EP4194386A1 - Sensorsystem für eine aufzugsanlage - Google Patents

Sensorsystem für eine aufzugsanlage Download PDF

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Publication number
EP4194386A1
EP4194386A1 EP21213149.4A EP21213149A EP4194386A1 EP 4194386 A1 EP4194386 A1 EP 4194386A1 EP 21213149 A EP21213149 A EP 21213149A EP 4194386 A1 EP4194386 A1 EP 4194386A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor system
unit
calibration
measuring tape
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21213149.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Rohr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elgo Batscale AG
Original Assignee
Elgo Batscale AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elgo Batscale AG filed Critical Elgo Batscale AG
Priority to EP21213149.4A priority Critical patent/EP4194386A1/de
Priority to CN202211571966.1A priority patent/CN116238980A/zh
Publication of EP4194386A1 publication Critical patent/EP4194386A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • B66B1/3492—Position or motion detectors or driving means for the detector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/02—Cages, i.e. cars
    • B66B11/0226—Constructional features, e.g. walls assembly, decorative panels, comfort equipment, thermal or sound insulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B17/00—Hoistway equipment

Definitions

  • the present invention relates to a sensor system for detecting the position of a car of an elevator installation that can be moved along an elevator shaft, an elevator installation with a sensor system according to the invention, and a calibration method for a sensor system according to the invention.
  • Devices for determining the position of a car in an elevator installation are generally known from the prior art.
  • the known devices use a measuring tape laid along the elevator shaft with a position code that can be read out by a sensor unit that is arranged on the elevator car and can be moved together with the elevator car.
  • the position coding of the measuring tape can include permanently magnetized or temporarily magnetized areas, which can be read out or scanned by the associated sensor unit using appropriate sensors such as one or more Hall sensors.
  • the EP 3 736 540 A1 for example a sensor system for detecting the position of an elevator car that can be moved along an elevator shaft.
  • This includes a measuring tape made of a ferromagnetic material, magnetic field generating means for temporarily magnetizing the measuring tape in sections, and a sensor unit for detecting changes in a temporary magnetic field that is generated.
  • the sensor unit together with the magnetic field generating means, is arranged on the elevator car opposite the stationary measuring tape.
  • the magnetic field generating means generate a temporary magnetic field, which also penetrates sections of the opposite measuring tape and there leads to the formation of a magnetic flux, which is influenced by the position coding and can be scanned by the sensor unit.
  • a current position of the car can be read from the measuring tape without contact.
  • Such sensor units for an elevator system which are designed to interact with a corresponding measuring tape, usually include at least one, preferably several Hall sensors for detecting a magnetic field or corresponding magnetic field lines formed at a measuring tape longitudinal position.
  • the Hall sensors convert a detected magnetic field into an output-side analog signal, which can then be converted into a position signal for a controller connected to the sensor unit via analog comparators in the sensor unit.
  • the known sensor systems have increased requirements with regard to their signal quality and signal evaluation, which results in particular in a lower reading tolerance and thus increased requirements with regard to a precise relative arrangement of the interacting components of the sensor system, in particular the measuring tape and the associated sensor unit.
  • the components used in the sensor system must also have a low tolerance, which further increases the costs of the known sensor systems due to the upstream necessary testing and adjustment processes.
  • the present invention is therefore based on the object of addressing and at least partially eliminating the disadvantages known from the prior art.
  • the present invention relates to a sensor system for detecting the position of an elevator car that can be moved along an elevator shaft, comprising a measuring tape that can be arranged vertically in the elevator shaft and extends in a longitudinal direction when installed, with a position coding formed by a material change and a position coding in the sensor unit that can be arranged on the elevator car in the assembled state, which is designed to detect a magnetic field that is influenced or caused by the position coding, in particular a stray magnetic field, on the input side, and to generate at least one analog signal from this on the output side, with the sensor system having a converter unit for converting the at least one analog signal into a digital signal and a calibration unit, the calibration unit being designed in such a way that the digital signal can be changed by a static calibration and/or a dynamic calibration.
  • the measuring tape includes a position code that is formed in particular by a change in the material included in the measuring tape.
  • the material change can be a permanent magnetization in the form of north and south poles, which preferably varies in the longitudinal direction and which represent a position code, and which is introduced into a measuring tape base body.
  • the position coding is created or effected by means of introduced permanent magnetization depending on a respective introduced pole at the respective longitudinal position of the measuring tape, a respective magnetic field.
  • the change in material comprises a plurality of recesses made in a measuring tape base body made of ferromagnetic material, in particular steel. These preferably vary in the longitudinal direction of the measuring tape and form a predefined position coding that is known per se.
  • the sensor unit preferably comprises magnetic field generation means for section-wise and temporary magnetization of the measuring tape, such that a magnetic flux is formed in the measuring tape, preferably along a measuring tape transverse direction.
  • the magnetic flux or the magnetic field that forms in each case is influenced by the material change or the position coding in the measuring tape and leads to the formation of a magnetic stray field that runs outside the measuring tape and can be detected by the sensor unit interacting with it, in particular without contact.
  • the sensor unit then converts the magnetic field present at the input of the sensor unit, in particular the magnetic stray field, into an analog signal that can be tapped at the output of the sensor unit.
  • the analog signal preferably maps a respective course of a detected magnetic field, in particular the magnetic stray field.
  • the sensor system has a converter unit for converting the analog signal into a digital signal includes.
  • the digital signal is formed by a multiplicity of discrete individual values which map the time profile of the analog signal by discrete individual values.
  • the converter unit is preferably designed as an ADC converter in order to form the converter unit using a generally tested and therefore reliable standard component.
  • the calibration unit according to the invention now advantageously makes it possible for the sampled digital signal to be changeable and thus optimized and/or corrected by a static calibration and/or by a dynamic calibration.
  • a static calibration is understood to mean a method in which the digital signal is compared with a reference signal of a reference system.
  • a static calibration value for example, is then determined from the difference between the digital signal and the reference signal.
  • This static calibration value is in particular an equivalent value for a positive or negative zero offset.
  • the calibration value is implemented by an amplification value for a linear, in particular proportional, adjustment of the digital value.
  • the static calibration is preferably carried out only once, in particular during the commissioning of an elevator installation and/or requires manual activation by a service person. More preferably, the sensor unit is not in active contact with the measuring tape when performing the static calibration.
  • a dynamic calibration is understood to mean a method in which individual discrete values of the digital signal are compared with one another in order to derive a to determine the dynamic offset value.
  • This dynamic offset value is preferably an equivalent value for a positive or negative zero offset and/or an amplification value for a linear, in particular proportional, adjustment of the digital signal.
  • the dynamic calibration preferably takes place several times as part of regular operation of an elevator installation.
  • the sensor unit is more preferably in operative contact with the measuring tape when the dynamic calibration is being carried out, so that all the components of the sensor system are also taken into account.
  • No reference system is preferably required for the dynamic calibration. Rather, there is an evaluation and/or processing of measured values, in particular of individual values of the digital signal, based on adjacent and/or past individual values of the digital signal.
  • the calibration unit is designed in such a way that the static calibration includes determining a static offset value and/or determining a static gain value. Due to the static calibration, production-related tolerances of the sensor system can be recorded in order to then compensate the digital signal accordingly and deviations between the generated digital signal and the reference system can first be recognized and then also compensated.
  • the signal quality can advantageously be improved and the sensor system can be made more robust with regard to tolerances of the installed components and/or to negative influences, such as in particular a temperature drift.
  • a temperature drift is understood to mean, in particular, an unwanted change over time in the physical behavior of the built-in components or structural elements due to the effect of temperature.
  • the static offset value is understood to be an equal value or an offset of the digital signal, which results in a positive or negative zero point shift of the digital signal.
  • An asymmetry in the magnetic field that can be formed, caused in particular by the magnetic field generating means, can thus advantageously be compensated for.
  • this then leads to the sensor system being able to be configured to be more robust with respect to displacement of the measuring tape from the central reference position.
  • Influences that have a negative effect on the signal quality can arise in particular from an unevenly formed magnetic field, in particular in the preferred embodiment of the magnetic field generating means from two permanent magnets which have different magnetization, and/or a sloping, in particular angled relative arrangement of the sensor unit to the measuring tape, which can also have an effect through the formation of an asymmetrical magnetic field, and/or through aging-related wear of a guide rail, which is provided for a defined positioning and/or alignment of the measuring tape relative to the sensor unit, with the wear being particularly noticeable through lateral digging in of the Measuring tapes expressed in the guide rail.
  • a static gain value is understood to be an amplification, in particular an amplification factor, which is applied to the discrete individual values of the digital signal.
  • the static gain value results in an amount-dependent adjustment of the discrete individual values of the digital signal in order to compensate for negative influences.
  • the sensor system thus becomes more robust in relation to a guide of the measuring tape that is subject to play and/or in relation to vibrations that occur during the driving operation of the elevator car and/or against negative influences of aging processes or temperature drifts of the installed components.
  • deviations in the positioning of the components of the sensor system i.e. variations with regard to the relative arrangement of the components of the sensor system, are also detected in order to be able to design a sensor system individually, i.e. with regard to the tolerance-prone properties of the installed components and a realized (real) positioning or relative To compensate for the arrangement of the installed components.
  • Production-related tolerances of the components and/or parts installed in the sensor system, in particular formed by different physical or electrical properties, and deviations from a reference position of the components can thus advantageously be compensated in order to realize improved measured value acquisition with regard to the signal quality.
  • the static calibration is carried out by the sensor system at a time when the sensor unit is not in operative contact with the measuring tape.
  • the static calibration is thus preferably carried out as part of assembly and/or commissioning work on the sensor system at a time when the sensor system has already been installed on the elevator car, but is not yet in effective contact with the measuring tape.
