KR20020005626A - 전기 또는 자기에너지를 사용한 엘리베이터 로프 열화검출 장치 및 방법 - Google Patents

전기 또는 자기에너지를 사용한 엘리베이터 로프 열화검출 장치 및 방법 Download PDF

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로이드 디. 도이간
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Abstract

강자성 인장 부재들을 구비한 로프내의 결함을 검출하고 측정하기 위한 시스템 및 방법으로서, 여자기 및 알려진 관계로 상기 인장 부재들에 대응하는 자속 센서들의 배열을 포함한다. 누설자속의 측정치들은 결함을 암시한다. 본 발명의 다른 측면은 전기전도성 인장 부재들의 측정된 전기저항이 결함을 암시하도록 되는, 전기전도성 인장 부재를 구비한 엘리베이터 로프 내의 결함 검출 내지 측정을 위한 방법 및 시스템을 포함한다.

Description

전기 또는 자기에너지를 사용한 엘리베이터 로프 열화 검출 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING ELEVATOR ROPE DEGRADATION USING ELECTRICAL OR MAGNETIC ENERGY}
엘리베이터 칸(elevator cars), 혹은 산업적 또는 상업적 분야에서 짐을 수직으로 올리거나 내리기 위한 엘리베이터 칸에 유사한 탈것을 들어올리기 위한 인장 로프 시스템은 통상 강철 로프로 만들어진다. 그러한 로프들은 보통, 개개의 금속 와이어들로 만들어진 다수 가닥들(multiple strands)로 구성되는 다수 코드들(multiple cords)로 구성 된다. 그러한 인장 로프들은 안전 및 생산성에 중요한 영향을 미치는 중요한 구성요소이다.
다수 가닥 또는 다수 코드 로프의 개별적인 요소의 열화는 로프의 인장강도에 악영향을 미친다. 로프의 인장강도는 단면적을 비롯해서 다양한 인자들에 의존한다. 강철 로프의 하나 이상의 요소가 늘어나거나, 찢어지거나 또는 영구히 변형되는 경우에는, 그들 요소들은 내하중 부재(load bearing members)로서 무력화되거나 약해지며, 그 결과, 로프의 유효 내인장 단면적이 감소된다. 이러한 타입의 열화는 통상의 마손, 충격, 피로 또는 예기치 못한 부식 등 다양한 방식으로 일어날 수 있다.
엘리베이터 로프와 같은 로프는 매우 길며, 많은 개개의 와이어들과 가닥들로 만들어지므로, 단순히 시각적인 검사에 의해서 로프 상태 혹은 열화의 정도를 완전하고 정확하게 시험하는 것은 실제적이지 못하다. 또한, 엘리베이터 로프를 분해하여서 다양한 시험장치를 사용하여 검사하는 것도 실제적이지 못하다. 그러므로, 파손의 커다란 위험이 없이 열화될 수 있는 큰 여유를 허용하도록 로프를 잉여설계(overdesign)하는 것이 산업계에서 일반적이다. 이들 로프들은 시간 또는 사용회수 기준에 따라 교체된다. 때때로 있는 시각적인 검사가 시험의 유일한 수단임이 보통이다.
로프를 시각적으로 검사하는 경우의 주된 문제점은 내인장 단면적의 단지 일부분을 구성할 뿐인 로프 표면쪽의 가닥 및 와이어들 밖에는 보지 못한다는 점이다. 또한, 예를 들어 엘리베이터 시스템에 설치된 로프의 전체 길이를 시각적으로 검사하기는 어렵다. 그러므로, 샘플링 및 근사화 방법이 일반적으로 채용된다. 이들 방법들은 여전히 안전을 위한 큰 여유의 잉여 설계를 요한다. 그 결과, 로프는 과도하고 비싼 재료로 설계되며, 유효 수명이 다하기도 전에 버려지는 경우가 많다. 또한, 검사를 위한 인건비 및 장치의 정지도 또한 비용면에서 좋지 않다.
[ 본 발명의 목적 및 본 발명의 요약 ]
본 발명의 여러 목적 중의 하나는 강철 로프 또는 강철 포프를 구성부재로갖는 복합 로프의 열화를 검출하기 위한 것으로서, 시간, 비용 및 복잡성의 측면에서 실용성 있게 검출하며, 지속적인 모니터링 및 검출이 실용적이고 효과적으로 이루어질 수 있고, 정확하고 신뢰성 있는 검출이 이루어질 수 있는 로프 열화 검출 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은, 하나 이상의 강철 로프가 폴리우레탄이나 고무와 같은 절연재에 매입되어 구성되는 복합 로프, 또는 평탄 로프를 포함하는 복합 벨트의 경우와 같이 눈으로 볼 수 없는 로프 구성요소를 검사하는 것을 가능하게 하는 것이다. 이러한 상황에서는, 시각적인 검사는 불가능하다. 이들 목적 및 기타의 목적은 아래에 기술되는 바와 같은 본 발명에 의해서 달성된다.
