(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロープの撚り長さそれぞれが、合成ロープの周囲又は内部で１以上の円周、らせん又は正弦波状の経路を満たす少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの撚り長さの測定用装置であって、
ａ．伸張された進行経路を規定する本体を有し、その進行経路は合成ロープを、ロープの側面運動を制限しつつ、ロープの中心軸方向においてその進行経路に沿って進行することを可能にする、検出装置と、
ｂ．検出装置の本体上のセンサーであって、センサーは、少なくとも１の磁気検出要素及び／又はその近傍の磁束の変動によって引き起こされるロープの領域における磁束変化を検出し、それによって、ロープが進行経路に沿って進行するときに検出される磁束の周期変動パターンをセンサーに生成する、センサーと、
ｃ．検出された周期変動をロープに沿った物理的な距離に関連づける手段と、
ｄ．ロープの周囲又は内部の磁気検出要素の円周、らせん又は正弦波状の経路の数に相関する１以上の検出された周期変動の合成ロープに沿った距離を計算又は表示する、撚り長さの計算機又は表示部と、
を含み、
ロープが進行方向に進行するように、センサーがロープの周囲の円周上に分けられており、センサーによって生成する信号が差分的に結合されて、横方向の運動による成分が除かれ、
進行経路に横方向の移動の自由度があるとき、センサーが、任意に、検出装置ロープの中心軸に直交する共通平面上で、ロープの中心軸から等距離に配置される、装置。
【請求項２】
少なくとも１の磁気検出要素のそれぞれが、金属を含む繊維又はセンサーによって検出可能な物質で被覆された合成繊維を含み、
ロープが検出装置を通過させられる前に、検出装置を通過するロープの移動方向と少なくとも実質的に垂直な磁場にロープを通過させることで、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する手段をさらに含む、請求項１の装置。
【請求項３】
少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する手段が、検出装置を通るロープが進行する方向と少なくとも実質的に垂直な磁場を生成して、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルを含み、
センサーが、少なくとも１の事前調整された磁気検出要素の磁束変化を検出する、請求項２の装置。
【請求項４】
センサーが、ホール効果素子、フラックスゲートセンサー又は誘導コイルである、請求項１の装置。
【請求項５】
センサーが、電線が時計回り又は反時計回りの旋回方向を有するコイルに巻かれてなる磁気誘導コイルであり、
センサーの第一群のコイルの旋回方向がすべて同一であり、
センサーの第二群のコイルの旋回方向がすべて同一であるが、第一群のセンサーのコイルの旋回方向とは逆であり、
電気コイルはすべて、第一群及び第二群の誘導コイルの旋回方向によって信号を差分的に結合するための回路として、単一回路で機能するように相互結合され、その出力が撚り長さを計算するための結合された信号である、請求項１の装置。
【請求項６】
検出装置が、進行経路を取り囲み、進行経路に置かれる合成ロープの周りに検出装置を導入することを可能にする２つの分離可能な半部分を含む、請求項１の装置。
【請求項７】
進行経路に存在するとき、検出装置が、その一部がロープの領域を通過する磁束回路を生成するように置かれる磁束発生器の１以上をさらに含み、センサーがロープからの磁束漏れを検出する、請求項１の装置。
【請求項８】
検出装置が、少なくとも１の磁気検出要素に渦電流を生成する手段をさらに含み、センサーが渦電流によって生成する磁場を検出する、請求項１の装置。
【請求項９】
装置は、少なくとも１の磁気検出要素の１以上の破損をも検出し、
ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を発生して、
センサーが該破損を示す信号を検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルを含む、請求項１の装置。
【請求項１０】
ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を発生する、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルが、１以上の円形の永久磁石を含む、請求項９の装置。
【請求項１１】
ａ．検出装置を通るロープが進行する方向と少なくとも実質的に垂直な磁場を生成して、センサーがロープの撚り長さを検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルと
ｂ．ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を生成して、センサーが要素の破損又は損傷を示す信号を検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルと、
をさらに含む、請求項１の装置。
【請求項１２】
合成ロープの、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷の試験用でもあり、
検出装置の本体上のセンサーが、少なくとも１の磁気検出要素の破損又は損傷によって起こるロープ領域の磁束変化をも検出し、
計算機又は表示部が、前記破損又は損傷の結果である磁束の変化に対応する記録されたデータの計算又は表示をも行う、請求項１の装置。
【請求項１３】
合成ロープの長さ方向に伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの試験用装置であって、
ａ．伸張された進行経路を規定する本体を有し、その進行経路は合成ロープを、ロープの側面運動を制限しつつ、ロープの中心軸方向においてその進行経路に沿って進行することを可能にする、検出装置と、
ｂ．検出装置の本体上のセンサーであって、センサーは、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷によって起こるロープ領域の磁束変化を検出するセンサーと、
ｃ．磁束変化に対応する記録されたデータを計算又は表示する計算機又は表示器と、
ｄ．少なくとも１の磁気検出要素を、磁束を生成することによって事前調整する手段と、を含み、
ロープが進行方向に進行するように、センサーがロープの周囲の円周上に分けられており、センサーによって生成する信号が差分的に結合されて、横方向の運動による成分が除かれ、
進行経路に横方向の移動の自由度があるとき、センサーが、任意に、検出装置ロープの中心軸に直交する共通平面上で、ロープの中心軸から等距離に配置される、装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれかの装置の使用であって、少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの試験のために、ロープ又はその部分の、完全性、強度、安全性、寿命、負荷容量、損耗、撚り長さ、障害又は破損の少なくとも１つを評価する、使用。
【請求項１５】
ロープの内部又は周囲に沿って伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの撚り長さの試験方法であって、
ａ．請求項１から１１のいずれかの装置を、ロープが検出装置の進行経路を通るようにロープに適用する工程と、
ｂ．検出装置の本体上のセンサーが、磁気検出要素の近接と磁束のセンサーに対する変動によって起こるロープ領域の磁束変化を検出し、それによってロープが進行経路に沿って進行するときに検出される磁束の周期変動パターンを生成するように、進行経路を通してロープを進行する工程と、
ｃ．検出される周期変動をロープに沿った物理的な距離に関連付ける工程と、
ｄ．ロープの周囲又は内部の磁気検出要素の円周、らせん又は正弦波状の経路の数に相関する１以上の検出された周期変動の合成ロープに沿った距離を計算又は表示する工程と、を含み、
ロープが進行方向に進行するように、センサーがロープの周囲の円周上に分けられており、
センサーによって生成する信号が差分的に結合されて、横方向の運動による成分が除かれることをさらに含み、
進行経路に横方向の移動の自由度があるとき、センサーが、任意に、検出装置のロープの中心軸に直交する共通平面上で、ロープの中心軸から等距離に配置される、方法。
【請求項１６】
検出装置を通過するロープの移動方向と少なくとも実質的に垂直な磁場にロープを通過させることで、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する工程をさらに含む、請求項１５の方法。
【請求項１７】
事前調整する工程において、ロープの移動方向と少なくとも実質的に垂直な磁場は、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルによって生成される、請求項１６の方法。
【請求項１８】
センサーが、ホール効果素子、フラックスゲートセンサー又は誘導コイルである、請求項１５の方法。
【請求項１９】
センサーが、電線が時計回り又は反時計回りの旋回方向を有するコイルに巻かれてなる磁気誘導コイルであり、
センサーの第一群のコイルの旋回方向がすべて同一であり、
センサーの第二群のコイルの旋回方向がすべて同一であるが、第一群のセンサーのコイルの旋回方向とは逆であり、
電気コイルはすべて、第一群及び第二群の誘導コイルの旋回方向によって信号を差分的に結合するための回路として、単一回路で機能するように相互結合され、その出力が撚り長さを計算するための結合された信号である、請求項１８の方法。
【請求項２０】
検出装置が、進行経路を取り囲み、進行経路に置かれる合成ロープの周りに検出装置を導入することを可能にする２つの分離可能な半部分を含む、請求項１５の方法。
【請求項２１】
進行経路に存在するとき、その一部がロープの領域を通過する磁束回路を、１以上の磁束発生器から生成することを含み、センサーがロープからの磁束漏れを検出する、請求項１５の方法。
【請求項２２】
少なくとも１の磁気検出要素に渦電流を生成することをさらに含み、センサーが渦電流によって生成する磁場を検出する、請求項１５の方法。
【請求項２３】
ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を発生することを含み、
少なくとも１の磁気検出要素の破損を示す信号をセンサーが検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する、請求項１５の方法。
【請求項２４】
ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場は、１以上の永久磁石、電磁石又はコイル、好ましくは１以上の円形の永久磁石によって生成される、請求項２３の方法。
【請求項２５】
装置が、少なくとも１の磁気検出要素の１以上の破損をも検出し、
ａ．１以上の永久磁石、電磁石又はコイルで、検出装置を通るロープが進行する方向と少なくとも実質的に垂直な磁場を生成して、センサーがロープの撚り長さを検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整することと、
ｂ．１以上の永久磁石、電磁石又はコイルで、ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を生成して、センサーが該破損を示す信号を検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整することと、