  • the measuring tape is either not yet laid in the elevator shaft or is arranged in the elevator shaft in an area in which the magnetic field generating means does not magnetize the measuring tape.
  • the calibration unit is designed such that the dynamic offset correction includes the determination of a dynamic offset value from a previously recorded and stored measurement series and/or measurement history of past, in particular old, discrete individual values of the digital signal.
  • the individual values of the series of measurements preferably depict the time profile of the stray magnetic field as a function of position. More preferably, the series of measurements includes individual values that depict the course over time when the car is moved, in particular in sections.
  • the different areas preferably extend directly adjacent to one another on the measuring tape in the longitudinal direction. More preferably, two adjacent areas can also overlap in sections, in order to form a common transition section in relation to the measuring tape. In a transitional section, the recorded individual values of the digital signal can thus be contained in the measurement series of a first area and in the measurement series of a second area.
  • the discrete individual values generated are preferably stored in a series of measurements, with these individual values then being processed for carrying out the dynamic offset correction.
  • certain individual values are preferably selected, in particular initially the minimum and maximum values of the measurement series are determined, which are then processed mathematically in such a way that the dynamic offset value can be determined from them.
  • Corresponding mathematical processing can include averaging, in particular a sliding averaging.
  • the dynamic calibration is only carried out when the measuring tape is in operative contact with the sensor unit. Furthermore, the dynamic calibration is preferably carried out several times in order to avoid negative To compensate for influences on the digital signal, which arise in particular due to aging. Furthermore, provision is preferably made for the dynamic calibration to be based on a digital signal which was generated from the measuring tape during the movement of the car.
  • a series of measurements formed from discrete individual values of the digital signal can thus consist of individual values of the digital signal that were all realized from different longitudinal positions of the measuring tape.
  • a determination of the minimum and maximum values of the digital signal by region can result in an averaging for the determination of the dynamic offset value.
  • the dynamic compensation thus makes it possible to preferably compensate for the negative influence of a measuring tape that is possibly laid at a slight angle in the elevator shaft and/or that varies slightly over the entire length with regard to a correct vertical alignment, for example due to a building settlement behavior.
  • the negative influence of the measuring tape digging into a guide rail which is in particular made of a plastic material and is designed for aligning the measuring tape relative to the sensor unit, can also be reduced.
  • the calibration unit is designed in such a way that the series of measurements comprises 10, preferably 100, more preferably 1000 individual values of the digital signals.
  • the series of measurements is also preferably based on values that were generated during the driving operation of the car. In other words, when the individual values are generated, there is preferably a relative movement between the measuring tape and the sensor unit.
  • the calibration unit is designed in such a way that the dynamic offset correction can be carried out cyclically at static or fixed, in particular specified, or, in particular, specified, variable time intervals.
  • aging processes that negatively affect the sensor system can be detected and compensated for accordingly.
  • the maintenance intervals of the elevator installation can thus also advantageously be increased, since the negative influence on the sensor system caused by wear can be detected and compensated for.
  • the calibration unit is designed in such a way that the current vertical position of the elevator car in the elevator shaft is taken into account during the dynamic offset correction, ie when determining the dynamic offset value.
  • the dynamic offset correction is position-dependent in order to detect a change in the digital signal at this specific longitudinal position over the operating time for a specific longitudinal position of the car in the elevator shaft by processing measured values from a measurement history stored for this position.
  • the calibration unit is designed in such a way that the dynamic offset correction with respect to the longitudinal direction of the elevator shaft is determined and/or calculated in areas, with a first area in the longitudinal direction immediately adjacent to at least a second Area is formed or wherein a first area and a second region that is directly adjacent with respect to the longitudinal direction overlaps in sections.
  • the extent and/or length of the individual predefined areas in the longitudinal direction is selected depending on the magnitude of a possible negative influence. If a first angle, in particular a deviation and/or difference angle, between the longitudinal direction of the measuring tape and the vertical axis of a first sensor system is smaller than a second angle, in particular a deviation and/or difference angle, between the measuring tape and the vertical axis of a second sensor system, this means that the Areas in the first sensor system are chosen to be longer than in the second sensor system. This also leads to an advantageous optimization of the sensor system in order to make it more robust with respect to interference.
  • the calibration unit is designed in such a way that the dynamic offset value for each area of the at least two areas is determined by a separate sliding mean value formation of the corresponding digital signals.
  • a simple implementation of the dynamic offset correction can thus advantageously be achieved, since the dynamic offset value can be determined simply for the individual areas by means of the sliding averaging.
  • the sensor system comprises an output unit which is designed in such a way that a maintenance signal, in particular for influencing a maintenance interval, can be generated as a result of the dynamic calibration, in particular as a result of the detection that the dynamic equivalent value has exceeded or fallen below a threshold value.
  • the sensor system advantageously includes communication means in order to transmit the maintenance signal to a control center or a monitoring service.
  • the maintenance costs can thus advantageously be reduced and the operating times of the elevator installation can be increased, since maintenance can be carried out at an optimal point in time, in particular with a delay.
  • a development of the sensor system includes a sensor unit with at least one Hall element for detecting the magnetic field.
  • the Hall element By using the Hall element to detect the magnetic field, one can advantageously resort to a comprehensively tested and inexpensive sensor unit for determining the magnetic field. This advantageously leads to low material costs and reliable operation of the sensor system.
  • the measuring tape is made of a ferromagnetic material, in particular steel, and/or that the magnetic field generating means comprise permanent magnet means or electromagnet means for magnetizing the measuring tape.
  • the measuring tape can be made of steel at low manufacturing costs.
  • steel has a high tensile strength, which is why the use of long steel strips in high buildings with correspondingly long elevator shafts is unproblematic due to the robustness of the steel strip. This means that there is no immediate risk of the measuring tape tearing, even if the steel tape is subject to mechanical stress.
  • steel has low elongation properties, which has a positive effect on signal detection, in particular on signal quality.
  • an elevator system which comprises an elevator car that can be moved between at least two floors in an elevator shaft and a sensor system according to the invention in a state mounted on the elevator car.
  • the measuring tape extends vertically along the elevator shaft and the sensor unit is arranged on the car in such a way that the sensor unit can interact with the measuring tape for position detection.
  • a calibration method for a sensor system for position detection along a elevator shaft movable car of an elevator installation, wherein the sensor system has a measuring tape that can be arranged vertically of the elevator shaft and, in a mounted state, extends along a longitudinal direction, with a position coding formed by a change in material, and a sensor unit that can be arranged in the mounted state on the car for interaction with the position coding .
  • the calibration method comprises the following method steps: First, magnetic fields influenced or caused by the position coding are detected by the sensor unit and at least one analog signal based thereon is generated. According to the invention, it is now provided that the at least one analog signal is converted into a digital signal by a converter unit. Furthermore, the digital signal is then changed according to the invention by a calibration unit according to the invention in order to carry out a static and/or a dynamic calibration.
  • the present invention advantageously significantly improves or optimizes the robustness or tolerance of the sensor system with respect to disruptive influences and at the same time enables effective position detection of the car in the elevator shaft.
  • features disclosed according to the device should also apply and be claimable as disclosed according to the method. Likewise, features disclosed according to the method should also apply and be claimable as disclosed according to the device.
  • an elevator system 100 with a sensor system 1 according to the invention is shown schematically, which is designed according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • the elevator installation 100 shown has an in an elevator shaft 102 movable car 101 for transporting people and/or goods between different floors 103a, 103b, 103c, 103d.
  • the sensor system 1 comprises a sensor unit 4 fixed to the car 101 and a measuring tape 2 firmly positioned in the elevator shaft 102 in order to read out the current vertical position of the car 101 in the elevator shaft 102 from a position coding 3 formed in the measuring tape 2 .
  • the measuring tape 2 fixed in the elevator shaft 102 extends in a longitudinal direction L along the vertical elevator shaft 102 and is fixed at a first end to a lower elevator shaft floor and at a second end to an upper elevator shaft ceiling. Each floor 103a-d can thus be assigned a specific longitudinal position on the measuring tape 2.
  • the measuring tape 2 is preferably made of a ferromagnetic material, in particular steel, and includes a front side 13 that is aligned with the elevator car 101 and has a transverse extension that is formed transversely to the longitudinal direction L.
  • the position coding 3 arranged in the measuring tape 2 is formed by a change in material.
  • the sensor unit 4 includes magnetic field generating means 6, which are formed by a first electromagnet 61 and a second electromagnet 62 in the present exemplary embodiment.
  • the magnetic field generating means 6 can comprise appropriately arranged permanent magnets, in particular bar magnets.
  • the sensor unit 4 is arranged on the elevator car 101 in such a way that the measuring tape 2 is essentially in the middle of the first electromagnet 61 and the second electromagnet 62 is arranged.
  • the first electromagnet 61 and the second electromagnet 62 lead to a partial and temporary magnetization of the measuring tape 2 in the respective area of the measuring tape that is arranged or runs between the magnets 61, 62, with a magnetic stray field depending on the position coding 3 outside of the Measuring tape 2 can be generated, which can be detected by the sensor unit 4 and converted into an analog signal 10 .
  • the polarity of the opposing magnetic field generating means 6 is preferably opposite in this case. For example, a north pole and a south pole face each other in the transverse direction of the measuring tape.
  • the sensor system 1 includes an output unit 8 which is set up to generate a maintenance signal in order to influence a maintenance interval of the elevator installation 100 .
  • the output unit 8 comprises communication means 12 which, in the present exemplary embodiment, are designed to form a wireless communication link with a central maintenance unit, which is not shown in the figure.
  • the sensor unit 4 is designed to detect a magnetic field forming on the measuring tape 2 and in particular a magnetic stray field, and from this it generates an analog signal 10 which can be tapped at a signal output of the sensor unit 4 and whose progression depicts the time progression of the magnetic stray field.
