电梯缆绳健康监测的制作方法
【专利说明】电梯缆绳健康监测
[0001]发明背景
[0002]本文公开的主题涉及例如电梯系统中使用的带或绳索。更具体地说，本公开涉及用于电梯悬停和/或驱动的带或绳索的故障检测(例如腐蚀、疲劳、磨损等)。
[0003]电梯系统利用绳索或带来沿电梯井推进电梯轿厢，所述绳索或带可操作地连接到电梯轿厢，并且在也被称为滑轮的一个或多个带轮上传送。带涂层的钢带尤其包括至少部分位于护套材料内的多根线材。所述多根线材经常被布置成一根或多根绞绳(strand)，并且绞绳随后被布置成一根或多根缆绳。在示例性带构造中，多根缆绳通常在纵向方向上等距布置在护套内。
[0004]在正常电梯操作期间，带涂层的钢带和绳索由于其服务时间内的疲劳、磨损和腐蚀而遭受各种故障，这会逐步导致灾难性的后果。需要有一个在线健康监测系统来以较低的成本发现早期预警结构性损害。普遍的铁磁绳索的实时健康监测技术是基于磁通泄漏(MFL)的检查，所述检查可提供对小绳索损坏的适当检测，但是对电梯行业来说，所述系统复杂、笨重并且昂贵。基于电阻的检查(RBI)成本较低，并且是用于钢绳加固带检查的常用方法。然而，所述方法缺乏对早期预警的敏感性以及检测绳索和带的所有常见故障模式的能力。对于在电测和机械嘈杂环境中的连续在线检查，所述方法也是较不可靠的。非常需要连续监测电梯来以较低成本早期预警钢丝绳索或钢带损坏的方法。
[0005]发明简述
[0006]根据本发明的一个方面，一种带或绳索的故障检测的方法包括将故障检测单元连接到带或绳索的至少一部分，所述部分包括被布置成多根绞绳和/或缆绳的多根线材。带或绳索的至少那部分经受交流电压，并且通过故障检测单元来测量带或绳索的那部分的复(实和虚)电阻抗。至少使用带或绳索的那部分的测得电阻抗来确定所述带或绳索的故障状态。
[0007]根据本发明的这个方面或其它方面，所述方法包括:将测得的电阻抗曲线与基线电阻抗曲线进行比较，以及通过比较来确定带或绳索的故障状态。
[0008]根据本发明的这个方面或其它方面，所述方法包括:从测得的电阻抗中提取电阻抗的分量，并从测得的电阻抗的所述分量中确定带或绳索的故障状态。
[0009]根据本发明的这个方面或其它方面，电阻抗的所述分量包括:电感、电容和/或电阻。
[0010]根据本发明的这个方面或其它方面，故障状态包括线材断裂、磨损和/或局部扭曲。
[0011]根据本发明的这个方面或其它方面，所述方法包括在一定频率范围内测量电阻抗。
[0012]根据本发明的这个方面或其它方面，带或绳索的那部分是带或绳索的至少一根缆绳。
[0013]根据本发明的这个方面或其它方面，大体上周期性地测量电阻抗。
[0014]根据本发明的另一方面，一种电梯系统包括电梯轿厢、一个或多个滑轮以及带或绳索，所述带或绳索具有被布置成多根绞绳和/或缆绳以支撑和/或驱动电梯轿厢的多根线材。故障检测单元可操作地连接到带或绳索，以测量带或绳索的至少一部分的电阻抗。
[0015]根据本发明的这个方面或另一方面，故障检测单元测量带或绳索的一根或多根缆绳的电阻抗。
[0016]根据本发明的这个方面或另一方面，故障检测单元被配置为桥接电路格式的LCR
计量器。
[0017]根据本发明的这个方面或另一方面，所述电梯系统还包括可操作地连接到带或绳索的交流电压源。
[0018]根据本发明的这个方面或另一方面，所述带或绳索是带涂层的带或绳索。
[0019]附图简述
[0020]图1A是具有1:1挂绳布置(roping arrangement)的示例性电梯系统的示意图；