본 발명의 하나의 실시예는, 로프의 상태를 결정하기 위해서, 투자성이 있는 로프를 자기장으로 포화시킨 다음, 미리 저장된 데이타와 비교하기 위한 누설자속 측정치를 얻기 위한, 자석들 및 센서들의 신규한 배치를 적용하는 것을 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예는 로프 상태를 결정하기 위해서, 미리 저장된 데이타와 비교하기 위하여 전류를 로프에 흘려서 저항값을 측정하는 것을 포함한다.
아래에 기술되는 실시예들이 예로서 엘리베이터 로프에 관한 것이긴 하나, 본 발명은 유사한 하중 및 사용 상태에 처해지는 기타 타입의 로프나 벨트에 적용가능하다.
본 발명은 엘리베이터 로프에 관한 것으로, 보다 상세히는 전기 또는 자기에너지를 사용해서 열화를 검출하기 위하여 엘리베이터를 시험하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 절연재 내에 다수 코드들을 구비하는 엘리베이터 로프의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 타입의 엘리베이터 로프의 하나의 코드를 보이는 단면도이다.
도 3은 강자성 부재에 인접하여 배치된 두개의 자석을 개략적으로 보이는 것이다.
도 4는 도 1에 개시된 타입의 엘리베이터 로프에 인접한 자속 센서 배열을 개략적으로 보이는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 장치를 개략적으로 보이는 것이다.
도 6은 제 1 실시예 장치의 일부를 개략적으로 보이는 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 장치를 개략적으로 보이는 것이다.
도 8a-8b는 본 발명에 따른 자속 검출을 보이는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예를 보이는 것이다.
도 10은 엘리베이터 시스템에 설치된 본 발명에 따른 제 3 실시예 장치의 일부를 개략적으로 보이는 것이다.
자속 방법 및 장치(Magnetic Flux Method and Apparatus)
와이어와 같은 강자성 부재 내의 균열(crack), 금(cut), 기타 불연속부와 같은 결함은 내부의 자속 밀도를 모니터링 하는 것에 의해서 검출될 수 있다. 결함이 있는 경우에는 자속이 공기중으로 통과되게 된다. 직경 0.175 mm인 와이어들을 갖는 로프에서, 열화 또는 결함에 의해서 야기되는 금속 단면적의 감소치를 정량적으로 결정하는 것은 0.175 mm의 정량적 해상도를 써서 가능하다. 여기서 "정량적 해상도(quantitive resolution)"라는 용어는 추가적인 신호처리 없이 센서가 직접 정량적인 측정을 제공하는 최소의 흠(flaw)을 말한다.
가장 일반적인 와이어 로프 열화 모드에는 내부 마모, 부식, 파손(break), 엉클림(kinking)이 있다. 내부 마모는 흠집발생(nicking), 고압 또는 부족한 윤활에 의해서 야기된다. 부식은 내부적 또는 외부적으로 일어날 수 있으며, 다양한 환경적 조건과 부족한 윤활에 의해서 야기된다. 와아이의 파손은 피로, 플라스틱 마모, 마르텐사이트 취화, 기계적 손상에 기인한다. 엉클림은 급한 굽음이나 기계적 손상에 의해서 야기된다.
열화가 일어나면 와이어의 단면적의 손실을 가져오게 되며 이는 내인장하중 용량(tension load bearing capacity)을 감소시키게 된다. 결함 있는 혹은 열화된 와이어로부터 인접한 와이어로 하중이 이전됨에 따라서 잔존하는 와이어들의 기대 피로 수명이 감소될 것이다. 결함들의 수가 증가함에 따라 이전되는 하중이 증가하게 되고 이는 결함 갯수의 증가율을 가속시킬 것이다.
