钢丝绳无损检测系统及具有该检测系统的电梯的制作方法

1.本实用新型涉及钢丝绳检测技术领域，具体涉及一种钢丝绳无损检测系统及具有该检测系统的电梯上。


背景技术：

2.钢丝绳是一种大型机械设备中用于提升、牵引、张拉固紧和承载的重要机械部件。常见的应用场景如：电梯、吊车、各类提升机、斜拉桥、悬索桥、缆车、索道、牵引机、海洋工程系泊用缆绳、航母舰载机阻拦索、各类索具等，涉及国民经济中的多种行业。
3.钢丝绳的优点主要包括：可长距离传递负载，可承受多种负荷及交变负荷的作用，自重轻，耐磨，耐腐蚀，运行稳定性好等，但由于钢丝绳失效导致的各种生产安全事故也时常发生。随着工业化及城市化进程的加快，由此引发的钢丝绳断裂导致的安全事故时常发生，快速检测钢丝绳破损及断裂问题引发研究与关注。
4.安全性与经济性历来是钢丝绳运行过程中人们关注的重点，尤其是钢丝绳的安全运行更是被其应用的首要前提，只有在保证安全的基础上，才能考虑钢丝绳的使用经济性。因此，如何设计一种钢丝绳的检测系统，实现对钢丝绳表面缺陷的实时、快速、无损的检测，以便在钢丝绳表面出现缺陷时能够及时的更换或维修，提高钢丝绳使用的安全性也成为了急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种能对钢丝绳表面的缺陷进行实时、快速、无损的检测，以便在钢丝绳表面出现缺陷时能够及时的更换或维修，提高钢丝绳使用的安全性的钢丝绳无损检测系统。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
7.钢丝绳无损检测系统，包括图像采集单元、数据处理控制单元、数据通讯单元和检测终端；
8.所述图像采集单元包括用于对钢丝绳表面进行图像采集的图像采集组件、以及能够驱动所述图像采集组件对钢丝绳表面进行图像采集的第一驱动电路，所述图像采集组件设置在钢丝绳的移动路径上；
9.所述数据处理控制单元包括控制组件和数据处理组件，所述控制组件与所述第一驱动电路信号连接，以向所述第一驱动电路发出控制信号，所述数据处理组件与所述图像采集组件信号连接，以接收所述图像采集组件输出的图像数据信号；
10.所述数据通讯单元的信号输入端和信号输出端分别与所述数据处理控制单元和所述检测终端连接，以将所述数据处理控制单元得到的钢丝绳表面的图像数据经所述数据通讯单元输出到检测终端。
11.本实用新型的工作原理是：本方案的钢丝绳无损检测系统在工作时，将图像采集组件设置在钢丝绳的移动路径上，并使得钢丝绳位于图像采集组件的图像采集范围内，此
时，控制组件向第一驱动电路发出控制信号，使得第一驱动电路驱动图像采集组件对钢丝绳的表面进行图像采集，图像采集组件在对钢丝绳的表面进行图像采集后，经采集得到的钢丝绳表面的图像数据信号输出给数据处理控制单元的数据处理组件，数据处理组件对该数据进行进一步处理后再通过数据通讯单元输出到检测终端，此时，相关的工作人员就可以通过检测终端实时查看钢丝绳表面的缺陷情况；同时，当图像采集组件对钢丝绳某一位置的图像数据采集完成后，将钢丝绳移动，使得钢丝绳的不同位置处于图像采集组件的图像采集范围内，由此就可以实现图像采集组件对钢丝绳不同位置的图像采集，进而使得工作人员通过检测终端可以了解到钢丝绳不同位置处表面的缺陷情况，并以此作为对钢丝绳进行更换或维修的依据，使得钢丝绳始终在安全情况下进行工作，由此就避免了钢丝绳失效而导致的各种安全事故，同时，本方案利用图像采集组件对钢丝绳表面的缺陷进行图像采集，因此不会对钢丝绳的结构和正常工作产生影响。
12.综上，本方案能对钢丝绳表面的缺陷进行实时、快速、无损的检测，以便在钢丝绳表面出现缺陷时能够及时的更换或维修，提高钢丝绳使用的安全性。
13.优选的，所述图像采集组件包括高光谱相机，所述高光谱相机的镜头朝向钢丝绳，且所述高光谱相机与钢丝绳之间能够相对移动，以使得所述高光谱相机的镜头能够对钢丝绳不同位置的表面进行图像采集。
14.这样，高光谱相机的成像原理是基于非常多窄波段的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据，高光谱相机可以方便的对钢丝绳表面的图像进行采集，并通过两者之间的相对移动来实现对钢丝绳不同位置的图像采集效果。
15.优选的，所述高光谱相机垂直于钢丝绳的移动方向进行设置。
16.这样，高光谱相机垂直于钢丝绳的移动方向设置，保证高光谱相机对钢丝绳表面图像的准确采集。
17.优选的，在所述高光谱相机沿钢丝绳移动方向的一侧设有光源，所述光源的发光面朝向钢丝绳并呈倾斜设置，且所述光源发出的光线照射在钢丝绳上的位置与所述高光谱相机的镜头采集到的钢丝绳的位置相对应。
18.这样，通过设置光源，在光线不足的情况下，利用光源发出高光谱相机工作需要的光线，同时使得光源发出的光线照射在钢丝绳上的位置与高光谱相机的镜头采集到的钢丝绳的位置相对应，这样使得高光谱相机的镜头采集位置的钢丝绳处始终具有充足的光线，以此来保证高光谱相机对钢丝绳表面图像数据的准确有效采集。
19.优选的，在所述高光谱相机沿钢丝绳移动方向的两侧均对称设有光源，两个光源的发光面均朝向钢丝绳并相对倾斜设置，两个所述光源发出的光线呈设定角度并相交于钢丝绳上，且所述高光谱相机位于两个光源发出的光线形成角度的角平分线上，以使得两个所述光源发出的光线相交在钢丝绳的位置与所述高光谱相机的镜头采集到的钢丝绳的位置相对应。
20.这样，两个光源分别从两侧为高光谱相机的图像采集提供光线，同时高光谱相机位于两个光源发出光线形成角度的角平分线上，这样可以使得两个光源发出的光线都充分的照射在高光谱相机的图像采集范围内，由此进一步保证了高光谱相机对钢丝绳表面图像采集的准确性和有效性。
21.具有钢丝绳无损检测系统的电梯，包括钢丝绳、轿厢、井道和控制系统，其特征在于，还包括上述的钢丝绳无损检测系统，所述图像采集组件通过支架安装在所述井道侧侧壁上，且所述图像采集组件的图像采集面朝向所述钢丝绳，以使得所述钢丝绳在所述控制系统的作用下移动时，所述图像采集组件能够对不同位置的钢丝绳表面进行图像采集。
22.这样，本方案的电梯在需要对其中的钢丝绳表面缺陷情况进行检测时，将图像采集组件安装在井道侧壁上，并使其图像采集面朝向钢丝绳，这样，图像采集组件就可以对对应位置的钢丝绳表面的图像数据进行采集，同时在采集过程中，控制系统控制钢丝绳移动，图像采集组件和钢丝绳之间就有了相对移动，此时图像采集组件就在相对移动过程中对钢丝绳的不同位置进行图像采集，通过控制系统对钢丝绳移动的控制，就可以实现对钢丝绳各个位置的图像采集，采集的图像数据再进一步输出到检测终端，工作人员就可以直观实时的看到钢丝绳表面的缺陷情况，以根据需要进行钢丝绳的更换与维修，
23.优选的，所述图像采集组件包括高光谱相机，在所述高光谱相机沿所述钢丝绳移动方向的两侧均对称设有光源，两个光源的发光面均朝向所述钢丝绳并相对倾斜设置，两个所述光源发出的光线呈设定角度并相交于所述钢丝绳上，且所述高光谱相机位于两个光源发出的光线形成角度的角平分线上，以使得两个所述光源发出的光线相交在所述钢丝绳的位置与所述高光谱相机的镜头采集到的所述钢丝绳的位置相对应。
24.这样，电梯井道内常常光线不足，因此，通过在高光谱相机的两侧设置光源，利用光源发出高光谱相机工作需要的光线，两个光源分别从两侧为高光谱相机的图像采集提供光线，同时高光谱相机位于两个光源发出光线形成角度的角平分线上，这样可以使得两个光源发出的光线都充分的照射在高光谱相机的图像采集范围内，以此来保证高光谱相机对钢丝绳表面图像数据的准确有效采集。
25.优选的，所述高光谱相机和所述光源均安装在所述支架上，且所述支架位于所述井道靠近顶端位置的侧壁上，在所述支架靠近所述轿厢的一侧设有用于检测所述支架和所述轿厢距离的距离传感器，所述距离传感器与所述控制系统数据连接，以将检测到的所述支架和所述轿厢的距离数据传输给所述控制系统，所述控制系统在所述支架和所述轿厢的距离数据小于设定值时发出停机控制信号，以使得所述轿厢停止向上运动。