をさらに含む、請求項１５の方法。
【請求項２６】
進行する工程が、任意の順序で、場合により繰り返す進行経路を通るロープの両軸方向への運動と、
ロープが進行経路を通る第一の方向に進行するとき、少なくとも１の磁気検出要素が撚り長さ検出のために事前調整されるように、センサーの一方の側に位置するａ．の１以上の永久磁石、電磁石又はコイルと、
ロープが進行経路を通り、第一の方向とは逆の第二の方向へ進行するとき、破損検出のためにロープが事前調整されるように、ａ．の永久磁石からセンサーの反対側に位置するｂ．の１以上の永久磁石、電磁石又はコイルと、
を含む、請求項２５の方法。
【請求項２７】
合成ロープの長さ方向に伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの試験方法であって、
ａ．請求項１３の装置を、ロープが伸張された進行経路を通るようにロープに適用する工程と、
ｂ．センサーが、少なくとも１の磁気検出要素の破損又は損傷によって起こるロープ領域の磁束変化を検出するように、進行経路を通してロープを進行する工程と、
ｃ．磁気検出要素の破損又は損傷を示す磁束変化に対応するデータを計算又は表示する工程と、を含み、
ロープが進行方向に進行するように、センサーがロープの周囲の円周上に分けられており、
センサーによって生成する信号が差分的に結合されて、横方向の運動による成分が除かれることをさらに含み、
進行経路に横方向の移動の自由度があるとき、センサーが、任意に、検出装置のロープの中心軸に直交する共通平面上で、ロープの中心軸から等距離に配置される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成ロープ、ケーブル、スリング、コード及びベルトの、分析及び／又は試験及び／又は監視の分野に関する。特に本発明は、採鉱巻き揚げ操作のような産業応用に用いられる、ロープ、ケーブル、スリング、コード及びベルトの完全性及び負荷容量の分析を可能にする。他の態様において本発明は、光ファイバケーブル等の完全性及び機能の分析を可能にする。
【背景技術】
【０００２】
ロープ、ケーブル等は、ロープウエイ、ケーブルカー、スキー-リフト、チェアリフト、エレベーター及び軍事応用等の多くの目的に広く使用されているが、坑道と地表との間のような、地下作業における人員、装備、器具、廃棄物及び鉱石の上昇及び下降搬送の目的でこれらを用いる鉱業において特に重要である。そのような応用においては、ロープはかなりの長さになり得るし、搬送物と地表（地下についても同様）における採鉱用巻き揚げ機との間の部分とそれらの配置に用いられる部分におけるロープ自重も含めてかなりの負荷を搬送する必要がある。
【０００３】
すべてのロープにおいて主要な懸念事項の１つは、いつまでロープが安全な状態にあり、いつ交換すべきかを決定することである。ロープの交換費用は非常に重要であり、未だ適切な時期の交換は、過剰なロープの損耗と断裂を避けるために不可欠である。作業上の安全と許容可能なシステムの作動寿命を確保するために、そのようなロープの物理的な状態は、たとえば特定の規則による必要に応じて、頻繁に検査される必要がある。この理由から、工業的な応用では典型的にはワイヤロープが使用されるので、ワイヤロープの潜在的な損耗と劣化を検査する装置と方法に、過去の努力は注力していた。これらの装置と方法のいくつかは、ロープを損傷又は破壊することなしに、ロープを使用している状態のままで現場試験することを可能にしてきた。そのような装置と方法は、費用を要する作業の中断および停止の影響を最小化できるので、特に有利であった。ワイヤロープ、ケーブル等は、それらの安全な作動寿命が実質的になくなるまで、たとえば、ロープのパラメータが規制上の要件外になるまで、周期的な試験とともに、このように継続使用そのままの状態で保持される。
【０００４】
ワイヤ又は合成ロープの状態を評価する１つの重要なパラメータは、排他的ではないが、「撚り長さ」を試験することである。たとえば、ワイヤロープは、金属ワイヤのねじり又は編み上げで作られる。個々の金属ワイヤは一緒にねじられてバンドル又はストランドを形成し、そのようなストランドは多数を一緒にねじることでロープ又はケーブルを形成する。そのようなロープの撚り長さは、ロープの表面又は表面下のストランドがロープの周囲又は内部で一周するか又はらせんを形成している、ロープに沿った距離（ロープの中心線又は軸に平行に計測される）である。しばしば、撚り長さは、２，３の撚り長さに渡って測定され、その測定値は撚り長さの数で除されて、測定部分における平均撚り長さ値が算出される。撚り長さは、ロープが最初に計測された時（又は、少なくともストランドが、２，３回の引き上げサイクルの後に、より恒常的な位置に落ちついた後）に知られるが、それは使用中に変化する。たとえば、鉱業用途では、撚り長さは、撚られた引き上げロープのねじり挙動のため、深さによって変化する。このような変動は、ロープの寿命に渡って進行し、決められた作業上又は安全上のパラメータが維持されていることを担保するために測定されねばならない。局所的な欠陥、損耗、腐食、コア劣化、ストランド損傷等は、すべて撚り長さの増加を起こす。ロープの撚り長さにおける変化の関連性は、専門家による解釈、及び／又は正確な測定を要する。一般に、ロープ又はケーブル等の撚り長さは、決められた限界を超えて変化する場合、又は局所的に変化し、ロープの潜在的な欠陥を示す場合には、ロープの交換が必要となる。
【０００５】
ロープを評価する種々の試験方法が知られている。たとえば、磁場試験においては、ワイヤロープが磁場中に持ち込まれ、ワイヤロープの欠陥の存在が、誘起される磁束変化の面積を通じて検出される。他の例として、渦電流試験は、磁場を生成するコイルを通して変化する電流を通過することを含んでいる。コイルが導電材料の近くに置かれると、変化する磁場が、渦電流として知られる閉じた環状電流を材料に誘起し、渦電流は、測定可能で、ワイヤロープにおける欠陥存在の決定に使用できる、それら自体の磁場を生成する。
合成ロープにはワイヤロープに対して、重さ割合に対してより高い強度、耐腐食性、より良い疲労寿命及び低い保守要求といった多くの優位性があるため、合成ロープは原理的に、数多くの応用においてワイヤロープの置き換えに魅力的である。しかし、合成ロープは典型的には、前述の磁場技術に適さない非金属物質を含むため、ワイヤロープに比べて、合成ロープの撚り長さと同様に局所欠陥の評価がより難しい。しばしば、合成ロープの試験又は検査は目視検査、又はロープの損耗および完全性の画像化技術に依存し、それらは、より信頼性が低く、破壊された強度部材繊維、撚り長さ及び／又はロープ状態の正確な評価ができない。このような検査技術に関する問題点は、非負荷耐性カバーの使用によってさらに悪化する。非負荷耐性カバーは、合成ロープの強化部材繊維を損傷及び／又は紫外線照射から保護するために、合成ロープに時々適用されるが、別の面では強化部材繊維の目視検査の障害となる。
【０００６】
このように、合成ロープ及びケーブルの分析用の装置及び方法には技術的必要性がある。より具体的には、その必要性は、合成ロープ及びケーブルの撚り長さの評価、及び／又は強度部材繊維の破損を含む合成ロープ又はケーブルの損耗又は損傷の評価におよぶ。
【０００７】
発明の要約
ある態様は、ロープの撚り長さそれぞれが、合成ロープの周囲又は内部で１以上の円周、らせん又は正弦波状の経路を満たす少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの撚り長さの測定用装置であって、
伸張された進行経路を規定する本体を有し、その進行経路は合成ロープを、ロープの側面運動を制限しつつ、ロープの中心軸方向においてその進行経路に沿って進行することを可能にする、検出装置と、
検出装置の本体上のセンサーであって、センサーは、少なくとも１の磁気検出要素及び／又はその近傍の磁束の変動によって引き起こされるロープの領域における磁束変化を検出し、それによって、ロープが進行経路に沿って進行するときに検出される磁束の周期変動パターンをセンサーに生成する、センサーと、
検出された周期変動をロープに沿った物理的な距離に関連づける手段と、
ロープの周囲又は内部の磁気検出要素の円周、らせん又は正弦波状の経路の数に相関する１以上の検出された周期変動の合成ロープに沿った距離を計算又は表示する、撚り長さの計算機又は表示部と、を含む装置を提供する。
ある他の態様は、合成ロープの長さ方向に伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの試験用装置であって、
伸張された進行経路を規定する本体を有し、その進行経路は合成ロープを、ロープの側面運動を制限しつつ、ロープの中心軸方向においてその進行経路に沿って進行することを可能にする、検出装置と、
検出装置の本体上のセンサーであって、センサーは、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷によって起こるロープ領域の磁束変化を検出するセンサーと、
磁束変化に対応する記録されたデータを計算又は表示する計算機又は表示器と、
任意に、少なくとも１の磁気検出要素を、磁束を生成することによって事前調整する手段と、を含む装置を提供する。
【０００８】
またある態様は、ここに記載の装置の使用であって、少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの試験のために、ロープ又はその部分の、完全性、強度、安全性、寿命、負荷容量、損耗、撚り長さ、障害又は破損の少なくとも１つを評価する、使用を提供する。
【０００９】
またある態様は、ここに記載の装置の使用であって、合成ロープの撚り長さを分析し、及び／又は、合成ロープの損傷もしくは破損又は要素を試験する、使用を提供する。
【００１０】
またある態様は、ロープを通して伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの撚り長さの試験方法であって、
ここに記載した撚り長さの試験のための装置を、ロープが検出装置の進行経路を通るようにロープに適用する工程と、
検出装置の本体上のセンサーが、磁気検出要素の近接と磁束のセンサーに対する変動によって起こるロープ領域の磁束変化を検出し、それによってロープが進行経路に沿って進行するときに検出される磁束の周期変動パターンを生成するように、進行経路を通してロープを進行する工程と、
検出される周期変動をロープに沿った物理的な距離に関連付ける工程と、
ロープの周囲又は内部の磁気検出要素の円周、らせん又は正弦波状の経路の数に相関する１以上の検出された周期変動の合成ロープに沿った距離を計算又は表示する工程と、を含む方法を提供する。
【００１１】
またある態様は、合成ロープを通して伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの試験方法であって、
ここに記載した装置を、ロープが伸張された進行経路を通るようにロープに適用する工程と、
センサーが、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷によって起こるロープ領域の磁束変化を検出するように、進行経路を通してロープを進行する工程と、
磁気検出要素の破損又は損傷を示す磁束変化に対応するデータを計算又は表示する工程と、を含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、磁気検出要素を含む例示ロープの断面図を示す。例示されているロープの基本的な構成はワイヤロープの代表例であるが、撚り長さと磁気検出要素の存在についての原則は合成ロープに適用される。示された態様は例示であり、他の態様において１以上の磁気検出要素の存在は、追加的なカバーもしくはロープのコーティングで隠されていてもよく、又は磁気検出要素は、例えば、ロープの外装にいかなる部分も露出されずにロープ中に編み込まれることで、ロープの構造中に隠されていてもよい。
