电梯钢丝绳破断预警系统及预警方法技术方案

本发明专利技术涉及钢丝绳测试技术领域，公开了一种电梯钢丝绳破断预警系统，包括声发射传感器单元、断丝识别单元，所述声发射传感器单元至少设置在一台电梯上，至少两个声发射传感器分别设置在对应电梯的曳引轮、导向轮、与承重梁、与轿厢、与对重相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线中的多个位置中的最少两个位置上，所述声发射传感器将接收到的断丝声发射信号发送至断丝识别单元，所述断丝识别单元根据断丝声发射信号中的声发射能量计数、声发射幅度、持续时间判断实际断丝数和断丝位置。本发明专利技术还公开了对应的预警方法。本发明专利技术根据钢丝断丝声发射特征，确定断丝数量及各断丝位置，全天候监测钢丝绳的断丝现象，提高电梯的安全性。

【技术实现步骤摘要】
电梯钢丝绳破断预警系统及预警方法
本专利技术涉及钢丝绳测试
，尤其涉及一种电梯钢丝绳破断预警系统及预警方法。
技术介绍
随着电梯数量的增加，电梯故障发生的频率也越来越高。在电梯故障中，钢丝绳故障占据了较大的比重。影响钢丝绳寿命的因数：拉力、弯曲、曳引轮槽形和材质、腐蚀等。电梯的钢丝绳是保障电梯运行安全性的重要结构，其服役期间损伤状态与电梯运行安全性密切相关，电梯钢丝绳的损伤状态监测对于避免因钢丝绳破断引起电梯坠毁，保障人们的生命安全意义重大。在钢丝绳无损检测方面的技术主要有两种，分别是：局部缺陷检测法和金属截面积损失检测法。在钢丝绳无损检测的过程中，剩磁、导磁材料和人工因素会对检测结果产生的一定的影响。现有的断丝的监测方法存在耗时耗力、效果差、操作条件高等缺点，还难以满足钢丝绳断丝的在线监测要求，更无法满足相应预警提示。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种电梯钢丝绳破断预警系统及预警方法，根据钢丝断丝声发射特征，确定断丝数量及各断丝位置，全天候监测钢丝绳的断丝现象，提高电梯的安全性。电梯的曳引钢丝绳一般采用圆形股状结构，主要由钢丝、绳股和绳芯组成。在电梯工作过程中，钢丝绳受拉力、弯曲变形、曳引轮槽形和材质的腐蚀等因素的影响，产生失效，失效表现为绳股中的钢丝断裂。而由于钢丝绳的特性，其断裂声发射信号符合一定的规则，另外，由于声发射传感器接收声发射信号时，在30m以内的距离，信号衰减不明显，因此，可以将30m作为声发射传感器的有效监测距离，在此距离内测量声发射信号，实现对钢丝绳的实时监测。本专利技术采取的技术方案是：一种电梯钢丝绳破断预警系统，其特征是，包括声发射传感器单元、断丝识别单元，所述声发射传感器单元至少设置在一台电梯上，包括每台电梯上设置的至少两个声发射传感器，至少两个声发射传感器分别设置在对应电梯的曳引轮、导向轮、与承重梁相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与轿厢相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与对重相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线中的多个位置中的最少两个位置上，所述声发射传感器将接收到的断丝声发射信号发送至断丝识别单元，所述断丝识别单元根据断丝声发射信号中的声发射能量计数、声发射幅度、持续时间判断实际断丝数和断丝位置。进一步，所述声发射传感器包括供电模块、无线传输模块、前置放大器模块、数据采集模块，所述供电模块连接至电梯电源，所述无线传输模块与断丝识别单元无线通信连接。进一步，所述电梯钢丝绳破断预警系统还包括预警单元，所述预警单元连接至断丝识别单元，所述预警单元根据断丝量或者钢丝绳安全系数达到预警值时，进行报警。进一步，所述电梯的钢丝绳的垂直高度≤30米，所述声发射传感器安装在电梯曳引轮、导向轮上，所述声发射传感器的数量为2至3个。进一步，所述电梯的钢丝绳的垂直高度>30米，所述声发射传感器中的最少一个安装在导向轮、与轿厢相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与对重相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线三者中的一个移动位置上，所述声发射传感器的数量为3至7个。一种电梯钢丝绳破断预警的方法，其特征是，包括如下步骤：（1）断丝识别单元接收声发射传感器的声发射信号，选择信号上升时间为10-8至10-4s、声发射幅度的值在100dB以上的声发射信号作为判断声发射信号；（2）将判断声发射信号中的声发射能量计数、声发射幅度、持续时间参数与断丝判定条件进行比对，如果符合条件，则判定为断丝；（3）根据断丝判定条件判断断丝数量；（4）多个判断声发射信号到达多个声发射传感器的时间差，确定各断丝位置。进一步，所述断丝判定条件为：（a)当声发射的累计能量出现一次阶跃式上升或者声发射能量时程曲线出现一个异常点时，表示发生一根断丝；或者(b)当声发射幅度在110dB-140dB之间且持续时间小于10ms时，表示钢丝绳发生一根断丝。进一步，还包括如下步骤：（5）如果单根钢丝绳的断丝数量大于7%，控制所述预警单元报警。进一步，还包括如下步骤：（6）根据钢丝绳的断丝数量确定钢丝绳的残余承载力，计算钢丝绳的剩余安全系数，如果钢丝绳的剩余安全系数小于预定安全系数，控制所述预警单元报警。进一步，所述断丝量取根据断丝判定条件（a）或者根据断丝判定条件（b）确定值中的大值。本专利技术的有益效果是：（1）使用声发射传感器采集的断丝声发射信号，进行钢丝绳的断丝判断，实现对整个电梯的钢丝绳的监控；（2）可以实全天候监测，避免检测的时间盲区；（3）将安全系数与断丝量结合预警，提高安全等级；（4）结构小，安装简单，不影响电梯的结构和使用维护。