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原文传递监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法

专利名称：	监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法
摘要：	本发明公开了一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，包括磁路模块和检测模块；磁路模块由激励磁源、中间磁轭臂、磁轭梁和磁轭侧臂组成，磁轭侧臂分布在中间磁轭臂的两侧，磁轭梁固定连接中间磁轭臂和磁轭侧臂，激励磁源设置于中间磁轭臂上；检测模块由磁通量检测线圈、磁敏传感器、位移传感器和信号处理器组成，磁通量检测线圈获取磁通量信号，磁敏传感器检测漏磁信号，位移传感器采集位置信号，信号处理器接收信号并分析处理，从而实现对电梯曳引钢带不同类型缺陷的同时检测并精确定位，同时提高电磁耦合效率和检测灵敏度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	中国计量大学
发明人：	唐波;郭必奔;郝家琦
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910811217.3
公开号：	CN110487889A
代理机构：	杭州天昊专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	黄芳
分类号：	G01N27/83(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号
主权项：	1.一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，包括磁路模块和检测模块；磁路模块由激励磁源、中间磁轭臂、磁轭梁和磁轭侧臂组成，磁轭侧臂分布在中间磁轭臂的两侧，磁轭梁固定连接中间磁轭臂和磁轭侧臂，激励磁源设置于中间磁轭臂上；检测模块由磁通量检测线圈、磁敏传感器、位移传感器和信号处理器组成，磁通量检测线圈获取磁通量信号，磁敏传感器检测漏磁信号，位移传感器采集位置信号，信号处理器接收信号并分析处理。 2.如权利要求1所述的一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，所述的磁路模块为E型拓扑结构，磁路模块的磁轭梁为长方体，磁轭梁横向水平放置并且平行与曳引钢带，磁路模块的磁轭侧臂为长方体，磁轭侧臂的一端竖向水平固定于磁轭梁上，磁轭侧臂的另一端与曳引钢带平行且保持间隙，磁路模块的中间磁轭臂为长方体且固定于磁轭梁上，中间磁轭臂与左右两边的磁轭侧臂平行且保持等距离的间隙；磁路模块的中间磁轭臂、磁轭梁和磁轭侧臂均采用具有高磁导率和高磁感应强度特性的材料。 3.如权利要求1所述的一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，所述的激励磁源通过永磁体嵌在磁路模块的中间磁轭臂上，或通过线圈缠绕在中间磁轭臂上，激励磁源为中间磁轭臂提供磁动势且能够进行大小调节，中间磁轭臂靠近磁轭梁的一端为N极，中间磁轭臂靠近曳引钢带的一端为S极，或中间磁轭臂靠近磁轭梁的一端为S极，中间磁轭臂靠近曳引钢带的一端为N极。 4.如权利要求1所述的一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，所述的磁通量检测线圈缠绕在磁路模块的两个磁轭侧臂上，形成左侧臂磁通量检测线圈和右侧臂磁通量检测线圈，磁通量检测线圈获取每条磁回路上的磁通量变化情况。 5.如权利要求1所述的一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，所述的磁敏传感器有两组，每组包含多个磁敏传感器，一组磁敏传感器设置于左边磁轭侧臂与中间磁轭臂的中间位置处，并与磁轭侧臂与中间磁轭臂保持同一水平面，另一组磁敏传感器设置于右边磁路模块的磁轭侧臂与磁路模块中间磁轭臂的中间位置处，并与磁轭侧臂与中间磁轭臂保持同一水平面，磁敏传感器用于获取曳引钢带不同位置上的缺陷漏磁信号。 6.如权利要求1所述的一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，所述的电磁传感器与曳引钢带形成两个闭合磁回路，一条闭合磁回路的路径顺序依次为中间磁轭臂、磁轭梁、左磁轭侧臂、气隙、曳引钢带、中间磁轭臂，另一条闭合磁回路的路径顺序依次为中间磁轭臂、磁轭梁、右磁轭侧臂、气隙、曳引钢带、中间磁轭臂，两条闭合磁路的磁动势由激励磁源提供，曳引钢带内的钢芯处于磁饱和状态。 7.如权利要求1所述的一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，所述的位移传感器由编码器和滚轮组成，位移传感器设置于电磁传感器的外侧，并固定于电磁传感器磁轭梁的侧面上，且与磁敏传感器位于曳引钢带的同一侧面，位移传感器的滚轮上设置有弹性调节结构，滚轮紧贴于曳引钢带表面，位移传感器的编码器采集滚轮的位移信号。 8.如权利要求1所述的一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，所述的信号处理器由数据采集卡和上位机组成，数据采集卡同时获取磁敏传感器的漏磁场信号、磁通量检测线圈的磁通量信号和位移传感器的位移信号，并将同时获取的三组信号通过数据采集卡传输给上位机进行分析。 9.如权利要求1所述的一种监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，其特征在于，所述的电磁传感器进行缺陷监测的方法包括以下步骤：步骤1，将电磁传感器和外置的位移传感器固定于电梯机械部件上，并与曳引钢带保持一定间隙，位移传感器的滚轮和曳引钢带表面接触；步骤2，电磁传感器工作时，若电梯曳引钢带上无损伤缺陷，则两条闭合磁路上的磁特性一致，左磁轭侧臂磁通量检测线圈和右磁轭侧臂磁通量检测线圈的差分信号为零，两组磁敏传感器的差分信号也为零；步骤3，电磁传感器工作时，若电梯曳引钢带中存在损伤缺陷，则在损伤缺陷部位处的磁导率、磁阻等电磁特性将发生变化，引起两条闭合磁回路中磁通量和磁场强度发生变化，从而导致左磁轭侧臂磁通量检测线圈和右磁轭侧臂磁通量检测线圈的差分信号发生跳变以及两组磁敏传感器的差分信号也发生跳变；步骤4，通过上位机分析多通道数据采集卡获取的检测信号，即可得到曳引钢带不同位置上磁通量和漏磁信号的变化情况，若曳引钢带任意处存在缺陷，则磁通量和漏磁信号在缺陷位置处会表现出瞬时跳变的现象。
所属类别：	发明专利