本實(shí)用新型涉及一種電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

電梯繩索一般是將多條絞線絞合在一起形成的。在電梯使用期間，隨著時(shí)間的推移，電梯繩索會(huì)出現(xiàn)時(shí)效性疲勞，并且發(fā)生磨損，諸如繩索長度伸長，直徑減小，繩索表面出現(xiàn)破損，繩索中的一條或多條絞線發(fā)生斷裂等。如果繩索的疲勞和磨損超過了安全閾值，則必須對繩索進(jìn)行更換，以消除安全隱患。

因此，在使用繩索懸吊的電梯中，需要進(jìn)行常規(guī)的繩索狀態(tài)監(jiān)控。所述繩索狀態(tài)監(jiān)控一般通過電梯維修人員的可視檢查進(jìn)行，并且可以借助市場上可以得到的工具輔助。可視檢查包括清點(diǎn)繩索表面處的斷裂線，確定繩索外徑的變化等。維修人員還可以借助磁力檢測器進(jìn)行繩索檢查，其中，小的測量線圈檢測破損繩索的雜散磁場。磁力檢查可以間隔地進(jìn)行，即使在繩索表面之下的破損，也可以局部地檢測到破損所發(fā)生的位置。

常規(guī)的電梯繩索監(jiān)控和檢查存在很多問題。首先，這些檢查高度依賴于維修人員的經(jīng)驗(yàn)和技巧，而難以以標(biāo)準(zhǔn)化的方式執(zhí)行。因而，在本領(lǐng)域內(nèi)有對能夠以可量化的標(biāo)準(zhǔn)化方式進(jìn)行繩索檢查的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置的需求。另外，在進(jìn)行這些檢查時(shí)大都需要先停止電梯的運(yùn)行。由于這一原因，繩索檢查的頻率不能過高，以避免過于頻繁地中斷電梯的正常運(yùn)行，打擾電梯用戶的正常使用。然而，繩索對整個(gè)電梯的安全是關(guān)鍵性部件，即使以高安全冗余設(shè)計(jì)，仍然需要常規(guī)的監(jiān)控和檢測。因此，迫切地需要一種無需中斷電梯的正常運(yùn)行的在線式電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置。此外，在常規(guī)的電梯繩索檢查中使用的磁力檢測器等輔助設(shè)備需要大量的硬件和軟件投資。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本實(shí)用新型旨在解決常規(guī)的電梯繩索監(jiān)控和檢查中存在的上述問題，其目的在于提供一種電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置，能夠以可量化的標(biāo)準(zhǔn)化方式進(jìn)行電梯繩索檢查，在檢查過程中無需中斷電梯的正常運(yùn)行。該裝置自身的成本也是較低的。

本實(shí)用新型所基于的原理是，懸吊電梯的電梯繩索的動(dòng)力學(xué)、噪聲和振動(dòng)部分地依賴于繩索自身的狀態(tài)，諸如繩索的彈性性質(zhì)和表面特性。因此，通過測量與繩索剛性連接的電梯部件的振動(dòng)，可以推斷繩索的狀態(tài)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置包括振動(dòng)傳感器，布置在電梯系統(tǒng)上，用于測量電梯系統(tǒng)的振動(dòng)；數(shù)據(jù)采集單元，用于接收和采集所述振動(dòng)傳感器的輸出信號，得到反映電梯系統(tǒng)的振動(dòng)隨時(shí)間變化的時(shí)域數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，用于處理所述時(shí)域數(shù)據(jù)，從而得到電梯系統(tǒng)的振動(dòng)的頻譜，其中，繩索的狀態(tài)通過所述頻譜確定。在頻譜的變化超過預(yù)先確定的閾值時(shí)，可以推斷繩索出現(xiàn)了顯著的狀態(tài)劣化，從而需要派遣維修人員進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)，以決定是否對其進(jìn)行更換。

根據(jù)本實(shí)用新型的可選實(shí)施例，所述頻譜的變化是通過數(shù)據(jù)處理單元程序化地自動(dòng)確定的。

附圖說明

在下文中，本實(shí)用新型以舉例的方式并參照附圖進(jìn)行更詳細(xì)的說明，其中：

圖1A和圖1B是安裝有根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置的電梯系統(tǒng)的一部分的示意圖。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置執(zhí)行固有頻率檢測的流程圖。

