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虹科案例 | 如何監測高價值貨物在物流運輸過程中受到的振動和沖擊？全面保障貨物安全
虹科案例 |如何監測高價值貨物在物流運輸過程中受到的振動和沖擊？全面保障貨物安全
一、貨物運輸
不同種類的貨物對運輸的要求不同，鋼鐵、煤炭、礦石等大宗物資通常對運輸要求較低，而電子產品、IT 產品、家電等高價值敏感類貨物則更強調運輸的安全性和時效性，往往希望能盡可能安全和快速送達這類貨物，使之盡快進入市場以獲得較大的貨物價值。
然而在公路運輸、鐵路運輸、航空運輸等運輸過程中極易產生振動和沖擊，若振動和沖擊無法被吸收，則會對運輸的貨物造成損壞，從而導致嚴重的經濟損失。
對于高貨值且易碎產品的運輸，保證貨物安全是重中之重，這類產品極易在運輸過程中因為車輛裝卸、運輸顛簸、搬運環節發生破損，所以對運輸的要求非常高。怎樣才能在運輸過程中保證貨物安全呢？
二、沖擊和振動的特點
振動是物質和物體的周期性(機械)振動，通常為中高頻和低振幅。振動由其頻率來描述。此外，還規定了裝置承受的最大加速度。它們通常被指定為重力加速度的倍數。在低頻率下，振動不是通過加速度來定義的，而是取決于振動頻率范圍的物體振幅，較長時間內發生機械振動可能會導致材料疲勞。
如果短期內物體受到速度(加速度)的重大變化，這被稱為機械沖擊。例如，在運輸過程中車輛急剎或貨物墜落后，當物體撞擊地面并突然減速時，就會發生這種情況。
沖擊被指定為重力加速度g = 9. 81m/s2的倍數。巨大的沖擊可以在幾毫秒內高達數百g。
沖擊具有以下特點：
相互垂直的三個測量方向的加速度軸x、y和z；
加速度軸方向上的加速度值ax、ay和az；
x、y和z軸或空間矢量的加速度峰值；
主軸xyz(最大)——加速度峰值â最大的軸(圖4上的點)；
沖擊事件加速度的隨機對齊空間向量的加速度值aR：
圖1 沖擊事件的典型序
影響運輸過程中負載的外部沖擊的示例：
由于每個負載物體都以特定的方式響應沖擊，一般來說，在實際應力(例如運輸)期間，應通過加速度傳感器實驗確定物體上的機械應力和實際沖擊。
三、實際案例
Trimos公司自1972年以來一直活躍于工業計量領域在尺寸測量技術領域制造多種產品。例如，在機械工程中，Trimos精密測量儀器用于測量各種零件。公司產品出口率高達95%，該公司根據對客戶服務數據和投訴的定期評估發現，在大多數情況下，產品投訴不是由于材料或生產缺陷，而是由于運輸過程中造成的損壞。
這不僅造成了顧客的煩惱，也造成了該公司高成本、時間和形象的損失。因此公司努力設計運輸路線，以避免設備損壞。
用于客觀數據采集的數據記錄器
為了查明損壞的原因并優化工藝。Trimos選擇使用數據記錄儀測試裝運，以便將來能夠更準確地評估運輸需求。利用HK-MSR165微型數據記錄儀(拇指大小，體積39*23*72mm，重量僅69g，可安裝在狹窄的空間)，靈敏的200g傳感器能夠記錄三個軸上的移動引起的加速度：前后(x)、左右(y)、上下(z)。
圖2 定位時的軸
數據記錄儀還可以測量重力，因此也可以確定實際位置。通過確定位置和加速度，分析數據可以識別運輸貨物所承受的載荷。HK-MSR165還配備了溫度傳感器，以檢測溫度曲線。
運輸的貨物在何時、何地受到沖擊，多久一次、強度如何？
HK-MSR165以準確的時間信息記錄每一個細小的變化。根據一項詳細的研究，我們就能夠找出在運輸過程中究竟發生了什么，以及在包裝、運輸路線和運輸工具方面，今后需要進行哪些調整。
第一部分的測試旨在測試包裝性能。包括在不同的條件下(高度、撞擊點位置等)投放一個包裝好的高靈敏度高度計，以模擬運輸過程中發生的情況。測試結果揭示了包裝的弱點，從而有利于改進包裝。
圖3 HK-MSR165固定在產品包裝上
內部測試成功完成后，進入真實情況測試。將HK-MSR165數據記錄儀直接連接到Trimos設備上。隨貨物一起被送到一些關鍵的交貨地點，以評估運輸過程中遭受的沖擊和溫差。從離開工廠到達目的地，數據記錄儀大約在貨物上停留了10天。測試結果以下圖為例，最大的載荷發生在y軸上，溫度波動很明顯。
圖4 運輸過程中加速度測試結果示例
測量數據的分析表明，最強的沖擊發生在裝卸和最終運輸過程中。Trimos公司因此改善了包裝，優化航空公司的選擇，以保護設備免受最關鍵方向(y)的沖擊。
因此，數據記錄儀用客觀的測量值來提供明確的事實，通過這樣一種方式可以支持高價值貨物運輸過程的質量保證。
四、HK-MSR數據記錄儀為貨物運輸保駕護航
復雜的物流已成為每個工業和消費品價值鏈中重要的一部分。運輸和配送路線——無論是簡單的還是非常復雜的——在全球化市場中隨處可見。因此，在任何情況下都不能忽視相關的責任和質量保證問題。
歡迎聯系虹科，了解更多運輸沖擊振動監測解決方案