공중 케이블, 특히 의자식 리프트 또는 케이블 카의 운송 케이블의 속도를 측정하는 디바이스 및 방법

공중 케이블, 특히 의자식 리프트 또는 케이블 카의 운송 케이블의 속도를 측정하는 디바이스 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE SPEED OF A HAULAGE CABLE OF A CABLEWAY, IN PARTICULAR A CHAIRLIFT OR A CABLE CAR}

본 발명은 공중 케이블, 특히 의자식 리프트 또는 케이블 카의 운송 케이블의 속도의 측정에 관한 것이다.

현재, 공중 케이블들의 오버헤드 케이블들 (overhead cables), 예컨대 의자식 리프트 또는 케이블 카 유형의 리프트 (lifts) 는, 구동 모터에 의해 구동되는 구동 풀리에 의해 구동된다. 케이블 속도를 측정하기 위해, 구동 풀리의 속도, 또는 케이블을 안내하는 롤러의 속도를 인코더 또는 타코미터와 같은 속도 센서에 의해 측정한다. 그러나, 이 측정은 케이블이 풀리 상에서 미끄러질 수 있기 때문에 충분히 정확하지 않다. 게다가, 이들 센서들은 마멸 및 열적으로 팽창하기 쉽다. 케이블 속도의 부정확성으로 인해, 케이블 속도, 당겨지는 운송체들의 개수가 변경되어, 중지될 수 있다.

자화된 영역들에 의해 형성된 강철 케이블 상의 마크들을 검출하는 디바이스를 기술하는 프랑스 특허 FR 제 1 549 170호를 인용할 수 있다. 그러나, 이 디바이스는 케이블의 속도를 계산할 수 없으며, 이 속도는 상수로서 알려 지고 추정된다.

또한, 케이블 표면 상에 유도된 정전하들을 포함하는 케이블 속도 측정용 장치를 나타낸 유럽 특허 출원 EP 제 0 355 994호를 인용할 수 있다. 이 장치는 제 1 및 제 2 정전하 센서들을 포함하며, 이들 각각은 진폭이 표면 상의 정전하들의 양을 나타내는 전기 신호를 발생하는 것에 적응된다. 그러나, 비-금속성의 코팅으로 코팅된 케이블의 속도를 측정하는 것에 적응되지 않는다.

본 발명의 목적은 이들 단점들을 해결하는 것으로, 좀더 구체적으로는, 특히 향상된 안전 및 신뢰성으로 사람을 수송하기 위해, 충분히 정확하고 사용이 간단한, 공중 케이블의 운송 케이블의 속도를 측정하는 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 공중 케이블, 특히 의자식 리프트 또는 케이블 카의 운송 케이블의 속도를 측정하는 디바이스로서, 운송 케이블이 마크들을 포함하고, 상기 디바이스가 마크들의 존재에 대한 제 1 및 제 2 정보 신호들을 각각 송신하도록 구성된 제 1 및 제 2 센서들로서, 상기 제 2 센서가 제 1 센서로부터 기준 거리에 위치되는, 상기 제 1 및 제 2 센서들; 제 1 및 제 2 정보 신호들 사이의 위상 시프트를 결정하도록 구성되는 제 1 결정 수단; 및 그 결정된 위상 시프트 및 기준 거리로부터 운송 케이블의 속도 정보를 결정하는 제 2 결정 수단을 포함하는, 운송 케이블의 속도를 측정하는 디바이스에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 센서들은 용량성 거리 센서들이고, 상기 제 1 및 제 2 센서들 각각은 운송 케이블 상의 마크들과 센서 사이의 거리에 대한 정보 신호를 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 운송 케이블의 속도를 측정하는 디바이스가 제안된다.

따라서, 더 나은 정밀도를 위해, 본 발명은 케이블에 가능한 한 가까이서 속도를 측정한다. 이런 측정 디바이스는 이용하기에 간단하고, 적은 조정들 및 감소된 개수의 캘리브레이션 스텝들을 필요로 한다.

용량성 센서들은 금속들 및 비-금속들에 민감하기 때문에, 임의의 유형들의 오브젝트들의 존재를 검출할 수 있는 이점을 갖는다. 이런 센서들은 특히 비-금속성의 코팅을 갖는 금속 케이블들에 적응된다.

