DE2043521B2 - Vorrichtung zur feststellung gebrochener draehte in drahtseilen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung gebrochener Drähte in Drahtseilen mit einem ringförmigen Magneten, durch den das Seil hindurchgeleitet wird, und mit wenigstens zwei das Seil Umgebenden Meßspulen, die das Vorliegen magneti-Icher, auf gebrochenen Drähten beruhender Dipole im Seil erfassen und auf einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige bringen.

Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der GB-PS 10 32 343 Bei der bekannten Vorrichtung wird das ζί untersuchende Drahtseil einem magnetischen Flub unterworfen und es werden Änderungen der magnetischen Permeabilität erfaßt, die auf Brüche oder Störungen in den das Drahtseil bildenden Strängen oder Drähten zurückzuführen sind. Um von den das Drahtseil konzentrisch umgebenden Spulen erzeugte Ausgangs-Signale auswerten zu können, werden diese einem Registriergerät zugeführt, welches auf Registrierpapier einen Schrieb erzeugt, der dem Seilzustand entspricht.

Zur Durchführung dieses Gleichstrommeßverfahrens zur Seilprüfung wird ein gespaltener, rohrförmiger Magnet mit einem Satz in seinem Inneren angeordneter Meßspulen um das zu prüfende Seil gelegt. Der Magnet erzeugt in Längsrichtung des Seils einen stationären, axialen Fluß von so ausreichender Intensität, daß das Seil magnetisch gesättigt ist.

Irgendwelche gebrochenen Drähte in dem Seil erzeugen in dem Spalt zwischen den Enden der gebrochenen Drähte sehr kleine magnetische Dipole. Wenn das Seil sich durch den magnetischen Prüfkopf hindurchbewegt, verursacht das Vorbeilaufen dieser Dipole an den Meßspulen die Induzierung einer elektromotorischen Kraft. Die Größe dieser elektromotorischen Kraft ist der Geschwindigkeit des Seils direkt und dem Quadrat des Abstands der Spule von dem betreffenden Dipol etwa umgekehrt proportional.

Nachteilig ist bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung jedoch, daß das Vorliegen eines Schadens zwar bei gewöhnlichen, gedrillten Seilen sowie bei Seilen mit einem nichtmetallischen Kern in Längsrichtung festgestellt werden kann, daß jedoch unglücklicherweise auch eingekerbte Drähte ein elektrisches Ausgangssignal erzeugen, und zwar aufgrund der magnetischen Pole, welche an jeder Durchmesserdiskontinuität gebildet werden. Die auf diese Weise erzeugten Signale werden »Rauschen« genannt, da sie bei der Bestimmung der Seileigenschaft keine Rolle spielen; das Rauschen wird jedoch von dernJntersuchungsanordnung erfaßt, entsprechend verstaYkT und führt dazu, daß insbesondere kleine, auf gebrochene Stellen im Inneren der zu untersuchenden Seite zurückzugehende Signale überdeckt werden und daher nicht festgestellt werden können. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß bei nicht gedrehten Seilen von großem Durchmesser und hohem Füllfaktor ein im Inneren gebrochener Draht wegen des auf ihn zurückgehenden, nur kleinen Impulses nicht unter der größeren Anzahl stärkerer Rauschimpulse festzustellen ist, die beispielsweise durch Quereinkerbungen in der Nähe der Seiloberfläche entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteilen zu begegnen und eine Vorrichtung zur Entdeckung gebrochener Drähte auch in entsprechend kompakten Drahtseilen zu schaffen, die in der Lage ist. jeden aut einen Drahtbruch oder eine ähnliche Beschädigung zurückzugehenden Schaden festzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs genannten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß eine Multipliziereinrichtung vorgesehen ist. in der das Ausgangssignal der einen Meßspule mit dem Ausgangssignal der anderen Meßspule multipliziert wird.

Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Multipliziereinrichtung so ausgebildet, daß ein Ausgangssignal von ihr nicht erzeugt wird, wenn nur ein Eingangssignal von einer Spule vorliegt und außerdem die Frequenz der von der Multipliziereinrichtung erzeugten Ausgangssignale nicht verdoppelt wird, wenn dieses Ausgangssignal auf identische, an beiden Eingängen der Multipliziereinrichtung anliegende Impulse zurück?uführen ist.

Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Ausgangssignale beider Meßspulen über Verstärker der Multipliziereinrichtung zugeführt deren Verstärkungsgrad zur Seilgeschwindigkeit umgekehrt proportional ist, so daß die Eingangssignale der Multipliziereinrichtung von der Seilgeschwindigkeit unabhängig sind.

Besonders vorteilhaft ist bei der Erfindung der Umstand, daß durch die Multiplikation Störeinflüsse oder Störimpulse, die auf Rauschen, also auf Einkerbungen und sonstige, nicht als Beschädigung des Seils zu wertende Einflüsse zurückgehen, wirksam eliminiert werden können, denn die Multipliziereinrichtung wertet nur Signale aus, die in beiden Spulen gleichzeitig auftreten und unterdrückt im wesentlichen alle anderen. Da jedoch die Rauschsignale statistisch verteilt sind, treten sie nicht gleichzeitig auf und sind daher auch in beiden Spulen nicht in Phase.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die echte Schäden anzeigenden Signale stark hervorgeho-

ben und können eindeutig identifiziert und ausgewertet werden, insbesondere da die Multipliziereinrichtung so ausgebildet ist, daß bei gleichzeitigem Auftreten eines echten Schadsignals in beiden Verstärkerkanälen die Frequenz des Signals nicht verdoppelt wird, während die statischen Rauschsignal einer Frequenzverdoppelung unterworfen werden und eine Aufzeichnung diese Rauschsignale durch eine entsprechende Empfindlichkeitsbegrenzung des zugeordneten Registriergeräts verhindert werden kann.

Die nachstehende Beschreibung erläutert eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung nach Aufbau und Wirkungsweise im einzelnen anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung zur Feststellung gebrochener Drähte in Drahtseilen,

Fig.2 einen Querschnitt durch den uas Drahtseil umgebenden Prüfkopf und

Fig.3 die dem Prüfkopf zugeordnete elektrische Schaltung.

Anhand von F i g. 1 und 2 wird zunächst das Prinzip der Erfindung erläutert. Ein gespaltener, rohrförmiger Permanentmagnet 10 ist so ausgebildet, daß er das zu prüfende Seil ti umgibt.

Zwischen jeder Magnethälfte und dem Seil sind Meßspulen 12 angeordnet. Die Magnete und die Meßspulen sind zu einem kompakten Prüf- oder Meßkopf vereinigt.

Wie bereits eingangs erwähnt, bewirkt das auf den kreisförmigen Magnet zurückgehende, axiale Magnetfeld im Seil die Erzeugung kleiner magnetischer Dipole zwischen den Enden gebrochener Seildrähte. Wenn das Seil an den Meßspulen vorbeiläuft, induzieren diese kleinen Dipole kleine Spannungen in den Meßspulen, und diese Spannungen werden einem Vervielfacher 13 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Aufzeichnungsgalvanometer verbunden ist.

Kernpunkt der Erfindung ist die Multiplizierung der Ausgangssignale der Meßspulen. Wenn man bedenkt, daß das Rauschen aus statistischen oder zufälligen Signalen besteht und die Spannungen, welche aufgrund gebrochener Drähte in den Meßspulen induziert werden, immer in Phase sind, erkennt man, daß durch Multiplikation der in den Meßspulen induzierten Spannungen die Rauschimpulse auf dem Meßstreifen des Aufzeichnungsgalvanometers effektiv eliminiert werden, während die auf gebrochene Drähte zurückgehenden Impulse hervorgehoben werden. Die Meßstreifen können daher viel leichter als bekannte Meßstreifen dieser Art ausgewertet werden.