누설 자속 검출 시스템은 기본적으로 여자기(magnetic flux exciter)와 자속 센서로 구성된다. 여자기는 검사할 강자성체 부분을 자화하는데 필요하다. 그것은, 예를 들면, 인서클링 코일(encircling coil), 또는 U자형 전자석 또는 연철 자극을 갖는 영구자석의 형태일 수 있다. 인서클링 코일은 강자성 코어를 갖지 않으며, 따라서 시험될 부분을 자화하기 위해 생성된 자속을 충분히 이용하지 못한다. 영구자석 여자기는 어떠한 전력공급도 필요로 하지 않으며 동일한 자속을 생성하는 전자석 보다 크기가 작다. 다양한 자속 센서들이 이용가능한데, 예를 들면, 서치 코일(search coils), 홀 요소(Hall elements), 마그네토다이오드 등이 그것이다.서치 코일은 넓은 표면적을 검사하는 것을 허용하나, 그 출력신호는 속도에 의존한다. 홀 요소는 속도에 의존하지 않는 높은 출력신호를 생성할 수 있다.
여자기-센서 시스템을 일련의 와이어 코드들로 만들어진 평탄 로프에 적용하는 것이 도 1 내지 도 6을 참고하여 기술된다. 비록 강자성 코드들이 비강자성 절연재에 매입되어 구성된 평탄 로프와 관련하여 본 발명의 실시예가 기술되고 있으나, 본 발명은 그 실시예에 한정되지 않으며, 예를 들면, 원형의 절연재 재킷에 단일의 강자성 코드가 매입되어 구성되는 복합 로프의 경우 등에도 적용될 수 있다. 평탄 로프(10)는 대체로 직사각형인 단면을 갖는 폴리우레탄과 같은 비강자성 절연재(12)가, 각각 다수개의 코드(15)들로 구성되는 다수개의 대체로 균일하게 분포된 강철 로프(14)들을 둘러싸서 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 코드(15)는 다수개의 가닥(strand)(16)들로 구성된다. 각각의 가닥(16)은 복수개의 강철 와이어(17)들로 구성된다. 본 발명에 따른 여자기-센서 시스템을 적용하기 위해서, 다음과 같은 가정이 세워진다: (a) 누설자속은 무시가능하다; (b) 여자기의 강자성 자극 및 요크의 투자율은 무한대이다; (c) 시험되는 가닥 내에서 와전류가 유기되지 않는다.
도 3을 참조하면, 로프(10)를 나타내는 강자성 시험 샘플(102)에 인접하여 영구자석(100)이 위치하고 있는 것이 개략적으로 도시된다. 강철 로프(14)의 자기저항 Rμr은 Rμr= Δlr/ μoμrSr(여기서 Δlr은 여자기 자극들 중심선간의 거리와 동일한, 코드의 시험된 세그먼트)이다.
자유공간의 투자율은 μo= 0.4π×10-6H/m 이다.
강 가닥들의 상대 투자율은 μr이다. 강철 와이어 로프(14)의 단면은 Sr이다. 투자율은 가닥내의 자속 밀도(자계세기)에 대해 비선형적인 함수이다.
강철 로프(모든 강철 가닥들)의 표면적 Sr은 Sr = ncnstr(πd2 str/ 4)이며, 여기서 nc는 코드의 갯수, nstr은 각 코드 내의 가닥들의 갯수, dstr은 한 가닥의 직경이다.
자극면과 코어간의 공기갭의 자기저항 Rμg은 대략 Rμg= g/μoSg이며, 여기서 g 는 공기갭(강자성체에서 강자성체까지)이고 S = ωplp이다. 자극면의 폭(로프 길이에 평행)은 ωp이고 자극면의 길이(로프 길이에 수직)는 lp이다.
자기회로에 대한 옴의 법칙과 위에서 기술한 가정 (a), (b), (c)에 따르면, 여자 시스템(전자석 또는 영구자석을 사용한)에 의해서 생성되는 자속은,
Φ = NI/(Δlr/ μoμrSr+ 2g/μoSg)이고 로프내의 자속밀도(단일의 가닥 내의 자속밀도와 동일함)는 B = Φ/Sr= μoNI/(Δlr/μr+ 2gSr/Sg) 이며, 여기서 N은 여자를 위해 사용된 전자석 코일의 권수이고 I는 전자석 코일내의 직류 전류이다. 등가 기자력(MMF) NI는 영구자석에 의해서 생성될 수도 있다. 영구자석의 경우에는 NI가 HhM으로 대치되어야 하는데, 여기서 H 는 등가 자계세기이고 hM은 영구자석의길이이다.
