auswertung von durch die Sensoreinheit ermittelten UWB-Transmissions- und/oder UWB-Reflexionsdaten zur Ermittlung der Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Sicherheit erreicht werden. Unter einer „Auswerteeinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit einem Informationseingang, einer Informationsverarbeitung und einer Informationsausgabe verstanden werden. Vorteilhaft weist die Auswerteeinheit zumindest einen Prozessor, einen Speicher, Ein- und Ausgabemittel, weitere elektrische Bauteile, ein Betriebsprogramm, Regelroutinen, Steuerroutinen und/oder Berechnungsroutinen auf. Vorzugsweise sind die Bauteile der Auswerteeinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet und/oder vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Insbesondere kann die Auswerteeinheit zu einem Abgleich der gemessenen Daten des Objekts mit einem statischen Modell des Objekts vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit zu einem Abgleich von gemessenen Daten des Objekts mit zeitlich zuvor, z.B. unmittelbar nach einer Inbetriebnahme / Installation des Objekts, aufgezeichneten Daten des Objekts (Referenzwerten) vorgesehen sein. Insbesondere ist die Auswerteeinheit zu einer Erkennung von Alterserscheinungen, internen und externen Beschädigungen, internen oder externen Veränderungen der chemischen Zusammensetzung und/oder der Dichte, etc. vorgesehen.In addition, it is proposed that the device has the evaluation unit, which is provided for evaluating UWB transmission and/or UWB reflection data determined by the sensor unit to determine the state changes and/or target deviations. This can advantageously achieve a high level of security. An “evaluation unit” is to be understood in particular as a unit with information input, information processing and information output. The evaluation unit advantageously has at least one processor, a memory, input and output means, further electrical components, an operating program, control routines, control routines and/or calculation routines. The components of the evaluation unit are preferably arranged on a common circuit board and/or advantageously arranged in a common housing. In particular, the evaluation unit can be provided for comparing the measured data of the object with a static model of the object. Alternatively or additionally, the evaluation unit can be provided for comparing measured data of the object with data of the object (reference values) recorded previously, for example immediately after commissioning/installation of the object. In particular, the evaluation unit is intended to detect signs of aging, internal and external damage, internal or external changes in the chemical composition and/or density, etc.
Wenn die Auswerteeinheit zumindest zu einem Vergleich aktuell gemessener UWB-Transmissionsdaten und/oder UWB-Reflexionsdaten der Sensoreinheit mit statischen Referenz-UWB-Transmissionsdaten und/oder statischen Referenz-UWB-Reflexionsdaten und/oder mit zuvor von der Sensoreinheit gemessenen dynamischen Referenz-UWB-Transmissionsdaten und/oder dynamischen Referenz-UWB-Reflexionsdaten vorgesehen ist, kann vorteilhaft eine optimale Erkennung von internen und/oder externen Zustandsänderungen anhand eindeutiger Signalsignaturen erreicht werden. Die statischen Referenz-UWB-Transmissionsdaten und/oder die statischen Referenz-UWB-Reflexionsdaten können beispielsweise einem Datenblatt des Objekts entstammen oder einer initialen Kalibration bei der Installation / Inbetriebnahme des Objekts. Die dynamischen Referenz-UWB-Transmissionsdaten und/oder die dynamischen Referenz-UWB-Reflexionsdaten können regelmäßig neu festgelegt werden, beispielsweise jede Stunde, jeden Tag, jede Woche, jeden Monat, ganz je nach Einsatzgebiet des Objekts.If the evaluation unit is used at least to compare currently measured UWB transmission data and/or UWB reflection data of the sensor unit with static reference UWB transmission data and/or static reference UWB reflection data and/or with dynamic reference UWB previously measured by the sensor unit. Transmission data and / or dynamic reference UWB reflection data is provided, optimal detection of internal and / or external state changes can be achieved using clear signal signatures. The static reference UWB transmission data and/or the static reference UWB reflection data can come, for example, from a data sheet of the object or from an initial calibration during installation/commissioning of the object. The dynamic reference UWB transmission data and/or the dynamic reference UWB reflection data may be reset periodically, for example every hour, every day, every week, every month, depending on the application area of the object.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit zumindest einen antrainierten und/oder trainierbaren Algorithmus maschinellen Lernens umfasst, welcher zu einer Erkennung und insbesondere Klassifizierung der Zustandsänderungen und/oder der Sollabweichungen in aktuell gemessenen UWB-Transmissionsdaten und/oder UWB-Reflexionsdaten der Sensoreinheit vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft eine Auswertung verbessert, beschleunigt und insbesondere lokal optimiert werden. Vorteilhaft kann ein Rechenaufwand für eine Auswertung reduziert werden. Insbesondere kann der Algorithmus maschinellen Lernens zu einer Mustererkennung anhand der von der Sensoreinheit erfassten Messdaten der Ultrabreitband-Sensoren vorgesehen sein.In addition, it is proposed that the evaluation unit comprises at least one trained and/or trainable machine learning algorithm, which is provided for detecting and in particular classifying the state changes and/or the target deviations in currently measured UWB transmission data and/or UWB reflection data of the sensor unit. In this way, an evaluation can advantageously be improved, accelerated and, in particular, locally optimized. The computing effort for an evaluation can advantageously be reduced. In particular, the machine learning algorithm can be provided for pattern recognition based on the measurement data from the ultra-wideband sensors recorded by the sensor unit.
