专利名称：电梯装置载体元件的无损检测的制作方法
电梯装置载体元件的无损检测本发明涉及电梯装置中用于载体元件的无损检测的方法及设备。电梯装置安装在建筑物中，并基本上由一个轿厢组成，该轿厢被一个或多个载体元件承载。在已知电梯装置中，一个驱动作用于该载体元件上以使该轿厢沿大体上垂直的导轨移动。该电梯装置用来将人员和货物在一个建筑物内运输到单个或多个楼层。该载体元件可以体现为金属(钢)制成的各个圆绳。通过举例，每个圆绳具有约8-10毫米的直径并由单独的绞合线绞合而成，单独的绞合线反过来又由各个金属丝组成。该圆绳通常没有护套，且因此在其表面上能够看到绞合。根据应用，也可以为这些载体元件装上护套；那么单独的绞合线或金属丝均不可见。然而，该载体元件也可以是扁绳或平带，它们有一个矩形的横截面，S卩，这样的平 带宽度大于高度(厚度)。平带由单独的细金属丝绳或受拉杆件组成，它们被嵌入在一个塑料里，并被后者封装。该钢绳或受拉杆件接受拉力，而该塑料(除其他外)保护该钢绳不受来自外部环境的影响，并例如确保该电梯装置的驱动滑轮上具有所需的牵引。该载体元件也可由以非金属的绳索及电线的形式的受拉杆件组成。此类非金属绞合线或受拉杆件可以例如由碳或硅纤维制成，或由芳族聚酰酩或玻璃纤维等制成。这些非金属绳索或绞合线一般嵌入在一个塑料护套里。该绳索或绞合线接受拉力而该塑料(除其他外)保护该绳索或绞合线不受来自外部环境的影响，并再次确保该电梯装置的驱动滑轮上具有所需的牵引。这些非金属的载体元件也同样可以体现为扁绳或平带形式的圆形设计。为确保电梯装置的安全性，利用的载体元件每隔一定时间检测一次。在这个过程中进行检测以查看是否已发生缺陷，如扭结、线圈形成、绞合线及金属丝断裂、外层松散、或拧绞。可以使用各种技术及方法进行检测。通过举例，已知方法基于的是由维修工程师执行的目视检查或对电气属性(例如电阻)或磁(例如磁通)属性的测量。为了检测具有金属绳索或绞合线的载体元件，可以使用例如将该载体元件暴露于磁场并且确定磁通变化的方法。美国专利US5, 198,765已公开了一种方法,在该方法中,磁场通过磁化头产生，一个载体元件在轴向方向上穿过所述磁场。在这个过程中，该载体元件在一个第一位置处磁饱和。通过在该载体元件中确定磁通变化，在一个进一步的位置为一个扫描装置做好准备，所述磁通变化与该载体元件中的一个横截面变化有关。美国专利US5, 804，964描述了如果单独的金属丝中断也有可能发生漏磁通，并且此漏磁通从该载体元件中出现且被霍尔传感器检测。为使用非金属载体元件检测载体元件，已知解决方案带有所谓的指示器绞合线，其中后者被插入到该载体元件中。这些指示器绞合线可被用于识别该载体元件的磨损和撕
ο如果该载体元件有护套，对其的检查也变得更加困难。已经严重到从外部已经可见的损坏即使有护套也仍然可以识别。然而，该护套使得新出现的最初仍然很小的损坏无法从外部看见。这种对该受拉杆件外部不可见的损坏构成了对安全的潜在危险。因此维修工程师的纯目视检查也不能满足需求。
因此，本发明基于的目标是对载体元件的可靠及无损检测指定一项技术，更具体地说是在电梯装置中一种设有护套的载体元件。对该载体元件的检测应提供可靠的数据，使其能够建立关于该载体实际状态的相关信息，以便可以决定其磨损的复位状态。在此，测量结果应尽可能不被如润滑剂、塑料护套、油溃、磨屑颗粒等在某些情况下围绕在载体元件周围、或在其上沉积的护套、沉积物及污浊物影响。为了实现这个目的，在此所描述的技术对指向待测载体元件的电磁辐射使用一个接收单元，以便从接收到的电磁辐射生成检测数据。在一个处理装置中评估该检测数据，以确定该检测数据与该载体元件的预期状态的偏差。这种技术优选用于电梯装置中的至少一个带有轿厢的载体元件的无损检测中。通过边缘提取的方式准备该检测数据使得该载体元件21和/或该载体元件21的受拉杆件21A、21B、21C的边界边缘被提取，且评估该检测数据包括评估该载体元件21和/或该载体元件21的该受拉杆件21A、21B、21C的边界边缘或轮廓。根据一个实施方案，对该载体元件进行记录(或一系列的记录)，并将这些记录与理想的状态模式进行比较，即与该载体元件的表示良好或可接受状态的状态模式进行比较。对记录的这种评估优选通过自动化计算机辅助评估算法的方式执行，例如通过用于评估记录的软件。因此，可以通过例如在记录中进行边缘提取的方式捕获该载体元件上不同密度、不同导电性或不同透明度的材料之间的转换。这些边缘转换预计应导致按照与该载体元件的纵向对齐而确定的一个线模式。在这种线模式中，如中断、凹口或凸起的不正常现象表明该载体元件的磨损或缺陷并且，如果此类不正常现象频繁发生，该载体元件需要更换或更仔细地检查。根据另一示例性实施方案，在载体元件安装后该载体元件的参考图像即被创建，并且这些图像被存储在一个数据库中。这些参考图像表示一个载体元件的预期状态。在这些参考图像中，可见的主要是该载体元件的表面或(依据检测辐射的类型或依据该护套的透明状态)还有嵌入在护套中的绳索、绞合线及金属丝的表面。该载体元件使用期间，该载体元件的这些表面及嵌入的元件会发生变化，尤其是在相对长期的使用过后。