26.这样，通过在支架靠近电梯轿厢的一侧设置距离传感器，利用距离传感器实时检测支架和电梯轿厢之间的距离，当两者之间的距离小于设定的安全距离时，控制系统发出控制信号使得轿厢停止上升，由此就可以避免两者之间产生碰撞的问题，保证了两者工作的安全性。
附图说明
27.图1为本实用新型钢丝绳无损检测系统的系统框图；
28.图2为本实用新型钢丝绳无损检测系统使用时高光谱相机、光源和钢丝绳的布置结构示意图；
29.图3为采用本实用新型钢丝绳无损检测系统得到的钢丝绳表面的光谱图；
30.图4为本实用新型具有钢丝绳无损检测系统的电梯的结构示意图；
31.图5为图4中a处的放大示意图。
32.附图标记说明：钢丝绳1、高光谱相机2、光源3、支架4、井道5、轿厢6、距离传感器7。
具体实施方式
33.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
34.如附图1和附图2所示，钢丝绳无损检测系统，包括图像采集单元、数据处理控制单元、数据通讯单元和检测终端；
35.图像采集单元包括用于对钢丝绳表面进行图像采集的图像采集组件、以及能够驱动图像采集组件对钢丝绳表面进行图像采集的第一驱动电路，图像采集组件设置在钢丝绳的移动路径上；
36.数据处理控制单元包括控制组件和数据处理组件，控制组件与第一驱动电路信号连接，以向第一驱动电路发出控制信号，数据处理组件与图像采集组件信号连接，以接收图像采集组件输出的图像数据信号；
37.数据通讯单元的信号输入端和信号输出端分别与数据处理控制单元和检测终端连接，以将数据处理控制单元得到的钢丝绳表面的图像数据经数据通讯单元输出到检测终端。
38.本实用新型的工作原理是：本方案的钢丝绳无损检测系统在工作时，将图像采集组件设置在钢丝绳的移动路径上，并使得钢丝绳位于图像采集组件的图像采集范围内，此时，控制组件向第一驱动电路发出控制信号，使得第一驱动电路驱动图像采集组件对钢丝绳的表面进行图像采集，图像采集组件在对钢丝绳的表面进行图像采集后，经采集得到的钢丝绳表面的图像数据信号输出给数据处理控制单元的数据处理组件，数据处理组件对该数据进行进一步处理后再通过数据通讯单元输出到检测终端，此时，相关的工作人员就可以通过检测终端实时查看钢丝绳表面的缺陷情况；同时，当图像采集组件对钢丝绳某一位置的图像数据采集完成后，将钢丝绳移动，使得钢丝绳的不同位置处于图像采集组件的图像采集范围内，由此就可以实现图像采集组件对钢丝绳不同位置的图像采集（如附图3所示），进而使得工作人员通过检测终端可以了解到钢丝绳不同位置处表面的缺陷情况，并以此作为对钢丝绳进行更换或维修的依据，使得钢丝绳始终在安全情况下进行工作，由此就避免了钢丝绳失效而导致的各种安全事故，同时，本方案利用图像采集组件对钢丝绳表面的缺陷进行图像采集，因此不会对钢丝绳的结构和正常工作产生影响。
39.综上，本方案能对钢丝绳表面的缺陷进行实时、快速、无损的检测，以便在钢丝绳表面出现缺陷时能够及时的更换或维修，提高钢丝绳使用的安全性。
40.在本实施例中，图像采集组件包括高光谱相机2，高光谱相机2的镜头朝向钢丝绳1，且高光谱相机2与钢丝绳1之间能够相对移动，以使得高光谱相机2的镜头能够对钢丝绳1不同位置的表面进行图像采集。
41.这样，高光谱相机2的成像原理是基于非常多窄波段的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据，高光谱相机2可以方便的对钢丝绳1表面的图像进行采集，并通过两者之间的相对移动来实现对钢丝绳1不同位置的图像采集效果。
42.在本实施例中，高光谱相机2垂直于钢丝绳1的移动方向进行设置。
43.这样，高光谱相机2垂直于钢丝绳1的移动方向设置，保证高光谱相机2对钢丝绳1表面图像的准确采集。
44.在本实施例中，在高光谱相机2沿钢丝绳1移动方向的一侧设有光源3，光源3的发
光面朝向钢丝绳1并呈倾斜设置，且光源3发出的光线照射在钢丝绳1上的位置与高光谱相机2的镜头采集到的钢丝绳1的位置相对应。
45.这样，通过设置光源3，在光线不足的情况下，利用光源3发出高光谱相机2工作需要的光线，同时使得光源3发出的光线照射在钢丝绳1上的位置与高光谱相机2的镜头采集到的钢丝绳1的位置相对应，这样使得高光谱相机2的镜头采集位置的钢丝绳1处始终具有充足的光线，以此来保证高光谱相机2对钢丝绳1表面图像数据的准确有效采集。
46.在本实施例中，在高光谱相机2沿钢丝绳1移动方向的两侧均对称设有光源3，两个光源3的发光面均朝向钢丝绳1并相对倾斜设置，两个光源3发出的光线呈设定角度并相交于钢丝绳1上，且高光谱相机2位于两个光源3发出的光线形成角度的角平分线上，以使得两个光源3发出的光线相交在钢丝绳1的位置与高光谱相机2的镜头采集到的钢丝绳1的位置相对应。
47.这样，两个光源3分别从两侧为高光谱相机2的图像采集提供光线，同时高光谱相机2位于两个光源3发出光线形成角度的角平分线上，这样可以使得两个光源3发出的光线都充分的照射在高光谱相机2的图像采集范围内，由此进一步保证了高光谱相机2对钢丝绳1表面图像采集的准确性和有效性。
48.如附图4和附图5所示，具有钢丝绳无损检测系统的电梯，包括钢丝绳1、轿厢6、井道5和控制系统，还包括上述的钢丝绳无损检测系统，图像采集组件通过支架4安装在井道5侧侧壁上，且图像采集组件的图像采集面朝向钢丝绳1，以使得钢丝绳1在控制系统的作用下移动时，图像采集组件能够对不同位置的钢丝绳1表面进行图像采集。在实际使用时，第一驱动电路、数据处理控制单元、数据通讯单元可以根据需要安装在电梯内或电梯外，检测终端可以采样pc电脑等，设置在电梯外以方便工作人员的实时查看。
49.这样，本方案的电梯在需要对其中的钢丝绳1表面缺陷情况进行检测时，将图像采集组件安装在井道5侧壁上，并使其图像采集面朝向钢丝绳1，这样，图像采集组件就可以对对应位置的钢丝绳1表面的图像数据进行采集，同时在采集过程中，控制系统控制钢丝绳1移动，图像采集组件和钢丝绳1之间就有了相对移动，此时图像采集组件就在相对移动过程中对钢丝绳1的不同位置进行图像采集，通过控制系统对钢丝绳1移动的控制，就可以实现对钢丝绳1各个位置的图像采集，采集的图像数据再进一步输出到检测终端，工作人员就可以直观实时的看到钢丝绳1表面的缺陷情况，以根据需要进行钢丝绳1的更换与维修，
50.在本实施例中，图像采集组件包括高光谱相机2，在高光谱相机2沿钢丝绳1移动方向的两侧均对称设有光源3，两个光源3的发光面均朝向钢丝绳1并相对倾斜设置，两个光源3发出的光线呈设定角度并相交于钢丝绳1上，且高光谱相机2位于两个光源3发出的光线形成角度的角平分线上，以使得两个光源3发出的光线相交在钢丝绳1的位置与高光谱相机2的镜头采集到的钢丝绳1的位置相对应。
51.这样，电梯井道5内常常光线不足，因此，通过在高光谱相机2的两侧设置光源3，利用光源3发出高光谱相机2工作需要的光线，两个光源3分别从两侧为高光谱相机2的图像采集提供光线，同时高光谱相机2位于两个光源3发出光线形成角度的角平分线上，这样可以使得两个光源3发出的光线都充分的照射在高光谱相机2的图像采集范围内，以此来保证高光谱相机2对钢丝绳1表面图像数据的准确有效采集。
52.在本实施例中，高光谱相机2和光源3均安装在支架4上，且支架4位于井道5靠近顶
端位置的侧壁上，在支架4靠近轿厢6的一侧设有用于检测支架4和轿厢6距离的距离传感器7，距离传感器7与控制系统数据连接，以将检测到的支架4和轿厢6的距离数据传输给控制系统，控制系统在支架4和轿厢6的距离数据小于设定值时发出停机控制信号，以使得轿厢6停止向上运动。
53.这样，通过在支架4靠近电梯轿厢6的一侧设置距离传感器7，利用距离传感器7实时检测支架4和电梯轿厢6之间的距离，当两者之间的距离小于设定的安全距离时，控制系统发出控制信号使得轿厢6停止上升，由此就可以避免两者之间产生碰撞的问题，保证了两者工作的安全性。
54.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。