JP6289732B2 - 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 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
(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。
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。
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。
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。
Claims (9)
- 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、
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。 - 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のヨークとして構成され、前記コントローラによる制御に基づいて前記軸方向コイルに対して前記第1の交流電流源から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を印加する
請求項1に記載のロープ損傷診断検査装置。 - 前記交流磁界印加器は、前記ロープに対して前記軸方向コイルを巻回するように装着して構成され、前記コントローラによる制御に基づいて前記軸方向コイルに対して前記第1の交流電流源から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を印加する
請求項1に記載のロープ損傷診断検査装置。 - 前記軸方向コイルは、2分割されたコイルで構成されている
請求項3に記載のロープ損傷診断検査装置。 - 前記漏れ磁束計測器は、磁気センサアレイで構成され、前記ロープの径方向、軸方向、周方向のいずれかの方向における前記漏れ磁束を計測するように配置されている
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。 - 前記漏れ磁束計測器は、周方向コイルで構成され、
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。 - 前記第1のヨークは、永久磁石を有し、前記ロープに対して直流磁界を印加する
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。 - 前記第1のヨークは、電磁石を有し、前記ロープに対してパルス磁界を印加する
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。 - 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、
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。
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