專利名稱：鋼纜的遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)作為活動(dòng)索具(running cable)而使用的鋼纜(wire rope)的劣化和異常進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼纜除了作為固定索具(standing cable )使用，還作為各種設(shè)備或 裝置的活動(dòng)索具而普遍使用，但因?yàn)楫?dāng)切斷事故發(fā)生時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p害 的可能性大，所以在安全對(duì)策上，在劣化(包含異常，以下同樣)發(fā)生 的情況下，立即進(jìn)行更換等的措施是非常重要的。
特別是在不允許突然停止的重要設(shè)備、或以維持安全為最優(yōu)先的設(shè) 備中，例如在起重船、煉鋼廠的澆注起重機(jī)、索道、側(cè)卸漏斗車中使用 的鋼纜中該傾向更強(qiáng)。
為了查明這樣的鋼纜的劣化需要定期檢查，但因?yàn)闄z查的基準(zhǔn)沒有 明確，所以現(xiàn)在主要是采用外觀檢查法，通過目視索徑、斷線、腐蝕、 磨耗、形變等來推測(cè)劣化。
但是，該外觀檢查法不僅需要熟練，而且由于每個(gè)人的差異導(dǎo)致精 度的偏差很大。而且，不僅檢查長(zhǎng)度長(zhǎng)的繩索花費(fèi)時(shí)間，而且不在停止 繩索的移動(dòng)的狀態(tài)下就無法進(jìn)行檢查，因此全長(zhǎng)的連續(xù)檢查困難，在難 以停止運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下不能夠隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，在安全對(duì)策上成為問題。
作為在不停止繩索的移動(dòng)的狀態(tài)下能夠?qū)嵤┑臋z查單元，已知被稱 為"繩索檢測(cè)器(rope tester)"的漏磁探傷裝置。該裝置利用將鋼纜通過 檢測(cè)線圏內(nèi)，通過內(nèi)置于檢測(cè)器中磁鐵將鋼纜在軸方向上磁化的方法， 由于當(dāng)鋼索上有斷線時(shí)繩索的截面減少，所以磁通泄漏到空氣中，以檢 測(cè)線圈檢測(cè)該泄漏的磁通的變化，作為信號(hào)輸出。
但是，在使用該漏磁探傷裝置時(shí)，數(shù)據(jù)只是輸出到模擬記錄器等中， 存在如下問題等，即根據(jù)數(shù)據(jù)上的異常地點(diǎn)來確定繩索的異常地點(diǎn)很困 難，此外沒有判斷基準(zhǔn)，而且容易漏掉異常粗所
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明正是為了解決上述這樣的問題點(diǎn)而做成的。其目的是提供一 種鋼纜的遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，能夠?qū)υ谥匾脑O(shè)備或損傷會(huì)導(dǎo)致重大事故的 設(shè)備中作為活動(dòng)索具使用的鋼纜的劣化，在遠(yuǎn)距場(chǎng)所高精度地客觀地連 續(xù)監(jiān)視。
用于解決課題的方法
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明其特征在于，具備測(cè)定鋼纜的狀態(tài)的 單元；以通信單元與上述測(cè)定單元連接，記錄、顯示及蓄積從測(cè)定單元 輸出的測(cè)定數(shù)據(jù)，根據(jù)與已經(jīng)蓄積的測(cè)定數(shù)據(jù)的關(guān)系判定異常的有無， 當(dāng)有異常時(shí)發(fā)出警報(bào)的第一監(jiān)視裝置；經(jīng)由通信單元與上述第 一監(jiān)視裝 置連接，和上述第一監(jiān)視裝置交接數(shù)據(jù)，再次核查第一監(jiān)視裝置的判定 數(shù)據(jù)，進(jìn)行最終判定并向第一監(jiān)視裝置傳送的第二監(jiān)視裝置。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，不用使安裝有鋼纜的裝置或設(shè)備停止，在原樣維持運(yùn) 行的狀態(tài)下，并且即使在鋼纜使用現(xiàn)場(chǎng)繩索的劣化/異常判定的專家不在 的情況下，也能夠自動(dòng)地連續(xù)監(jiān)視繩索的劣化狀況和異常狀況。
而且，在第一監(jiān)視裝置中，不僅是處理從測(cè)定單元送來的測(cè)定數(shù)據(jù) 并根據(jù)與蓄積的數(shù)據(jù)的關(guān)系判定異常的有無，在有異常時(shí)發(fā)送警報(bào)，還 在接收到該異常發(fā)生警報(bào)通知的遠(yuǎn)距地點(diǎn)的第二監(jiān)視裝置中再次進(jìn)行 是否為異常的判定，作為最終判定對(duì)第 一監(jiān)視裝置發(fā)送繩索更換等的指 令，因此提高了監(jiān)視的正確性，能夠兼具繩索更換時(shí)期的最優(yōu)化和經(jīng)濟(jì) 性，由此能夠構(gòu)筑安全的繩索使用條件。