【図２】図２は、図示されるようにロープの外装上に観察される磁気検出要素を含む例示ロープの側面図を示す。例示されているロープの基本的な構成はワイヤロープの代表例であるが、撚り長さと磁気検出要素の存在についての原則は合成ロープに適用される。示された態様は例示であり、他の態様において１以上の磁気検出要素の存在は、追加的なカバーもしくはロープのコーティングで隠されていてもよく、又は磁気検出要素は、例えば、ロープの外装にいかなる部分も露出されずにロープ中に編み込まれることで、ロープの構造中に隠されていてもよい。
【図３】図３は、磁気検出要素の破損点における磁束検出を示す。
【図４】図４は、図３に示される磁気検出要素が磁束センサーの近傍又は間を通る時に示す典型的な磁束を概略的に示す。
【図５】図５は、磁気検出要素を含むロープの撚り長さ分析のための永久磁石を用いる事前調整を示す。
【図６】図６は、図５に示されるロープの、磁気検出要素上の又は事前調整の結果の分極を概略的に示す。
【図７】図７は、図５に示されるロープの磁気検出要素に残存する磁束を示す。
【図８】図８は、磁気検出要素を含むロープの分析のための検査ヘッド又は検出装置を概略的に示す。
【図９】図９は、開示される検出装置または装置に適する回路図例（ホイーストンブリッジ配置）を概略的に示す。
【図１０】図１０は、磁気検出要素を含むロープの（Ａ）磁束と（Ｂ）撚り長さの時間に対する検出例を概略的に示す。
【図１１】図１１は、磁気検出要素を含むロープの試験用の装置設定例を概略的に示す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、撚り長さ測定又は要素破損検出に用いられる測定装置の半部分の斜視図を示し、半部分は製造の中間段階の状態である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、２つの半部分からなる完成した測定装置の平面図であり、それぞれの半部分は図１２Ａに示す半部分と同様である。
【図１３】印のついた糸の１つのバンドルを含む６ストランドロープの例。
【図１４】位置検出モードのセンサー出力。
【図１５】破損検出モードのセンサー出力。
【図１６】位置に対する撚り長さ。
【図１７】センサー出力のＦＦＴ。
【図１８】サイクル数に対する残存強度。
【図１９】サイクル後のＭｙＭＰＢＤデータのＦＦＴ。
【図２０】ＣＢＯＳ試験例に沿ったＭｙＭＰＢＤ破損ヤーンの検出結果。
【図２１】トワロン（Twaron）（商標）１０００のベンドオーバーシーブ試験結果。ケベック州規則では、運送付属物における安全係数は７．５であるが、すべてのＣＢＯＳ試験では、より厳しい安全係数７を使用した。
【図２２】トワロン２２００のベンドオーバーシーブ試験結果。
【図２３】トワロン２３００のベンドオーバーシーブ試験結果。
【図２４】トワロン１０００、２２００及び２３００のベンドオーバーシーブ試験結果。
【図２５】二重屈曲サイクル０回後の撚り長さ検出の読み値。
【図２６】二重屈曲サイクル６０，０００回後の撚り長さ検出の読み値。
【図２７】二重屈曲サイクル１２０，０００回後の撚り長さ検出の読み値。
【図２８】二重屈曲サイクル１８０，０００回後の撚り長さ検出の読み値。
【図２９】０回サイクル後のロープの局所撚り長さ。
【図３０】１８０，０００回サイクル後のロープの局所撚り長さ。
【図３１】二重屈曲サイクル０回後の欠陥検出読み値。
【図３２】二重屈曲サイクル６０，０００回後の欠陥検出読み値。
【図３３】二重屈曲サイクル１２０，０００回後の欠陥検出読み値。
【図３４】二重屈曲サイクル１８０，０００回後の欠陥検出読み値。
【図３５】標識繊維を含むトワロン２２００の詳細分析結果。
【００１３】
例示態様の詳細な説明
合成ロープ、ケーブル、スリング、コード及びベルト（以下、まとめて「ロープ」という）は、個人の安全性がロープの強度及び完全性に依存する高リスクな応用を含む多くの応用に用いることができる。そのようなロープは、限定されないがネット、ウエッビング等のような他の製品や物品の製造にも用いられる。合成ロープは典型的には強度部材要素を含む。ここで「強度部材要素」は、フィラメント、ファイバ、ストランド又はヤーンを含む、ロープの任意の部品を意味し、ロープに少なくともある程度の負荷強度を提供する、又は提供を意図する。「合成ロープ」とは、負荷耐性特性をロープに付与する任意の合成材料である合成強度部材要素を含む任意のロープ、ケーブル、スリング、コード、ベルト等を意味する。そのような合成ロープは、例えば、アラミド、メタアラミド（Ｎｏｍｅｘ）、パラ配向の芳香族ポリアミド、これらに限定されないが、トワロン（Twaron）（登録商標）、テクノラ（Technora）（登録商標）及びケブラ（Kevlar）（登録商標）のような市販のパラアラミドを含む、パラ配向の芳香族ジアミンとパラ配向の芳香族ジカルボン酸ハライドとの縮合ポリマー等のパラアラミド、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ、例えばベクトラン（Vectran）（商標））、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、超高分子量ポリエチレン、ポリアミド（例えばナイロン）、ガラス、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
【００１４】
ロープは、個別のそして典型的には微細なフィラメントの複数を含む。複数のそのようなフィラメントは「繊維（ｆｉｂｒｅ）」を形成し得る。フィラメントは、例えばフィラメント又はファイバを一緒に合わせる又はねじることで、長手方向に結合したバンドルに組織化され、これによりヤーン又はストランドが生成し、ヤーン又はストランドを他のヤーン又はストランドとともに結合することでロープを形成する。任意のロープにおいて、強化部材要素は一緒になって負荷耐性、又は光ファイバケーブルのように通信に作用する。
【００１５】
ここに開示されるロープは、任意の大きさ、幅又は直径を有していてもよいが、典型的には、断面の最大寸法で２ｍｍ以上５００ｍｍ以下であってよい。さらにロープの断面形状は任意であってよい。円形又は実質的に円形の断面が多くのロープで典型的であるが、ここで採用されるロープはこれに限定されず、代わりに、楕円、長方形、正方形又は他の断面のような非円形状断面を有してもよい。スリング、ベルト、いくつかの非標準形状のロープとして識別される、例示の「ロープ」の場合、断面が長く薄いような平らな形状を有していてもよい。このように、これらは、この技術分野でよく知られているように、典型的なベルト様形状のテープの形をとってもよい。
【００１６】
ここには、ロープ、特に合成ロープを、その安全性と継続使用の適格性を評価する目的で、試験又は分析する正確で信頼できる方法が開示される。選択される態様において、そのような方法及びその方法を実施する装置は、たとえロープが非負荷耐性カバー又はコーティングに覆われていても使用することができる。このように、ロープはたとえ運用中であっても、置き換える必要があっても最小限の運用中断時間で、素早く効率的に試験される。
【００１７】
試験方法、及びその方法を実施する対応する装置は、少なくとも１の「磁気検出要素」を含むロープの使用を要求する。合成ロープは、個別にそして集合的にロープに強度を付与する多数の「強度部材要素」を典型的に含む。そのような要素には、例えば、フィラメント、ファイバ、ストランド又はヤーンが含まれ、特に要素が結合され、ねじられ、被せられ、さもなくは一緒に結合されて、ロープに少なくともある程度の負荷強度を提供するか、提供することが意図される。いくつかの態様において、「磁気検出要素」は、磁気的（電磁気的を含む）な試験方法で検出される要素の１つを意味し、ロープ又はその成分の完全性、撚り長さ、破損、損傷の１つ以上を試験する。磁気検出要素は典型的には長手方向に伸びており、金属ワイヤ又は金属からなるフィラメントを含んでいてもよい。その代わりに、磁気検出要素は任意の合成材料（すなわち、ロープの他の強度部材要素として）を含んでいてもよいが、例えば磁束漏れ又は渦電流出力が得られる任意の磁気試験方法で検出可能になるような、なんらかの方法で処理又は修飾されている。
【００１８】
例えば１以上の強度部材要素は、例えばここで開示するような磁気試験装置によって検出可能な外部コーティング又はクラッディングを含んで処理されてもよい。要素は、磁気的方法によって検出可能な任意の材料でコートされた合成ファイバであってもよく、検出可能な材料は合成ファイバに、例えば、付着され、コートされ、クラッディングされ、染色され、又は他の方法で添付される。検出可能な材料は、例えば、ニッケル、鉄、コバルト、銅又は鋼のような金属を含む材料から誘導されてもよい。合成ファイバは、合成ファイバ上にコーティング又はクラッディング材料を任意の適切な方法又は金属で付与されて処理されてもよい。処理された合成ファイバはあるいは、限定されるわけではないが、導電性織物のような他の磁気的に検出可能な材料を含んでいてもよく、合成ファイバはコーティング、埋め込み又はクラッディングのような方法によって電磁気に応答する材料で処理されている。
【００１９】
光ファイバケーブルのような他の態様では、要素は、例えばグラスファイバから誘導される光透過性要素を含んでもよい。光透過性要素は一般的には磁気技術によって検出されない。しかし、ここに記載する合成ファイバ又は処理されたグラスファイバは、光透過性要素に組み込まれ、光ファイバケーブルを記載されたような磁気的方法で検出可能にする。
【００２０】
ここに記載された方法又は装置で試験するのに適するロープは、もっぱら磁気検出要素からなるか、その代わりに、非磁気的又は「通常の」強度部材要素と１以上の磁気検出要素の両方を含んでもよい。両方が存在すると、それぞれの磁気検出要素が材料及び特性において、追加的な磁気材料を存在させることなく、通常の強度部材要素に対して実質的に応答する。特に磁気検出要素の完全性と状態が、存在するすべての要素の状態及び完全性を直接示すような場合には、強度と同様に、剛性及び弾性特性が要望されてもよい。他方、ある環境下では、磁気検出要素が相手方の通常の強度部材要素に対して、異なる強度、弾性、剛性又はその他の特性を有することが求められてもよい。例えば、磁気検出要素が通常の相手方よりも剛性を有する場合、より容易に損傷又は破損しやすくなり、開示される方法及び装置によって検出される。
【００２１】
選択される態様では、ロープの撚り長さそれぞれが、合成ロープの周囲又は内部で１以上の円周、らせん又は正弦波状の経路を満たす少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの撚り長さを測定する装置が提供される。具体的に装置は、
伸張された進行経路を規定する本体を有し、その進行経路は合成ロープを、ロープの側面運動を制限しつつ、ロープの中心軸方向においてその進行経路に沿って進行することを可能にする、検出装置と、
検出装置の本体上のセンサーであって、センサーは、少なくとも１の磁気検出要素及び／又はその近傍の磁束の変動によって引き起こされるロープの領域における磁束変化を検出し、それによって、ロープが進行経路に沿って進行するときに検出される磁束の周期変動パターンをセンサーに生成する、センサーと、
検出された周期変動をロープに沿った物理的な距離に関連づける手段と、
ロープの周囲又は内部の磁気検出要素の円周、らせん又は正弦波状の経路の数に相関する１以上の検出された周期変動の合成ロープに沿った距離を計算又は表示する、撚り長さの計算機又は表示部と、を含んでもよい。
