衝撃および振動データロガー

衝撃データ ロガーまたは振動データ ロガーは、定義された期間にわたって衝撃または振動を自動的に記録できる測定機器です。デジタル データは通常、加速度と時間の形式です。衝撃および振動データは、記録後に取得 (または送信)、表示、評価できます。

衝撃データロガーとは対照的に、衝撃検出器は指定された衝撃のしきい値が発生したかどうかを示すために使用されます。

ロガーは、加速度計などのセンサー、記憶媒体、プロセッサ、電源から構成されます。センサーは、衝撃を波形全体、要約データ、またはしきい値が観測されたかどうかの表示として測定し、保存します。一部のデバイスにはユニットに加速度計が組み込まれていますが、他のデバイスでは外部加速度計を使用できます。プロセッサは測定データを処理し、関連する測定時間とともに記憶媒体に保存します。これにより、測定が完了した後、ロガーで直接、またはコンピューターへのインターフェイスを介して測定データを取得できます。一部のロガーには RFID インターフェイスがあります。^[1] ソフトウェアは、測定データを表またはグラフの形式で表示するために使用され、測定データの評価機能を提供します。衝撃および振動データは、定義された期間にわたって継続的に記録されるか、イベント駆動型で記録されます。イベント駆動型では、データの記録は特定の基準によって決定されます。このようなイベントベースの測定方法を使用すると、臨界時間または強度を超える特定の衝撃を記録できます。一部のデバイスには、スマートフォンへのBluetooth送信などのワイヤレス機能があります。^[2]

加速度ロガーは通常、測定データの記録に不揮発性ストレージ メディアを使用します。たとえば、ハード ディスク ドライブやEEPROM などです。このようなデバイスは、電源を切ってもデータが失われません。つまり、停電が発生しても測定データは保存されたままになります。

衝撃や衝突は、多くの場合、gs ( g 力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説明されます。衝撃パルスの形状、特にパルス持続時間は同様に重要です。たとえば、1 ミリ秒の 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 ミリ秒の 300 g の衝撃は重大な場合があります。衝撃応答スペクトル解析の使用も役立ちます。

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、衝撃の方向は関心のある項目にとって重要であることが多いです。

衝撃データ ロガーは、計測ショック マシンなどの実験室の物理テストで個別に評価することも、制御された固定具と制御された入力ショックを使用してテスト ラボで対象のアイテムに取り付けて評価することも、制御されていない、より変動の大きい入力ショックを使用して現場で評価することもできます。

適切なテスト方法、校正、検証および妥当性確認プロトコルの使用は、評価のすべての段階で重要です。

ショックロガーは、輸送中の壊れやすい貴重品を監視し、輸送中の衝撃や振動環境を測定するために使用できます。^{[3] [4]} ロガーは、商品、梱包、輸送車両にしっかりと取り付けることができ、それらに作用する衝撃や振動を記録できます。一部の大型品には、さまざまな場所を測定するために複数のショックセンサーが付いている場合があります。測定データにより、輸送中の商品が潜在的に損傷を与える条件にさらされたかどうかがわかります。このデータに基づいて、次のオプションが考えられます。

• 異常な衝撃や振動がない場合は、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、センサーが過酷な取り扱いを示している場合、荷物を拒否することを選択できます。
• 損傷が発生した時間やGPS 追跡により、損傷の原因となった衝撃や振動の場所を特定し、適切な是正措置を講じることができる場合があります。

複数の反復出荷からの衝撃および振動データは、異なる経路または物流業者の出荷の厳しさを比較するために使用できます。^{[5]または、}パッケージテストプロトコル で使用する複合データを作成します。衝撃処理データは、加速度から落下高さまたは衝撃の厳しさを定量化する他の手段に変換すると最も役立ちます。落下と衝撃の統計分析にはいくつかの手段があります。^[6] 振動データは、多くの場合、実験室でのランダム振動テストを制御するために使用できるパワースペクトル密度形式で最も役立ちます。

加速度センサーは、他の用途の中でも、特に以下の用途に使用されます。

• 道路事故の再現時などに自動車の加速度を測定します。
• 衝撃や振動に敏感な生産ラインで使用される機械を監視します。
• 工業プラントにおける摩耗を監視および削減し、機械のパフォーマンスを向上させます。
• 地震を監視し記録します。
• トラックの過度の揺れを監視する^[7]
• 風力タービンの振動を測定する
• 人間への入力衝撃と振動を記録する^[8]
• 健康管理、患者のモニタリングのために動作データを記録します。
• 動物の呼吸、歩行、立位、横臥、睡眠行動のモニタリング。
• 雪崩緊急システムの加速度を測定します。
• スポーツ用ヘルメットへの衝撃測定と生体力学試験^{[9] [10] [11]}
• ジェットコースターに乗っているときに人に作用する重力加速度を決定します。
• コンベアベルト上の物体の加速度を確立します。

• データロガー
• 加速度計
• 温度データロガー
• 衝撃検出器

• ギルモア（編集者）、流通環境の測定と分析、最終報告書、保護包装委員会 IoPP、ヒューレット パッカード、1999 年
• 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 
• 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