用于提升設備的繩索的狀態監測的方法和裝置與流程

文檔序號:18178872發布日期:2019-07-13 10:38
用于提升設備的繩索的狀態監測的方法和裝置與流程

本發明涉及一種用于提升設備的繩索的狀態監測的方法,以及涉及一種用于提升設備的繩索的狀態監測的裝置。上述提升設備優選地是用于運輸乘客和/或貨物的電梯。



背景技術:

電梯通常包括電梯轎廂和配重,它們可在井道中豎直移動。這些電梯單元通過提升繩索彼此互相連接。提升繩索通常被布置為將電梯單元懸掛在驅動輪的相對側上。為了提供用于移動懸掛繩索(并且由此也用于電梯單元)的力,電梯包括用于使嚙合提升繩索的驅動輪旋轉的馬達。馬達由電梯控制系統自動控制,由此電梯適于自動為乘客服務。

在電梯中,提升繩索包括至少一個電梯繩索,但通常是幾個彼此并排通過的電梯繩索。常規的電梯具有鋼絲繩,但是一些電梯具有帶狀的繩索,即,它們的寬度基本上大于厚度。與任何其他類型的繩索一樣,帶狀繩索相對于其(在驅動輪的軸向方向上)繞過的驅動輪的位置,使得沒有繩索在上述軸向方向上遠離驅動輪的圓周表面區域漂移,所討論的繩索旨在抵靠在該圓周表面區域上。

通常,在現有技術中,繩索在上述軸向方向上的位置已經通過為驅動輪和與驅動輪嚙合的繩索提供彼此互補的肋狀或齒狀形狀來控制,由此繩索在上述軸向方向上的運動由機械形狀鎖定而阻擋。用于控制帶狀繩索在上述軸向方向上的位置的一種備選方式是使驅動輪的圓周表面區域成形為拱形(也被稱為冠狀)。每個拱形圓周表面區域具有凸起形狀,繩索抵靠在該凸起形狀的峰頂。拱形形狀旨在將繞過其的帶狀繩索保持定位成,使得其抵靠在拱形形狀的峰頂,從而抵抗繩索遠離峰頂點移位。

提升設備的繩索通常包括一個或多個負荷承載構件,上述負荷承載構件在繩索的縱向方向上是細長的,每個負荷承載構件形成在繩索的整個長度上連續不間斷的結構。負荷承載構件是繩索的構件,其能夠一起承載被施加在其縱向方向的繩索上的負荷。該負荷(諸如由繩索所懸掛的重物)在負荷承載構件上產生在繩索的縱向方向上的張力,該張力可以通過所討論的負荷承載構件從繩索的一端一直傳輸到繩索的另一端。繩索還可包括非承載組件(諸如彈性涂層),非承載組件不能以上文所描述的方式傳輸張力。

在現有技術中,存在這樣的繩索,其中負荷承載構件被嵌入非導電涂層(諸如聚合物涂層)中,形成繩索的表面、并且在相鄰的負荷承載構件之間延伸,從而使它們彼此機械地和電氣地隔離。

為了促進了解繩索的狀態,從而為了提高提升設備的安全性,已經提出了監測負荷承載構件的狀態。內部拉伸元件的目視檢查一般地被認為是不可能的,因此需要進行非目視檢查。在現有技術中已經提出通過監測負荷承載構件的電氣參數來布置狀態監測。

用于檢查拉伸元件的狀態的一種已知方法是基于電阻的檢查,這是基于拉伸元件的電阻的測量。電阻的變化或與預期值的偏差被解釋為拉伸元件的損壞。這種方法存在一些缺點。然而,已經發現,雖然不可忽略的損壞可能導致諸如鋼絲繩等的普通拉伸元件的電阻的微小變化。因此,基于電阻的檢查的靈敏度不令人滿意。

用于繩索的狀態監測的一種現有技術方法是將導電構件放置在繩索內??梢酝ㄟ^向構件施加電流來測試導電構件的狀態。如果損壞發生到足以破壞導電構件的程度,則電路被斷開。這種方法存在一些缺點。在該方法中,沒有定性信息來指示繩索在使用期間是否降級,因為第一指示由被斷開的導電構件提供。此外,該方法沒有提供有關沿著繩索長度的損壞的位置的信息。

除了繩索中的損壞或缺陷之外,繩索的松弛和不對準可能在使用提升設備時導致嚴重的問題。已知電梯的缺點在于,繩索沿軸向方向在其預定路線之外移動,并且沒有以足夠可靠的方式防止問題進一步發展成更危險的狀態。特別是對于這樣的電梯來說這是困難的,在電梯中驅動輪與嚙合驅動輪的繩索之間的上述機械形狀鎖定出于某些原因而不充分可靠或不可用,諸如歸因于偏好利用驅動輪的拱形形狀來對于繩索位置控制。



技術實現要素:

本發明的目的是介紹一種用于提升設備的繩索的狀態監測的方法,以及一種用于提升設備的繩索的狀態監測的裝置,其中提供關于損壞沿著提升設備的繩索的長度的位置的信息。除此以外,還呈現了有利的實施例,其中提供了關于損傷程度的定性信息。

本發明提出了一種用于提升設備的繩索的狀態監測的新方法,該繩索包括一個或多個導電負荷承載構件,以用于承載在縱向方向被施加到繩索上的負荷,一個或多個導電負荷承載構件彼此平行地且平行于繩索的縱向方向延伸,在該方法中,通過被放置在上述繩索附近的至少一個渦電流測試探頭來生成交變磁場,上述交變磁場在上述繩索中產生渦電流,通過上述至少一個渦電流測試探頭來檢測在上述繩索中由上述渦電流所生成的二次磁場,以作為渦電流檢測數據,并且利用上述渦電流檢測數據,以用于在線監測上述繩索。因此,實現了一個或多個上文所提及的優點和/或目的。利用以下所描述的附加的優選特征和/或步驟進一步促進了這些優點和/或目的。