通过示例，如果金属丝断裂或弯曲，金属丝组或单独的绞合线从该载体元件中或从出现在该载体元件的一个铺设的绳索中凸出。这些凸出的绞合线可穿透护套并从外部看见。如果对同一个地方做了一个图像记录(或一系列图像记录)并与该存储的图像相比较，该破损的绞合线或弯曲便能被识别。优选通过自动化计算机辅助评估算法(例如通过用于评估图像的软件)对这些图像记录评估。在此描述的该技术的示例性实施方案首先能够检测仅仅由铺设的金属钢丝绳组成的或带护套的载体元件，至少一个(松弛的)钢丝绳或一条绞合线集成或嵌入到该护套中。在此，不需打开或拆除该护套即可检测集成的钢丝绳及绞合线。在该技术的一个实施方案中，还可以进一步检测该护套的状态。在该技术的一个进一步的实施方案中，另一方面还可以使用非金属绳及绞合线结构检测载体元件。在一个示例性实施方案中，提供了至少一个传输单元及至少一个接收单元，它们分别适合发射及接收电磁辐射。此电磁辐射的波长在约400纳米至约950微米之间的范围内，即在可见及不可见红外波长范围内。在一个实施方案中，该波长在约30微米至约950微米之间的不可见范围内。在一个进一步的示例性实施方案中，该波长在约400纳米至约800纳米之间的可见范围内。接收到的电磁辐射用于在一个评估单元中形成传输模式和/或反射模式，这些模式被评估以建立在该载体元件上的或嵌入到该载体元件中的绳索及绞合线的表面或轮廓的变化。为捕获可见范围内的检测辐射，在一个简单的实施方案中使用了日光或人造光，所述光由一个井照明发射。反射到该载体元件表面的光辐射因此可以通过出现在该接收单元中的感光器捕获。此外，可以记录该载体元件投射的可见阴影。该接收单元(例如照相机(优选数码相机或数字视频摄像机，其从由该载体元件的表面反射的光生成数字图像记录))，并且该传输单元或该光源(如果日光不足的话)因此可以被安排在该载体元件的同一侧或者优选地在彼此完全相对的两侧上。这通常足以识别相对较大的损坏。因此低分辨率(例如低于I兆像素的分辨率)已经完全够用。此检测辐射优选用于该载体元件的可视表面需要监测的情况下，该辐射对于无护套的载体绳索或透明护套通常已经够用。波长在30微米至950微米之间的范围优选在90微米至120微米之间的范围的不可见检测辐射被一个合理设计的传输单元沿着传输轴发射，并且被设置在该载体元件相反一侧的接收单元、或是被沿一个或多个反射轴对齐且起源于该载体元件的接收单元获取。这种情况下，该接收单元被设计来接收这种波长范围内的电磁辐射。此检测辐射优选用于检测带有不透明护套(如橡胶或有色聚氨酯)的载体元件。这个范围内的电磁辐射穿透此类护套。因此，这些护套对于这种检测辐射是透明的。这自然也就可能使用此电磁辐射检测带有透明护套的载体元件。在一个实施方案中，该接收单元包括多个沿不同轴布置的接收传感器。这使得生成表面的三维图像成为可能。一般情况下，这完全足以识别金属丝或光纤区域断裂的累积。此类累积对轮廓造成超过1/10毫米的损坏。上述波长在大约100微米左右的检测辐射适合识别此类错误。为了识别此类损坏，分辨率大大降低的捕获单元也够用。通过举例，例如分辨率在480X320像素左右的热成像摄像机可以用于此，或者在一个特别合宜的实施方案中，也可以仅仅用于例如与3X320像素的分辨率相应的单独的或几行传感器。然后该接收单元像在影印机中一样被沿着该载体元件连续移动，其结果是创建了该载体元件的一副完整图像。当然，是该载体元件移动穿过该接收单元还是该接收单元被沿着该载体元件引导，此处都是无关紧要的。在此检测方法的一个开发中，通过例如感应线圈将该载体元件稍微加热是可行的。在这个过程中，被该感应加热的只有金属受拉杆件、或绞合线或绳索。加热的受拉杆件生成与这个温度相对应的辐射。可使用一个热成像摄像机来捕获该受拉杆件的热剖面。此热成像摄像机配备有一个透镜，使得可以捕获波长当时低于30微米(通常在大约10微米左右)的检测辐射。在受拉杆件金属截面出现故障的情况下，该受拉杆件的热剖面也存在偏差。此热剖面可以通过上述方法之一、通过图像对比或通过边缘提取的方法依次评估。几乎所有发生在例如绳索或绞合线中的变化都可对该绳索或该绞合线的表面产生显著的影响。一个绳索的外围绞合线、金属丝或光纤通常暴露于不断增加的负载，因为它们与导轨及该电梯装置的偏转元件接触，并因此受到机械应力的影响。此外，较强的拉力或弯曲力通常会出现在外围绞合线、金属丝或纤维绳中，此力量可导致绞合线、金属丝或纤维线的完全或部分断裂。而且环境的影响、老化的影响或其他外部影响主要引起金属物体外表面上的变化。腐蚀因此首先并主要在钢丝绳的表面上发生。然而，环境或老化影响及其他外部影响也影响非金属材料或也影响该载体元件的塑料护套。缺陷因此几乎全部发生在该绳索的外围区，这就是为什么检测表面条件因此已经可以提供关于该载体元件的条件的必要信息。相比之下，到视觉无法识别的断裂在绳索里发生的程度，外围绞合线、金属丝或纤维线在作用负载下经历拉伸，同样导致表面状态及绳索尺寸(直径)的变化。通过对该载体元件或嵌入的绳索、绞合线或金属丝的尺寸、和/或表面的捕获和分析，评估其状态是可能的。如上所述，一般只需要识别错误的总和，该总和然后带来数个1/10毫米的损坏。