并且，因?yàn)橥ㄟ^在現(xiàn)有的測(cè)定單元中并用計(jì)算機(jī)和軟件程序就能足 夠了，因此能夠以比較低廉的成本進(jìn)行實(shí)施。


圖l (a)是表示本發(fā)明的鋼纜遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)的整體的說明圖，(b) 是表示(a)的細(xì)節(jié)的說明圖。
圖2是表示本發(fā)明的鋼纜遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)例子的說明圖。 圖3是表示測(cè)定器的 一 個(gè)例子的說明圖。 圖4是本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)的流程圖。
圖5 (a)是測(cè)定數(shù)據(jù)的顯示畫面圖，(b)是測(cè)定時(shí)的顯示畫面圖。圖6(a) (b) (c)是表示對(duì)應(yīng)于運(yùn)行次數(shù)的增加的測(cè)定電壓的變 化的圖表。
圖7 (a)是表示評(píng)價(jià)值和殘留強(qiáng)度率的關(guān)系的圖表，(b)是以兩 個(gè)模式表示時(shí)間和評(píng)價(jià)值的關(guān)系的圖表。 圖8是表示信號(hào)電壓值的圖表。 圖9是表示圖8中的信號(hào)面積值的圖表。 圖IO是表示信號(hào)電壓和殘留強(qiáng)度的關(guān)系的圖表。 圖1 l是表示信號(hào)面積值和殘留強(qiáng)度的關(guān)系的圖表。 圖12是表示信號(hào)電壓和殘留強(qiáng)度的關(guān)系的圖表。 圖13是表示信號(hào)面積值和殘留強(qiáng)度的關(guān)系的圖表。 圖14是表示在某個(gè)運(yùn)行次數(shù)下的整體波形和放大波形的圖表。 圖15是表示從圖14進(jìn)一步增加運(yùn)行時(shí)的整體波形和放大波形的圖表。
圖16是表示從圖15進(jìn)一步增加運(yùn)行時(shí)的整體波形和放大波形的圖表。
圖17是表示圖14 ~圖16的運(yùn)行次數(shù)和信號(hào)電壓的關(guān)系的圖表。
圖18是表示圖14 ~圖16的運(yùn)行次數(shù)和信號(hào)面積的關(guān)系的圖表。
圖19是表示實(shí)際的運(yùn)行次數(shù)和斷線數(shù)的關(guān)系的圖表。
圖20是以兩個(gè)模式表示各運(yùn)行次數(shù)的信號(hào)面積的推移的圖表。
圖21是以信號(hào)的增加為縱軸來表示圖20的內(nèi)容的圖表。
圖22是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的說明圖。
圖23是索徑的隨時(shí)間變化的測(cè)定數(shù)據(jù)例。
附圖標(biāo)記說明
l起重機(jī)(設(shè)備)
2鋼纜
3測(cè)定器
6第一監(jiān)視裝置
6a計(jì)算機(jī)
7第二監(jiān)視裝置
7a計(jì)算機(jī)
具體實(shí)施方式
第一監(jiān)視裝置具備設(shè)定測(cè)定單元的測(cè)定條件并且指示在該條件下 的測(cè)定單元的起止等的測(cè)定控制部；記錄從測(cè)定單元送來的測(cè)定數(shù)據(jù)并 且在監(jiān)視器上顯示的記錄/顯示部；保存蓄積數(shù)據(jù)的收集部；解析被保存 收集的數(shù)據(jù)并判定異常的有無的判斷功能部；以及當(dāng)在判斷功能部中判 斷有超過設(shè)定的值或水平的異常發(fā)生時(shí)，與第二監(jiān)視裝置通信，并且對(duì) 應(yīng)于來自第二監(jiān)視裝置的要求/指示，發(fā)送記錄完成的數(shù)據(jù)等的通信部，
第二監(jiān)視裝置具有核查從第一監(jiān)視裝置送來的異常發(fā)生報(bào)告，判斷是 否進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)等的詳細(xì)數(shù)據(jù)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)請(qǐng)求判斷部；解析 從第 一監(jiān)視裝置送來的數(shù)據(jù)，判定繩索更換的必要性的有無的判斷功能 部；以及將該結(jié)果向第一監(jiān)視裝置傳送的指令傳達(dá)部。
優(yōu)選在繩索的縱向方向上區(qū)分測(cè)定區(qū)間，解析在同 一 區(qū)間中各次測(cè) 定值的隨時(shí)間經(jīng)過的增加，以該增加率是否超過一定的基準(zhǔn)值來判定異 常的有無。
由此，因?yàn)椴皇且蕾囉诮?jīng)驗(yàn)等感覺的檢查，而是客觀地定量地判斷 繩索的劣化，所以結(jié)果沒有偏差，此外能夠縮短判定時(shí)間，測(cè)定數(shù)據(jù)越 增加越能向?qū)嵖?jī)反饋，能夠提高精度。
在使用的判定程序中，鋼纜的狀態(tài)測(cè)定對(duì)象是斷線，將測(cè)定值的評(píng) 價(jià)作為將測(cè)定區(qū)間中的斷線導(dǎo)致的電壓高度分為多個(gè)水平并分別賦予 權(quán)重的值，檢查上述評(píng)價(jià)值的隨時(shí)間的變化，當(dāng)超過容許的變化率時(shí)判 斷為異常。