圖4A是圖3所示的固有頻率檢測中的擾動(dòng)的示意圖，4B是圖3所示的固有頻率檢測的結(jié)果示例。

圖5A-圖5B是通過噬合頻率檢測監(jiān)控電梯繩索的狀態(tài)的原理示意圖，圖5C是噬合頻率檢測的結(jié)果示例。

圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置執(zhí)行噬合頻率檢測的流程圖。

圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置在一次循環(huán)中既執(zhí)行固有頻率檢測又執(zhí)行噬合頻率檢測的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。

除非另作定義，本文使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員所理解的通常意義。本實(shí)用新型專利申請說明書以及權(quán)利要求書中使用的“一個(gè)”、“一”或者“該”等類似詞語也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。

圖1A和圖1B示出了安裝有根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置的電梯系統(tǒng)的一部分的示意圖，其中，圖1A中的繩輪4用于懸吊電梯轎廂1，圖1B中的繩輪4用于對繩索3進(jìn)行導(dǎo)向。如圖1A所示，電梯轎廂1由繩索3繞掛在繩輪4上，繩索3的另一端吊掛著對重(未示出)。可選地，電梯可以具有多根繩索3，并且繩輪4可以具有多個(gè)繩輪槽，每根繩索3繞掛在繩輪4的一個(gè)繩輪槽上。繩輪槽的數(shù)量大于或等于繩索3的數(shù)量。繩索3與轎廂1之間設(shè)置有減振器，諸如彈簧等，以衰減由繩索3傳遞到轎廂1的振動(dòng)。繩輪4安裝在繩輪梁5之上，并可繞繩輪軸6樞轉(zhuǎn)，從而使轎廂1上升或下降。繩輪4的樞轉(zhuǎn)由電梯控制系統(tǒng)控制，并通過諸如電機(jī)的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。繩輪4與繩索3和繩輪梁5之間存在足夠剛性的機(jī)械連接，使得繩索3的微小振動(dòng)也能夠傳遞到繩輪4和繩輪梁5。

在圖1B所示的示例中，繩輪4用于對繩索3進(jìn)行導(dǎo)向，其中，繩輪4不用于驅(qū)動(dòng)繩索，而是由移動(dòng)的繩索3帶動(dòng)而自由轉(zhuǎn)動(dòng)。繩輪梁5固定在電梯轎廂1的框架之上，因此和安裝在其上的繩輪4一起與電梯轎廂1同步移動(dòng)。繩索3繞繩輪4的包角是可變的，并且通常處于15-180度之間。

此外，電梯系統(tǒng)，特別是繩索3和繩輪4，可以具有多種不同的構(gòu)造。繩索3可以不用作承載電梯轎廂的懸掛繩索，并且僅用于在牽引繩輪的兩側(cè)上平等地平衡繩索的質(zhì)量。繩輪4還可以是用于張緊平衡繩索的繩輪。另一方面，繩輪4也可以永久地固定到建筑結(jié)構(gòu)，例如用于曳引機(jī)的偏轉(zhuǎn)繩輪。繩索端部還可以固定到轎廂或通過固定的繩索固定件固定到建筑物。

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10包括振動(dòng)傳感器11、數(shù)據(jù)采集單元12和數(shù)據(jù)處理單元13。

振動(dòng)傳感器11布置在電梯系統(tǒng)上，用于測量電梯系統(tǒng)的振動(dòng)。優(yōu)選地，振動(dòng)傳感器11布置在繩輪梁5上，或者直接布置在繩輪4的側(cè)面。該振動(dòng)傳感器11也可以布置在轎廂1上，但是由于減振器的存在，這樣測得的振動(dòng)在振幅上較小，并且頻率上也會(huì)發(fā)生變化。可選地，振動(dòng)傳感器11還可以放置在滑輪4的滑輪軸上，從而還可以檢測滑輪4的軸承的噪聲。振動(dòng)傳感器11例如是加速度計(jì)。

數(shù)據(jù)采集單元12用于接收和采集振動(dòng)傳感器11的輸出信號。可選地，還可以在振動(dòng)傳感器11與數(shù)據(jù)采集單元12之間設(shè)置帶通濾波器，其可以降低所采集的輸出信號中與繩索3無關(guān)的噪聲，所述噪聲是由電梯系統(tǒng)的一般機(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致的，諸如由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)。數(shù)據(jù)采集單元12將反映電梯系統(tǒng)的振動(dòng)隨時(shí)間變化的時(shí)域信號輸出到數(shù)據(jù)處理單元13。