这种缺陷可以在上述波长范围(即90微米至120微米)内通过辐射的方式足够准确地捕获。因此，该技术的所述实施方案允许建立足以确定该载体元件磨损的复位状态的状态信息。而且还有一个选项，即将本技术与更为复杂的进一步检测方法结合，或者在可见及不可见范围内通过检测辐射方式的评估可被结合。到绳索轮廓或表面结构改变已被确定的程度，还可以例如使用X射线的方法用X射线检查该绳索。如果必须使用这种更为复杂的(存在安全风险的)方法，因此可以缩小到该载体元件的一个单独的部位。因而大大降低了复杂度，即使是在与进一步方法结合的情况下。包含该接收单元及相关评估单元的装置优选配备有一个标记装置。如果检测到一个缺陷，该标记装置会通过例如一个彩色的圆点标记出该载体元件的相关点。所以能够很容易地找到该点，用于更详细的分析。波长范围在30微米至950微米之间(如在红外辐射的长波区域内)的电磁检测辐射优选用在一个第一不例性实施方案中。此处选择一个波长，以便它首先穿过电介质材料并且其次导电材料(如金属材料)反射该检测辐射。为了穿透载体元件的例如由橡胶或聚氨酯(PU)构成的护套，优选使用波长范围在90微米至120微米之间的检测辐射。对于在此波长范围内的检测辐射，该载体元件的护套及可能存在的沉积物(如油脂)是透明的或者它们的传输阻力相对较低。相应地，尤其提倡将这个实施方案用于弄脏的载体元件的情况。由于使用该检测辐射扫描该载体元件，因此可能由该载体元件的金属部位形成与该“阴影投射”相对应的传输模式。如果该阴影投射偏离了一个基本上常规的直线剖面，这通常是由该载体元件的外围缺陷如压缩或破损的金属丝或该载体元件的其他故障造成的。在一个示例性实施方案中，可以通过评估该传输模式的方式来捕获及评估这些缺陷。到该绳索或绞合线中的故障(例如从该护套中出现的破损的或压缩的导线)已对该载体元件本身的表面产生影响的程度，根据另一个示例性实施方案，当然也可以基于为此提供的接收单元以互补的方式通过在可见波长范围内的图像生成来捕获这些缺陷。由于通过该检测辐射扫描该载体元件，因此这些被该载体元件的金属部分反射。这个反射的检测福射沿反射轴延伸到一个进一步的接收单元，该接收单元能够捕捉到这个反射的辐射并使后者成像为反射模式。这种反射模式包含有关该载体元件金属部分的状态的有价值的信息，并从而能够分析该载体元件或该载体元件金属部分。在这个过程中，可以识别该载体元件中的进一步的故障尤其是对该表面结构的损坏。当然，此处也可以如上所述应用进一步的详细分析。假设缺陷发生在该载体元件的横截面内，这些可以通过检查表面上产生的变化(如压缩或收缩)检测出来。
该检测可以以一个特别的示例性方式通过使用参考模式进行。有利的是，参考模式可以用于已记录的检测项目本身(例如在其使用前记录)并构成了预期状态。如果存储的传输模式及反射模式(例如，由视频摄像机记录)被精确地分配到该载体元件的各个部分，且被与当前记录的相同部分的传输模式及反射模式相比，那么便可以实现特别精确的测量结果。那么与该部分相对应的参考模式被用于建立不正常现象。为此，优选使用例如在整个长度上被标记的载体元件。这些标记可以刻进护套里。此外该载体元件还可以通过颜色标记。在其他的实施方案中RFID芯片被集成到护套里。该标记可以通过阅读器、光学扫描装置或RFID阅读器读取，并且可识别该载体元件的各个部分并可加载适当的参考模式。此外，可以在该电梯轿厢位置的基础上通过计算识别该载体兀件的一个部分。当然，也可以仅仅通过评估该传输及反射模式的轮廓或边缘的方式进行检测。至于一个完整的载体元件，该载体元件的外部及内部轮廓形成大体上平行延伸的直线。这些轮廓的凹口或凸起或摩损都表示该载体元件的故障，且可以进行详细分析。本实施方案只需要很少的存储空间，因为特别是参考数据没有必要存储。如果必须评估现有的载体元件(其中一部分已经运行多年)，这样的检测是有利的。对于这些载体元件，没有具体的参考数据。所有这些方法的变体(首先记录和评估传输模式其次记录和评估反射模式)及通过参考数据相关联的评估或对轮廓及边缘的评估，都可以单独应用并且它们使该载体元件的适当检测成为可能。由于这些方法及评估选项的可选组合，在必要的情况下是可以获得明显更高的可靠性的。此处，一种方法变体中出现的问题可以基于其他方法变体建立的检测结果得到解答。此外，还可以通过在各种波长范围中进行测量来增加检测的可靠性。因而在一个示例性实施方案中，在多个检测步骤中通过具有不同波长的电磁检测辐射来捕获反射模式和传输模式。由于使用波长范围在30微米至950微米之间优选90微米-120微米的范围内的检测辐射，因此可以建立该载体元件的金属部分的阴影投射及表面状态。由于使用可见范围波长的检测辐射，因此可以建立并检测该护套本身的阴影投射及表面状态。同时，可以在该载体元件上检测可选设置的标记。反射优选沿反射轴捕获，该反射轴与该传输轴包括一个在0°至90°之间的范围内或在0°至-90°之间的范围内或在+/-JI/2之间的夹角(其弧度从该传输单元延伸至该接收单元)。这个角度范围内捕获的辐射允许该载体元件绝大部分的成像。在一个实施方案变体中，两个接收传感器与一个传输单元相关联，所述接收感应器布置在不同的角度范围内。这使得捕获一个大体上三维的元件成为可能。两个接收单元优选分别安置在相对于该接收单元+/-45°的角度，即彼此之间90°的偏移。通过两者选其一或两者组合，该传输单元及该至少一个接收单元在该载体元件的至少两个位置之间由一个可旋转的载体设备保持并旋转或回转，以便从至少两侧扫描该载体元件。由于使用了该可旋转或可回转的载体设备，可以使用很少的接收传感器对该载体元件进行全面的检测。该载体装置优选由一个计算单元控制，其同样用于评估该检测辐射。该评估单元优选与数据存储媒介或数据库相连，可以从其调用与使用的载体元件相关的存储数据。用于生成在不可见范围内波长的传输单元优选使用激光器(如双色二极管激光器)生成两个不同的光频。通过对这两个光频的叠加创建了一个拍。一个光电导天线用作低通滤波器并发射由此造成的辐射。量子级联激光器的使用也是可能的。此传输单元可被用来将波长设置在大约30微米至500微米之间的范围内。沿该反射轴对齐的该传输单元及该接收单元优选集成到一个模块中，以便实现该检测设备的一个简单且成本有效的设计。其结果是，能够使用两个或更多个例如由可控机械臂保持的集成模块。此处，一个模块的接收单元可以从同一个模块接收反射的检测辐射，及沿该传输轴从另一个模块传输的检测辐射。在一个实施方案中，该传输单元及该接收单元直接连接到该载体元件且被保持在距其一个定义的距离处。这就是为什么总是能够以同样的方式和优化的质量捕捉传输模式及反射模式。该传输单元及接收单元优选地布置在一个壳体中，该壳体可沿该载体元件移动、或该载体元件被沿着该壳体引导。在第一种情况下，带有传输单元及接收单元的该壳体例如布置在一个电梯驾驶室上，并沿其载体元件移动，在第二种情况下，该壳体是例如附在该竖井中且该载体元件被沿着该壳体引导。当然，带有集成传输及接收单元的该壳体也包括合适的引导装置，如辊子、车轮或滑动元件，这使得能够精确定位与该壳体关联的载体元件。在以下文本中，将基于多个示例性实施方案并结合以下附图更详细解释本发明。细节
图1展示了一个带有载体元件的电梯装置的示例性实施方案的示意性说明，该载体元件通过检测设备检测；图2展示了一个如图1所述的检测设备的示例性实施方案的示意性说明；图3展示了一个检测设备的一个进一步示例性实施方案的示意性说明，通过该设备在一个第一布置中检测一个扁平载体元件；图4展示了一个检测设备的一个进一步示例性实施方案的示意性说明，通过该设备在一个第二布置中检测一个扁平载体兀件；图5展示了一个检测设备的一个进一步示例性实施方案的示意性说明，该检测设备直接连接到一个如图3或图4所述的扁平的载体元件上；图6a展示了一个载体元件的一个截面的示意性说明；图6b展示了在一个完整的载体元件中对如图6a所示的截面通过边缘提取的方式的评估；以及图6c展示了在一个破损的载体元件中对如图6a所示的截面通过边缘提取的方式的评估。图1示出了电梯装置2的一个示例性实施方案的示意性说明，该电梯装置具有一个电梯轿厢22，该电梯轿厢22可以在电梯井6中垂直移动并且通过载体元件21及驱动皮带轮24连接到一个驱动单元23上。为清晰起见,该电梯装置2的进一步组件或关于该电梯轿厢22 (如1:1、2:1等悬浮)的悬浮的细节在图1中未作显示。然而，可以理解为这里描述的示例性实施方案可以在这些电梯装置2中以一个示例性的方式提到的组件或细节之外独立使用。电梯装置2此外还配备有一个检测设备I，通过它可以完成对一个载体元件21的检测。在图示的示例性实施方案中，该载体元件21包括一个由塑料制成的护套215,例如两个钢丝绳21A、21B集成在其中。然而，在不同的示例性实施方案中可以理解为有两个以上 的钢丝绳可以嵌入在该护套215中。这个示例性实施方案中的塑料对可见光不透明，所以 钢丝绳21A、21B不能从外部看到。根据该载体元件21 (圆绳或扁绳/皮带)的实施方案，该 护套215对于圆绳具有一个弯曲表面(如图1所示)，或对于扁绳至少有一个扁平表面。如 上所述，扁绳的宽度比长度/厚度大。
据了解，该检测设备I并不限于检测带护套的载体元件21。原则上，该检测设备I 也适合用于检测没有护套、只有薄护套或透明护套的载体元件21。通过举例，可能的情况是 一个无护套的载体元件21的一部分表面有沉积物、磨屑或脏东西，使得该载体元件21的实 际表面不可见。该检测设备I也优选使检测此类表面部分成为可能。
在一个示例性实施方案中，该检测设备I包括一个传输单元11及两个接收单元 12D、12R，与计算单元13相连。该计算单元13用于控制该检测设备I及评估从该接收单元 12D、12R接收的数据。评价结果或部分结果可以被显示在示出的示例中的监视器或屏幕上， 例如作为预期的和实际的状态。该计算单元13可以是一个移动单元，在需要时或在服务工 作期间例如通过一个接口单元与一个中央电梯控制相连或可以相连。作为其替代选择，该 计算单元13可以是该电梯装置2的一部分，永久留在该电梯装置2中。在一个实施方案变 体中，该计算单元13与该电梯控制一起工作。因此，举例来说，该电梯控制例如根据该计算 单元13的评估进度致动该驱动单元23,以便移动该载体元件21穿过该传输单元11以及该 接收单元12D、12R。该计算单元13相应地激活该传输单元11及该接收单元12D、12R。当 然，该电梯控制的所有安全功能也在此检测操作期间被激活，虽然在这种情况下通常是以 降低的行进速度移动。
