本发明属于垂直电梯监测技术领域，更具体地，涉及一种电梯曳引钢带超声监测系统和方法。
背景技术：
垂直电梯作为特种设备，担负着铁路以及城市轨道交通运输乘客的重要任务，其安全性至关重要。为保证乘客安全，减少事故的发生概率，需对垂直电梯进行定期检测与维修，从而保证设备处于良好的运行状态。然而，目前垂直电梯的检修主要采用人工周期修和故障修，即未出现故障时通过工作人员进行周期性检查，出现故障时再进行维修，此方式属于事后行为，无法有效预防故障的发生，不利于避免重大事故的发生；同时周期性的检修可能造成过度修或者维修不及时，大范围排查导致耗费大量时间、人力、物力，效果不佳，运营的难度与成本较高。
电梯曳引钢带是连接对重与轿厢，为电梯升降传递动力的部件，是电梯的关键组成部分，对电梯的运行安全至关重要。电梯曳引钢带中平铺设置有多根成股的钢丝绳，外部包裹橡胶层，其内部部分钢丝发生缺陷时很难通过人工检查出来，因此会遗留隐患，影响电梯运行状态，对乘客的生命及财产安全产生威胁。目前，公开的专利中有关于电梯曳引钢带监测技术方面的，如，cn201910811217.3监测电梯曳引钢带状态的电磁传感器及监测方法，该专利公开了一种通过电磁传感器检测钢丝带状态的方法，装置无法同时对多股曳引钢带进行检测，同时无法对钢带缺陷进行实时标记定位，另该专利传感器中只有一组电磁铁模块，模块一旦发生故障就无法进行正常工作，传感器的可靠性较低，维修替换不方便。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统和方法，其可实现电梯多股曳引钢带同时检测、准确定位缺陷位置、在线实时监测高可靠性、安装与检修方便，为垂直电梯的及时检修提供可靠的数据支持，为保障垂直电梯的运行安全提供有效的技术手段。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，该监测系统包括阵列检测标记装置、连接支架和数据采集处理模块，其中：
所述阵列检测标记装置包括载体模块和安装在所述载体模块上的多个检测标记单元，所述载体模块通过所述连接支架安装在电梯井道上；
对于各所述检测标记单元而言，其各自包括超声检测模块、标记模块、标记端子、标记信号线、检测端子和检测信号线，所述超声检测模块、标记模块、标记端子和检测端子均安装在所述载体模块上，所述超声检测模块通过所述检测信号线与所述检测端子连接，所述标记模块通过所述标记信号线与所述标记端子连接，所述超声检测模块和所述标记模块的底部均为与电梯曳引轮同轴的弧形部，以用于抵在电梯曳引钢带的与电梯曳引轮接触的部位；
每个所述超声检测模块分别超声检测电梯曳引钢带的多根钢丝绳，每个所述标记模块的位置分别与一个所述超声检测模块的位置对应；
各所述检测端子和各所述标记端子分别与载体模块的电路板连接，所述载体模块的电路板通过集成信号线与所述数据采集处理模块连接，所述数据采集处理模块接收各超声检测模块采集的超声信息，以实时判断各电梯曳引钢带是否存在缺陷，并在检测到电梯曳引钢带存在缺陷时，控制所述标记模块在电梯曳引钢带有缺陷的部位做标记来实现缺陷定位。
优选地，所述检测标记单元的超声检测模块、标记模块集成在一起并插接在所述载体模块的卡槽上，以便于在检测标记单元出现故障时可直接插拔替换。
优选地，所述连接支架包括连接臂和支座，所述连接臂的一端与所述载体模块连接而另一端与所述支座连接，所述支座固定安装在所述电梯井道上，所述连接臂靠近电机井道的一端可向下弯折后产生弹力，该弹力使各所述超声检测模块和各所述标记模块压紧在所述曳引钢带和所述曳引轮上。
优选地，所述连接臂通过压簧与所述支座连接，所述压簧的上端安装在所述支座上而下端安装在所述连接臂上。
优选地，所述连接臂通过拉簧与所述支座连接，所述拉簧的上端安装在所述连接臂上而下端安装在所述支座上。
优选地，所述数据采集处理模块包括现场监测端和远程监测端，所述集成信号线从沿着电梯井道的内壁布置并连接所述现场监测端，所述现场监测端通过无线网络连接所述远程监测端。
优选地，所述远程监控端对收到的超声波数据进行处理，通过异常数据筛选，来分析判断检测的曳引钢带是否有缺陷，如果有，则控制对应的标记模块实时向对应的曳引钢带有缺陷的部位喷漆做出标记。
优选地，所述连接支架安装在电梯井道内壁上靠近曳引轮顶部的位置。
