用于沿着设置有识别标签的电缆检测扭转的监测方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于监测电缆的扭转的方法，所述方法包括以下步骤：设置一种电缆，所述电缆具有外表面并且沿着纵向方向延伸，所述电缆设置有至少一个识别标签，所述识别标签优选为射频识别标签的，所述识别标签布置在位于横向于纵向方向获得的横截平面中的标签角位置，所述至少一个标签存储标签识别码并且能够发射标签电磁信号；探询至少一个识别标签以接收标签电磁信号，以及检测标签电磁信号，其中检测标签电磁信号的步骤包括读取标签识别码和确定至少一个识别标签的标签角位置的步骤。在另一个方面中，本发明专利技术涉及一种用于电缆的扭转监测系统，所述电缆包括至少一个识别标签。优选地，电缆设置有多个识别标签，多个识别标签中的每个标签均布置在相应的标签角位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检测电缆的机械扭转的监测方法和系统。
技术介绍
用于重型应用并且尤其用于移动设备(诸如移动港口起重机、船转岸集中箱起重机、卸船机、展延器、采矿和采掘装备、以及风车和风力发电厂)的电缆特别设计成耐受严酷的环境条件和诸如张力和转矩的高机械应力。在本说明书中，当提及用于重型应用以及特别但非排外地用于移动设备的电缆时，我们通常指的是重型电缆。在德国专利申请No. 3934718中提供了一种重型电缆的示例，在所述专利申请中描述了一种用于矿场中的联合采煤机的铠装拖曳电缆。WO 01/78086公开了一种电缆，所述电缆尤其用于应用在诸如起重机或贮物架系统的拾取系统中。所述电缆包括具有第一导体的线芯，所述第一导体完全被承受应力的第一基体所包围并且嵌入在所述第一基体中。至少另一个层围绕承受应力的第一基体布置， 并且具有在所述另一个层中的至少另一个导体，所述另一个导体完全被承受应力的第二基体所包围并且嵌入在所述第二基体内。据称，电缆中的承受应力的基体允许在整个电缆中分布应力，并且因此显著减小了螺旋前进(corkscrew)效应。US 6，247，359描述了一种设备，所述设备用于识别是否需要更换合成纤维绳索， 所述合成纤维绳索由放置在一起并且由承重芳族聚酸胺纤维束制成的绞合线的至少两个同心层构成，所述设备包括在绳索的外部表面上可见的指示装置，所述指示装置用于检测并且从视觉上指示绳索围绕其纵向轴线的旋转位置。本申请人已经发现，根据沿着电缆长度的彩色线条或者标记的视觉检测来评估电缆扭转的传统方法常常不可靠，因为这些传统方法严重依赖电缆外表面的状态，例如这些传统方法受到污垢或划痕的影响。而且，这些方法通常无法提供关于施加到电缆上的扭转的定量数据。非接触式转矩传感器广泛应用于测量交通工具的轴或动力传动系统部件中在运转期间的应力。US 2007/0241890描述了一种设备，所述设备用于测量至少一个物理特性，例如， 交通工具的轴或动力传统系统部件的转矩。射频(RF)标签与轴相连，以便有助于与射频读取器通讯。射频标签能够存储动力传动系统部件的诸如转矩的物理特性。射频读取器包括用于发送调制的射频通信的发射器，所述射频通信向射频标签以及相关的传感器提供电力并且触发响应的通信信号，所述响应的通信信号表示检测到的转矩。频率标签读取器毗邻动力传动系统部件定位，并且可操作地读取由射频标签所发射的信号。在快速循环中，射频标签可以连续地被射频调制器/读取器触发和读取，以便有助于连续地监测待检测对象。嵌入在电缆中的射频识别(“RFID”)元件能够帮助定位和识别电缆。射频识别元件或应答器能够将关于电缆的信息(例如，识别号、部署时间、生产批次)提供给远程射频识别读取器，而不需要直接接触或操作电缆。这在诸如当电缆埋入地下、悬挂空中、或者安装在电缆槽中的情况中尤其有用。US 2007/0120684公开了一种电缆识别系统，所述电缆识别系统与内置在电缆中的射频识别一起使用，电缆中包括射频识别标签，每个所述射频识别标签均具有响应器，所述响应器包括在无物理接触的情况下可操作的无线电发射机/接收机以及存储装置，所述系统包括外部信息存储设备，所述存储设备存储关于存储在存储装置中的识别数据的全部信息，所述存储装置包含在包括在内置射频识别的电缆中的所有射频识别标签中。