  • the sensor unit 4 preferably comprises at least one sensor element 9, in particular a Hall element, in which case a Hall voltage can be generated from the detected magnetic field, in particular the detected magnetic stray field, which can be tapped as an analog signal 10 on the output side of the Hall element 9.
  • the sensor unit 4 includes a converter unit 5 which is connected to the sensor element 9 and is designed to convert the analog signal 10, in particular the Hall voltage, into a digital signal 11.
  • the converter unit 5 is in the form of an analog/digital converter, preferably with a 12-bit resolution.
  • the ADC converter maps the time profile of the analog signal 10 using a multiplicity of individual values which can be generated by periodically sampling the analog signal 10 .
  • the sensor unit 4 includes a calibration unit 7 which is set up and/or designed such that the generated digital signal 11 can be changed by a static calibration and/or a dynamic calibration.
  • the static calibration includes the determination of a static offset value and/or a static gain value and thus advantageously enables a compensation of manufacturing-related and/or component-related tolerances of the sensor system 1. These tolerances are determined in particular by the used and/or built-in components and/or or parts of the sensor system 1 and by deviation from a reference positioning of the components and/or parts of the sensor system 1, which result, for example, in a non-ideally central arrangement of the measuring tape 2 in relation to the sensor unit 4.
  • the dynamic calibration includes the determination of a dynamic offset value, which is generated from a series of measurements of previously recorded and stored individual values of the digital signal 11 .
  • the sensor system 1 shown also includes a reporting unit 8 which has wireless communication means 12 .
  • the Reporting unit 8 is set up so that as a result of the dynamic calibration, i.e. as a result of the determinable dynamic offset value exceeding or falling below a threshold value, a maintenance signal can be generated, which can be transmitted to a central maintenance unit by means of communication means 12.
  • FIG. 3 The top view of a front side 13 of a measuring tape 2 known from the prior art is shown above, which can be temporarily magnetized between the first electromagnet 61 and the second electromagnet 62 over the entire transverse extent in the respective area between the magnets 61, 62. Also shown is the position coding 3 formed in the measuring tape 2, which is formed by a large number of, for example, rectangular cutouts formed in the measuring tape 2, through which the magnetic flux that can be formed transversely to the longitudinal direction L can be interrupted, which is why it is necessary to form the magnetic stray field at the cutouts comes.
  • the time course of the analog signal 10 that can be detected from the measuring tape 2 is shown, which can be detected by the sensor unit 4 when the measuring tape 2 is traversed at a constant speed.
  • the schematic signal curve which is labeled U Sense on the Y-axis, shows that the analog signal 10 has an approximately sinusoidal curve when the car 101 moves at a constant speed over the respective gaps in the position coding 3, with the peak values of the analog signal 10 are arranged exactly in the middle of the material recesses formed in the longitudinal direction L.
  • the analog signal 10 is converted by the converter unit 5 into a digital signal 11, which consists of a large number of composed of discrete individual values.
  • the sequence of the individual values that can be generated from the analog signal 10 and form the digital signal 11 is shown in the diagram below, the Y-axis of which is labeled Val ADC .
  • the value of the discrete individual values maps the signal profile of the digital signal 11 over time, with the voltage range of the analog signal 10 already having been adapted to the 12-bit range of the ADC converter.
  • the bottom signal curve depicts the signal curve of the compensated digital signal 11, which can be generated by the calibration unit 7 according to the invention.
  • the digital signal 11 is changed by a static calibration in such a way that there is a zero point shift with respect to the Y axis.
  • An asymmetry in the magnetic field generated between the first electromagnet 61 and the second electromagnet 62 can thus advantageously be corrected, which is why an improved signal quality for the digital signal 11 can be achieved.
  • the Figure 4a and 4b show a test result of the achievable signal quality for a sensor system 1 without calibration (cf. Figure 4a ) and with calibration (cf. Figure 4b ).
  • the measuring tape 2 was moved at a speed of 0.02m/sec, with a stepwise variation in the relative arrangement between the measuring tape 2 and the sensor unit 4 being examined.
  • the distance a between the front side 13 of the measuring tape 2 and the sensor unit 4 or a sensor element 9 of the sensor unit is shown on the Y-axis (cf. figure 5 ), where the distance a was increased in 0.2mm increments from 0 to 4mm as part of the tests.
  • the measuring tape 2 was shifted in 0.2mm steps, starting from the centric reference position by +/-1.4mm.
  • the measured value that can be generated ie the digital signal 11 before compensation or after compensation, was then compared with a reference system, with assignment into three quality groups depending on the deviation between the measured value that can be generated and the reference system.
  • the highest quality group is identified in the table by a "1" with hatching increasing from left to right and a "1" with hatching decreasing from left to right and indicates that the measured value that can be generated either has a particularly small deviation (for the increasing shading) or a slight deviation (for the decreasing shading) to the reference system and can therefore be fully processed further.
  • the values marked by a "1" with increasing hatching form a first sub-area of the highest quality group in which there is a particularly small deviation from the reference system and the values marked by a "1" with decreasing hatching , a second Sub-area of the highest quality group in which there is still a slight deviation from the reference system.
  • a second quality group is marked with a "0", whereby these values deviate significantly from the reference system, but can be further processed to a limited extent.
  • a third quality group is marked with a "-", whereby these values deviate so much from the reference system that further processing of the measured values and thus position detection in the sensor system is not possible.
  • the signal quality is significantly better with an activated calibration here, since the highest quality group can also be achieved in the edge areas.
  • the highest quality group marked with a "1" can be used instead of as in Figure 4a shown schematically pyramid-shaped now band-shaped design, with the by a "1" with increasing shading marked sub-area can be enlarged significantly, especially in the edge areas. For example, with a displacement of +1.2mm up to a distance a of 3.0mm, a particularly small deviation can be achieved within the highest quality group (cf. "1" with increasing hatching), with the highest quality group also for values up to to 4.4mm is realizable, which compared to the Figure 4a represents an improvement.
  • the elevator system 100 can therefore also be operated longer in real operation in the event of a wear or aging-related displacement of the measuring tape 2 from an ideal vertical position or an ideal relative position to the sensor unit 4, since the lateral displacement of the measuring tape 2 from the ideal reference position is significantly less or much later has a negative effect on the generation of the output signal.
  • the operating times of an elevator system 100 can thus be increased and the maintenance costs reduced.
  • the figure 5 shows a cross-sectional view of the measuring tape 2 and the sensor unit 4, wherein the orientation of the distance a and the orientation of the distance b of the measuring tape 2 is shown starting from an ideal central reference position. In the case of the central reference position, the middle of the measuring tape 2 is arranged opposite the middle of the sensor element 9 .

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  • Indicating And Signalling Devices For Elevators (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorsystem (1) für die Positionserfassung eines entlang eines Aufzugsschachts (102) verfahrbaren Fahrkorbs (101) einer Aufzugsanlage (100), umfassend ein vertikal des Aufzugsschachts (102) anordenbares, sich in einem montierten Zustand entlang einer Längsrichtung (L) erstreckendes Messband (2) mit einer durch eine Materialveränderung ausgebildeten Positionskodierung (3) und eine am Fahrkorb (101) anordenbare Sensoreinheit (4), die zum eingangsseitigen Erfassen von durch die Positionskodierung (3) beeinflussten oder bewirkten Magnetfeldern, insbesondere eines magnetischen Streufeldes, und zum daraus ausgangsseitig Erzeugen wenigstens eines Analogsignals (10) ausgebildet ist, wobei das Sensorsystem (1) eine Wandlereinheit (5) zum Umwandeln des wenigstens einen Analogsignals (10) in ein Digitalsignal (11) und eine Kalibrierungseinheit (7) umfasst, wobei die Kalibrierungseinheit (7) zur Veränderung des Digitalsignals (11) mittels einer statischen und/oder dynamischen Kalibrierung ausgebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorsystem für die Positionserfassung eines entlang eines Aufzugsschachts verfahrbaren Fahrkorbs einer Aufzugsanlage, eine Aufzugsanlage mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem sowie ein Kalibrierungsverfahren für ein erfindungsgemäßes Sensorsystem.
  • Vorrichtungen zur Positionsbestimmung eines Fahrkorbs einer Aufzugsanlage sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Die bekannten Vorrichtungen nutzen für die Positionsbestimmung des Fahrkorbs ein längs des Aufzugsschachts verlegtes Messband mit einer Positionskodierung, die sich durch eine am Fahrkorb angeordnete und zusammen mit dem Fahrkorb verfahrbare Sensoreinheit auslesen lässt. Die Positionskodierung des Messbands kann dabei permanentmagnetisierte oder temporär magnetisierte Bereiche umfassen, welche von der zugeordneten Sensoreinheit durch entsprechende Sensorik wie beispielsweise einen oder mehrere Hall-Sensoren auslesbar bzw. abtastbar ist.
  • In diesem Zusammenhang offenbart die EP 3 736 540 A1 beispielsweise ein Sensorsystem für die Positionserfassung eines entlang eines Fahrschachts verfahrbaren Fahrkorbs einer Aufzugsanlage. Dieses umfasst ein Messband aus einem ferromagnetischen Material, Magnetfelderzeugungsmittel zur abschnittsweisen, temporären Magnetisierung des Messbands, sowie eine Sensoreinheit zum Erfassen von Veränderungen eines erzeugten temporären Magnetfelds. Die Sensoreinheit ist zusammen mit den Magnetfelderzeugungsmitteln am Fahrkorb gegenüberliegend zum stationären Messband angeordnet. Die Magnetfelderzeugungsmittel erzeugen ein temporäres Magnetfeld, das auch das gegenüberliegende Messband abschnittsweise durchsetzt und dort zum Ausbilden eines magnetischen Flusses führt, welcher durch die Positionskodierung beeinflusst wird und durch die Sensoreinheit abtastbar ist. Hierbei kann eine aktuelle Position des Fahrkorbs aus dem Messband kontaktlos ausgelesen werden.