엄밀히 기준 거리는 케이블 상의 2개의 마크들을 분리하는 최소 거리 보다 작을 수 있다.

따라서, 속도 측정치는, 케이블 상의 2개의 마크들 사이의 거리의 연장을 초래할 수 있는 케이블에 가해진 견인력 힘들 및 온도 효과들에 기인하는 케이블의 신장 가능성에 의해 방해받지 않는다.

케이블은 여러 스트랜드들을 형성하도록 조립된 여러 와이어들을 포함하며, 이 스트랜드들은 케이블 상의 마크들에 대응하며 2개의 연속적인 케이블 스트랜드들 사이에 배열된 그루브들을 형성하도록 나선형으로 꼬여 진다.

케이블의 나선형 구조는 케이블 상에 마크들 (그루브들) 을 자연적으로 형성하며 케이블 상에 추가적인 마크들을 붙이는 것을 회피할 수 있도록 한다.

본 발명의 또다른 양태에 따르면, 공중 케이블, 특히 의자식 리프트 또는 케이블 카의 운송 케이블의 속도를 측정하는 방법으로서, 운송 케이블이 마크들을 포함하고, 상기 방법이 마크들의 존재에 대한 제 1 및 제 2 시그널링들로서, 상기 제 2 시그널링이 제 1 시그널링으로부터 기준 거리에서 수행되는, 상기 제 1 및 제 2 시그널링들; 제 1 및 제 2 시그널링들 사이의 위상 시프트의 결정; 및 결정된 위상 시프트 및 기준 거리로부터 운송 케이블의 속도 정보의 결정을 포함하는, 운송 케이블의 속도를 측정하는 방법에 있어서, 제 1 및 제 2 시그널링들은 제 1 및 제 2 용량성 거리 센서들을 각각 포함하고, 제 1 및 제 2 용량성 거리 센서들 각각은 운송 케이블의 마크들과 센서 사이의 거리에 대한 정보 신호를 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 운송 케이블의 속도를 측정하는 방법이 제안된다.

다른 이점들 및 피쳐들은 비제한적인 예들로서 주어지고 첨부 도면들에 제시된 본 발명의 특정 실시형태들에 대한 하기의 설명으로부터 더 명백히 나타날 것이다.

도 1 은 공중 케이블의 운송 케이블의 속도를 측정하는 본 발명에 따른 디바이스를 개략적으로 도시한다.
도 2 는 공중 케이블의 운송 케이블의 속도를 측정하는 본 발명에 따른 방법의 메인 스텝들을 개략적으로 도시한다.

도 1 에, 공중 케이블의 운송 케이블 (2) 의 속도 정보 (V) 를 측정하는 디바이스 (1) 가 도시되어 있다.

종래의 방법에서는, 리프트 설치 시에, 승객들을 수송하는 운송체들 (차들, 의자들, 케이블카) 이 부착되는 케이블 (2) 은 정거장 (station) 에 배치된 구동 풀리에 의해 구동되고 전기 유형의 구동 모터에 의해 작동되는데, 단순화 목적들을 위해 본원에서 나타내지 않았다. 특히, 케이블 (2) 은 금속으로 제조되며, 강한 인장 강도를 갖는다. 케이블 (2) 은 비-금속성 재료, 예를 들어, 플라스틱의 보호 코팅으로, 부분적으로 또는 전체적으로, 피복될 수 있다.

케이블 (2) 은 일반적으로 여러 나선형으로 꼬인 와이어들을 포함한다. 나선형으로 꼬인 와이어들의 세트는 스트랜드 (3) 를 형성하며, 케이블 (2) 은 또한 더 나은 인장 강도를 위해 나선형으로 꼬인 여러 스트랜드들 (3) 을 더 포함할 수 있다. 도 1 에, 예를 들어, 6개 나선형으로 꼬인 스트랜드들 (3) 을 포함하는 케이블 (2) 이 도시되어 있다. 나선형으로 꼬인 스트랜드들 (3) 은, 각각의 그루브 (4) 가 케이블 (2) 의 2개의 연속적인 스트랜드들 (3) 사이에 위치되도록, 그루브들 (4) 를 형성한다. 나선형 구성에서, 스트랜드들 (3) 및 그루브들 (4) 은 케이블 (2) 을 따라서 교대적으로 (alternatively) 위치되며, 케이블 (2) 의 표면 상에 마크들 (5) 을 형성한다는 점을 알 수 있다. 더욱이, 케이블 (2) 은 케이블 상의 2개의 연속적인 마크들 (5) 사이의 거리, 예를 들어, 2개의 연속적인 그루브들 (4) 사이 또는 2개의 연속적인 스트랜드들 (3) 사이의 거리에 대응하는 피치 (P) 를 갖는다. 또한, 세로축 (longitudinal axis; 6) 이 도시되는데, 케이블 (2) 은 이 세로축 (6) 을 따라 전후로 이동한다.

