TWI261570B - Flaw detection apparatus for wire rope of elevator - Google Patents

Description

Ϊ261570 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於’用來懸吊昇降機的搭乘廂的鋼索的維 修管理方面所使用的昇降機用鋼索探傷裝置。 【先前技術】 在以鋼索來支承搭乘廂所構成的昇降機，是具有對該 鋼索進行維修管理的責任，一般是採取，用目視觀察芯線 產生斷裂、磨耗等情形，來掌握剩餘的強度的方法。可是 由於芯線很細，所以觀察作業並不容易進行，作爲用來更 迅速地進行線斷裂、磨耗、糾結等的惡化部分的探查手 段，以往是使用如第7圖所示的磁性探傷裝置。 在弟7圖’圖5虎1是被測疋續索’圖號2是磁性探傷 裝置的異常檢測部（以下稱作探測頭）。探測頭2，是 由：用來將被測定纜索1進行激磁的磁鐵部分3、以及用 來檢測在纜索1表面所顯現的磁通的變化的感應器部分4 所構成。 在第7圖，磁鐵部分3，是具有：永久磁鐵所構成的 磁鐵5、具有矩形剖面的軛部6、以及具有U字型的溝槽 部的兩個磁極7 a、7 b。在軛部6會朝向圖示的方向產生磁 場，是經由磁極7a、7b而在被測定纜索1內部形成磁通 路。 如果在被測定纜索1上有斷裂或磨耗的部分1 a的 話，則在部分1 a會由於漏磁通而使空中的磁場產生變化 -4- (2) (2)1261570 (在第8圖顯示其槪念圖），當磁場的變化部分通過形成 爲U字型的感應器部分4時，在磁性感應器部分4會產生 、 電動勢（訊號），而將該訊號朝向處理、顯示部分8輸 . 出。 維修人員可利用所顯示的訊號波形，選定最惡化.的部 分，進行該部分的強度判定。如果使用這種探傷裝置的 話，就可輕鬆地進行損傷部分的探查作業，可大幅地縮短 纜索的維修作業時間。 @ 針對感應器部分 4，在圖示的例子中雖然是使用線 圈，而作爲其他方法，有時也使用感磁性元件（霍爾元 件）。當使用這種線圈時，在被測定纜索1與探測頭2之 間需要相對的速度，探傷動作的感測度會受到速度變動的 影響，當將霍爾元件作爲檢測元件時，可得到與磁通密度 成比例的輸出，可得到不會受到相對速度影響的探傷感測 度。 在中規模的辦公大樓或者住宅的昇降機，從有效利用 馨 佔地空間的觀點來看’是需求是傾向要節省空間，而增加 了作成構造緊湊化的無機械室的昇降機的裝置。而由於近 年來環境意識的提高，爲了減少環境負荷，而要求要讓機 器小型、輕量化。 從這些技術背景來看，藉由將直徑比傳統鋼索更小的 鋼索適用於昇降機，則可將驅動絞車小型化，減少捲揚機 _ 所需要的扭矩’而可將馬達小型化。因此，可有效地節省 . 構造全體的空間以及能量。 -5- 1261570 所謂的小直徑的鋼索，是標稱直徑4nim〜8mm的構 造。在該範圍的鋼索，構成纜索的芯線的直徑爲0.3 mm〜 0.7 mm左右，也可用肉眼來觀察斷線情形。可是，由於鋼 索的小直徑化，纜索數量增加，芯線直徑變細，而纜索彼 此的配置間隔是比傳統方式更窄，所以對於維修作業、特 別是惡化部分的探索作業及強度判定作業所需要的時間， 就更增加了。 上述的利用漏磁通的探傷裝置，由於芯線變細，所以 φ 在一般情形，損傷部的漏磁通會減少而探傷感測度會降 低’並且如果在被測定纜索周圍的接近位置有其他的纜索 等的強磁性體的話，則會讓該強磁性體磁化，被測定纜索 的磁性感應器會受到影響而產生惡化情形以外的雜訊訊 號。這種方式雖然會大幅度地受到纜索的配置及磁性感應 器的配置、尺寸等的影響，可是升降機的節省空間的目的 與探傷性能，會是兩極化的目標。因此本案要具體的提 出’使用小直徑纜索而能達到節省空間化的磁性探傷裝 · 置。 【發明內容】 本發明鑒於這種情況，是針對使用小直徑的鋼索而要 達到節省空間、節省能量的昇降機，其目的要提供一種能 夠提昇鋼索的維修作業性的昇降機用鋼索探傷裝置。 