  • Derartige Sensoreinheiten für eine Aufzugsanlage, welche zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden Messband ausgebildet sind, umfassen üblicherweise wenigstens einen, bevorzugt mehrere Hall-Sensoren zur Erfassung eines jeweils an einer Messbandlängsposition ausgebildeten Magnetfelds bzw. entsprechenden Magnetfeldlinien. Die Hall-Sensoren wandeln dabei ein erfasstes magnetisches Feld in ein ausgangsseitiges Analogsignal um, welches dann über analoge Komparatoren der Sensoreinheit in ein Positionssignal für eine mit der Sensoreinheit verbundene Steuerung wandelbar ist.
  • Die bekannten Sensorsysteme weisen hinsichtlich ihrer Signalqualität und Signalauswertung jedoch erhöhte Anforderungen auf, wodurch sich insbesondere eine geringere Ablesetoleranz und somit erhöhte Anforderungen hinsichtlich einer präzisen Relativanordnung der zusammenwirkenden Bauteile des Sensorsystems, insbesondere des Messbands und des zugehörigen Sensoreinheit ergeben. Ferner müssen dabei auch die im Sensorsystem eingesetzten Komponenten eine geringe Toleranz aufweisen, was die Kosten der bekannten Sensorsysteme durch vorgelagerte notwendige Prüf- und Anpassungsprozesse weiter erhöht.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu adressieren und wenigstens teilweise auszuräumen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Sensorsystem zur Positionserfassung bereitzustellen, welches insbesondere eine optimierte Signalerzeugung zur Positionserfassung ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch das Sensorsystem nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die vorliegende Erfindung adressiert zudem weitere Probleme bzw. stellt die Lösung zu weiteren Aufgaben dar, wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht.
  • In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Sensorsystem für die Positionserfassung eines entlang eines Aufzugsschachts verfahrbaren Fahrkorbs einer Aufzugsanlage, umfassend ein vertikal des Aufzugsschachts anordenbares, sich in einem montierten Zustand entlang einer Längsrichtung erstreckendes Messband mit einer durch eine Materialveränderung ausgebildeten Positionskodierung und eine in dem montierten Zustand am Fahrkorb anordenbare Sensoreinheit, die zum eingangsseitigen Erfassen eines durch die Positionskodierung beeinflussten oder bewirkten Magnetfeldes, insbesondere eines magnetischen Streufeldes, und zum daraus ausgangsseitig Erzeugen wenigstens eines Analogsignals ausgebildet ist, wobei das Sensorsystem eine Wandlereinheit zum Umwandeln des wenigstens einen Analogsignals in ein Digitalsignal und eine Kalibrierungseinheit umfasst, wobei die Kalibrierungseinheit so ausgebildet ist, dass das Digitalsignal durch eine statische Kalibrierung und/oder eine dynamische Kalibrierung veränderbar ist.
  • Das Messband umfasst eine Positionskodierung, die insbesondere durch eine vom Messband umfasste Materialveränderung ausgebildet ist. Die Materialveränderung kann hierbei eine in einen Messbandgrundkörper eingebrachte vorzugsweise in Längsrichtung variierende Permanentmagnetisierung in Form von Nord- und Südpolen sein, welche eine Positionskodierung abbilden. Hierbei erzeugt bzw. bewirkt die Positionskodierung mittels eingebrachter Permanentmagnetisierung abhängig von einem jeweils eingebrachten Pol an der jeweiligen Messbandlängsposition ein jeweiliges Magnetfeld.
  • Alternativ hierzu und besonders bevorzugt umfasst die Materialveränderung eine Mehrzahl von in einem Messbandgrundkörper aus ferromagnetischem Material, insbesondere Stahl, eingebrachte Ausnehmungen. Diese variieren vorzugsweise in Messbandlängsrichtung und bilden eine vordefinierte und an sich bekannte Positionskodierung ab. Die Sensoreinheit umfasst hierbei vorzugsweise Magnetfelderzeugungsmittel zur abschnittsweisen und temporären Magnetisierung des Messbands, derart, dass im Messband vorzugsweise entlang einer Messbandquerrichtung ein magnetischer Fluss ausgebildet wird. Der magnetische Fluss bzw. das sich jeweils ausbildende Magnetfeld wird durch die Materialveränderung bzw. die Positionskodierung im Messband beeinflusst und führt zum Ausbilden eines magnetischen Streufeldes, das außerhalb des Messbands verläuft und durch die damit zusammenwirkende Sensoreinheit, insbesondere berührungslos, erfassbar ist.
  • Die Sensoreinheit wandelt dann das am Eingang der Sensoreinheit anliegende magnetische Feld, insbesondere das magnetische Streufeld, in ein am Ausgang der Sensoreinheit abgreifbares Analogsignal um. Bevorzugt bildet das Analogsignal einen jeweiligen Verlauf eines erfassten magnetischen Feldes, insbesondere des magnetischen Streufelds, ab. Durch das Auswerten des Analogsignals lässt sich somit die Positionskodierung auslesen und insbesondere eine absolute Positionsbestimmung des Fahrkorbs innerhalb des Aufzugsschachts realisieren.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Sensorsystem eine Wandlereinheit zum Umwandeln des Analogsignals in ein Digitalsignal umfasst. Das Digitalsignal wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch eine Vielzahl von diskreten Einzelwerten ausgebildet, die den zeitlichen Verlauf des Analogsignals durch diskrete Einzelwerte abbilden. Die Wandlereinheit ist bevorzugt als ein ADC-Wandler ausgebildet, um die Wandlereinheit durch ein allgemein erprobtes und somit zuverlässiges Standard-Bauteil auszubilden.
  • Die erfindungsgemäße Kalibrierungseinheit ermöglicht nun vorteilhaft, dass das abgetastete Digitalsignal durch eine statische Kalibrierung und/oder durch eine dynamische Kalibrierung veränderbar und somit optimiert und/oder korrigiert werden kann.
  • Unter einer statischen Kalibrierung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren verstanden, bei dem das Digitalsignal mit einem Referenzsignal eines Referenzsystems verglichen wird. Aus der Differenz zwischen dem Digitalsignal und dem Referenzsignal wird dann beispielsweise ein statischer Kalibrierungswert bestimmt. Bei diesem statischen Kalibrierungswert handelt es sich insbesondere um einen Gleichwert für eine positive oder negative Nullpunktverschiebung. Ergänzend oder alternativ ist es bevorzugt, wenn der Kalibrierungswert durch einen Verstärkungswert für eine lineare, insbesondere proportionale, Anpassung des Digitalwerts realisiert ist. Bevorzugt erfolgt die statische Kalibrierung nur einmalig, insbesondere im Rahmen einer Inbetriebnahme einer Aufzugsanlage und/oder erfordert das manuelle Aktivieren durch eine Servicekraft. Weiter bevorzugt steht die Sensoreinheit beim Durchführen der statischen Kalibrierung nicht in Wirkkontakt mit dem Messband.
  • Unter einer dynamischen Kalibrierung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren verstanden, bei dem einzelne diskrete Werte des Digitalsignals miteinander verglichen werden, um daraus einen dynamischen Offset-Wert zu bestimmen. Bei diesem dynamischen Offset-Wert handelt es sich bevorzugt um einen Gleichwert für eine positive oder negative Nullpunktverschiebung und/oder um einen Verstärkungswert für eine lineare, insbesondere proportionale, Anpassung des Digitalsignals. Bevorzugt erfolgt die dynamische Kalibrierung mehrmalig im Rahmen eines regulären Betriebs einer Aufzugsanlage. Weiter bevorzugt steht die Sensoreinheit beim Durchführen der dynamischen Kalibrierung in Wirkkontakt mit dem Messband, um somit sämtliche Komponenten des Sensorsystems mit zu berücksichtigen. Bevorzugt ist für die dynamische Kalibrierung kein Referenzsystem erforderlich. Vielmehr erfolgt eine Auswertung und/oder Verarbeitung von Messwerten, insbesondere von Einzelwerten des Digitalsignals, anhand von benachbarten und/oder vergangenen Einzelwerten des Digitalsignals.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kalibrierungseinheit derart ausgebildet, dass die statische Kalibrierung das Bestimmen eines statischen Offset-Wertes und/oder das Bestimmen eines statischen Gain-Wertes umfasst. Durch die statische Kalibrierung können fertigungsbedingte Toleranzen des Sensorsystems erfasst werden, um das Digitalsignal dann entsprechend zu kompensieren und Abweichungen zwischen dem erzeugten Digitalsignal und dem Referenzsystem zunächst zu erkennen und dann auch auszugleichen.
  • Vorteilhaft lässt sich die Signalqualität verbessern und das Sensorsystem robuster gegenüber Toleranzen der verbauten Komponenten und/oder gegenüber negativen Einflüssen, wie insbesondere einer Temperaturdrift, ausgestalten. Unter einer Temperaturdrift wird insbesondere eine ungewollte zeitliche Veränderung im physikalischen Verhalten der verbauten Komponenten oder Bauelemente durch Einwirken der Temperatur verstanden.
