Un detector de choque o monitor de impacto es un dispositivo que indica si se ha producido un choque físico o un impacto . Por lo general, tienen una salida binaria ( pasa / no pasa ) y, a veces, se denominan dispositivos de sobrecarga de choque . Los detectores de golpes se pueden utilizar en envíos de artículos valiosos frágiles para indicar si puede haber ocurrido una caída o impacto potencialmente dañino. También se utilizan en cascos deportivos para ayudar a estimar si puede haber ocurrido un impacto peligroso. [1]
Por el contrario, un registrador de datos de choque es un sistema de adquisición de datos para el análisis y registro de pulsos de choque.
Descripción general
Los choques e impactos a menudo se especifican por la aceleración máxima expresada en gs (a veces llamadas fuerzas g ). La forma del pulso de descarga y, en particular, la duración son igualmente importantes. [1] 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. Dependiendo del uso, la respuesta a esta sensibilidad de tiempo de un detector de impactos debe coincidir con la sensibilidad del elemento que está destinado a monitorear.
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 donde la dirección del choque es importante para el elemento de interés. Los detectores de choque también pueden ser muy sensibles a la dirección del choque de entrada. [1]
Se puede evaluar un detector de golpes:
• 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 prueba y de verificación y validación de protocolos son importantes para todas las fases de la evaluación.
Tecnologias
Se encuentra disponible una amplia variedad de tecnologías que van desde simples indicadores analógicos hasta componentes electrónicos más sofisticados. Por lo general, un dispositivo proporciona una indicación óptica de un evento desencadenado, pero a veces se pueden proporcionar señales eléctricas.
- sensores como acelerómetros y sistemas microelectromecánicos asociados [1]
- Sistemas de resorte-masa que pueden ser activados por un choque [1]
- Bolas magnéticas que pueden desprenderse de un soporte [1]
- Interrupción de la tensión superficial de un líquido.
- Rotura de un componente frágil de bajo costo con una fragilidad conocida [1]
Monitorear envíos
Se puede montar un detector de golpes en un paquete (interior o exterior) o directamente en el producto que se envía. El montaje en el paquete generalmente se realiza para detectar una manipulación excesiva, como alturas de caída elevadas, mientras que el montaje en el producto se realiza para indicar más de cerca el daño del producto. [2]
Algunos envíos necesitan más de un detector de impactos para monitorear mejor todas las direcciones de los impactos. [2] Los artículos grandes o largos a veces tienen detectores de impacto en ambos extremos del contenedor de envío.
El detector de golpes indica si es probable que las mercancías en tránsito hayan estado sometidas a condiciones potencialmente dañinas. Según estos datos, las opciones pueden ser: [2]
- Si no ha habido un choque inusual, continúe usando el envío 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 negociar con el transportista, el remitente o el proveedor o incluso rechazar un envío en el que los sensores indiquen un manejo severo.
Los golpes y los impactos no son los únicos peligros que pueden causar daños; la vibración , los pinchazos, la compresión, etc. también pueden causar daños, pero no activarían un detector de golpes.
Impactos en las personas
Los equipos de protección personal , como los cascos , a veces están equipados con monitores de impacto. [3] [4] Estos están destinados a ayudar a los gerentes a saber si ha ocurrido un impacto excesivo y ayudar a dirigir el descanso o la atención médica necesarios. La investigación continúa, incluidos protectores bucales especializados para ayudar a clasificar los impactos en la cabeza. [5]
Los sensores de colisión de los cascos de bicicleta pueden detectar una colisión y pedir ayuda. Los sensores de caída están disponibles para las personas mayores para pedir ayuda cuando se detecta una caída. [6]
Otros usos
Un uso relacionado de un detector de impacto es como sensor de airbag de automóvil . Estos sofisticados sensores se utilizan para activar el sistema de bolsas de aire de protección que se utilizan en los vehículos actuales. [7]
Los sistemas activos de protección del disco duro detectan los impactos en las computadoras portátiles para ayudar a minimizar los daños causados por caídas.
Algunas balizas de localización de emergencia , como los transmisores de localización de emergencia , se activan mediante una descarga o impacto específico.
Interpretación
Los detectores de descargas se utilizan para indicar si se ha producido un impacto significativo: esto ayuda a determinar la necesidad de acciones de seguimiento. La variabilidad siempre está presente y debe tenerse en cuenta en el análisis:
- Los detectores de descargas tienen alguna variación en la respuesta a las descargas en condiciones controladas de laboratorio. [8] [9]
- Las personas responden como individuos a los impactos. Lo que podría causar lesiones a una persona podría no ser tan grave para otra.
