ES2277751A1 - Equipo para el control permanente y continuo de los cables de acero en instalaciones de transporte o de elevacion de personal y de materiales. - Google Patents
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Abstract
Equipo para el control permanente y continuo de los cables de acero en instalaciones de transporte o de elevación de personal y de materiales. Equipo para el control permanente y continuo de los cables de acero en instalaciones de transporte o de elevación de personal y de materiales que consiste en un cabezal magneto inductivo compuesto por un conjunto de imanes permanentes (12) dispuestos de tal forma que generan un flujo de campo magnético (2) a través del cable de acero (4) objeto de control. Las variaciones de flujo que se producen como consecuencia de los defectos del cable son detectados por los distintos sectores inductivos (5); el posicionamiento de los defectos del cable se resuelve sin mecanismos de contacto físico, si no mediante comparación de las señales de dos elementos sensores de idénticas características; un software se ocupa de interpretar las señales obtenidas del equipo, de forma tal que el operario disponga de una herramienta para el control permanente en el cable.
Description
Equipo para el control permanente y continuo de
los cables de acero utilizados en instalaciones de transporte o de
elevación de personal y de materiales.
La presente invención se refiere a un equipo
cuya colocación permanente sobre los cables de acero utilizados en
instalaciones de transporte o de elevación, permite un control
continuo de los mismos por parte del personal responsable de estas
instalaciones, identificando los defectos o deterioros presentes en
dichos cables.
Mediante la utilización de este equipo se
dispone en todo momento de información sobre el estado de los
cables, aumentando el grado de seguridad de las instalaciones.
Existen numerosos equipos de control de cables
de acero basados en principios magneto-inductivos,
ahora bien, estos equipos presentan unas características propias de
su diseño que los hacen inapropiados para su ubicación permanente
en instalaciones de transporte por cable de acero. De igual forma,
tampoco se conoce ningún equipo que presente un carácter modular de
sus elementos, lo que permita la adecuación al diámetro del cable
sin pérdida de sensibilidad en la detección.
El posicionamiento de los defectos o deterioros
a lo largo del cable es realizado en los equipos
magneto-inductivos de control de cables de acero
mediante el empleo de encoger, tacómetros u otros medios, pero
siempre con la presencia de partes móviles, muy supeditadas al
desgaste mecánico. Por lo tanto, el citado posicionamiento no se
realiza mediante el empleo de sensores inductivos que a su vez
proporcionen información sobre los deterioros o defectos del cable.
Tampoco disponen de la suficiente versatilidad, en cuanto a la
posibilidad de instalar en cada caso alguno de los distintos tipos
de sensores inductivos, según la información que se desee obtener
en cada cable de acero a inspección: sensores radiales, sensores
axiales o sensores de medida indirecta.
A estos aspectos constructivos, se les deben
añadir otros dos operacionales, tales y como son, por un lado, la
disponibilidad en todo momento de personal especializado con la
formación técnica adecuada para el manejo e interpretación de los
equipos magneto-inductivos, y por otro, la
necesidad de modificar el ritmo habitual de trabajo en la
instalación (remontes, telesillas, funiculares, etc.) en la que se
ha montado el equipo, debido a todos los inconvenientes de
utilización: sujeción del equipo, montaje de las unidades de
registro, cables de señal, realización de registros a una
determinada velocidad, etc.
Debido a esta gran cantidad de limitaciones en
los equipos existentes, se ha ideado este nuevo equipo, cuyas
características son el objeto de la presente invención.
El equipo para el control permanente y continuo
de cables de acero consiste en un cabezal
magneto-inductivo, con un conjunto de imanes
permanentes colocados de forma que generan un flujo de campo
magnético entre ellos a través del cable de acero objeto de
control. A su vez se colocan sensores de tipo inductivo en los que
se genera un campo eléctrico de cuya medición se obtiene la
información sobre la presencia o no de deterioros o defectos en los
cables de acero.
El equipo descrito se caracteriza por su
disposición modular, que permite variar el nº de imanes, el tipo de
sensor inductivo a emplear y adecuar el equipo al diámetro de cada
cable, sin pérdida de sensibilidad en la apreciación de los
defectos o deterioros presentes en los cables de acero.
Este equipo se adecua de manera más efectiva a
un uso permanente del mismo en las instalaciones, al no incorporar
elementos móviles, tales como encoders o tacómetros, para
posicionar los defectos o deterioros que puedan encontrarse a lo
largo del mismo. Dicho posicionamiento lo realiza a través de la
comparación de las señales generadas por dos juegos de sensores
inductivos, de tipo radial, incorporados en el equipo.
Para llevar a cabo una correcta comprensión de
lo descrito en la memoria, ésta se acompaña de una serie de dibujos
en los que se pretende esquematizar el funcionamiento y situación
de los elementos que componen la presente invención.
La Figura 1.- Corresponde a un esquema general
del equipo en el que se resume el funcionamiento del mismo, con las
líneas de flujo, los imanes y demás elementos.
Las Figuras 2 y 3.- Representan,
respectivamente, un sensor radial y un sensor axial.
