衝撃検出器

衝撃検出器、衝撃インジケーター、または衝撃モニターは、物理的な衝撃や衝突が発生したかどうかを示す装置です。これらは通常、バイナリ出力（go/no-go）を持ち、衝撃過負荷装置と呼ばれることもあります。衝撃検出器は、壊れやすい貴重品の輸送時に、損傷の可能性がある落下や衝突が発生したかどうかを示すために使用できます。また、スポーツ用ヘルメットでも、危険な衝撃が発生したかどうかを推定するために使用されています。^[1]

対照的に、衝撃データロガーは、衝撃パルスの分析と記録のための データ収集システムです。

衝撃や衝突は、多くの場合、gs（重力加速度と呼ばれることもあります）で表されるピーク加速度によって指定されます。衝撃パルスの形状、特に持続時間は同様に重要です。^[1] たとえば、1 ms 300 g の短い衝撃は損傷の可能性がほとんどなく、通常は重要ではありませんが、20 ms 300 g の衝撃は重大な場合があります。用途に応じて、衝撃検出器のこの時間感度に対する応答は、監視対象のアイテムの感度に一致させる必要があります。

取り付け位置も、ほとんどの衝撃検出器の応答に影響します。スポーツ用ヘルメットや硬い荷物などの硬い物体への衝撃は、現場での衝撃に対してギザギザの衝撃パルスで応答することがありますが、適切なフィルタリングを行わないと、これを特徴付けるのは困難です。クッション性のある物体への衝撃は、通常、より滑らかな衝撃パルスとなり、したがって、衝撃検出器からの応答はより一貫性があります。

衝撃はベクトル量であり、衝撃の方向は対象物にとって重要であり、衝撃検出器は入力衝撃の方向に非常に敏感である。^[1]

衝撃検出器は次のように評価できます。

• 実験室での物理的なテストでは、おそらく計装ショックマシンで別途行われます。^[2]
• 制御された固定具と制御された入力ショックを備えたテストラボで、目的のアイテムに取り付けられます。
• 制御されていない、より変動の大きい入力ショックが発生する現場。

適切なテスト方法と検証および検証プロトコルの使用は、評価のすべての段階で重要です。

シンプルなアナログインジケータからより高度な電子装置まで、さまざまな技術が利用可能です。通常、デバイスはトリガーされたイベントを光学的に表示しますが、電気信号や RFID 信号が提供される場合もあります。特許分類01P15/00 に記載されている特許には、数百の衝撃検出器が記載されています。「加速度の測定、減速の測定、衝撃、すなわち加速度の突然の変化の測定」^[3]

アナログ構造には次のものがあります。

• 衝撃によって作動するバネ質量システム^[1]
• ホルダーから外れる磁気ボール^[1]
• 液体の表面張力の破壊
• 脆弱性が知られている安価な脆性部品の破損^[1]

より高度な電子システムでは加速度計とそれに関連する微小電気機械システムが使用される。^[1]

衝撃検出器は、パッケージ（内側または外側）に取り付けることも、出荷される製品に直接取り付けることもできます。パッケージへの取り付けは通常、高所からの落下などの過度な取り扱いを検出するために行われますが、製品への取り付けは、製品の損傷をより詳細に示すために行われます。^[4]

貨物によっては、あらゆる方向からの衝撃をより適切に監視するために、複数の衝撃検出器が必要になる場合があります。^[4]大型または長尺の貨物の場合、輸送コンテナの両端に衝撃検出器が設置されていることがあります。

衝撃検出器は、輸送中の商品が潜在的に損傷を与える可能性のある状況にさらされた可能性があるかどうかを示します。このデータに基づいて、次のようなオプションが考えられます。^[4]

• 異常な衝撃がない場合は、特別な検査をせずにそのまま出荷品を使い続けてください。
• 損傷の恐れのある危険が発生した場合は、出荷品に損傷がないか徹底的に検査するか、使用前に追加の校正を実施してください。
• 荷受人は、運送業者、荷送人、またはサプライヤーと交渉したり、センサーが過酷な取り扱いを示している場合は貨物を拒否したりすることもできます。

衝撃や衝突だけが損傷を引き起こす危険ではありません。振動、穴あけ、圧縮も損傷を引き起こす可能性がありますが、衝撃検出器は作動しません。

ヘルメット などの個人用保護具には、衝撃モニターが装備されている場合があります。^{[5] [6]} これらは、過度の衝撃が発生したかどうかを管理者が把握し、必要な休息や医療処置を指示するのに役立つように設計されています。頭部への衝撃を分類するのに役立つ特殊なマウスガードを含む研究が継続されています。^[7]

自転車用ヘルメットの衝突センサーは衝突を検知し、助けを求めることができます。転倒センサーは高齢者が転倒を検知すると助けを求めるために利用できます。^[8]

衝撃検出器の関連用途としては、自動車のエアバッグセンサーがあります。これらの高度なセンサーは、現在の車両に使用されている保護エアバッグシステムを作動させるために使用されます。^[9]

アクティブ ハード ドライブ保護システムは、ノートパソコンへの衝撃を感知し、落下による損傷を最小限に抑えます。

緊急ロケーター送信機などの一部の緊急ロケータービーコンは、指定されたショックや衝撃によって起動します。

衝撃検出器は、重大な衝撃が発生したかどうかを示すために使用されます。これにより、フォローアップ アクションの必要性を判断するのに役立ちます。変動は常に存在するため、分析では考慮する必要があります。

• 衝撃検出器は、制御された実験室環境下では衝撃に対してある程度の反応を示します。^{[10] [11]}
• 衝撃に対して人は個々に反応します。ある人にとって怪我の原因となるものが、別の人にとってはそれほど深刻ではないかもしれません。
• 壊れやすい品物や包装された商品は、均一な実験室ショックに対して様々な反応を示す。^[12]
• フィールドショックは非常に変動しやすい

もちろん、衝撃検出器が損傷や怪我の可能性があるときとそうでないときに適切に信号を送るのが最善です。衝撃検出器が作動したが製品に損傷がなく、人に怪我がないという誤検知信号が出る可能性は非常に高いです。同様に、誤検知の可能性もあります。^[13]

衝撃検出器は、単一の強い衝撃や衝突を検出することを目的としています。場合によっては、より小さな衝撃が連続して発生し、損傷や傷害を引き起こす可能性がありますが^[14]、衝撃検出器は作動しません。

• タイプIエラーとタイプIIエラー
• スポーツにおける脳震盪
• クッション
• 脳震盪の等級分けシステム
• 頭部損傷基準
• フットボールヘルメット
• 緊急モーションセンサー
• 頭部衝撃テレメトリーシステム
• バイナリ分類器の評価
• 混同行列

• DeSilva, CW、「振動と衝撃ハンドブック」、CRC、2005 年、ISBN 0-8493-1580-8 
• Harris, CM、および Peirsol, AG「衝撃と振動ハンドブック」、2001 年、McGraw Hill、ISBN 0-07-137081-1 
• ヤム、KL、「パッケージング技術百科事典」、ジョン ワイリー アンド サンズ、2009 年、ISBN 978-0-470-08704-6