- Los artículos frágiles y los productos envasados responden con variaciones a los choques de laboratorio uniformes, [10]
- Los choques de campo son muy variables
Por supuesto, es mejor cuando el detector de golpes indica correctamente cuándo es probable que haya daños o lesiones y cuándo no. Es muy posible tener señales falsas positivas cuando se activa un detector de choque pero no hay daño en un producto o no hay lesiones a una persona. Asimismo, también son posibles falsos negativos . [11]
Daño o lesión | Sin daños ni lesiones | |
---|---|---|
Detector de golpes activado | Señal correcta | Falso positivo |
Detector de golpes no activado | Falso negativo | Señal correcta |
Los detectores de choque están diseñados para indicar un solo choque o impacto severo. En algunos casos, una serie de descargas menores pueden causar daños o lesiones [12] pero no activarían un detector de descargas.
Ver también
- Errores tipo I y tipo II
- Conmociones cerebrales en el deporte
- Amortiguación
- Sistemas de clasificación de conmociones cerebrales
- Criterio de traumatismo craneoencefálico
- Casco de fútbol
- Sensor de movimiento repentino
- Sistema de telemetría de impacto en la cabeza
- Evaluación de clasificadores binarios
- Matriz de confusión
Referencias
- ^ a b c d e f g Harris, CM y Peirsol, AG "Manual de golpes y vibraciones", 2001, McGraw Hill, ISBN 0-07-137081-1
- ^ a b c Yam, KL, "Enciclopedia de tecnología de embalaje", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
- ^ S, Foreman (13 de noviembre de 2013). "Un análisis comparativo para la medición de las aceleraciones de la cabeza en cascos de hockey sobre hielo utilizando sistemas no basados en acelerómetros" (PDF) . Simposio de ASTM sobre mecanismos de conmoción cerebral (13 de noviembre de 2013) . ASTM internacional.
- ^ 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 : 10-12 . Consultado el 3 de noviembre de 2014 .
- ^ Wu LC; Zarnescu L; Nangia V; Cam B; Camarillo DB. (Noviembre de 2014). "Un sistema de detección de impacto en la cabeza usando clasificación SVM y detección de proximidad en un protector bucal instrumentado". IEEE Trans Biomed Eng . 61 (11): 2659–68. doi : 10.1109 / tbme.2014.2320153 . PMID 24800918 . S2CID 22619767 .
- ^ Noury, N .; Herve, T .; Rialle, V .; Virone, G .; Mercier, E .; Morey, G .; Moro, A .; Porcheron, T. (2000). Primera Conferencia Anual Internacional de Temas Especiales IEEE-EMBS sobre Microtecnologías en Medicina y Biología. Procedimientos (Cat. No.00EX451) . págs. 607–610. doi : 10.1109 / MMB.2000.893857 . ISBN 978-0-7803-6603-9. S2CID 60860923 .
- ^ "Lo que necesita saber sobre las bolsas de aire, DOT HS 809 575" . Nhtsa.gov. Archivado desde el original el 28 de mayo de 2010 . Consultado el 17 de octubre de 2010 .
- ^ Singh, SP; Burgess, Stapleton (1994). "Estimaciones de confiabilidad y error de registradores de impactos mecánicos e indicadores de impacto". Revista de tecnología y ciencia del embalaje . 7 (4): 187-194. doi : 10.1002 / pts.2770070405 .
- ^ Graesser, L; Singh, Burgess (1992). "Un estudio de rendimiento para dos registradores de datos portátiles utilizados para medir las alturas de caída de los paquetes". Tecnología y ciencia del envasado . 5 (1): 57–61. doi : 10.1002 / pts.2770050111 .
- ^ Informe de investigación de ASTM D10-1004, ASTM International
- ^ Sheehan, R (enero de 1983). "Caracterización del rendimiento del detector de golpes". Tecnología de envasado . 12 (6): 26–30.
- ^ Rivara, GR (2014). Conmociones cerebrales relacionadas con el deporte en la juventud: mejora de la ciencia, cambio de cultura . Instituto de Medicina; Consejo Nacional de Investigaciones . Consultado el 12 de noviembre de 2014 .
Bibliografía
- 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
- Yam, KL, "Encyclopedia of Packaging Technology", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6