La Figura 4.- Representa un corte longitudinal
al equipo en el que se muestran sus principales elementos.
La Figura 5.- Representa esos mismos elementos
internos en una vista tridimensional.
La Figura 6.- Representa el sistema de captura,
hasta un ordenador, de la señal obtenida por el
equipo.
equipo.
El equipo para el control permanente y continuo
de cables de acero es un cabezal magneto-inductivo,
Figura 1, el cual consta de dos módulos de imanes permanentes (12)
colocados de forma que generan un flujo de campo magnético (2), que
circula a través de los yunques (3) y se cierra a lo largo del
cable de acero objeto de control (4). Entre estos módulos,
rodeando el cable, se colocan distintas unidades de sensores
inductivos (5) y (14) de los que se obtiene tanto la información
del estado del cable, como la posición de los defectos o deterioros
que puedan encontrarse a lo largo del mismo.
En cada uno de los módulos van montados los
imanes, el mismo número en la parte superior que en la inferior.
Los imanes de ambos módulos están unidos dos a dos mediante el
yunque, y sus polos se han orientado de forma que se genere un
flujo magnético a través del cable de un módulo a otro.
Intercalados entre los dos módulos de imanes se sitúan las
distintas unidades sensoras, radiales o axiales, en las que se
genera un campo eléctrico al moverse el cable a través suyo. La
medición de este campo eléctrico generado en los sensores,
proporciona la información sobre el estado del cable, así como
sobre el posicionamiento de los defectos o deterioros encontrados a
lo largo del mismo.
En el caso de la existencia en el cable de
acero de algún tipo de defecto, tal y como pudiera ser un alambre
roto, corrosión, desgaste, etc. (6), se produciría una distorsión
del flujo del campo magnético (7), hecho que provoca un cambio
sensible en los valores de campo eléctrico generado en los sensores
inductivos instalados en el equipo.
Los sensores inductivos de tipo radial (5),
Figura 2, se componen de un conjunto de bobinas (8) conectadas en
serie con sus ejes perpendiculares al cable (4), rodeando
totalmente al mismo.
Los sensores inductivos de tipo axial (14),
Figura 3, consisten en una única bobina (8) rodeando al cable (4) y
siendo este su núcleo. Este sensor se sitúa en el centro del equipo
electromagnético, entre los dos módulos de imanes.
Las características esenciales de este equipo,
Figura 4, consisten en su diseño modular que permite cambios en el
número de imanes empleados (12), los precisos para conseguir la
saturación magnética del cable, en el tipo de sensores inductivos
utilizados, radiales (5), axiales (14) o de medida indirecta y en
la carcasa (15) de protección y soporte del equipo adecuada al
cable (4).
En aquellos casos en los que el cable a
inspección sea de diámetro reducido, al encontrarse este a una
distancia grande de los imanes, se podría dar el caso que el cable
no fuera saturado magnéticamente de forma adecuada, aun en el caso
de tener montados todos los imanes posibles, lo que influiría
negativamente en los resultados obtenidos. Para evitar este
problema, se ha diseñado el equipo de tal forma que resulta posible
el montar unas piezas de hierro (17), denominadas concentradores,
entre los imanes y el cable, facilitando de esta forma el
transcurrir de las líneas de flujo.
Con todos estos elementos, se ha conseguido
aportar una gran versatilidad al equipo, ya que permite ajustar el
mismo para su adecuación a las diferentes condiciones de trabajo,
configurándolo de tal forma que la sensibilidad en la detección de
las posibles irregularidades presentes en el cable sea máxima.
Complementando lo anterior, se muestra en la
Figura 5 un corte tridimensional en el que se observa la
distribución de cada uno de los elementos que componen el equipo:
imanes (12), sensores radiales (5), sensor axial (14), carcasa de
protección del equipo (15) y por último, los concentradores de
flujo magnético (17), montados en aquellos casos en los que el
cable a inspección sea de diámetro reducido, tal y como es el caso
de la configuración mostrada.
En los equipos
magneto-inductivos existentes en el mercado, la
detección de los defectos o deterioros presentes en un cable de
acero se realiza por medio de un único sensor inductivo, bien para
flujos de campo magnético radiales o para flujos axiales,
encomendando la determinación de la velocidad, y con ello el
posicionamiento de cada defecto, a un encoder o tacómetro. El uso
de estos sistemas, formados por partes móviles, en un equipo de
inspección continua, supone numerosos problemas (desgaste de la
rueda, deslizamientos a altas velocidades, necesidad de
calibraciones periódicas, etc.), con lo que en la práctica los hace
totalmente inviables.
Para evitar estos inconvenientes, el equipo
descrito, Figura 4, dispone de dos sensores inductivos de tipo
radial de idénticas características (5), y colocados a una
determinada distancia (L) uno del otro. De estos sensores se
reciben dos señales similares con el desfase correspondiente a la
separación entre ambos.
Por comparación de ambas señales y teniendo en
cuenta la frecuencia de muestreo, se determina la velocidad a la
que se mueve el cable. Partiendo del valor de la velocidad se
posicionan los defectos a lo largo del cable.
En el caso de optar por un sensor inductivo
radial para la detección de irregularidades en los cables de acero,
en el equipo asume esta función uno de los sensores empleados para
determinar la velocidad.
En resumen, la aplicación de sensores
inductivos radiales en la obtención de la posición de las
irregularidades detectadas en el cable a lo largo de toda su
longitud y la versatilidad en la adecuación del equipo al diámetro
del cable permiten la adaptabilidad de este equipo de forma
permanente y continua en cualquier tipo de instalación. Este
sistema también aporta la ventaja de no necesitar ningún tipo de
mantenimiento, aspecto que sí requeriría si se optara por sistemas
de posicionamiento mediante equipos móviles (encoders, tacómetros,
etc.).
Para llevar a cabo la lectura y análisis de las
distintas señales eléctricas, Figura 6, proporcionadas por los
correspondientes elementos sensores situados en el interior del
equipo magneto-inductivo (23), éste se encuentra
conectado a un dispositivo de adquisición de datos (24), desde
donde se traslada la señal hasta un ordenador (25).
La información recogida en el ordenador, es
tratada mediante un software específico, que permite al operario o
responsable de la instalación conocer el estado del cable en todo
momento. Asimismo el equipo, a través de este software, proporciona
señales de aviso en el momento de la detección de un defecto
puntual o local a lo largo del cable indicando su posición.
Toda esta información facilitada al operario o
responsable, aumenta de forma considerable el grado de seguridad de
la instalación en cuanto a posibles accidentes causados por rotura
de los cables de acero.
Se cuenta además con la importante ventaja de
no ser necesaria una formación específica para tal operario, ya que
este no debe de ocuparse de interpretar la señal obtenida por el
sistema, sino que únicamente ha de observar los resultados
mostrados en el monitor y actuar adecuadamente en los casos en los
que se diera alguna alerta, siguiendo los criterios de seguridad
que se dispongan en la instalación. Es decir, es el propio software
el que realiza la interpretación de la señal.
Al emplearse un software para el tratamiento y
la interpretación de la señal, se permite la posibilidad de ajustar
el mismo a medida del usuario. Algunas de estas configuraciones se
basan en el análisis del histórico de registros llevados a cabo en
el cable de acero a inspección, con lo que se puede conocer su
evolución, y con ello prever posibles roturas u otros problemas en
el cable, tales y como pueden se la detección de fenómenos de
fatiga o la detección de zonas sospechosas por una evolución
negativa en cuanto al aumento de hilos rotos con el tiempo. Con
todo esto, se realizará una programación de criterios de rechazo en
función de la normativa vigente.
Claims (4)
1. Equipo para el control permanente y continuo
de los cables de acero utilizados en instalaciones de transporte o
de elevación de personal y de materiales, del tipo consistente en
un cabezal magneto-inductivo, que incorpora
sensores para detectar la variación del campo magnético,
caracterizado por el hecho de que dicho cabezal está
constituido por dos módulos de imanes permanentes unidos con
yunques de hierro que permiten tener, junto con el cable a
inspeccionar, un circuito magnético cerrado; en que entre dichos
módulos se colocan distintas unidades de sensores inductivos,
estando dichos sensores constituidos por bobinas, en las que se
genera un campo eléctrico al moverse el cable a través suyo, cuya
medición proporciona tanto la información sobre el estado del cable
como la posición de los defectos encontrados.
2. Equipo para el control permanente y continuo
de los cables de acero utilizados en instalaciones de transporte o
de elevación de personal y de materiales, según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que, entre los módulos de
imanes, incorpora un sensor inductivo de tipo axial, constituido
por una bobina que rodea el cable, apto para detectar
irregularidades en el cable, y dos sensores de tipo radial de
idénticas características, constituidos por bobinas conectadas en
serie con sus ejes perpendiculares al cable, flanqueando a aquella
y situados a una determinada distancia entre sí, siendo aptos para
posicionar dichas irregularidades, a partir del conocimiento de la
velocidad a que se mueven a través del cable, así como para
detectar irregularidades.
3. Equipo para el control permanente y continuo
de los cables de acero utilizados en instalaciones de transporte o
de elevación de personal y de materiales, según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que,
para conseguir la saturación magnética necesaria, el número de
imanes que comprende cada uno de los módulos de que consta el
cabezal, es variable; y por el hecho de que dicho cabezal, en caso
necesario, resulta apto para incorporar además concentradores,
constituidos por piezas de hierro que faciliten el transcurrir de
las líneas de flujo magnético.
4. Equipo para el control permanente y continuo
de los cables de acero utilizados en instalaciones de transporte o
de elevación de personal y de materiales, según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que se
encuentra conectado a un dispositivo de adquisición de datos,
desde donde se traslada la señal del registro continuo a un
ordenador, en el cual, mediante el software adecuado, se interpreta
directamente la señal obtenida, sin necesidad de personal
especializado que la interprete.
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