【００２２】
このように、装置は磁束検出を用いて、好ましくはロープに影響、損傷、破損することなく、ロープの撚り長さを評価する。それぞれの磁気検出要素は見えていても、ロープ内に隠されていてもよく、ロープの強度要素で覆われ、又は被覆されて隠されていてもよい。１以上の磁気検出要素が、装置が検出するために存在する場合、装置の使用者は、検出される磁束の単一の周期変動パターンが使用者に観測されるように、磁気検出要素がロープに結合しているかどうかを知りたいかもしれない。代わりに、例えば２つの磁気検出要素が、例えばロープの反対側に螺旋状に巻かれて、ロープに存在する場合、ロープが進行するときに２つの周期変動パターンが装置によって検出されるかもしれない。多数の磁気検出要素がロープ上又はロープ内の異なる位置に存在する場合、さらなる周期変動が検出されるかもしれない。そのような追加的な周期変動は、撚り長さの計算に必要とされるかもしれず、実際に補助するかもしれない。
【００２３】
装置のセンサーは、それぞれの磁気検出要素が、少なくとも１の金属ファイバ又はセンサーに検出されるように処理された少なくとも１の合成ファイバを含むかどうかにもかかわらず、磁束検出に適する任意の種類でよく、少なくとも１の磁気検出要素の磁束を検出する十分な感度を有してよい。例えば、センサーは少なくとも１の磁気検出要素の磁束の磁束変化を感知するかもしれない。そして磁気検出要素のそれぞれは、検出装置を通過する前に、検出装置を通るロープの移動方向に少なくとも実質的に垂直な磁場中に、ロープを通すことによって予備調整されている。場合により、検出装置は、限定されないが、永久磁石、電磁石またはコイルのような１以上の磁束生成器をさらに含んでいてもよく、磁束生成器は、検出装置を通るロープの進行方向に少なくとも実質的に垂直な磁場を生成し、それによってロープの少なくとも１の磁気検出要素を予備調整する。
【００２４】
装置のいくつかの態様では、検出装置のセンサーは、ロープが進行方向に進行するように、センサーがロープの周囲の円周上に分けられていてもよく、センサーによって生成する信号が場合により、差分的に結合されて、横方向の運動による成分が除かれる。例えば、センサーは場合により検出装置のロープの中心軸に直交する共通平面上に配置されてもよい。進行経路に横方向の移動の自由度があるとき、センサーは、もし望むなら、進行経路の周囲にロープの中心軸から等距離に配置されてもよい。このようなセンサーは、限定されないが、ホール効果素子、フラックスゲートセンサー又は誘導コイルから選択されてもよい。
【００２５】
例えば、センサーは、電線が時計回り又は反時計回りの旋回方向を有するコイルに巻かれてなる磁気誘導コイルの形態をとっていてもよく、センサーの第一群のコイルの旋回方向がすべて同一であり、センサーの第二群のコイルの旋回方向がすべて同一であるが、第一群のセンサーのコイルの旋回方向とは逆であってもよい。電気コイルはすべて、第一群及び第二群の誘導コイルの旋回方向によって信号を差分的に結合するための回路として、単一回路で機能するように相互結合され、その出力が撚り長さを計算するための結合された信号であってもよい。
【００２６】
さらに選択された装置の態様では、検出装置は、進行経路を取り囲み、進行経路に置かれる合成ロープの周りに検出装置を導入することを可能にする２つの分離可能な半部分を含んでいてもよい。例えば、ロープが進行経路の横方向に導入されるように、半部分は一時的に分離され、またはヒンジの動きによって一方の側に分離されてもよく、そして半部分は、逆方向のヒンジ動きで結合され、さもなければ再結合され、そしてロープは、進行経路中に、それを通して軸方向に動くように捉えられる。
【００２７】
それぞれの装置は、すでに説明したような、２つの半分からなる検出器を含んでいてもよい。このデザインは、ロープが、使用状態、例えば巻き揚げ装置に置かれた状態のままで、開いて、ロープの周りに配置することを可能にする。２つの半部分は一方の側で１以上のヒンジによって結合されていてもよく、他方の側で開放可能なラッチによって、適切な位置に保持されてもよい。装置は、例えば巻き揚げ装置の固定部分上、例えば、ロープの動揺が一般には最小限になる巻き揚げ機の巻き揚げホイールの直下に配置されてもよい。コイル回路に影響せずに装置が開くようにするために、半部分のワイヤ間の結合部分は、結合ヒンジの傍に位置してもよく、ワイヤの破損を起こさずに装置が完全に開くように十分なたるみを持ったジャンパー線の形態を有していてもよい。回路の外部接続点はヒンジの反対側でラッチの傍の側に位置してもよい。
【００２８】
装置のさらなる例示的な態様では、検出装置は、ロープが進行経路に存在するとき、その一部がロープの領域を通過する磁束回路を生成し、センサーがロープからの磁束の漏れを検出するように置かれる１以上の磁束発生器を含んでいてもよく、
【００２９】
その代わりに検出装置は、磁気検出要素に渦電流を生成する手段をさらに含み、センサーが渦電流によって生成する磁場を検出してもよい。
【００３０】
さらなる態様においては、装置が少なくとも１の磁気検出要素の１以上の破損をも検出してもよく、装置は、限定されないが、永久磁石、電磁石又はコイルのような１以上の磁束発生器を含み、ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を発生し、センサーが磁気検出要素の損傷及び／又は破損を示す信号を検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する。追加的にロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を発生する永久磁石は、場合により１以上の円形の永久磁石を含んでもよい。
【００３１】
望ましい態様のいずれかにおいて、装置は、（１）検出装置を通るロープが進行する方向と少なくとも実質的に垂直な磁場を生成して、センサーがロープの撚り長さを検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルと、（２）ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を生成して、センサーが要素の破損又は損傷を示す信号を検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整する、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルとをさらに含んでいてもよい。例えば、そのような態様において、ａ．の１以上の永久磁石、電磁石又はコイルは、ロープが進行経路を通る第一方向に進むときに、少なくとも１の磁気検出要素が撚り長さの検出のために予備調整されるように、センサーの一方の側に位置していてよい。
ｂ．の１以上の永久磁石、電磁石又はコイルは、ロープが進行経路を通る第一方向とは反対側の第二方向に進むときに、少なくとも１の磁気検出要素が破損の検出のために予備調整されるように、センサーのａ．のそれらに対して反対側に位置していてよい。
【００３２】
そのような態様では、電磁石又はコイルは、ロープを予備調整する手段として特に有用であるかもしれない。なぜなら、磁化方向又は配向は、電磁石又はコイルにかかる電流及び電圧によって変更できるからである。このとき必要に応じて、電磁石又はコイルは、撚り長さ検出又は要素の破損／損傷検出のための予備調整かによって、選択的な磁場を発生するように調整できる。
【００３３】
確かに、ここに開示される撚り長さ検出の装置の態様のいずれについても、装置は合成ロープの少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷のための試験用でもあり、検出装置本体上のセンサーが、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷によって起きるロープ領域の磁束変化を検出する。このとき計算機又は表示器は、破損点又は損傷の結果である磁束変化に対応する記録されたデータをさらに計算又は表示する。
【００３４】
他の態様において、ロープの撚り長さと関係なく、装置は、ロープの長さ方向に沿って伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの試験に供され、
伸張された進行経路を規定する本体を有し、その進行経路は合成ロープを、ロープの側面運動を制限しつつ、ロープの中心軸方向においてその進行経路に沿って進行することを可能にする、検出装置と、
検出装置の本体上のセンサーであって、センサーは、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷によって起こるロープ領域の磁束変化を検出するセンサーと、
磁束変化に対応する記録されたデータを計算又は表示する計算機又は表示器と、
任意に、少なくとも１の磁気検出要素を、磁束を生成することによって事前調整する手段と、を含む装置が提供される。
【００３５】
このとき、選択される態様では、唯一の又は第一の機能が合成ロープの１以上の磁気検出要素の破損又は損傷を検出である装置を提供し、ロープの撚り長さに関わりなく、また磁気検出要素がロープの円周、らせん又は正弦波状の経路に沿っているかどうかに関わらない。
【００３６】
さらなる態様において、ここに開示される装置の使用が提供され、少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの試験のために、ロープ又はその部分の、完全性、強度、安全性、寿命、負荷容量、損耗、撚り長さ、障害又は破損の少なくとも１つを評価する使用が提供される。追加的にそのような使用に関連して、ロープが使用状態にあり、使用状態からロープを取り外すことなく、試験が行われる。
【００３７】
さらなる態様において、ロープの内部又は周囲に沿って伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープの撚り長さの試験方法が提供され、その方法は最初の工程に、ここに記載される撚り長さの測定用の装置のいずれかを、ロープが検出装置の進行経路を通るようにロープに適用することを含む。他の工程において、検出装置本体上のセンサーが、磁気検出要素の近接と磁束のセンサーに対する変動によって起こるロープ領域の磁束変化を検出し、それによってロープが進行経路に沿って進行するときに検出される磁束の周期変動パターンを生成するように、ロープは進行経路を通して進行する。検出される周期変動はロープに沿った物理的な距離に関連付けられ、ロープの周囲又は内部の磁気検出要素の円周、らせん又は正弦波状の経路の数に相関する１以上の検出された周期変動の合成ロープに沿った距離に応じて、撚り長さが計算又は表示される。
【００３８】
このような態様において、少なくとも１の磁気検出要素が、少なくとも１の金属を含む繊維又はセンサーによって検出されるように処理された少なくとも１の合成繊維を含む。例えば少なくとも１の合成繊維は、センサーによって検出可能な物質で被覆された合成材料を含んでもよい。
【００３９】
ロープの性質、構成もしくは材質、又はそこに含まれる磁気検出要素に関わらず、方法は、場合により、検出装置を通ったロープの運動方向に少なくとも実質的に垂直な磁場を通過させることで、ロープを予備調整する工程をさらに含んでもよい。このとき、磁気検出要素は、センサーによる分析に先立って磁化されてもよく、センサーは、１以上の要素の損傷又は破損を試験するのに適する磁気検出要素の残存磁化又は磁束を検出する。例えば予備調整工程は、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルによって生成した磁場（ロープの運動方向に少なくとも実質的に垂直な）によって実行される。