  • Unter dem statischen Offset-Wert wird ein Gleichwert oder ein Versatz des Digitalsignals verstanden, durch den es zu einer positiven oder negativen Nullpunktverschiebung des Digitalsignals kommt. Vorteilhaft lässt sich damit eine, insbesondere von den Magnetfelderzeugungsmitteln verursachte, Asymmetrie im ausbildbaren Magnetfeld kompensieren. Vorteilhaft führt dies dann dazu, dass das Sensorsystem robuster gegenüber einer Verschiebung des Messbands aus der zentrischen Referenzposition ausgestaltet werden kann. Einflüsse, die sich negativ auf die Signalqualität auswirken, können insbesondere entstehen durch ein ungleichmäßig ausgebildetes Magnetfeld, insbesondere in der bevorzugten Ausgestaltung der Magnetfelderzeugungsmittel durch zwei Permanentmagnete, die eine unterschiedliche Magnetisierung aufweisen, und/oder eine schräge, insbesondere winklige Relativanordnung der Sensoreinheit zum Messband, was sich auch durch die Ausbildung eines unsymmetrischen Magnetfelds auswirken kann, und/oder durch einen alterungsbedingten Verschleiß einer Führungsschiene, die für eine definierte Positionierung und/oder Ausrichtung des Messbands relativ zur Sensoreinheit vorgesehen ist, wobei sich der Verschleiß durch insbesondere durch ein seitliches Eingraben des Messbands in die Führungsschiene äußert.
  • Unter einem statischen Gain-Wert wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verstärkung, insbesondere ein Verstärkungsfaktor verstanden, mit dem die diskreten Einzelwerte des Digitalsignals beaufschlagt werden. Durch den statischen Gain-Wert kommt es zu einer betragsabhängigen Anpassung der diskreten Einzelwerte des Digitalsignals, um negative Einflüsse zu kompensieren.
  • Vorteilhaft wird das Sensorsystem damit robuster gegenüber einer spielbehafteten Führung des Messbands und/oder gegenüber Vibrationen, die während des Fahrbetriebs des Fahrkorbs entstehen und/oder gegenüber negativen Einflüssen von Alterungsprozessen oder Temperaturdriften der verbauten Komponenten.
  • Mit anderen Worten werden auch Abweichungen in der Positionierung der Komponenten des Sensorsystems, also Variationen bezüglich der Relativanordnung der Komponenten des Sensorsystems, erkannt, um somit ein Sensorsystem individuell, also bezüglich der toleranzbehafteten Eigenschaften der verbauten Komponenten und einer realisierten (Real-)Positionierung oder relativen Anordnung der verbauten Komponenten zu kompensieren. Vorteilhaft können somit herstellungsbedingte Toleranzen der Komponenten und/oder im Sensorsystem verbauter Bauteile, insbesondere ausgebildet durch unterschiedliche physikalische oder elektrische Eigenschaften, sowie Abweichungen von einer Referenzposition der Komponenten kompensiert werden, um eine bezüglich der Signalqualität verbesserte Messwerterfassung zu realisieren.
  • Ferner ist es im Rahmen dieser bevorzugten Ausgestaltung weiterbildend vorgesehen, dass die statische Kalibrierung vom Sensorsystem zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, in dem die Sensoreinheit nicht in Wirkkontakt zu dem Messband steht. Die statische Kalibrierung wird somit bevorzugt im Rahmen von Montage- und/oder Inbetriebnahmearbeiten des Sensorsystems zu einem Zeitpunkt durchgeführt, in dem das Sensorsystem bereits am Fahrkorb installiert wurde, allerdings noch nicht in Wirkkontakt mit dem Messband steht. Das Messband ist zu diesem Zeitpunkt entweder noch nicht im Aufzugsschacht verlegt oder ist im Aufzugsschacht in einem Bereich angeordnet, in dem es nicht zu einem Magnetisieren des Messbands durch die Magnetfelderzeugungsmittel kommt.
  • Weiterbildend ist es vorgesehen, dass die Kalibrierungseinheit so ausgebildet ist, dass die dynamische Offset-Korrektur das Bestimmen eines dynamischen Offset-Wertes aus einer zuvor erfassten und gespeicherten Messreihe und/oder Messhistorie vergangener, insbesondere alter, diskreter Einzelwerte des Digitalsignals umfasst. Bevorzugt bilden die Einzelwerte der Messreihe den zeitlichen Verlauf des magnetischen Streufeldes positionsabhängig ab. Weiter bevorzugt umfasst die Messreihe Einzelwerte, die den zeitlichen Verlauf beim Verfahren des Fahrkorbs, insbesondere bereichsweise, abbilden. Bevorzugt erstrecken sich die verschiedenen Bereiche zueinander unmittelbar benachbart auf dem Messband in Längsrichtung. Weiter bevorzugt können sich zwei benachbarte Bereiche auch abschnittsweise überlappen, um somit in Bezug auf das Messband einen gemeinsamen Übergangsabschnitt auszubilden. In einem Übergangsabschnitt können die erfassten Einzelwerte des Digitalsignals somit in der Messreihe eines ersten Bereichs und in der Messreihe eines zweiten Bereichs enthalten sein.
  • Die erzeugten diskreten Einzelwerte werden bevorzugt in einer Messreihe abgespeichert, wobei diese Einzelwerte dann für die Durchführung der dynamischen Offset-Korrektur verarbeitet werden. Hierbei kommt es bevorzugt zu einer Auswahl von bestimmten Einzelwerten, insbesondere zunächst zu einer Bestimmung der Minimal- und Maximalwerte der Messreihe, die dann so mathematisch verarbeitet werden, dass sich daraus der dynamische Offset-Wert bestimmen lässt. Eine entsprechende mathematische Verarbeitung kann eine Mittelwertbildung, insbesondere eine gleitende Mittelwertbildung, umfassen.
  • Die dynamische Kalibrierung wird erst dann ausgeführt, wenn das Messband in Wirkkontakt zu der Sensoreinheit steht. Ferner wird die dynamische Kalibrierung bevorzugt mehrfach durchgeführt, um negative Einflüsse auf das Digitalsignal, die insbesondere alterungsbedingt entstehen, zu kompensieren. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, wenn die dynamische Kalibrierung auf einem Digitalsignal basiert, das während des Verfahrens des Fahrkorbs aus dem Messband generiert wurde.
  • Eine aus diskreten Einzelwerten des Digitalsignals gebildete Messreihe kann somit aus Einzelwerten des Digitalsignals bestehen, die alle aus unterschiedlichen Längspositionen des Messbands realisiert wurden. Insbesondere durch eine bereichsweise Bestimmung der Minimal- und Maximalwerte des Digitalsignals kann es somit zu einer Mittelwertbildung für die Bestimmung des dynamischen Offset-Wertes kommen. Die dynamische Kompensation ermöglicht somit bevorzugt den negativen Einfluss eines im Aufzugsschacht unter Umständen leicht schräg verlegten und/oder sich beispielsweise aufgrund eines Gebäudesetzverhaltens über die Gesamtlänge hinsichtlich einer korrekten Vertikalausrichtung leicht variierenden Messbands zu kompensieren. Weiterbildend kann auch der negative Einfluss des Eingrabens des Messbands in eine, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial ausgebildete Führungsschiene, die für das Ausrichten des Messbands relativ zur Sensoreinheit ausgebildet ist, verringert werden.
  • Ferner ist es weiterbildend vorgesehen, dass die Kalibrierungseinheit so ausgebildet ist, dass die Messreihe 10, bevorzugt 100, weiter bevorzugt 1000 Einzelwerte der Digitalsignale umfasst.
  • Die Messreihe basiert ferner bevorzugt auf Werten, die während des Fahrbetriebs des Fahrkorbs erzeugt wurde. Anders ausgedrückt, beim Generieren der Einzelwerte liegt bevorzugt eine Relativbewegung zwischen Messband und Sensoreinheit vor.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Sensorsystems ist die Kalibrierungseinheit derart ausgebildet, dass die dynamische Offset-Korrektur zyklisch zu statischen oder festen, insbesondere festgelegten, oder, insbesondere festlegbaren, variablen Zeitintervallen ausführbar ist. Wie bereits erwähnt lassen sich somit Alterungsprozesse, die das Sensorsystem negativ beeinflussen, erfassen und entsprechend kompensieren. Vorteilhaft wird das Sensorsystem damit robuster gegenüber störenden Einflüssen, wie etwa einer Veränderung in der Relativanordnung zwischen Messband und Sensoreinheit. Vorteilhaft lassen sich somit auch die Wartungsintervalle der Aufzugsanlage vergrößern, da der durch Verschleiß verursachte negative Einfluss auf das Sensorsystem erfasst und kompensiert werden kann.
  • Weiterbildend ist es zudem vorgesehen, dass die Kalibrierungseinheit so ausgebildet ist, dass bei der dynamischen Offset-Korrektur, also beim Bestimmen des dynamischen Offset-Wertes, die aktuelle Vertikalposition des Fahrkorbs im Aufzugsschacht berücksichtigt wird.
  • Anders ausgedrückt erfolgt somit weiterbildend die dynamische Offset-Korrektur positionsabhängig, um für eine bestimmte Längsposition des Fahrkorbs im Aufzugsschacht durch das Verarbeiten von für diese Position gespeicherten Messwerten aus einer Messhistorie eine Veränderung des Digitalsignals an dieser konkreten Längsposition über die Betriebszeit zu erfassen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kalibrierungseinheit so ausgebildet ist, dass die dynamische Offset-Korrektur bezüglich der Längsrichtung des Aufzugsschachts bereichsweise bestimmt und/oder berechnet wird, wobei ein erster Bereich in Längsrichtung unmittelbar benachbart zu wenigstens einem zweiten Bereich ausgebildet ist oder wobei ein erster Bereich und ein bezüglich der Längsrichtung unmittelbar benachbarter zweiter Bereich sich abschnittsweise überlagern.
  • Vorteilhaft lassen sich somit negative Einflüsse durch eine außerhalb einer vordefinierten Vertikalausrichtung liegende, insbesondere gegenüber einer zur Vertikalausrichtung schrägen Anordnung des Messbands im Aufzugsschacht durch die Kalibrierungseinheit kompensieren. Hierbei wird die Toleranz des Sensorsystems hinsichtlich der Relativausrichtung von Sensoreinheit und Messband deutlich erhöht und gleichzeitig eine effektive Positionserfassung ermöglicht.