一般情况下，该检测设备仅临时用于检测该电梯装置中的载体元件。为此，该电梯 装置关闭客运，并向该检测设备附装上该评估单元(优选在该电梯驱动的周边)，使得载体 元件可被检测。该轿厢随后以一个约0.1米/秒的低匀速度在整个工作范围内移动。在这 个过程中，该检测设备在该载体元件中测量故障，并通过检测日志、信号音或通过标记等方 式输出这些故障。以此方式，维修人员测量所有安装在该电梯装置中的载体元件。作为最 后一个步骤，维修专家检查标记为关键的载体元件的点，并且就可能更换该载体元件作出 决定。
与图1所示的示例性实施方案偏离，该检测设备只能有一个接收单元12D、12R。如 图1所示，这个接收单元可被布置在井6里。图3 (参见下面)说明了一个示例性布置。如 果井6中的日光或另一光源充足，同样可以免去传输单元11。图4 (参见下面)中示出了对 此类布置的一个示例性实施方案。
如图所示，计算单元13连接到一个存储单元或一个数据库131，该数据库存储有 参考数据(参考模式)。在一个示例性实施方案中(未示出)，数据库131出现在计算单元13 中或被集成到后者里。该参考数据描述预期状态下“理想”(即未损坏)的载体元件21。然 后检测设备I使用这些参考数据进行预期状态/实际状态的对比，如在下面更详细的描述， 其结果可在计算单元13中图示示出。
在一个示例性实施方案中，该计算单元13是计算机单元，在该计算机单元中(除 其他外)安装了一个处理器和一个评估程序。如在下面的示例方式中所述，该评估程序执行 一个固定的评估算法。该计算机单元与该传输单元11、该接收单元12D、12R以及该驱动23通信。该计算机单元根据安装的评估程序处理接收到的辐射，并在显示器或屏幕上输出处 理结果或其部分结果。
可在电梯装置2的正常运营期间或者在电梯装置2的一个检测操作期间检测该载 体元件21。当用户没有使用电梯装置2时(如夜间或周末)，电梯装置可以例如独自变成检 测模式，其中载体元件21的具体截面得到检测。此处，在一个示例性实施方案中，该计算单 元13可以登记哪些截面已被检测。
这里描述的示例性实施方案中所用的接收单元有一个传感器单元(例如可以被布 置在传感器阵列的多个传感器(如用于大致可见辐射范围的CCD传感器和用于不可见范围 的微测辐射热计))，对所使用的电磁辐射的波长范围敏感。众所周知此类传感器已在例如 数码相机或在热探测器中使用。
图2示意性地示出了一个检测设备的示例性实施方案，其中由该传输单元11发射 的电磁检测福射8经由该传输轴sx被馈送到该第一接收单元12D并经由反射轴rx馈送到 该第二接收单元12R，其源头在载体元件21上。使用沿该传输轴sx接收的检测辐射8T(从 该传输单元11看为该载体元件21的下游)，传输模式TM在该计算单元13中形成，其中一 个传输模式象征性地显示在图2中。反射模式RM基于沿该反射轴rx接收到的检测辐射SR 在该计算单元13中形成，其中一个反射模式同样象征性地显示在图2中。
该传输模式TM示出了该载体元件21的轮廓或阴影。根据该电磁检测辐射的波长， 该护套215的轮廓(纳米范围内的波长的情况下)或该金属钢丝绳21A、21B的轮廓(在微米 范围内的波长的情况下)得到测量。基于反射的电磁检测辐射形成的该反射模式RM以详细 图示显示了该金属钢丝绳21A、21B的表面的结构，并且通常比该传输模式TM具有更大的信 息量。
图2示出了一个钢丝绳21A的一个周边布置的金属丝211已经破开且其金属丝端 部向外突出或被磨损。如图2所示，由于这种损坏，对该传输模式TM及该反射模式RM都有 影响。横向突出的金属丝末端211在相关点中断该检测辐射，并通过该反射轴rx反射回相 应的辐射部分。因此，该辐射部分在相关区域传输模式TM的形成中丢失，同时在相关区域 也有附加辐射部分用于形成反射模式RM。通过同时形成和检测该传输模式TM及该反射模 式RM，因此可以提高可靠性。在这个过程中，将两个检测通道的结果进行彼此比较是明智 的。因此，它不仅可以使测量结果更精确，还能同一时间检测两个通道的正确功能。
通过将该传输模式TM及该反射模式RM (该接收单元12D、12R所记录的)分别与该 预期状态的一个参考模式RM相比较来确定改变是可能的。在图1中，彼此比较的参考模式 RMkef及当前所记录的反射模式RMact显示在该计算单元13的屏幕上。反射模式RM由例如 不同层次的灰色的条带模式组成，且与该载体元件21的一个“指纹”相对应，并可以相应地 进行处理，以确定相关的差异。通过举例，一种用于比较指纹的方法从美国专利US7333641 中已知。这种方法用于分析在记录反射模式时也会发生的条带图像模式。在根据本发明所 记录的反射模式中，条带由该载体元件21A或21B的单独的绞合线造成。
人脸自动识别的方法也是基于对所存储的图像(参考人脸)与当前记录的图像(实 际图像)之间的比较。德米特里·0 ·高罗德尼奇的文章“视频中基于视频框架的人脸识别” (关于计算机和机器人视觉的加拿大第二会议的会议记录，第330-338页，英属哥伦比亚，加 拿大，2005年5月9日-11日)介绍了如何从一个视频序列中识别面孔并提到了多个引文。P ·乔纳森·飞利浦等的文档“FRVT2006年和ICE2006大型结果”(2007年3月29日)也 从数字图像记录及其中所使用的算法来处理人脸识别。本文档特别描述并且评估了由不同 的供应商提供的算法的识别能力。
上述用于分析指纹的方法或人脸自动识别所基于的算法可在该计算单元13中被 实现为图像处理软件。这可以用于精确确定和评估在此处所描述的技术中出现的反射模式 中的差异。
在一个示例性实施方案中，在一个坐标系统中示出并且评估该图像数据。在此，可 以对该图像数据进行不同的评估。通过举例，捕获并且分析该绞合线或金属丝的轮廓的剖 面。该金属丝的轮廓通常在相对长的路径上具有相同的亮度剖面并且可以对其进行测量。 此外，该轮廓通常至少以近似直线或平行的方式延伸。因此完整的轮廓产生直线及平行的 轮廓剖面。如果确定现在有一个异常(即中断、凸起等)在一个轮廓的范围内发生，则可以识 别相应的错误。正如前面已经提到的，如果故障出现在该载体元件的内部或外部，那么仅有 缩小了图像对比度的模糊的轮廓。
图6a至6c中以示例性和示意性的方式示出了此类轮廓剖面的评估。通过边缘提 取的方式决定该接收单元(图6a)所记录的传输模式和/或反射模式。在一个完整的载体 元件(图6b)的情况下，这导致描述单独的绳索或绞合线(21A、21B、21C)的外围边缘的大体 的直线。一个大致上完整的，连续的线意味着该边缘轮廓及因此该载体元件没有实质性损 坏。如果该边缘剖面出现凸起(图6c，21A)、凹口(图6c，21B)或中断(图6c，21C)，这表明这 个区域里有关的绳索或绞合线被压缩、扭结或撕开，或绳索或绞合线的各个纤维束从该绳 索或绞合线组露出。这可以特别好地评估该载体元件的状态而不需要咨询参考图像。
所有可能发生的缺陷被优选分类并给予相关联的特征数据，以致有可能在图像数 据中有选择性地搜寻错误。这是为何能够以高命中概率快速分析图像数据的原因。
正如前面提到的，反射模式的轮廓上的中断、凸起或磨损可以与金属丝211或绞 合线中的故障相关联。区域漫反射图像通常可以被识别为腐蚀或磨损碎片的形成。
该传输模式及该反射模式与为相关类型的载体元件生成的参考模式之间的比较 是特别有利的。凭借载体元件21安装后新形成的参考模式，及凭借正在运行并被扫描的新 安装的载体元件，可以获得进一步的改善。也就是说，一个新的载体元件21的“指纹”在安 装后被记录为其预期状态，并且所述指纹被存储在该存储单元131，用于将来比较测量。
根据本发明，比较测量可以在一个短的时间内以极高的精度进行。该载体元件21 因此可以被永久地并费最小的力来检测。
此处，可以对传输单元11和接收单元12D、12R进行各种配置。特别地，传输单元 11和接收单元12D或12R可被集成在一个共同的模块中，其例如可以被可控臂驱动到任意位置。
图2示出了只有一个传输单元11和两个接收单元12D、12R的检测设备I的可能 的实施方案，它们通过支撑元件151、152、153安装在一个可旋转的或可回转的装配设备15 的载体环155上。在这种情况下，被驱动单元150保持和驱动的该载体环155可以绕该载 体元件21旋转或回转，使得后者可以从任何一侧扫描。可回转的载体环是有利的，因为它 不需要包围载体元件21整个圆周。这允许该载体环的简单组装，因为它可以被设置在该载 体元件的任一点上。
该传输单元11及该第一接收单元12D沿贯穿该载体元件21的该反射轴sx彼此对 齐。沿该传输轴sx发射的检测辐射在该钢丝绳21A、21B处被反射，且以与一个大的辐射部 分成的锐角a在一个立体角内被反射，其主轴形成该反射轴rx。角度a通常位于+/-60° 的区域，优选在试验的基础上进行优化，并可以依据检测设备及载体元件21的配置进行改变。
图3示意性地示出了检测设备I的一个进一步示例性实施方案，通过它一个扁平 载体元件21得到检测，后者具有护套215，其中集成了例如四个钢丝绳21A、21B、21C、21D。 该护套215有一个矩形的横截面，保护集成的钢丝绳21A、21B、21C、21D不受周围环境的影 响，并因此延长了其使用寿命，直到磨损的复位状态。此处，集成钢丝绳的数目的选择取决 于有待承载的负载。
该载体元件21布置在接收单元120和该传输单元11之间。此处，将载体元件21 布置为使得发射电磁检测辐射的传输单元11照射或照亮该载体元件21的窄的一侧。正如 在前面的示例中，接收单元120连接到计算单元13。如图3中所示的该载体元件21的布置 中，可主要识别出现在该载体元件21较宽的两侧之一上的损坏。
所描述的缺陷也可以发生在如图3描绘的此类载体元件中。绞合线211的断裂已 出现在该集成钢丝绳21B上并最终穿透该护套215且能从外部看见。同时对护套215的损 坏也已发生。通过载体元件21的光学测验，通过接受单元120，可以识别这个错误。在一个 实施方案中，该接收单元120是数码相机，该数码相机存储有预先确定的分辨率的各个数 字图像或一系列数字图像。