附图说明附图1是电梯结构示意图；附图2是本专利技术的预警系统结构示意图；附图3是第一种示例的曳引系统构造图；附图4是第二种示例的曳引系统构造图；附图5是第三种示例的曳引系统构造图；附图6是第四种示例的曳引系统构造图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术电梯钢丝绳破断预警系统及预警方法的具体实施方式作详细说明。参见附图1，电梯的曳引系统主要由曳引机1、曳引钢丝绳2、曳引轮3、导向轮4、轿厢5、对重6等组成。曳引机1是电梯轿厢5升降的主拖动机械，曳引轮3上嵌挂钢丝绳2，钢丝绳2两端分别与轿5厢和对重6装置连接。导向轮4安装在曳引机架上或承重梁上，分开轿厢5和对重6的间距，采用复绕型时还可增加曳引能力。钢丝绳2承载着轿厢5、对重6、额定载重等重量总和。参见附图2,电梯钢丝绳破断预警系统包括声发射传感器单元、断丝识别单元和预警单元，声发射传感器单元可同时处理多台电梯的声发射信号，每台电梯上设置至少两个声发射传感器，当电梯钢丝绳的垂直高度大于30米时，电梯工作时，钢丝绳上的任何一个位置的30米距离内，至少存在两个声发射传感器，声发射传感器将接收到的断丝声发射信号发送至断丝识别单元，断丝识别单元根据断丝声发射信号中的声发射能量计数、声发射幅度、持续时间判断实际断丝数和断丝位置。预警单元连接至断丝识别单元，预警单元根据断丝量或者钢丝绳安全系数达到预警值时，进行报警。声发射传感器包括供电模块、无线传输模块、前置放大器模块和数据采集模块，供电模块连接至电梯电源，无线传输模块与断丝识别单元无线通信连接。断丝识别单元包括数据接收器和现场服务器，数据接收器接收声发射传感器的无线信号，再送给现场服务器进行处理，输出对应电梯的钢丝绳断丝位置、断丝量等数据，并可通过人机交互实现监控。声发射传感器分别设置在对应电梯的曳引轮、导向轮、与承重梁相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与轿厢相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与对重相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线中的多个位置中的最少两个位置上。下面举列说明不同构造电梯的声发射传感器的设置方式。参见附图3,钢丝绳的倍率为1，曳引机1通过曳引轮和一个导向轮4实现电梯的运作。当电梯钢丝绳的垂直高度大于3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电梯钢丝绳破断预警系统，其特征在于：包括声发射传感器单元、断丝识别单元，所述声发射传感器单元至少设置在一台电梯上，包括每台电梯上设置的至少两个声发射传感器，至少两个声发射传感器分别设置在对应电梯的曳引轮、导向轮、与承重梁相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与轿厢相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与对重相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线中的多个位置中的最少两个位置上，所述声发射传感器将接收到的断丝声发射信号发送至断丝识别单元，所述断丝识别单元根据断丝声发射信号中的声发射能量计数、声发射幅度、持续时间判断实际断丝数和断丝位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种电梯钢丝绳破断预警系统，其特征在于：包括声发射传感器单元、断丝识别单元，所述声发射传感器单元至少设置在一台电梯上，包括每台电梯上设置的至少两个声发射传感器，至少两个声发射传感器分别设置在对应电梯的曳引轮、导向轮、与承重梁相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与轿厢相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与对重相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线中的多个位置中的最少两个位置上，所述声发射传感器将接收到的断丝声发射信号发送至断丝识别单元，所述断丝识别单元根据断丝声发射信号中的声发射能量计数、声发射幅度、持续时间判断实际断丝数和断丝位置。


2.根据权利要求1所述的电梯钢丝绳破断预警系统，其特征在于：所述声发射传感器包括供电模块、声发射传感元件、无线传输模块、前置放大器模块和数据采集模块，所述供电模块连接至电梯电源，所述无线传输模块与断丝识别单元无线通信连接。


3.根据权利要求1所述的电梯钢丝绳破断预警系统，其特征在于：所述电梯钢丝绳破断预警系统还包括预警单元，所述预警单元连接至断丝识别单元，所述预警单元根据断丝量或者钢丝绳安全系数达到预警值时，进行报警。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的电梯钢丝绳破断预警系统，其特征在于：所述电梯的钢丝绳的垂直高度≤30米，所述声发射传感器安装在电梯曳引轮、导向轮上，所述声发射传感器的数量为2至3个。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的电梯钢丝绳破断预警系统，其特征在于：所述电梯的钢丝绳的垂直高度>30米，所述声发射传感器中的最少一个安装在导向轮、与轿厢相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线、与对重相连的钢丝绳绳头附近的钢绞线三者中的一个移动位置上，所述声发射传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪建伟，于芳，
申请(专利权)人：倪建伟，于芳，
类型：发明
国别省市：江苏;32