如何監(jiān)測(cè)高價(jià)值貨物在物流運(yùn)輸過(guò)程中受到的振動(dòng)和沖擊

引言

不同種類的貨物對(duì)運(yùn)輸?shù)囊蟛煌?，鋼鐵、煤炭、礦石等大宗物資通常對(duì)運(yùn)輸要求較低，而電子產(chǎn)品、IT 產(chǎn)品、家電等高價(jià)值敏感類貨物則更強(qiáng)調(diào)運(yùn)輸?shù)陌踩?，時(shí)效性，往往希望能盡可能安全和快速送達(dá)這類貨物，使之盡快進(jìn)入市場(chǎng)以獲得較大的貨物價(jià)值。

然而在公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸?shù)冗\(yùn)輸過(guò)程中極易產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊，若振動(dòng)和沖擊無(wú)法被吸收，則會(huì)對(duì)運(yùn)輸?shù)呢浳镌斐蓳p壞，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

對(duì)于高貨值且易碎產(chǎn)品的運(yùn)輸，保證貨物安全是重中之重，這類產(chǎn)品極易在運(yùn)輸過(guò)程中因?yàn)檐囕v裝卸、運(yùn)輸顛簸、搬運(yùn)環(huán)節(jié)發(fā)生破損，所以對(duì)運(yùn)輸?shù)囊蠓浅８?。怎樣才能在運(yùn)輸過(guò)程中保證貨物安全呢?

沖擊和振動(dòng)的特點(diǎn)

振動(dòng)是物質(zhì)和物體的周期性(機(jī)械)振動(dòng)，通常為中高頻和低振幅。振動(dòng)由其頻率來(lái)描述。此外，還規(guī)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(shù)。在低頻率下，振動(dòng)不是通過(guò)加速度來(lái)定義的，而是取決于振動(dòng)頻率范圍的物體振幅，較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致材料疲勞。

如果短期內(nèi)物體受到速度(加速度)的重大變化，這被稱為機(jī)械沖擊。例如，在運(yùn)輸過(guò)程中車輛急剎或貨物墜落后，當(dāng)物體撞擊地面并突然減速時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。

沖擊被指定為重力加速度g = 9. 81m/s2的倍數(shù)。巨大的沖擊可以在幾毫秒內(nèi)高達(dá)數(shù)百g。

沖擊具有以下特點(diǎn)：

相互垂直的三個(gè)測(cè)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a最大的軸(圖4上的點(diǎn));

沖擊事件加速度的隨機(jī)對(duì)齊空間向量的加速度值aR：

圖1 沖擊事件的典型序列

影響運(yùn)輸過(guò)程中負(fù)載的外部沖擊的示例：

由于每個(gè)負(fù)載物體都以特定的方式響應(yīng)沖擊，一般來(lái)說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)力(例如運(yùn)輸)期間，應(yīng)通過(guò)加速度傳感器實(shí)驗(yàn)確定物體上的機(jī)械應(yīng)力和實(shí)際沖擊。

實(shí)際案例

Trimos公司自1972年以來(lái)一直活躍于工業(yè)計(jì)量領(lǐng)域在尺寸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域制造多種產(chǎn)品。例如，在機(jī)械工程中，Trimos精密測(cè)量?jī)x器用于測(cè)量各種零件。公司產(chǎn)品出口率高達(dá)95%，該公司根據(jù)對(duì)客戶服務(wù)數(shù)據(jù)和投訴的定期評(píng)估發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)情況下，產(chǎn)品投訴不是由于材料或生產(chǎn)缺陷，而是由于運(yùn)輸過(guò)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(shí)間和形象的損失。因此公司努力設(shè)計(jì)運(yùn)輸路線，以避免設(shè)備損壞。