게다가, 측정 디바이스 (1) 는 제 1 및 제 2 센서들 (7, 8), 및 측정 블록 (9) 을 포함한다. 측정 블록 (9) 은 2개의 신호들 사이의 위상 시프트 (dt) 를 결정하는 제 1 결정 수단 (10) 및 케이블 (2) 의 속도 정보 (V) 를 결정하는 제 2 결정 수단 (11) 을 포함한다. 측정 블록 (9) 은 예를 들어, 컴퓨터 또는 프로그래밍가능 자동 판매기에 내장된 마이크로프로세서일 수도 있다.

일반적으로, 센서들 (7, 8) 은 케이블 (2) 상의 마크들 (5) 에 대한 존재 센서들이다. 제 1 센서 (7) 는 케이블 (2) 상의 마크 (5) 의 존재에 대한 제 1 정보 신호 (S1) 를 제 1 결정 수단 (10) 을 향해, 접속 (12) 을 통해서 송신한다. 제 2 센서 (8) 는 케이블 (2) 상의 마크 (5) 의 존재에 대한 제 2 정보 신호 (S2) 를 제 1 결정 수단 (10) 을 향해, 접속 (13) 을 통해서 송신한다. 케이블 (2) 이 이동하면, 마크들 (5) 은 센서들 (7, 8) 을 지나서 이동하며, 이에 따라서, 센서 (7, 8) 에 의해 방출된 각각의 신호 (S1, S2) 는 마크가 센서에 의해 검출되는지의 여부에 따라서 변하는 진폭을 갖는다. 예를 들어, 마크가 검출될 때 신호의 진폭은 최대이고, 마크가 검출되지 않을 때 최소이다. 더욱이, 제 2 센서 (8) 는 제 1 센서 (7) 로부터 기준 거리 (dx) 에 위치된다. 제 1 결정 수단 (10) 은 2개의 신호들 (S1 및 S2) 을 수신하여 그들의 위상 시프트 (dt) 를 계산하고, 제 2 결정 수단 (11) 으로 접속 (14) 을 통해서 송신한다. 그후, 제 2 결정 수단 (11) 은 위상 시프트 (dt) 및 기준 거리 (dx) 로부터 케이블 (2) 의 속도 (V), 바람직하게는, 케이블 (2) 의 세로 변위의 속도 (V) 를 결정한다. 더욱이, 기준 거리 (dx) 는 엄밀히 케이블 (2) 상의 2개의 마크들 (5) 을 분리하는 최소 거리보다 작다. 따라서, 케이블 (2) 의 속도 (V) 를 측정하기 위해서, 케이블 마크들이 케이블 (2) 상에 규칙적으로 이격되는 것이 불필요하다. 도 1 에 도시된 실시형태에 따르면, 케이블 (2) 상의 2개의 마크들 (5) 을 분리하는 최소 거리는 케이블 (2) 의 피치 (P) 와 같다. 더욱이, 기준 거리 (dx) 는 심지어, 케이블 (2) 의 신장의 경우에도, 피치 (P) 보다 작게 유지한다.

위상 시프트 (dt) 는 케이블 (2) 의 마크 (5), 예를 들어, 그루브 (4), 또는 스트랜드 (3) 가 기준 거리 (dx) 를 커버하는 시간에 대응한다. 제 2 결정 수단 (11) 은 다음 식에 따라서 케이블 (2) 의 세로 속도 (V) 를 결정한다:

V = dx/dt

여기서,

V: 케이블 (2) 의 속도;

dx: 제 1 및 제 2 센서들 (7, 8) 사이의 기준 거리; 및

dt: 제 1 및 제 2 신호들 (S1, S2) 사이의 위상 시프트.

더욱이, 제 2 결정 수단 (11) 은 위상 시프트 (dt) 의 부호에 따라서, 케이블의 변위의 방향을, 전후로 결정하도록 구성된다.