本發明’是用來檢測標稱直徑4mm〜8mm的昇降機用 鋼索的損傷部分的昇降機用鋼索探傷裝置，是具備有配置 -6 - 1261570 在鋼索附近的複數個異常檢測部，各異常檢測部，是具 有：磁性相異的第一磁極及第二磁極、以及設置在第一磁 極及第二磁極之間的U字型的磁性感應器，各u字型磁 性感應器的底部半徑爲2 mm以上，5 mm以下，磁性感應 器的底部半徑與鋼索的標稱直徑的1 /2的差異爲i . 5 mm以 下’相鄰接的異常檢測部的U字型的磁性感應器的側壁部 的間隔，從俯視方向觀察，是2mm以上。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，鄰接的異常檢測 部，相對於鋼索的長軸方向，是配置成互相錯開。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，又具備有：相對於 從複數的異常檢測部的磁性感應器輸出的各訊號，進行將 用來顯示被測定鋼索的惡化情形的訊號以外的雜訊去除的 濾波動作的濾波器，將經過濾波動作後的所有訊號加在一 起。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，又具備有：相對於 從複數的異常檢測部的磁性感應器輸出的各訊號，除去閡 値以下的訊號的手段，將除去了閾値以下的訊號後的所有 訊5虎加在^~~'起。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，又具備有：將各異 常檢測部保持安裝在昇降通路或機械室的預定位置的固定 構件。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，用來保持異常檢消ij 部的固定構件，是設置在捲揚機的附近處。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，固定構件’是將異 -7- 1261570 吊fe測p卩保f寸在.接觸於捲揚機的驅動I父車的溝槽面的側 邊的鋼索側面、與異常檢測部的磁性感應器的底部成爲相 互相對向的方向的位置。 . 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，又具備有：將異常 檢測部保持安裝在搭乘廂的固定構件。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，是具備有：從複數 的異常檢測部的磁性感應器輸出類比訊號，在將該類比訊 號轉換成數位訊號之後，將其進行儲存的手段。 鲁 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，又具備有：用來顯 示將從複數的異常檢測部的磁性感應器輸出的各訊號加在 一起後的訊號的裝置。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，U字型的磁性感應 器’是覆蓋著鋼索的至少半周以上。 藉由本發明’是針對使用.標稱直徑4 m m〜8 m m的小直 徑鋼索的昇降機，能以最小的空間對鋼索進行高可靠度的 探傷動作。而針對鋼索數量較多的構造的昇降機，可大幅 度地縮短損傷探查時間。因此，可縮短維修所造成的停止 時間，可提升服務時間。並且藉由本發明的探傷裝置，特 別是針對沒有機械室的昇降機，檢查者可在昇降通路外採 集訊號，而可提升安全性。 【實施方式】 、 以下是參照圖面針對本發明的實施方式來加以說明。 - 第1圖〜第6圖是本發明的昇降機用鋼索探傷裝置的實施 -8- (6) (6)1261570 方式的顯示圖。 本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，是適用於：藉由主 要使用小直徑的鋼索，來達到節省空間、節省能量的昇降 機，鋼索的標稱直徑爲4 m m〜8 m m。 如第1圖〜第3圖所示，昇降機用鋼索探傷裝置，是 具備有複數的異常檢測部（單體探測頭）9，各異常檢測 部（單體探測頭）9，是具有··磁性相異的第一磁極1 〇a 及第二磁極l〇b、以及配置在第一磁極1〇a及第二磁極 1 〇b之間的U字型的磁性感應器丨丨。