股绳中的磁通量泄漏误差探测制造技术

一种组件（500）包括卷绕设备（520）或扭绞设备（510）和探测器（530），卷绕设备（520）或扭绞设备（510）适于卷绕或扭绞包括可磁化丝的股绳（110、518）。探测器（530）安装在设备（510、520）上或连接到设备。探测器（530）包括：a）允许通过股绳（110）的磁体（102），b）用于测量由通过股绳（110）导致的磁通量的变化（220、330、440）的探测器（122、124），c）用于采样磁通量的变化（220、330、440）的采样器，d）用于将这些变化（220、330、440）从时域变换成频域的模块，e）用于根据频域的值（224、334、444）的结果决定是否停止设备的工作的决策模块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】股绳中的磁通量泄漏误差探测
本专利技术涉及一种由用于包括钢丝的股绳的卷绕或扭绞设备和探测器构成的组件。本专利技术还涉及一种用于在扭绞或卷绕包括钢丝的股绳期间探测诸如钢丝断裂或钢丝焊点的事件的方法。
技术介绍
钢丝绳的无损测试或检查在本领域中是已知的。老的英国专利GB306,232已经公开钢丝绳或可磁化材料的其它物品的电磁测试。受到测试的钢丝绳形成磁通量路径的一部分。钢丝绳的质量的变化导致可以指示钢丝绳内部的钢丝断裂的磁通量变化。用于钢丝绳的磁通量探测技术一直在改进和完善。例如，US-A-4,096,437和US-A-5,565,771公开在电磁钢丝绳测试中使用霍尔效应传感器以及改进的电路和算法。所有这些技术的共同之处在于它们应用于较粗的钢缆，即，具有超过5到10mm的直径的钢缆，使得存在可磁化材料的最小量。这些技术的另一共同特征在于在制造钢缆之后应用它们。例如，一些磁通量泄漏探测器安装在升降机绳上的升降机中以便在服务期间监测可能的钢丝断裂以便防止钢缆的完全故障。换句话说，这些探测技术在钢缆的使用寿命期间检查钢缆的磨损的状态以便预测它的寿命。迄今为止，将磁通量探测的技术应用于适合于增强聚合物或橡胶的股绳的尝试由于若干原因而失败。用于增强聚合物或橡胶的股绳典型地包括二到一百三十三甚至更多之间的钢丝、例如二到二十七之间的钢丝。钢丝直径典型地在0.03mm到0.60mm、例如0.10mm到0.40mm之间的范围内。系统的目的是探测股绳的内部的单丝的断裂，这意味着系统必须能够识别可磁化材料的小质量变化的“事件”。因此，触发警报的阈值也必须保持小。然而缺点在于触发大量的假警报。如果有人想在股绳的制造期间应用磁通量探测，则假警报的问题变得更严重。实际上，用于制造股绳的设备具有在探测器附近的大量可磁化材料，并且该材料的部分在制造期间正在移动或旋转，由此影响探测器中的磁通量的大小。另一问题在于股绳在制造期间和之后立刻经受振动。这些振动导致磁通量的波动或者由传感器或探测器拾取，因此干扰信号。在卷绕设备或扭绞设备中使用磁致动器也可能大大影响探测器中的磁通量并且导致增加数量的非期望假警报。这样的磁致动器的例子是磁制动器或继电器。
技术实现思路
本专利技术的目的是避免或至少减小现有技术的缺点。本专利技术的另一目的是在股绳的制造或卷绕期间减小乃至避免磁通量泄漏探测的假警报的数量。根据本专利技术的第一方面，提供一种由卷绕或扭绞设备和探测器构成的组件。所述卷绕或扭绞设备适于卷绕或扭绞包括一个或多个可磁化丝的一个或多个股绳。所述探测器安装在所述设备上或者连接到所述设备。所述探测器包括：a）磁体，用于允许通过所述一个或多个股绳，b）传感器，用于测量由所述通过一个或多个股绳导致的磁通量的变化，c）采样器，用于采样所述磁通量的变化，d）模块，用于例如通过将快速傅里叶变换应用于这些变化将这些变化从时域变换成频域，e）决策模块，用于根据频域的值、例如快速傅里叶变换的值的结果决定是否停止所述设备的工作。所述股绳的重量典型地在0.5g/m到50g/m、例如0.5g/m到35g/m的范围内。在本专利技术的背景下，术语“磁体”表示具有磁北极和南极的任何装置。磁体可以是永磁体或电磁体。在本专利技术的背景下，术语“传感器”表示感应线圈架或半导体传感器。半导体传感器的例子是霍尔探头。通过例如借助于快速傅里叶变换变换成频域，不再在时域中而是在频域中分析磁通量的变化。已证明频域能更好地区分需要探测的事件、例如丝断裂、打结或焊点和不需要探测的事件例如振动、磁致动器的影响、相邻可磁化机器部件的影响等。因此，极大地减少假警报的触发。在本专利技术的优选实施例中，探测器可以学习应该被探测的“事件”和不应该被探测的“事件”。例如，在探测系统的调谐或校准期间，在钢丝存在焊点的钢股绳或具有一个或多个断钢丝的钢股绳被引导通过探测器时。由这些事件生成的典型频率和幅值存储在系统中。随后，在系统的标准使用期间，每当由系统看到类似的频率和幅值的模式时停止扭绞装置和/或卷绕装置。优选地，探测器也具有将阈值应用到变化的事件探测器模块。该事件探测器模块具有的优点是仅仅在变化超过某个阈值的情况下，开始频率变换算法的计算。