  • Weiterbildend ist es in diesem Zusammenhang vorgesehen, wenn die Erstreckung und/oder Länge der einzelnen vordefinierten Bereiche in Längsrichtung in Abhängigkeit der Größenordnung eines möglichen negativen Einflusses gewählt wird. Ist ein erster Winkel, insbesondere ein Abweich- und/oder Differenzwinkel, zwischen Messbandlängserstreckungsrichtung und Vertikalachse eines ersten Sensorsystems somit kleiner als ein zweiter Winkel, insbesondere Abweich- und/oder Differenzwinkel, zwischen Messband und Vertikalachse eines zweiten Sensorsystems, führt dies dazu, dass die Bereiche im ersten Sensorsystem länger gewählt werden als beim zweiten Sensorsystem. Auch dies führt zu einer vorteilhaften Optimierung des Sensorsystems, um dieses robuster gegenüber Störeinflüssen auszugestalten.
  • In diesem Zusammenhang ist es weiterbildend vorgesehen, dass die Kalibrierungseinheit derart ausgebildet ist, dass der dynamische Offset-Wert für jeden Bereich der wenigstens zwei Bereiche durch eine separate gleitende Mittelwertbildung der entsprechenden Digitalsignale bestimmt wird.
  • Vorteilhaft kann somit eine einfache Umsetzung der dynamischen Offset-Korrektur erzielt werden, da der dynamische Offset-Wert durch die gleitende Mittelwertbildung einfach für die einzelnen Bereiche bestimmt werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es zudem, dass eine kontinuierliche Überlagerung der einzelnen Bereiche realisierbar ist, weshalb für sämtliche Positionen des Messbands durch die im gleitenden Mittelwert berücksichtigten benachbarten diskreten Werte eine positionsabhängige Korrektur erfolgen kann. Neben einer gleitenden Mittelwertbildung ist es weiterbildend auch vorgesehen, dass gleichwirkende mathematische Rechenoperationen zum Verarbeiten der Vielzahl der benachbarten Einzelwerte des Digitalsignals genutzt werden können.
  • Weiterbildend umfasst das Sensorsystem eine Ausgabeeinheit, die so ausgebildet ist, dass in Folge auf die dynamische Kalibrierung, insbesondere in Folge auf das Erfassen einer Über- oder Unterschreitung eines Schwellenwertes durch den dynamischen Gleichwert, ein Wartungssignal, insbesondere zum Beeinflussen eines Wartungsintervalls, erzeugbar ist.
  • Vorteilhaft umfasst das Sensorsystem hierfür Kommunikationsmittel, um das Wartungssignal an eine Zentrale oder einen Überwachungsdienst zu übermitteln. Vorteilhaft können somit die Wartungskosten reduziert und die Betriebszeiten der Aufzuganlage erhöht werden, da eine Wartung zu einem optimalen Zeitpunkt, insbesondere verzögert durchgeführt werden kann.
  • Ferner umfasst eine Weiterbildung des Sensorsystems eine Sensoreinheit mit wenigstens einem Hall-Element zum Erfassen des magnetischen Feldes. Durch das Verwenden des Hall-Elements zum Erfassen des Magnetfeldes kann vorteilhaft auf eine umfassend erprobte und kostengünstig beziehbare Sensoreinheit für die Magnetfeldbestimmung zurückgegriffen werden. Vorteilhaft führt dies zu geringen Materialkosten sowie einem zuverlässigen Betrieb des Sensorsystems.
  • Im Rahmen einer Weiterbildung ist es ferner vorgesehen, dass das Messband aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere aus Stahl, ausgebildet ist und/oder dass die Magnetfelderzeugungsmittel Permanentmagnetmittel oder Elektromagnetmittel zum Magnetisieren des Messbands umfassen. Vorteilhaft lässt sich das Messband aus Stahl zu geringen Herstellungskosten anfertigen. Ferner weist Stahl eine hohe Zugfestigkeit auf, weshalb auch das Verwenden von langen Stahlbändern in hohen Gebäuden mit entsprechend langen Aufzugsschächten aufgrund der Robustheit des Stahlbands unproblematisch ist. Somit droht auch bei einer mechanischen Belastung des Stahlbands nicht unmittelbar das Zerreißen des Messbands. Ferner besitzt Stahl geringe Dehnungseigenschaften, was sich positiv auf die Signalerfassung, insbesondere auf die Signalqualität, auswirkt.
  • Ferner wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Schutz für eine Aufzugsanlage beansprucht, die einen zwischen wenigstens zwei Etagen in einem Aufzugsschacht verfahrbaren Fahrkorb sowie ein erfindungsgemäßes Sensorsystem in einem am Fahrkorb montierten Zustand umfasst. Das Messband erstreckt sich hierbei vertikal entlang des Aufzugsschachts und die Sensoreinheit ist am Fahrkorb derart angeordnet, dass das die Sensoreinheit mit dem Messband zur Positionserfassung zusammenwirken kann.
  • Darüber hinaus wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schutz für ein Kalibrierungsverfahren beansprucht, wobei das Kalibrierungsverfahren für ein Sensorsystem zur Positionserfassung eines entlang eines Aufzugsschachts verfahrbaren Fahrkorbs einer Aufzugsanlage vorgesehen ist, wobei das Sensorsystem ein vertikal des Aufzugsschachts anordenbares, sich in einem montierten Zustand entlang einer Längsrichtung erstreckendes Messband mit einer durch eine Materialveränderung ausgebildeten Positionskodierung und eine in dem montierten Zustand am Fahrkorb anordenbare Sensoreinheit zum Zusammenwirken mit der Positionskodierung aufweist.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Kalibrierungsverfahren die folgenden Verfahrensschritte: Zunächst erfolgt ein Erfassen von durch die Positionskodierung beeinflussten oder bewirkten Magnetfeldern mittels der Sensoreinheit und ein Erzeugen von wenigstens einem darauf basierenden Analogsignal. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass das wenigstens eine Analogsignal durch eine Wandlereinheit in ein Digitalsignal umgewandelt wird. Ferner folgt dann das erfindungsgemäße Verändern des Digitalsignals durch eine erfindungsgemäße Kalibrierungseinheit, um eine statische und/oder eine dynamische Kalibrierung durchzuführen.
  • Vorteilhaft wird durch die vorliegende Erfindung die Robustheit bzw. Toleranz des Sensorsystems gegenüber störenden Einflüssen deutlich verbessert bzw. optimiert und gleichzeitig eine effektive Positionserfassung des Fahrkorbs im Aufzugschacht ermöglicht.
  • Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
  • Diese zeigen in
    • Fig. 1:
    eine schematisierte Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufzugsanlage;
    Fig. 2:
    ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems;
    Fig. 3:
    eine Draufsicht auf die Vorderseite des Messbands sowie die entsprechenden Signalverläufe von Analogsignal USense, Digitalsignal ValADC sowie kompensierten Digitalsignal ValADC_;
    Fig. 4a, b:
    eine schematische Darstellung der Signalqualität ohne und mit der erfindungsgemäßen Kalibrierungseinheit; und in
    Fig. 5:
    eine Querschnittdarstellung von Messband und zugeordneter Sensoreinheit zum Darstellen der möglichen Verschiebung in X- und Y-Richtung.
  • In Fig. 1 ist eine Aufzugsanlage 100 mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem 1 schematisch dargestellt, welches gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Die dargestellte Aufzugsanlage 100 weist einen in einem Aufzugschacht 102 verfahrbaren Fahrkorb 101 für einen Personen- und/oder Warentransport zwischen verschiedenen Etagen 103a, 103b, 103c, 103d auf.
  • Das erfindungsgemäße Sensorsystem 1 umfasst eine am Fahrkorb 101 festgelegte Sensoreinheit 4 und ein fest im Aufzugschacht 102 positioniertes Messband 2, um die aktuelle Vertikalposition des Fahrkorbs 101 im Aufzugsschacht 102 aus einer im Messband 2 ausgebildeten Positionskodierung 3 auszulesen.
  • Das im Aufzugsschacht 102 festgelegte Messband 2 erstreckt sich in einer Längsrichtung L längst zum vertikalen Aufzugsschacht 102 und ist an einem ersten Ende an einem unteren Fahrschachtboden und an einem zweiten Ende an einer oberen Fahrschachtdecke festgelegt. Jeder Etage 103a-d kann somit auf dem Messband 2 eine bestimmte Längsposition zugeordnet werden. Das Messband 2 ist bevorzugt aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere aus Stahl, ausgebildet und umfasst eine zum Fahrkorb 101 ausgerichtete Vorderseite 13 mit einer Quererstreckung, die quer zur Längsrichtung L ausgebildet ist. Die im Messband 2 angeordnete Positionskodierung 3 ist durch eine Materialveränderung ausgebildet.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst die Sensoreinheit 4 Magnetfelderzeugungsmittel 6, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen ersten Elektromagneten 61 und einen zweiten Elektromagneten 62 ausgebildet sind. Alternativ können die Magnetfelderzeugungsmittel 6 entsprechend angeordnete Permanentmagnete, insbesondere Stabmagnete, umfassen. In einem montierten Zustand ist die Sensoreinheit 4 so an dem Fahrkorb 101 angeordnet, dass das Messband 2 im Wesentlichen in Draufsicht mittig zu dem ersten Elektromagneten 61 und dem zweiten Elektromagneten 62 angeordnet ist. Der erste Elektromagnet 61 und der zweite Elektromagnet 62 führen hierbei zu einer bereichsweisen und temporären Magnetisierung des Messbands 2 im jeweiligen Bereich des Messbands, welches zwischen den Magneten 61, 62 angeordnet ist bzw. verläuft, wobei ein magnetisches Streufeld in Abhängigkeit der Positionskodierung 3 außerhalb des Messbands 2 erzeugbar ist, das von der Sensoreinheit 4 erfasst und in ein Analogsignal 10 umgewandelt werden kann. Die Polarität der sich gegenüberliegenden Magnetfelderzeugungsmittel 6 ist hierbei vorzugsweise gegensätzlich ausgebildet. Beispielsweise liegen sich in Messbandquerrichtung ein Nordpol und ein Südpol gegenüber.