由此，即使是在經(jīng)過一定期間的時(shí)間點(diǎn)的劣化程度同等，但因?yàn)樵?到此的過程中的變化率激烈的情況下被判斷為異常，所以能夠?qū)?yīng)突發(fā) 的異常，能夠高度保持安全性。
在使用的判定程序中，鋼索的狀態(tài)測(cè)定對(duì)象是斷線，以來自測(cè)定區(qū) 間中的斷線電壓值的積分值(信號(hào)面積值)為基準(zhǔn)，檢測(cè)每運(yùn)行次數(shù)的 積分值的變化，在該變化超過容許的變化率時(shí)判定為異常。
由此，在上述效果之外，因?yàn)槟軌蛉菀椎刈R(shí)別斷線發(fā)生的程度，所 以能夠提高判斷的正確性。
實(shí)施例l
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖1和圖2表示將本發(fā)明應(yīng)用于海洋上的船舶、例如應(yīng)用于起重船中的繩索劣化遠(yuǎn)程監(jiān)視的例子，1是設(shè)置于船舶A的起重機(jī)，2是用于起重 機(jī)l的鋼纜，3是配置在鋼纜2的移動(dòng)路徑的適合場(chǎng)所上的測(cè)定器，在該 例子中雖然在桿頂部附近，但并不限定于此。
4是配置在測(cè)定器3附近的控制盤，裝備有控制器4a和數(shù)據(jù)傳輸用的 無線LAN設(shè)備4b。 5是無線LAN天線，6是第一監(jiān)視裝置，裝備在船上的 監(jiān)碎見室B內(nèi)。
7是設(shè)置在遠(yuǎn)程地、例如是日本國(guó)內(nèi)的監(jiān)視所C的第二監(jiān)視裝置，8 是設(shè)置在船上的傳輸用天線，包括經(jīng)由通信衛(wèi)星D進(jìn)行通信的例如國(guó)際 海事衛(wèi)星(INMARSAT)用的天線。
上述測(cè)定器3在該例子中使用漏磁探傷裝置，如圖3所示，在本體中 具備磁化鋼纜的磁鐵3a;在發(fā)生鋼索(wire)斷線時(shí)檢測(cè)漏磁通量的 檢測(cè)線圈3b;以及檢測(cè)鋼纜在磁場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)的速度的加速度傳感器3c。 而且，在外部的檢測(cè)部中，具有基于通過上述加速度傳感器3c檢測(cè)出的 加速度，對(duì)通過檢測(cè)線圏3b檢測(cè)的電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行修正的單元，該修正單元 具有基于加速度對(duì)由檢測(cè)線圏3b檢測(cè)出的信號(hào)進(jìn)行修正并輸出的修正 電路30;以及基于由加速度傳感器3c檢測(cè)出加速度信號(hào)將修正值傳送到 上述修正電路的修正量調(diào)整電路31 。修正量調(diào)整電路31不管檢測(cè)線圈3b 和鋼纜的相對(duì)加速度，以使檢測(cè)信號(hào)水平為一定的方式計(jì)算使檢測(cè)信號(hào) 上升或下降的程度，作為修正信號(hào)對(duì)修正電路30輸入。再有，雖然沒有 圖示，當(dāng)然還具備放大器、濾波器、檢波器等。
因?yàn)殇摾|由作為強(qiáng)磁體的硬鋼絲(碳素鋼)構(gòu)成，所以當(dāng)通過i茲化 檢測(cè)器的磁鐵將鋼纜在軸方向上強(qiáng)磁化時(shí)，由于鋼索斷線等的局部截面 積變化導(dǎo)致漏磁通量變化。以檢測(cè)線圏3b檢查該漏磁通量的變化量，通 過轉(zhuǎn)換成電信號(hào)而發(fā)現(xiàn)異常。舉出具體的規(guī)格例子是，應(yīng)用的索徑40 ~ 60mm，測(cè)定速度15 ~ 90m/min，磁化方式利用永久磁鐵的直流磁化。
一般地，截面積變化越大信號(hào)也變得越大，此外，信號(hào)的大小比例 于測(cè)量速度。但是，在鋼纜的移動(dòng)速度是不一定地在磁場(chǎng)中繩索快速移 動(dòng)的情況下，鋼索的斷線或提升噪音(lift noise)導(dǎo)致的磁場(chǎng)的紊亂變 大，檢測(cè)出小的鋼索斷線或提升噪音。相對(duì)于此，在鋼纜的速度慢的情 況下，發(fā)生即使是大的斷線也不被檢測(cè)出的事態(tài)。因此，如上述那樣并 用加速度傳感器和修正單元，即使鋼纜的速度變化，能夠?qū)?yīng)其使檢測(cè) 信號(hào)水平上述或下降，能夠以恒定的檢測(cè)精度測(cè)定鋼索的斷線等。上述控制盤4的控制器4a是對(duì)從上述測(cè)定器3輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換處理和記錄的單元，被數(shù)字化了的測(cè)定數(shù)據(jù)通過無線LAN經(jīng)由 L AN設(shè)備傳輸?shù)奖O(jiān)視裝置6 。