按照本发明的另一个方面，还提供了能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)覆盖多根电梯曳引钢带的阵列检测标记装置中的各超声检测模块向运行中的对应电梯曳引钢带发射超声波；
(2)阵列检测标记装置中的各超声检测模块采集对应曳引钢带反射回的超声波信号；
(3)采集到的超声波信号通过检测信号线传输至载体模块的电路板；
(4)载体模块的电路板通过集成信号线将超声波信息传输至数据采集处理模块；
(5)数据采集处理模块对获得的超声波数据进行筛选，来分析判断曳引钢带是否有故障，如有故障，则通过标记模块向对应的曳引钢带有缺陷的部位喷漆作标记。
优选地，还包括：(6)数据采集处理模块进一步对缺陷进行特征值比较，判断缺陷所属的类型，以为维修人员提供数据支撑及帮助维修人员进行针对性维修。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)本发明提出能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统及方法，该监测系统利用干耦合超声检测模块和标记模块，组成阵列检测与标记装置，一一对应每股曳引钢带进行在线超声检测，实时判断是否存在故障并在故障点进行标记，可以实现整部电梯多股曳引钢带的全覆盖监测，通过检测得到的数据可以用于分析故障类型，为垂直电梯的及时检修提供可靠的数据支持，实时标记功能可以方便维修人员迅速定位故障点，大幅缩短检修时间，可以更好的保障垂直电梯的运行安全。
2)本监测系统由多个超声检测模块和标记模块组合成阵列检测标记装置，对多股电梯曳引钢带进行在线检测的同时可以实时对故障点记性标记，各模块可通用，检修替换方便，系统可靠性高，缺陷定位准确，检测效率高，装置安装方便，可以实现电梯曳引钢带状态的有效监测，具有较好的应用前景和推广价值。
附图说明
图1是本发明的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统的三维示意图；
图2是本发明的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统的主视图；
图3是本发明的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统的侧视图；
图4是本发明中载体模块结构安装在连接支架上的示意图；
图5是本发明的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统在垂直电梯上的布置示意图；
图6是能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统在垂直电梯上的布置大样示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1～图6，能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，电梯曳引钢带4用于连接电梯的对重与轿厢7，该监测系统包括阵列检测标记装置1、连接支架2和数据采集处理模块，其中：
所述阵列检测标记装置1包括载体模块103和安装在所述载体模块103上的多个检测标记单元，所述载体模块103通过所述连接支架2安装在电梯井道6上；阵列检测标记装置1与连接支架2优选通过螺栓进行固定连接，连接支架2上设置螺栓孔可以通过膨胀螺栓或锚栓与电梯井道6进行固定连接，集成信号线3从阵列检测标记装置1的载体模块103的端面引出，沿着电梯井道6的内壁布置，连接到数据采集处理模块。
对于各所述检测标记单元而言，其各自包括超声检测模块101、标记模块102、标记端子104、标记信号线105、检测端子106和检测信号线107，所述超声检测模块101、标记模块102、标记端子104和检测端子106均安装在所述载体模块103上，所述超声检测模块101通过所述检测信号线107与所述检测端子106连接，所述标记模块102通过所述标记信号线105与所述标记端子104连接，所述超声检测模块101和所述标记模块102的底部均为与电梯曳引轮5同轴的弧形部，以用于抵在电梯曳引钢带4的与电梯曳引轮5接触的部位，监测过程中超声检测模块101、标记模块102的弧形部直接与缠绕在电梯曳引轮5上的电梯曳引钢带4接触；超声检测模块101可以通过模块两侧的模块扣锁108固定连接在载体模块103上。标记模块102可以通过模块扣锁108固定连接在载体模块103上。进一步，所述检测标记单元的超声检测模块101、标记模块102集成在一起形成模块化设计，并插接在所述载体模块103的卡槽上，出现故障时可直接插拔替换，可以大幅提高整个监测系统的可靠性
每个所述超声检测模块101分别超声检测电梯曳引钢带4的多根钢丝绳，从而使阵列检测标记装置1可超声检测电梯曳引钢带的所有钢丝绳，每个所述标记模块102的位置分别与一个所述超声检测模块的位置对应；一个超声检测模块101的超声检测区域可以覆盖一根电梯曳引钢带4的多根钢丝绳，所述阵列检测标记装置1的所有超声检测模块101的超声检测区域可覆盖电梯曳引钢带4的被检测部位的整个宽度方向，每个所述标记模块102的位置分别与一个所述超声检测模块101的位置对应；载体模块103上多个孔位安装的多组超声检测模块101和标记模块102形成阵列，分别与多根电梯曳引钢带4对应，通过发射超声波到曳引钢带4内来检测曳引钢带4内部的缺陷情况，检测信息通过检测信号线107、检测端子106、集成信号线3传输至远程监控端
各所述检测端子106和各所述标记端子104分别与载体模块103的电路板连接，所述载体模块103的电路板通过集成信号线3与所述数据采集处理模块连接，所述数据采集处理模块接收各超声检测模块101采集的超声信息，以实时判断各电梯曳引钢带4是否存在缺陷，并在检测到电梯曳引钢带4存在缺陷时，控制所述标记模块102在电梯曳引钢带4有缺陷的部位做标记来实现缺陷定位。
进一步，所述连接支架2安装在电梯井道6内壁上靠近曳引轮5顶部的位置，所述连接支架2包括连接臂201和支座204，所述连接臂201的一端优选通过螺栓与所述载体模块103连接而另一端优选通过压簧202和/或拉簧203与所述支座204连接，所述支座204固定安装在所述电梯井道6上，本发明的连接臂201可弯曲后产生弹力，所述连接臂201靠近电机井道的一端可向下弯折后产生弹力，该弹力使各所述超声检测模块101和各所述标记模块102压紧在所述曳引钢带4和所述曳引轮5上，所述压簧202的上端安装在所述支座204上而下端安装在所述连接臂201上，所述拉簧203的上端安装在所述连接臂201上而下端安装在所述支座204上。压簧202和拉簧203给连接臂201施加向下的预压力，带动阵列检测标记装置1压紧在曳引钢带4上，使超声检测模块101在不需要耦合剂的情况下也可以与曳引钢带4紧密贴合，使超声波有效传播
进一步，所述数据采集处理模块包括现场监测端和远程监测端，所述集成信号线3从沿着电梯井道6的内壁布置并连接所述现场监测端，所述现场监测端通过无线网络连接所述远程监测端，所述远程监控端对收到的超声波数据进行处理，通过异常数据筛选，来分析判断检测的曳引钢带4是否有缺陷，如果有，则控制对应的标记模块102实时向对应的曳引钢带4有缺陷的部位喷漆做出标记，用于后续维修人员快速定位缺陷位置，节省检修的时间；通过缺陷的特征值比较，判断故障所属的类型，为维修人员提供数据支撑，帮助维修人员进行针对性维修，提供维修的质量和效率。
按照本发明的另一个方面，还提供了能自主标记的电梯曳引钢带4实时在线超声监测系统的监测方法，包括以下步骤：
(1)覆盖多根电梯曳引钢带4的阵列检测标记装置1中的各超声检测模块101向运行中的对应电梯曳引钢带4发射超声波；
(2)阵列检测标记装置1中的各超声检测模块101采集对应曳引钢带4反射回的超声波信号；
(3)采集到的超声波信号通过检测信号线107传输至载体模块103的电路板中进行降噪处理和数模转换；
(4)载体模块103的电路板通过集成信号线3将超声波信息传输至数据采集处理模块的现场监测端，现场监测端通过无线网络将超声波信息传递给采集处理模块的远程监测端；
(5)数据采集处理模块的远程监测端对获得的超声波数据进行筛选，来分析判断电梯曳引钢带4是否有故障，如有故障，则通过标记模块102向对应的曳引钢带4有缺陷的部位喷漆作标记；
(6)数据采集处理模块进一步对缺陷进行特征值比较，判断缺陷所属的类型，以为维修人员提供数据支撑及帮助维修人员进行针对性维修。特征值比较主要是通过与故障库内存储的不同类型的故障数据进行匹配，如果匹配度达到一定比例就认为是同一类型故障，就可以判断缺陷的所属类型。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，该监测系统包括阵列检测标记装置、连接支架和数据采集处理模块，其中：