用于客觀數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)記錄儀

為了查明損壞的原因并優(yōu)化工藝。Trimos選擇使用數(shù)據(jù)記錄儀測(cè)試裝運(yùn)，以便將來(lái)能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估運(yùn)輸需求。利用HK-MSR165微型數(shù)據(jù)記錄儀(拇指大小，體積39*23*72mm，重量?jī)H69g，可安裝在狹窄的空間)，靈敏的200g傳感器能夠記錄三個(gè)軸上的移動(dòng)引起的加速度：前后(x)、左右(y)、上下(z)。

數(shù)據(jù)記錄儀還可以測(cè)量重力，因此也可以確定實(shí)際位置。通過(guò)確定位置和加速度，分析數(shù)據(jù)可以識(shí)別運(yùn)輸貨物所承受的載荷。HK-MSR165還配備了溫度傳感器，以檢測(cè)溫度曲線。

圖2 定位時(shí)的軸

?

運(yùn)輸?shù)呢浳镌诤螘r(shí)、何地受到?jīng)_擊，多久一次、強(qiáng)度如何?

HK-MSR165以準(zhǔn)確的時(shí)間信息記錄每一個(gè)細(xì)小的變化。根據(jù)一項(xiàng)詳細(xì)的研究，我們就能夠找出在運(yùn)輸過(guò)程中究竟發(fā)生了什么，以及在包裝、運(yùn)輸路線和運(yùn)輸工具方面，今后需要進(jìn)行哪些調(diào)整。

第一部分的測(cè)試旨在測(cè)試包裝性能。包括在不同的條件下(高度、撞擊點(diǎn)位置等)投放一個(gè)包裝好的高靈敏度高度計(jì)，以模擬運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的情況。測(cè)試結(jié)果揭示了包裝的弱點(diǎn)，從而有利于改進(jìn)包裝。

圖3 HK- MSR165固定在產(chǎn)品包裝上

內(nèi)部測(cè)試成功完成后，進(jìn)入真實(shí)情況測(cè)試。將HK-MSR165數(shù)據(jù)記錄器直接連接到Trimos設(shè)備上。隨貨物一起被送到一些關(guān)鍵的交貨地點(diǎn)，以評(píng)估運(yùn)輸過(guò)程中遭受的沖擊和溫差。從離開工廠到達(dá)目的地，數(shù)據(jù)記錄儀大約在貨物上停留了10天。測(cè)試結(jié)果以下圖為例，最大的載荷發(fā)生在y軸上，溫度波動(dòng)很明顯。

圖4 運(yùn)輸過(guò)程中加速度測(cè)試結(jié)果示例

測(cè)量數(shù)據(jù)的分析表明，最強(qiáng)的沖擊發(fā)生在裝卸和最終運(yùn)輸過(guò)程中。Trimos公司因此改善了包裝，優(yōu)化航空公司的選擇，以保護(hù)設(shè)備免受最關(guān)鍵方向(y)的沖擊。

因此，數(shù)據(jù)記錄儀用客觀的測(cè)量值來(lái)提供明確的事實(shí)，通過(guò)這樣一種方式可以支持高價(jià)值貨物運(yùn)輸過(guò)程的質(zhì)量保證。

虹科MSR數(shù)據(jù)記錄儀為您的貨物運(yùn)輸保駕護(hù)航

復(fù)雜的物流已成為每個(gè)工業(yè)和消費(fèi)品價(jià)值鏈中不可或缺的一部分。運(yùn)輸和配送路線——無(wú)論是簡(jiǎn)單的還是非常復(fù)雜的——在全球化市場(chǎng)中隨處可見。因此，在任何情況下都不能忽視相關(guān)的責(zé)任和質(zhì)量保證問(wèn)題。

強(qiáng)大的HK-MSR165記錄器提供有關(guān)貨物運(yùn)輸條件的完整資料。在運(yùn)輸和儲(chǔ)存期間，通過(guò)三軸加速度傳感器精確記錄振動(dòng)、沖擊等關(guān)鍵事件。此外，HK-MSR165數(shù)據(jù)記錄儀還可以監(jiān)控溫度，濕度，氣壓，光線等關(guān)鍵參數(shù)，幫助您全方位保護(hù)您的貨物!

審核編輯：湯梓紅