缆绳探伤装置的制作方法

1.本发明涉及缆绳探伤装置。


背景技术：

2.以往，已知有具有使缆绳磁饱和的磁化器和检测因缆绳的损伤部而从缆绳泄漏的漏磁通的磁传感器的缆绳探伤装置(例如，参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开平09-210968号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.缆绳越细，则从缆绳泄漏的漏磁通的量越少。因此，在专利文献1所示的以往的缆绳探伤装置中，缆绳越细，则到达磁传感器的漏磁通的量越少，磁传感器的输出越降低。其结果是，以往的缆绳探伤装置的sn比降低。
8.另外，为了提高缆绳探伤装置的sn比，可考虑缩短缆绳与磁传感器的距离。但是，在以往的缆绳探伤装置中，存在缆绳与磁传感器的组装精度等的制约。因此，在以往的缆绳探伤装置中，缩短缆绳与磁传感器的距离是有限度的。
9.本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，得到一种能够更可靠地提高sn比的缆绳探伤装置。
10.用于解决课题的手段
11.本发明的缆绳探伤装置具有：磁化器，其产生通过缆绳的一部分的磁通；磁传感器，其产生与所述磁通中的从所述缆绳泄漏的漏磁通对应的信号作为传感器信号；以及控制部，其对所述传感器信号进行处理，所述控制部具有：滤波部，其提取所述传感器信号的频率成分；以及处理部，其根据所述频率成分的分布，判定所述缆绳中包含的绳股有无损伤。
12.发明效果
13.根据本发明的缆绳探伤装置，能够更可靠地提高sn比。
附图说明
14.图1是表示本发明实施方式1的缆绳探伤装置的探头的分解立体图。
15.图2是表示图1的探头的探伤原理的说明图。
16.图3是图2的a部分放大图。
17.图4是更具体地说明图3的漏磁通与线圈的位置关系的一例的图。
18.图5是更具体地说明从直径比图4的缆绳小的缆绳泄漏的漏磁通与线圈的位置关系的一例的图。
19.图6是表示图2的控制部的功能结构例的框图。
20.图7是表示图6的滤波部的频率特性的一例的图。
21.图8是表示图6的滤波部从输入信号提取出的频率成分的分布的一例的图。
22.图9是表示在图8的时刻t1时由滤波部生成的数列yk(n)的一例的图。
23.图10是表示在图8的时刻t2时由滤波部生成的数列yk(n)的一例的图。
24.图11是说明图6的控制部的处理的流程图。
25.图12是表示本发明实施方式2的对与从缆绳泄漏的漏磁通对应的信号进行处理的控制部的功能结构例的框图。
26.图13是表示图12的滤波部的频率特性的一例的图。
27.图14是表示图12的小波变换部的母小波的时域波形例的图。
28.图15是表示图12的小波变换部的母小波的频域波形例的图。
29.图16是作为图12的滤波部的频率特性的另一例的、1/3倍频程时的中心频率的概念图。
30.图17是表示图12的滤波部从输入信号提取出的频率成分的分布的一例的图。
31.图18是表示在图17的时刻t1时由滤波部生成的数列yk(n)的一例的图。
32.图19是表示在图17的时刻t2时由滤波部生成的数列yk(n)的一例的图。
33.图20是说明图12的控制部的处理的流程图。
34.图21是说明硬件结构例的图。
35.图22是说明另一硬件结构例的图。
36.图23是表示作为图21或图22的具体例，将图6和图12中的至少一方的控制部装入终端装置而使用的系统结构例的图。
37.图24是表示作为图21或图22的具体例，通过将图6和图12中的至少一方的控制部装入判定器而将判定器的处理内容供给到数据记录器的系统结构例的图。
38.图25是表示作为图21或图22的具体例，通过将图6和图12中的至少一方的控制部装入判定器而将判定器的处理内容供给到电梯控制盘的系统结构例的图。
具体实施方式
39.实施方式1
40.图1是表示本发明实施方式1的缆绳探伤装置的探头1的分解立体图。探头1具有探头主体3和罩5。
41.罩5由非磁性体构成。罩5覆盖探头主体3。由此，罩5保护探头主体3。在罩5设置有槽部51。槽部51的截面形成为u字形。槽部51具有第1端部51_1和第2端部51_2。
42.探头主体3具有磁化器11和磁传感器13。
43.磁化器11具有背轭111、第1永磁铁112_1、第2永磁铁112_2、第1极靴113_1和第2极靴113_2。
44.背轭111由强磁性体构成。背轭111具有第1轭端部111_1、第2轭端部111_2以及轭中央部111_3。背轭111的长度方向一端部成为第1轭端部111_1。背轭111的长度方向另一端部成为第2轭端部111_2。轭中央部111_3位于第1轭端部111_1与第2轭端部111_2之间。