在這種情況，第一磁 極10a是N極，第二磁極i〇b是S極。 而如第2圖及第3圖所示，鋼索1，是以嵌合在：單 體探測頭9的第一及第二磁極1 〇 a、1 〇 b、及磁性感應器 1 1的狀態所測定的。在維修作業時，被測定鋼索1是處於 張力負何狀’所以要將鋼索1的配置方式變更來配合單 體探測頭9的構造，會變成很麻煩的作業，會產生給予鋼 索1不合理的負擔等的問題。因此在本發明藉由使用小型 的單體探測頭9，能夠有助於昇降機的節省空間的纜索的 設計。而ϋ字型的磁性感應器η，是覆蓋著鋼索1的至 少半周以上。 在第1圖所示的昇降機用鋼索探傷裝置，複數的單體 探測頭9在上段部1 2配置兩排，在下段部丨3配置三排， 分別並列地進行配置。也就是說，五個單體探測頭9是相 對於鋼索1的長軸方向錯開地進行配置，可以同時對5條 鋼索1進行探傷。 -9- 1261570 各個單體探測頭9，是由：用來將鋼索1進行激磁的 磁鐵部分1 4 (參照第2圖）、以及用來檢測漏磁通的磁性 感應器1 1所構成。在第2圖是顯示單體探測頭9的側面 圖。在第2圖中，圖號15a、15b是永久磁鐵且在圖示的 方向具有極性。上述的磁極1 0 a、1 0 b是由：具有讓被測 定鋼索1嵌合的U字型的溝槽部的強磁性材料所構成，是 鄰接於永久磁鐵1 5 a、1 5 b。圖號1 6是由用來形成磁通路 的強磁性材料所構成的軛部。 φ 磁鐵部分 1 4，是藉由：永久磁鐵 1 5 a、1 5 b、磁極 1 0 a、1 0 b、軛部1 6所構成，是將包含被測定鋼索1的磁 通路形成在圖中箭頭的方向。 磁性感應器1 1，是由：線圈1 7、以及將線圈1 7保持 在被測定纜索側面附近的由非磁性材料所構成的基座部1 8 所構成。而在第3圖所示的圖號1 9，是用來防止來自於鄰 接的鋼索1的漏磁通所導致的雜訊的設置於磁性感應器1 1 的磁性屏蔽板（磁性屏蔽板1 9在第1圖是予以省略）。 β 接著針對磁性感應器1 1，在第3圖（a ) 、（ b )、 (c )顯示：當將複數的鋼索1同時進行探傷時，對於探 傷性能有很大影響的配置尺寸。這裡的第3圖（a )是磁 性感應器的顯示圖，第3圖（b )是第3圖（a )的X — X 線剖面圖’第3圖（c )是第3圖（b )的A部放大圖。 本案發明者進行驗證的結果，是相對於標稱直徑爲 ， 4 m m〜8 m m的昇降機用鋼索1的探傷，藉由作成：磁性感 · 應器n的U字型的底部半徑ri爲2 mm以上，5mm以 -10- (8) 1261570 下，且U字型的底部半徑r 1與鋼索1的標稱直徑的1 /2 (也就是r〇 )的差値爲1 · 5 mm以下’且相對於鋼索側半 徑w將磁性感應器側半徑r 1作大，而可得到所需要的探 傷感測度。 如第3圖（a ) 、 （ b ) 、 （ 〇所示，在實際使用 上，在磁性感應器1 1與被測定鋼索1之間，是設置有由 非磁性體所構成的滑動材料2 0 °將上述的滑動材料2 Q配 置在：配置成上述尺寸的的磁性感應器1 1、與被測定鋼索 · 1之間的方式，是有助於提昇探傷感測度。 在超過該尺寸的範圍’也就是當磁性感應器1 1的U 字型的底部半徑r i、與鋼索1的半徑r()的差値超過1 . 5 mm時，感測度會降低，並且被測定鋼索1會在第3圖 (c)所示的X— y平面方向移動而產生雜訊，會發現探傷 性能降低。而鄰接的磁性感應器1 1的側壁部間隔5 〇，在 俯視方向來看，是包含磁性屏蔽板1 9而確保爲2mm以 上，且單體探測頭9在長軸方向是配置成錯開狀。單體探 測頭9的磁極1 0 a、1 0 b，是如第1圖的方式配置。因此， 可將由於鄰接的鋼索1之間的漏磁通所導致的雜訊減低到 不會影響到探查惡化部的程度。 以上’本發明的昇降機用鋼索探傷裝置，是具有：小 型且可進行高可靠度的探傷動作的單體探測頭9，是對應 於五條鋼索1 ’而上述的特徵及效果並不會由於鋼索數量 . 而受到影響。 . 接著使用第4圖（a )、（ b )來說明本發明的昇降機 -11 - 1261570 Ο) 用鋼索探傷裝置的探傷訊號的流動方式。