【００４０】
ある態様では、ロープが進行方向に進行するように、センサーがロープの周囲の円周上に分けられていてもよく、方法は、センサーによって生成する信号が差分的に結合されて、ロープの横方向の運動による成分が除かれることをさらに含んでもよい。場合により、検出装置のセンサーはロープの中心軸に直交する共通面上に配置されてもよい。場合により、進行経路に横方向の移動の自由度があるとき、センサーは、検出装置のロープの中心軸に直交する共通平面上で、ロープの中心軸から等距離に配置されていてもよい。そのようなセンサーの配置は、少なくともある態様では、信号受信と分析を最適化するのに役立つと考えられる。
【００４１】
記載した方法のいずれかにおいて、限定されないが、ホール効果素子、フラックスゲートセンサー又は誘導コイルを含む、磁化又は磁束の適切なセンサーが用いられてもよい。センサーは場合により、電線が時計回り又は反時計回りの旋回方向を有するコイルに巻かれてなる磁気誘導コイルであり、センサーの第一群のコイルの旋回方向がすべて同一であり、センサーの第二群のコイルの旋回方向がすべて同一であるが、第一群のセンサーのコイルの旋回方向とは逆である。そのような電気コイルは場合により、すべてが第一群及び第二群の誘導コイルの旋回方向によって信号を差分的に結合するための回路として、単一回路で機能するように相互結合され、その出力が撚り長さを計算するための結合された信号とすることができる。
【００４２】
記載した方法のいずれにおいても、検出装置は、進行経路を取り囲む２つの分離可能な半部分を含んでもよく、装置をロープに適用する工程は、分離可能な半部分を少なくとも部分的に分離して、進行経路を通ってロープが進行するように、合成ロープの周りに導入することを含む。理想的には進行経路はある大きさを有し、半部分が一緒になると、ロープは大きく横方向に運動することなく、進行経路を通って軸方向に移動する。
【００４３】
ここに記載した他の態様の方法は、進行経路に存在するとき、その一部がロープの領域を通過する磁束回路を、１以上の磁束発生器から生成することを含み、センサーがロープ、または少なくとも１の磁気検出要素からの磁束漏れを検出する。その代わりに、磁気分析は、少なくとも１の磁気検出要素に渦電流を生成することを含み、センサーが渦電流によって生成する磁場を検出する。
【００４４】
方法のさらなる態様は、少なくとも１の磁気検出要素の存在し得る損傷又は破損を評価することを含む。例えば、そのような方法は、ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を生成して、センサーが少なくとも１の磁気検出要素の１以上における破損又は損傷を示す信号を検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整することをさらに含んでもよい。場合により、ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場は、１以上の永久磁石、電磁石又はコイルから生成され、このましくは１以上の円形の永久磁石から生成される。
【００４５】
例えば、方法は
１以上の永久磁石、電磁石又はコイルで、検出装置を通るロープが進行する方向と少なくとも実質的に垂直な磁場を生成して、センサーがロープの撚り長さを検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整することと、
１以上の永久磁石、電磁石又はコイルで、ロープの進行方向に少なくとも実質的に平行な磁場を生成して、センサーが該破損を示す信号を検出するように、少なくとも１の磁気検出要素を事前調整することと、
をさらに含んでいてもよい。
【００４６】
そのような方法は、場合により、ロープが後進と前進の両方の軸方向に進行することを許容し、撚り長さと磁気検出要素の損傷又は破損との両方を評価する。場合により、進行工程は、任意の順序で、場合により繰り返す進行経路を通るロープの両軸方向への運動と、ロープが進行経路を通る第一の方向に進行するとき、少なくとも１の磁気検出要素が撚り長さ検出のために事前調整されるように、センサーの一方の側に位置するａ．の１以上の永久磁石、電磁石又はコイルと、ロープが進行経路を通り、第一の方向とは逆の第二の方向へ進行するとき、破損検出のためにロープが事前調整されるように、ａ．の永久磁石からセンサーの反対側に位置するｂ．の１以上の永久磁石、電磁石又はコイルと、を含む。そのような態様においては、ロープを予備調整する手段として、電磁石又はコイルが特に有用である。なぜなら、磁化の方向及び／又は配向は、電磁石又はコイルにかかる電流及び電圧によって変更できるからである。このとき必要に応じて、電磁石又はコイルは、撚り長さ検出又は要素の破損／損傷検出のための予備調整かによって、選択的な磁場を発生するように誘導できる。
【００４７】
ある態様においては、記載されたいずれの方法が、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷についてもロープを試験し、進行工程において、検出装置本体上のセンサーは、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷によって起きるロープ領域の磁束変化をも検出する。計算又は表示工程においては、計算機又は表示部は、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷によって起きる磁束変化に対応する記録されたデータをさらに計算又は表示する。
【００４８】
ここに記載された方法のいずれにおいても、合成ロープは、合成ロープ、合成ヤーン、合成コード、光ファイバケーブルから選択されてよい。
【００４９】
記載された方法のいずれかは、予備的な工程をさらに含んでいてもよく、その工程では、合成材料の強化部材要素を含み、少なくとも１の要素は、ここに記載された装置でロープを検査することを可能にするのに適する磁気検出要素を形成する処理された要素である合成ロープを準備する。その代わりに、記載された方法のいずれかは予備的な工程をさらに含んでいてもよく、その工程では、合成材料の強化部材要素と、ここに記載された装置でロープを検査することを可能にするのに適する磁気検出要素を形成する少なくとも１の金属を含む繊維とを含む合成ロープを準備する。
【００５０】
さらなる態様において、合成ロープの長さ方向に伸びる少なくとも１の磁気検出要素を含む合成ロープを試験する方法が提供され、その方法は、磁気検出要素の存在し得る破損又は損傷を評価するために、記載された装置を、ロープが伸張された進行経路を通るようにロープに適用する工程と、センサーが、少なくとも１の磁気検出要素の破損点又は損傷によって起こるロープ領域の磁束変化を検出するように、進行経路を通してロープを進行する工程と、少なくとも１の磁気検出要素の破損又は損傷を示す磁束変化に対応するデータを計算又は表示する工程と、を含む。
【００５１】
図１及び２の関連する図は、螺旋状に巻かれた６本の外部ストランドで被覆されたコアストランド１１を有し、鉱業作業に典型的に使用されるロープ１０の一形態の断面を示すが、他のデザインのロープ、例えば、より多く又はより少ない外部ストランドを有するロープ、より多く又はより少ないコアストランドを有するロープ、非円形断面のストランドを有するロープが代替的に採用できることに留意すべきである。図１（そして実際には以下で議論する図２）に示されるロープは、実際にはワイヤロープの典型である構成と構造を有することにも注意すべきである。合成ロープに関する個々での議論のために、撚り長さ及び欠陥検出並びに多数の強化要素の存在に関して同じ原理が適用されるにも関わらず、そのいくつかは以下に記載するように磁気検出要素のみである。
【００５２】
コアストランド１１と外部ストランド１２はそれぞれ、ねじられ又は一緒に束ねられた個々の強化部材要素１３（例えば、合成ロープ構成のための合成又は非金属要素）の束からなる。この例において、外部ストランド１２の１つは、ロープが製造される前に前処理されて磁気検出要素を提供する３つの要素１２’を含む。図２によく示されるように、磁気検出要素１２’はロープの外部表面上に見えており、ストランド間の溝１５によって分けられる外部ストランド１２をも含み、それによりロープが螺旋状の溝を有する外部表面を有するようになる。外部ストランド１２のそれぞれは、５つの他のストランド１２によってロープに沿って互いから分けられるらせんループ状に、ロープの周りにねじられている。そのようなロープの撚り長さは、ロープの軸又は中心線に沿った距離Ｌであり、そのロープにはロープのコアの周りに単一の全円周のらせん経路を埋める単一のストランドが要され、例えば、ロープの周りに進行しロープの円周上で同じ角度の位置に戻ってくる。撚り長測定の従来法は、定規又は同様の測定装置を用いて、そのような距離数（図２には３つ示される）を測定し、そのような測定値の平均値が計算される（図２の場合は、３で除する）。
【００５３】
図２では磁気検出要素１２’が見えているが、他の態様では磁気検出要素はロープの外部表面上に見えていなくてもよく、ロープが鞘もしくはコーティングを含んでもよく、あるいは磁気検出要素が例えば外部ストランド１２の内側の要素もしくは内部ストランド１１の一部であってもよい。
【００５４】
図示される態様では、磁気検出要素自体はロープの外部表面の周りに螺旋を描いている。したがって、ロープが長手方向（例えば、中心軸１９に沿って）進行すると、磁気検出要素１２’の存在を観測する通過した固定点が、ここに記載された装置によって検出され、検出された磁気検出要素間の距離が物理的に測定され、こうして撚り長さＬの測定が可能になる。例えば、磁気検出要素に存在する残存磁束が、そのような観測点に位置する磁束センサーによって検出されてもよく、磁束センサーは、ロープが中心軸に沿って長手方向に（回転することなしに）進行すると、十分に正確であれば、波状の正弦波様の磁束の変動を記録する。そのような正弦波状の変動はこのようにしてロープの撚り長さの測定に用いることができる。例えば、この種の測定は、ロープが進行するとき、周期変動して一般的には正弦波状の出力を、この例におけるロープの撚り長さの１つを示す単一の周期変動を引き起こす、ロープの進行距離とともに、提供する。ロープに沿ったそのような周期変動は、ロープに沿った対応する位置における撚り長さを明らかにし、局所的な撚り長さ測定値を示す、又はそれに代えて、ロープのより長い部分（あるいはロープ全体）に渡ってより多くの周期変動が、ロープの部分又は全体に対する平均の撚り長さ値を提供することに用いることができる。
【００５５】
ロープに沿った距離に周期変動を関連づけるために、繰り出されたロープの距離を測定する手段、又はロープの進行速度に測定時間を関連づける手段が採用されてもよい。しかし、ロープの進行速度及び／又は距離を記録する手段は、採鉱巻き揚げ機又は同様の装置を制御するのに用いられる装備として通常は提供される。例えば、ロープは、回転する巻きホイールの周りを通過させてしばしば繰り出され、繰り出し距離と速度が正確に計算できるように、ホイールの回転速度又は回転数が従来法で決定される。
【００５６】
それにも関わらず、撚り長さを計算するのにそのような磁束の周期変動を用いようとすると、実際上の困難性に突き当たる。例えば、ロープは、長手方向に進行するとき、相当な量で横方向（軸外）に運動する傾向があり、すなわち、ロープは横から横へと急に動いたり、横方向の調和振動により軸外に動いたりする傾向があり、そのためロープの表面が観測の固定点に向かったり離れたりする。
【００５７】
１つの例示的な態様では、撚り長さ測定に関するこれらの問題は、ロープの周りに角度的に分けられた少なくとも２つの固定位置にセンサーを提供することによって、少なくとも部分的には対処される。固定位置及びその位置に置かれるセンサーは、一般的にはすべてロープの軸に垂直な同一平面上に、ロープの軸から直径方向に同じ距離に配置され（ロープが横方向の運動に自由度を有する場合）、１つの位置（又は位置の一群）がロープ表面の一方の側に対向し、他の位置（位置の他の群）がロープ表面の反対側に対向するように配置される。２カ所（又は位置の２群）での磁束測定は、一般的には、ロープの軸外への運動によって、同様にそして同時に影響される。２つのセンサーが互いに接近した固定位置に配置されると、それらはロープの軸外への運動によって同様に影響され、センサーからの信号は、単純に互いに引き算されて、センサーからの少なくとも１の磁気検出要素の近傍及び／又は磁束の変化の結果である磁束変化の測定によって発生する周期変動パターンを明らかにする。換言すれば、信号は差分的に結合される。すなわち、信号は、それらが一緒に結合されるように、一方の信号が正で他方の信号が負になるような方法で結合される。
【００５８】
１つの実際的な態様では、複数のセンサーが準備され、ロープの周りに角度的に分けられた固定位置に配置され、センサーが２つの群を形成するように相互に連結される。２つの群のセンサーは、通常、ロープの周りの位置において交互に入れ替えられる。すなわち、第一群の各センサーは、第二群の２つのセンサーの間に位置され、逆の場合も同様である。第一群のセンサーからの信号は加算的に結合され（正の向きに結合され）、第二群のセンサーからの信号は加算的に結合されて２つの信号を形成し、それらは差分的に結合される。信号の加算的な結合は各群の信号を増強又は増幅し、信号の所望の成分を背景ノイズから分離することを容易にする。ロープの横方向の運動は、２つのセンサー群のそれぞれからの信号に本質的に同じように影響し、ワイヤロープの周りのセンサーの同間隔での配置により、２つの群からの信号の差分的結合がこの成分を効果的に打ち消す。
【００５９】
信号の差分的結合は適切な手段、例えばプログラマブル論理制御装置、コンピュータ又は同様の計算機によって行われ、あるいは、センサーはすべて単一回路に一緒に結合され、しかし代替的なセンサーのセットが反対の意義を有する信号を生成する（一方のセットが正の信号を生成し、他方のセットが負の信号を生成する）ように配置され、それによって、信号が観測装置に送り込まれる前に、そこから軸外成分が自動的に除去された共通の信号を生成する。そのような配置は、同じ群のセンサーからの信号の加算的な結合と異なる群からの信号の差分的な結合の機能を兼ね備える。
【００６０】
磁束の変動を測定するために、ホール結合素子、フラックスゲートセンサーのような磁束を測定するセンサーが採用されることができる。これらは既知の装置で、ワイヤロープの金属領域（ホール効果素子）又はワイヤロープの欠陥（フラックスゲートセンサー）の測定に使用される。さらに、そのような複数のセンサーは、ロープの周りに配置され、そのようなセンサーの２つ（又はそのようなセンサーの２つの群）からの信号は減算されて、ロープの横方向(軸外)の運動によって起きる信号を除去しつつ、磁気検出要素の磁束によって発生する、一般的には正弦波様の周期変動を明らかにする。
【００６１】
このようにある態様においては、１以上の磁気検出要素を含むロープは、測定が予期される方向に配向する磁場中にロープを通過させることで「調整」されてもよく、例えば、その磁場は、磁気検出要素の損傷又は破損を検出するための、装置を通るロープ運動の軸方向に少なくとも実質的に平行な磁場、及び／又は撚り長さを検出するための、装置を通るロープ運動の軸方向に少なくとも実質的に直交する磁場である。場合により、「調整」は、適切に配置され、配向された永久磁石、電磁石又はコイルを用いて達成できる。
【００６２】
ロープは「調整された」（必要で要求される場合）後にセンサー対の間を通過し、センサーは調整された／磁化された磁気検出要素からの残存磁場の検出に対応する信号が得られる適切な感度を有する。理想的には、必要ではないが、磁気検出要素は高い程度の残留磁気を有する材料を含み、材料が「調整された」後に磁場が除去された後であっても磁化の程度が保持される。ここにより詳細に記載したように、撚り長さはセンサーによって得られる周期変動信号から計算することができ、一方、それに代えて又は追加的に、磁気検出要素のいかなる損傷及び／又は破損を、センサーによって得られる信号の中断又は変動によって決定することができる。
【００６３】
選択される態様では、破損の検出と撚り長さの測定に同じセンサー対を使用することさえ可能である。それを達成するために、永久磁石、電磁石又はコイルのような「調整」単位は、場合により、ロープの軸と移動方向に対してセンサー対の両側に置かれることができる。例えば、撚り長さ測定のためにロープを調整する永久磁石は、センサーの一方の側に置かれ、ロープが軸方向に進行しセンサーの近傍に近づく前に、撚り長さ測定のためにロープが調整される。破損又は損傷の検出のため追加的な永久磁石は、撚り長さ検出のための永久磁石に対してセンサーの反対側に置かれ、ロープの軸方向の進行方向が反転する場合に、ロープが軸方向にセンサーの近傍に近づく前に、追加的な磁石によって代替的に調整される。
【００６４】
図３を参照すると、ロープの磁気検出要素の破損又は損傷を検出するために、限定されないが、円形の永久磁石のような永久磁石、電磁石又はコイルが、予備調整磁場を生成して、ロープ、具体的にはロープの磁気検出要素を磁化するように配置される。図３は破損点４５によって分けられた部分４０、４１を含む磁気検出要素の１つを示す。磁気検出要素４０、４１の残存磁化のために、破損によって破損点４５又はその近くに残存磁場４２が発生する。測定の方向を示す矢印４３、４４の軸方向にロープが進行することで、ロープはセンサーＡ及びＢの間を順次進行する。センサーＡ及びＢは残存磁場４２の存在を検出し、残存磁場４２を示す信号を生成する。したがって、センサーＡ及びＢによって生成する信号は加算（例えば、数学的及び／又は電気的に）され、破損点４５の検出信号を提供し、その信号は、図４に概略的に示すように、検出された磁束の減少４６とそれに続く増加４７として観測されるかもしれない。
【００６５】
図５は、撚り長さ検出のためのロープの調整を概略的に示す。この例ではロープ５０は、ロープの構成に由来してロープを通る螺旋経路を採る磁気検出要素５１を含み、それは他の要素とともにねじられ又は編まれている。ロープが永久磁石５２、５３の間を矢印５５で示される方向に通過するときに、永久磁石５２、５３は、ロープとその進行方向に少なくとも実質的に直交する磁場５４を生成する。
【００６６】
したがって、ロープ５０が方向５５に磁場５４を通って軸方向に進行すると、磁気検出要素５１は、図６に分極矢印５６として示す様に、磁場５４に対する角度に応じて分極する。
【００６７】
調整磁場５４が、例えば永久磁石５２、５３を除去したり、ロープ５０が永久磁石５２、５３から離れるように移動したりして、取り去られると、磁気検出要素５１の残存磁場は、図７に示す様に、磁束漏れ５７を生成する。続いてロープ５０が適切に配置されたセンサー（図示せず）の近く又はその間を進行すると、磁束漏れ５７が検出され、正弦波様の信号が生成し、その信号はロープの撚り長さを示す信号のそれぞれの完全な周期変動を伴い、信号間におけるロープの進行距離を提供する（場合により、ロープの進行速度の情報と周期変動間の時間に基づいて、距離が計算されてもよい）。
【００６８】
ロープに多数の磁気検出要素が存在すると、それらは一緒に束ねられて、束におけるそれぞれの要素からの加算的な信号により、より強い信号を生成する。ロープに多数の磁気検出要素が存在し、ロープ中で互いに軸方向にずれた螺旋経路を採っていると、どの信号ピークが個々の磁気検出要素からの信号に対応するかを決定するのに追加的な信号分析が必要かもしれない。
【００６９】
いかなる種類の磁化又は磁束センサーも用いることができるが、出願人はマイクロマグネティクス社製のＳｐｉｎＴＪ（商標）タイプのセンサーを用いて装置を開発した。そのようなセンサー又は同様の他のセンサーが使用可能であり、低い強度の磁場（例えば、＋／−２０ガウス）を高分解能（例えば、約１／１０，０００ガウス）で測定可能にするのに有用である。より具体的には、ＳＴＪ−２４０センサーが使用され、暴露される磁場に相関する値を有する可変抵抗のように作用する。
【００７０】
多くのセンサー構成及び部品の巻き構成が、ここに開示する装置及び方法を達成することを可能にする。有用な信号対ノイズ比を示す１つの例示的な構成は、４つのセンサーを用いるホイートストンブリッジ構成である。２つの相対するセンサーを含む通常用いられる構成に比べて、４つのセンサーを含むホイートストンブリッジ構成は装置の感度を２倍にし、電源からのノイズを潜在的に抑制する。図８はセンサーの例示的な配置と測定方向を示し、図９は装置部分の例示結合図を示す。この例では、それぞれのセンサー対の２つのセンサーが測定方向に対して反対の方向に搭載されていることがわかる。
【００７１】
図１０Ａ及び１０Ｂは、典型的な装置、そしてロープの撚り長さからの典型的な誘導信号出力を示す。プロットは、ロープに沿った距離（ロープ速度又は距離によって測定され、図示されない）に対する電圧信号を示す。撚り長さ、そして磁気検出要素の磁束検出について、図１０Ａに示す様に、結果は正弦波様の信号４２である。この軌跡に沿ったピークと谷は、単一の磁気検出要素のセンサーへの近接を示す。ロープがロープの撚り長さ当たり１つの磁気検出要素の螺旋を有することが知られていると仮定すると、それぞれの周期変動は、測定装置を通過するロープの１つの撚り長さを示す（ロープ製造に依存して、撚り長さ当たり２以上の螺旋もあり得、撚り長さはそれに応じて計算できる）。ロープのそのような部分の位置又はその進行速度は、一般的にはロープを繰り出す巻き揚げ装置から分かり、その場所のロープの撚り長さを明らかにすることに用いることができる。このようにして得られる撚り長さの計算は、適切な回路装置、例えばプログラマブル論理制御装置等によって自動的、継続的に実行され、図１０Ｂに示す一例のようなチャートを生成し、そのチャートでは縦軸が撚り長さを示し、横軸がロープに沿った距離を示す。プロット６３はロープに沿った位置における計算された撚り長さを示す。撚り長さの任意の変化が明確には現れると、そのような変化を示すロープの部分が、プロットから明らかにされる。ところで、異なった時に生成されメモリに記録されたそのようなロープの撚り長さの分析結果は、順次お互いに重ね書きされて経時での撚り長さ変化を明らかにする。
【００７２】
図１１の添付図は、本発明の一例示態様において、装置の部分がどのように相互連結しているかを概略的に示す。検出装置２０の２つのセンサー群からの信号は、信号を差分的に結合してロープ（図示せず）の横運動に由来する成分を除去する回路５０に供され、結合された信号が生成され、さらなる回路５１に送られる。装置５２は繰り出され、検出装置２０を通したロープの距離を測定し、対応する信号が回路５１に供されて、回路５０からの結合された信号がロープに沿った距離に関連付けられる。そのように関連付けられた信号は、計算及び表示要素５３に供されて、ロープのその位置における撚り長さが計算され、その結果を表示する。結果は、再生及び分析のためにこれ又は分離したユニットにも記録される。センサーが、逆の感度に巻かれる他のセンサーを備える電気誘導コイルであり、すべてが一緒に連結された態様においては、センサーの巻き方が、ロープの横方向の動きに由来する成分が除去された結合された信号を生成するので、回路５０は取り除かれる。
【００７３】