數(shù)據(jù)處理單元13處理所述時(shí)域信號，從而得到電梯系統(tǒng)的振動(dòng)的頻譜。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理單元13通過快速傅里葉變換(FFT)處理所述時(shí)域信號。繩索3的狀態(tài)劣化通過頻域信號的變化確定。可選地，數(shù)據(jù)采集單元12和數(shù)據(jù)處理單元13可具體化為集成有數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)字信號處理器(DSP)。

該電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10還可以與電梯系統(tǒng)控制單元20通信，以得到與電梯的運(yùn)行狀況相關(guān)的一般信息，例如轎廂1所處的高度、轎廂1內(nèi)是否有乘客、轎廂1的運(yùn)動(dòng)方向等。電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10還可以指令電梯系統(tǒng)控制單元20，以使電梯系統(tǒng)處于所期望的狀態(tài)或者對電梯系統(tǒng)的運(yùn)行做出所期望的擾動(dòng)等，例如指令電梯系統(tǒng)控制單元20將轎廂1移動(dòng)到所期望高度、指令電梯系統(tǒng)控制單元20使電梯系統(tǒng)的電機(jī)輸出短的力矩脈沖等。此外，電梯系統(tǒng)控制單元20也可以反過來根據(jù)電梯操作人員的設(shè)定指令電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10啟動(dòng)電梯繩索監(jiān)控。

上述電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10可以執(zhí)行電梯繩索狀態(tài)監(jiān)測，其中，該電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10與電梯系統(tǒng)控制單元20通信，使電梯處于期望狀態(tài)下；振動(dòng)傳感器11檢測電梯系統(tǒng)的振動(dòng)，數(shù)據(jù)采集單元12接收和采集振動(dòng)傳感器11的輸出信號，得到反映電梯系統(tǒng)的振動(dòng)隨時(shí)間變化的時(shí)域數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元13處理所述時(shí)域數(shù)據(jù)，得到電梯系統(tǒng)的振動(dòng)的頻譜；最后，由電梯操作人員或維修人員根據(jù)所述頻譜確定繩索的狀態(tài)，也可以由數(shù)據(jù)處理單元13自動(dòng)地根據(jù)所述頻譜確定繩索的狀態(tài)。

上文描述的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)測可以由操作人員手動(dòng)地啟動(dòng)，也可以程序化地定期啟動(dòng)，諸如每天執(zhí)行一次、隔天執(zhí)行一次、每周執(zhí)行一次、每月執(zhí)行一次等。

根據(jù)本實(shí)用新型所述的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)測可以包括固有頻率檢測和噬合頻率檢測，下文將分別結(jié)合附圖詳細(xì)說明。

通常，在使用一段時(shí)間之后，繩索3的彈性性質(zhì)會(huì)發(fā)生劣化。例如，繩索3的磨損會(huì)導(dǎo)致它的長度相比新繩索的原始長度發(fā)生變化。這種長度變化進(jìn)而影響繩索的彈性模量。通常情況下，與新繩索相比，磨損的繩索具有更高的彈性系數(shù)k。繩索3的彈性系數(shù)k的變化可以引起電梯的縱向的固有頻率f_c的變化。在結(jié)構(gòu)如圖1所示的電梯系統(tǒng)中，電梯的縱向的固有頻率f_c由電梯的懸吊組件的等效彈性系數(shù)k_e確定：

其中，所述等效彈性系數(shù)k_e根據(jù)用于連接轎廂1的繩索長度而不同。在進(jìn)行電梯的固有頻率f_c測量時(shí)，通過使轎廂1處于相同的高度，可以消除繩索長度變化的影響，進(jìn)而可以依據(jù)該固有頻率f_c的變化對繩索3的狀態(tài)進(jìn)行判斷。

根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10可以通過檢測電梯的固有頻率f_c而判斷繩索3的狀態(tài)。圖3示出了電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10執(zhí)行固有頻率檢測的流程圖。

在步驟101中，電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10與電梯系統(tǒng)控制單元20通信，以確定電梯的狀態(tài)，例如轎廂1所處的高度、轎廂1內(nèi)是否有乘客、以及轎廂1的運(yùn)動(dòng)方向(向上或向下)等。在判斷轎廂1內(nèi)沒有乘客或其它載重時(shí)，或者當(dāng)轎廂1內(nèi)的載重已知時(shí)，電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10指令電梯系統(tǒng)控制單元20，以將轎廂1移動(dòng)到所期望的位置，以便于與之前或之后的測量進(jìn)行比較。

