Регистратор данных ударов и вибрации
Регистратор данных ударов или регистратор данных вибрации — это измерительный прибор , который способен автономно регистрировать удары или вибрации в течение определенного периода времени. Цифровые данные обычно представлены в форме ускорения и времени. Данные о ударах и вибрации можно получить (или передать), просмотреть и оценить после их записи.
В отличие от регистратора данных о ударах, детектор ударов используется для определения того, достигнут ли порог определенного удара.
Функции
[ редактировать ]Регистратор состоит из датчиков, таких как акселерометры , носителей данных, процессора и источника питания. Датчики измеряют и сохраняют удары в виде всей формы сигнала, сводных данных или указания о том, наблюдалось ли пороговое значение. Некоторые устройства имеют встроенные акселерометры, в то время как другие могут использовать внешние акселерометры. Процессор обрабатывает измеренные данные и сохраняет их на носителе вместе с соответствующим временем измерения. Это позволяет получать данные измерений после завершения измерений либо непосредственно в регистраторе, либо через интерфейс к компьютеру. Некоторые имеют RFID-интерфейс. [1] Программное обеспечение используется для представления измеренных данных в виде таблиц или графиков и предоставляет функции для оценки данных измерений.Данные о ударах и вибрации записываются либо непрерывно в течение определенного периода времени, либо на основе событий, когда запись данных определяется определенными критериями. Использование такого метода измерения, основанного на событиях, позволяет регистрировать конкретные толчки, длительность или сила которых превышает критическую продолжительность или силу. Некоторые из них имеют беспроводную связь, например передачу данных по Bluetooth на смартфоны. [2]
Регистраторы ускорения обычно используют энергонезависимые носители данных для записи данных измерений. это могут быть жесткие диски или EEPROM Например, . Такие устройства не потеряют данные при выключении устройства. Это также означает, что измеренные данные сохранятся в случае сбоя питания.
Обзор измерения ударов
[ редактировать ]Удары и удары часто описываются пиковым ускорением, выраженным в g (иногда называемом g-силой ). Не менее важны форма ударного импульса и особенно его длительность. Например, короткий удар силой 300 g длительностью 1 мс имеет небольшой потенциал повреждения и обычно не представляет интереса, но удар силой 300 g длительностью 20 мс может оказаться критическим. использовать анализ спектра реакции на удар Также полезно .
Место установки также влияет на реакцию большинства детекторов удара. Удар о твердый предмет, такой как спортивный шлем или жесткий пакет, может отреагировать на удар в полевых условиях резким ударным импульсом, который без надлежащей фильтрации трудно охарактеризовать. Удар по предмету с мягкой подкладкой обычно имеет более плавный импульс и, следовательно, более последовательный отклик детектора удара.
Потрясения представляют собой векторные величины, направление которых часто имеет важное значение для интересующего объекта.
Регистратор данных ударов может быть оценен:отдельно в лабораторных физических испытаниях , возможно, на ударной машине;или установлен на предназначенном для него объекте в испытательной лаборатории с помощью контролируемого крепления и контролируемых входных ударов;или в полевых условиях с неконтролируемыми и более изменчивыми входными потрясениями.
Использование правильных методов тестирования , калибровки и протоколов проверки и валидации важно на всех этапах оценки.
Мониторинг грузов в пути
[ редактировать ]Шоклоггеры могут использоваться для мониторинга хрупких и ценных товаров во время транспортировки, а также для измерения ударов и вибрации при транспортировке. [3] [4] Регистраторы могут быть жестко прикреплены к товарам, упаковке или транспортным средствам, чтобы они могли регистрировать действующие на них удары и вибрации. Некоторые крупные предметы могут иметь несколько датчиков удара для измерения различных положений. Измеренные данные показывают, подвергались ли товары в пути потенциально опасным условиям. На основании этих данных возможны следующие варианты:
- Если не было необычного удара или вибрации, продолжайте использовать груз как есть, без специальной проверки.
- Если возникла потенциально опасная ситуация, тщательно осмотрите поставку на наличие повреждений или проведите дополнительную калибровку перед использованием.
- Грузополучатель может отказаться от груза, если датчики указывают на серьезное обращение.
- Время повреждения или GPS-отслеживание могут определить место разрушительного удара или вибрации, чтобы направить соответствующие корректирующие действия.
Данные о ударах и вибрации от нескольких повторных поставок могут быть использованы для: сравнить сложность доставки по разным маршрутам или у логистических компаний; [5] или разработать составные данные для использования в протоколах тестирования упаковки . Данные о ударных воздействиях зачастую наиболее полезны, если их преобразовать из ускорений в высоту падения или использовать другие средства количественной оценки тяжести ударов. Доступны несколько способов статистического анализа падений и ударов. [6] Данные о вибрации часто наиболее полезны в формате спектральной плотности мощности, который можно использовать для управления испытаниями на случайную вибрацию в лаборатории.