第 一監(jiān)視裝置6具備計(jì)算機(jī)6a和無線LAN天線6b。計(jì)算機(jī)6a具備 測(cè)定控制部，設(shè)定上述測(cè)定器3的測(cè)定條件并且對(duì)控制盤4指示在該條件 下的測(cè)定器3的起止等；記錄/顯示部，記錄從測(cè)定器3送來的測(cè)定數(shù)據(jù)并 且在監(jiān)視器上顯示；收集部，保存蓄積測(cè)定數(shù)據(jù)；判斷功能部，對(duì)保存 收集的測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，判定異常的有無；以及通信部，在判斷超過 預(yù)先設(shè)定的值或水準(zhǔn)的異常發(fā)生時(shí)與第二監(jiān)視裝置7通信，并且對(duì)應(yīng)于 來自第二監(jiān)視裝置7的要求/指示而發(fā)送記錄完成的測(cè)定數(shù)據(jù)等。
第二監(jiān)視裝置7位于繩索的劣化/異常判定的專家所在的遠(yuǎn)程地，與 第一監(jiān)視裝置6同樣，具備計(jì)算機(jī)7a和因特網(wǎng)連接裝置7b。
計(jì)算機(jī)7a具備數(shù)據(jù)請(qǐng)求判斷部核查從第一監(jiān)視裝置6的判斷功 能部經(jīng)由因特網(wǎng)連接裝置7b送來的異常發(fā)生報(bào)告，判斷是否進(jìn)行例如圖 像數(shù)據(jù)、數(shù)值數(shù)據(jù)等需要的數(shù)據(jù)的詳細(xì)數(shù)據(jù)請(qǐng)求；判斷功能部，解析從 第一監(jiān)視裝置6送來的數(shù)據(jù)，判斷繩索更換的必要性的有無；以及指令 傳達(dá)部，將該結(jié)果向第一監(jiān)視裝置6傳送，指令傳達(dá)部包含以下功能， 即指示間隔(interval)等的測(cè)定條件的變更，和程序等的判定條件的變 更。在接收了來自該指令傳達(dá)部的指令的第一監(jiān)視裝置6，在被指令的 測(cè)定條件和判定條件下進(jìn)行測(cè)定和判定等。
再有，對(duì)在上述第一監(jiān)視裝置6中保存收集的測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并 判定異常的有無的判斷功能部，和對(duì)在第二監(jiān)視裝置7中的異常詳細(xì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行解析并判定繩索更換的必要性的有無的判斷功能部，數(shù)據(jù)請(qǐng)求判 斷部等是作為軟件而構(gòu)筑的。
測(cè)定基本上是在繩索縱向方向上區(qū)分測(cè)定區(qū)間，在本例中以所需要 的速度一邊使繩索移動(dòng)， 一邊連續(xù)地對(duì)漏磁通量電壓進(jìn)行檢測(cè)。該測(cè)定 數(shù)據(jù)優(yōu)選是如上述那樣通過加速度傳感器和修正單元進(jìn)行了速度修正 處理的數(shù)據(jù)。
然后，從控制盤4向第一監(jiān)視裝置6的計(jì)算機(jī)6a無線傳輸測(cè)定數(shù)據(jù)， 保存測(cè)定數(shù)據(jù)。上述測(cè)定在每一定期間進(jìn)行，每回顯示及記錄在同一區(qū) 分中的測(cè)定數(shù)據(jù)，在上述判定功能部解析其隨時(shí)間的變化，在判定是超 過了一定的基準(zhǔn)的值或增加率時(shí)，對(duì)第二監(jiān)視裝置7的計(jì)算機(jī)7a發(fā)送異常的發(fā)生。
圖4舉例表示了本發(fā)明系統(tǒng)的監(jiān)視圖，作為操作準(zhǔn)備，以專用電纜 連接檢測(cè)器3和控制器4a,另一方面將檢測(cè)器3設(shè)置在規(guī)定的場(chǎng)所，然后 進(jìn)行控制器4的設(shè)定。這是將測(cè)定的信道(lch)設(shè)為ON,選擇測(cè)定速度 切換開關(guān)。然后，確認(rèn)無線LAN天線的朝向是不是正常，監(jiān)視室側(cè)的天 線朝向檢測(cè)器側(cè)天線5的方向。此外，確認(rèn)國(guó)際海事衛(wèi)星的電話接通。
關(guān)于第一監(jiān)視裝置6的計(jì)算機(jī)6a,將LAN電纜、電話線路電纜、電 源電纜連接到計(jì)算機(jī)，使電源為ON。確認(rèn)程序啟動(dòng)，以通信設(shè)定來輸 入LAN的IP地址、連接PORT、以及發(fā)送郵件的地址。此外進(jìn)行郵件通信 的設(shè)定(消息確認(rèn)施加、收發(fā)信間隔、結(jié)束時(shí)間)。此外，在測(cè)定設(shè)定 中，設(shè)定繩索速度(實(shí)際的速度)、判定水平(例如2V)的值、判定開 始位置(例如2m),此外，輸入保存數(shù)據(jù)的文件夾名。
接著，在測(cè)定設(shè)定中進(jìn)行時(shí)間觸發(fā)(time trigger )的設(shè)定。在一 日 一次的測(cè)定的情況下(在一定的時(shí)刻開始)，選取測(cè)定時(shí)刻，輸入測(cè)定 開始時(shí)刻。在間隔測(cè)定的情況下，選取間隔，輸入測(cè)定間隔。最后輸入 測(cè)定時(shí)間(例如，MAX30分鐘)，單擊設(shè)定鍵。由此，在設(shè)定的時(shí)刻自 動(dòng)開始測(cè)定。
在時(shí)間觸發(fā)以外的設(shè)定模式的情況下，選擇手動(dòng)觸發(fā)或簡(jiǎn)易測(cè)定 (simple measure )。在手動(dòng)觸發(fā)的情況下，在單擊測(cè)定開始按鍵的同時(shí) 測(cè)定開始。在簡(jiǎn)易測(cè)定的情況下，在測(cè)定準(zhǔn)備進(jìn)行4各式化(format)， 在測(cè)定開始進(jìn)行測(cè)定，在測(cè)定結(jié)束而結(jié)束。此外，在此之外，也采用編 碼器觸發(fā)(encoder trigger)。這是如圖2那樣使用附屬于測(cè)定器3的旋轉(zhuǎn) 編碼器，當(dāng)在繩索上有運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)來自解碼器的輸出開始測(cè)定的模式。 根據(jù)該解碼器的輸出能夠記錄繩索的移動(dòng)距離，能夠確定繩索的測(cè)定位 置。
在以上的準(zhǔn)備操作后，從計(jì)算機(jī)6a通過無線LAN向檢測(cè)器3的控制 器4a發(fā)送開始指令，開始測(cè)定。控制器4a取得設(shè)定時(shí)間的數(shù)據(jù)，將被測(cè) 定的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并作為數(shù)字信號(hào)記錄到本體存儲(chǔ)器，并且通過無 線LAN記錄到計(jì)算機(jī)6a的存儲(chǔ)器，同時(shí)將測(cè)定數(shù)據(jù)在監(jiān)視器上顯示。在 計(jì)算機(jī)6a的文字框中，預(yù)先輸入測(cè)定對(duì)象繩索的速度和判定水平的電 壓。判定水平是進(jìn)行判定時(shí)的電壓。圖5 (a)表示測(cè)定開始前的監(jiān)視器 畫面，上部是測(cè)定數(shù)據(jù)整體的圖表，下部是放大圖表，擴(kuò)大顯示在整體圖表上選擇的位置。圖5 (b)表示測(cè)定數(shù)據(jù)的一個(gè)例子，在五個(gè)位置出 現(xiàn)高電壓(漏磁通量)。測(cè)定數(shù)據(jù)是基于由加速度傳感器感知的加速度 對(duì)檢測(cè)線圈的檢測(cè)信號(hào)加以修正的數(shù)據(jù)。
這樣的數(shù)據(jù)每當(dāng)進(jìn)行測(cè)定時(shí)就保存/蓄積在計(jì)算機(jī)6a的收集部，在判 斷功能部中解析是否超過了預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)(設(shè)定)，進(jìn)行異常的判定。 圖6(a) (b) (c)表示測(cè)定數(shù)據(jù)波形的隨時(shí)間變化的例子，(a)表示 例如34萬次時(shí)的電壓波形，(b)表示例如52萬次時(shí)的電壓波形，可知 發(fā)生了斷線。(c)表示56萬次時(shí)的電壓波形，可知斷線增加。
在這里，作為在判斷功能部的數(shù)據(jù)判斷(評(píng)價(jià))的方法，可以舉出 以電壓高度評(píng)價(jià)的方法。這是預(yù)先設(shè)定經(jīng)過多年后的最大漏磁通量電 壓，當(dāng)超過其的值發(fā)生時(shí)判斷為異常。例如，將經(jīng)過多年后的最大漏磁 通量電壓設(shè)定為4V, —年后的數(shù)據(jù)為最大1.8V,在兩年后的數(shù)據(jù)為最大 4.9V時(shí)判斷為異常。
但是，例如在雖然兩年后的數(shù)據(jù)是沒有達(dá)到設(shè)定水平的最大3.5V, 但在 一 定區(qū)間出現(xiàn)很多這樣的值的情況下，在安全對(duì)策上應(yīng)該作為異常 發(fā)生，但在上述基準(zhǔn)下，有判定為正常的可能性，并不適當(dāng)。
因此，本發(fā)明提案一種適宜的評(píng)價(jià)方式。優(yōu)選的評(píng)價(jià)方式的第一方 式，是檢查在一定測(cè)定區(qū)間內(nèi)的某個(gè)水平的電壓高度和超過其的數(shù)據(jù)數(shù) (時(shí)間或長(zhǎng)度)，例如將超過1V的情況的權(quán)重設(shè)為1，假定50點(diǎn)(數(shù)據(jù) 數(shù))、0.5秒、10mm長(zhǎng)，數(shù)據(jù)數(shù)是電壓數(shù)也可。
然后，在電壓高度中取數(shù)個(gè)水準(zhǔn)并分別賦予權(quán)重。例如，假設(shè)超過 IV:權(quán)重k 50點(diǎn)(數(shù)據(jù)數(shù))，超過2V:權(quán)重2: 30點(diǎn)(數(shù)據(jù)數(shù))，超 過3V:權(quán)重3: 15點(diǎn)，超過4V:權(quán)重4: 5點(diǎn)(數(shù)據(jù)數(shù))時(shí)，lx 50+(2-l)x30+(3-2)xl5+(4-3)x5=100。因此，高電壓的權(quán)重大，例如通過 使超過3V的權(quán)重為5、超過4V的權(quán)重為8等，能夠反映電壓高低的影響。 在以上的條件下觀察評(píng)價(jià)值的隨時(shí)間的變化(變化的傾斜)，在變化率 為一定以上的情況下判斷為要更換狀態(tài)的異常。
例如，上述評(píng)價(jià)值在某個(gè)情況下假設(shè)為l年后10, 2年后20, 3 年后30(才莫式A),在其他情況下為l年后5， 2年后8, 3年后30 (模式B )
這些情況的最大變化率為在;lt式A下為10/年，在沖莫式B下為22/年。 因此，當(dāng)設(shè)定變化率20/年以上為更換水平時(shí)，被判斷為模式A能夠使用、沖莫式B要更換，能夠?qū)?yīng)突發(fā)或急劇的劣化。
圖7 (a)表示評(píng)價(jià)值和繩索強(qiáng)度率的關(guān)系，殘留強(qiáng)度率為90%相當(dāng) 于評(píng)價(jià)值20。 (b)表示時(shí)間和評(píng)價(jià)值的關(guān)系，由于模式B是超過極限傾 斜角度的角度，所以該鋼纜被判定為要更換。
接著，在本發(fā)明的判斷功能部的評(píng)價(jià)方式的第二方式是，以來自于 表示一定的測(cè)定區(qū)間的斷線的電壓值的積分值(信號(hào)面積值)為基準(zhǔn)， 檢測(cè)每運(yùn)行次數(shù)的積分值的變化，當(dāng)該變化的大小超過容許的變化率時(shí)
判定為異常的方式。
詳細(xì)地說，圖8表示斷線導(dǎo)致的信號(hào)電壓值波形，電壓是4.4V。圖9 表示圖8的情況下的斷線和信號(hào)面積值的關(guān)系。在該例子中面積是12 0 。 信號(hào)面積值是圖8所示的電壓值表示的波形的長(zhǎng)度(位置)的積分值， 在以等速度細(xì)分而取得數(shù)據(jù)的情況下，可以通過S (電壓值x數(shù)據(jù)數(shù))的 離散積分而求得。這是利用在判斷功能部的計(jì)算功能而自動(dòng)求得的。與 圖8相比圖9中波形接近正態(tài)分布形狀，在異常信號(hào)以外的位置的布線變 為平坦。因此，能夠沒有錯(cuò)誤地識(shí)別斷線的發(fā)生狀態(tài)。
再有，在數(shù)據(jù)中的繩索的速度不是等速度的情況下，由于每單位長(zhǎng) 的數(shù)據(jù)數(shù)在速度越快時(shí)變得越少，所以根據(jù)速度可以修正或相加數(shù)據(jù)的 權(quán)重。例如，在速度差是兩倍的情況下，只要速度是兩倍的數(shù)據(jù)與2相 乘，增大一個(gè)數(shù)據(jù)的權(quán)重即可。
圖10表示在數(shù)據(jù)數(shù)6的電壓和繩索殘留強(qiáng)度的關(guān)系，圖ll表示面積 (電壓x數(shù)據(jù)數(shù))和繩索殘留強(qiáng)度的關(guān)系。W意味著相關(guān)系數(shù)。
以這樣的殘留強(qiáng)度和電壓的關(guān)系為基準(zhǔn)應(yīng)用于上述例子時(shí)如如圖 12所示，可知相關(guān)系數(shù)低，殘留強(qiáng)度推定的誤差大。例如，在圖12的信 號(hào)中電壓約為4.4V,預(yù)測(cè)殘留強(qiáng)度在50~95%的范圍。因?yàn)樵诎踩珎?cè)評(píng) 價(jià)中采用50%,所以被評(píng)價(jià)為低于一般的容許強(qiáng)度80%,成為繩索更換 的對(duì)象。
相對(duì)于此，在以面積(電壓x數(shù)據(jù)數(shù))和殘留強(qiáng)度的關(guān)系為基準(zhǔn)的 情況下如圖13所示，預(yù)測(cè)面積從超過100的范圍起呈二次曲線下降，相 關(guān)系數(shù)也變得非常高。
圖13的值120的情況下，推定為大約90%的殘留強(qiáng)度，判斷為能夠使 用。其中，發(fā)生10%強(qiáng)度下降，判斷為需要繩索更換準(zhǔn)備以及定期檢查。
因此，可以說將面積(電壓x數(shù)據(jù)數(shù))和殘留強(qiáng)度的關(guān)系，而不是電壓和殘留強(qiáng)度的關(guān)系作為異常判斷的判定基準(zhǔn)是非常適合的。
圖14 ~ 16表示某個(gè)設(shè)備中的每運(yùn)行運(yùn)行次數(shù)的波形的隨時(shí)間的變 化，各圖的上部是整體波形，下部是放大波形。使用下部求取面積。圖 14是運(yùn)行次數(shù)2萬次、圖15是3萬次，圖16是4萬次。V表示電壓，S表示 信號(hào)面積。
圖17表示圖14 16的電壓和運(yùn)行次數(shù)的關(guān)系，圖18表示圖14~ 16的 信號(hào)面積值和運(yùn)行次數(shù)的關(guān)系。這些是利用在判斷功能部的程序而自動(dòng) 求取的。如圖17所示，在信號(hào)電壓為大約5V下，不太有變化。相對(duì)于此， 圖18的信號(hào)面積值表示面積對(duì)應(yīng)于運(yùn)行次數(shù)而增加。圖19是調(diào)查了實(shí)際 的斷線狀況的結(jié)果，可知與信號(hào)面積值非常一致。因此，本發(fā)明將這樣 的信號(hào)面積值和運(yùn)行次數(shù)的關(guān)系作為判定要素，利用波形的增加率進(jìn)行 更換的判定。
圖20表示每運(yùn)行次數(shù)的信號(hào)面積(信號(hào)積分值)的推移，才莫式A中， 雖然從初始發(fā)生了某種劣化，但其增加小。另一方面，在模式B中劣化 發(fā)生雖然晚但其增加大。關(guān)于這樣的變化，與預(yù)先制定的極限傾斜相比， 在如模式B那樣傾斜大(增加劇烈)的情況被評(píng)價(jià)為危險(xiǎn)，做出進(jìn)行繩 索更換的判定。例如，在6萬次中，模式A中信號(hào)面積是200,模式B中是 180,當(dāng)僅以絕對(duì)值評(píng)價(jià)時(shí)模式A較差，但因?yàn)槟Ｊ紹的增加的傾斜大， 所以能夠判斷比模式A危險(xiǎn)。將極限傾斜設(shè)定為150/萬次時(shí)，在6萬次的 時(shí)點(diǎn)，模式A中是50/萬次，模式B中是170/萬次，超過了更換基準(zhǔn)。
