基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法，所述电梯包括轿厢、梯井、牵引装置、电梯控制装置、及设置于控制室的计算机，监测步骤如下：步骤一，振动数据的采集；步骤二，固有信号特征峰的提取；步骤三，钢丝绳单股断裂特征峰的提取；步骤四：日常使用时对钢丝绳的安全监测，计算机将该振动数据通过傅里叶变换得到钢丝绳实时监测信号频谱图，图中出现的特征峰即为钢丝绳的日常信号特征峰；计算机将日常信号特征峰与完好钢丝绳的固有信号特征峰进行比较，与断股钢丝绳的断裂特征峰进行比较，发出相应警报。本发明专利技术的基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法，通过对断股时钢丝绳振动数据的监测，能够灵敏监测出电梯钢丝绳是否发生断股，提高电梯的安全性，防范于未然。

Fourier transform monitoring method of elevator anti falling based on wireless network

The invention discloses an elevator anti falling Fourier transform monitoring method based on wireless network. The elevator includes a car, a shaft, a traction device, an elevator control device, and a computer set in the control room. The monitoring steps are as follows: Step 1, acquisition of vibration data; step 2, extraction of inherent signal characteristic peak; step 3, extraction of single strand fracture characteristic peak of wire rope ; step 4: safety monitoring of steel wire rope in daily use. The computer obtains the spectrum of real-time monitoring signal of steel wire rope from the vibration data through Fourier transform. The characteristic peak in the graph is the daily signal characteristic peak of steel wire rope. The computer compares the daily signal characteristic peak with the inherent signal characteristic peak of intact steel wire rope, and advances the characteristic peak with the fracture characteristic peak of broken steel wire rope Line comparison and alarm. The elevator anti falling Fourier transform monitoring method based on wireless network of the invention can sensitively monitor whether the elevator wire rope breaks the strand through monitoring the vibration data of the wire rope when the strand breaks, improve the safety of the elevator, and prevent it from happening.

【技术实现步骤摘要】
基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法
本专利技术涉及一种基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法。
技术介绍
电梯的历史已有100多年，由最早的简陋、危险，到今天的舒适、安全,经历了无数次的改进和提高。即便如此，现今的电梯事故还是时有发生，其中危害最大、死伤最多的当属电梯(包括升降机)钢丝绳断裂。2006年仅日本五大电梯公司就发生了42起电梯钢丝绳断裂事故。与电梯其它部位相对完善的检测和监视手段相比，钢丝绳的安全性监测是目前相对薄弱且急待解决的课题。授权公告号为CN102101618B的专利技术专利，公开了一种《电梯用钢丝绳检测方法及系统》，其通过实时检测电梯钢丝绳受力是否均匀，来判定电梯钢丝绳是否存在断裂风险，以预防电梯钢丝绳断裂，确保电梯稳定可靠的运行。这种技术存在的缺陷是：当钢丝绳出现单股或几股断裂时，电梯钢丝绳受力是否均匀的变化很小，不易检测出前期隐患。