케이블 상의 마크 (5) 의 통과를 검출하기 위해, 본 발명은 여러 유형들의 센서들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 센서들은 디지털 또는 아날로그 센서들일 수 있다. 디지털 센서들은 디지털 신호들 (S1, S2) 을 제 1 결정 수단 (10) 을 향해 송신한다. 이 경우, 제 1 결정 수단은 신호들 (S1, S2) 의 위상 시프트 (dt) 를 계산하기 전에 신호들 (S1, S2) 이 동일한 주파수를 갖도록, 신호들 (S1, S2) 을 동기화하는 동기화 수단을 포함한다. 따라서, 본 발명은 신호들 (S1, S2) 사이의 위상 시프트에 대한 계산 정확도를 향상시킨다.

센서들 (7, 8) 은 또한 아날로그 신호들 (S1, S2) 을 제 1 결정 수단 (10) 을 향해 송신하는 아날로그 센서들일 수 있다. 이 경우, 제 1 결정 수단 (10) 은 제 1 및 제 2 아날로그 신호들을 2개의 디지털 신호들 (각각, SN1 및 SN2) 로 변환하는 아날로그/디지털 변환기들을 포함하며, 2개의 디지털 신호들 (SN1, SN2) 사이의 위상 시프트 (dt) 를 계산한다. 아날로그/디지털 변환기들은 바람직하게는 디지털 신호들 (SN1, SN2) 을 동기화하기 위해 클록 신호 발생기와 커플링된다. 특히, 디지털 신호들 (SN1, SN2) 의 동기화는 동일한 주파수를 갖는 2개의 신호들 (SN1, SN2) 을 발생하는 것을 가능하게 한다. 도 1 에, 시간 T 에 따른 이들 디지털 신호들 (SN1, SN2) 의 진폭들 (A) 이 도시되어 있다. 각각의 디지털 신호 (SN1, SN2) 가, 연관되는 센서와 마주보는 마크가 있을 때 높은 레벨을 갖고, 그렇지 않을 때 낮은 레벨을 갖는다는 점을 알 수 있다.

바람직한 실시형태에 따르면, 센서들 (7, 8) 은 유도성 아날로그 거리 센서들 (inductive analog distance sensors) 이다. 예를 들어, 케이블 (2) 은 금속이며, 센서들 (7, 8) 은 와전류 유형의 유도성 아날로그 거리 센서들이다. 이 경우, 센서들 (7, 8) 은 발진하는 전자기장을 발생하고, 이 전기장은 케이블 (2) 의 금속 표면을 관통할 때 감쇠된다. 센서들 (7, 8) 에 의해 전달된 존재 정보 신호는 그 값이 센서에 대한 마크 (5) 의 상대적인 위치에 따라서, 즉 센서 (7, 8) 로부터 마크 (5) 의 표면의 거리에 따라서 변하는 전기 전압일 수 있다. 게다가, 이런 센서들 (7, 8) 은 케이블과 센서 사이의 상호작용이 발진하는 전자기장을 통해서 수행되기 때문에, 무접촉이다. 아날로그 센서는 케이블이 센서에 가까울 때 높은 레벨을 갖고 그렇지 않을 때 낮은 레벨을 갖는 신호를 전달한다. 바람직하게는, 이런 센서들 (7, 8) 은 임의의 금속 오브젝트의 존재를 검출할 수 있으며, 특히 나선형으로 꼬인 스트랜드들 (3) 을 갖는 공중 케이블의 운송 케이블들 (2) 에 적응된다. 변형예에서, 그루브들 (4) 또는 스트랜드들 (3) 과는 상이한, 추가적인 금속 마크들이 케이블 (2) 의 표면 상에 배치될 수 있다.

또다른 실시형태에 따르면, 케이블 (2) 은 강자성이며, 센서들 (7, 8) 은 가변 자기저항을 갖는 유도성 아날로그 거리 센서들이다. 센서 (7, 8) 및 케이블 (2) 로 형성된 유닛은 자기 회로를 형성하며, 케이블 (2) 의 표면과 센서 (7, 8) 사이의 거리가 자기 회로의 자기저항을 결정한다. 이 경우에도, 전달되는 신호들은 또한 케이블 (2) 의 강자성 마크들 (5) 의 표면과 센서 (7, 8) 사이의 거리에 따라서 변하는 레벨들을 갖는다.