홀 요소를 사용해서, 예를 들면 1.6 mm의 코드 내에서 0.175 mm의 직경을 갖는 와이어의 손실을 나타내는 자속밀도 차이를 검출할 수 있을 정도의 민감도를 갖도록 시스템이 구성될 수 있다. 로프의 열화에 따라 샘플링하고, 자속밀도를 측정하고, 측정치를 저장함에 의해서, 시험될 로프에 대한 자속밀도와 비교하기 위한 데이타가 저장될 수 있다. 홀 요소를 사용해서, 열화되지 않은 로프와 그 내부에서 단 하나의 와이어가 파손된 로프간의 자속밀도 차이를 검출할 수 있을 정도의 민감도를 갖도록 시스템이 구성될 수 있다.
그러한 치수의 각각의 와이어들의 자속밀도상의 차이를 검출하기에 필요한 수준의 민감도를 제공하기 위해서는, U형 전자석 또는 영구자석으로 구성된 여자시스템은 연철 자극들(108,110)간 중심선 사이의 거리 Δlr이 작도록 구성되어야 한다. 그러나, 너무 작은 경우에는, 누설자속이 강철 로프내의 유용한 자속을 허용불가한 수준까지 감소시킬 수 있다. 각각의 연철 자극의 단면적과 거의 같은 각각의 공기갭의 단면적은 작아야 한다. 이는 각각의 자극면의 폭(112)을 로프의 하나의 코드의 직경 보다 작지 않은 어떤 값으로 최소화하는것에 의해서 달성될 수 있다. 만약 공기갭의 단면적이 지나치게 작은 경우에는, 자극에서 자극으로의 큰 누설자속이 발생할 것이다.
본 발명에 따른 여자기-센서 시스템은 내부 강철 코드들을 갖는 엘리베이터 로프와 같은 시험 샘플이 자극들 위로 지나가면서 임의의 순간에도 자극들 위 및사이에 있는 부분들이 자화되어 자기회로의 일부가 되고 코드 내부에서 자속밀도가 축에 평행하게 형성될 것을 요한다. 이상적인, 열화되지 않은 로프에서는 자속의 대부분이 로프에 평행하다. 강철 코드 또는 그것의 와이어 내부의 상술한 바와 같은 열화 결함들은 자속밀도에 국부적인 주름(fringing)을 야기하여서, 평행한 자속의 방향내에 "혹(bump)" 내지 불연속부를 형성하게 된다. 결함 위치에서는, 코드 축방향에 수직인 방향을 향하는 자속밀도가 일부 존재한다. 이 수직방향 자속밀도가 바로 본 발명의 시스템에 의해서 로프 내에 결함이 있음을 나타내는 것으로서 검출되는 것이다.
자속밀도 센서 조립체는 홀효과 센서, 서치 코일, 또는 기타의 공지된 센서들을 포함할 수 있다. 홀효과 센서를 채용한 예의 개략적인 단면도인 도 4를 참조하여 기술한다. 도시된 센서 조립체(300)는 열두개의 강철 로프 코드(304)들이 길이방향에 나란하게 뻗어서 내부에 고른 간격으로 배치되어 있는 로프(302)에 사용하기 위한 것이다. 홀효과 센서(310)들의 제 1 및 제 2 뱅크(306,308)는, 홀효과 센서들(310)이 각각의 코드들(304)에 대응하도록 되면서, 시험될 평탄 벨트(306)의 위 및 아래에 각각 배치된다. 벨트의 한쪽면에만 센서들의 뱅크가 사용될 수도 있다. 센서들의 갯수는 코드들의 갯수에 대응하여야만 하는 것이 아니므로 임의의 수의 센서들이 사용될 수 있다. 벨트 축에 수직인 자속밀도 성분은 자극 사이 최소 중간위치(minimum midway)에 있으므로, 센서 뱅크(306,308)는 평탄 로프(302)의 길이방향축을 따라서 자극들에 대해 대체로 중심에 두어져야 한다. 따라서, 이 위치에서 유의미한 수직 자속이 검출된다면 강철 코드 내에 결함이 있음을 나타내게 될것이다.
도 5에 도시된 시험 조립체(testing assembly)(400)는 두개의 자극(404,406)을 갖는 U자형 여자기 시스템(402)과, 도 4와 관련하여 기술된 바와 같은 센서 조립체(408)와, 컨트롤러(410)로 구성된다. 상기 시험 조립체(400)는 도 6에 도시된 바와 같이 엘리베이터 시스템(420) 전용의 유닛으로서 고정될 수 있으며, 또는 그자리에서 조립되고 다양한 장소로 이동가능할 수도 있다. 예를 들면, 시험 조립체(400)는 브라켓(403)으로 엘리베이터 호이스트 기계 조립체(401)에 고정될 수 있다. 여자기 및 센서 조립체들은 시험될 로프(412)가 자석(402) 및 센서들(408)에 대해 상대적으로 이동가능하도록 위치된다. 만약 원하는 경우에는, 컨트롤러(410)는 시험 조립체(400)의 나머지 부분으로부터 떨어져서 위치되어 유선(hardwire), RF, 또는 모뎀과 같은 수단을 통해서 그들과 통신할 수 있다. 원격 모니터링 및 원격 컨트롤링이 실행될 수 있다.