記載される検出装置が信号を引き算し、ロープの撚り長さを計算又は表示する回路を含むとき、センサー本体自体は装置から分離された部分として提供されてもよい。その本体は磁束発生器と支持装置を含んでもよく、中心の進行経路の周りに配置されるセンサーと、場合によりそれぞれが分離された信号出力、又はセンサーが逆感度の信号を生成する１種である場合は１つの結合された出力を有する２群のセンサーを形成するようにセンサーを相互連結する配線を含んでもよい。
【００７４】
合成ロープ（１以上の検出要素を含む）の撚り長さを測定する装置の１つの例示的な態様が、添付図の図１２ａ及び１２ｂに示される。図示される態様及びその特徴は、単に例示であって、期待される他の態様を制限しない。図１２Ａは、製造の中間段階を示す検出装置１２０の１つの半部分１２０Ａを示し、図１２Ｂは組み立てられた検出装置１２０の平面図を示し、一緒に配置されて合成ロープ１１０を取り囲む、２つの半部分１２１Ａ及び１２１Ｂからなる。特に図１２Ｂから、検出装置１２０は中心の伸張された進行経路を規定し、それを通って合成ロープ１２０は、横方向（軸外）の運動の可能性とともにロープの軸方向に進行できる。
【００７５】
図１２Ａに図示されるように検出装置１２０の半部分１２０Ａは、例えば鉄からなり、互いに分離され、ねじ１２３によって貼付された柱様の支持体１２２によって固定される、２つの磁極片１２１Ａ及び１２１Ｂを支持する本体を形成する。下方の磁極片１２１Ｂの上方の表面は、外延から内側に広がる６つの半楕円形のくぼみ部１２６を有し、上方の磁極片１２１Ａの下方の表面（見えていない）は、下方のそれらに対応する同様の半楕円  
【００７６】
形のくぼみ部を有する。これらのくぼみ部は、外部取り付け管内１２７の内部に保持される６つの任意の柱状の永久磁石（見えていない）を、磁石の末端が磁極片１２１Ａ及び１２１Ｂに直接接触するように、導いて位置させる。任意の磁石及び磁極片以外の検出装置の部品は好ましくは、アルミニウムのような非磁性材料からなる。
【００７７】
図示された態様では、磁極片１２１Ａ、１２１Ｂには、短半径の溝部１２８が設けられる。これらの溝部の間の磁極片の部分は、内側に向かうギア様の突起部１２９を形成する。上方の磁極片１２１Ａでは、突起部１２９には銅線が巻かれて磁気誘導検出コイル１３０を形成する。そのようなコイル１３０の３つだけが図１２Ａに示され、これらは交互の突起部１２９に形成される（ここで、中心進行経路の周りに連続的に１、２、３、４、５及び６と突起部に番号付けすると、この段階では奇数の突起部１、３及び５のみにコイルが提供される）。これらのコイルはワイヤ１３２によって互いに連結され、共通の回路を形成する。検出装置の半部分１２１Ａの製造の次の段階では、コイル１３５（図１３参照）が残りの３つの突起部１２９（すなわち、偶数の突起部２、４及び６）に提供され、これらのコイルは電気的に相互結合されて共通回路を形成するが、その回路は、奇数の突起部にすでに設けられたコイルによって形成される回路からは分離されている。図１２Ｂに示される組み立てられた検出装置では、コイル１３０及び１３５はロープ１１０を取り囲み、結合されて２つの分離された電気回路（１つは「奇数」コイル１３０から形成され、他方は「偶数」コイル１３５から形成される）を形成する。検出装置１２０の同様の半部分１２０Ｂは、同じ方法で巻かれ、図１２Ｂに示すように、２つの半部分は組み立てられて筒状の検出装置１２０を形成する。この図においては、回路を容易に区別できるように、奇数コイルが結合したワイヤ回路は実線で示され、一方、偶数コイルが結合したワイヤ回路は破線で示されている。図示されたロープ１１０について、検出装置は１２個の誘導コイルセンサー１３０、１３５を有する。他のセンサー構成及び種類は、装置の応用又は検出されるロープの性質によって要求されるように用いてもよい。
【００７８】
コイル１３０、１３５は、少なくとも１の検出要素の磁束（例えば、残留磁束）からの電場を移動させることでコイルが通過するときに、電圧及び／又は電流を発生する誘導コイルとして作用する。検出装置１２０中のロープ１１０の領域を通過する磁場は、一般的にはロープ及びその周りに管状の磁場を生成し（又は少なくともロープの検出要素によって）、ロープの要素がコイルに接近し又はコイルから遠ざかる時に（ロープ上又はロープ内の検出要素の位置によって、及び測定装置を通るロープの軸外運動によって）、変化する電圧又は電流がコイルに誘導される。
【００７９】
実線の回路の選択されるコイルによって生成する電気信号は、検出要素の存在及びその位置に依存して、互いに強化してより強い信号出力を生成する。同様に実線の回路の選択されるコイルによって生成する電気信号は、検出要素の存在及びその位置に依存して、互いに強化してより強い信号出力を生成する。ロープの急動のような横方向の軸外運動によって引き起こされる電気誘導は、それぞれの回路に同時に、同様に影響する。ロープの急動又は他の横方向の運動によって生成する２つの回路の出力信号における変化は、このように２つの回路の出力において同様であり、引き算されることができ、残った信号は、結合されて、合成ロープ上又は合成ロープ内の検出要素のヘリカル又はスパイラル構成によって生成する一般的には正弦波様の潜在する周期変動を明らかにする。
【００８０】
明確にするために、ここに記載される装置において磁束の検出に用いられるセンサーは、好ましくは、合成ロープに存在する１以上の検出要素から期待されるような残存磁束の検出に適していることがわかる。例えば、少なくとも選択される態様では、センサーは十分に感度が高くてよく、数ガウスオーダー又は１ガウス未満の検出される磁束の変化を検出する。
【実施例】
【００８１】
以下の実施例は、選択される例示態様をさらに説明し、対応する試験データを提供する。しかし、これらの態様は発明の範囲、又はここに開示されてクレームされた発明を限定することを意図するものではない。
【００８２】
実施例１  高性能合成ロープの非破壊試験方法
鉱山操業者がより深い深度で資源を求めるにつれて、採鉱巻き揚げ用の高性能合成ロープに関する関心が高まっている。巻き揚げ容量に対する１つの制限因子は、巻き揚げロープとして用いられる鋼製ワイヤの自重である。重さに対する強度比が非常により高い合成ロープは、同様のサイズのロープと巻き揚げ装置でより大きな積載量の巻き揚げを可能にする魅力的な代替手段を提供する。
【００８３】
巻き揚げロープ点検の重要な性質により、頻繁で信頼できる検査方法が必要とされ、管理されている。目視検査、種々の電磁気的方法が、採鉱の巻き揚げに現時点で使用されているロープの完全性をその場で検査することに用いられている。ワイヤロープは巻き揚げ用途に数十年の間使用されており、非破壊試験方法によって得られるデータは、豊富なデータと実験と関連付けられて、安全で継続的な操業を保証している。
【００８４】
巻き揚げ用途に用いられる合成ロープについては、内部的及び外部的なロープの完全性を保証するために多面的なアプローチが提案されている。熟練した検査者による直接的な、又はカメラ及び画像処理を用いる目視観察は、ロープの外観と起きている変化を十分に記録することができる。
【００８５】
この実施例は、使用されている合成巻き揚げロープの内部構造を検査する２つの方法を含む。どちらか又は両方の方法は、目視検査技術と併せて採用され、重要な応用における合成ロープの安全な運用に必要なリアルタイムデータを提供できる。
【００８６】
標識されたヤーンの磁気的原理に基づく検出：
この議論の目的のための、高性能合成ロープの強度部材材料はアラミドである。基本的なロープ構造は６本撚り（6-strand wire-lay）である。アラミドロープ構造は、編まれたポリエステルジャケットでカバーされ、強度部材材料を目視検査から隠している。
強化部材材料の少数の部分集団は、ここで議論する方法によって検出可能な標識材料で処理されている。処理されたヤーンの全集団は検出の容易さのため、図１３の灰色線６０で示されるように、一緒に束ねられている。処理されたヤーンの一束は、この非常に単純なロープ構造に十分であった。多数の位置における束は、より複雑なロープ構造に必要かもしれない。
【００８７】
データ収集：
現場使用のロープは、２つのモードで使用される検出装置に通される。第一検査モードでは、構造中の処理されたヤーンの位置を検出することができる。位置検出モード（ＬＤＭ）の出力例を図１４に示す。
装置は、処理されたヤーンの破損を検出するように構成することもでき、破損検出モード（ＢＤＭ）と呼ばれる。ＢＤＭでの検出された破損の出力を図１５に示す。
【００８８】
データ分析方法：
位置検出モードで収集したデータをロープの内部状態を決定するいくつかの方法に用いることができる。出力データの振幅はロープ構造の直径と類似している。出力の周期はロープの撚り長さと類似している。出力データのピークからピークまでの測定値は、図１６に示すように局所的な撚り長さデータを提供する。ロープに沿ったいずれかの位置におけるピークからピークまでの測定値の劇的な変化は、その位置において外部損傷を受けたことを示すであろう。
【００８９】
さらに広くみれば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をロープの長さに沿って収集したデータで実施できる。ロープが新しい状態であると、図１７に示すように、ＦＦＴは１つの強い周波数を特定し、ロープの撚り長さの逆数を示す。
【００９０】
ロープの内側の強度部材繊維はロープの使用中にゆっくりと崩壊するであろう。繊維が劣化すると、第一周波数の大きさも減少するであろう。ロープの残存強度データはこの値と関連付けられて、破棄基準を確立することができる。こうして使用中の合成ロープは標識されたヤーンの磁気的原理に基づく装置（ＭｙＭＰＢＤ）を用いて検査することができるであろう。出力のＦＦＴが確立された限界値を下回ると、ロープは使用から除外されるべきである。
【００９１】
破損検出モード（ＢＤＭ）で収集したデータは重要な情報も提供する。このデータは、ワイヤロープの評価に広く用いられる「断線計数（counting broken wire）」の標準的技法を最も近く再現する。直線距離の関数としての破損繊維の最大数は、補助的な破棄基準として使用できるであろう。
【００９２】
ロープデータとＭｙＭＰＢＤ結果
ＭｙＭＰＢＤの評価及びその出力とロープの残存強度の間に相関が確立できるかどうかを決定するために、アラミドロープの周期的ベンディングオーバーシーブ（ＣＢＯＳ）試験が用いられた。
【００９３】
試験ロープは、負荷耐性コア付きの０．２５”アラミド（トワロン（登録商標）２２００）６本撚りロープであった。ポリエステル製全体ジャケットを綾織（twill braid）で適用した。試料を滑車上でＤ：ｄが７７：１、付加張力１５％ＭＢＬで循環させ、採鉱での応用を代表させた。図１８はアラミドロープの残存強度を適用サイクル数の関数として示す。ここで１サイクルはロープの部分が滑車に接触してから離れるまでの動きとして定義する。６０，０００サイクル及び１２０，０００サイクル後の残存強度データ点は、２つ折り領域（double bend zone）に該当しなかった。１８０，０００サイクルのデータ点は破損試験結果の２つ折り領域にあり、曲げ疲労により強度を失ったことを示す。１２０，００サイクルと１８０，０００サイクルで収集したＬＤＭデータのＦＦＴを図１９に示す。適用サイクル数の関数としてＦＦＴ形状の漸進的な変化が観測できる。
【００９４】
Ｘ線画像によって見える破損した要素の位置が、ＭｙＭＰＢＤ装置の破損検出モードで検出された（図２０）。
【００９５】
実施例１のまとめ
合成ロープを採鉱巻き揚げに使用することの最大の障害は、正確で信頼性がある非破壊試験（ＮＤＴ）がないことであった。このような応用に用いる合成ロープを、場合により、そのままの状態で検査する多面的な検査方法が開発され、この実施例に記載されている。本発明はＭｙＭＰＢＤが、使用されている状態のロープの内部構造を検査する効果的な手段であることを見出した。
