[发明专利]监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法

说明书

本发明公开了一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，包括磁路模块和检测模块；磁路模块由激励磁源、中间磁轭臂、磁轭梁和磁轭侧臂组成，磁轭侧臂分布在中间磁轭臂的两侧，磁轭梁固定连接中间磁轭臂和磁轭侧臂，激励磁源设置于中间磁轭臂上；检测模块由磁通量检测线圈、磁敏传感器、位移传感器和信号处理器组成，磁通量检测线圈获取磁通量信号，磁敏传感器检测漏磁信号，位移传感器采集位置信号，信号处理器接收信号并分析处理，从而实现对电梯曳引钢带不同类型缺陷的同时检测并精确定位，同时提高电磁耦合效率和检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及电梯曳引钢带状态监测领域，特别涉及一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法。

背景技术

曳引钢带是电梯曳引系统中的重要部件，因为曳引钢带需要承载轿厢、人员和对重的全部重量，并通过与曳引轮之间的摩擦力驱动轿厢升降；然而在电梯的升降过程中，曳引钢带除了正常磨损外还时常发生强度损失的问题，比如外部冲击、疲劳损伤、断股等，严重影响电梯正常运行。因此为了确保电梯曳引钢带始终处于安全可靠状态，需要采用合适的无损检测方法对曳引钢带进行状态监测与安全性能评价，从而保障电梯的运行安全。

现有的曳引钢带与传统钢丝绳相比，结构发生了很大变化，由圆柱形无包覆层的钢丝绳演变成扁平型的由聚氨酯层包覆的多股钢芯的曳引钢带，因为结构的不同，导致之前的无损检测仪器很难直接应用。因此需要针对现有的曳引钢带开发新的无损检测仪器，实现对曳引钢带的状态监测。

目前对于现有的曳引钢带状态监测方法有电阻检测法，高频电压检测法和电磁检测法。电阻检验法，利用直流电压激励获取曳引钢带钢芯首末相连的电阻值变化情况，由此判断电梯曳引钢带断股情况，但是该方法不仅受环境温度影响大，而且不能判别老化、疲劳损伤等未断股的缺陷。高频电压检测法，通过发射电路模块分别向各股钢丝绳发送预设频率的高频电压，接受电路模块接受各股钢丝绳的输出电压，将接受到的功率值与初始值进行比较，判断复合曳引钢带的磨损程度，但是该方法不能准确定位曳引钢带的缺陷位置，而且检测精度低，容易发生漏检的情况。电磁检测法，利用曳引钢带缺陷处引起的标准磁源的磁场扰动，然后通过传感器获取磁场强度，并对波形信号进行差分，放大，滤波处理，从而实现电梯曳引钢带的损伤检测，但是该方法基准磁场源采用空气耦合，磁化效果不理想，电磁耦合效率低，而且仍然无法实现不同类型的电梯曳引钢带缺陷的同时检测和缺陷处精确定位的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，从而实现对电梯曳引钢带的不同类型缺陷的同时检测并精确定位，同时提高电磁耦合效率和检测灵敏度。

一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，包括磁路模块和检测模块；磁路模块由激励磁源、中间磁轭臂、磁轭梁和磁轭侧臂组成，磁轭侧臂分布在中间磁轭臂的两侧，磁轭梁固定连接中间磁轭臂和磁轭侧臂，激励磁源设置于中间磁轭臂上；检测模块由磁通量检测线圈、磁敏传感器、位移传感器和信号处理器组成，磁通量检测线圈获取磁通量信号，磁敏传感器检测漏磁信号，位移传感器采集位置信号，信号处理器接收信号并分析处理，从而实现对曳引钢带缺陷的监测和定位。

进一步，磁路模块为E型拓扑结构，磁路模块的磁轭梁为长方体，磁轭梁横向水平放置并且平行与曳引钢带，磁路模块的磁轭侧臂为长方体，磁轭侧臂的一端竖向水平固定于磁轭梁上，磁轭侧臂的另一端与曳引钢带平行且保持间隙，磁路模块的中间磁轭臂为长方体且固定于磁轭梁上，中间磁轭臂与左右两边的磁轭侧臂平行且保持等距离的间隙，磁路模块的中间磁轭臂、磁轭梁和磁轭侧臂均采用具有高磁导率和高磁感应强度特性的材料。

磁路模块采用的E型拓扑结构，磁路模块的磁轭梁，中间磁轭臂和磁轭侧臂采用高磁导率材料耦合作为磁路系统的磁轭，磁化效果理想，电磁耦合效率高，磁路模块的中间磁轭臂集成有激励磁源，从而使整个磁路系统实现体积小、质量轻和安装方便的优点。

激励磁源产生的磁场通过E型拓扑结构的磁路模块进行聚磁和引导，扰动的灵敏度效果明显，提高了检测灵敏度。