45.在第1轭端部111_1经由第1永磁铁112_1固定有第1极靴113_1。在第2轭端部111_2
经由第2永磁铁112_2固定有第2极靴113_2。由此，第1永磁铁112_1和第2永磁铁112_2在背轭111的长度方向上相互分离地配置。另外，第1极靴113_1和第2极靴113_2在背轭111的长度方向上相互分离地配置。
46.第1极靴113_1由强磁性体构成。在第1极靴113_1设置有第1极靴槽部113_11。第1极靴槽部113_11的截面形成为u字形。第1极靴槽部113_11在第1端部51_1的反面侧的位置处固定于罩5。
47.第2极靴113_2由强磁性体构成。在第2极靴113_2设置有第2极靴槽部113_21。第2极靴槽部113_21的截面形成为u字形。第2极靴槽部113_21在第2端部51_2的反面侧的位置处固定于罩5。
48.第1永磁铁112_1配置在第1极靴113_1与第1轭端部111_1之间。第1永磁铁112_1被配置成一个磁极面朝向第1极靴113_1，并被配置成另一个磁极面朝向第1轭端部111_1。作为第1永磁铁112_1，例如使用钕磁铁。第1永磁铁112_1产生磁动势。
49.第2永磁铁112_2配置在第2极靴113_2与第2轭端部111_2之间。第2永磁铁112_2被配置成一个磁极面朝向第2轭端部111_2，并被配置成另一个磁极面朝向第2极靴113_2。作为第2永磁铁112_2，例如使用钕磁铁。第2永磁铁112_2产生磁动势。
50.磁传感器13具有传感器主体13a和安装部13b。
51.安装部13b安装于轭中央部111_3。安装部13b由非磁性体构成。
52.传感器主体13a配置于第1极靴113_1与第2极靴113_2之间。传感器主体13a具有基座部132、线圈保持架133、第1线圈131_1和第2线圈131_2。
53.基座部132安装于安装部13b。线圈保持架133安装于基座部132。线圈保持架133由强磁性体构成。第1线圈131_1和第2线圈131_2安装于线圈保持架133。
54.图2是表示图1的探头1的探伤原理的说明图。缆绳探伤装置具有探头1和接收来自探头1的信号的控制部9。
55.在图2中，为了便于图示，罩5的轮廓由双点划线表示。另外，在图2中，为了便于图示，槽部51的截面形状部分用阴影线表示。在利用缆绳探伤装置进行缆绳2的探伤检查时，缆绳2相对于探头1在沿着槽部51的长度方向的特定方向w_d上移动。探头1一边使缆绳2与槽部51接触一边实施测量。
56.在图2的一例中，第1永磁铁112_1的极性的朝向成为从第1轭端部111_1朝向第1极靴113_1的朝向。另外，在图2的一例中，第2永磁铁112_2的极性的朝向成为从第2极靴113_2朝向第2轭端部111_2的朝向。
57.即，第1永磁铁112_1的极性与第2永磁铁112_2的极性相反。因此，在缆绳2配置于槽部51的状态下，第1永磁铁112_1和第2永磁铁112_2产生通过由缆绳2的一部分和磁化器11构成的磁路f_c的磁通f。
58.由此，在缆绳2配置于槽部51的状态下，在缆绳2中的与第1极靴113_1对置的部分和与第2极靴113_2对置的部分之间的区间w，缆绳2被磁化。在缆绳2中，由第1永磁铁112_1和第2永磁铁112_2产生的磁通f沿着缆绳2的长度方向通过。即，磁化器11产生通过缆绳2的一部分的磁通f。
59.磁传感器13产生与磁通f中的从缆绳2泄漏的漏磁通l_f对应的信号作为传感器信号。控制部9对从磁传感器13产生的传感器信号进行处理。另外，关于磁通f和漏磁通l_f的
详细情况，将在后面叙述。
60.以下，在统称第1永磁铁112_1和第2永磁铁112_2的情况下，称作永磁铁112。另外，在统称第1极靴113_1和第2极靴113_2的情况下，称作极靴113。另外，在统称第1线圈131_1和第2线圈131_2的情况下，称作线圈131。
61.接着，对缆绳探伤装置对漏磁通l_f的检测原理进行具体说明。图3是图2的a部分放大图。如图3所示，当在缆绳2中的磁通f通过的部分存在损伤部b_w时，在损伤部b_w的周围，磁通f的一部分作为漏磁通l_f从缆绳2泄漏。
62.图4是更具体地说明图3的漏磁通l_f与线圈131的位置关系的一例的图。在使缆绳2相对于探头1移动的情况下，第1线圈131_1和第2线圈131_2与漏磁通l_f交链。因此，作为传感器信号，在第1线圈131_1和第2线圈131_2产生与漏磁通l_f对应的信号即感应电压。
63.另外，缆绳2由芯绳和绕芯绳以一定的间距λ捻合而成的多个股线21构成。因此，在缆绳2的外周部形成有以一定的间距λ沿缆绳2的长度方向排列的多个凸部。另外，股线21是将多根绳股(素線)捻合成单层或多层而构成的。因此，如果缆绳2中包含的绳股变细，则缆绳2的直径变小。