在上述方法的一個優選實施例中,上述渦電流檢測數據被用于確定移動的上述繩索的狀態、位置、對準、或張力。

在上述方法的一個優選實施例中,提供關于繩索中的故障和/或損壞的位置的信息,和/或提供用于確定繩索中的故障和/或損壞的類型的一個或多個參數。

在一個優選實施例中,提供用于量化故障和/或損壞(諸如例如,纖維損壞或分層)的嚴重程度的信息。

在一個優選實施例中,在接收到用于確定繩索的狀態的上述一個或多個參數之后,執行在線監視動作。

還提出了一種新的用于提升設備的繩索的狀態監測的裝置,該繩索包括一個或多個導電負荷承載構件,以用于承載在縱向方向被施加到繩索上的負荷,一個或多個導電負荷承載構件彼此平行且平行于繩索的縱向方向延伸,該裝置包括至少一個被放置在上述繩索附近的渦電流測試探頭,以用于生成交變磁場,上述交變磁場在上述繩索中產生渦電流,以及用于檢測由上述繩索中的上述渦電流所生成的二次磁場,以作為渦電流檢測數據,以及接收和利用上述渦電流檢測數據的在線監測單元,以用于上述繩索的在線狀態監測。

在上述裝置的一個優選實施例中,上述在線監測單元包括維持探頭相對于繩索的位置的底架。

在一個優選實施例中,上述在線監測單元是可移動渦電流測試探頭裝置。

在一個優選實施例中,上述可移動渦電流測試探頭裝置包括定位元件。

在一個優選實施例中,上述至少一個渦電流測試探頭包括用于上述繩索中的每個導電負荷承載構件的一個檢測探頭。

在上述裝置的一個優選實施例中,上述在線監測單元被布置成使用上述渦電流檢測數據,以用于確定上述繩索的狀態、位置、對準、或張力。

在一個優選實施例中,上述繩索包括非導電涂層,上述一個或多個導電負荷承載構件被嵌入上述涂層中,上述涂層形成繩索的表面并且在相鄰的負荷承載構件之間延伸,從而將它們彼此隔離。

在一個優選實施例中,上述導電負荷承載構件由非金屬材料制成,例如,由包括聚合物基體中的導電增強纖維的復合材料制成,上述增強纖維優選為碳纖維。

在一個優選實施例中,在接收渦電流檢測數據時,上述在線監測單元被布置成提供用于確定繩索的狀態、位置、對準、或張力的一個或多個參數。

在一個優選實施例中,上述在線監測單元被布置成提供用于確定繩索中是否存在任何故障和/或損壞的一個或多個參數。

在一個優選實施例中,上述在線監測單元被布置成提供用于確定繩索中故障和/或損壞的類型的一個或多個參數。

在一個優選實施例中,上述在線監測單元被布置成提供關于繩索中任何異質性的位置的信息。

在一個優選實施例中,上述在線監測單元被布置成提供用于量化缺陷(諸如例如,纖維損壞或分層)的嚴重程度的信息。

在一個優選實施例中,上述繩索是帶狀的,即,寬度方向上壁厚度方向上更大。

在一個優選實施例中,上述在線監測單元被布置成執行在線監測動作。

在一個優選實施例中,上述渦電流測試探頭被布置成在檢測上述渦電流時通過改變上述所生成的交變磁場的信號形式、信號振幅、和/或信號頻率來進行多個測量。

在一個優選實施例中,上述狀態監測裝置的上述渦電流測試探頭可以被布置在所監測的繩索的兩側或所監測的繩索的周圍。

在一個優選實施例中,上述渦電流測試探頭包括一個或多個橋型探頭和/或一個或多個反射型探頭。

在一個優選實施例中,上述渦電流測試探頭包括一個或多個勵磁線圈和/或勵磁細絲,以及一個或多個感測線圈和/或感測細絲。

在一個優選實施例中,上述勵磁線圈和/或上述勵磁細絲、和/或上述感測線圈和/或上述感測細絲,被布置成使得勵磁方向和/或感測方向平行于上述負荷承載構件或平行于上述負荷承載構件的單個增強纖維。

在一個優選實施例中,上述勵磁線圈和/或上述勵磁細絲、和/或上述感測線圈和/或上述感測細絲中的至少一部分,被布置在相對于上述負載承載構件的垂直方向上。

在一個優選實施例中,上述勵磁線圈和/或上述勵磁細絲、和/或上述感測線圈和/或上述感測細絲中的至少一部分,被布置為彼此交錯。

在一個優選實施例中,上述裝置包括用于存儲和取回上述渦電流檢測數據的數據存儲器。

附圖說明

在下文中,將通過示例并參考附圖更詳細地描述本發明,其中:

