Регистратор данных ударов и вибрации - Shock and vibration data logger

Регистратор ударов и вибрации со встроенным 3-осевым цифровым акселерометром и литий-полимерным аккумулятором

А регистратор данных удара или же регистратор данных вибрации это измерительный прибор который способен автономно записывать потрясения или же вибрации в течение определенного периода времени. Цифровые данные обычно представлены в виде ускорение и время. Данные ударов и вибрации могут быть извлечены (или переданы), просмотрены и оценены после того, как они были записаны.

В отличие от регистратора данных удара, детектор удара или монитор удара используется, чтобы указать, возник ли порог указанного удара.

Функции

Регистратор включает в себя датчики Такие как акселерометры, носитель информации, процессор и блок питания. Датчики измеряют и сохраняют удары в виде полной формы волны, сводных данных или индикации того, было ли соблюдено 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 соответствующими временами измерения. Это позволяет получать данные измерений после их завершения либо непосредственно на регистраторе, либо через интерфейс к компьютеру. У некоторых есть интерфейс RFID.[1]Программное обеспечение используется для представления измеренных данных в виде таблиц или графиков и предоставляет функции для оценки данных измерений. Данные ударов и вибрации записываются либо непрерывно в течение определенного периода времени, либо на основе событий, где запись данных определяется по определенным критериям. Использование такого метода измерения, основанного на событиях, позволяет регистрировать конкретные удары, которые превышают критическую продолжительность или силу. Некоторые из них имеют возможность беспроводной связи, например Bluetooth передачи на смартфоны.[2]

Регистраторы ускорения обычно используют энергонезависимые носители 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 останутся сохраненными в случае сбоя питания.

Обзор измерения удара

Удары и удары часто описываются пиковым ускорением, выраженным в g-s (иногда его называют перегрузки ). Форма ударного импульса и особенно длительность импульса не менее важны. Например, короткий удар 1 мс 300 g имеет небольшой потенциал повреждения и обычно не представляет интереса, но удар 20 мс 300 g может быть критическим. Использование спектр ударной реакции анализ тоже полезен.

Место установки также влияет на реакцию большинства детекторов удара. Удар по жесткому предмету, например спортивному шлему или жесткой упаковке, может отреагировать на удар поля зазубренным ударным импульсом, который без надлежащей фильтрации трудно охарактеризовать. Удар по амортизированному предмету обычно имеет более плавный ударный импульс и, следовательно, более последовательные ответы детектора удара.

Удары - это векторные величины, при этом направление удара часто бывает важным для интересующего объекта.

Регистратор данных удара может быть оценен:

  • Устанавливается на предназначенный объект в испытательной лаборатории с контролируемым креплением и управляемыми входными ударами.
  • В области с неконтролируемыми и более изменчивыми входными шоками.

Использование надлежащего методы испытаний, калибровка, и Верификация и валидация протоколы важны на всех этапах оценки.

Мониторинг товаров в пути

Регистраторы ударов могут использоваться для контроля 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 удары и вибрации, воздействующие на них. Некоторые крупные предметы могут иметь несколько датчиков удара для измерения в разных местах. Измеренные данные показывают, подверглись ли транзитные товары потенциально опасным условиям. Исходя из этих данных, возможны следующие варианты:

  • Если не было необычных ударов или вибрации, продолжайте использовать груз без специального осмотра.
  • Если возникла потенциально опасная опасность, тщательно осмотрите груз на предмет повреждений или проведите дополнительную калибровка до использования
  • Грузополучатель может принять решение отклонить груз, если датчики указывают на жесткое обращение.
  • Время повреждения, или GPS слежение, может определить местоположение разрушающего удара или вибрации для принятия соответствующих корректирующих действий.