Другие приложения
[ редактировать ]
Помимо прочего, датчики ускорения используются для:
- Измеряйте ускорения автомобилей, например, при реконструкции дорожно-транспортных происшествий.
- Контролируйте оборудование, используемое на производственных линиях , которое чувствительно к ударам или вибрации.
- Мониторинг и снижение износа на промышленных предприятиях, а также для повышения производительности машин.
- Мониторинг и запись землетрясений.
- Следите за грузовиками на предмет чрезмерных толчков [7]
- Измерение вибрации в ветряных турбинах
- Запись ударов и вибраций для людей [8]
- Записывайте данные о движении для управления здоровьем, мониторинга пациентов.
- Мониторинг дыхания, ходьбы, стояния, лежания и сна животных.
- Измерение ускорения для противолавинных систем.
- Измерение воздействия на спортивные шлемы и биомеханики тестирование [9] [10] [11]
- Определите силы перегрузки, действующие на людей при катании на американских горках.
- Установите ускорения для объектов на конвейерных лентах .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тодд, Б; Шльц; Хокинс; Дженсен (2009). «Недорогие пороговые датчики удара RFID». Журнал датчиков IEEE . 9 (4): 464–469. Бибкод : 2009ISenJ...9..464T . дои : 10.1109/jsen.2009.2014410 . S2CID 36057599 .
- ^ Даффи, А. (26 ноября 2011 г.), «Датчик шлема Shockbox предпринимателя из Оттавы смягчает последствия сотрясения мозга» , Ottawa Citizen , заархивировано из оригинала 28 ноября 2011 г. , получено 16 марта 2012 г.
- ^ Кипп, В. (1998), «Понимание современных средств измерения транспортной среды», 44-й Международный симпозиум по приборостроению ISA (PDF) , ISA , получено 8 марта 2012 г.
- ^ "Shipping Monitor" (PDF) , Spinoff 2000 , НАСА, январь 2000 г. , получено 30 октября 2014 г.
- ^ Сингх, Дж; Сингх, Берджесс (июль 2007 г.), «Измерение, анализ и сравнение условий шока и падения посылок Почтовой службы США с коммерческими перевозчиками» , Журнал тестирования и оценки , 35 (3): 100787, doi : 10.1520 /jte100787
- ^ Шихан, Р. (август 1997 г.), Методы анализа данных среды распространения пакетов , Разработка тестирования и управление, стр. 18–20.
- ^ Миллер, Р.Э.; Уолден, Дж; Роудс, С; Гиббс, Р. (2010), «Толкования грузовых автомобилей при мониторинге ускорения и данных GPS», Min Eng 2000 52(8):2010 (PDF) , NIOSH , получено 29 марта 2012 г.
- ^ Милосавлевич, Стивен; Дэвид И. Макбрайд; Нассер Багери; Радивой М. Васильев; Рамакришнан Мани; Аллан Б. Карман; Борье Рен (2010), «Воздействие вибрации всего тела и механического удара: полевое исследование использования квадроциклов в сельском хозяйстве» , Annals of Occupational Hygiene , 55 (3): 286–295, doi : 10.1093/annhyg/meq087 , PMID 21220741 , заархивировано из оригинала 15 апреля 2013 г. , получено 29 марта 2012 г.
- ^ Джонс, WD (октябрь 2007 г.). «Шлемы чувствуют сильные удары». Спектр IEEE : 10–12. дои : 10.1109/MSPEC.2007.4337656 . S2CID 36488065 .
- ^ Мур, Северная Каролина (29 января 2014 г.). «Понимание сотрясения мозга: тестирование датчиков удара головой» . Мичиганские новости . Мичиганский университет: 10–12 . Проверено 3 ноября 2014 г.
- ^ «Испытание шлема» . 6 марта 2018 г.
Книги и общие ссылки
[ редактировать ]- Гилмор (редактор), «Измерение и анализ среды распространения», итоговый отчет, Комитет по защитной упаковке IoPP, Hewlett Packard, 1999 г.
- Ям, КЛ, «Энциклопедия упаковочных технологий», John Wiley & Sons, 2009 г., ISBN 978-0-470-08704-6
- ДеСильва, CW, «Справочник по вибрации и ударам», CRC, 2005 г., ISBN 0-8493-1580-8
- Харрис, К.М., и Пирсол, А.Г. «Справочник по ударам и вибрации», 2001, McGraw Hill, ISBN 0-07-137081-1