Die Erfindung ist im einzelnen in F i g. 3 dargestellt. Ein Gummirad 20 ist so angeordnet, daß es von dem zu prüfenden Seil in Drehung versetzt wird. Das Rad 20 ist seinerseits mit Hilfe eines Getriebes an einen kleinen Wechselstromgenerator 21 angekoppelt, dessen Ausgang eine zur Seilgeschwindigkeit proportionale Frequenz hat Die Amplitude des Generatorausganges hängt ebenfalls von der Seilgeschwindigkeit ab, jedoch ist dies für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ohne Bedeutung.

Der Ausgang des Generators 2t wird an einen Frequenz/Spannungs-Wandler 22 angelegt Der Ausgang des Generators 2t wird somit in eine Spannung umgewandelt, die der Seilgeschwindigkeit proportional ist

Die Ausgangssignale der Meßspulen 23 und 24 werden Verstärkern 25 und 26 zugeführt Jeder Verstärker besitzt einen Verstärkungsgrad, welcher dem Ausgangssignal des Wandlers 22 umgekehrt proportional ist, wobei der Ausgang des Wandlers 22 seinerseits der Seilgeschwindigkeit proportional ist. Der Ausgang jedes Verstärkers 25 und 26 ist auf diese Weise von der Seilgeschwindigkeit unabhängig.

Die Ausgangssignale der Verstärker 25 und 26 werden an einen Vier-Quadranten-Analogvervielfacher 27 angelegt, in dem die Ausgangssignale der beiden Verstärker 25 und 26 miteinander multipliziert werden.

Das Ausgangssignal des Vervielfachers 27 wird zunächst an einen Anpassungsverstärker 28 angelegt, bevor es einem Aufzeichnungsgalvanometer zugeleitet wird.

Es läßt sich mathematisch zeigen, daß die Multiplikation der beiden Ausgangssignale aus den Verstärkern 25 und 26 zu einem großen Ausgangssignal des Vervielfachers 27 führt, wobei keine Frequenzverdopplung erfolgt, insoweit die in Phase befindlichen Spannungen der gebrochenen Drähte betroffen sind; hingegen führt die Multiplikation zu einem kleinen Ausgangssignal höherer Frequenz, insoweit die statistischen Rauschsignale betroffen sind. Die Galvanometerempfindlichkeit wird entsprechend begrenzt, und die eine höhere Frequenz besitzenden Rauschkomponenten werden infolgedessen effektiv durch das Galvanometer ausgefiltert, so daß im wesentlichen lediglich die in Phase befindlichen Signale auf dem Galvanometer-Meßstreifen aufgezeichnet werden.

Bei der Prüfung eines Seiles mit einer bekannten Vorrichtung, betrug das Rausch-Signal-Verhältnis für gebrochene Drähte im Zentrum des Seiles etwa 6:1. Somit war es praktisch unmöglich, gebrochene Drähte festzustellen. Bei der Prüfung des gleichen Seiles mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung betrug das Signal-Rausch-Verhältnis 7 :1. Mit anderen Worten: Das Signal-Rausch-Verhältnis wurde durch die Erfindung um den Faktor 42 verbessert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Feststellung gebrochener Drähte in Drahtseilen mit einem ringförmigen Magneten, durch den das Seil hindurchgeleitet wird, und mit wenigstens zwei das Seil umgebenden Meßspulen, die das Vorliegen magnetischer, auf gebrochenen Drähten beruhender Dipole im Seil erfassen und auf einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige bringen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Multipliziereinrichtung (27) vorgesehen ist, in der das Ausgangssigna! der einen Meßspule (23) mit dem Ausgangssignal der anderen MePspule (24) multipliziert wird. >5

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipliziereinrichtung (27) so ausgebildet ist, daß dann kein Ausgangssignal geliefert wird, wenn lediglich ein Eingangssignal vorliegt, und außerdem die Frequenz nicht verdoppelt wird, wenn an beide Eingangsklemmen der Multipliziereinrichtung (27) identische Impulse gelangen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden Meßspulen (23, 24) der Multipliziereinrichtung (27) über Verstärker (22, 25) zugeführt sind, deren Verstärkungsgrad zur Seilgeschwindigkeit umgekehrt proportional ist, derart, daß die der Multipliziereinrichtung zugeführten Signale von der Seiigeschwindigkeit unabhängig sind.