因此，该接收单元120捕获可见波长区域内的该载体元件21反射的电磁辐射。在 一个示例性实施方案中，如果电梯井6足够明亮的话，此电磁辐射可以是日光。如果并非如 此，一个任意的光源(例如电梯井6中设置的照明)可作为传输单元11。然而，优选地提供 了以最佳方式照亮该载体元件21的被扫描部件的单个光源11。因此，该接收单元21直接 捕获入射传输辐射8T及反射在该载体元件21表面上的反射辐射8R，并向该计算单元13提 供对应的图像数据。通过评估图像数据，能够自动识别如计算单元13的屏幕上所示的可视 觉识别缺陷，如断开及向外暴露的金属丝211及对护套215的损坏2151。
图4示意性地展示了检测设备I的一个进一步示例性实施方案，通过该检测设备 一个扁平载体元件21得以检测。此处，精确地说该载体元件21布置在接收单元120的前 面，以使得该载体元件21宽的一侧位于该接收单元120的对面。为清晰起见，未在图4中 显示之前所示的与计算单元13的连接。
光(日光或人造光)在载体元件21宽的一侧的表面上被反射，并照射在接收单元 120上。如前所述，接收单元120可以是一个数码相机，记录各个数字图像或一系列数字图 像并将它们存储起来。
在如图4所示的对该载体元件21的布置中，可主要识别的是发生在面朝该接收单 元120的该载体元件21的宽的一侧上的损坏。
如果该至少一个接收单元12D、12R、120被布置在距该载体元件21相对大的距离 处并可被移动(例如振动)，这会导致图像捕获和图像处理更加费力。图5显示了一个可连 接到该载体元件21上并可用于避免这些劣势的检测设备I。
图5所不的该检测设备I的一个不例性实施方案有一个壳体100,该壳体带有两个被夹持器102互相连接的壳体部件100AU00B。布置在该第一壳体部件100A中的是该传 输单元11及一个用于对反射模式进行成像的第一接收单元12R。该第二壳体部件100B中 配备有一个第二接收单元12D，用于将传输模式成像。在这个示例中，该夹持器102同时作 为可选转轮101的轴承，它可以从该载体元件21的两侧上的该窄侧表面滚下。在如图5所 示的一个示例性实施方案中，转轮101可以沿该载体元件21上的滑动表面2150滚下。当 然，该壳体100AU00B也可实现为使得转轮或滑动表面在其纵向侧引导该载体元件21。特 别是如果使用了该载体元件的沟槽表面，例如对于V形带肋皮带的情况，通过此沟槽表面 引导是合宜的。
在该检测设备I的另一个示例性实施方案中，该壳体100只具有一个单独的接收 单元。此处，确定该接收单元的大小并将其布置为使得它可以记录该载体元件21的整个宽 度的图像。因此，该接收单元可以包含一个单一的、适当尺寸的传感器元件(传感器阵列)或 多个彼此相邻布置的单独的传感器元件(然后被适当连接)。该接收单元布置在该传输单元 11的同一侧，该接收单元照射该载体元件21的宽侧。反射光然后被该接收单元记录，与图 4中类似。
因此,所示检测设备I可以沿该载体元件21移动或在该载体元件21移动时保持 静止。在任何情况下，该至少一个传输单元11及接收单元12D和12R都被保持在距该载体 元件21 —个恒定的距离处。这就是为何可以制造高品质的图像记录并费最小的力对它们 进行评估。
根据本发明的各种实施方案中的检测设备1，优选安装在该驱动滑轮24的附近， 及在电梯轿厢22不会穿过的并且同时允许对该载体元件的几乎整个长度分析的区域。
权利要求
1.一种用于检测电梯装置(I)的至少一个载体元件(21)的方法，该至少一个载体元件 (21)在该电梯装置(I)中承载一个轿厢(22 )，该方法包括以下步骤激活用于指向待测载体元件(21)的电磁辐射的一个接收单元(120，121 ，120)，以便从接收到的电磁辐射生成有关该载体元件(21)的检测数据(RMact);以及在一个处理装置(13)中评估该检测数据，以确定该检测数据(RMact)与该载体元件 (21)的预期状态(RMkef)的偏差；其中通过边缘提取的方式准备该检测数据(RMact)使得该载体元件(21)和/或该载体元件(21)的受拉杆件(21A，21B，21C)的边界边缘被提取，并且评估该检测数据包括评估该载体元件(21)和/或该载体元件(21)的该受拉杆件(21A,21B,21C)的边界边缘或轮廓。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括激活一个用于发射电磁辐射的传输单元(11)，其中该接收单元(12D，12R)接收平行于穿过该载体元件(21)的传输轴(sx)而延伸的和/或从该载体元件(21)开始沿至少一个反射轴(rx)被反射的检测辐射，以及其中该检测数据是传输模式和/或反射模式，为了在该载体元件(21)上或该载体元件 (21)的部件上建立表面变化而评估该检测数据。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的方法，其中波长范围在30微米至950微米之间优选在90微米至120微米之间的辐射被该接收单元(12D，12R，120)捕获，用于扫描一个带护套的载体元件(21)。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中该传输单元(11)沿该传输轴(sx)发射波长范围在30微米至950微米之间优选 90微米至120微米之间的福射。