圖1圖示了根據本發明的一個實施例的提升設備的繩索。

圖2圖示了在提升繩索中具有缺陷的根據本發明的一個實施例的提升設備的繩索。

圖3圖示了根據本發明的負荷承載構件的優選內部結構。

圖4圖示了根據本發明的負荷承載構件的一區段的三維視圖。

圖5A圖示了根據本發明的一個實施例的電梯的狀態監測裝置。

圖5B圖示了根據本發明另一實施例的電梯的狀態監測裝置。

圖6圖示了根據本發明的一個實施例繩索繞過繩索輪的橫截面視圖。

圖7A圖示了根據本發明的第三實施例的電梯的狀態監測裝置。

圖7B圖示了根據本發明的第四實施例的電梯的狀態監測裝置。

圖8圖示了根據本發明的一個實施例的可移動渦電流測試探頭裝置。

圖9圖示了在繩索中具有缺陷的根據本發明的一個實施例的所檢測的電磁信號的示例。

圖10圖示了根據本發明的一個實施例的用于提升設備的繩索的狀態監測的方法。

根據附圖和與其相關的詳細描述,本發明的前述方面、特征和優點將顯而易見。

具體實施方式

圖1圖示了根據本發明的一個實施例的提升設備的繩索。在所呈現的實施例中,提升繩索1是帶狀的,即在寬度方向上比厚度方向上更大。提升繩索1包括:非導電涂層2,以及多個導電負荷承載構件3-6,以用于承載在其縱向方向被施加提升繩索1上的負荷,多個導電負荷承載構件3-6在提升繩索1的寬度方向上相鄰。負荷承載構件3-6被嵌入非導電涂層2中、并且在整個提升繩索1的長度上彼此平行地且平行于提升繩索1的縱向方向不間斷地延伸。涂層2形成提升繩索1的表面、并且在相鄰的負荷承載構件3-6之間延伸,從而機械地和電氣地將它們彼此隔離。上述導電負荷承載構件3-6可以由非金屬材料制成。上述導電負荷承載構件3-6可以由包括在聚合物基體中的導電增強纖維的復合材料制成,上述增強纖維優選地是碳纖維。

圖2圖示了在提升繩索中具有缺陷的根據本發明的一個實施例的提升設備的繩索。用于圖2中所呈現的提升設備的提升繩索的狀態監測裝置類似于圖1中所呈現的裝置,不同之處在于,在圖2的缺陷提升繩索7的第一負荷承載構件3中存在缺陷8。該缺陷提升繩索7在缺陷提升繩索7的中間部分的缺陷8處部分地斷開。

圖3圖示了根據本發明的負荷承載構件的優選的內部結構。在圖3中,示出了負荷承載構件3的寬度方向w和厚度方向t。在圖3中,特別地示出了在負荷承載構件3的縱向方向l上所觀察的負荷承載構件3的橫截面。繩索可以備選地具有一些其他數目的負荷承載構件3,比圖中所公開的更多或更少。

負荷承載構件3-6由包括被嵌入聚合物基體m中的增強纖維F的復合材料制成。該增強纖維F更具體地被分布在聚合物基體m中、并且由聚合物基體被結合在一起,特別地,使得形成細長的桿狀件。因此,每個負荷承載構件3-6是一個實心細長的桿狀件。增強纖維F優選地被基本均勻地分布在聚合物基體m中。由此,在其整個橫截面上實現具有均勻特性和結構的負荷承載構件。以這種方式,還可以確保每根纖維可以與基體m接觸并鍵合。上述增強纖維F最優選地為碳纖維,因為它們是導電的,并且在負荷承載能力、重量和抗拉剛度方面具有優異的特性,這使得它們特別適用于電梯提升繩索中。備選地,上述增強纖維F可以是任何其他導電的纖維材料?;wm優選由環氧樹脂組成,但是根據優選的特性,可以使用備選材料。優選地,基本上每個負荷承載構件3-6的所有增強纖維F都平行于負荷承載構件3-6的縱向方向。因此,當每個負荷承載構件取向平行于提升繩索1的縱向方向時,纖維也與提升繩索1的縱向方向平行。因此,當拉動提升繩索1時,最終提升繩索1中的纖維將與力對齊,這確保了該結構提供高抗拉剛度。當提升繩索1被彎曲時,這對于實現內部結構的無問題行為(特別是內部運動)也是有利的。

在優選實施例中所使用的纖維F相對于彼此基本上是未扭曲的,這為它們提供了平行于提升繩索1的縱向方向的上述取向。這與常規的被扭曲的電梯繩索形成對比,其中線或纖維被強烈扭曲、并且通常具有15至30度的扭轉角度,這些常規的被扭曲的電梯繩索的纖維/線束因此具有在張力下朝向更直的構造轉變的可能性,這為這些繩索在張力下提供高的伸長率、以及導致非整體結構。

增強纖維F優選地是在負荷承載構件的縱向方向上的長的連續纖維,纖維F優選地在負荷承載構件3-6以及提升繩索1的整個長度上連續。因此,有利于負荷承載構件3-6的負荷承載能力、良好的導電性以及制造。纖維F平行于提升繩索1的縱向方向取向,盡可能地使得負荷承載構件3-6的橫截面在提升繩索1的整個長度的橫截面上可以繼續基本相同。因此,當負荷承載構件3-6被彎曲時,在負荷承載構件3-6內不會發生實質的相對運動。

如上所述,增強纖維F優選地基本上均勻地(特別是盡可能均勻地)被分布在上述負荷承載構件3-6中,使得負荷承載構件3-6在其橫向方向上盡可能均勻。所呈現的結構的優點在于圍繞增強纖維F的基體m保持增強纖維F的插入而基本不變。它利用其輕微的彈性平衡了被施加在纖維上的力的分布,減少了纖維-纖維(fiber-fiber)接觸以及提升繩索的內部磨損,從而提高了提升繩索1的使用壽命。復合基體m(在其中,單根纖維F被盡可能均勻地分布)最優選地由環氧樹脂制成,這對增強纖維F具有良好的粘附性,并且已知其有利地利用碳纖維表現。備選地,例如可以使用聚酯或乙烯基酯,但備選地可以使用任何其他合適的備選材料。圖3在圓圈內呈現了在提升繩索1的縱向方向上所觀察的、靠近其表面的負荷承載構件3-6的局部橫截面。負荷承載構件3-6的增強纖維F優選地根據該橫截面而被組織在聚合物基體m中。負荷承載構件3-6的其余部分(未示出的部分)具有類似的結構。