因此通常，即在不超过任何阈值的情况下，不需要执行计算。最优选地，该阈值是动态的并且不是预定和固定值。例如，该阈值是正常（“正常”：在没有应避免的事件的情况下）噪声值的数倍。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于在扭绞或卷绕包括可磁化丝的股绳期间探测诸如可磁化丝断裂或可磁化丝焊点的事件的方法。所述方法包括以下步骤：a）在扭绞所述股绳之后或在卷绕所述股绳之前，使所述股绳通过磁体，b）测量由所述通过股绳导致的磁通量的变化，c）采样所述磁通量的变化，d）例如通过将快速傅里叶变换应用于这些变化将这些变化从时域变换成频域，e）根据频域的值决定是否停止扭绞或卷绕。如上所述，只有当超过某个阈值时才启动步骤d）和e）。优选地，在步骤e）中变化的频率与对应于应避免的事件的一组参考频率和/或幅值比较。附图说明图1解释用于钢股绳的故障的磁通量探测的工作原理；图2a是丝断裂的时域曲线；图2b是丝断裂的频率曲线；图3a是振动的时域曲线；图3b是振动的频率曲线；图4a是磁制动器耦合的时域曲线；图4b是磁制动器耦合的频率曲线；图5a是丝打结的时域曲线；图5b是丝打结的频域曲线；图6a是股绳焊点的时域曲线；图6b是股绳焊点的频域曲线；图7a是扭结的时域曲线；图7b是扭结的频域曲线；图8是一方面的扭绞设备和卷绕设备和另一方面的探测器的组件的示意图。具体实施方式本专利技术适用于探测包括一个或多个可磁化丝的股绳的故障。术语可磁化丝表示由可磁化材料、即具有大于1的相对磁导率μr的材料制造的丝。铁磁材料的例子是铁、低碳钢、高碳钢、高碳合金钢。纯铁的相对磁导率μr在150到5000之间变化，并且0.90重量百分比的碳钢在50到100之间变化。典型的低碳钢组分具有在0.04wt%到0.20wt%之间的范围的碳含量。完整组分可以如下：0.06wt%的碳含量，0.166wt%的硅含量，0.042wt%的铬含量，0.173wt%的铜含量，0.382wt%的锰含量，0.013wt%的钼含量，0.006wt%的氮含量，0.077wt%的镍含量，0.007wt%的磷含量，0.013wt%的硫含量。典型的高碳钢组分具有0.65wt%的最小碳含量，从0.40wt%到0.70wt%的范围的锰含量，从0.15wt%到0.30wt%的范围的硅含量，0.03wt%的最大硫含量，0.30wt%的最大磷含量。仅仅有微量的铜、镍和/或铬。在高碳合金钢组分中，以下元素可以加入组分：铬（%Cr）：在量上范围从0.10%到1.0%，例如从0.10到0.50%；镍（%Ni）：在量上范围从0.05%到2.0%，例如从0.10%到0.60%；钴（%Co）：在量上范围从0.05%到3.0%，例如从0.10%到0.60%；钒（%V）：在量上范围从0.05%到1.0%，例如从0.05%到0.30%；钼（%Mo）：在量上范围从0.05%到0.60%，例如从0.10%到0.30%；铜（%Cu）：在量上范围从0.10%到0.40%，例如从0.15%到0.30%；硼（%B）：在量上范围从0.001%到0.010本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由卷绕或扭绞设备和探测器构成的组件，所述卷绕或扭绞设备能够卷绕或扭绞包括一个或多个可磁化丝的一个或多个股绳，所述探测器安装在所述卷绕或扭绞设备上或者连接到所述卷绕或扭绞设备，所述探测器包括：a）磁体，用于允许通过所述一个或多个股绳，b）传感器，用于测量由通过的所述一个或多个股绳产生的磁通量的变化，c）采样器，用于对所述磁通量的变化进行采样，d）模块，用于将所述变化从时域变换成频域，e）决策模块，用于根据频域的值的结果决定是否停止所述卷绕或扭绞设备的工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.18 EP 11177973.21.一种由卷绕或扭绞设备和探测器构成的组件，所述卷绕或扭绞设备能够卷绕或扭绞包括一个或多个可磁化丝的一个或多个股绳，所述股绳的重量在0.5g/m到50g/m的范围内，所述探测器安装在所述卷绕或扭绞设备上或者连接到所述卷绕或扭绞设备，所述探测器包括：a)磁体，用于允许通过所述一个或多个股绳，b)传感器，用于测量由所通过的所述一个或多个股绳产生的磁通量的变化，c)采样器，用于对所述磁通量的变化进行采样，d)模块，用于将所述变化从时域变换成频域，e)决策模块，用于根据频域的值的结果决定是否停止所述卷绕或扭绞设备的工作。2.根据权利要求1所述的组件，其中所述探测器还包括将阈值应用于所述变化的事件探测器。3.根据权利要求2所述的组件，其中所述阈值是可变阈值。4.根据权利要求1所述的组件，其中所述决...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·范登比斯切，K·赖内尔特，
申请(专利权)人：贝卡尔特公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE