使用电梯机器附近的振动传感器的电梯监测
阅读说明：本技术 使用电梯机器附近的振动传感器的电梯监测 (Elevator monitoring using vibration sensors near the elevator machine ) 是由 S.苏迪 M.C.朗 M.J.哈德斯蒂 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：电梯系统的说明性示例实施例包含机器,所述机器包含马达和制动器。所述机器被配置成选择性地引起电梯轿厢的移动。位于所述机器附近的至少一个振动传感器提供对所述机器的操作的指示,对所述机器的操作的所述指示用于至少指示与所述电梯轿厢的停止和开始移动相关联的所述机器的停止和开始。(An illustrative example embodiment of an elevator system includes a machine including a motor and a brake. The machine is configured to selectively cause movement of an elevator car. At least one vibration sensor located proximate to the machine provides an indication of operation of the machine for at least indicating stopping and starting of the machine associated with stopping and starting movement of the elevator car.)
背景技术
电梯系统对于在建筑物中的不同层之间运载乘客和物品是有用的。尽管电梯系统是可靠的，但它们在系统组件老化或者损坏时易于要求维护或修理。随着时间的过去，已开发了在解决此类问题方面的各种方案。尽管存在对获得更佳性能数据以用于监测电梯系统的期望，但目前不存在用于以合理的成本来提供此类数据的解决方案。
发明内容
电梯系统的说明性示例实施例包含机器，所述机器包含马达和制动器。所述机器被配置成选择性地引起电梯轿厢的移动。位于所述机器附近的至少一个振动传感器提供对所述机器的操作的指示，对所述机器的操作的所述指示用于至少指示与所述电梯轿厢的停止和开始移动相关联的所述机器的停止和开始。
包含前面段落的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例包含通信接口，所述通信接口被配置成将与对所述机器的操作的所述指示对应的信息传递到远离所述电梯系统的装置。所述至少一个振动传感器提供对所述机器的操作的实时指示，并且所述通信接口实时传递所述信息。
在包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例中，所述至少一个振动传感器提供对所述机器的所述制动器的操作的指示，对所述机器的所述制动器的操作的所述指示包含定时信息。
在包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例中，所述定时信息对应于以下项中的至少一项的定时：制动器释放、制动器合闸（brake pick）和制动器啸叫（brake squeal）。
在包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例中，所述至少一个振动传感器提供对通过所述机器而实现的所述电梯轿厢的任何紧急停止的指示。
在包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例中，所述机器包含多个轴承，并且所述至少一个振动传感器提供对所述轴承中的至少一个轴承的状况的指示。
在包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例中，所述电梯轿厢的所述停止和开始移动针对所述电梯轿厢的多次运行中的每次运行而发生，并且所述处理器提供有关所述多次运行的趋势的信息。
包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例包含处理对所述机器的操作的所述指示的处理器。所述处理器基于对所述机器的操作的所述指示来确定所述机器的至少一部分的状况，并且所述处理器提供与所确定的状况对应的输出。
包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例包含通信接口，所述通信接口被配置成将与对所述机器的操作的所述指示对应的信息传递到远离所述电梯系统的装置。通过所述通信接口传递的所述信息提供对所述机器的至少所述部分的所确定的状况的指示，并且通过所述通信接口传递的所述信息将所述状况描述为以下项中的至少一项：可接受、在工作但很快需要维护、以及需要立即修理。
在包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例中，多个预确定的振动阈值指示所述机器的相应多个状况，所述处理器确定对所述机器的操作的所述指示与所述阈值中的至少一个阈值之间的关系，并且所述处理器基于所确定的关系，确定所述机器的至少所述部分的所述状况。
包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例包含在选择的位置中支撑所述机器的机器框架，并且其中在以下项中的至少一项上支撑所述至少一个振动传感器：所述机器和所述机器框架。
在包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例中，所述制动器位于所述机器框架的一端附近，并且与所述机器框架的相对端相比更靠近所述一端地在所述机器框架上支撑所述至少一个振动传感器。
在包含前面段落中任一段的所述电梯系统的一个或多个特征的示例实施例中，所述至少一个传感器包括三轴微机电（MEMS）振动传感器。
监测具有被配置成选择性地引起电梯轿厢的移动的机器的电梯系统的说明性示例方法包含使用位于所述机器附近的至少一个振动传感器来获得对所述机器的操作的指示，对所述机器的操作的所述指示用于至少指示与所述电梯轿厢的停止和开始移动相关联的所述机器的停止和开始。
包含前面段落的所述方法的一个或多个特征的示例实施例包含实时获得所述指示，以及将所述信息实时传递到远离所述电梯系统的装置。
在包含前面段落中任一段的所述方法的一个或多个特征的示例实施例中，获得对所述机器的操作的所述指示包括获得对所述机器的制动器的操作的指示，对所述机器的制动器的操作的所述指示包括对应于以下项中的至少一项的定时的定时信息：制动器释放、制动器合闸和制动器啸叫。
包含前面段落中任一段的所述方法的一个或多个特征的示例实施例包含使用处理器来处理对所述机器的操作的所述指示，并且所述处理器提供有关所述电梯轿厢的多次运行的趋势的信息，其中所述电梯轿厢的所述停止和开始移动针对所述电梯轿厢的所述多次运行中的每次运行而发生。
包含任一前面段落的方法的一个或多个特征的一示例实施例包含基于对所述机器的操作的所述指示来确定所述机器的至少一部分的状况，并且所述状况为以下项中的至少一项：可接受、在工作但很快需要维护、以及需要立即修理。
在包含前面段落中任一段的所述方法的一个或多个特征的示例实施例中，多个预确定的振动阈值指示所述机器的相应多个状况，并且所述方法包括确定对所述机器的操作的所述指示与所述阈值中的至少一个阈值之间的关系，以及基于所确定的关系，确定所述机器的至少所述部分的所述状况。
在包含前面段落中任一段的所述方法的一个或多个特征的示例实施例中，所述机器包含多个轴承，并且所述方法包括提供对所述轴承中的至少一个轴承的状况的指示。
根据下面的
具体实施方式
，至少一个公开示例实施例的各种特征和优点将对本领域技术人员变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可被简要描述如下。
附图说明
图1以示意图方式图示了根据本发明的实施例而设计的电梯系统的所选择的部分。
图2以示意图方式图示了根据本发明的实施例的、位于电梯机器附近的振动传感器。
图3以示意图方式图示了与图1中示出的电梯系统的机器的操作对应的至少一个振动传感器的指示。
图4以示意图方式图示了与图1中示出的电梯系统的机器的另一操作对应的至少一个振动传感器的指示。
具体实施方式
本发明的实施例提供用于基于与电梯机器的操作对应的振动指示而获得有关电梯系统的一部分的性能或状况的信息的能力。
图1以示意图方式图示了示例电梯系统20的所选择的部分。电梯机器22被配置成采用一般已知的方式来选择性地控制电梯轿厢24和配重（counterweight）26的移动。如图2中所示出的，电梯机器22包含马达30、制动器32和牵引滑轮（traction sheave）34。机器还包含在图示中不可见的轴承。使用支撑框架36将机器22安装在电梯系统20内。
至少一个振动传感器38位于机器22附近以用于检测与机器22的操作相关联的振动。出于说明的目的，在图2中示出了两个振动传感器38。以虚影方式在图2中在38’处示出其它振动传感器位置。振动传感器38可位于机器22、框架36或附近结构的任何部分上，在所述部分中，与机器22的操作相关联的振动是可检测的。振动传感器38提供对机器的操作的指示，所述指示至少指示与电梯轿厢24的停止和开始移动相关联的机器的停止和开始。位于机器22附近的振动传感器38提供电梯系统性能信息的经济的源。电梯系统20的性能数据与机器操作具有紧密关系，所述机器操作包含机器22在电梯轿厢24的每次运行期间的开始和停止。
出于监测制动器32的操作的目的，振动传感器38中的至少一个振动传感器靠近制动器32而位于支撑框架36上。在图2的所图示的示例实施例中，制动器32位于框架36的一端附近。与相对端相比更靠近框架36的该端地来定位振动传感器38中的至少一个振动传感器。