圖4圖示了根據本發明的負荷承載構件的一區段的三維視圖。根據所呈現的圖3和圖4,也可以看出負荷承載構件3的單個增強纖維F如何基本上均勻地被分布在聚合物基體m中,聚合物基體m圍繞增強纖維F。聚合物基體m填充單個增強纖維F之間的區域,并且基本上將基體m內的所有增強纖維F彼此結合為均勻的實心物質。在單個增強纖維F(優選它們中的每一個)與基體m之間存在化學鍵,其中的一個優點是結構的均勻性。為了改善增強纖維與基體m的化學粘合性,特別是為了加強增強纖維F與基體m之間的化學鍵,每種纖維可以具有薄的涂層,例如,在增強纖維結構與聚合物基體m之間的實際纖維結構上的底漆(未圖示)。但是,這種薄涂層不是必需的。聚合物基體m的特性也可以被優化,因為它在聚合物技術中是常見的。例如,基體m可以包括基礎聚合物材料(例如環氧樹脂)以及添加劑,其微調基礎聚合物的特性,使得優化基體的特性。聚合物基體m優選為硬質非彈性體,因為在這種情況下可以降低例如屈曲(buckling)的風險。然而,聚合物基體不一定必須是非彈性體,例如,如果這種材料的缺點被認為是可接受的或與預期用途不相關。在這種情況下,聚合物基體m可以由彈性體材料(諸如例如聚氨酯或橡膠)制成。在聚合物基體中的增強纖維F在此意味著單個增強纖維F利用聚合物基體m彼此結合,例如,在制造階段,通過將它們一起浸入聚合物基體的流體材料中,然后固化。在這種情況下,與聚合物基體彼此結合的單個增強纖維的間隙包括基體的聚合物。以這種方式,在提升繩索的縱向方向上彼此結合的大量的增強纖維被分布在聚合物基體中。如上所述,增強纖維優選地基本上均勻地被分布在聚合物基體m中,從而當在提升繩索的橫截面方向上觀察時,負荷承載構件盡可能均勻。換而言之,負荷承載構件3-6的橫截面中的纖維密度因此基本上不變化。負荷承載構件3-6的單個增強纖維主要利用聚合物基體m圍繞,但是由于在利用聚合物同時浸漬時控制纖維相對于彼此的位置是困難的,因此可能發生隨機纖維-纖維接觸,并且另一方面,從解決方案的功能的觀點來看,完全消除隨機纖維-纖維接觸是不必要的。然而,如果期望減少它們的隨機發生,可以利用基體m的材料預先涂覆單個增強纖維F,使得上述基體的聚合物材料的涂層在它們被帶入并與基體材料結合在一起之前(例如在它們被浸入流體基體材料中之前)已經在它們中的每一個的周圍。

在負荷承載構件3-6分層的情況下,聚合物基體不再支撐負荷承載構件3-6中的所有單個增強纖維。因此,在分層中,一些上述單個增強纖維在縱向方向上彼此分離。

如上所述,負荷承載構件3-6的基體m其材料特性最優選地是硬質。硬質基體m有助于支撐增強纖維F,特別是當提升繩索彎曲時,防止彎曲繩索的增強纖維F屈曲,因為硬質材料有效地支撐纖維F。為了減少屈曲并促進負荷承載構件3-6的小彎曲半徑,除其他外,因此優選聚合物基體m是硬質的,特別是非彈性的。用于基體的最優選材料是環氧樹脂、聚酯、酚醛塑料、或乙烯基酯。聚合物基體m優選是如此堅硬以至于其彈性模量E超過2GPa,最優選地超過2.5GPa。在這種情況下,彈性模量E優選在2.5-10GPa的范圍內,最優選在2.5-3.5GPa的范圍內。對于基體m,存在可提供這些材料特性的可商購的各種材料替代物。

優選地,負荷承載構件3-6的橫截面的表面區域的50%以上是上述導電增強纖維。由此,可以確保良好的導電性。纖維F將沿著它們的長度隨機地彼此接觸,從而被插入負荷承載構件的磁場信號基本上保持在負荷承載構件的整個橫截面內。更確切地說,負荷承載構件3-6的橫截面的表面區域的50%-80%優選為上述增強纖維,最優選地使得55%-70%為上述增強纖維,并且基本上所有剩余的表面區域都是聚合物基體。以這種方式,有利于負荷承載構件3-6的導電性和縱向剛度,但是存在足夠的基體材料將纖維F有效地彼此結合。最優選地,這被進行使得約60%的表面區域是增強纖維并且約40%為基體材料。

圖5A圖示了根據本發明的一個實施例的電梯的狀態監測裝置。電梯包括井道H、以及可在井道H中豎直移動的第一電梯單元9和可在井道H中豎直移動的第二電梯單元10。上述電梯單元9、10中的至少一個是用于接收待被運輸負荷(即,貨物和/或乘客)的電梯轎廂。另一個優選地是配重,但是備選地,它可以是第二電梯轎廂。