Ferner ist ein Verfahren zu einer Prüfung und/oder Überwachung, insbesondere einer Materialprüfung und/oder Materialüberwachung, von überwiegend längserstreckten Objekten, welche überwiegend oder vollständig aus einem oder mehreren Kunststoffen ausgebildet sind, wie beispielsweise Kunststoff-Seile, Kunststoff-Fasern, Kunststoff-Stangen, Kunststoff-Platten oder dergleichen, denkbar, wobei von einem Ultrabreitband (UWB)-Sensor zumindest einer Sensoreinheit Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte erfasst werden. Dadurch kann vorteilhaft eine externe und interne Prüfung der überwiegend längserstreckten Objekte, wie Kunststoff-Seilen oder dergleichen ermöglicht werden. Vorteilhaft können äußere und innere Schäden an Kunststoff-Seilen erkannt werden. Vorteilhaft ist die Prüfung und/oder Überwachung berührungsfrei und/oder zerstörungsfrei.Furthermore, there is a method for testing and/or monitoring, in particular material testing and/or material monitoring, of predominantly elongated objects which are predominantly or completely made of one or more plastics, such as plastic ropes, plastic fibers, plastic rods , plastic plates or the like, conceivable, with state changes and / or target deviations of the predominantly longitudinal objects being detected by an ultra-wideband (UWB) sensor at least one sensor unit. This advantageously enables external and internal testing of predominantly longitudinal objects, such as plastic ropes or the like. External and internal damage to plastic ropes can be advantageously detected. The testing and/or monitoring is advantageously non-contact and/or non-destructive.
Es ist außerdem denkbar, dass in dem Verfahren von dem Ultrabreitband-Sensor der Sensoreinheit Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen von Kunststoff-Faserseilen erfasst werden, wobei die Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen denkbarerweise aus einem Vergleich aktuell gemessener UWB-Transmissionsdaten und/oder UWB-Reflexionsdaten der Sensoreinheit mit statischen Referenz-UWB-Transmissionsdaten und/oder statischen Referenz-UWB-Reflexionsdaten und/oder mit zuvor von der Sensoreinheit gemessenen dynamischen Referenz-UWB-Transmissionsdaten und/oder dynamischen Referenz-UWB-Reflexionsdaten ermittelt werden. Dadurch kann vorteilhaft eine optimale Erkennung von internen und/oder externen Zustandsänderungen erreicht werdenIt is also conceivable that in the method, state changes and/or target deviations of plastic fiber ropes are detected by the ultra-wideband sensor of the sensor unit, the state changes and/or target deviations conceivably coming from a comparison of currently measured UWB transmission data and/or UWB reflection data the sensor unit can be determined with static reference UWB transmission data and/or static reference UWB reflection data and/or with dynamic reference UWB transmission data and/or dynamic reference UWB reflection data previously measured by the sensor unit. This can advantageously achieve optimal detection of internal and/or external state changes
Weiterhin ist denkbar, dass in dem Verfahren die Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen aus aktuell gemessenen UWB-Transmissionsdaten und/oder UWB-Reflexionsdaten der Sensoreinheit mittels zumindest eines antrainierten und/oder trainierbaren Algorithmus maschinellen Lernens erkannt und insbesondere klassifiziert werden. Dadurch kann vorteilhaft eine Auswertung verbessert, beschleunigt und insbesondere lokal optimiert werden.Furthermore, it is conceivable that in the method the state changes and/or target deviations from currently measured UWB transmission data and/or UWB reflection data of the sensor unit are recognized and in particular classified using at least one trained and/or trainable machine learning algorithm. This can advantageously be used for an evaluation improved, accelerated and, in particular, locally optimized.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the device according to the invention can have a number of individual elements, components and units that deviate from the number mentioned herein in order to fulfill a function of operation described herein.
Zeichnungendrawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the following drawing description. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings. The drawings, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.
Es zeigen:
-
1 schematisch ein überwiegend entlang dessen Längsachse längserstrecktes Objekt, -
2 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung mit dem überwiegend längserstreckten Objekt, -
3 eine schematische Vorderansicht einer Vorrichtung mit dem überwiegend längserstreckten Objekt in einer Schnittdarstellung und -
4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Prüfung und/oder Überwachung des überwiegend längserstreckten Objekts.
-
1 schematically an object that extends predominantly along its longitudinal axis, -
2 a schematic side view of a device with the predominantly elongated object, -
3 a schematic front view of a device with the predominantly elongated object in a sectional view and -
4 a schematic flow diagram of a method for testing and/or monitoring the predominantly longitudinal object.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the exemplary embodiment
Die
Eine im folgenden beschriebene Vorrichtung ist jedoch selbstverständlich auch auf andere Kunststoffseile, z.B. Kunststoffseile ohne Außenmantel, anwendbar. Das Kunststoff-Faserseil 36 ist biegeschlaff und aufwickelbar ausgebildet. Das Kunststoff-Faserseil 36 kann ein Hebeseil, Tragseil oder Laufseil ausbilden. Das Kunststoff-Faserseil 36 kann als ein Turmdreh-, Automobil-, oder Raupenkranseil ausgebildet sein.However, a device described below can of course also be used on other plastic ropes, e.g. plastic ropes without an outer sheath. The
Die
Die Vorrichtung weist eine Sensoreinheit 12 auf. Die Sensoreinheit 12 umfasst einen Ultrabreitband-Sensor 14. Die Sensoreinheit 12 ist dazu vorgesehen, Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte 10 zu erfassen. Die Sensoreinheit 12 ist zumindest dazu eingerichtet, Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen der Seilseele 38 des ein- oder mehrlagigen Kunststoff-Faserseils 36 zu erfassen. Die Sensoreinheit 12 ist zumindest dazu eingerichtet, Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen einer der inneren Seillagen 40, 40', 40" des mehrlagigen Kunststoff-Faserseils 36 zu erfassen.The device has a
Die Vorrichtung weist eine Auswerteeinheit 42 auf. Die Auswerteeinheit 42 ist zu einer Auswertung von durch die Sensoreinheit 12 ermittelten UWB-Transmissions- und/oder UWB-Reflexionsdaten zur Ermittlung der Zustandsänderungen und/oder Sollabweichungen vorgesehen. Die Auswerteeinheit 42 kann sensornah zu der Sensoreinheit 12, insbesondere zu dem Ultrabreitband-Sensor 14, ausgebildet sein. Alternativ kann die Auswerteeinheit 42, wie in der
Der Ultrabreitband-Sensor 14 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Erkennung von lokalen oberflächlichen Zustandsänderungen und/oder lokalen oberflächlichen Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte 10 ermöglicht ist. Dabei ist die lokale oberflächliche Zustandsänderung als eine zeitliche oder räumliche Durchmesseränderung eines überprüften und/oder überwachten Objekts 10 ausgebildet. Dabei ist die lokale oberflächliche Sollabweichung als eine geometrische Durchmesserabweichung von einem vorgegebenen Durchmessersollwert ausgebildet. Die lokale oberflächliche Sollabweichung kann auch als externer Schaden ein einem Geflecht eines als Kunststoffseil ausgebildeten Objekts 10 ausgebildet sein. Der Ultrabreitband-Sensor 14 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Erkennung von lokalen internen Zustandsänderungen und/oder lokalen internen Sollabweichungen der überwiegend längserstreckten Objekte 10 ermöglicht ist. Dabei ist die lokale interne Zustandsänderung als eine zeitliche oder räumliche Veränderung einer Kunststoffzusammensetzung oder einer inneren geometrischen Struktur ausgebildet. Dabei ist die lokale interne Sollabweichung als eine Abweichung von einer Soll-Kunststoffzusammensetzung oder von einer inneren geometrischen Soll-Struktur ausgebildet.The
