Un registrador de datos de choques o un registrador de datos de vibraciones es un instrumento de medición que es capaz de registrar de forma autónoma choques o vibraciones durante un período de tiempo definido. Los datos digitales suelen adoptar la forma de aceleración y tiempo. Los datos de golpes y vibraciones pueden recuperarse (o transmitirse), visualizarse y evaluarse una vez registrados.
A diferencia de un registrador de datos de choques, se utiliza un detector de choques o un monitor de impactos para indicar si se ha producido o no el umbral del choque especificado.
Funciones
Un registrador comprende sensores como acelerómetros , medios de almacenamiento, un procesador y una fuente de alimentación. Los sensores miden y almacenan los choques como la forma de onda completa, datos resumidos o una indicación de si se observó un valor umbral. Algunos dispositivos tienen acelerómetros integrados en la unidad, mientras que otros pueden usar acelerómetros externos. El procesador procesa los datos medidos y los guarda en el soporte de almacenamiento junto con los tiempos de medición asociados. Esto permite recuperar los datos de medición después de que se hayan completado las mediciones, ya sea directamente en el registrador o mediante una interfaz a una computadora. Algunos tienen una interfaz RFID. [1] El software se utiliza para presentar los datos medidos en forma de tablas o gráficos y proporciona funciones para la evaluación de los datos de medición. Los datos de impacto y vibración se registran de forma continua durante un período de tiempo definido o en base a eventos en los que el registro de datos está determinado por ciertos criterios. El empleo de un método de medición basado en eventos de este tipo permite el registro de choques específicos que exceden un período crítico de tiempo o fuerza. Algunos tienen capacidad inalámbrica, como transmisiones Bluetooth a teléfonos inteligentes. [2]
Los registradores de aceleración suelen utilizar medios de almacenamiento no volátiles para registrar los datos de medición. Estos pueden ser unidades de disco duro o EEPROM, por ejemplo. Dichos dispositivos no perderán los datos cuando el dispositivo esté apagado. Esto también significa que los datos medidos permanecerán almacenados en caso de un corte de energía.
Descripción general de la medición de impactos
Los choques e impactos a menudo se describen por la aceleración máxima expresada en gs (a veces llamadas fuerzas g ). La forma del pulso de descarga y, en particular, la duración del pulso son igualmente importantes. Por ejemplo, una descarga corta de 1 ms 300 g tiene poco potencial de daño y no suele ser de interés, pero una descarga de 20 ms 300 g puede ser crítica. El uso del análisis del espectro de respuesta al choque también es útil.
La ubicación de montaje también afecta la respuesta de la mayoría de los detectores de impactos. Un impacto en un elemento rígido, como un casco deportivo o un paquete rígido, puede responder a un impacto de campo con un pulso irregular que, sin un filtrado adecuado, es difícil de caracterizar. Una descarga en un artículo acolchado generalmente tiene un pulso de descarga más suave y, por lo tanto, respuestas más consistentes del detector de descargas.
Los choques son cantidades vectoriales en las que la dirección del choque suele ser importante para el elemento de interés.
Se puede evaluar un registrador de datos de choque:
- Por separado en una prueba física de laboratorio , tal vez en una máquina de choque instrumentada.
- Montado en su elemento previsto en un laboratorio de pruebas con accesorios controlados y choques de entrada controlados.
- En el campo con shocks de insumos incontrolados y más variables.
El uso de adecuados métodos de ensayo , calibración y verificación y validación de protocolos son importantes para todas las fases de la evaluación.
Seguimiento de mercancías en tránsito
Los registradores de impactos se pueden utilizar para monitorear mercancías frágiles y valiosas durante el tránsito y para medir el entorno de vibraciones y golpes de transporte. [3] [4] Los registradores pueden sujetarse rígidamente a las mercancías, embalajes o vehículos de transporte para que puedan registrar los golpes y vibraciones que actúan sobre ellos. Algunos artículos grandes pueden tener varios sensores de impacto para medir diferentes ubicaciones. Los datos medidos revelan si las mercancías en tránsito han sido sometidas a condiciones potencialmente dañinas. Según estos datos, las opciones pueden ser:
- Si no ha habido golpes o vibraciones inusuales, continúe utilizando el envío tal como está, sin una inspección especial.
- Si se han producido peligros potencialmente dañinos, inspeccione minuciosamente el envío en busca de daños o realice una calibración adicional antes de su uso.
- El destinatario puede optar por rechazar un envío en el que los sensores indiquen un manejo severo.
- El momento del daño, o el rastreo por GPS , puede determinar la ubicación del impacto o vibración dañinos para dirigir la acción correctiva apropiada.