授权公告号CN103253573B的专利技术专利，公开了《一种电梯曳引钢丝绳检测装置》，主要是针对钢丝绳出现断股或散股时，钢丝绳会出现断股处钢丝外露或散股处直径增大的情况，当这些钢丝绳异常位置经过配置安装在电梯井道内的电梯曳引钢丝绳检测装置时，就会被检测出来，发出报警信号通知维护人员并停止电梯的运行，在很大程度上及时预防钢丝绳出现断股事故，大大增加了电梯安全性能。这种技术存在的缺陷是：当钢丝绳出现断股但断裂的单股钢丝在内部时，钢丝不会外露，在这种情况下就无法检测出断股的发生；当钢丝绳出现单股断裂时，断股处直径增大极不明显，不易检测出前期隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法，通过对断股时钢丝绳振动数据的监测，能够灵敏监测出电梯钢丝绳是否发生断股，提高电梯的安全性，防范于未然。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法，所述电梯包括轿厢、梯井、牵引装置、电梯控制装置、及设置于控制室的计算机，监测步骤如下：步骤一：振动数据的采集在所述牵引装置上设有钢丝绳振动数据监测装置，电梯在运行时，所述钢丝绳振动数据监测装置将监测到的振动数据通过无线发射器经无线网络传送给所述计算机；步骤二：固有信号特征峰的提取按照步骤一的方法对完好的钢丝绳进行振动数据的采集，计算机将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到完好钢丝绳实时监测信号频谱图，图中出现的特征峰即为完好钢丝绳的固有信号特征峰；步骤三：钢丝绳单股断裂特征峰的提取按照步骤一的方法对单股断裂的钢丝绳进行振动数据的采集，计算机将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到断股钢丝绳的实时监测信号频谱图，去除步骤二所述的固有信号特征峰，图中新出现的特征峰即为断股钢丝绳的断裂特征峰；步骤四：日常使用时对钢丝绳的安全监测a).按照步骤一的方法对钢丝绳进行振动数据的实时采集，计算机将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到钢丝绳实时监测信号频谱图，图中出现的特征峰即为钢丝绳的日常信号特征峰；b).计算机将步骤a)的实时监测信号频谱图的日常信号特征峰与完好钢丝绳的固有信号特征峰进行比较，若二者相同，则判定钢丝绳完好，重复步骤a)，若二者不相同，计算机将步骤a)的实时监测信号频谱图的日常信号特征峰与断股钢丝绳的断裂特征峰进行比较，若与断股钢丝绳的断裂特征峰相同，则判定钢丝绳出现单股断裂，发出相应警报；若与断股钢丝绳的断裂特征峰不相同，则执行以下步骤：c).如果日常信号特征峰的特征峰位置Ps与断裂特征峰的位置P0相同，可根据两特征峰的幅度来判定断股数：如果2P0>Ps≧1.5P0，判定为两股断裂，发出相应警报；如果2.8P0>Ps≧2P0，判定为是三股断裂，发出相应警报；如果Ps≧2.8P0，判定为四股及以上断裂，发出相应警报；如果日常信号特征峰的特征峰位置Ps与断裂特征峰的位置P0不相同，判定为其他机械部件出现问题，发出相应警报。所述钢丝绳振动数据监测装置为断丝监测装置，所述牵引装置包括牵引电机、钢丝绳和曳引轮，所述曳引轮的钢丝槽为半圆形，所述钢丝槽的槽底部沿周向均布有多个所述断丝监测装置，各断丝监测装置均包括沿轴向并列设置的一个振动传感器和一个红外线发射接收器，所述振动传感器通过相应的导线与设置在曳引轮侧面的无线发射器电连接，当钢丝绳缠绕于钢丝槽时，红外线发射接收器接收钢丝绳反射的红外线而动作，启动与之并列的振动传感器工作，振动传感器将监测到的振动数据通过所述无线发射器经无线网络传送给所述计算机。所述振动传感器为微型高灵敏度压电陶瓷型振动传感器，所述红外线发射接收器为E3F-DS30C4接近漫反射式传感器NPN常开三线开关。所述振动传感器和红外线发射接收器均设置于曳引轮的相应的安装孔内，振动传感器的顶端低于钢丝槽的槽底面，各振动传感器通过灌封胶固定在各自的安装孔内。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：上述技术方案，依据钢丝绳在完好时与断裂时振动数据的差异，通过傅里叶变换放大这种差异，提取特征峰进行对比判断，大大提高了判断速度及准确性。进一步的有益效果是：所述钢丝槽的槽底部沿周向均布有多个断丝监测装置，各所述断丝监测装置均包括沿轴向并列设置的一个振动传感器和一个红外线发射接收器，所述振动传感器通过相应的导线与设置在曳引轮侧面的无线发射器电连接，当钢丝绳缠绕于钢丝槽时，红外线发射接收器接收钢丝绳反射的红外线而动作，启动与之并列的振动传感器工作，振动传感器将监测到的振动数据通过无线发射器经无线网络传送给所述计算机，这种结构，只筛选最近接钢丝绳的振动传感器监测到的振动数据，能够灵敏监测出电梯钢丝绳的振动数据，为计算机判断电梯钢丝绳是否发生断股提供可靠依据，提高电梯的安全性，防范于未然。