  • Ferner umfasst das Sensorsystem 1 eine Ausgabeeinheit 8, die dazu eingerichtet ist, ein Wartungssignal zu erzeugen, um einen Wartungsintervall der Aufzugsanlage 100 zu beeinflussen. Die Ausgabeeinheit 8 umfasst hierfür Kommunikationsmittel 12, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Ausbilden einer drahtlosen Kommunikationsverbindung mit einer zentralen Wartungseinheit, die nicht figürlich dargestellt ist, ausgebildet sind.
  • Die Sensoreinheit 4 ist zum Erfassen eines sich am Messband 2 ausbildenden Magnetfeldes und insbesondere eines magnetischen Streufelds ausgebildet und erzeugt daraus ein Analogsignal 10, das an einem Signalausgang der Sensoreinheit 4 abgreifbar ist und dessen Verlauf den zeitlichen Verlauf des magnetischen Streufeldes abbildet. Bevorzugt umfasst die Sensoreinheit 4 hierfür wenigstens ein Sensorelement 9, insbesondere ein Hall-Element, wobei aus dem detektierten Magnetfeld, insbesondere dem erfassten magnetischen Streufeld eine Hall-Spannung erzeugbar ist, die ausgangsseitig des Hall-Elements 9 als Analogsignal 10 abgreifbar ist.
  • Weiterhin umfasst die Sensoreinheit 4 eine mit dem Sensorelement 9 verbundene Wandlereinheit 5, die zum Umwandeln des Analogsignals 10, insbesondere der Hall-Spannung, in ein Digitalsignal 11 ausgebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wandlereinheit 5 durch einen Analog-Digital-Wandler vorzugsweise mit einer 12bit Auflösung ausgebildet. Der ADC-Wandler bildet den zeitlichen Verlauf des Analogsignals 10 durch eine Vielzahl von Einzelwerten ab, die durch eine periodische Abtastung des Analogsignals 10 erzeugbar sind.
  • Zudem umfasst die erfindungsgemäße Sensoreinheit 4 eine Kalibrierungseinheit 7, die dahingehend eingerichtet und/oder ausgebildet ist, dass das erzeugte Digitalsignal 11 durch eine statische Kalibrierung und/oder eine dynamische Kalibrierung veränderbar ist.
  • Die statische Kalibrierung umfasst das Bestimmen eines statischen Offset-Wertes und/oder eines statischen Gain-Wertes und ermöglicht somit vorteilhaft eine Kompensation von herstellungsbedingten und/oder bauteilbedingten Toleranzen des Sensorsystems 1. Diese Toleranzen werden insbesondere durch die eingesetzten und/oder verbauten Komponenten und/oder Bauteile des Sensorsystems 1 sowie durch Abweichung von einer Referenzpositionierung der Komponenten und/oder Bauteile des Sensorsystems 1 verursacht, die beispielsweise eine nicht ideal mittige Anordnung des Messbands 2 zur Sensoreinheit 4 zur Folge haben.
  • Die dynamische Kalibrierung umfasst das Bestimmen eines dynamischen Offset-Wertes, der aus einer Messreihe von zuvor bereits erfassten und gespeicherten Einzelwerten des Digitalsignals 11 erzeugt wird.
  • Schließlich umfasst das dargestellte Sensorsystem 1 noch eine Meldeeinheit 8, die drahtlose Kommunikationsmittel 12 aufweist. Die Meldeeinheit 8 ist dazu eingerichtet, dass in Folge auf die dynamische Kalibrierung, also in Folge auf das Über- oder Unterschreiten eines Schwellenwertes durch den bestimmbaren dynamischen Offset-Wert, ein Wartungssignal erzeugbar ist, das mittels der Kommunikationsmittel 12 an eine zentrale Wartungseinheit übermittelbar ist.
  • In Fig. 3 ist oben die Draufsicht auf eine Vorderseite 13 eines aus dem Stand der Technik bekannten Messbands 2 dargestellt, das zwischen dem ersten Elektromagneten 61 und dem zweiten Elektromagneten 62 über die gesamte Quererstreckung im jeweiligen, zwischen den Magneten 61,62 liegenden Bereich temporär magnetisierbar ist. Weiterhin ist die im Messband 2 ausgebildete Positionskodierung 3 dargestellt, die durch eine Vielzahl von beispielsweise rechteckförmigen, im Messband 2 ausgebildeten Aussparungen ausgebildet ist, durch die der quer zur Längsrichtung L ausbildbare magnetische Fluss unterbrechbar ist, weshalb es zum Ausbilden des magnetischen Streufeldes an den Aussparungen kommt.
  • In der figürlichen Darstellung ist unter dem Messband 2 der zeitliche Verlauf des aus dem Messband 2 erfassbaren Analogsignals 10 dargestellt, der beim Abfahren des Messbands 2 mit einer konstanten Geschwindigkeit von der Sensoreinheit 4 erfassbar ist. Aus dem schematischen Signalverlauf, der an der Y-Achse mit USense beschriftet ist, geht hervor, dass das Analogsignal 10 beim Verfahren des Fahrkorbs 101 mit konstanter Geschwindigkeit über die jeweiligen Aussparungen der Positionskodierung 3 einen annähernd sinusförmigen Verlauf aufweist, wobei die Scheitelwerte des Analogsignals 10 genau mittig zu den in Längsrichtung L ausgebildeten Materialaussparungen angeordnet sind.
  • Wie bereits erläutert, wird das Analogsignal 10 durch die Wandlereinheit 5 in ein Digitalsignal 11 umgewandelt, das sich aus einer Vielzahl von diskreten Einzelwerten zusammensetzt. Die Folge der aus dem Analogsignal 10 erzeugbaren Einzelwerten, die das Digitalsignal 11 ausbilden, ist im darunter angeordneten Diagramm dargestellt, dessen Y-Achse mit ValADC beschriftet ist.
  • Der Wert der diskreten Einzelwerte bildet den zeitlichen Signalverlauf des Digitalsignals 11 ab, wobei bereits eine Anpassung des Spannungsbereichs des Analogsignals 10 auf den 12-bit-Bereich des ADC-Wandlers stattgefunden hat.
  • Der unterste Signalverlauf, dessen Y-Achse mit ValADC_ beschriftet ist, bildet den Signalverlauf des kompensierten Digitalsignals 11 ab, der durch die erfindungsgemäße Kalibrierungseinheit 7 erzeugbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Digitalsignal 11 durch eine statische Kalibrierung so verändert, dass es zu einer Nullpunktverschiebung bezüglich der Y- Achse kommt. Vorteilhaft lässt sich somit eine Asymmetrie in dem zwischen dem ersten Elektromagneten 61 und dem zweiten Elektromagneten 62 erzeugten Magnetfeld korrigieren, weshalb eine verbesserte Signalqualität für das Digitalsignal 11 erzielbar ist.
  • Die Fig. 4a und 4b zeigen ein Testergebnis der erzielbaren Signalqualität für ein Sensorsystem 1 ohne Kalibrierung (vgl. Fig. 4a ) und mit Kalibrierung (vgl. Fig. 4b ). Beim Durchführen des Tests wurde das Messband 2 mit einer Geschwindigkeit von 0.02m/sec verfahren, wobei eine schrittweise Variation in der Relativanordnung zwischen Messband 2 und Sensoreinheit 4 untersucht wurde.
  • In den tabellarischen Darstellungen ist auf der Y-Achse der Abstand a zwischen der Vorderseite 13 des Messbands 2 und der Sensoreinheit 4 bzw. einem Sensorelement 9 der Sensoreinheit dargestellt (vgl. Fig. 5 ), wobei der Abstand a im Rahmen der Tests in 0,2mm-Schritten von 0 auf 4mm vergrößert wurde.
  • Auf der X-Achse ist die schrittweise Verschiebung des Messbands 2 aus einer Referenzposition, in der die Mitte des Messbands 2 gegenüberliegend zur Mitte der Sensoreinheit 4 bzw. des Sensorelements 9 angeordnet ist, in eine positive Richtung und eine entgegengesetzte negative Richtung b dargestellt (vgl. Fig. 5 ). Auch hier wurde das Messband 2 jeweils in 0,2mm-Schritten verschoben und zwar ausgehend von der zentrischen Referenzposition auf +/-1,4mm.
  • Der erzeugbare Messwert, also das Digitalsignal 11 vor der Kompensation oder nach einer Kompensation wurde dann mit einem Referenzsystem verglichen, wobei in Abhängigkeit der Abweichung zwischen dem erzeugbaren Messwert und dem Referenzsystem eine Zuordnung in drei Qualitätsgruppen erfolgt ist.
  • Die höchste Qualitätsgruppe ist in der tabellarischen Darstellung durch ein "1" mit einer von links nach rechts ansteigenden Schraffierung und einer "1" mit einer von links nach rechts abfallenden Schraffierung gekennzeichnet und besagt, dass der erzeugbare Messwert entweder eine ganz besonders geringe Abweichung (für die ansteigende Schraffierung) oder eine geringe Abweichung (für die abfallende Schraffierung) zum Referenzsystem umfasst und somit vollumfänglich weiterverarbeitbar ist.
  • Anders ausgedrückt bilden die Werte, die durch eine "1" mit ansteigender Schraffierung gekennzeichnet sind, einen ersten Unterbereich der höchsten Qualitätsgruppe aus, in dem eine besonders geringe Abweichung zum Referenzsystem vorliegt und die Werte, die durch eine "1" mit abfallender Schraffierung gekennzeichnet sind, einen zweiten Unterbereich der höchsten Qualitätsgruppe aus, in dem immer noch eine geringe Abweichung zum Referenzsystem vorliegt.