Данные о ударах и вибрации от нескольких повторных отправлений можно использовать для

  • Сравните серьезность доставки для разных маршрутов или поставщиков логистических услуг.[5]
  • Разработайте составные данные для использования в тестирование пакета протоколы. Данные по управлению ударами часто наиболее полезны при преобразовании из ускорений в высоту падения или других средств количественной оценки силы ударов. Доступны несколько средств 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

Регистратор ускорений, измеряющий колебания на инструментальной карусели токарного станка с ЧПУ

Среди прочего, датчики ускорения используются для:

  • Измеряйте ускорение автомобилей, например, при реконструкции дорожно-транспортных происшествий.
  • Контролировать оборудование, используемое на производственные линии чувствительный к ударам или вибрации.
  • Контролируйте и уменьшайте износ промышленных предприятий и повышайте производительность машин.
  • Следите за грузовиками на предмет сильных толчков[7]
  • Измерьте вибрацию в ветряные генераторы - цифровые сертифицированные решения GL2003, впервые разработанные PCH Engineering (DK) вместе с производителями ветряных турбин, такими как Tacke (DE) и Clipper Windpower (СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ)
  • Регистрируйте входные удары и вибрации для людей[8]
  • Записывайте данные о движении для управления здоровьем, наблюдения за пациентами.
  • Мониторинг дыхания, ходьбы, стояния, лежания и сна животных.
  • Измерение ускорения для лавинных аварийных систем.
  • Измерьте влияние на спорт шлемы[9][10]
  • Определить перегрузки действует на людей при катании на американских горках.
  • Установить ускорения для объектов на конвейерные ленты.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Тодд, Б; Schltz; Хокинс; Дженсен (2009). «Недорогие пороговые датчики удара RFID». Журнал датчиков IEEE. 9 (4): 464–469. Bibcode:2009ISenJ ... 9..464T. Дои:10.1109 / jsen.2009.2014410. S2CID  36057599.
  2. ^ Даффи, А (26 ноября 2011 г.), «Датчик шлема Shockbox предпринимателя из Оттавы снижает риск сотрясения мозга», Гражданин Оттавы, получено 16 марта 2012
  3. ^ Кипп, В. (1998), "Понимание современных средств измерения транспортной среды", 44-й Международный симпозиум по приборам ISA (PDF), ЭТО, получено 8 марта 2012
  4. ^ Монитор доставки (PDF), НАСА, получено 30 октября 2014
  5. ^ Сингх, Дж; Сингх, Берджесс (июль 2007 г.), «Измерение, анализ и сравнение условий доставки почтовых отправлений и сбоев в почтовых службах США и коммерческих перевозчиков», Журнал тестирования и оценки, 35 (3): 100787, Дои:10.1520 / jte100787
  6. ^ Шихан, Р. (август 1997 г.), Методы анализа данных среды распространения пакетов, Test Engineering & Management, стр. 18–20.
  7. ^ Miller, R.E .; Walden, J; Роудс, S; Гиббс, Р. (2010), "Толчки при транспортировке грузовика с помощью монитора ускорения и данных GPS", Мин. Eng 2000 52 (8): 2010 (PDF), NIOSH, получено 29 марта 2012
  8. ^ Милосавлевич, Стивен; Дэвид И. Макбрайд; Насер Багери; Радивой М. Васильев; Рамакришнан Мани; Аллан Б. Карман; Борье Рен (2010), «Воздействие вибрации всего тела и механических ударов: полевое исследование использования квадроциклов в сельском хозяйстве», Анналы гигиены труда, 55 (3): 286–295, Дои:10.1093 / annhyg / meq087, PMID  21220741, получено 29 марта 2012
  9. ^ Джонс, В. Д. (октябрь 2007 г.). «Шлемы чувствуют сильные удары». IEEE Spectrum: 10–12. Дои:10.1109 / MSPEC.2007.4337656. S2CID  36488065.
  10. ^ Мур, Северная Каролина (29 января 2014 г.). «Понимание сотрясений: проверка датчиков удара головой». Новости Мичигана. Мичиганский университет: 10–12. Получено 3 ноя 2014.

Книги и общие ссылки

  • Гилмор (редактор), Измерение и анализ среды распространения, Заключительный отчет, Комитет по защитной упаковке IoPP, Hewlett Packard, 1999
  • Ям, К. Л., "Энциклопедия упаковочных технологий", John Wiley & Sons, 2009 г., ISBN  978-0-470-08704-6
  • Де Сильва, К. В., "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 г., McGraw Hill, ISBN  0-07-137081-1