[0021]图1B是具有不同挂绳布置的另一个示例性电梯系统的示意图；
[0022]图1C是具有悬臂布置的另一个示例性电梯系统的示意图；
[0023]图2是电梯带的横截面图；
[0024]图3是缆绳或绳索的横截面图；
[0025]图4是电梯带故障检测单元的示意图；以及
[0026]图5是测得的电阻抗曲线的示意曲线图。
[0027]详细描述参考附图通过实例来解释本发明以及优点和特征。
[0028]发明详述
[0029]图1A、图1B和图1C示出示例性牵引电梯系统10的示意图。本文中未予论述对于本发明的理解来说不需要的电梯系统10的特征(如导轨、安全设施)。电梯系统10包括电梯轿厢12，所述电梯轿厢12利用一根或多根带16可操作地悬停在电梯井14内。一根或多根带16与一个或多个滑轮18相互作用，以被传送到电梯系统10的各个部件的周围。一根或多根带16也可被连接到配重22，所述配重22用于帮助平衡电梯系统10，并减少在操作期间位于牵引带轮的两侧上的带张力的差异。应当了解，虽然本文的实施方案被描述为应用于带涂层的钢带，应当了解，本文的公开内容可类似地应用于带涂层或不带涂层的钢绳索。
[0030]滑轮18各自具有直径20，所述直径20可与电梯系统10中的其它滑轮18的直径相同或不同。滑轮18中至少一个可为驱动滑轮。驱动滑轮由机器50驱动。由机器50驱动的驱动滑轮的移动驱动、移动和/或推动(通过牵引)在驱动滑轮的周围传送的一根或多根带16。
[0031]滑轮18中的至少一个可为换向器、导向器或空转滑轮。换向器、导向器或空转带轮不由机器50驱动，但会帮助将一根或多根带16引导到电梯系统10的各种部件的周围。另外，滑轮18中的一个或多个(如换向器、导向器或空转滑轮)可具有凸形形状或沿其旋转轴的冠部，以便协助保持一根或多根带16沿着滑轮18居中或处在所需的位置。
[0032]在一些实施方案中，电梯系统10可使用两根或更多根带16来悬停和/或驱动电梯轿厢12。另外，电梯系统10可具有各种配置，使得一根或多根带16的两侧啮合一个或多个滑轮18 (如图1A、图1B或图1C中的示例性电梯系统中所示)或一根或多根带16的仅仅一侧啮合一个或多个滑轮18。
[0033]图1A提供1:1挂绳布置，其中一根或多根带16端接在轿厢12和配重22处。图1B和图1C提供不同的挂绳布置。具体地说，图1B和图1C示出:轿厢12和/或配重22可具有在其上啮合一根或多根带16的一个或多个滑轮18，并且一根或多根带16可端接在其它位置，通常端接在电梯井14(如用于无机房电梯系统)内或机房(用于利用机房的电梯系统)内的结构处。在布置中使用的滑轮18的数目决定具体挂绳比(例如，图1B和图1C中示出的2: I的挂绳比或不同的比率)。图1C也提供悬臂式电梯。本发明可用在不同于图1A、图1B和图1C中示出的示例性类型的电梯系统上。
[0034]图2提供带构造或设计的示意图。每根带16由护套26中的多根线材28 (例如缠绕成图3示出的一根或多根绞绳30和/或缆绳24)构造。如图2中所见，带16具有大于I的纵横比(即，带宽度大于带厚度)。带16被构造成在通过一个或多个滑轮18时具有足够的柔性，以便提供低弯曲应力、满足带的寿命要求并且具有平稳操作；同时也足够坚固以便能够满足用于悬停和/或驱动电梯轿厢12的强度要求。护套26可为任何合适的材料，包括单一材料、多种材料、使用相同或不同材料的两个或更多个层、和/或薄膜。在一种布置中，护套26可为使用例如挤出或模制轮工艺来被应用于缆绳24的聚合物，如弹性体。在另一布置中，护套26可为啮合和/