  • Eine zweite Qualitätsgruppe ist mit einer "0" gekennzeichnet, wobei diese Werte schon deutlich vom Referenzsystem abweichen, jedoch eingeschränkt weiterverarbeitbar sind.
  • Eine dritte Qualitätsgruppe ist mit einer "-" gekennzeichnet, wobei diese Werte so stark vom Referenzsystem abweichen, dass eine Weiterverarbeitung der Messwerte und somit eine Positionserfassung im Sensorsystem nicht möglich ist.
  • Aus der Fig. 4a geht dabei hervor, dass sich ein größerer Abstand a bei einer mittigen Anordnung des Messbands 2 zur Sensoreinheit 4 nur geringfügig auf die Signalqualität auswirkt. Allerdings trifft dies nicht zu, falls es zu einer positiven oder negativen Verschiebung des Messbands 2 aus der zentrischen Anordnung entlang der Richtung +/-b kommt. Hier fällt die höchste Qualitätsgruppe mit zunehmender Entfernung aus der idealen Mittelposition stark ab, wobei beispielsweise bei einer Verschiebung von +1,2mm lediglich noch bei einem Abstand a von 1,6mm die höchste Qualitätsgruppe erzielbar ist. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass nahezu nur in der zentrischen Anordnung der Unterbereich der höchsten Qualitätsgruppe, der durch eine "1" mit ansteigender Schraffierung gekennzeichnet ist, erzielbar ist.
  • Im Vergleich hierzu ist die Signalqualität mit einer hier vorliegenden aktivierten Kalibrierung wesentlich besser, da auch in den Randbereichen die höchste Qualitätsgruppe erzielbar ist. Vorteilhaft lässt sich die mit einer "1" gekennzeichnete höchste Qualitätsgruppe anstatt wie in Fig. 4a gezeigt schematisch pyramidenförmig nun bandförmig ausgestalten, wobei auch der durch eine "1" mit ansteigender Schraffierung gekennzeichnete Unterbereich sich deutlich, insbesondere in den Randbereichen, vergrößern lässt. Beispielsweise lässt sich bei einer Verschiebung von +1,2mm noch bis zu einem Abstand a von 3,0mm eine ganz besonders geringe Abweichung innerhalb der höchsten Qualitätsgruppe realisieren (vgl. "1" mit ansteigender Schraffierung), wobei die höchste Qualitätsgruppe auch für Werte bis zu 4,4mm realisierbar ist, was im Vergleich zu der Fig. 4a eine Verbesserung darstellt.
  • Vorteilhaft lässt sich die Aufzugsanlage 100 somit auch im realen Betrieb bei einer verschleiß- oder alterungsbedingten Positionsverschiebung des Messbands 2 aus einer idealen Vertikalposition bzw. einer idealen Relativposition zur Sensoreinheit 4 länger betreiben, da sich die seitliche Verschiebung des Messbands 2 aus der idealen Referenzposition deutlich weniger bzw. deutlich später negativ auf die Ausgangssignalerzeugung auswirkt. Somit können die Betriebszeiten einer Aufzugsanlage 100 erhöht und die Wartungskosten reduziert werden.
  • Die Fig. 5 zeigt eine Querschnittansicht des Messbands 2 sowie der Sensoreinheit 4, wobei die Ausrichtung des Abstands a sowie die Ausrichtung der Strecke b des Messbands 2 ausgehend von einer idealen zentrischen Referenzposition dargestellt ist. Bei der zentrischen Referenzposition ist die Mitte des Messbands 2 gegenüberliegende zur Mitte des Sensorelements 9 angeordnet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sensorsystem
    2
    Messband
    3
    Positionskodierung
    4
    Sensoreinheit
    5
    Wandlereinheit
    6
    Magnetfelderzeugungsmittel
    7
    Kalibrierungseinheit
    8
    Ausgabeeinheit
    9
    Sensorelement, Hall-Element
    10
    Analogsignal
    11
    Digitalsignal
    12
    Kommunikationsmittel
    13
    Vorderseite des Messbands
    21
    erster Bereich
    22
    zweiter Bereich
    61
    erster Elektromagnet
    62
    zweiter Elektromagnet
    100
    Aufzugsanlage
    101
    Fahrkorb
    102
    Aufzugschacht
    103a-c
    Etagen
    L
    Längsrichtung
    Q
    Querrichtung

Claims (13)

  1. Sensorsystem (1) für die Positionserfassung eines entlang eines Aufzugsschachts (102) verfahrbaren Fahrkorbs (101) einer Aufzugsanlage (100), umfassend ein vertikal des Aufzugsschachts (102) anordenbares, sich in einem montierten Zustand entlang einer Längsrichtung (L) erstreckendes Messband (2) mit einer durch eine Materialveränderung ausgebildeten Positionskodierung (3) und eine am Fahrkorb (101) anordenbare Sensoreinheit (4), die zum eingangsseitigen Erfassen von durch die Positionskodierung (3) beeinflussten oder bewirkten Magnetfeldern, insbesondere eines magnetischen Streufeldes, und zum daraus ausgangsseitig Erzeugen wenigstens eines Analogsignals (10) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sensorsystem (1) eine Wandlereinheit (5) zum Umwandeln des wenigstens einen Analogsignals (10) in ein Digitalsignal (11) und eine Kalibrierungseinheit (7) umfasst, wobei die Kalibrierungseinheit (7) zur Veränderung des Digitalsignals (11) mittels einer statischen und/oder dynamischen Kalibrierung ausgebildet ist.
  2. Sensorsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinheit (7) so ausgebildet ist, dass die statische Kalibrierung ein Bestimmen eines statischen Offset-Wertes und/oder eines statischen Gain-Werts zum Kompensieren von fertigungsbedingten Toleranzen des Sensorsystems (1) umfasst.
  3. Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinheit (7) so ausgebildet ist, dass die dynamische Kalibrierung das Bestimmen eines dynamischen Offset-Werts aus einer zuvor erfassten und gespeicherten Messreihe und/oder Messhistorie vergangener Digitalsignale (11) umfasst.
  4. Sensorsystem nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinheit (7) so ausgebildet ist, dass die Messreihe 10, bevorzugt 100, weiter bevorzugt 1000 insbesondere zuvor erfasste und gespeicherte Digitalsignale (11) umfasst.
  5. Sensorsystem nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinheit (7) derart ausgebildet ist, dass diese eine dynamische Offset-Korrektur zyklisch in festen oder variablen Zeitintervallen ausführt.
  6. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinheit (7) derart ausgebildet ist, dass die dynamische Offset-Korrektur eine Vertikalposition des Fahrkorbs im Aufzugsschacht (102) beim Bestimmen des dynamischen Offset-Wertes verarbeitet.
  7. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinheit (7) derart ausgebildet ist, dass die dynamische Offset-Korrektur bezüglich der Längsrichtung (L) des Aufzugsschachts (102) bereichsweise berechnet wird, wobei ein erster Bereich (21) in Längsrichtung unmittelbar benachbart zu wenigstens einem zweiten Bereich (22) ausgebildet ist oder wobei ein erster Bereich und ein bezüglich der Längsrichtung unmittelbar benachbarter zweiter Bereich sich abschnittsweise überlagern.
  8. Sensorsystem nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinheit (7) derart ausgebildet ist, dass der dynamische Offset-Wert für jeden Bereich (21,22) der wenigstens zwei Bereiche durch eine eigenständige gleitende Mittelwertbildung der entsprechenden Digitalsignale (11) bestimmt wird.
  9. Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (1) eine Ausgabeeinheit (8) umfasst, wobei die Ausgabeeinheit (8) derart ausgebildet ist, dass in Folge auf das Erfassen einer Über- oder Unterschreitung eines vordefinierten Schwellenwertes durch den dynamischen Offset-Wert, ein Wartungssignal, insbesondere zum Beeinflussen eines Wartungsintervalls, erzeugbar ist.
  10. Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (4) wenigstens ein Hall-Element (9), bevorzugt eine Mehrzahl an insbesondere in einer Reihe angeordneter Hall-Elemente aufweist.
  11. Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Messband (2) aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere Stahl, ausgebildet ist, und dass die Sensoreinheit (4) Magnetfelderzeugungsmittel (6) zum temporären Magnetisieren des Messbands (2) aufweist, insbesondere Permanentmagnetmittel oder Elektromagnetmittel (61,62).
  12. Aufzuganlage (100), umfassend einen zwischen wenigstens zwei Etagen (103a-c) in einem Aufzugschacht (102) verfahrbaren Fahrkorb (101) und ein Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
  13. Kalibrierungsverfahren für ein Sensorsystem (1) für die Positionserfassung eines entlang eines Aufzugsschachts (102) verfahrbaren Fahrkorbs (101) einer Aufzugsanlage (100), wobei das Sensorsystem (1) ein vertikal des Aufzugsschachts (102) anordenbares, sich entlang einer Längsrichtung (L) erstreckendes Messband (2) mit einer durch eine Materialveränderung ausgebildeten Positionskodierung (3) und eine am Fahrkorb (101) anordenbare Sensoreinheit (4) zum Zusammenwirken mit der Positionskodierung (3) aufweist,
    umfassend die folgenden Schritte:
    - Erfassen von durch die Positionskodierung (3) bewirkten oder beeinflussten Magnetfeldern mittels der Sensoreinheit (4) und Erzeugen wenigstens eines darauf basierenden Analogsignals (10);
    gekennzeichnet durch
    - Umwandlung des wenigstens einen Analogsignals (10) in ein Digitalsignal (11) mittels einer Wandlereinheit (5);
    - Durchführung einer statischen und/oder dynamischen Kalibrierung mittels einer vorgesehenen Kalibrierungseinheit (7) der Sensoreinheit (4).
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