또 다르게는, 도 7에 도시된 바와 같이, 시험 조립체(500)는, 도 5에 관련하여 기술된 요소들에 더하여 보드상의 컨트롤러(on-board controller)(502)와 전력원(504)을 구비하는 독립한(self-contained), 이동식 유닛일 수 있다. 상기 유닛은, 예를 들면, 시험될 엘리베이터 로프(510) 둘레를 감싸는 반쪽들(506,508)로 구성된 두쪽짜리 하우징을 가질 수 있다.
로프(302) 내부에 미리 결정된 상대적인 위치들에 위치하는 코드(304)들의 배열을 위해 설계된 시험 조립체는, 먼저, 알려진 특성을 갖는 열화된 로프 샘플을 시험 조립체를 통과하여 주행시켜서 각각의 개별적인 홀효과 센서로부터의 데이타신호를 미리 저장하는 것에 의해서 눈금 정해질 수 있다(may be calibrated). 개별적인 센서 요소들에 대하여 각각의 특정한 위치를 관련시키고, 선택적으로 손상된 코드들 내지 가닥들로 시험적으로 주행시키는 것을 반복함에 의해서, 실제 시험 데이타가, 알려진 또는 예측 가능한 미리 저장된 데이타와 비교될 수 있다. 예를 들어, 알려진 위치에서 오직 하나의 로프에 관한 수개의 센서 요소로부터의 측정치들을 분석하는 것에 의해서, 결함 가닥들의 정확한 수준과 코드 단면 내의 그들의 정확한 위치가 결정될 수 있다.
예로서, 도 8a에 보여진 그래프는 인장하에서 평탄, 다수-코드 로프의 각각의 코드에 대한 누설 자속을 위쪽 센서들의 뱅크에 의해서 측정된 시간에 대한 함수로 보이고 있다. 코드 번호에 의해서 식별되는 각각의 코드에 대해서, 볼트 단위의 누설자속이 초 단위의 시간에 대해서 그려져 있다. 누설자속축 상의 관련된 피크들은 결함을 나타낸다. 로프 상의 시작 위치와, 센서들에 대한 로프의 상대 이동 속도를 알고 있으므로, 시간축은 로프 상의 위치로 상호관련될 수 있다. 아래쪽 센서들에 대한 유사한 그래프가 도 8b에 제공된다. 도 8a 및 도 8b의 그래프는 로프를 따라 길이방향 위치에 관하여 상보적이며(complementary) 동일한 로프에 대하여 동일한 시간 주기를 기술하고 있다. 두 세트의 센서들(도 8a 및 도 8b)에 대한 출력은 결함들의 정확한 위치 때문에 차이가 난다. 보다 정확하게는, 두 센서 배열들 사이의 기준점들을 상호관련시키는 것에 의해 각 코드 상의 결함의 위치가, 길이방향 위치에 추가하여, 코드의 중앙축으로부터의 각위치(angular position) 및 거리에 관해 정해질 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 기술된 상기 예는 다양한 조건하에서 정확하게 와이어 또는 코드의 성능 내지 고장을 측정하기 위해서 사용될 수 있는 다양한 시험들 중 한 예이다.
이러한 방법은, 이 정도의 해상도를 가지고, 와이어 또는 로프의 고장(failure)을 정확하게 검출할 수 있게 한다. 그러한 측정치들은, 예를 들면, 주위 하드웨어 내지 환경의 문제점들을 나타내는 만성적인 고장 또는 마모 패턴을 식별하는데 유용하다.
