MTC电梯钢丝绳检测技术和应用

1、电 梯MTC电梯钢丝绳检测技术和应用 胡 强 万延英上海且华虚拟仪器技术二二年十月一日MTC电梯钢丝绳检测技术和应用胡 强 万延英摘要：本文从通用钢丝绳检测技术出发，重点表述电梯专用钢丝绳检测技术和应用的难度，并以此告之世人，正申报OHSAS18000认证的高品质企业，配置先进设备，可以巩固自己的市场领先地位，刚获得ISO9000认证的一般企业，配置先进设备，可以提高自己的市场覆盖率。主题词：电梯 钢丝绳 检测 技术 应用 通用钢丝绳检测技术1.1 背景条件钢丝绳的在线检测是世界上的一个百年难题，由于钢丝绳可认作是无限长的结构复杂的几何体，故应用传统的仪器，不可避免发生漏检和误检。唯有以基于当

2、今迅速发展的信息和计算机技术，软件取代仪器，直接在电脑平台上进行采样和处理，才能破解难题，并实现定量不漏不误的在线检测。1997年，MTC钢丝绳安全检测仪基于这一技术思路成功问世，中国人终于有了可用的钢丝绳在线检测的仪器。1.2 基本原理图1 系统框图当钢丝绳快速通过传感器时，传感器中的永久磁钢同步轴向深度磁化钢丝绳，并达到饱和。钢丝绳的断丝、磨损等缺陷同步产生向外扩散的漏磁场和磁通变化，向空间扩散的信号经集聚和处理，通过AD接口，转换后的压缩数字信号输入PC机。基于三维数学模型的软件实时解压处理。以明确的定量数值显示钢丝绳内外断丝、锈蚀、磨损、金属截面积变化，按现行标准提出钢丝绳安全性和使用

3、寿命诊断评价报告。1.3 技术关键 钢丝绳中的断丝和锈蚀缺陷会产生向外泄露的漏磁场；环状聚磁器将空间分布的强弱漏磁信号聚集，均化并将其引导到周向等方位布置的多个霍尔元件列组合的检测回路中；国际上称作局部缺陷检测法（LF法）图2 LF聚磁原理 钢丝绳中的锈蚀和磨损引起的金属截面积的变化使磁桥回磁路的平衡破坏，磁桥路的磁通量发生变化；由于霍尔元件置于磁桥路的平衡点，它能接受每一个磁通量微小变化的信号；国际上称作截面积损耗检测法（LMA法）图3 LMA磁桥回路 基于模型的检测方法将检测看作一个过程，将检测仪器看作一个系统，根据被测对象和检测仪器本身特定的信息（即先验知识）和通过实验得到的数据（即后验

4、知识），建立检测仪器的实际数学模型，通过相应的算法进行数据处理，以期获得对被测对象的检测结果的准确全面描述，也可以说是计算机化的智能检测。2. 电梯钢丝绳检测现有依据和存在问题2.1 依据根据GB7588电梯制造与安装安全规范等国家标准，上海市专门制定了DB31/193电梯维护保养安全规范的地方标准：电梯钢丝绳报废规定钢丝绳出现断股钢丝单丝磨损或腐蚀造成实际直径为原直径90%时；钢丝绳的一个绞丝跨距长度（即一个捻距）中达到下表规定断丝根数时；电梯报废单丝绳裂根数表钢丝绳安全系数n钢丝绳一个捻距内有下列根数钢丝绳断裂时，钢丝绳即应报废钢丝表面磨损或腐蚀达直径 %010%15%20%2530%01

5、0161312119810121815131210912142017151412101416221816151311注：表中断丝根数，对同向捻钢丝绳取1/2数值为报废依据电梯钢丝绳检测周期：定期检验：电梯投入正常运行之后，每年进行一次例行年度安检。特殊检验：新安装、大修、重大改装或事故修复的电梯，在正式投入运行之前进行安检。保养检验：井道中限速器钢丝绳，补偿钢丝绳每三个月一次检修。电梯钢丝绳检验方法： 在机房，电梯以检修速度，全程运行，仔细检查钢丝绳在曳引轮上绕行全过程，若有断丝、磨损，应参照钢丝绳报废标准来处理。2.2 问题多年来，由于一直没有过关的可用的仪器，电梯钢丝绳的检验只能用传统方法