接下來，在步驟102中，需要在繩索上產(chǎn)生擾動(dòng)，從而產(chǎn)生電梯的縱向振動(dòng)。這種擾動(dòng)優(yōu)選地是脈沖式擾動(dòng)，并且由電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10指令電梯系統(tǒng)控制單元20而實(shí)現(xiàn)。例如，通過電梯系統(tǒng)控制單元20指令逆變器輸出短的電流脈沖，電梯的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出短的力矩脈沖，從而實(shí)現(xiàn)這種脈沖式擾動(dòng)?？蛇x地，這種脈沖式擾動(dòng)也可以通過敲打繩索或轎廂而由操作人員手動(dòng)地實(shí)現(xiàn)。此外，這種脈沖式擾動(dòng)可以執(zhí)行多次，例如圖4A示出了執(zhí)行三次脈沖式擾動(dòng)。另一種可選的擾動(dòng)方式可以是對正在運(yùn)動(dòng)的轎廂進(jìn)行制動(dòng)。

進(jìn)一步，在步驟103中，振動(dòng)傳感器11檢測步驟102中的擾動(dòng)引起的縱向振動(dòng)，并且數(shù)據(jù)采集單元12采集振動(dòng)傳感器11的輸出，得到縱向振動(dòng)的時(shí)域數(shù)據(jù)。在步驟104中，數(shù)據(jù)處理單元13通過快速傅里葉變換處理步驟103中所得到的縱向振動(dòng)的時(shí)域數(shù)據(jù)，得到縱向振動(dòng)的頻域數(shù)據(jù)，即縱向振動(dòng)的振動(dòng)頻譜。

在步驟105中，根據(jù)所得到的頻譜確定電梯的縱向振動(dòng)的固有頻率。圖4B示出了執(zhí)行固有頻率f_c檢測的一個(gè)示例，其中，圖4B的下部是縱向振動(dòng)的時(shí)域數(shù)據(jù)，圖4B的上部是對該時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換得到的頻譜圖，可以看出頻譜圖中顯現(xiàn)了對應(yīng)于電梯的固有頻率f_c的峰值。在圖4B所示的示例中，該固有頻率f_c是3Hz。這種固有頻率確定優(yōu)選地由數(shù)據(jù)處理單元13自動(dòng)地執(zhí)行?？蛇x地，也可以由操作人員確定固有頻率。

在步驟106中，可以根據(jù)固有頻率的變化大于預(yù)定閾值而判斷繩索發(fā)生了劣化，反之亦然。例如，在使用6根繩索3的電梯中，如果一根繩索發(fā)生松弛，則固有頻率f_c將下降大約10％。優(yōu)選地，這一判斷可以由數(shù)據(jù)處理單元13自動(dòng)執(zhí)行。在這種情況下，固有頻率變化的預(yù)定閾值可以預(yù)先存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理單元13的存儲(chǔ)器中。可選地，這一判斷也可以由操作人員人工地執(zhí)行。如果在步驟106中判斷為繩索發(fā)生了劣化，則在步驟107中通知電梯操作人員或維修人員，并且根據(jù)劣化的程度可以立即中斷電梯運(yùn)行以進(jìn)行進(jìn)一步的維修或更換，也可以通知技術(shù)人員進(jìn)一步現(xiàn)場確認(rèn)是否需要中斷電梯運(yùn)行。相反，如果判斷為繩索沒有發(fā)生劣化，則可在期望的時(shí)間段之后重復(fù)進(jìn)行上述固有頻率檢測步驟。

除了上述固有頻率檢測之外，根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10也可以被用來執(zhí)行噬合頻率檢測。在一般的電梯系統(tǒng)中，所采用的繩索3是由多股絞線絞合在一起形成的，絞線中的每一股同樣具有多根線，例如鋼絲等。在繩索使用一段時(shí)間后，繩索發(fā)生表面磨損而劣化，例如外部暴露于繩索表面的鋼絲被磨成平面、鋼絲出現(xiàn)扭曲打結(jié)甚至斷裂，或者鋼絲從絞線中脫出等。在現(xiàn)有技術(shù)中，檢測繩索的表面磨損依賴于維修人員的目視檢查，并且通常需要停止電梯的運(yùn)行。近年來，一些現(xiàn)有技術(shù)公開了在電梯井道中設(shè)置監(jiān)控相機(jī)，并通過監(jiān)控相機(jī)的輸出圖像檢測繩索的表面狀態(tài)。雖然這避免了對電梯正常運(yùn)行的干擾，但是這種檢測仍然高度依賴于維修人員的經(jīng)驗(yàn)，并因此難以以可量化的標(biāo)準(zhǔn)化方式執(zhí)行。