전기저항 측정법 및 장치(Electrical Measurement Method and Apparatus)
본 발명의 또 다른 실시예는, 전류를 강철 코드들로 흐르게하고 전기저항을 측정하는 것에 의해서, 폴리우레탄으로 만들어진 평탄 로프와 같은 비전도성 절연재에 매입된 강철 코드 내인장 부재의 열화를 검출하는 것에 관련된다. 그러한 로프의 한 예는 폴리우레탄 재킷과 그 안에 매립되어 로프 길이만큼 뻗어 있는 내인장 코드로 구성되는 평탄 엘리베이터 로프이다. 강철 로프의 저항도(resistivity)의 변화는 결함 있는 가닥 또는 와이어가 있음을 나타낸다. 엘리베이터 환경에서는, 통전을 요하는 그러한 시험은 강철 코드들이 엘리베이터의 금속 구성품들과 접촉하게 되는 비절연 벨트 또는 로프로는 불가능하다.
본 발명에 따라, 시험될 코드를 통한 저항이 이상적인 로프에 대해서 미리 저장된 시험 데이타와 상관될 수 있도록 시험될 로프에 전기저항 측정장치가 적용된다. 시험된 로프 또는 벨트가 언제 교체되어야 하는지를 결정하기 위해서 미리 결정된 문턱 데이타 값들이 사용된다. 저항 측정장치의 예로는 켈빈 브리지(Kelvinbridge)를 들 수 있다.
도 9에 그러한 시스템(600)이 개략적으로 보여지고 있는데, 엘리베이터 로프(602)는 제 1 및 제 2 단(604,606)에서 전류 입력 및 출력리드(608,610)에 연결되어 있다. 로프(602)의 일단에는 변동 안정 정전류원(612)이 제공된다. 양단에서 연결이 이루어지고 전압이 측정된다. 측정 전류는 입력 와이어(608)를 통해서 로프의 미지의 저항을 통과하고 복귀 내지 출력 와이어(610)를 통해서 통과한다. 추가적인 와이어들(609,611)은 높은 입력 임피던스 센스 헤드들에 연결되어 전류의 흐름을 갖지 않는다. 전류는 알려져 있으므로, 입력전압(Vin)과 출력전압(Vout)을 총로프 전압(Vrope)로 관려시키는 것에 의해서, 그리고 입력 전류(Iin)를 아는 것에 의해서, 로프의 저항(Rrope)는 결정될 수 있다.
Vrope = Vout - Vin
Rrope = Vrope/Vin
시험되고 있는 로프가 미리 결정된 문턱저항값에 도달되는 경우에는, 로프를 교체하여야 하는 것을 의미한다. 문턱값은 여러가지 응력수준에서 유사한 로프를 하중 및 피로에 대하여, 측정된 사이클 수에 대하여 시험하고, 대응되는 응력 및 잔존 내하중 강도를 측정하는 것에 의해서 결정될 수 있다. 그리하여, 저항과 내하중 능력간의 관계가 정립될 수 있다.
저항은 온도 및 습도와 같은 인자들에 의해서 영향을 받으므로, 본 발명을 적용하는 경우에는, 다수 코드 로프, 또는 다수 로프들 내의 개별적인 코드들의 상대적인 비교들을 사용하는 것이 유익하다. 예를 들면, 높은 빌딩 내의 온도는 최상층과 최하층 사이에서 현저하게 변할 수 있다. 본 발명의 시스템을 전기전도성 재료의 다수 코드들을 갖는 로프에 적용하는 것에 의해서, 이웃한 코드들과의 상대적인 저항의 비교를 통해, 온도, 습도 또는 기타 환경적 조건에 의한 효과에도 불구하고 저항의 변화를 검출하는 것이 가능하다.
도 10에 도시된 바와 같이, 전류 입력 및 출력 리드(608,610)가 엘리베이터 시스템 내의 엘리베이터 로프(602)의 종료점들(614,616)에 만들어질 수 있다. 전원(618) 및 컨트롤러(620)가 유선 또는 기타 종래의 수단을 통해서 연결될 수 있다. 컨트롤러(620)는 저항 측정치들을 로프(602)의 내인장하중 강도를 나타내는 미리 결정된 데이타와 상호관련시키도록 프로그래밍 되어 있을 수 있다. RF, 모뎀연결 또는, 데이타 입력, 전류 입력 및 판독을 모니터링하고 제어하기 위한 기타의 유사한 수단을 통해서 원격 컨트롤러가 사용될 수 있다.
결론
앞에 기술된 시험 시스템들은 로프 상태를 지속적으로 모니터링하기 위하여 적용될 수 있는 한편, 유지보수 절차에서 주기적으로 적용될 수도 있다. 상기 시스템들은 전용의 시스템이거나 운반가능한 시스템일 수 있다.
비록 바람직한 실시예들이 여기서 기술되었으나, 클레임된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다양한 변형예들이 가능하다는 것이 인식되고 이해된다.