電梯還包括提升繩索R,提升繩索R包括一個或多個繩索1a、1b、1c(即,一個或多個帶狀提升繩索1a、1b、1c),將第一電梯單元9和第二電梯單元10互相連接、并且繞過繩索輪11、12、13,上述繩索輪11、12、13具有平行的旋轉軸線。

為了移動一個或多個帶狀提升繩索1a、1b、1c,從而也用于移動電梯單元9、10,上述繩索輪11、12、13包括驅動輪12。每個上述的一個或多個帶狀的提升繩索1a、1b、1c繞過驅動輪12,并且連續地包括在驅動輪12與第一電梯單元9之間延伸的第一繩索區段a,以及在驅動輪12與第二電梯單元10之間延伸的第二繩索區段b。因此,每個上述第一繩索區段a處在驅動輪的一側上,而每個上述第二繩索區段b處在驅動輪12的另一側(相對側)上。電梯包括用于使嚙合一個或多個提升繩索1a、1b、1c的驅動輪12旋轉的馬達M,由此能夠使驅動輪12的機動旋轉。在圖5A中,驅動輪12的兩個旋轉方向D1、D2被標記為D1和D2。電梯還包括自動電梯控制14,自動電梯控制14被布置為控制馬達M。由此,電梯單元9、10的運動是可自動控制的。

在所呈現的實施例中,電梯還包括鄰近驅動輪12的從動的(即,自由旋轉的)第一拱形轉向輪11。每個上述第一繩索區段a被布置為繞過第一從動拱形轉向輪11,特別是靠在其拱形圓周表面區域A、B、C上。在圖示的實施例中,電梯還包括靠近驅動輪12的從動的(即,自由旋轉的)第二拱形轉向輪13。每個上述第二繩索區段b被布置為繞過第二從動拱形轉向輪13,特別是靠在其拱形圓周表面區域A、B、C上。因此,驅動輪12兩側上的繩索區段通過從動拱形轉向輪轉向。在第一電梯單元9與第二電梯單元10之間延伸的繩索依次繞過第一從動拱形轉向輪11、驅動輪12、以及第二從動拱形轉向輪13。因此,繩索到達驅動輪12以及繩索從驅動輪12離開在其軸向位置方面與驅動方向無關地受到控制。在圖5A中,在第一拱形轉向輪11與第一電梯單元9之間延伸的豎直取向的繩索區段和在第二從動拱形轉向輪13與第二電梯單元10之間延伸的豎直取向的繩索區段之間的水平距離(L-距離)利用L標記。在圖5A中,機房MR被形成在井道H上方,電梯單元9和10在井道H行進。虛線l表示機房MR的樓層線。當然顯而易見的是,備選地,可以在沒有機房的情況下實施該電梯和/或使得電梯單元在不同的井道中行進。

根據本發明的電梯還包括狀態監測裝置,該狀態監測裝置被配置為監測每個上述繩索區段a、b在繩索輪11、12、13的軸向方向上的狀態、位置、張力、以及對準(即,位移)。電梯的繩索1a、1b、1c包括一個或多個導電負荷承載構件,以用于承載被施加在縱向方向的繩索1上的負荷、并且彼此平行且平行于繩索1的縱向方向延伸。上述狀態監測裝置包括至少一個渦電流測試探頭20a、20b,以及在線監測單元。

在根據本發明的狀態監測裝置中,上述至少一個渦電流測試探頭20a、20b被放置在上述繩索1a、1b、1c附近,以用于生成交變磁場,上述交變磁場在上述繩索1a、1b、1c中產生渦電流,用于檢測由上述繩索1a、1b、1c中的上述渦電流所生成的二次磁場,以作為渦電流檢測數據。在根據本發明的狀態監測裝置中,上述在線監測單元被設置為接收和利用上述渦電流檢測數據,以用于上述繩索1a、1b、1c的在線狀態監測。

在圖5A中所呈現的本發明的實施例中,狀態監測裝置被配置為監測如利用至少一個第一渦電流測試探頭20a所限定的每個上述第一繩索區段a的狀態、位置、張力、以及對準,以及如利用至少一個第二渦電流測試探頭20b所限定的每個上述第二繩索區段b的位移。因此,利用分開的渦電流測試探頭來監測第一和第二繩索區段的狀態。上述狀態監測裝置包括:第一渦電流測試探頭20a,被配置為檢測每個上述第一繩索區段a在繩索輪11、12、13的軸向方向上遠離預定區的位移;以及第二渦電流測試探頭20b,被配置為檢測每個上述第二繩索區段b在繩索輪11、12、13的軸向方向上遠離預定區的位移。在根據本發明的狀態監測裝置中,上述至少一個渦電流測試探頭20a、20b可以靠近驅動輪12定位。

在上述渦電流檢測數據的幫助下,上述狀態監測裝置的在線監測單元能夠確定缺陷和狀態的類型,以及提升繩索1的位置、對準、和張力。此外,上述渦電流檢測數據可以向上述在線監測單元提供關于故障和/或損壞的位置信息,以便確定上述故障和/或損壞的位置。此外,上述渦電流檢測數據可以提供上述在線監測單元信息,以用于量化故障和/或損壞的嚴重程度,諸如例如,纖維損壞或分層。上述渦電流測試探頭20a、20b中的每一個可包括若干檢測探頭。渦電流測試探頭20a、20b可以被布置為永久性設施,或者備選地被布置為可移動渦電流測試探頭,或者被配置為便攜式渦電流測試探頭。即使當被布置為永久性設施時,渦電流測試探頭20a、20b仍然可以相對于所監測的繩索1被布置為可移動的(即,可定位的)。