振动传感器38捕捉与机器22的操作相关联的频率。机器22的每个组件具有独特的频率特征（frequency signature），所述独特的频率特征对于提供对对应组件和机器22的状态或操作的指示是有用的。多种已知振动传感器可被包含在不同实施例中。在一些实施例中，振动传感器38包括无线振动传感器。其它实施例包含三轴微机电（MEMS）振动传感器。
对机器22的操作的指示对于电梯系统20的正在进行的监测或分析是有用的。例如，指示的实时输出或传递允许技术人员或技工实时监测电梯系统20的“心跳”。在一些实施例中，此类信息对于出现在电梯系统的位置处的个体是可得到的。在一些实施例中，通过通信接口40将对机器操作的指示提供给位于远处的技工或技术人员，该通信接口40被配置成将与对机器22的操作的指示对应的信息传递到与电梯系统20分离的远程装置42。在一些示例实施例中，远程装置42包括由电梯技工或技术人员所使用的通信工具。一些此类远程装置42包括手持式装置，诸如智能电话或专用电梯监测和维修装置。一些实施例包含从通信接口40到远程装置42的通信，所述远程装置42包括由远程电梯专家可访问的监测装置。
如图2中所示出的，所图示的示例实施例包含处理器44，处理器44包括计算装置，所述计算装置被编程或配置成接收来自振动传感器38的振动指示并处理它们以确定电梯机器22的组件中的一个或多个组件的状况。尽管处理器44以示意图方式被图示为与通信接口40分离的组件，但这两个以示意图方式示出的特征被合并到单个装置中是可能的。在此实施例中，处理器44可以获得与电梯系统20的不同操作状况对应的（例如存储在存储器中的）预确定阈值。在来自振动传感器38的输出超过那些阈值之一时，处理器44确定机器22的具体对应状况或操作已发生或存在。处理器44确定振动传感器38中的至少一个振动传感器的输出与预确定阈值中的至少一个之间的关系以用于确定机器22的状况或状态。
例如，图3在50以示意图方式图示振动传感器输出，所述振动传感器输出在52处指示何时电梯机器22的制动器32已落下（drop）或被释放。这可例如在向至少一个电梯乘客提供服务时在电梯轿厢24的运行起始时发生。如能够在图3中看到的，在对应于电梯轿厢在某个层站处静止的一段相对沉默期后，来自振动传感器38中的至少一个振动传感器的输出超过54处的阈值。该阈值54被越过时的定时展现制动器32的性能或状况的方面。制动器操作的其它方面包含制动器合闸和制动器啸叫。在图3还示出的是与由于电梯机器22的马达30的操作而引起的、在56处的电梯轿厢的加速对应的振动传感器输出。
图4在60图示了另一示例振动传感器输出，所述另一示例振动传感器输出包含在62处的电梯轿厢以相对恒定速度移动，继之以在64处的加速。在此示例中，在64处的、通过振动传感器输出所表示的加速触发电梯轿厢的紧急停止，所述紧急停止通过应用电梯机器22的制动器32来实现。在66处的、来自至少一个振动传感器38的指示越过在68处示出的紧急停止阈值。处理器44被配置或编程成识别何时振动传感器输出越过阈值54或阈值68之一以做出有关机器22的状况或操作的确定。
通信接口40提供有关由至少一个振动传感器38所检测到的状况或操作的信息。来自通信接口40的信息无需包含例如在图3和4中以示意图方式示出的原始数据。相反，在一些示例实施例中，通信接口40提供有关机器22的状态或状况的信息。在示例实施例中，由通信接口40所传递的信息将状况描述为以下项中的至少一项：可接受、在工作但很快需要维护、以及需要立即修理。描述所确定的状况的其它方式在本发明的实施例的范畴内。此类信息允许远程专家或本地技工确定机器22的一部分是否需要立即关注（例如，修理或更换）或者应被调度以便在不远的将来在某个时间进行维护。
从振动传感器38可得到的信息提供用于对电梯系统20的性能进行正在进行的、实时的监测的能力。尽管来自振动传感器38的指示可以是始终可得到的，但通过通信接口40所传递的信息可在更有限的、所选择的基础上（诸如以预调度的间隔或者响应于来自使用远程装置42的远程专家或技工的查询）出现。在一些实施例中，在处理器44确定具体阈值已被越过（这指示需要修理电梯系统20的一个或多个组件）时，通信接口40自动生成有关所确定的状况的通知或警告。
来自振动传感器38的指示提供有关在电梯轿厢24的多次运行的每次运行期间的机器操作的信息。指示一般而言能够展现马达30、轴承或制动器32的操作或状况以及机器操作。所图示的示例实施例中的处理器44提供有关所述多次运行的趋势的信息。电梯轿厢24的停止和开始移动针对电梯轿厢24的每次运行而发生。有关机器22控制电梯轿厢的停止和开始的振动传感器指示允许处理器44针对每次运行来确定此类信息以及确定关于多次运行的趋势。
使振动传感器38位于电梯机器22附近并且提供对机器22的停止和开始的指示以用于控制电梯轿厢24的移动的停止和开始，以上操作以合理的成本采用高效的方式提供了改进的电梯监测。
前面的描述在性质上是说明性的而非限制性的。对于所公开的示例的、不一定脱离本发明的本质的变化和修改对本领域技术人员可变得显而易见。给予本发明的合法保护的范畴只能通过研究随附权利要求来确定。