公开了一种天线，所述天线用于射频识别读取器，所述射频识别读取器具有一对半圆筒形构件。据称，通过使用这种类型的天线，虽然不能检测每个射频识别标签的准确定位，但是来自天线的包含在射频识别标签中的信息能够被有效检测到，不管标签在电缆中的位置。US 2008/0204235公开了一种光缆，所述光缆包括多个射频识别应答器和延伸电缆长度的绝缘带条，所述射频识别应答器沿着带条的长度周期性布置，其中，所述射频识别应答器报告信息，所述信息能够帮助定位和识别电缆。每个射频识别元件均具有唯一的编码，从而提供了为那个电缆所特有的制造参数的记录。对于电缆的增量长度 ，唯一的编码可以是特有的。在一些应用中，诸如在重型应用中，在卷绕阶段和退绕阶段期间，将电缆转移到装备卷筒以及对所述电缆进行强制引导都可能产生非期望的扭转，所述扭转能够沿着电缆长度变化。尽管通常建议在操作和安装移动装备中的电缆中需要注意，诸如将电缆从初始卷筒直接转移到电缆卷筒，同时避免方向变化或初始卷绕方向的反转，但是工作条件可能会引起所述电缆产生相对较大并且突然的扭矩。另外，诸如导向装置、滑轮系统和补及系统的用于电缆活动的其它系统可能会涉及电缆在操作期间发生扭转，尤其在应用需要高速操作和/或在电缆配线(payout)中的多次电缆转向时。本申请人已经解决了在使用中的电缆中检测存在地扭转的问题，并且解决了可靠测量电缆的实际部署的问题，这能够在电缆的整个使用寿命中加以实施。
技术实现思路
由于在正常运转期间所施加的机械应力，重型电缆的一般使用寿命通常相对较短，并且根据应用，能够从几个月到几年不等。本申请人已经发现，有利的是提供一种监测系统，所述监测系统允许在电缆运转期间控制所述电缆中(尤其是重型电缆中)的扭转。通过了解电缆扭转状态的时间演变，能够按照时间表并且方便地实施电缆的有效定期维护。特别地，本申请人已经意识到有利的是，通过对应于移动装备的预计电缆将经受显著扭转应力的地方的部件放置监测系统而在原位置监测电缆的实际使用。在尤其重型的多种应用中，电缆的一个端部固定到移动装备(如用于吊起集装箱或货物的起重机或者矿场装备)的卷筒中，电缆的相对的端部固定到电力供应单元，用于向电缆供应电力和/或传输数据和控制信号。电力供应单元通常位于固定位置，而移动装备穿过货物或物资的选定活动区域。本申请人已经意识到，特别有利的是记录至少一个纵向电缆部分的电缆扭转的时间变化，即，电缆部分沿着其长度的扭转状态的变化，所述扭转可能会通过疲劳损坏所述电缆并且缩短电缆的使用寿命。特别地，通过向电缆提供至少一个通过读取装置能够检测的识别标签，能够测量标签的角位置的变化，并且因此推断出电缆的局部旋转状态，所述标签径向地布置在可检测的角位置中。由此，如果电缆在其端部中的至少一个端部处是固定的或不动的，那么则能够推断出电缆是否沿着电缆长度在某一位置处经受扭转(因而转矩)。 在本说明书以及所附的权利要求中，“扭转”指的是当电缆的一个端部沿着一个方向旋转(扭曲)并且相对的端部被固定(或不动)或者沿着相反的方向扭曲时所产生应力和变形状态。在电缆长度的第一纵向部分扭曲并且第二纵向部分被固定或沿着相反的方向扭曲时也可以产生扭转。在一方面中，本专利技术涉及一种用于监测电缆扭转的方法，所述方法包括以下步骤 提供一种具有外表面并沿着纵向方向延伸的电缆，所述电缆设置有至少一个识别标签，所述识别标签布置在位于横向于纵向方向获得的横截平面中的角位置，所述至少一个标签存储标签识别码并且能够发射标签电磁信号；探询至少一个识别标签，以接收标签电磁信号； 以及检测标签电磁信号，其中检测标签电磁信号的步骤包括以下步骤读取标签识别码和确定至少一个识别标签的标签角位置。在另一个方面中，本专利技术涉及一种用于电缆的扭转监测系统，所述扭转监测系统包括具有外表面并沿着纵向方向延伸的电缆，所述电缆设置有至少一个识别标签，所述识别标签布置在位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：D·萨尔基，B·克尼普费尔，G·考勒塔，AG·卡尔，C·克姆尼茨，R·盖斯帕里，T·基特尔，R·埃瓦尔德，
申请(专利权)人：普睿司曼股份公司，
类型：发明
国别省市：