5.根据权利要求2至4所述的方法，其中该至少一个反射轴(rx)及该传输轴(sx)所形成一个夹角(a)在0°至90°之间的范围或0°至-90°之间的范围优选在0°至60°之间的范围或0°至-60°之间的范围，并且该夹角的弧度从该传输单元(11)延伸至该接收单元(12R)。
6.根据权利要求2至5所述的方法，进一步包括在两个维度上对该检测数据进行成像；为沿着该传输轴(sx)传输的辐射建立故障，以便在该载体元件(21)的金属丝或纤维上建立断裂或凹口，和/或为沿着该发射轴(rx)传输的辐射建立故障，以便在该载体元件(21)的金属丝或纤维上建立断裂或凹口。
7.根据权利要求2至6之一所述的方法，进一步包括监测该载体元件(21)的直径，以便建立同样的缩小或扩大，并因此建立该载体元件 (21)的金属丝、绞合线或纤维的内部错误，和/或为沿着该反射轴(rx)传输的辐射产生该载体元件(21)的反射模式，以便在该反射模式下建立轴向伸展，并因此建立该载体元件(21)的金属丝、绞合线或纤维的内部错误。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，进一步包括对新形成的传输模式和/或与反射模式与参考模式之间进行比较，以便确定与该载体元件(21)的预期状态的偏差。
9.根据权利要求2至8之一所述的方法，进一步包括在至少两个位置之间绕该载体元件(21)旋转或回转该传输单元(11)和/或该至少一个接收单元(12D，12R)，以便从至少两个侧面扫描该载体元件(21)，和/或在该载体元件(21)周围布置多个接收单元(12D, 12R),以便从数个侧面扫描该载体元件(21)。
10.一种用于检测电梯装置的至少一个载体元件(21)的设备(1)，该至少一个载体元件(21)在该电梯装置中承载一个轿厢(22 )，该设备包括用于指向待测载体元件(21)的电磁辐射的一个接收单元(120，121 ，120)，其中该接收单元(12D，12R，120)从接收到的电磁检测辐射生成有关该载体元件(21)的检测数据 (RMACT);以及连接到该接收单元(12D，12R，120)的一个处理装置(13)，用于评估该检测数据，以便确定该检测数据(RMACT)与该载体元件(21)的预期状态(RMREF)的偏差；其中该接收单元(120)生成至少一个第一数字图像并且该处理装置(13)通过边缘提取的方式准备该第一数字图像，以便该载体元件(21)和/或该载体元件(21)的受拉杆件 (21A，21B，21C)的边界边缘变得可见，并且该处理装置(13)对该载体元件(21)和/或该载体元件(21)的受拉杆件(21A,21B,21C)的边界边缘进行评估。
11.根据权利要求10所述的设备(1)，其中进一步还存在一个用于发射电磁检测辐射的传输单元(11)，并且该接收单元 (12D，12R)接收平行于穿过该载体元件(21)的传输轴(sx)而延伸的和/或从该载体元件 (21)开始沿至少一个反射轴(rx)被反射的检测辐射，其中该接收单元(12D，12R)建立的检测数据可在一个评估单元(13)中成像为传输模式和/或反射模式且可被评估，以便在该载体元件(21)上或该载体元件(21)的部件上建立表面变化。
12.根据权利要求11所述的设备(1)，其中，为了扫描一个设有护套(215)的载体元件(21)，该传输单元(11)可以沿该传输轴(sx)发射检测辐射。
13.根据权利要求11或12所述的设备(1)，其中，该接收单元的(12D)中的一个第一接收单元沿传输轴(sx)对齐并且该接收单元(12R)中的一个第二接收单元沿该至少一个反射轴(rx)对齐,其中由该至少一个反射轴 (rx)及该传输轴(sx)形成的一个夹角(a)在0°至90°之间的范围或0°至-90°之间的范围优选在0°至60°之间的范围或0°至-60°之间的范围，并且该夹角的弧度从该传输单元(11)延伸至该第二接收单元(12R)。
14.根据权利要求10至13之一所述的设备(I)，其中该处理装置(13)与一个数据库(131)相连，该数据库存储有参考模式，优选当前及以前的传输模式及反射模式。
15.根据权利要求10至14之一所述的设备(1)，其中该至少一个传输单元(11)及该至少一个接收单元(12R)集成到一个可连接到该载体元件(21)的模块中。
全文摘要
本发明涉及一种检测设备，该检测设备包括一个布置在待测载体元件上的用于电磁信号的接收单元，以便从接收到的电磁辐射生成检测数据。在处理系统中评估该检测数据，以确定该检测数据与该载体元件的标称状态的偏差。这用于检测挂接了轿厢的电梯装置的载体元件。
文档编号B66B7/12GK103025639SQ201180035333
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月7日 优先权日2010年7月23日
发明者约瑟夫·胡斯曼, 冈特拉姆·贝格勒 申请人:因温特奥股份公司