上述狀態監測裝置的渦電流測試探頭20a、20b可以被布置在所監測的繩索1的兩側,或者被布置成圍繞所監測的繩索1。渦電流測試探頭20a、20b可以包括一個或多個鉸鏈,以用于允許恰當定位上述探頭20a、20b。上述狀態監測裝置的渦電流測試探頭20a、20b可以被布置成執行對檢測上述二次磁場的測量。每個上述渦電流測試探頭可包括一個或多個橋型探頭和/或一個或多個反射型探頭。每個上述渦電流測試探頭可包括一個或多個勵磁線圈和/或勵磁細絲以及一個或多個感測線圈和/或感測細絲。

勵磁線圈和/或勵磁細絲和/或感測線圈和/或感測細絲可以被布置成平面布置(planar arrangement),使得勵磁方向和/或感測方向平行于所監測的繩索1的負荷承載構件3-6,或者平行于所監測的繩索1的負荷承載構件3-6的單個增強纖維F。上述平面布置也可以被布置為平行于由所監測的繩索1的相鄰的負荷承載構件3-6所形成的平面。勵磁線圈和/或勵磁細絲和/或感測線圈和/或感測細絲也可以被布置在三維布置中,使得感測方向、激勵方向平行于所監測的繩索1的負荷承載構件3-6。在三維布置中,勵磁線圈和/或勵磁細絲和/或感測線圈和/或感測細絲中的至少一部分也可以被布置在相對于所監測的繩索1的負荷承載構件3-6的垂直方向上。這特別有助于檢測所監測的繩索1的負荷承載構件3-6的分層。此外,勵磁線圈和/或勵磁細絲和/或感測線圈和/或感測細絲中的至少一部分也可以被布置在相對于由所監測的繩索1的相鄰負荷承載構件3-6所形成的平面的垂直方向上。

此外,勵磁細絲和/或感測細絲中的至少一部分也可以被布置成平行于所監測的繩索1的負荷承載構件3-6、或者平行于所監測的繩索1的負荷承載構件3的單個增強纖維F。此外,勵磁線圈和/或勵磁細絲和/或感測線圈和/或感測細絲中的至少一部分也可以被布置為彼此交錯。這減少了所監測的繩索1的相鄰負荷承載構件3-6的測量中的干擾。

上述勵磁線圈和/或感測線圈可以具有的寬度小于或等于上述繩索1的寬度。上述狀態監測裝置的上述渦電流測試探頭20a、20b可以具有不同的形狀、形式、或幾何構型,包括平面形狀和三維(3D)形狀。上述渦電流測試探頭20a、20b可以在不與上述繩索接觸(例如,距上述繩索小于10mm的測量距離內)的情況下使用。上述渦電流測試探頭20a、20b可具有小于22m/s的檢查速度。上述渦電流測試探頭20a、20b可具有2kHz-30MHz的檢測頻率。上述狀態監測裝置還可以包括用于存儲和取回上述渦電流檢測數據的數據存儲器。

圖5B圖示了根據本發明另一實施例的電梯的狀態監測裝置。電梯包括井道、以及可在井道中豎直移動的第一電梯單元9和可在井道中豎直移動的第二電梯單元10。電梯還包括第一繩索R1,第一繩索R1包括一個或多個繩索(即,一個或多個帶狀提升繩索)、將第一電梯單元9和第二電梯單元10互相連接并繞過驅動輪12。電梯還包括第二繩索R2,第二繩索R2包括一個或多個繩索(即,一個或多個帶狀提升繩索)、將第一電梯單元9和第二電梯單元10互相連接并繞過補償輪15。

上述第一繩索R1的上述一個或多個帶狀繩索中的每一個繞過驅動輪12,并且連續地包括在驅動輪12與第一電梯單元9之間延伸的第一繩索區段a,以及在驅動輪12與第二電梯單元10之間延伸的第二繩索區段b。因此,每個上述第一繩索區段a處在驅動輪的一側,而每個上述第二繩索區段b處在驅動輪12的另一側(相對側)上,并且在驅動輪12和第二電梯單元10之間延伸。電梯包括馬達M,以用于使嚙合一個或多個提升繩索的驅動輪12旋轉,從而使能驅動輪12的機動旋轉。在圖5B中,驅動輪12的兩個旋轉方向D1、D2被標記為D1和D2。電梯還包括被布置為控制馬達M的自動電梯控制14。由此,電梯單元9、10的運動是可自動控制的。

上述第二繩索R2(即補償繩索R2)的上述一個或多個帶狀繩索中的每一個,繞過補償輪15、并且連續地包括在補償輪15與第一電梯單元9之間延伸的第三繩索區段e,以及在補償輪15與第二電梯單元10之間延伸的第四繩索區段f。因此,每個上述第一繩索區段e處在補償輪的一側,而每個上述第二繩索區段f處在補償輪15的另一(相對)側。

根據本實施例的電梯還包括狀態監測裝置,該狀態監測裝置被配置為監測上述繩索輪12、15的軸向方向中每個上述繩索區段a、b、e、f的狀態、位置、張力、和對準(即,位移)。上述狀態監測裝置包括至少一個渦電流測試探頭20a、20b、20e、20f,以及在線監測單元。