在第4圖（a ) 是顯示了包含至本發明的探傷裝置的訊號顯示的訊號處理 . 的一個特徵。在第4圖（a )的圖號2 1，是由本發明的複 數的單體探測頭9所構成的探測頭部分。 在各單體探測頭9的磁性感應器1 1所產生的訊號， 會經過磁性感應器1 1的端子T 1〜T 5，被傳送到訊號處理 部分22。在訊號處理部分22，各訊號會被放大（放大器 沒有圖示），而在因應需要進行過濾波等處理之後，藉由 馨 A / D轉換器2 3來進行數位數値化。此時，藉由訊號的數 位數値化，則能夠容易地將其儲存到儲存裝置（記憶體） 2 4。而可以減少在訊號處理部分2 2以後的傳送或儲存的 惡化情形’並且可以使用個人電腦等的普及的裝置來作爲 顯示訊號的手段。 在第4圖（a )，來自於單體探測頭9的各訊號，全 都會被傳送到一台顯示部分2 5，例如被傳送到個人電腦， 而同時顯示於畫面上。使用於昇降機的全部的鋼索1，是 βΙ 嵌合於各個單體探測頭9 ’所以用一次的掃描就可對全部 的纜索進行探傷’並且是在一個畫面上顯示所有的訊號， 所以可大幅地縮短探傷作業時間。 在使用小直徑的鋼索1的昇降機，由於纜索的數量增 加了，藉由將從單體探測頭9所輸出的各訊號的總合予以 儲存、顯不’則可利用電路的簡化而達到降低成本的效 . 果。 . 可採取訊號的總合的理由，是如下述。也就是說，作 -12 - (10) (10)1261570 爲昇降機構造的鋼索1的惡化的特徵，相對於鋼索1的全 長，當搭乘廂停.止於特定樓層時，捲繞於捲揚機的部位會 有較嚴重的損傷的傾向。藉由顯示訊號的總合，則容易掌 握所觀察的訊號扭曲惡化的部位。可是，在這種情況，各 個訊號所包含的雜訊會被加在一起，用來表示惡化的訊號 會變得不淸楚，所以如第4圖（b)所示，在產生訊號的 總合之前，藉由濾波處理、或將不會影響到強度的程度的 訊號予以刪除的處理，則可以防止訊號不淸楚的情形。 以上，使用第4圖（a )、（ b )來說明訊號的流動方 式。在第4圖（a ) 、( b )，是將訊號的儲存裝置24顯 示爲是與訊號的顯示部分2 5是一體的，而也可將儲存裝 置24與訊號處理部分22作爲一體，將其設置在A/D轉換 器2 3的正後方。 在第4圖（a ) 、 ( b )，是以裝置間的箭頭來顯示訊 號的流動方式，在構造上不需要以接線連結，例如作爲設 置在A/D轉換器23正後方的儲存裝置24，也可以使用可 卸下的依電性記憶體。在這種情況，在採集訊號之後將該 儲存裝置24從訊號處理部分22卸下，將其連接於顯示部 分2 5，並且由於顯示部分在構造上是不同的個體，所以可 以使探傷作業所需要的部分小型化。 接著使用第5圖及第6圖來敘述本發明的昇降機用鋼 索探傷裝置的設置方法。第5圖及第6圖，是顯示了使用 小直徑鋼索的無機械室的昇降機的一個例子。 在第5圖，圖號26是搭乘廂，圖號27是平衡錘，圖 -13 - (11) 1261570 號2 8是被固定在昇降通路內例如昇降通路頂部的捲揚 機，圖號3 0是顯示了本探傷裝置的至少探測頭的部分。 . 包含複數的單體探測頭9的探測頭部分3 0，是藉由固 . 定構件3 0 a朝向同圖中的箭頭的方向將u字型磁性感應器 1 1的底部配置固定成壓接於被測定鋼索1。也就是說，是 以：讓接觸於捲揚機2 8的驅動絞車的溝槽底面的被測定 鋼索1的側面接觸於U字型磁性感應器丨1的底部的方 式，讓探測頭部分3 0，藉由固定構件3 〇 a而被固定在捲揚 · 機2 8附近。 以上述方式來決定安裝方向及設置位置的理由，是如 下述。一般來說’在鋼索1的損傷情況最常見是由驅動絞 車所造成的，所以要確實地將捲繞於捲揚機2 8的鋼索1 的會產生惡化的部分進行探傷。 在第5圖及第6圖，對於被測定鋼索1的掃描也就是 訊號的採集，是在檢查運轉使昇降機起動之後進行。可藉 由如圖示方式將本發明的昇降機用鋼索探傷裝置保持在昇 φ 降通路內，藉由在昇降通路外進行探傷探查作業，對於沒 有機械室的昇降機可以特別提昇其安全性。 如第6圖所不，也可以藉由固定構件3 0 a將探測頭部 分3 0安裝在搭乘廂2 6。