再有，極限傾斜可以作為極限增加量來考慮。圖21中縱軸采用信號(hào) 面積的增加量(傾斜)，像這樣求取傾斜，通過將超過閾值的情況判定 為危險(xiǎn)，能夠高精度并準(zhǔn)確地得知繩索使用極限。
這樣判斷的結(jié)果作為警報(bào)從第 一監(jiān)視裝置6的計(jì)算機(jī)6a向第二監(jiān)視 裝置7發(fā)送郵件，在接收了的第二監(jiān)視裝置7的計(jì)算機(jī)6a中，為了判定繩 索更換的必要性的有無，從計(jì)算機(jī)7a發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求的郵件。該請(qǐng)求數(shù)據(jù) 是圖像數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、程序等，第一監(jiān)視裝置6的計(jì)算機(jī)6a將該請(qǐng)求 數(shù)據(jù)向第二監(jiān)視裝置7的計(jì)算機(jī)7a發(fā)送。
在第二監(jiān)視裝置7的計(jì)算機(jī)7a中，判斷功能部解析送來的數(shù)據(jù)，進(jìn) 而還通過數(shù)據(jù)的隨時(shí)間變化、與過去的數(shù)據(jù)的比較等從而做出最終判 定，向第一監(jiān)視裝置6的計(jì)算機(jī)6a發(fā)送。與此呼應(yīng)，進(jìn)行新繩索的準(zhǔn)備， 向當(dāng)?shù)嘏汕矊＜业鹊拇胧?。由此，能夠以不?duì)當(dāng)?shù)卦O(shè)備的工作造成障礙的方式進(jìn)行繩索更換，繼續(xù)安全性高的工作。
實(shí)施例2
在本發(fā)明中，"繩索的測(cè)定"并不限定于斷線檢測(cè)的情況。斷線以外
的測(cè)定內(nèi)容(測(cè)定單元)，例如可以舉出腐蝕檢測(cè)全磁通法，索徑 減少外徑測(cè)定器，變形檢測(cè)節(jié)距檢測(cè)器，位置檢測(cè)旋轉(zhuǎn)式編碼器， 張力測(cè)定測(cè)壓傳感器，延伸測(cè)定位移計(jì)，速度測(cè)定加速度計(jì)、旋 轉(zhuǎn)數(shù)編碼器，振動(dòng)測(cè)定加速度計(jì)等。
圖2 2表示本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)的第二實(shí)施例，作為測(cè)定單元除了在上 述繩索檢測(cè)器3檢測(cè)漏磁通量，還取出全磁通數(shù)據(jù)，并且在繩索路徑上 配置外徑測(cè)定器9逐次測(cè)定索徑，在滑輪處測(cè)定位置、張力等，對(duì)這些 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理并記錄，將數(shù)字化了的這些 數(shù)據(jù)通過無線LAN經(jīng)由數(shù)據(jù)收集端口傳送到第一監(jiān)視裝置6的計(jì)算機(jī) 6a,在判斷功能部解析并考慮斷線狀態(tài)而做出綜合判斷。圖23(a) (b) (c)表示在外徑測(cè)定器9測(cè)定的索徑的隨時(shí)間變化(新品3萬次、5萬次)， 可知周期性的直徑減少在發(fā)展。
這種情況下安裝程序，對(duì)斷線和直徑減少、腐蝕等分別設(shè)定評(píng)價(jià)點(diǎn)， 在有超過一定的評(píng)價(jià)點(diǎn)的劣化的情況下發(fā)送警報(bào)。只要是這樣的結(jié)構(gòu)， 就能夠更高精度地遠(yuǎn)程監(jiān)視更換的必要性和時(shí)期。
再有，在本發(fā)明中的繩索劣化/異常判斷，不排除電壓是否超過了設(shè) 定的最大電壓的參數(shù)，而是包含將該參數(shù)與上述兩個(gè)方式的任一個(gè)并用 的綜合判斷。
權(quán)利要求
1. 一種鋼纜遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，具備測(cè)定鋼纜的狀態(tài)的單元；以通信單元與上述測(cè)定單元連接，記錄、顯示及蓄積從測(cè)定單元輸出的測(cè)定數(shù)據(jù)，根據(jù)與已經(jīng)蓄積的測(cè)定數(shù)據(jù)的關(guān)系判定異常的有無，當(dāng)有異常時(shí)發(fā)出警報(bào)的第一監(jiān)視裝置；以及經(jīng)由通信單元與上述第一監(jiān)視裝置連接，和上述第一監(jiān)視裝置交接數(shù)據(jù)，再次核查第一監(jiān)視裝置的判定數(shù)據(jù)，進(jìn)行最終判定并向第一監(jiān)視裝置傳送的第二監(jiān)視裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋼纜遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，其中，第一監(jiān)視裝置 具備設(shè)定測(cè)定單元的測(cè)定條件并且指示在該條件下的測(cè)定單元的起止 等的測(cè)定控制部；記錄從測(cè)定單元送來的測(cè)定數(shù)據(jù)并且在監(jiān)視器上顯示 的記錄/顯示部；保存蓄積數(shù)據(jù)的收集部；解析被保存收集的數(shù)據(jù)并判定 異常的有無的判斷功能部；以及當(dāng)在判斷功能部中判斷有超過設(shè)定的值 或水平的異常發(fā)生時(shí)，與第二監(jiān)視裝置通信，并且對(duì)應(yīng)于來自第二監(jiān)視 裝置的要求/指示，發(fā)送記錄完成的數(shù)據(jù)等的通信部，第二監(jiān)視裝置具有 核查從第一監(jiān)視裝置送來的異常發(fā)生報(bào)告，判斷是否進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)、數(shù) 值數(shù)據(jù)等的詳細(xì)數(shù)據(jù)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)請(qǐng)求判斷部；解析從第一監(jiān)視裝置送來 的數(shù)據(jù)，判定繩索更換的必要性的有無的判斷功能部；以及將該結(jié)果向 第 一監(jiān)視裝置傳送的指令傳達(dá)部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋼纜遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，使用如 下判定程序，即在繩索的縱向方向上區(qū)分測(cè)定區(qū)間，解析在同一區(qū)間中 各次測(cè)定值的隨時(shí)間經(jīng)過的增加，以該增加率是否超過一定的基準(zhǔn)值來 判定異常的有無。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何一項(xiàng)所述的鋼纜遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，其中， 使用如下判定程序，即鋼纜的狀態(tài)測(cè)定對(duì)象是斷線，將測(cè)定值的評(píng)價(jià)作 為將測(cè)定區(qū)間中的斷線導(dǎo)致的電壓高度分為多個(gè)水平并分別賦予權(quán)重 的值，檢查上述評(píng)價(jià)值的隨時(shí)間的變化，當(dāng)超過容許的變化率時(shí)判斷為 異常。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何一項(xiàng)所述的鋼纜遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，其特征 在于，使用如下判定程序，即鋼纜的狀態(tài)測(cè)定對(duì)象是斷線，以來自測(cè)定 區(qū)間的斷線電壓值的積分值、也就是信號(hào)面積值為基準(zhǔn)，檢測(cè)每運(yùn)行次 數(shù)的積分值的變化，當(dāng)該變化超過容許的變化率并且大時(shí)判定為異常。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼纜的遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，鋼纜的測(cè)定除了斷線檢測(cè)，還至少包含腐蝕檢測(cè)、索徑減少檢測(cè)、變形檢測(cè) 中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋼纜的遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，能夠在重要的設(shè)備或損傷會(huì)導(dǎo)致重大事故的設(shè)備中，在遠(yuǎn)距場(chǎng)所高精度地客觀地連續(xù)監(jiān)視作為活動(dòng)索具使用的鋼纜的劣化。該遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，具備測(cè)定鋼纜的狀態(tài)的單元；記錄、顯示及蓄積從測(cè)定單元輸出的測(cè)定數(shù)據(jù)，處理上述測(cè)定數(shù)據(jù)并根據(jù)與已經(jīng)蓄積的測(cè)定數(shù)據(jù)的關(guān)系判定異常的有無，當(dāng)有異常時(shí)發(fā)出警報(bào)的第一監(jiān)視裝置；以及經(jīng)由通信單元與上述第一監(jiān)視裝置連接，和上述第一監(jiān)視裝置交接數(shù)據(jù)，在接到警報(bào)時(shí)再次核查判定單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)行最終判定并向第一監(jiān)視裝置傳送的遠(yuǎn)程地的第二監(jiān)視裝置。
文檔編號(hào)G01N27/83GK101416050SQ20078001211
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者守谷敏之 申請(qǐng)人:東京制綱株式會(huì)社