Claims (32)

  1. 복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 상기 코드 부재들의 일부에 자장을 걸어주고;
    상기 자장에 관련된 자속을 모니터링하고;
    상기 코드 부재들을 따라, 열화를 암시하는 위치인 누설자속을 나타내는 위치를 식별하는 것으로 이루어지는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 열화 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자장은 상기 로프와 자석간의 상대적인 이동에 의해서 인가되는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 열화 검출 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 로프는 대체로 직사각형인 단면을 갖는 비강자성 절연재의 몸체와, 그 내부에 분포되고 길이방향으로 연장되어 있는 상기 복수개의 강자성 코드 부재들로 구성되는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 열화 검출 방법.
  4. 복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 상기 코드 부재들의 일부에 자장을 인가하기 위해, 상기 로프를 알고 있는 속도로 자석에 대해 이동시키고;
    상기 자장에 관련된 자속을 시간의 함수로 모니터링하고;
    로프 열화 위치들을 나타내는 시간점인, 상기 코드 부재들이 누설자속을 나타내는 시간점들을 식별하는 것으로 이루어지는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 열화 겸출 및 위치 파악 방법.
  5. 복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 상기 코드 부재들의 일부에 자장을 인가하고;
    상기 자장에 관련된 자속을 측정하고;
    상기 측정된 누설자속을 내인장하중 용량을 나타내는 미리 결정된 데이타와 비교하는 것으로 이루어지는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  6. 복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 상기 코드 부재들의 일부에 자장을 인가하고;
    상기 자장에 관련된 자속을 모니터링하고;
    각각의 코드 부재를 따라, 열화를 암시하는 위치인, 누설자속을 나타내는 위치들을 식별하고;
    상기 각각의 코드 부재들의 열화를 암시하는 위치들을 서로에 대해 상호관련시켜서 각각의 상대적인 위치를 결정하는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 방법.
  7. 제 3 항에 있어서, 추가적으로, 상기 누설자속의 크기를 측정하는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 열화 검출 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 추가적으로, 상기 누설자속의 크기를 측정하는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 열화 겸출 및 위치 파악 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 추가적으로, 상기 누설자속의 크기를 측정하는,
    복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 방법.
  10. 하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프를 안내하기 위한 로프 안내 수단을 구비하는 몸체와;
    상기 몸체에 인접한 자장을 만들기 위해 상기 몸체에 관하여 고정된 자석과;
    상기 자장에 관련된 자속을 모니터링하기 위하여 상기 몸체에 관하여 장착된자속 감지 수단과;
    하나 이상의 열화 위치를 결정하기 위해 상기 로프와 상기 자속을 상호 관련시키기 위한 수단을 포함하여 구성되는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 로프는 복수개의 강자성 코드 부재들을 포함하여 구성되는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 자속 감지 수단은 상기 몸체에 장착된 복수개의 자속 센서들을 포함하여 구성되는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 자속 센서들은 홀효과 변환기들로 구성되는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 각각의 자속 센서가 상기 코드 부재들 중 대응하는 하나의 자속을 모니터하도록 상기 복수개의 자속 센서들 각각은 상기 강자성 코드 부재들 중 하나에 대응하는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 추가적으로, 상기 자속 센서들 각각에 의해서 검출된 자속을 상호관련시키기 위한 컨트롤 수단을 포함하는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 복수개의 자속 센서들은, 로프가 상기 몸체를 따라 안내될 때 로프의 한쪽면에 남아 있을 수 있도록 상기 몸체에 관해 위치되는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 복수개의 자속 센서들은, 로프가 상기 몸체를 따라 안내될 때 로프의 반대쪽면에 있도록 상기 몸체에 관해 위치되는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  18. 제 10 항에 있어서, 엘리베이터 로프의 열화를 검출하고 위치 파악하기 위해 엘리베이터 로프를 상기 로프 안내 수단에 맞물리게 하는 것이 가능하도록 상기 장치를 엘리베이터 조립체에 장착하는 수단을 추가적으로 포함하는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  19. 제 10 항에 있어서, 엘리베이터 로프의 열화를 검출하고 위치 파악하기 위해 엘리베이터 로프를 상기 로프 안내 수단에 맞물리게 하는 것이 가능하도록 상기 장치를 엘리베이터 호이스트 기계 조립체에 장착하는 수단을 추가적으로 포함하는,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  20. 제 10 항에 있어서, 상기 장치는 엘리베이터 로프의 열화를 검출하고 위치 파악하기 위한 목적으로, 엘리베이터 로프를 상기 로프 안내 수단에 맞물리게 하는 것이 가능하도록 사용되기 위해서 엘리베이터 조립체로 및 엘리베이터 조립체로부터 운송되도록 만들어진 독립적(self-contained)인 이동형 유닛인,
    하나 이상의 강자성 구성요소를 구비하는 로프의 열화 검출 및 위치 파악 장치.