64.图5是更具体地说明从直径比图4的缆绳2小的缆绳2s泄漏的漏磁通l_f与线圈131的位置关系的一例的图。如图5所示，在直径比图4的缆绳2小的缆绳2s相对于探头1移动的情况下，与图4的缆绳2相对于探头1移动的情况相比，与第1线圈131_1和第2线圈131_2交链的漏磁通l_f的磁通量变少。因此，图2的控制部9难以区分从磁传感器13产生的传感器信号是由噪声引起的磁通f的传感器信号还是由损伤部b_w引起的磁通f的传感器信号。因此，在本实施方式中，图2的控制部9根据传感器信号的频率成分的分布，判定缆绳2s中包含的绳股有无损伤。
65.另外，如上述说明的那样，缆绳2是将股线21以一定的间距λ捻合而构成的。因此，探头1至少每隔间距λ检测由缆绳2的外周部引起的噪声。另外，缆绳2s也同样地以间距λs捻合而构成。因此，在缆绳2s的外周部同样地形成有以一定的间距λs沿缆绳2s的长度方向排列的多个凸部。因此，探头1至少每隔间距λs检测由缆绳2s的外周部引起的噪声。
66.图6是表示图2的控制部9的功能结构例的框图。如图6所示，控制部9具有测定器91、合成器92、滤波部93和处理部94。
67.测定器91具有第1测定器91_1和第2测定器91_2。第1测定器91_1与第1线圈131_1的两端连接。第2测定器91_2与第2线圈131_2的两端连接。在该例中，第1线圈131_1位于比第2线圈131_2靠缆绳2s的特定方向w_d的上游侧的位置处。
68.如图6所示，在损伤部b_w进入到第1极靴113_1与第2极靴113_2之间时，在损伤部b_w的周围，漏磁通l_f从缆绳2泄漏。漏磁通l_f与第1线圈131_1交链，然后与第2线圈131_2交链。因此，在第1线圈131_1的两端产生的感应电压的峰值产生的时刻与在第2线圈131_2的两端产生的感应电压的峰值产生的时刻相比，错开由第1线圈131_1与第2线圈131_2的中心间的距离p除以缆绳2s的移动速度ν而得到的值表示的延迟时间τ。
69.因此，第1测定器91_1检测与从缆绳2s泄漏的漏磁通l_f对应的信号即感应电压作为传感器信号f1(t-τ)。另外，第2测定器91_2检测与从缆绳2s泄漏的漏磁通l_f对应的信号即感应电压作为传感器信号f2(t)。
70.合成器92通过使由第1测定器91_1检测出的传感器信号f1(t-τ)与由第2测定器
91_2检测出的传感器信号f2(t)重合来生成传感器信号x(t)。具体而言，合成器92使由第1测定器91_1检测出的传感器信号f1(t-τ)延迟时间τ后的传感器信号f1(t)与由第2测定器91_2检测出的传感器信号f2(t)重合。其结果是，传感器信号x(t)成为将在第1线圈131_1的两端产生的感应电压的峰值与在第2线圈131_2的两端产生的感应电压的峰值相加的信号。
71.合成器92以固定的周期ts对传感器信号x(t)进行采样。采样信号成为每个周期ts的信号，因此能够以周期ts为单位，用整数n表示时间。即，传感器信号x(t)的模拟时间与采样信号的时间之间的关系为t＝n
·
ts。采样信号的振幅是实数值。因此，作为采样信号的离散信号表示为实数值的数列{x(0)，x(1)，x(2)，
…
}，因此，表示为数列x(n)。数列x(n)作为输入信号x(n)被供给到滤波部93。
72.以下，将数列x(n)称作滤波部93的输入信号x(n)。
73.滤波部93提取对传感器信号x(t)进行采样而得到的输入信号x(n)的频率成分。滤波部93具有作为多个带通滤波器的多个fir(finite impulse response：有限脉冲响应)滤波器931和多个绝对值部932。
74.图7是表示图6的滤波部93的频率特性的一例的图。如图7所示，在多个fir滤波器931的各个fir滤波器931中，抽头数、增益以及带宽b是固定的。多个fir滤波器931将互不相同的多个频带作为单独通带。即，多个fir滤波器931具有互不相同的单独通带。因此，滤波部93在互不相同的多个频带中分别提取输入信号x(n)的频率成分。
75.如图6所示，多个绝对值部932求出从多个fir滤波器931供给的输入信号x(n)的频率成分的绝对值。在此，如上述说明的那样，输入信号x(n)是实数值的数列{x(0)，x(1)，x(2)，
…
}。因此，多个绝对值部932通过将输入信号x(n)除以量化单位并四舍五入来进行量化，求出整数值的数列yk(n)。其中，k是从1升序到n的值。另外，n是自然数。
76.例如，在向多个fir滤波器931输入了实数值x(0)时，多个fir滤波器931在互不相同的多个频带中分别提取实数值x(0)的频率成分。绝对值部932在求出每个单独通带的实数值x(0)的频率成分的绝对值之后，求出整数值y1(0)、y2(0)、
…
、yn(0)。
77.以下，整数值y1(0)、y2(0)、
…
、yn(0)作为整数值的数列{y1(0)，y2(0)，
…
、yn(0)}而表示为数列yk(0)。
78.滤波部93对实数值x(1)也进行同样的处理，求出yk(1)。滤波部93对实数值x(2)以后也进行同样的处理，求出yk(2)以后。根据以上的说明，滤波部93根据输入信号x(n)求出数列yk(n)。
79.图8是表示图6的滤波部93从输入信号x(n)提取出的频率成分的分布的一例的图。如图8所示，缆绳2s的移动速度ν例如被控制成梯形。因此，在缆绳2s进行匀速移动的情况下，由缆绳2s的外周部形状引起的输入信号x(n)的周期变动是固定的。在缆绳2s的外周部，由形状引起的输入信号x(n)的周期变动如上述说明的那样，按照股线21s的每个间距λs产生。因此，输入信号x(n)的固定的周期变动以特定的频率产生。
80.例如图8所示，在缆绳2s进行匀速移动的情况下，输入信号x(n)的噪声频率成分f_n出现在k＝6以及k＝8时的频带中。
81.因此，输入信号x(n)的固定的周期变动的频率成分可以视为输入信号x(n)的频率成分中的、输入信号x(n)的噪声频率成分f_n。
82.另外，在输入信号x(n)是由合成器92根据漏磁通l_f合成的信号的情况下，在时域
中，在局部的微小时间δt的期间产生的信号与输入信号x(n)是等效的。因此，在输入信号x(n)是由合成器92根据漏磁通l_f合成的信号的情况下，微小时间δt越短，输入信号x(n)的频率成分出现的频带的数量越增加。
83.例如图8所示，输入信号x(n)的损伤频率成分f_s分别出现在k＝3、k＝4、k＝5、k＝6、k＝7、k＝8以及k＝9时的频带中。
84.其结果是，输入信号x(n)的频率成分的分布成为遍及多个频带的分布。因此，输入信号x(n)的频率成分中的、输入信号x(n)的损伤频率成分f_s也出现在输入信号x(n)的噪声频率成分f_n出现的频带以外的频带中。
85.另外，频率成分的分布由数列yk(n)构成。如上述说明的那样，数列yk(n)由整数值y1(n)、y2(n)、
…
、yn(n)构成。因此，频率成分的分布由多个值y1(n)～yn(n)构成。
86.如图6所示，处理部94具有运算部941和判定部943。处理部94根据由滤波部93提取出的输入信号x(n)的频率成分的分布，判定缆绳2s中包含的绳股有无损伤。
87.运算部941通过统计运算，从构成遍及多个频带的输入信号x(n)的频率成分的分布的多个值中提取特征量。特征量是表征输入信号x(n)的频率成分的分布的代表值。统计运算例如是求出中央值m(n)的运算。中央值m(n)是在将构成数列yk(n)的整数值y1(n)、y2(n)、
…
、yn(n)以升序排列时位于中央的值。
88.图9是表示在图8的时刻t1时由滤波部93生成的数列yk(n)的一例的图。图9的一例中，在构成数列yk(n)的多个值y1(n)～yn(n)中，k＝1～5、7、9时的值y1(n)～y5(n)、y7(n)、y9(n)为零，k＝6、8时的值y6(n)、y8(n)为大于零的值。因此，在按升序排列构成数列yk(n)的多个值y1(n)～yn(n)时，位于中央的值为零。
89.图10是表示在图8的时刻t2时由滤波部93生成的数列yk(n)的一例的图。在图10的一例中，将构成数列yk(n)的多个值y1(n)～yn(n)以升序排列时位于中央的值是k＝5时的值。因此，中央值m(n)采用k＝5时的值。在此，在时刻t2时，如图8所示，输入信号x(n)的频率成分的分布包含损伤频率成分f_s。因此，判定部943将用于判定频率成分的分布是否包含损伤频率成分f_s的设定阈值设定成0以上且小于k＝5时的值y5(n)。
90.判定部943根据特征量判定缆绳2s中包含的绳股有无损伤。具体而言，判定部943通过对由运算部941提取出的特征量与设定阈值进行比较，判定缆绳2s中包含的绳股有无损伤。更具体而言，在特征量超过设定阈值的情况下，判定部943判定为缆绳2s中包含的绳股有损伤。另一方面，在特征量为设定阈值以下的情况下，判定部943判定为缆绳2s中包含的绳股没有损伤。
91.在此，缆绳2s中包含的绳股的损伤是指在缆绳2s的至少一部分产生的物理损伤。物理损伤例如是指绳股的断线、绳股的部分断线以及绳股的擦痕中的至少一个损伤。
92.以下，将缆绳2s中包含的绳股的损伤适当地称作绳股的损伤。
93.此外，设定阈值根据通过统计运算求出的值而不同。具体而言，统计运算除了求出中央值m(n)的运算之外，例如还有求出最大值、最小值、范围、平均值、标准方差、有效值、波峰因数、峰度的运算。另外，通过统计运算求出的值中的范围是通过求出最大值与最小值之差的运算而得到的值。另外，在通过统计运算求出的值中，波峰因数是通过求出最大值与有效值之比的运算而得到的值。在判定部96中，根据通过上述的统计运算求出的值而设定不同的设定阈值。
94.图11是说明图6的控制部9的处理的流程图。在步骤s11中，合成器92将与传感器信号x(t)对应的输入信号x(n)输入到滤波部93。在步骤s12中，滤波部93通过多个带通滤波器提取输入信号x(n)的频率成分。在步骤s13中，运算部941对由通过多个带通滤波器提取出的频率成分构成的数列yk(n)进行统计运算。在步骤s14中，判定部943判定通过统计运算提取出的特征量是否超过设定阈值。判定部943在判定为通过统计运算提取出的特征量超过设定阈值的情况下，转移到步骤s15的处理。在步骤s15中，判定部943判定为绳股有损伤并结束处理。另一方面，判定部943在判定为通过统计运算提取出的特征量不超过设定阈值即在设定阈值以下的情况下，转移到步骤s16的处理。在步骤s16中，判定部943判定为绳股没有损伤并结束处理。
95.此外，步骤s14的处理是假设通过统计运算求出的值例如为最大值、中央值m(n)、平均值、标准方差、有效值、波峰因数的处理。因此，在通过统计运算求出的值例如为最大值、中央值m(n)、平均值、标准方差、有效值、波峰因数以外的值的情况下，判定部943执行与上述步骤s14的处理不同的比较处理。
96.例如，在假设最小值作为通过统计运算求出的值的情况下，在步骤s14中，判定部943判定通过统计运算提取出的特征量是否小于设定阈值。这样，在构成噪声频率成分f_n的值yk(n)比构成损伤频率成分f_s的值yk(n)大的情况下，控制部9也能够判定绳股有无损伤。即，判定部943根据通过统计运算求出的值来变更特征量与设定阈值的比较处理的大小关系。
97.根据以上的说明，缆绳探伤装置具有：磁化器11，其产生通过缆绳2s的一部分的磁通f；磁传感器13，其产生与磁通f中的从缆绳2s泄漏的漏磁通l_f对应的信号作为传感器信号x(t)；以及控制部9，其对传感器信号x(t)进行处理。控制部9具有：滤波部93，其提取传感器信号x(t)的频率成分；以及处理部94，其根据频率成分的分布，判定缆绳2s中包含的绳股有无损伤。
98.因此，在由测定器91检测出的磁通f是从损伤部b_w的周边泄漏的漏磁通l_f的情况下，传感器信号x(t)的频率成分成为在频率轴方向上扩展的频率成分的分布。因此，控制部9不仅能够识别噪声频率成分f_n，还能够识别是否重叠有损伤频率成分f_s。因此，即使在时域中由于在磁传感器13产生的感应电压低而使sn比低，在频域中噪声频率成分f_n与损伤频率成分f_s之差也变得明确，控制部9能够提高sn比。
99.换言之，缆绳探伤装置通过根据频率成分的分布来判定绳股有无损伤，能够更可靠地提高sn比。
100.另外，滤波部93在互不相同的多个频带中分别提取频率成分。因此，滤波部93能够生成在频率轴方向上包含各种频率成分的频率成分的分布。在频域中，损伤频率成分f_s在频率轴方向上存在于比噪声频率成分f_n宽的范围。因此，滤波部93通过生成在频率轴方向上包含各种频率成分的频率成分的分布，能够使损伤频率成分f_s更可靠地出现。由此，处理部94能够在频域中执行绳股有无损伤的判定处理。
101.另外，处理部94具有：运算部941，其通过统计运算从构成遍及多个频带的频率成分的分布的多个值y1(n)～yn(n)中提取特征量；以及判定部943，其根据特征量来判定绳股有无损伤。因此，处理部94无需将多个值y1(n)～yn(n)全部作为比较对象，因此能够削减计算量。因此，处理部94能够显著降低比较处理的计算成本。
102.另外，如上述说明的那样，运算部941通过统计运算，从构成在缆绳2s相对于探头1匀速移动的期间由滤波部93提取时的频率成分的分布的多个值y1(n)～yn(n)中提取特征量。
103.因此，在缆绳2s的加速期间和减速期间检测到的值yk(n)不被用于特征量的提取，在缆绳2s的匀速移动期间检测到的值yk(n)被用于特征量的提取。这样限定提取特征量的期间的结果是，控制部9能够明确由于股线21s的外形而产生的感应电压的周期变动。
104.根据这样的理由，控制部9能够明确地区分频率成分中的噪声频率成分f_n和损伤频率成分f_s。因此，控制部9能够提高缆绳2s中包含的绳股有无损伤的判定精度。
105.另外，判定部943通过对特征量与设定阈值进行比较，判定绳股有无损伤。因此，判定部943能够减少进行判定处理的数据量。因此，判定部943能够缩短判定处理所需的计算时间。
106.另外，滤波部93具有将互不相同的多个频带作为单独通带的多个带通滤波器。因此，滤波部93能够提取互不相同的多个频带的频率成分。在频域中，损伤频率成分f_s在频率轴方向上存在于比噪声频率成分f_n宽的范围。因此，滤波部93通过生成在频率轴方向上包含各种频率成分的频率成分的分布，能够使损伤频率成分f_s可靠地出现。由此，控制部9能够将由磁传感器13产生的感应电压作为传感器信号x(t)在频域中进行分析。
107.实施方式2
108.在实施方式2中，对于与实施方式1相同或等同的结构和功能省略其说明。实施方式2与实施方式1的不同点在于，实施方式1的带通滤波器通过小波变换来实现。其他结构与实施方式1相同。即，其他结构是与实施方式1相同或等同的结构，对这些部分标注相同的标号。
109.图12是表示本发明实施方式2的对与从缆绳2s泄漏的漏磁通l_f对应的信号进行处理的控制部9的功能结构例的框图。如图12所示，滤波部193具有小波变换部1931作为带通滤波器，小波变换部1931通过对传感器信号x(t)执行小波变换来生成传感器信号x(t)的频率成分的分布。
110.图13是表示图12的滤波部193的频率特性的一例的图。带通滤波器通过由小波变换部1931处理的小波变换的基函数来实现。如图13所示，频带的中心频率ω
ck
越低，则多个频带各自的带宽bk越窄。
111.接着，说明作为小波变换的基函数的一例的morlet wavelet。图14是表示图12中的小波变换部1931的母小波的时域波形例的图。母小波由以下的式(1)表示。
[0112][0113]
子小波由以下的式(2)表示。子小波的尺度由以下的式(3)表示。式(2)所示的子小波能够根据式(3)所示的尺度来放大或缩小图14所示的波形的振幅。另外，式(2)所示的子小波能够根据式(3)所示的尺度，使图14所示的波形在时间轴方向上平行移动。在此，s0是尺度的常数。sk是以k为自变量且乘以s0的尺度的函数。
[0114]
[0115]
sk＝s02
kδk
ꢀꢀ
(3)
[0116]
其中，
[0117]
k＝0，1，....，k
[0118][0119][0120]
接着，说明对母小波和子小波进行傅里叶变换后的情况。首先，对母小波进行傅里叶变换而得到的式子由以下的式(4)表示。另一方面，对子小波进行傅里叶变换而得到的式子由以下的式(5)表示。
[0121][0122][0123]
图15是表示图12中的小波变换部1931的母小波的频域波形例的图。如图15所示，morlet wavelet的频率特性是使输入信号x(n)的频率成分中的、由带宽bk和带宽bk的中心频率ω0确定的通带的频率通过的带通滤波器。图15的中心频率ω
ck
由以下的式(6)表示。如式(6)所示，中心频率ω
ck
用ω0/s0除以2的m次方根的乘方而得到的值来表现。在此，如上述说明的那样，m是自然数。
[0124][0125]
其中，
[0126][0127]
另外，图15的带宽bk由以下的式(7)表示。
[0128][0129]
其中，
[0130][0131]
在此，对m＝1的情况下的式(6)和式(7)进行说明。首先，以下的式(8)是在式(6)中m＝1时的式子。根据式(8)的记载，中心频率ω
ck
用ω0/s0除以2而得到的值来表现。
[0132][0133]
另一方面，以下的式(9)是在式(7)中m＝1时的式子。根据式(9)的记载，带宽bk由将2的自然对数的平方根乘以2并除以s0而得到的值再除以2而得到的值来表现。
[0134][0135]
因此，由于δk＝1/m＝1/1＝1，因此，彼此相邻的2个频带中的一个频带的带宽bk与中心频率ω
ck
比一个频带低的另一个频带的带宽b
k 1
的关系满足b
k 1
＝2-δk
·bk
＝b
k 1
＝2-1
·bk
的关系。因此，在m＝1的情况下，一个频带的带宽bk与另一个频带的带宽b
k 1
的关系为1倍频程。
[0136]
具体而言，在式(8)中，当k＝0时，中心频率ω
ck
成为频率ω0/s0。此外，在式(9)中，当k＝0时，带宽bk由以下的式(10)表示。因此，根据式(8)和式(9)，k每增加1，中心频率ω
ck
和带宽bk成为1/2。
[0137][0138]
另外，在m为1以外的自然数时，由于δk＝1/m，因此，彼此相邻的2个频带中的一个频带的带宽bk与中心频率ω
ck
比一个频带低的另一个频带的带宽b
k 1
的关系满足b
k 1
＝2-δk
·bk
＝b
k 1
＝2-1/m
·bk
的关系。因此，在m为1以外的情况下，一个频带的带宽bk与另一个频带的带宽b
k 1
的关系为1/m倍频程。接着，对m＝3时的中心频率ω
ck
进行说明。
[0139]
图16是作为图12的滤波部193的频率特性的另一例的、1/3倍频程时的中心频率ω
ck
的概念图。如图16所示，中心频率ω
ck
能够用ω0/s0除以2的3次方根的乘方而得到的值来表现。
[0140]
根据上述的说明，彼此相邻的2个频带的中心频率ω
ck
和中心频率ω
ck 1
由以下的式(11)表示。式(11)基于式(8)，表示彼此相邻的2个频带的中心频率ω
ck
与中心频率ω
ck 1
的大小差异。根据式(11)，k每增加1，中心频率ω
ck
成为2-1/m
。
[0141][0142]
此外，彼此相邻的2个频带各自的带宽bk和带宽b
k 1
由以下的式(12)表示。式(12)基于式(9)，表示彼此相邻的2个频带的带宽bk与带宽b
k 1
的大小差异。根据式(12)，k每增加1，带宽bk成为2-1/m
。
[0143][0144]
图17是表示图12的滤波部193从与漏磁通l_f对应的信号中提取出的频率成分的分布的一例的图。除了彼此相邻的2个频带的带宽bk和中心频率ω
ck
以外，图17的一例与图8的一例相同。因此，省略图17的说明。
[0145]
图18是表示在图17的时刻t1时由滤波部193生成的数列yk(n)的一例的图。图18的一例中，在构成数列yk(n)的多个值y1(n)～yn(n)中，k＝1～3、5、7时的值y1(n)～y3(n)、y5(n)、y7(n)为零，k＝4、6时的值y4(n)、y6(n)为大于零的值。因此，在按升序排列构成数列yk(n)的多个值y1(n)～yn(n)时，位于中央的值为零。
[0146]
图19是表示在图17的时刻t2时由滤波部193生成的数列yk(n)的一例的图。在图19的一例中，将构成数列yk(n)的多个值y1(n)～yn(n)以升序排列时位于中央的值是k＝5时的值。因此，中央值m(n)采用k＝5时的值。在此，在时刻t2时，如图17所示，输入信号x(n)的频率成分的分布包含损伤频率成分f_s。因此，判定部943将k＝5时的值y5(n)设定为判定频率成分的分布是否包含损伤频率成分f_s的设定阈值。
[0147]
图20是说明图12的控制部9的处理的流程图。步骤s31以及s34～s36的处理与实施方式1的图11所示的步骤s11以及s14～s16的处理相同，因此省略它们的说明。在步骤s32中，滤波部193通过小波变换部1931提取频率成分。在步骤s33中，运算部941对由通过小波变换部1931提取出的频率成分构成的数列yk(n)进行统计运算。
[0148]
根据以上的说明，在该缆绳探伤装置中，频带的中心频率ω
ck
越低，则多个频带各自的带宽bk越窄。因此，频带的中心频率ω
ck
越低，则频率分辨率越高且时间分辨率越低。频带的中心频率ω
ck
越高，则频率分辨率越低且时间分辨率越高。因此，能够更准确地检测突发的变动在时间轴上发生在何处，能够更准确地决定缓慢的变动的频率，因此能够进行高效的分析。
[0149]
此外，假设δk＝1/m时，彼此相邻的2个频带中的一个频带的带宽bk与中心频率比一个频带低的另一个频带的带宽b
k 1
的关系满足b
k 1
＝2-δk
·bk
的关系。因此，能够通过2的m次方根改变频带。因此，在高频区域中特别改善时间分辨率，在低频区域中特别改善空间分辨率。
[0150]
此外，滤波部193通过对传感器信号x(t)执行小波变换，从传感器信号x(t)中提取频率成分。由于小波是局部的函数，因此，小波与局部产生的绳股的损伤部b_w的检测的相关性高。因此，能够增强频率成分中的损伤频率成分f_s。因此，能够增强在绳股损伤时产生的感应电压的频率成分，因此特别能够提高sn比。
[0151]
另外，关于各实施方式，缆绳探伤装置的各部分的功能可通过处理电路实现。即，缆绳探伤装置具有用于执行合成器92、滤波部93、滤波部193、运算部941以及判定部943的处理电路。处理电路既可以是专用的硬件，也可以是执行存储于存储器的程序的cpu(central processing unit，也称作中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器、dsp)。
[0152]
图21是说明硬件结构例的图。在图21中，处理电路201与总线202连接。在处理电路201是专用的硬件的情况下，处理电路201例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、asic、fpga或对它们进行组合而得到的硬件。可以是缆绳探伤装置的各部分的功能分别由处理电路201实现，也可以是各部分的功能统一由处理电路201实现。
[0153]
图22是说明另一硬件结构例的图。在图22中，处理器203和存储器204与总线202连接。在处理电路为cpu的情况下，缆绳探伤装置的各部分的功能通过软件、固件或者软件与固件的组合实现。软件或固件被记述为程序，存储在存储器204。处理电路通过读出并执行存储器204中存储的程序，实现各部分的功能。即，缆绳探伤装置具有用于存储程序的存储