藉由將探測頭部分3 0安裝在搭乘 廂26 ’則可以從搭乘廂26接受電源供給，安裝作業也可 以在任意的搭乘廂的位置進行，則可以減少設鬢裝置的手 、 續。 -14- (12) 1261570 【圖式簡單說明】 第1圖是顯示本發明的昇降機用鋼索探傷裝置的槪略 立體圖。 · 第2圖是昇降機用鋼索探傷裝置的單體探測頭的側面- 圖。 第3圖（A ) 、 ( B) ' ( C )是磁性感應器的顯示 圖。 第4圖（A ) ' ( B )是顯示本發明的昇降機用鋼索探 鲁 傷裝置的訊號的流動方式的說明圖。 第5圖是顯示將本發明的磁性探傷裝置保持在昇降通 路內的方法的槪略圖。 第6圖是顯示將本發明的磁性探傷裝置保持在昇降通 路內的方法的槪略圖。 第7圖是使用於昇降機的傳統的磁性探傷裝置的顯示 圖。 第8圖是惡化的纜索的漏磁通的槪念圖。 鲁 【主要元件符號說明】 1 :鋼索 9 :異常檢測部 1 0 a : 第一·磁極 1 0 b :第_磁極 1 1 :磁性感應器 . 1 2 :上段部 -15- (13) 1261570 1 3 :下段部 1 4 :磁鐵部分 1 5 a、1 5 b :永久磁鐵 1 6 : $尼部 1 7 :線圈 1 8 :基座部 1 9 :磁性屏蔽板

2 0 :滑動材料 2 1 :探測頭部分 22 :訊號處理部分 23 : A/D轉換器 24 :儲存裝置 2 5 :顯示部分 2 6 :搭乘廂 2 7 :平衡錘

2 8 :捲揚機 3 0 :探測頭部分 3 0 a :固定構件 -16-

Claims (1)

1261570 (υ 十、申請專利範圍 1. 一種昇降機用鋼索探傷裝置，是用來檢測標稱直 徑4mm〜8mm的昇降機用鋼索的損傷部分的昇降機用鋼索 . 探傷裝置，其特徵爲： 是具備有配置在鋼索附近的複數個異常檢測部， 各異常檢測部，是具有：磁性相異的第一磁極及第二 磁極、以及配置在第一磁極及第二磁極之間的U字型的磁 性感應器， · 各U字型磁性感應器的底部半徑爲2mm以上，5mm 以下’磁性感應器的底部半徑與鋼索的標稱直徑的1 /2的 差値爲1.5mm以下， 相鄰接的異常檢測部的U字型的磁性感應器的側壁部 的間隔，從俯視方向觀察，是2 m m以上。 2. 如申請專利範圍第1項的昇降機用鋼索探傷裝 置’其中鄰接的異常檢測部，相對於鋼索的長軸方向，是 配置成互相錯開。 _ 3 .如申請專利範圍第1或2項的昇降機用鋼索探傷 裝置，其中又具備有：相對於從複數的異常檢測部的磁性 感應器輸出的各訊號，進行將用來顯示被測定鋼索的惡化 情形的訊號以外的雜訊去除的濾波動作的濾波器’將經過 濾波動作後的所有訊號加在一起。 4 .如申請專利範圍第1或2項的昇降機用鋼索探傷 裝置，其中又具備有：相對於從複數的異常檢測部的磁性 感應器輸出的各訊號，除去閾値以下的訊號的手段，將除 -17 - (2) 1261570 去了閾値以下的訊號後的所有訊號加在一起。 5 如申請專利範圍第1項的昇降機用鋼索探傷裝 置，zM：中又虽備有：將各異常檢測部保丨寸女裝在昇降通路 或機械室的預定位置的固疋構件。 6 如申請專利範圍第5項的昇降機用鋼索探傷裝 置，其中用來保持異常檢測部的固定構件’是設置在捲揚 機的附近處。 7 .如申請專利範圍第6項的昇降機用鋼索探傷裝 φ 置，宜中固定構件’是將異常檢測部保持在：接觸於捲揚 機的驅動絞車的溝槽面的側邊的鋼索側面 '與異常檢測部 的磁性感應器的底部’成爲相互相對向的方向的位置。 8. 如申請專利範圍第1項的昇降機用鋼索探傷裝 置，其中又具備有：將異常檢測部保持安裝在搭乘廂的固 定構件。 9. 如申請專利範圍第1項的昇降機用鋼索探傷裝 置，其中是具備有：從複數的異常檢測部的磁性感應器輸 Φ 出類比訊號，在將該類比訊號轉換成數位訊號之後，將其 進行儲存的手段。 1 〇.如申請專利範圍第1項的昇降機用鋼索探傷裝 置’其中又具備有：用來顯示將從複數的異常檢測部的磁 性感應器輸出的各訊號加在一起後的訊號的裝置。 11.如申請專利範圍第1項的昇降機用鋼索探傷裝置 . ，其中U字型的磁性感應器，是覆蓋著鋼索的至少半周以 _ 上0 - 18-