Los datos de golpes y vibraciones de varios envíos replicados se pueden utilizar para
- Compare la gravedad del envío de diferentes rutas o de proveedores de logística. [5]
- Desarrolle datos compuestos para usarlos en protocolos de prueba de paquetes. Los datos de manejo de impactos suelen ser más útiles si se convierten de aceleraciones a alturas de caída u otros medios para cuantificar la gravedad de los impactos. Se encuentran disponibles varios medios de análisis estadístico de caídas e impactos. [6] Los datos de vibración suelen ser más útiles en el formato de densidad espectral de potencia que se puede utilizar para controlar las pruebas de vibraciones aleatorias en un laboratorio.
Otras aplicaciones
Entre otras aplicaciones, los sensores de aceleración se utilizan para:
- Medir las aceleraciones en los vehículos de motor, por ejemplo, durante la reconstrucción de accidentes de tráfico.
- Monitoree la maquinaria utilizada en las líneas de producción que sea sensible a golpes o vibraciones.
- Supervisar y reducir el desgaste en plantas industriales y para incrementar el rendimiento de las máquinas.
- Supervise los camiones en busca de sacudidas excesivas [7]
- Mida las vibraciones en turbinas eólicas : soluciones digitales certificadas GL2003 impulsadas por PCH Engineering (DK) junto con fabricantes de turbinas eólicas como Tacke (DE) y Clipper Windpower (EE. UU.)
- Registre los choques y vibraciones de entrada a los humanos [8]
- Registre los datos de movimiento para la gestión de la salud, el seguimiento del paciente
- Monitoreo animal del comportamiento de respiración, caminar, estar de pie, acostado y dormir.
- Medición de la aceleración para sistemas de emergencia por avalanchas.
- Medir los impactos en los cascos deportivos [9] [10]
- Determine las fuerzas g que actúan sobre las personas cuando se montan en montañas rusas.
- Establezca aceleraciones para objetos en cintas transportadoras .
Ver también
Referencias
- ^ Todd, B; Schltz; Hawkins; Jensen (2009). "Sensores de choque de umbral RFID de bajo costo". Revista de sensores IEEE . 9 (4): 464–469. Código Bibliográfico : 2009ISenJ ... 9..464T . doi : 10.1109 / jsen.2009.2014410 . S2CID 36057599 .
- ^ Duffy, A (26 de noviembre de 2011), "El sensor de casco Shockbox del empresario de Ottawa actúa para mitigar los daños por conmoción cerebral" , Ottawa Citizen , consultado el 16 de marzo de 2012
- ^ Kipp, W (1998), "Understanding Today's Transport Environment Measuring Devices", 44º Simposio Internacional de Instrumentación de la ISA (PDF) , ISA , consultado el 8 de marzo de 2012
- ^ Shipping Monitor (PDF) , NASA , consultado el 30 de octubre de 2014
- ^ Singh, J; Singh, Burgess (julio de 2007), "Medición, análisis y comparación del entorno de choque y caída del envío de paquetes del servicio postal de los Estados Unidos con transportistas comerciales" , Journal of Testing and Evaluation , 35 (3): 100787, doi : 10.1520 / jte100787
- ^ Sheehan, R (agosto de 1997), Técnicas de análisis para datos del entorno de distribución de paquetes , Ingeniería y gestión de pruebas, págs. 18-20
- ^ Miller, RE; Walden, J; Rhoades, S; Gibbs, R (2010), "Acceleration and GPS Data Monitor Truck Haulage Jolts", Min Eng 2000 52 (8): 2010 (PDF) , NIOSH , consultado el 29 de marzo de 2012
- ^ Milosavljevic, Stephen; David I. Mcbride; Nasser Bagheri; Radivoj M. Vasiljev; Ramakrishnan Mani; Allan B. Carman; Borje Rehn (2010), "Exposición a vibraciones de todo el cuerpo y golpes mecánicos: un estudio de campo del uso de quads en agricultura" , Annals of Occupational Hygiene , 55 (3): 286-295, doi : 10.1093 / annhyg / meq087 , PMID 21220741 , archivado desde el original el 15 de abril de 2013 , consultado el 29 de marzo de 2012
- ^ Jones, WD (octubre de 2007). "Los cascos sienten los golpes duros". Espectro IEEE : 10–12. doi : 10.1109 / MSPEC.2007.4337656 . S2CID 36488065 .
- ^ Moore, Carolina del Norte (29 de enero de 2014). "Comprensión de las conmociones cerebrales: prueba de sensores de impacto en la cabeza" . Noticias de Michigan . Universidad de Michigan: 10–12 . Consultado el 3 de noviembre de 2014 .
Libros y referencias generales
- Gilmore (editor), Medición y análisis del entorno de distribución, Informe final, Comité de embalaje protector IoPP, Hewlett Packard, 1999
- Yam, KL, "Encyclopedia of Packaging Technology", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
- DeSilva, CW, "Vibration and Shock Handbook", CRC, 2005, ISBN 0-8493-1580-8
- Harris, CM y Peirsol, AG "Manual de golpes y vibraciones", 2001, McGraw Hill, ISBN 0-07-137081-1