  21. 전기전도성 내인장 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프를 통해 전류를 공급하고;
    상기 엘리베이터 로프의 전기저항을 결정하고;
    상기 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량을 나타내는 미리 결정된 데이타와 상기 저항을 비교하는,
    전기전도성 내인장 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 엘리베이터 조립체 내의 상기 엘리베이터 로프 각각의 막다른 히치 지점(dead-end hitch points)들에 전류 입력 및 출력 리드를 각각 연결하는 것을 추가적으로 포함하는,
    전기전도성 내인장 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 전기전도성 요소는 엘리베이터 로프 내의 내인장 코드 부재이고, 상기 내인장 부재가 엘리베이터 카의 하중을 지탱하는,
    전기전도성 내인장 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 엘리베이터 로프는 상기 전기전도성 내인장 요소를 감싸는 비전도성 절연재 재킷을 추가적으로 포함하는,
    전기전도성 내인장 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  25. 엘리베이터 조립체 내에 두개의 고정단을 구비하고 전기전도성 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프에 그 단면을 통해 전류를 인가하는 수단과;
    상기 엘리베이터 로프의 전기저항을 측정하기 위한 수단과;
    상기 엘리베이터 로프의 내인장하중 강도를 나타내는 미리 결정된 데이타와 상기 저항의 상기 측정결과를 상호관련시키는 수단을 포함하여 구성되는,
    엘리베이터 조립체 내에 두개의 고정단을 구비하며 전기전도성 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 전기전도성 요소는 엘리베이터 로프 내의 내인장 부재 코드이고, 상기 내인장 부재가 엘리베이터 카의 하중을 지탱하는,
    엘리베이터 조립체 내에 두개의 고정단을 구비하며 전기전도성 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 엘리베이터 로프는, 상기 전기전도성 내인장 요소를 감싸는 비전도성 절연재 재킷을 추가적으로 포함하는,
    엘리베이터 조립체 내에 두개의 고정단을 구비하며 전기전도성 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 엘리베이터 로프의 전기전도성 내인장 요소는 엘리베이터 카의 하중을 지탱하기 위하여 상기 엘리베이터 로프 내부에 매입되어 로프의 길이를 따라 뻗어 있는 복수개의 코드들로 구성되고;
    상기 엘리베이터 로프의 단면을 통해 전류를 인가하는 상기 수단이 상기 코드들 각각에 맞물리어 전류를 인가시키는,
    엘리베이터 조립체 내에 두개의 고정단을 구비하며 전기전도성 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 엘리베이터 로프를 통해 전류를 인가시키기 위해 상기 엘리베이터 로프의 상기 두 고정단을 맞물리는 수단을 추가적으로 포함하는,
    엘리베이터 조립체 내에 두개의 고정단을 구비하며 전기전도성 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  30. 제 25 항에 있어서, 상기 코드 각각에 대한 상기 저항의 측정치를 나머지 것들과 비교하여 나머지 것들에 대한 각 코드의 상대적인 내인장하중 강도를 결정하는 수단을 추가적으로 포함하는,
    엘리베이터 조립체 내에 두개의 고정단을 구비하며 전기전도성 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 엘리베이터 로프는 상기 복수개의 코드들을 감싸는 비전도성 절연재 재킷을 추가적으로 포함하는,
    엘리베이터 조립체 내에 두개의 고정단을 구비하며 전기전도성 요소를 포함하여 구성되는 엘리베이터 로프의 내인장하중 용량 근사 방법.
  32. 엘리베이터 시스템의 인장하중을 지지하는 내하중 요소 및 내하중 요소를 감싸는 재킷을 구비하는 엘리베이터 로프에서 상기 재킷은 여자되지 않는 방식으로 상기 내하중 요소를 여자시키기 위한 여자 수단과;
    상기 내하중 요소의 여자수준을 모니터링하기 위한 모니터링 수단을 포함하여 구성되는,
    엘리베이터 시스템의 인장하중을 지지하는 내하중 요소 및 내하중 요소를 감싸는 재킷을 구비하는 엘리베이터 로프의 여자수준을 모니터링하기위한 모니터링 시스템.
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