6、，人工眼看、尺量。长长的多根电梯钢丝绳，靠目测检查，十分疲劳，容易遗漏；至于钢丝绳内部的断丝，目测是不可能发现的。中国的高楼越来越多，上海的电梯已近40000部，十分重视电梯质量和安全的上海三菱电梯，率先从日本进口三套电梯钢丝绳安全检测仪。由于仪器的价格昂贵，仅在像金贸大厦等重要楼宇的电梯上使用；而且其检测结果只能定性，不能定量，是否漏检也无法判断；还有是传感器的铜质导套很薄，容易磨损，备件价格更是不菲。3.1 技术难点 电梯钢丝绳检测的最佳位置是在电梯标准规定的机房曳引机附近，但电梯钢丝绳均为4至6根非独立而组合排列的，相互的间距仅57mm，目前技术过关，又通用的MTC钢丝绳检测仪的传感器是

7、无法安置的。 更困难的是，由于钢丝绳的密集排列，当检测第一根时，相邻第二根上的缺陷信号将寄生到第一根上，干扰的噪声信号又很大，无法获得准确的在检的第一根钢丝绳的缺陷。3.2 解决方案a构筑复合励磁回路，聚焦磁化强度图4钢丝绳磁化特性曲线独立的单根钢丝绳检测，选择适当数量的永久磁铁，利用叉状极靴，根据钢丝绳的结构，或采用单回路轴向励磁，或采用多回路轴向励磁，均能方便获得定量检测的满意结果。如图4所示，对于619结构的圆股钢丝绳，只要设法使钢丝绳通过传感器时能瞬时达到磁化的近饱和区即可，此时钢丝绳的磁化强度为34103A/M。 实验可知，电梯钢丝绳检测中，传感器的永久磁铁应该提供足够强度励磁场，而

8、且能集中地使受测钢丝绳的磁化强度达到45103A/m，为此采用磁铁并联、周向均布、多点极柱配置，从而形成复合励磁回路。由于磁路的矢量性和非线性，磁铁的极柱布置必须避免磁力线的闭合、干涉和其他微小的影响。b构筑磁屏蔽整合邻近钢丝绳的扩散磁场 受测钢丝绳的磁化强度获得聚焦后，由于传感器紧挨相邻的另一根钢丝绳，扩散磁场仍将同步磁化这另一根钢丝绳，故采用功能性的高导磁材料在传感器的外表构筑磁屏障，阻挡磁力线进入非工作区域。4. MTC elevator 电梯钢丝绳安全检测仪的应用4.1 传感器结构图5 传感器结构图 如图5所示，位置编码器，传感器芯体，主固定支架，副用固定支架。根据受测的电梯钢丝绳直径

9、的不同，为了获得准确的定性定量检测结果，可变换这个传感器芯体。如果电梯机房中曳引机环境位置受限，仅用于上部半个传感器，同样能获得满意的检测结果，但断丝定量检测的准确率将下降5%左右。4.2 工作现场图6 电梯钢丝绳检测工作现场如图6所示，仅需二名检测人员即可在曳引机房完成全部工作，其中一人手握传感器，另一个则操作电脑采样、负责电梯钢丝绳的启动停止和注意现场工作安全。4.3 电脑软件只要会开电视机的人即可按界面提示进行操作。对每种规格的钢丝绳仅需一次标定，即可长期调用。在此界面可以确认钢丝绳断丝的准确数量，及锈蚀、松股、变形、材质变化等缺陷。右栏数据显示钢丝绳金属截面积变化百分数值，波形表示其制

10、造质量及其他缺陷。直接显示钢丝绳断丝位置，数量和按现行国家标准规定的捻距内的断丝量等。5. 电梯钢丝绳检测的应用的方向讨论 电梯钢丝绳检测因技术和理念的滞后，一直袭用人工目测的传统方法。随着人们理念的进步和技术的发展，各企业从质量管理ISO9000和环境管理14000的认证，进入职业安全卫生OHSAS18000的认证，许多行业开始和已经规定钢丝绳检测必须应用科学仪器。最新奥的斯Gen2电梯由12条钢丝绳组成的塑钢复合带提升，应该说其安全绝对没有问题，但每部电梯均配置一套钢丝绳芯的塑钢复合带的安全检测仪。由此可见应用和推广MTC电梯钢丝绳安全检测仪有着良好的前景。电梯供应维修：高知名度的可以提高质量品位，低知名度的可以此扩大市场占有率。 电梯行业检验：