【００９６】
標識されたヤーンの磁気的原理に基づく検出は、合成ロープの全体的な劣化と局所的な損傷を検出することに用いることができる。ＭｙＭＰＢＤの出力がロープのある領域に損傷がることを示唆しているならば、目視検査及び／又はＸ線検査を、場合により、問題個所のさらなる分析に用いることができる。
【００９７】
漸進的な分解もＭｙＭＰＢＤによって検出することができる。観測された劣化と残存強度との相関を、その合成ロープの使用をいつ中止すべきかの決定に用いることができる。
【００９８】
実施例２  大規模ＣＢＯＤ試験結果とＭＦＬ装置の出力
序：
地表近くの容易に利用できる資源が使い果たされたとき、鉱山産業は原料に到達する単により深く進まざるを得ない。７，５００フィート以上の深度では、鋼製ワイヤはもはや使用することができず、第二の巻揚げ機とワイヤを備える第二の立て坑を導入せざるを得ない。二段階の工程は原料の採取を非常に遅延させ、操業費用の上昇を招く。このことは多くの他の要因とともに、合成ロープを、より深い深度における経済的に実施可能な鋼製ワイヤの代替手段とする。
【００９９】
採鉱巻き揚げ用の合成ロープは、アラミド繊維、トワロンから開発されている。この繊維は、その高い強度対重量比と高弾性率から選択された。これらの特性は、現行の鋼製ワイヤと同様の直径及び剛性を５分の１の重量で許容する。その繊維は耐熱性、耐切断性及び化学的耐性という優位点も有する。
【０１００】
目的：
採鉱巻き揚げでの信頼性が高く対費用効果の高い最も実際的なロープ構成を決定し、非破壊試験（ＮＤＴ）装置に適する磁束漏れ（ＭＦＬ）装置を評価するために、大規模な周期的ベンドオーバーシーブ（ＣＢＯＳ）試験を実施すること
【０１０１】
試験手順：
高性能トワロン合成ロープについて、標準的な２ドラム採鉱巻き揚げ機のワイヤ直径対滑車直径比をシミュレートするＤ：ｄ比７７：１で、ＣＢＯＳ試験を実施した。留具における安全係数（ＳＦ）は７．５であり、これは鉱山産業のワイヤロープについて用いられる典型的な安全係数をシミュレートする。今のところ、合成ロープのさらなる開発が行われるまで、法規制（クベック州規制）との整合性上、合成ロープについて、ワイヤロープについて用いられるものと比べて同じ安全係数（搬送留め具について７．５、ヘッド滑車について５．０）を用いる。一連の試験のそれぞれは、１つの試料は６０，０００サイクルで、１つの試料は１２０，０００サイクルで、最後の試料は１８０，０００
サイクルで実施することを含む。
【０１０２】
屈曲サイクル数と残存強度との相関を確立するために、上述の各試料は、破壊試験された。対照として、屈曲サイクルに付されていない新しい試料も破壊試験された。
試験された試料数：
４試料のトワロン１０００（標準ヤーン）
５試料のトワロン２２００（高剛性ヤーン）
４試料のトワロン２３００（高強度ヤーン）
トワロン２２００について、６０，０００サイクル、１２０，０００サイクル及び１８０，０００サイクルという一連の基礎ケースが完了した後、５番目の試料はロープに標識ヤーンを含んで試験され、磁束漏れＮＤＴ試験装置を試験し、評価した。それから装置からの出力データは残存強度試験データと相関させられる。
【０１０３】
ＣＢＯＳ及び残存強度試験：
試験されたロープの最初のセットは、トワロン１０００からできていた。ロープ試験のまとめを図２１下に示す。各データ点は、残存破断強度試験の間に記録されたピーク負荷である。すべての残存破断強度試験について、試料は１０回の１０００ポンド負荷がかけられ、それから１１サイクルでは破綻するまで負荷がかけられた。
【０１０４】
３つのトワロン繊維ロープのセットすべてについて、ロープの直径は１／４インチに維持された。１９と１／４インチの滑車が曲げ試験に用いられた。これにより試験中７７：１の一定のＤ：ｄ比である。３つのトワロン繊維は異なる引っ張り強さを有するから、それぞれについて異なる試験負荷を用いる。トワロン１０００セットのベンドオーバーシーブ試験は張力１０６６ポンドである。
【０１０５】
トワロン２２００ロープ試験のまとめを図２２に示す。Ｄ：ｄ比は記述の様に７７：１に維持された。同じ安全係数を維持するためベンドオーバーシーブ試験の負荷は９１４ポンドに低下した。
【０１０６】
トワロン２３００ロープ試験のまとめを図２３に示す。Ｄ：ｄ比は記述の様に７７：１に維持された。同じ安全係数を維持するためにベンドオーバーシーブ試験の負荷は１１３１ポンドに上昇した。
【０１０７】
３つのロープセットすべてのまとめを図２４に示す。それぞれのセットについて直線近似してある。曲げ疲労の直線性は内部のヤーン摩耗が疲労機構の結果であることを示す。
【０１０８】
磁気検出ＮＤＴ
第５のトワロン２２００ロープ試料は、標識繊維を追加して、先のトワロン２２００ロープと同様の仕様で製造された。ニッケルメッキされたアラミド繊維であるＡｒａｃｏｎの２つの終端がロープに挿入された。標識繊維は磁化可能であり、その応答が、ＣａｎｍｅｔＭＩＮＩＮＧ社員によって開発された磁束漏れ（ＭＦＬ）試作装置で検出された。
【０１０９】
標識繊維を備えたトワロン２２００ロープは、ベンドオーバーシーブ試験に先立って、２つの測定に付された。１つの測定はロープの撚り長さを検出するように設計されている。他方は、金属標識繊維の任意の欠陥を検出するように設計されている。ロープは、製造工程の完了後の状態のままで試験された。
【０１１０】
同様の２つの測定が、６０，０００、１２０，０００及び１８０，０００二重屈曲サイクルの後に実施された。
【０１１１】
撚り長さ検出：
ロープの撚り長さが、ロープ内の標識繊維を磁気的に検出することで推測される。ロープが磁束漏れ検出ＮＤＴ試験装置を通過すると、標識繊維からの信号が周期変動する。信号の周期変動のそれぞれが、ロープのひと撚りであり、ロープの局所的な撚り長さが、信号ピーク間の距離を測定することで決定され得る。撚り長さ検出の結果が図２５から２８に提供される。
【０１１２】
究極的に、１つの目的はロープの撚り長さを測定し、撚り長さの変化と破断強度の変化との相関を見いだし、そしてその指標を破棄基準として使用することである。０サイクル後の撚り長さと１８０，０００サイクル後の撚り長さについての最初の比較がなされた。図２９と３０は２つの場合のロープの撚り長さを示す。撚り長さは、撚り長さ検出ピーク間の差をとることで決定された。
【０１１３】
ロープの撚り長さは０から１８０，０００サイクルで減少した。平均撚り長さは、０サイクル後の１．９８インチから１８０，０００サイクル後の１．９４インチになった。曲げ疲労に付されたロープの部分は１０インチから８７インチの間であった。１８０，０００サイクルのデータを単独でみると、この領域内（曲げ部分）の局所的な撚り長さの平均は１．８８インチであり、この領域外の局所的な撚り長さの平均は２．０８インチである。データのこの分析から、曲げ疲労はロープの撚り長さの局所的な短縮を起こすように見える。この撚り長さの短縮は、強度損失と適切に相関されると、破棄基準として役立つことができる。
【０１１４】
欠陥検出：
開発された欠陥検出法は、破損した金属要素を通過するときに、電圧スパイクを発生する。図３２から３４は、種々のサイクル間での欠陥検出信号を示す。図３３及び３４は７６インチと７９インチでの２つの明確な電圧スパイクを示す。以下のロープの詳細分析の項で議論するように、金属を含む繊維の破損は、欠陥検出測定を行ったときに十分に強い電圧反応を発生させることに必要なすべてではなく、破損したフィラメント間のある程度の分離も必要である。金属を含む繊維間が十分に分離していないと、磁気漏れ量がＭＦＬ装置で検出されるのに不十分となる。
【０１１５】
ロープの詳細分析：
標識繊維を含むトワロン２２００試料は繰り返し曲げ疲労に付され、上記（図５から１４）で議論されたＭＦＬ測定値が破損試験に付された。破損試験終了後に詳細分析が実行された。曲げの遷移（bend transition）、破損した標識繊維、及びロープ欠陥の位置が図１５に示すようにすべて記録された。１０インチでの最初の曲げの遷移が図１５において青の点によって示される。この点は滑車上で曲げられていないロープの部分と滑車上にあり同一サイクルで滑車から離れていない部分（単一の曲げ）との間の遷移を示す。この点は単一曲げ遷移ともいう。別の単一曲げ遷移が８７インチにある。他の２つの曲げ遷移が４０インチと５７インチにある。これらの曲げ遷移は二重曲げ遷移ともいう。これらは単一曲げから二重曲げへの遷移を示す２つの点であり、１サイクル内でロープが滑車に乗りそして離れる点である。試料は単一曲げ遷移の３インチ内側（ほとんどのＣＢＯＳ試料と同様）、８４インチで損傷した。この位置は、欠陥検出測定によって７６インチと７９インチで与えられた２つの大きな信号の位置に近い。欠陥検出測定で発生したこれらの信号は、局所的な弱点を示すものかもしれないが、信号はロープの最も弱い部分の頂点に直接にはない。欠陥検出測定での２つの大きなスパイクはＡｒａｃｏｎの標識繊維における２つの破損に対応する。Ａｒａｃｏｎの破損が、試料を全体について２つの大きなピークによって識別される位置に有るが、Ａｒａｃｏｎの標識繊維の末端部の間に明確な分離が有った。ほぼ１／４インチの空隙が、Ａｒａｃｏｎの標識繊維の２つの末端部の間に測定された。ロープに沿った他のいずれの位置においても、標識繊維の破損した末端部の間の分離はなかった。ロープ中の標識繊維は非常に速やかに破損してフィラメントを生成するのかもしれないが、１２０，０００サイクル後のみが、
【０１１６】
実施例２のまとめ
トワロン１０００、２２００及び２３００からできた３つの試料は、周期的な曲げ疲労に付するとき、すべて直線的な強度損失を示した。疲労の予測性はロープの破棄を手助けする。強度損失の速度は、３つの試料すべてについて同様であった。トワロン１００００ロープ試料は、８６ポンド／１０，０００サイクルの速度で強度を失い、トワロン２２００は８５ポンド／１０，０００、トワロン２３００は８６ポンド／１０，０００サイクルで失った。３つのすべてのロープ試料は、１８０，０００サイクル以上で約２０％の強度損失であった。
【０１１７】
ロープの局所的な撚り長さは、撚り長さ検出法を用いて決定され得る。初期と１８０，０００サイクル後でロープの撚り長さについて単純比較を行った。撚り長さの変化が観測された。周期的な疲労はロープの撚り長さを短くした。
【０１１８】
欠陥検出法を用いることで、ロープの局所的な伸張と関連した金属標識繊維の欠陥は、２つの欠陥信号を発生した。これらの信号は１２０，０００サイクル後に現れ、破損強度試験を行った場合のロープ欠陥の近くに有った。
【０１１９】
ロープ分析の方法及び装置の種々の態様が、ここに記載され、説明されるが、添付される特許請求の範囲はそのような態様に限定されず、本発明はここに現れた教示の元で容易になし得るさらなる態様を含む。
【０１２０】
参考文献：
Grabandt, O. “Engineering with Aramid Fibers”，International Forum on Mine Hoisting, Val d’Or QC. 2010. 
Guse，A. “High Performance Synthetic Ropes for Mine Hoisting”，SME Annual Conference Proceedings. Salt Lake City, Utah. 2013. 
Mix，P. Introduction to Nondestructive Testing. Wiley & Sons. USA. 1987.
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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