在圖5B中所呈現的本發明的實施例中,狀態監測裝置被配置為監測如利用至少一個第一渦電流測試探頭20a所限定的每個上述第一繩索區段a的狀態、位置、張力、和對準,以及如利用至少一個第二渦電流測試探頭20b所限定的每個上述第二繩索區段b的位移。相應地,狀態監測裝置被配置為監測如利用至少一個第一渦電流測試探頭20e限定的每個上述第三繩索區段e的狀態、位置、張力、和對準,以及如利用至少一個第二渦電流測試探頭20f限定的每個上述第二繩索區段f的位移。因此,利用分開的渦電流測試探頭來監測每個繩索區段的狀態。在根據本發明的狀態監測裝置中,上述至少一個渦電流測試探頭20a、20b、20e、20f可以靠近繩索輪12、15定位。上述狀態監測裝置的渦電流測試探頭20a、20b、20e、20f可以被布置在所監測的繩索的兩側或被布置成圍繞所監測的繩索。

除了監測提升繩索和補償繩索的狀態之外,根據本發明的狀態監測裝置可以被布置為監測超速調節器繩索的狀態、位置、張力、和對準。

圖6圖示了根據本發明的一個實施例的繩索圍繞繩索輪通過的橫截面視圖。圖6示出了在繩索抵靠每個輪而定位并且繩子繞過上述輪11、12、13時繩索的橫截面視圖。在優選實施例中,驅動輪12還以與從動拱形轉向輪11、13相同的方式成拱形。從動拱形轉向輪11、12、13包括用于上述一個或多個繩索1a、1b、1c中的每一個的拱形圓周表面區域A、B、C,所討論的繩索被布置為抵靠該圓周表面區域A、B、C。以這種方式,控制每個帶狀繩索在其繞過的輪11、12、13的軸向方向上的位置。在這些實施例中,每個拱形圓周表面區域A、B、C具有凸起形狀,而繩索抵靠在該凸起形狀的峰頂。拱形形狀傾向于保持繩索抵靠其峰頂定位地而繞過拱形形狀,從而阻止繩索1a、1b、1c在上述軸向方向X上遠離該位置移位。

電梯還包括狀態監測裝置,該狀態監測裝置被配置為監測每個上述第一繩索區段a、b在繩索輪11、12的軸向方向上遠離預定區Za、Zb、Zc的狀態、位置、張力、和對準(即,位移),以及每個第二繩索區段在輪11、12、13的軸向方向上遠離預定區Za、Zb、Zc的位移。

在所呈現的實施例中,提升繩索1a、1b、1c更具體地是懸掛繩索,并且為此目的被布置為懸掛第一電梯單元9和第二電梯單元10。在這種情況下,繩索輪11、12、13被安裝在井道H的上端或其附近,例如在井道上端的上方或旁邊所形成的機房中。兩個電梯單元9、10對于彼此形成平衡重量,由此它們移動是經濟的。在圖6中,機房MR形成在井道H上方,電梯單元9和10在該井道中行進。虛線l表示機房MR的樓層線。當然顯而易見的是,電梯可以備選地在沒有機房的情況下實施和/或使得電梯單元在不同的井道中行進。

一般地,上述一個或多個帶狀懸掛繩索1a、1b、1c可以僅包括如限定所布置的那些繩索中的一個,但是優選地,上述一個或多個帶狀提升繩索包括多個帶狀提升繩索。在所示的實施例中,存在至少三個帶狀提升繩索。該繩索是帶狀的,它們具有兩個寬的、面向繩索的厚度方向(圖6中向上和向下)的側面,以及面向繩索的寬度方向(圖6中向左和向右)的側面。每根繩索1a、1b、1c繞過轉向輪11、13和驅動輪12,繩索的寬側面抵靠所討論的輪。當存在多根繩索時,如圖所示,繩索1a、1b、1c繞過轉向輪11、13和驅動輪12在輪11、12、13的上述軸向方向上彼此相鄰并且在繩索的寬度方向W上彼此相鄰。

優選地,圓周表面區域A、B、C以及繩索的表面(經由繩索的表面,繩索抵靠在所討論的圓周表面區域A、B、C)是平滑的,使得上述圓周表面區域A、B、C和繩索都不具有延伸到另一個的凹槽中的突起。由此,每根繩索的軸向位置的控制由繩索所抵靠的拱形圓周表面區域A、B、C的形狀所提供。另外,每根繩索的牽引力是基于驅動輪12與繩索之間的摩擦接觸。因此,上述圓周表面區域和繩索表面都需要被配置成經由多楔或齒形嚙合而彼此嚙合。

圖7A圖示了根據本發明第三實施例的電梯的狀態監測裝置。在本發明的第三實施例中,繩索監測裝置包括兩個第一渦電流測試探頭20a、20c,其被配置為監測每個上述第一繩索區段a在輪11、12、13的軸向方向上遠離預定區的狀態、張力、位置、和對準(即,位移)。相應地,在本發明的另一實施例中,繩索監測裝置包括兩個第二渦電流測試探頭20b、20d,其被配置為監測每個上述第二繩索區段b在輪11、12、13的軸向方向上遠離預定區的狀態、張力、位置、和對準(即,位移)。

在所呈現的實施例中,上述兩個第一渦電流測試探頭20a、20c重點監測第一轉向輪之前和之后(如在繩索的縱向中所看到)的第一繩索區段的狀態。相應地,上述兩個第二渦電流測試探頭20b、20d重點檢測第二轉向輪之前和之后(如在繩索的縱向中所看到)的第二繩索區段的位移。虛線表示機房MR的樓層線。上述渦電流測試探頭20a、20b、20c、20d中的每一個可包括若干檢測探頭。渦電流測試探頭20a、20b、20c、20d可以被布置為永久性設施,或者備選地被布置為可移動渦電流測試探頭或被配置為便攜式渦電流測試探頭。即使當被布置為永久性設施時,渦電流測試探頭20a、20b、20c、20d仍可被布置為相對于所監測的繩索1可移動(即,可定位)。