所述阵列检测标记装置包括载体模块和安装在所述载体模块上的多个检测标记单元，所述载体模块通过所述连接支架安装在电梯井道上；
对于各所述检测标记单元而言，其各自包括超声检测模块、标记模块、标记端子、标记信号线、检测端子和检测信号线，所述超声检测模块、标记模块、标记端子和检测端子均安装在所述载体模块上，所述超声检测模块通过所述检测信号线与所述检测端子连接，所述标记模块通过所述标记信号线与所述标记端子连接，所述超声检测模块和所述标记模块的底部均为与电梯曳引轮同轴的弧形部，以用于抵在电梯曳引钢带的与电梯曳引轮接触的部位；
每个所述超声检测模块分别超声检测电梯曳引钢带的多根钢丝绳，从而使阵列检测标记装置可超声检测电梯曳引钢带的所有钢丝绳，每个所述标记模块的位置分别与一个所述超声检测模块的位置对应；
各所述检测端子和各所述标记端子分别与载体模块的电路板连接，所述载体模块的电路板通过集成信号线与所述数据采集处理模块连接，所述数据采集处理模块接收各超声检测模块采集的超声信息，以实时判断各电梯曳引钢带是否存在缺陷，并在检测到电梯曳引钢带存在缺陷时，控制所述标记模块在电梯曳引钢带有缺陷的部位做标记来实现缺陷定位。
2.根据权利要求1所述的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，所述检测标记单元的超声检测模块、标记模块集成在一起并插接在所述载体模块的卡槽上，以便于在检测标记单元出现故障时可直接插拔替换。
3.根据权利要求1所述的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，所述连接支架包括连接臂和支座，所述连接臂的一端与所述载体模块连接而另一端与所述支座连接，所述支座固定安装在所述电梯井道上，所述连接臂靠近电机井道的一端可向下弯折后产生弹力，该弹力使各所述超声检测模块和各所述标记模块压紧在所述曳引钢带和所述曳引轮上。
4.根据权利要求3所述的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，所述连接臂通过压簧与所述支座连接，所述压簧的上端安装在所述支座上而下端安装在所述连接臂上。
5.根据权利要求3所述的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，所述连接臂通过拉簧与所述支座连接，所述拉簧的上端安装在所述连接臂上而下端安装在所述支座上。
6.根据权利要求1所述的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，所述数据采集处理模块包括现场监测端和远程监测端，所述集成信号线从沿着电梯井道的内壁布置并连接所述现场监测端，所述现场监测端通过无线网络连接所述远程监测端。
7.根据权利要求1所述的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，所述远程监控端对收到的超声波数据进行处理，通过异常数据筛选，来分析判断检测的曳引钢带是否有缺陷，如果有，则控制对应的标记模块实时向对应的曳引钢带有缺陷的部位喷漆做出标记。
8.根据权利要求1所述的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统，其特征在于，所述连接支架安装在电梯井道内壁上靠近曳引轮顶部的位置。
9.权利要求1～8中任一权利要求所述的能自主标记的电梯曳引钢带实时在线超声监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)覆盖多根电梯曳引钢带的阵列检测标记装置中的各超声检测模块向运行中的对应电梯曳引钢带发射超声波；
(2)阵列检测标记装置中的各超声检测模块采集对应曳引钢带反射回的超声波信号；
(3)采集到的超声波信号通过检测信号线传输至载体模块的电路板；
(4)载体模块的电路板通过集成信号线将超声波信息传输至数据采集处理模块；
(5)数据采集处理模块对获得的超声波数据进行筛选，来分析判断曳引钢带是否有故障，如有故障，则通过标记模块向对应的曳引钢带有缺陷的部位喷漆作标记。
10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，还包括：(6)数据采集处理模块进一步对缺陷进行特征值比较，判断缺陷所属的类型，以为维修人员提供数据支撑及帮助维修人员进行针对性维修。
技术总结