또 다른 실시형태에 따르면, 센서들 (7, 8) 은 용량성 아날로그 거리 센서들이다. 이런 센서들의 측정 헤드는 기준 용량을 갖는 콘덴서를 형성하는, 원통형 도체 및 금속 엔벨로프 (envelop) 로 형성된다. 케이블 (2) 의 마크들 (5) 이 센서들 (7, 8) 의 헤드의 끝에 접근할 때, 기준 용량이 변하고 센서에 의해 전달되는 신호가 감소된다. 이런 센서들은 특히 비-금속성의 코팅, 예를 들어, 플라스틱 코팅으로 코팅된 케이블의 속도의 측정에 적응된다. 이 실시형태에서, 마크들은 코팅의 표면에 위치된 핀들 (pins) 일 수 있다. 케이블 (2) 의 표면 상에 마크들을 규칙적으로 이격하는 것이 불필요하다.

또한 또 다른 실시형태에 따르면, 센서들 (7, 8) 은 케이블 (2) 의 표면의 이미지들을 캡쳐하도록 구성되는, 이미지 획득 시스템들, 예를 들어, 소형화된 디지털 카메라들일 수 있다. 이 실시형태에서, 측정 디바이스 (1) 는 2개의 센서들 (7, 8) 과 연관되는 적어도 하나의 조사 시스템 (lighting system; 15, 16), 또는 센서 당 하나의 조사 시스템을 포함한다. 조사 시스템들 (15, 16) 은 바람직하게는 측정 블록 (9) 에 포함되는 제어 수단 (17) 에 의해 제어된다. 각각의 조사 시스템 (15, 16) 은 센서들 (7, 8) 이 표면의 이미지들을 획득하고 제 1 및 제 2 디지털 또는 아날로그 신호들 (S1, S2) 을 통해서, 제 1 결정 수단 (10) 으로 송신할 수 있도록 하기 위해, 케이블 (2) 의 표면을 조사하는 하나 이상의 전기발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 제 1 결정 수단 (10) 은 더욱이 디지털 이미지들에 대한 프로세싱 수단, 예를 들어, 이미지 내 오브젝트들의 인식을 위한 소프트웨어 툴들을 구비하는 디지털 신호 프로세서를 포함한다. 이미지 프로세싱 수단은 그 이미지에서 마크들 (5) 의 존재 유무를 인식하고 마크가 그 이미지에서 인식될 때 높은 레벨을, 그렇지 않으면 낮은 레벨을 갖는, 2개의 디지털 신호들 (각각, SN1, SN2) 을 발생한다. 이 실시형태에서, 마크들은 케이블 (2) 의 표면 상에 배치된 마크, 예를 들어, 반사 페인팅에 의해 이루어진 마크일 수 있다.

더 나은 측정 정확도를 위해, 본 발명은 동일한 유형의 2개의 센서들 (7, 8) 을 이용하는 것이 유리할 수 있다. 본 발명은 또한, 상이한 유형들의 센서들의 조합을 이용할 수 있다.

도 2 에, 공중 케이블의 운송 케이블의 속도를 측정하는 방법의 메인 스텝들이 도시되어 있다. 이 방법은 위에서 정의한 측정 디바이스 (1) 에 의해 구현될 수 있다. 케이블은 마크들, 예를 들어, 그 케이블의 2개의 연속적인 스트랜드들을 분리하는 그루브들, 또는 다른 것들을 갖는다. 본 방법은 케이블의 제 1 통과 지점에서 케이블 상의 마크들의 존재를 시그널링하는 제 1 시그널링이 수행되는 제 1 스텝 (E1), 그후, 제 1 통과 지점으로부터 기준 거리 (dx) 만큼 멀리 있는 케이블의 제 2 통과 지점에서 케이블 상의 마크들의 존재를 시그널링하는 제 2 시그널링이 수행되는 제 2 스텝 (E2) 을 포함한다. 그후, 본 발명은 제 3 스텝 (E3) 에서, 2개의 이전 시그널링들 사이의 위상 시프트를 결정하고, 본 발명은 제 4 스텝 (E4) 에서 그 결정된 위상 시프트 및 기준 거리로부터 케이블의 속도 (V) 에 대한 정보의 단편을 결정한다.