圖7B圖示了根據本發明第四實施例的電梯的狀態監測裝置。在本發明的第四實施例中,繩索監視裝置包括在所監視的繩索1a、1b、1c的相對側的兩個第一渦電流測試探頭20a、20g,其被配置為監視每個上述第一繩索區段a在輪11、12、13的軸向方向上遠離預定區的狀態、張力、位置、和對準(即,位移)。相應地,在本實施例中,繩索監測裝置包括在所監測的繩索1a、1b、1c的相對側的兩個第二渦電流測試探頭20b、20h,其被配置為監測每個上述第二繩索區段b在輪11、12、13的軸向方向上遠離預定區的狀態、張力、位置、和對準(即,位移)。在根據本實施例的狀態監測裝置中,上述至少一個渦電流測試探頭20a、20b、20g、20h可以靠近驅動輪12定位。

圖8圖示了根據本發明的一個實施例的可移動渦電流測試探頭裝置。在所呈現的實施例中,可移動渦電流測試探頭裝置30包括至少一個渦電流測試探頭31和可移動探頭外殼(enclosure)35。上述至少一個渦電流測試探頭31中的每一個包括至少一個檢測探頭32??梢苿訙u電流測試探頭裝置30可被用于提升設備(例如,電梯)的繩索1的狀態監測??梢苿訙u電流測試探頭裝置30可以是手柄??梢苿訙u電流測試探頭裝置30包括定位元件33、34(例如,定位輪33、34),以用于上述可移動渦電流測試探頭裝置30相對于所監測的繩索1的恰當定位。

在根據本發明的一個實施例的可移動渦電流測試探頭裝置中,上述至少一個渦電流測試探頭31例如可以包括針對所監測的繩索1中的每個導電負荷承載構件的一個檢測探頭32。在一個備選實施例中,可移動渦電流測試探頭裝置30可以包括光學定位元件,以用于上述可移動渦電流測試探頭裝置30相對于所監測的繩索1的恰當定位。上述可移動渦電流測試探頭裝置30包括至少一個渦電流測試探頭。

圖9圖示了在繩索中具有缺陷的根據本發明的一個實施例的所檢測的電磁信號的示例。在圖9中,圖示了根據本發明的一個實施例的沿著繩索的縱向方向的電磁信號的變化的示例,其歸因于電磁信號變化而允許檢測繩索中的缺陷。在圖9所示的示例中,利用可移動渦電流測試探頭裝置30來監測缺陷的移動繩索1。在該測試裝置中,通過被放置在移動繩索1附近的上述可移動渦電流測試探頭裝置30的渦電流測試探頭來生成交變磁場,上述交變磁場在上述移動繩索1中產生渦電流。因此,通過上述渦電流在上述移動繩索1中生成二次磁場,該二次磁場通過上述可移動渦電流測試探頭裝置30的上述渦電流測試探頭檢測到,以作為電磁信號40,即,作為渦電流檢測數據40。

在所檢測到的電磁信號40中,可以將移動繩索1中的測試開始標記(即,鋁帶)檢測為指示測試的開始和結束的峰值41、42。此外,在所檢測到的電磁信號40中,可以檢測到指示上述缺陷移動繩索1的中間部分中的缺陷的異常峰值43-45。根據所檢測的電磁信號40,可以通過根據本發明的可移動渦電流測試探頭裝置的在線監測單元來檢測和分析指示峰值43-45的缺陷。

圖10圖示了根據本發明的一個實施例的用于提升設備的繩索的狀態監測的方法。在根據本發明的一個實施例的用于狀態監測的方法中,被放置在所監測的繩索1附近的至少一個渦電流測試探頭首先向上述所監測的繩索1生成51交變磁場。上述交變磁場在上述繩索1中產生渦電流,而上述渦電流又在上述所監測的繩索1中生成二次磁場。

此后,上述至少一個渦電流測試探頭檢測52在上述所監測的繩索1中的上述二次磁場,以作為渦電流檢測數據。在檢測之后,狀態監測裝置的分析器單元分析53所檢測的渦電流檢測數據。

在進行插入51、檢測52和分析53的步驟之后,分析器單元可以或可以不繼續54另一次測量并且重復步驟51-53??梢灾甘痉治銎鲉卧蚩梢宰詣踊赃M行多次測量。在上述多次測量中,分析器單元可以通過改變例如上述所生成的交變磁場的信號形式、信號振幅、和/或信號頻率來改變所生成的交變磁場信號。

在通過重復步驟51-53進行足夠的測量之后,狀態監測裝置的分析器單元向上述狀態監測裝置的在線監測單元提供55個一個或多個參數,以用于確定缺陷的類型和提升繩索1的狀態。在接收到用于確定缺陷的類型和提升繩索1的狀態的一個或多個參數之后,上述在線監測單元執行56狀態監測動作。

當涉及導電性時,在本申請中,其是指電性導電性。

應理解,上文描述和附圖僅旨在教導發明人已知的制造和使用本發明的最佳方式。對于本領域技術人員顯而易見的是,本發明構思可以以各種方式實施。因此,在不脫離本發明的情況下,可以如本領域技術人員根據上文教導所認識的來修改或改變本發明的上文所描述的實施例。因此,應理解,本發明及其實施例不限于上文所描述的示例,而是可以在權利要求及其等同物的范圍內變化。

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