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中曳引轮的纵向剖面图；图3是图2的A部放大图；图4是图2的C-C向剖面图；图5是图4的B部放大图；图6是实施例中振动传感器实时监测的正常钢丝绳的平均振动数据图；图7是实施例中振动传感器实时监测的断股钢丝绳的平均振动数据图；图8是实施例中完好钢丝绳的FFT频谱图；图9是实施例中断股钢丝绳FFT频谱图；图10实施例中完好钢丝绳实时监测信号的非线性共振频谱图；图11实施例中断股钢丝绳缆监测信号的非线性共振频谱图；图12是图10与图11的对比图；图13是电梯使用时采集到的平均振动数据图；图14是将图13的平均振动数据通过傅里叶变换得到钢丝绳实时监测信号频谱图；图15是将图13的振动数据通过通过非线性形态共振模型得到钢丝绳实时监测信号频谱图。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案更加清晰，以下结合附图1至15，对本专利技术进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并不是为了限定本专利技术的保护范围。本专利技术是一种基于无线网络的电梯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法，所述电梯包括轿厢(1)、梯井(2)、牵引装置(4)、电梯控制装置(5)、及设置于控制室的计算机(6)，监测步骤如下：/n步骤一：振动数据的采集/n在所述牵引装置(4)上设有钢丝绳振动数据监测装置，电梯在运行时，所述钢丝绳振动数据监测装置将监测到的振动数据通过无线发射器(46)经无线网络传送给所述计算机(6)；/n步骤二：固有信号特征峰的提取/n按照步骤一的方法对完好的钢丝绳(42)进行振动数据的采集，计算机(6)将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到完好钢丝绳(42)实时监测信号频谱图，图中出现的特征峰即为完好钢丝绳的固有信号特征峰；/n步骤三：钢丝绳单股断裂特征峰的提取/n按照步骤一的方法对单股断裂的钢丝绳(42)进行振动数据的采集，计算机(6)将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到断股钢丝绳的实时监测信号频谱图，去除步骤二所述的固有信号特征峰，图中新出现的特征峰即为断股钢丝绳的断裂特征峰；/n步骤四：日常使用时对钢丝绳的安全监测/na).按照步骤一的方法对钢丝绳(42)进行振动数据的实时采集，计算机(6)将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到钢丝绳(42)实时监测信号频谱图，图中出现的特征峰即为钢丝绳的日常信号特征峰；/nb).计算机(6)将步骤a)的实时监测信号频谱图的日常信号特征峰与完好钢丝绳的固有信号特征峰进行比较，若二者相同，则判定钢丝绳(42)完好，重复步骤a)，若二者不相同，计算机(6)将步骤a)的实时监测信号频谱图的日常信号特征峰与断股钢丝绳的断裂特征峰进行比较，若与断股钢丝绳的断裂特征峰相同，则判定钢丝绳(42)出现单股断裂，发出相应警报；若与断股钢丝绳的断裂特征峰不相同，则执行以下步骤：/nc).如果日常信号特征峰的特征峰位置Ps与断裂特征峰的位置P...

【技术特征摘要】
1.一种基于无线网络的电梯防坠傅里叶变换监测方法，所述电梯包括轿厢(1)、梯井(2)、牵引装置(4)、电梯控制装置(5)、及设置于控制室的计算机(6)，监测步骤如下：
步骤一：振动数据的采集
在所述牵引装置(4)上设有钢丝绳振动数据监测装置，电梯在运行时，所述钢丝绳振动数据监测装置将监测到的振动数据通过无线发射器(46)经无线网络传送给所述计算机(6)；
步骤二：固有信号特征峰的提取
按照步骤一的方法对完好的钢丝绳(42)进行振动数据的采集，计算机(6)将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到完好钢丝绳(42)实时监测信号频谱图，图中出现的特征峰即为完好钢丝绳的固有信号特征峰；
步骤三：钢丝绳单股断裂特征峰的提取
按照步骤一的方法对单股断裂的钢丝绳(42)进行振动数据的采集，计算机(6)将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到断股钢丝绳的实时监测信号频谱图，去除步骤二所述的固有信号特征峰，图中新出现的特征峰即为断股钢丝绳的断裂特征峰；
步骤四：日常使用时对钢丝绳的安全监测
a).按照步骤一的方法对钢丝绳(42)进行振动数据的实时采集，计算机(6)将该振动数据通过傅里叶变换(FFT)得到钢丝绳(42)实时监测信号频谱图，图中出现的特征峰即为钢丝绳的日常信号特征峰；
b).计算机(6)将步骤a)的实时监测信号频谱图的日常信号特征峰与完好钢丝绳的固有信号特征峰进行比较，若二者相同，则判定钢丝绳(42)完好，重复步骤a)，若二者不相同，计算机(6)将步骤a)的实时监测信号频谱图的日常信号特征峰与断股钢丝绳的断裂特征峰进行比较，若与断股钢丝绳的断裂特征峰相同，则判定钢丝绳(42)出现单股断裂，发出相应警报；若与断股钢丝绳的断裂特征峰不相同，则执行以下步骤：
c).如果日常信号特征峰的特征峰位置Ps与断裂特征峰的位置P...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱锦，钱雪林，朱虹，谈金林，郭晓军，钱冲，陈亮，沈福，王雪英，余仲飞，惠国华，赵治栋，
申请(专利权)人：浙江梅轮电梯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33