根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10可以通過檢測電梯繩索通過繩輪時(shí)的噬合振動(dòng)而監(jiān)控繩索的磨損。如圖5A所示，在繩索3通過繩輪4時(shí)，處于最外側(cè)的每條絞線依次與繩輪4的繩輪槽的外表面接觸，由此產(chǎn)生噬合振動(dòng)，這種噬合振動(dòng)的頻率稱為繩索3與繩輪4的噬合頻率f_m，噬合頻率的值與繩索3的具體構(gòu)造和它的移動(dòng)速度有關(guān)。一般地，對于具有n股絞線的繩索，并且曳引系統(tǒng)的曳引比為2:1的電梯系統(tǒng)而言，噬合頻率f_m由下面的公式(2)確定：

其中，V是繩索的移動(dòng)速度，D是繩索的捻距，其定義為每股絞線繞繩索中心軸線旋轉(zhuǎn)一周(360°)的距離。在圖5A所示的示意圖中，繩索3由6股絞線絞合在一起形成，也就是說n＝6。

在一段時(shí)間的使用之后，繩索3可在張力的作用下出現(xiàn)延長。這種延長會(huì)導(dǎo)致繩索的捻距D增大，從而導(dǎo)致噬合頻率f_m減小。因此，通過檢測噬合頻率f_m的變化，可以得到與繩索3的長度變化相關(guān)的信息。此外，繩索3與繩輪4的繩輪槽的外表面接觸所產(chǎn)生的噬合振動(dòng)的強(qiáng)度取決于二者接觸的表面積。如圖5B所示，對于新的未磨損的繩索，它與繩輪槽的外表面的接觸大致是點(diǎn)接觸，由此產(chǎn)生的噬合振動(dòng)也較小，基本上淹沒于電梯系統(tǒng)的運(yùn)行噪聲中。而對于表面發(fā)生磨損后的繩索，繩索與繩輪槽的外表面的接觸變成面接觸，從而導(dǎo)致接觸面積顯著增加。這種接觸產(chǎn)生的噬合振動(dòng)因而也顯著變大。

通過將振動(dòng)傳感器11放置在繩輪4的側(cè)面，或者放置在繩輪梁5上，該振動(dòng)傳感器11可以檢測這種噬合振動(dòng)。如圖5C所示，對于磨損后的繩索，在經(jīng)過數(shù)據(jù)處理單元13使用快速傅里葉變換處理之后，所得到的噬合振動(dòng)的頻譜在噬合頻率f_m處出現(xiàn)顯著的峰值。在圖5C中，噬合振動(dòng)的頻譜在531Hz處存在顯著的峰值，表明了噬合頻率f_m是531Hz。如果測得的噬合頻率相比根據(jù)公式(2)計(jì)算的噬合頻率的變化超過了預(yù)定閾值，則可以判斷繩索發(fā)生了延長。另外，如果該峰值超過了預(yù)定閾值之后，則可以判斷繩索3發(fā)生了顯著的表面劣化。

另外，也可以修改電梯的構(gòu)造，以便在嚙合頻率檢測期間盡可能地消除由其他原因?qū)е碌恼駝?dòng)。例如，可以有意地提供固定到電梯或建筑物結(jié)構(gòu)的單獨(dú)的滑輪，用于測量嚙合頻率，從而實(shí)現(xiàn)盡可能地消除了電梯振動(dòng)的嚙合頻率檢測。在這種情況下，振動(dòng)傳感器11布置在該單獨(dú)的滑輪上。繩索3還可以是在轎廂自由下落的情況下用于在電梯中致動(dòng)安全制動(dòng)器的繩索，并且具有與懸掛繩索的嚙合頻率不同的特有的嚙合頻率。

圖6示出了電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10執(zhí)行噬合頻率監(jiān)控的流程圖。與步驟101類似，在步驟201中，電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10與電梯系統(tǒng)控制單元20通信以將空的或載重已知的轎廂1移動(dòng)到所期望的位置。在步驟202中，電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10指令電梯系統(tǒng)控制單元20，使得轎廂1以恒定速度和恒定轎廂負(fù)載沿向上或向下方向運(yùn)動(dòng)預(yù)定距離，從而產(chǎn)生噬合振動(dòng)。在步驟203中，振動(dòng)傳感器11檢測這種噬合振動(dòng)，并且數(shù)據(jù)采集單元12采集振動(dòng)傳感器11的輸出，得到噬合振動(dòng)在電梯運(yùn)動(dòng)期間的時(shí)域數(shù)據(jù)。在步驟204中，數(shù)據(jù)處理單元13使用快速傅里葉變換處理步驟203中所得到的噬合振動(dòng)的時(shí)域數(shù)據(jù)，得到噬合振動(dòng)的頻域數(shù)據(jù)，即噬合振動(dòng)的振動(dòng)頻譜。

接下來，在步驟205中，可以在根據(jù)公式(2)計(jì)算的噬合頻率附近尋找噬合振動(dòng)頻譜的峰值，該峰值所對應(yīng)的頻率就是測得的噬合頻率。然后，在步驟206中，可以計(jì)算根據(jù)公式(2)計(jì)算的噬合頻率與測得的噬合頻率之間的差異，并且在步驟207中檢測峰值幅度。在步驟208中，將確定峰值幅度是否大于預(yù)定值。如果峰值幅度大于預(yù)定值，則表明繩索發(fā)生了顯著的表面劣化，并在步驟210中通知電梯操作人員或維修人員。如果峰值幅度小于預(yù)定值，則在步驟209中將步驟206得到的頻率差異與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。如果該頻率差異大于預(yù)定閾值，則可以判斷繩索3出現(xiàn)了顯著的長度變化并同樣執(zhí)行步驟210。相反，如果該頻率差異小于預(yù)定閾值，則可在期望的時(shí)間段之后重復(fù)進(jìn)行上述噬合頻率檢測步驟。

與固有頻率檢測類似，步驟205-210優(yōu)選地由數(shù)據(jù)處理單元13自動(dòng)執(zhí)行，并且噬合頻率差異的預(yù)定閾值和峰值的預(yù)定閾值可以預(yù)先存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理單元13的存儲(chǔ)器中?？蛇x地，步驟205-210也可以由操作人員人工地執(zhí)行。

以上分別描述了使用根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10執(zhí)行固有頻率檢測和噬合頻率檢測的實(shí)施例。優(yōu)選地，為了詳盡地監(jiān)控繩索的狀態(tài)，并且在一次檢測中得到確定性的結(jié)論，根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10也可以在一次檢測中執(zhí)行固有頻率檢測和噬合頻率兩者。

圖7示出了電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10在一次檢測中既執(zhí)行固有頻率檢測又執(zhí)行噬合頻率檢測的流程圖。在該流程圖中，步驟301-306與用于固有頻率檢測的步驟101-106相同，步驟307-314與用于噬合頻率檢測的步驟202-209相同。如果在步驟306中確定固有頻率的變化小于預(yù)定閾值，則將在步驟307-314中繼續(xù)執(zhí)行噬合頻率檢測。所不同的是，如果固有頻率檢測表明繩索3的彈性性質(zhì)發(fā)生劣化，并且噬合頻率檢測表明繩索3的表面出現(xiàn)顯著磨損或者繩索3的長度發(fā)生顯著變化，則電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10能夠以較大的確定度得出必須更換繩索3的結(jié)論。因此，在步驟315中，可以直接通知電梯維修人員更換繩索3。

由此，根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10能夠以可量化的標(biāo)準(zhǔn)化方式執(zhí)行對電梯繩索狀態(tài)的監(jiān)控，而無需中斷電梯的正常運(yùn)行。因此，兩次相鄰的檢測之間的間隔可以盡量壓縮，例如該噬合頻率監(jiān)控可以日常地執(zhí)行。此外，相比傳統(tǒng)的電梯繩索監(jiān)控裝置，根據(jù)本實(shí)用新型的電梯繩索狀態(tài)監(jiān)控裝置10只需要振動(dòng)傳感器、數(shù)字信號處理器和配套軟件，從而在成本上更加便宜，并且能夠測量更多的繩索狀態(tài)特性。

以上已經(jīng)通過具體實(shí)施例結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)和特征進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知道上述的描述僅僅為舉例，而不是限定性的。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的前提下，可進(jìn)行各種等同的改變和替換。