Die Sensoreinheit 12 bildet einen Objektaufnahmebereich 20 zur Aufnahme des Objekts 10 aus. Der Objektaufnahmebereich 20 ist ortsfest fixierbar. Alternativ könnte der Objektaufnahmebereich 20 auch dauerhaft ortsfest fixiert sein. Durch den ortsfest fixierbaren Objektaufnahmebereich 20 ist das zu überprüfende und/oder zu überwachende Objekt 10 entlang dessen Längsachse 30 hindurch bewegbar. Die Vorrichtung, insbesondere die Sensoreinheit 12, weist eine Schlitteneinheit 34 auf. Die Schlitteneinheit 34 lagert den Ultrabreitband-Sensor 14 translatorisch beweglich. Die Schlitteneinheit 34 lagert den Ultrabreitband-Sensor 14 entlang zumindest eines Teils seiner Längsachse 30 beweglich. Die Schlitteneinheit 34 lagert den Ultrabreitband-Sensor 14 entlang der durch die Pfeile 46 angezeigten Richtungen translatorisch beweglich.The
Der Ultrabreitband-Sensor 14 weist eine erste Antenne 16 auf. Der Ultrabreitband-Sensor 14 weist eine zweite Antenne 18 auf. Der Ultrabreitband-Sensor 14 weist einen Reflektor 22 auf. Die zweite Antenne 18 bildet zugleich den Reflektor 22 aus, welcher die Signale der ersten Antenne 16 zu der ersten Antenne 16 zurückreflektiert. Alternativ könnte der Reflektor 22 auch separat ausgebildet sein oder die zweite Antenne 18 komplett ersetzen. Der Ultrabreitband-Sensor 14 könnte zudem noch weitere Antennen und/oder Reflektoren aufweisen, der Einfachheit halber sind in den Figuren jedoch lediglich zwei Antennen und ein Reflektor dargestellt. Die erste Antenne 16 und die zweite Antenne 18 sind beispielhaft symmetrisch auf direkt gegenüberliegenden Seiten des Objektaufnahmebereichs 20 angeordnet. Die erste Antenne 16 und der Reflektor 22 sind beispielhaft symmetrisch auf direkt gegenüberliegenden Seiten des Objektaufnahmebereichs 20 angeordnet. Alternativ könnten die zweite Antenne 18 und/oder der Reflektor 22 asymmetrisch auf einer weiteren nicht direkt der ersten Antenne 16 gegenüberliegenden weiteren Seite des Objektaufnahmebereichs 20 angeordnet sein.The
Die Vorrichtung weist eine weitere Sensoreinheit 32 auf. Die weitere Sensoreinheit 32 ist zu einer Erfassung eines Bewegungsparameters des zu überprüfenden und/oder des zu überwachenden Objekts 10 vorgesehen. Die weitere Sensoreinheit 32 ist zu einer Erfassung eines Geschwindigkeitsparameters des zu überprüfenden und/oder des zu überwachenden Objekts 10 vorgesehen. Die weitere Sensoreinheit 32 ist zu einer Erfassung einer Kunststoff-Faserseil-Bewegungsgeschwindigkeit während einer Messung mittels des Ultrabreitband-Sensors 14 vorgesehen. Beispielhaft ist die weitere Sensoreinheit 32 im in der
Die
Die
BezugszeichenReference symbols
- 1010
- Objektobject
- 1212
- SensoreinheitSensor unit
- 1414
- Ultrabreitband-SensorUltra-wideband sensor
- 1616
- Erste AntenneFirst antenna
- 1818
- Zweite AntenneSecond antenna
- 2020
- ObjektaufnahmebereichObject recording area
- 2222
- Reflektorreflector
- 2424
- EinstelleinheitSetting unit
- 2626
- Ausdehnungexpansion
- 2828
- AbstandDistance
- 3030
- LängsachseLongitudinal axis
- 3232
- Weitere SensoreinheitAdditional sensor unit
- 3434
- SchlitteneinheitCarriage unit
- 3636
- Kunststoff-FaserseilPlastic fiber rope
- 3838
- SeilseeleRope soul
- 4040
- Innere SeillageInner rope layer
- 4242
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 4444
- AußenmantelOuter jacket
- 4646
- PfeilArrow
- 4848
- AntriebseinheitDrive unit
- 5050
- VerfahrensschrittProcedural step
- 5252
- VerfahrensschrittProcedural step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- DIN ISO 4309:2021-08 [0007, 0011]DIN ISO 4309:2021-08 [0007, 0011]
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202023104886.2U DE202023104886U1 (en) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | Device for testing and/or monitoring predominantly longitudinal objects |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE202023104886.2U DE202023104886U1 (en) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | Device for testing and/or monitoring predominantly longitudinal objects |
Publications (1)
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---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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-
2023
- 2023-08-28 DE DE202023104886.2U patent/DE202023104886U1/en active Active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DIN ISO 4309:2021-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |