JP6289732B2 - Rope damage diagnostic inspection apparatus and rope damage diagnostic inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、エレベータのカゴを吊るすロープの破断あるいは減径を検査するエレベータのロープ損傷診断検査装置およびエレベータのロープ損傷診断検査方法に関する。 The present invention relates to an elevator rope damage diagnosis and inspection apparatus and an elevator rope damage diagnosis and inspection method for inspecting a breakage or a diameter reduction of a rope for hanging an elevator car.
E字形状の鉄心を用いて、ロープ損傷を検出する従来技術がある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1におけるE字形状の鉄心(3)は、3つの脚部(31、32、33)を有し、それらの底面には、U字形状の溝(31U、32U、33U)が形成されている。また、鉄心(3)には励磁用コイル(41、42)が巻回され、脚部(33)には検出用コイル(43)が巻回されている。
There is a conventional technique for detecting rope damage using an E-shaped iron core (see, for example, Patent Document 1). The E-shaped iron core (3) in
検査時において、溝(31U、32U、33U)には、検査対象であるワイヤロープ(2)が嵌めこまれ、励磁用コイル(41、42)に交流電源が接続された状態で、鉄心(3)をワイヤロープ(2)に沿って移動させる。そして、脚部(33)がワイヤロープ(2)の損傷部(21)を通過するとき、検出コイル(43)に電圧が発生することで、損傷部(21)を検出することができる。 At the time of inspection, the wire rope (2) to be inspected is fitted in the grooves (31U, 32U, 33U), and the iron core (3) is connected to the exciting coils (41, 42). ) Along the wire rope (2). And when a leg part (33) passes the damaged part (21) of a wire rope (2), a damaged part (21) can be detected because a voltage generate | occur | produces in a detection coil (43).
この特許文献1では、鉄心は、交流電源により励磁されるので、鉄心が停止しても、その部分のワイヤロープに着磁が生じることはなく、精度のよい、信頼性の高い探傷ができる。
In
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1において、検出用コイルから生じる出力は、損傷の形状の他に、ロープの磁気特性により変化する。そのため、損傷の検知はできるものの、ロープの磁気特性のバラツキにより、損傷以外も検知してしまうおそれがある。However, the prior art has the following problems.
In
換言すると、このような従来技術は、ロープの形状異常(素線破断、減径)ではなく、ロープの磁気特性のバラツキを検出してしまうおそれがある。その結果、検出精度が低下してしまう、あるいは、損傷度合いの定量化が困難である、といった問題があった。 In other words, such a conventional technique may detect a variation in the magnetic characteristics of the rope, not an abnormality in the shape of the rope (wire breakage, diameter reduction). As a result, there has been a problem that the detection accuracy is lowered or it is difficult to quantify the degree of damage.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、磁気特性のばらつきに依存せずに、ロープの形状異常を定量的に、かつ、従来技術よりも高精度に検出することのできるロープ損傷診断検査装置およびロープ損傷診断検査方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and quantitatively detects a rope shape abnormality more accurately than the prior art without depending on variations in magnetic characteristics. An object of the present invention is to obtain a rope damage diagnosis and inspection apparatus and a rope damage diagnosis and inspection method.
本発明に係るロープ損傷診断検査装置は、エレベータのかごを吊すロープの形状異常を検査するロープ損傷診断検査装置であって、ロープに装着され、ロープを磁気飽和状態とするための磁界をロープに対して印加する第1のヨークと、振幅および周波数が一定の交流電流を出力する第1の交流電流源と、軸方向コイルを有して構成され、第1の交流電流源から軸方向コイルに振幅および周波数が一定の交流電流が供給されることで、ロープの軸方向に対して交流磁界を印加し、ロープ内に渦電流および渦電流磁界を発生させる交流磁界印加器と、交流磁界の印加中におけるロープの漏れ磁束を計測する漏れ磁束計測器と、交流磁界の印加中における軸方向コイルの電圧を測定する第1の電圧測定器と、第1のヨークにより磁気飽和状態となったロープに対して、交流磁界印加器を制御することで交流磁界を印加させ、漏れ磁束計測器により計測された漏れ磁束の大きさからロープの破断の有無を検出し、第1の電圧測定器により測定された電圧から、電圧に比例する値としてロープの断面積を算出し、破断の有無および断面積からロープの形状異常を検査するコントローラとを備えるものである。 A rope damage diagnosis and inspection apparatus according to the present invention is a rope damage diagnosis and inspection apparatus that inspects an abnormality in the shape of a rope that suspends an elevator car. The rope damage diagnosis and inspection apparatus is attached to a rope and uses a magnetic field for bringing the rope into a magnetic saturation state. A first yoke to be applied, a first alternating current source that outputs an alternating current having a constant amplitude and frequency, and an axial coil, and the first alternating current source is changed to the axial coil. An AC magnetic field applicator that generates an eddy current and an eddy current magnetic field in the rope by applying an AC magnetic field in the axial direction of the rope by supplying an AC current having a constant amplitude and frequency , and an application of the AC magnetic field A magnetic flux saturation measuring device that measures the leakage magnetic flux of the rope inside, a first voltage measuring device that measures the voltage of the axial coil during application of an alternating magnetic field, and a first yoke that causes magnetic saturation. A first voltage measuring device is configured to apply an alternating magnetic field to the rope by controlling the alternating magnetic field applicator, detect the presence or absence of the rope breakage from the magnitude of the leakage magnetic flux measured by the leakage magnetic flux measuring device. And a controller that calculates the cross-sectional area of the rope as a value proportional to the voltage from the voltage measured by the above, and inspects the presence or absence of breakage and the abnormal shape of the rope from the cross-sectional area.
また、本発明に係るロープ損傷診断検査方法は、エレベータのかごを吊すロープの形状異常を検査するロープ損傷診断検査方法であって、ロープを磁気飽和状態とするための磁界をロープに対して印加する第1ステップと、磁気飽和状態となったロープに対して、交流磁界を印加させる第2ステップと、交流磁界の印加中におけるロープの漏れ磁束を計測する第3ステップと、計測された漏れ磁束の大きさからロープの破断の有無を検出する第4ステップと、交流磁界の印加中において、ロープの軸方向に発生する渦電流磁界により変動する電圧を測定する第5ステップと、測定された電圧に比例する値としてロープの断面積を算出する第6ステップと、第4ステップによる破断の有無の検出結果、および第6ステップによる断面積の算出結果から、ロープの形状異常を判断する第7ステップとを有するものである。 The rope damage diagnosis and inspection method according to the present invention is a rope damage diagnosis and inspection method for inspecting an abnormality in the shape of a rope that suspends an elevator car, and applies a magnetic field to the rope to make the rope magnetically saturated. A second step of applying an alternating magnetic field to the rope that has become magnetically saturated, a third step of measuring the leakage flux of the rope during application of the alternating magnetic field, and the measured leakage flux A fourth step for detecting the presence or absence of a rope break from the magnitude of the wire, a fifth step for measuring a voltage fluctuating due to an eddy current magnetic field generated in the axial direction of the rope during application of an alternating magnetic field, and a measured voltage calculating formation of the cross-sectional area and the sixth step of calculating the cross-sectional area of the rope as a value proportional, by the detection result, and a sixth step of the presence or absence of breakage of the fourth step in From those having a seventh step of determining the abnormal shape of the rope.
本発明によれば、磁気飽和状態となったロープに対して交流磁界を印加し、交流磁界の印加中において、ロープの漏れ磁束の大きさの計測結果からロープの破断の有無を検出し、ロープの軸方向に発生する渦電流磁界により変動する電圧の計測結果からロープの断面積を算出し、破断の有無および断面積からロープの形状異常を検査する構成を備えている。この結果、磁気特性のばらつきに依存せずに、ロープの形状異常を定量的に、かつ、従来技術よりも高精度に検出することのできるロープ損傷診断検査装置およびロープ損傷診断検査方法を得ることができる。 According to the present invention, an alternating magnetic field is applied to a rope that is in a magnetic saturation state, and during the application of the alternating magnetic field, the presence or absence of a rope breakage is detected from the measurement result of the magnitude of the leakage magnetic flux of the rope. The cross-sectional area of the rope is calculated from the measurement result of the voltage that fluctuates due to the eddy current magnetic field generated in the axial direction, and the configuration of the rope is inspected for the presence of breakage and the cross-sectional area. As a result, it is possible to obtain a rope damage diagnostic inspection apparatus and a rope damage diagnostic inspection method capable of detecting a rope shape abnormality quantitatively and with higher accuracy than conventional techniques without depending on variations in magnetic characteristics. Can do.
以下、本発明のロープ損傷診断検査装置およびロープ損傷診断検査方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a rope damage diagnosis and inspection apparatus and a rope damage diagnosis and inspection method of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるロープ損傷診断検査装置の構成図である。本実施の形態1におけるロープ損傷診断検査装置は、第1ヨーク10、第2ヨーク20、軸方向コイル30、磁気センサアレイ40、交流電流源50、および電圧測定器60を備えて構成されている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a rope damage diagnosis and inspection apparatus according to
第1ヨーク10は、検査対象であるロープ1に装着されることで、ロープ1に対して第1磁界を印加するためのヨークであり、磁石11を備えている。磁石11として永久磁石11aを用いた場合には、第1ヨーク10を介して、ロープ1には第1磁界として直流磁界が印加されることとなり、これにより、ロープ1を磁気飽和させることができる。
The
なお、磁石11として電磁石11bを用いた場合には、第1ヨーク10を介して、ロープ1には第1磁界としてパルス磁界が印加されることとなり、これによっても、ロープ1を磁気飽和させることができる。以下では、直流磁界を印加する場合を例に、説明する。
When the electromagnet 11b is used as the
第2ヨーク20は、ロープ1に対して交流磁界を印加するためのヨークである。具体的には、第2ヨーク20に巻回された軸方向コイル30に対して、交流電流源50から交流の一定電流を供給することで、第2ヨーク20を介して、ロープ1に交流磁界を印加させることができる。この結果として、ロープ1内には、渦電流が発生するとともに、渦電流による渦電流磁界も発生する。
The
磁気センサアレイ40は、第2ヨーク20を介した交流磁界印加時に、ロープ1の破断部からの渦電流磁界の漏れ磁束を計測し、破断を検出する漏れ磁束計測器である。ここで、磁気センサアレイ40を用いて検出する磁界の方向は、径方向だけでなく、軸方向、周方向でもよい。破断検出の原理の詳細については、後述する。
The
なお、このような漏れ磁束計測器としては、磁気センサアレイ40の代わりに、ホール素子、磁気抵抗素子(AMR、GMR、TMR)、またはコイルを使用することができる。さらに、漏れ磁束計測器としてコイルを使用する場合には、単一コイルでもよい。
In addition, as such a leakage magnetic flux measuring device, a Hall element, a magnetoresistive element (AMR, GMR, TMR), or a coil can be used instead of the
電圧測定器60は、第2ヨーク20を介した交流磁界印加時に、渦電流磁界により変動する軸方向コイル30の電圧Vを測定し、電圧Vに比例するロープ1の断面積Sを計測する。断面積計測の原理の詳細については、後述する。
The
なお、図1には図示していないが、本実施の形態1におけるロープ損傷診断検査装置は、コントローラ70を有している。そして、コントローラ70は、交流電流源50からの出力を制御するとともに、磁気センサアレイ40および電圧測定器60による計測結果に基づいて、破断検出処理および断面積計測処理を実行する。
Although not shown in FIG. 1, the rope damage diagnosis and inspection apparatus according to the first embodiment has a controller 70. Then, the controller 70 controls the output from the AC
次に、本実施の形態1におけるロープ損傷診断検査装置で実行される破断検出の原理、および断面積計測の原理について、図面を用いて詳細に説明する。 Next, the principle of fracture detection and the principle of cross-sectional area measurement executed by the rope damage diagnostic inspection apparatus according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
<破断検出の原理について>
図2は、本発明の実施の形態1における断線検出の原理を説明するための図であり、具体的には、磁気センサアレイ40により、渦電流磁界の変化を検出する状態を示した説明図である。<About the principle of break detection>
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of disconnection detection in the first embodiment of the present invention. Specifically, an explanatory diagram showing a state in which the
第2ヨーク20を介してロープ1に交流磁界が印加されることで、電磁誘導により、ロープ1の周方向には、渦電流が流れる。そして、図2の中央部に「A部」として示したようなロープ1の破断箇所がある場合には、渦電流の流路が変わることとなる。この結果、渦電流により生じる磁界に相当する「渦電流磁界」が変動する。
When an alternating magnetic field is applied to the
そこで、本発明の実施の形態1におけるコントローラ70は、磁気センサアレイ40により、この渦電流磁界の変化を計測し、変化量の大きさが許容値を逸脱した場合には、その箇所で、ロープ1の破断が発生していることを検出することができる。
Therefore, the controller 70 according to the first embodiment of the present invention measures the change of the eddy current magnetic field by the
<断面積計測の原理について>
軸方向コイル30によるロープ1内の交流磁束は、ロープ断面積とロープの透磁率μに比例する。ここで、ロープ1は、主に鉄でできており、製造時の温度、材料、圧延などにより、磁気特性が変化する。また、ロープにかかる張力によっても、磁気特性が変化する。<About the principle of cross-sectional area measurement>
The AC magnetic flux in the
図3は、本発明の実施の形態1におけるロープ1の第1の磁気特性を示した図である。具体的には、この図3に示した第1の磁気特性は、横軸を印加磁界H、縦軸をロープ1内の磁界としたB−Hカーブによる磁気特性である。
FIG. 3 is a diagram showing first magnetic characteristics of the
また、図4は、本発明の実施の形態1におけるロープ1の第2の磁気特性を示した図である。具体的には、この図4に示した第2の磁気特性は、横軸を印加磁界H、縦軸を透磁率μとしたμ−Hカーブによる磁気特性である。なお、透磁率μは、図3に示したB−Hカーブの傾きに相当する。
FIG. 4 is a diagram showing a second magnetic characteristic of the
従来技術の課題として上述したように、図4に示した印加磁界H1における透磁率μは、ロープ1毎の磁気特性の影響を受けて、ばらつきが大きくなってしまう。このような課題を解決するために、本実施の形態1では、直流磁界を印加することでロープ1の内部磁束を飽和させ、図4に示した印加磁界H2の状態としている。この結果、コントローラ70は、透磁率μのばらつきが少なく、ロープ1毎で異なる磁気特性の影響を抑制した状態で、断面積の計測を行うことができる。
As described above as the problem of the prior art, the magnetic permeability μ in the applied magnetic field H1 shown in FIG. 4 is affected by the magnetic characteristics of each
そこで、本実施の形態1では、まず始めに、第1ヨーク10を介してロープ1に直流磁界を印加し、ロープ1の内部磁束Bを飽和状態とする。これにより、ロープ1の磁気特性、寸法にかかわらず、磁束Bの微分値に相当する透磁率μが、先の図4で示したように、ほぼ一定とすることができる。
Therefore, in the first embodiment, first, a DC magnetic field is applied to the
次に、コントローラ70は、軸方向コイル30に関する以下の計算式(1)から、断面積Sを求めることができる。
L=n×φ=n×μHrf×S (1)
ここで、nは、単位長さあたりのコイル巻数であり、Hrfは、交流磁界である。Next, the controller 70 can obtain the cross-sectional area S from the following calculation formula (1) regarding the
L = n × φ = n × μH rf × S (1)
Here, n is the number of coil turns per unit length, and H rf is an AC magnetic field.
本実施の形態1では、コントローラ70の働きにより、第2ヨーク20に巻回された軸方向コイル30に対して、交流電流源50から交流の一定電流が供給されるように制御される。この結果、上式(1)における
n×μHrf
は、既知の一定値とすることができる。従って、コントローラ70は、電圧測定器60により、軸方向コイル30の電圧Vを測定することで、断面積Sに比例した値を計測することが可能となる。In the first embodiment, the controller 70 controls the
Can be a known constant value. Therefore, the controller 70 can measure a value proportional to the cross-sectional area S by measuring the voltage V of the
なお、直流磁界を印加させてロープ1の内部磁束Bを飽和状態とすることは、断面積Sの計測を可能にするばかりでなく、渦電流磁界の変化の計測結果に基づくロープ1の破断検出を行う際の検出精度の向上にも寄与することを、次に説明する。
Note that applying a DC magnetic field to saturate the internal magnetic flux B of the
渦電流磁界は、軸方向コイル30による励磁磁界の電磁誘導作用により生じるため、この励磁磁界を打ち消す方向で生じる。従って、ロープ1の内部に届く励磁磁界は、渦電流磁界により、ロープ内部程、小さくなる。結果として、ロープ1の内部ほど、渦電流は、小さくなる。
Since the eddy current magnetic field is generated by the electromagnetic induction action of the excitation magnetic field by the
そして、渦電流の大きさが、ロープ表面の値から1/eに減少する深さ(表皮深さ)δは、下式(2)で表される。
δ=1/√(π×μ×σ×f) (2)
ここで、上式(2)における各係数は、以下のものである。
π:円周率
μ:透磁率
σ:電気伝導率
f:励磁磁界の周波数The depth (skin depth) δ at which the magnitude of the eddy current decreases to 1 / e from the value on the rope surface is expressed by the following equation (2).
δ = 1 / √ (π × μ × σ × f) (2)
Here, each coefficient in the above equation (2) is as follows.
π: Circumference μ: Magnetic permeability σ: Electrical conductivity f: Frequency of excitation magnetic field
従って、上式(2)からも明らかなように、渦電流は、透磁率μが小さい程、より深くロープ1の内部に侵入できる。図5は、本発明の実施の形態1において、ロープ1が無磁界の状態での、渦電流のロープ1内への侵入と、磁界の強さとの関係を説明するための図である。一方、図6は、本発明の実施の形態1において、ロープ1が強磁界の状態での、渦電流のロープ1内への侵入と、磁界の強さとの関係を説明するための図である。
Therefore, as is clear from the above equation (2), the eddy current can penetrate deeper into the
図5に示すように、無磁界中においては、透磁率μが大きいため、上式(2)で求まる表皮深さδは、浅くなってしまう。この結果、交流磁界、渦電流が、ロープ1の内部にまで侵入できず、欠陥位置まで渦電流が届かない状態が発生するおそれがある。
As shown in FIG. 5, in the absence of a magnetic field, the magnetic permeability μ is large, so that the skin depth δ obtained by the above equation (2) becomes shallow. As a result, the AC magnetic field and eddy current cannot enter the inside of the
これに対して、図6に示すように、強磁界中においては、透磁率μが小さいため、上式(2)で求まる表皮深さδは、先の図5の場合と比較して、より深くなる。この結果、交流磁界、渦電流が、ロープ1の内部まで侵入でき、欠陥位置まで渦電流が届く状態となる。従って、直流磁界を印加させてロープ1の内部磁束Bを飽和状態とさせておくことで、渦電流磁界の漏れ磁束の計測結果に基づくロープ1の破断検出精度を高めることが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 6, since the magnetic permeability μ is small in a strong magnetic field, the skin depth δ obtained by the above equation (2) is more compared to the case of FIG. Deepen. As a result, an alternating magnetic field and eddy current can penetrate into the inside of the
以上の説明から、本願発明の技術的特徴をまとめると、以下の2点となる。
(特徴1)ロープ1に直流磁界を印加することにより、ロープ1の磁気特性のバラツキを抑えることができ、断面積の計測を高精度に行うことができる。
(特徴2)ロープ1に直流磁界を印加することにより、ロープ1の透磁率μを下げることができ、この結果、交流磁界がロープ内部に侵入しやすくなり、ロープ1の破断検出精度を高めることが可能となる。From the above description, the technical features of the present invention are summarized as follows.
(Characteristic 1) By applying a DC magnetic field to the
(Characteristic 2) By applying a DC magnetic field to the
以上のように、実施の形態1によれば、ロープの形状異常を検出する際に、ロープに対して直流磁界を印加し、ロープの内部磁束を飽和状態としている。そして、この飽和状態のロープに対して交流磁界を印加することで、ロープの破断検出および断面積計測を実行している。この結果、個々で異なる磁気特性を有するロープに対して、磁気特性の違いによる影響を抑制した上で、破断検出および断面積計測の精度向上を実現できる。 As described above, according to the first embodiment, when detecting an abnormal shape of the rope, a DC magnetic field is applied to the rope to saturate the internal magnetic flux of the rope. Then, by applying an alternating magnetic field to the saturated rope, rope breakage detection and cross-sectional area measurement are performed. As a result, it is possible to realize an improvement in the accuracy of breakage detection and cross-sectional area measurement while suppressing the influence due to the difference in magnetic characteristics for ropes having different magnetic characteristics.
実施の形態2.
本実施の形態2では、先の実施の形態1とは異なる構成により、上述した特徴1、特徴2を実現するロープ損傷診断検査装置について説明する。Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a rope damage diagnostic inspection apparatus that realizes the above-described
図7は、本発明の実施の形態2におけるロープ損傷診断検査装置の構成図である。本実施の形態2におけるロープ損傷診断検査装置は、第1ヨーク10、第2ヨーク20、軸方向コイル30、周方向コイル41、交流電流源50、51、および電圧測定器60、61を備えて構成されている。なお、図7においても、コントローラ70は、図示を省略している。
FIG. 7 is a configuration diagram of a rope damage diagnostic inspection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The rope damage diagnosis and inspection apparatus according to the second embodiment includes a
先の実施の形態1との構成上の違いとして、本実施の形態2におけるロープ損傷診断検査装置は、磁気センサアレイ40の代わりに周方向コイル41を備えるとともに、交流電流源51および電圧測定器61を新たに備えている。そして、本実施の形態2では、断面積計測に関しては、先の実施の形態と同様であるが、破断検出に関しては、ロープ1の近傍に配置された周方向コイル41を用いて行っており、以下、図面を用いて詳細に説明する。
As a structural difference from the first embodiment, the rope damage diagnosis and inspection apparatus according to the second embodiment includes a
先の実施の形態1において、コントローラ70は、交流電流源50、軸方向コイル30、第2ヨーク20により発生させた交流磁界をロープ1に対して印加し、磁気センサアレイ40により漏れ磁束を計測することで、破断検出を行っていた。
In the first embodiment, the controller 70 applies the alternating magnetic field generated by the alternating
これに対して、本実施の形態2において、コントローラ70は、交流電流源51、周方向コイル41により発生させた交流磁界をロープ1に対して印加し、周方向コイル41により漏れ磁束の計測を行うことで、破断検出を行っている。
In contrast, in the second embodiment, the controller 70 applies an alternating magnetic field generated by the alternating
<実施の形態2における破断検出の原理について>
図8は、本発明の実施の形態2における断線検出の原理を説明するための図であり、具体的には、周方向コイル41により、交流磁界2を発生させるとともに、渦電流磁界の変化を検出する状態を示した説明図である。<About the principle of fracture detection in Embodiment 2>
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of disconnection detection in the second embodiment of the present invention. Specifically, the
本実施の形態2において、コントローラ70は、破断検出を行う際には、交流電流源51、周方向コイル41により、交流磁界2を発生させ、ロープ1に印加し、断面積計測を行う際には、先の実施の形態1と同様に、交流電流源50、軸方向コイル30、第2ヨーク20により交流磁界1を発生させ、ロープ1に印加している。
In the second embodiment, the controller 70 generates the AC magnetic field 2 by the AC
そこで、本実施の形態2では、破断検出動作を行うために周方向コイル41で交流磁界2を印加中の場合には、軸方向コイル30は、動作させず、軸方向コイル30に電流を流さないように、コントローラ70によって制御される。逆に、断面積計測を行うために軸方向コイル30で交流磁界1を印加中の場合には、周方向コイルは、動作させず、周方向コイル41に電流を流さないように、コントローラ70によって制御される。
Therefore, in the second embodiment, when the AC magnetic field 2 is being applied by the
本実施の形態2において断線検出を行う際には、コントローラ70は、図8に示すように、周方向に交流磁界2を印加させることにより、軸方向に渦電流を流す。そして、コントローラ70は、電圧測定器61により周方向コイル41の電圧V2を読み取ることで、破断箇所(A部)での渦電流磁界の変化を検出する。
When disconnection detection is performed in the second embodiment, the controller 70 applies an alternating magnetic field 2 in the circumferential direction to cause an eddy current to flow in the axial direction, as shown in FIG. And the controller 70 detects the change of the eddy current magnetic field in a fracture | rupture location (A part) by reading the voltage V2 of the
図9は、本発明の実施の形態2における破断検出および断面積計測の一連処理を示したフローチャートである。この図9における一連処理は、ロープ損傷診断検査装置が有しているコントローラ70によって実行されるものである。また、図9では、破断検出→断面積計測の順で行っているが、順番は、逆でも問題ない。また、図9の動作は、ロープ1の内部磁束が、直流磁界あるいはパルス磁界の印加により、飽和状態となっていることが前提である。
FIG. 9 is a flowchart showing a series of processing for fracture detection and cross-sectional area measurement according to Embodiment 2 of the present invention. The series of processes in FIG. 9 is executed by the controller 70 included in the rope damage diagnostic inspection apparatus. Moreover, in FIG. 9, although it performs in order of a fracture | rupture detection-> cross-sectional area measurement, there is no problem even if the order is reverse. Further, the operation of FIG. 9 is based on the premise that the internal magnetic flux of the
まず始めに、ステップS901において、コントローラ70は、交流電流源51から周方向コイル41に対して交流の一定電流を供給させることで、ロープ1に対して交流磁界2を印加させる。
First, in step S <b> 901, the controller 70 applies an AC magnetic field 2 to the
次に、ステップS902において、コントローラ70は、周方向コイル41の電圧V2を、電圧測定器61を介して検出することで、破断検出を実行する。具体的には、コントローラ70は、電圧V2が、渦電流磁界の許容変化量に相当する電圧レベルを超えている場合には、破断が発生していると判断する。
Next, in step S <b> 902, the controller 70 detects breakage by detecting the voltage V <b> 2 of the
次に、ステップS903において、コントローラ70は、交流電流源51から周方向コイル41に対して交流の一定電流を供給することを停止し、破断検出処理を終了し、ステップS911以降の断面積計測処理に移行する。
Next, in step S903, the controller 70 stops supplying an AC constant current from the AC
そして、ステップS911において、コントローラ70は、交流電流源50から軸方向コイル30に対して交流の一定電流を供給させることで、ロープ1に対して交流磁界1を印加させる。
In step S <b> 911, the controller 70 causes the AC
次に、ステップS912において、コントローラ70は、軸方向コイル30の電圧V1を、電圧測定器60を介して検出することで、断面積計測を実行する。具体的には、コントローラ70は、上述した数式(1)に基づいて、断面積を計測する。
Next, in step S <b> 912, the controller 70 performs cross-sectional area measurement by detecting the voltage V <b> 1 of the
次に、ステップS913において、コントローラ70は、交流電流源50から軸方向コイル30に対して交流の一定電流を供給することを停止し、断面積計測処理を終了し、ステップS901以降の破断処理に戻る。
Next, in step S913, the controller 70 stops supplying the constant AC current from the AC
ロープ1の破断による欠損は、周方向で発生するため、軸方向の渦電流を妨げやすくなる。この結果、周方向コイル41を活用する本実施の形態2による破断検出処理によれば、磁気センサアレイ40を活用して破断処理を行っていた先の実施の形態1よりも、破断による渦電流の流路変化が大きくなって現れるため、電圧V2の出力がより大きくなる。この結果、破断検出精度のさらなる向上を図ることができる。
Since the defect | deletion by the fracture | rupture of the
以上のように、実施の形態2によれば、ロープの形状異常を検出する際に、ロープに対して直流磁界を印加し、ロープの内部磁束を飽和状態としている。そして、この飽和状態のロープに対して交流磁界を印加することで、ロープの破断検出および断面積計測を実行している。この結果、個々で異なる磁気特性を有するロープに対して、磁気特性の違いによる影響を抑制した上で、破断検出および断面積計測の精度向上を実現できる。さらに、破断検出を行う際に、周方向コイルを用いている。この結果、先の実施の形態1と比較して、破断の検出精度をさらに向上させることが可能になる。 As described above, according to the second embodiment, when detecting an abnormality in the shape of the rope, a DC magnetic field is applied to the rope so that the internal magnetic flux of the rope is saturated. Then, by applying an alternating magnetic field to the saturated rope, rope breakage detection and cross-sectional area measurement are performed. As a result, it is possible to realize an improvement in the accuracy of breakage detection and cross-sectional area measurement while suppressing the influence due to the difference in magnetic characteristics for ropes having different magnetic characteristics. Furthermore, a circumferential coil is used when detecting breakage. As a result, it becomes possible to further improve the detection accuracy of breakage as compared with the first embodiment.
実施の形態3.
本実施の形態3では、先の実施の形態1、2とは異なる構成により、上述した特徴1、特徴2を実現するロープ損傷診断検査装置について説明する。Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a rope damage diagnostic inspection apparatus that realizes the above-described
図10は、本発明の実施の形態3におけるロープ損傷診断検査装置の構成図である。本実施の形態3におけるロープ損傷診断検査装置は、第1ヨーク10、軸方向コイル31、磁気センサアレイ40、交流電流源50、および電圧測定器60を備えて構成されている。
FIG. 10 is a configuration diagram of a rope damage diagnostic inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The rope damage diagnosis and inspection apparatus according to the third embodiment includes a
先の実施の形態1との構成上の違いとして、本実施の形態3におけるロープ損傷診断検査装置は、第2ヨーク20に巻回されていた軸方向コイル30の代わりに、ロープ1の周囲に配置された軸方向コイル31を備えている。
As a structural difference from the first embodiment, the rope damage diagnosis and inspection apparatus according to the third embodiment is arranged around the
破断検出、および断面積計測に関する具体的な原理、手法は、先の実施の形態1と同じであり、説明を省略する。 The specific principle and method regarding break detection and cross-sectional area measurement are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
本実施の形態3では、軸方向コイル31をロープ1の周囲に配置した構成とすることで、第2ヨーク20を不要としている。この結果、ヨークによる直流磁界の吸収を排除することができ、透磁率μのばらつきを抑えることができる。
In the third embodiment, the
図11は、本発明の実施の形態3における軸方向コイル31の斜視図である。この図11とともに、先の図10の右側にも示したように、軸方向コイル31は、2分割構成とすることで、ロープ1に対する着脱を容易に行うことが可能となる。
FIG. 11 is a perspective view of the
以上のように、実施の形態3によれば、軸方向コイルをロープ周囲に配置し、交流磁界を印加するための第2ヨークを不要とした構成を備えている。この結果、ヨークによる直流磁界の吸収を排除し、透磁率μのばらつきの影響を抑制することができ、破断検出および断面積計測のさらなる精度向上を実現できる。 As described above, the third embodiment has a configuration in which the axial coil is arranged around the rope and the second yoke for applying the alternating magnetic field is not necessary. As a result, the absorption of the DC magnetic field by the yoke can be eliminated, the influence of the variation of the magnetic permeability μ can be suppressed, and further improvement in the accuracy of fracture detection and cross-sectional area measurement can be realized.
Claims (9)
前記ロープに装着され、前記ロープを磁気飽和状態とするための磁界を前記ロープに対して印加する第1のヨークと、
振幅および周波数が一定の交流電流を出力する第1の交流電流源と、
軸方向コイルを有して構成され、前記第1の交流電流源から前記軸方向コイルに振幅および周波数が一定の交流電流が供給されることで、前記ロープの軸方向に対して交流磁界を印加し、前記ロープ内に渦電流および渦電流磁界を発生させる交流磁界印加器と、
前記交流磁界の印加中における前記ロープの漏れ磁束を計測する漏れ磁束計測器と、
前記交流磁界の印加中における前記軸方向コイルの電圧を測定する第1の電圧測定器と、
前記第1のヨークにより前記磁気飽和状態となった前記ロープに対して、前記交流磁界印加器を制御することで前記交流磁界を印加させ、前記漏れ磁束計測器により計測された前記漏れ磁束の大きさから前記ロープの破断の有無を検出し、前記第1の電圧測定器により測定された前記電圧から、前記電圧に比例する値として前記ロープの断面積を算出し、前記破断の有無および前記断面積から前記ロープの形状異常を検査するコントローラと
を備えたロープ損傷診断検査装置。 A rope damage diagnostic inspection device for inspecting the shape abnormality of a rope for hanging an elevator car,
A first yoke attached to the rope and applying a magnetic field to the rope to bring the rope into a magnetic saturation state;
A first alternating current source that outputs an alternating current having a constant amplitude and frequency ;
An AC magnetic field is applied to the axial direction of the rope by supplying an AC current having a constant amplitude and frequency from the first AC current source to the axial coil. An AC magnetic field applicator for generating an eddy current and an eddy current magnetic field in the rope;
A leakage flux measuring instrument for measuring the leakage flux of the rope during application of the alternating magnetic field;
A first voltage measuring device for measuring a voltage of the axial coil during application of the alternating magnetic field;
The AC magnetic field is applied to the rope that is in the magnetic saturation state by the first yoke by controlling the AC magnetic field applicator, and the magnitude of the leakage magnetic flux measured by the leakage magnetic flux measuring instrument. Then, the presence or absence of breakage of the rope is detected, and the cross-sectional area of the rope is calculated as a value proportional to the voltage from the voltage measured by the first voltage measuring device. A rope damage diagnosis and inspection device comprising: a controller that inspects the rope shape abnormality from the area.
請求項1に記載のロープ損傷診断検査装置。 The AC magnetic field applicator is configured as a second yoke around which the axial coil is wound, and the amplitude and frequency from the first AC current source with respect to the axial coil are controlled by the controller. The rope damage diagnosis and inspection apparatus according to claim 1, wherein the AC magnetic field is applied to the rope via the second yoke mounted on the rope by supplying a constant AC current .
請求項1に記載のロープ損傷診断検査装置。 The AC magnetic field applicator is configured to be mounted so as to wind the axial coil around the rope, and from the first AC current source to the axial coil based on control by the controller. The rope damage diagnostic inspection apparatus according to claim 1, wherein the alternating magnetic field is applied to the rope by supplying an alternating current having a constant amplitude and frequency .
請求項3に記載のロープ損傷診断検査装置。 The rope damage diagnostic inspection apparatus according to claim 3, wherein the axial coil is configured by a coil divided into two.
請求項1から4のいずれか1項に記載のロープ損傷診断検査装置。 The leakage magnetic flux measuring device is configured by a magnetic sensor array, and is arranged to measure the leakage magnetic flux in any one of a radial direction, an axial direction, and a circumferential direction of the rope. The rope damage diagnostic inspection apparatus according to claim 1.
前記周方向コイルに対して振幅および周波数が一定の交流電流を出力するために第2の交流電流源と、
前記周方向コイルの電圧を測定する第2の電圧測定器と
をさらに備え、
前記交流磁界印加器は、
前記軸方向コイルが巻回された第2のヨークを有し、前記断面積を測定する際に、前記コントローラによる制御に基づいて前記第1の交流電流源から前記軸方向コイルに振幅および周波数が一定の交流電流が供給されることで、前記ロープに装着された前記第2のヨークを介して前記ロープに対して前記交流磁界として第1交流磁界を印加する第1交流磁界印加器と、
前記破断の有無を判断する際に、前記コントローラによる制御に基づいて前記第2の交流電流源から前記周方向コイルに振幅および周波数が一定の交流電流が供給されることで、前記ロープに対して前記交流磁界として第2交流磁界を印加する第2交流磁界印加器と
を含んで構成され、
前記コントローラは、
前記断面積を測定する際には、前記第1のヨークにより前記磁気飽和状態となった前記ロープに対して、前記第1交流磁界印加器を制御することで前記第1交流磁界を印加させ、前記第1の電圧測定器により測定された電圧から、前記電圧に比例する値として前記ロープの断面積を算出し、
前記破断の有無を判断する際には、前記第1のヨークにより前記磁気飽和状態となった前記ロープに対して、前記第2交流磁界印加器を制御することで前記第2交流磁界を印加させ、前記第2の電圧測定器により測定された電圧から前記ロープの破断の有無を検出する
請求項1に記載のロープ損傷診断検査装置。 The leakage flux measuring instrument is composed of a circumferential coil,
A second alternating current source for outputting an alternating current having a constant amplitude and frequency to the circumferential coil;
A second voltage measuring device that measures the voltage of the circumferential coil; and
The AC magnetic field applicator is:
The second coil around which the axial coil is wound has an amplitude and frequency from the first alternating current source to the axial coil based on control by the controller when measuring the cross-sectional area. A first AC magnetic field applicator that applies a first AC magnetic field as the AC magnetic field to the rope via the second yoke attached to the rope by supplying a constant AC current ;
When the presence or absence of the breakage is determined, an alternating current having a constant amplitude and frequency is supplied from the second alternating current source to the circumferential coil based on the control by the controller. A second AC magnetic field applicator that applies a second AC magnetic field as the AC magnetic field,
The controller is
When measuring the cross-sectional area, the first AC magnetic field is applied to the rope that has been saturated with the first yoke by controlling the first AC magnetic field applicator, From the voltage measured by the first voltage measuring device, calculate the cross-sectional area of the rope as a value proportional to the voltage,
When determining the presence or absence of the break, the second AC magnetic field is applied to the rope that has been saturated with the first yoke by controlling the second AC magnetic field applicator. The rope damage diagnosis and inspection device according to claim 1, wherein presence or absence of breakage of the rope is detected from a voltage measured by the second voltage measuring device.
請求項1から6のいずれか1項に記載のロープ損傷診断検査装置。 The rope damage diagnostic inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the first yoke has a permanent magnet and applies a DC magnetic field to the rope.
請求項1から6のいずれか1項に記載のロープ損傷診断検査装置。 The rope damage diagnostic inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the first yoke includes an electromagnet and applies a pulse magnetic field to the rope.
前記ロープを磁気飽和状態とするための磁界を前記ロープに対して印加する第1ステップと、
前記磁気飽和状態となった前記ロープに対して、交流磁界を印加させる第2ステップと、
前記交流磁界の印加中における前記ロープの漏れ磁束を計測する第3ステップと、
計測された前記漏れ磁束の大きさから前記ロープの破断の有無を検出する第4ステップと、
前記交流磁界の印加中において、前記ロープの軸方向に発生する渦電流磁界により変動する電圧を測定する第5ステップと、
測定された前記電圧に比例する値として前記ロープの断面積を算出する第6ステップと、
前記第4ステップによる前記破断の有無の検出結果、および前記第6ステップによる前記断面積の算出結果から、前記ロープの形状異常を判断する第7ステップと
を有するロープ損傷診断検査方法。 A rope damage diagnostic inspection method for inspecting an abnormal shape of a rope for hanging an elevator car,
Applying a magnetic field to the rope to bring the rope into a magnetic saturation state;
A second step of applying an alternating magnetic field to the rope in the magnetic saturation state;
A third step of measuring leakage flux of the rope during application of the alternating magnetic field;
A fourth step of detecting presence or absence of breakage of the rope from the measured magnitude of the leakage magnetic flux;
A fifth step of measuring a voltage that fluctuates due to an eddy current magnetic field generated in the axial direction of the rope during application of the alternating magnetic field;
A sixth step of calculating a cross-sectional area of the rope as a value proportional to the measured voltage;
A rope damage diagnostic inspection method comprising: a seventh step of determining an abnormality in the shape of the rope from a detection result of the presence or absence of the breakage in the fourth step and a calculation result of the cross-sectional area in the sixth step.
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