器204，该程序在由处理电路执行时，最终执行对合成器92、滤波部93、滤波部193、运算部941以及判定部943进行控制的步骤。另外，这些程序可以说是使计算机执行用于执行合成器92、滤波部93、滤波部193、运算部941以及判定部943的步骤、方法的程序。这里，存储器204例如是ram、rom、闪存、eprom、eeprom等非易失性或易失性的半导体存储器或者磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、dvd等。
[0154]
另外，关于缆绳探伤装置的各部分的功能，也可以用专用硬件实现一部分，用软件或固件实现一部分。例如，滤波部93和滤波部193的功能可以通过作为专用硬件的处理电路实现，运算部941和判定部943的功能可以通过处理电路读出并执行存储器204中存储的程序来实现。
[0155]
这样，处理电路能够通过硬件、软件、固件或者它们的组合实现上述各功能。接着，对实现上述各功能的一例进行具体说明。
[0156]
图23是表示作为图21或图22的具体例，将图6和图12中的至少一方的控制部9装入终端装置501而使用的系统结构例的图。如图23所示，缆绳探伤装置是探头1检测缆绳2s的损伤的装置。缆绳2s例如悬吊电梯的轿厢。另外，缆绳2s也可以用于起重机。
[0157]
在缆绳2s相对于探头1例如沿着特定方向w_d移动时，检测绳股的损伤。探头1经由线缆将例如作为模拟信号的传感器信号x(t)供给到ad转换器301。ad转换器301将模拟信号转换成数字信号。由ad转换器301转换后的数字信号被输入到终端装置501。作为终端装置501，例如使用个人计算机。终端装置501通过对从ad转换器301输入的数字信号实施各种信号处理，判定绳股有无损伤。另外，终端装置501显示绳股有无损伤的判定结果。
[0158]
图24是表示作为图21或图22的具体例，通过将图6和图12中的至少一方的控制部9装入判定器401而将判定器401的处理内容供给到数据记录器601的系统结构例的图。探头1经由线缆将例如由模拟信号构成的传感器信号x(t)供给到判定器401。判定器401搭载有微型计算机。判定器401是专用硬件。判定器401将模拟信号转换成数字信号。判定器401通过对转换后的数字信号实施各种信号处理，判定绳股有无损伤。另外，判定器401报告绳股有无损伤的判定结果。
[0159]
另外，判定器401能够将在内部处理后的各种信号作为模拟信号或数字信号供给到外部装置。作为外部装置，例如使用数据记录器601。数据记录器601通过从判定器401被输入模拟信号或数字信号，能够进行波形的显示。另外，数据记录器601能够记录判定器401的处理内容。
[0160]
图25是表示作为图21或图22的具体例，通过将图6和图12中的至少一方的控制部9装入判定器401而将判定器401的处理内容供给到电梯控制盘701的系统结构例的图。电梯控制盘701通过从判定器401被输入数字信号，能够将哪个物件的哪个缆绳2断线等监视信息传递给中央监视中心。
[0161]
以上，根据实施方式1、2对缆绳探伤装置进行了说明，但并不限定于此。
[0162]
在实施方式1、2中，对与缆绳2s的移动速度ν和缆绳2s的直径无关地使频率的频带中的上限频率和下限频率固定在一定范围内的一例进行了说明，但并不特别限定于此。例如，也可以根据缆绳2s的移动速度ν和缆绳2s的直径中的至少一方，决定频率的频带中的上限频率和下限频率。
[0163]
具体而言，缆绳2s的移动速度ν越快，则越高的频率成分成为有助于判定的频率成
分。因此，缆绳2s的移动速度ν越快，则越将频率的频带中的上限频率和下限频率向比预先设定的默认范围高的一方移位，由此，能够将更适合的频率的频带的频率成分用于判定。另一方面，缆绳2s的直径越细，则越高的频率成分成为有助于判定的频率成分。因此，缆绳2s的直径越细，则越将频率的频带中的上限频率和下限频率向比预先设定的默认范围高的一方移位，由此，能够将更适合的频率的频带的频率成分用于判定。
[0164]
另外，缆绳2s的移动速度ν越慢，则越低的频率成分成为有助于判定的频率成分。因此，缆绳2的移动速度ν越慢，则越将频率的频带中的上限频率和下限频率向比预先设定的默认范围低的一方移位，由此，能够将更适合的频率的频带的频率成分用于判定。另一方面，缆绳2s的直径越粗，则越低的频率成分成为有助于判定的频率成分。因此，缆绳2s的直径越粗，则越将频率的频带中的上限频率和下限频率向比预先设定的默认范围低的一方移位，由此，能够将更适合的频率的频带的频率成分用于判定。
[0165]
标号说明
[0166]
2、2s：缆绳；11：磁化器；13：磁传感器；9：控制部；93、193：滤波部；94：处理部；941：运算部；943：判定部。