宏集案例 |如何监测高价值货物在物流运输过程中受到的振动和冲击？全面保障货物安全

一、货物运输

不同种类的货物对运输的要求不同，钢铁、煤炭、矿石等大宗物资通常对运输要求较低，而电子产品、IT 产品、家电等高价值敏感类货物则更强调运输的安全性和时效性，往往希望能尽可能安全和快速送达这类货物，使之尽快进入市场以获得较大的货物价值。

然而在公路运输、铁路运输、航空运输等运输过程中极易产生振动和冲击，若振动和冲击无法被吸收，则会对运输的货物造成损坏，从而导致严重的经济损失。

对于高货值且易碎产品的运输，保证货物安全是重中之重，这类产品极易在运输过程中因为车辆装卸、运输颠簸、搬运环节发生破损，所以对运输的要求非常高。怎样才能在运输过程中保证货物安全呢？

二、冲击和振动的特点

振动是物质和物体的周期性（机械）振动，通常为中高频和低振幅。振动由其频率来描述。此外，还规定了装置承受的最大加速度。它们通常被指定为重力加速度的倍数。在低频率下，振动不是通过加速度来定义的，而是取决于振动频率范围的物体振幅，较长时间内发生机械振动可能会导致材料疲劳。

如果短期内物体受到速度（加速度）的重大变化，这被称为机械冲击。例如，在运输过程中车辆急刹或货物坠落后，当物体撞击地面并突然减速时，就会发生这种情况。

冲击被指定为重力加速度g = 9. 81m/s2的倍数。巨大的冲击可以在几毫秒内高达数百g。

冲击具有以下特点：

相互垂直的三个测量方向的加速度轴x、y和z；

加速度轴方向上的加速度值ax、ay和az；

x、y和z轴或空间矢量的加速度峰值；

主轴xyz（最大）——加速度峰值â最大的轴（图4上的点）；

冲击事件加速度的随机对齐空间向量的加速度值aR：

图1 冲击事件的典型序

影响运输过程中负载的外部冲击的示例：

由于每个负载物体都以特定的方式响应冲击，一般来说，在实际应力（例如运输）期间，应通过加速度传感器实验确定物体上的机械应力和实际冲击。

三、实际案例

Trimos公司自1972年以来一直活跃于工业计量领域在尺寸测量技术领域制造多种产品。例如，在机械工程中，Trimos精密测量仪器用于测量各种零件。公司产品出口率高达95%，该公司根据对客户服务数据和投诉的定期评估发现，在大多数情况下，产品投诉不是由于材料或生产缺陷，而是由于运输过程中造成的损坏。

这不仅造成了顾客的烦恼，也造成了该公司高成本、时间和形象的损失。因此公司努力设计运输路线，以避免设备损坏。

用于客观数据采集的数据记录器

为了查明损坏的原因并优化工艺。Trimos选择使用数据记录仪测试装运，以便将来能够更准确地评估运输需求。利用HK-MSR165微型数据记录仪（拇指大小，体积39*23*72mm，重量仅69g，可安装在狭窄的空间），灵敏的200g传感器能够记录三个轴上的移动引起的加速度：前后（x）、左右（y）、上下（z）。

图2 定位时的轴

数据记录仪还可以测量重力，因此也可以确定实际位置。通过确定位置和加速度，分析数据可以识别运输货物所承受的载荷。HK-MSR165还配备了温度传感器，以检测温度曲线。

运输的货物在何时、何地受到冲击，多久一次、强度如何？

HK-MSR165以准确的时间信息记录每一个细小的变化。根据一项详细的研究，我们就能够找出在运输过程中究竟发生了什么，以及在包装、运输路线和运输工具方面，今后需要进行哪些调整。

第一部分的测试旨在测试包装性能。包括在不同的条件下（高度、撞击点位置等）投放一个包装好的高灵敏度高度计，以模拟运输过程中发生的情况。测试结果揭示了包装的弱点，从而有利于改进包装。

图3 HK-MSR165固定在产品包装上

内部测试成功完成后，进入真实情况测试。将HK-MSR165数据记录仪直接连接到Trimos设备上。随货物一起被送到一些关键的交货地点，以评估运输过程中遭受的冲击和温差。从离开工厂到达目的地，数据记录仪大约在货物上停留了10天。测试结果以下图为例，最大的载荷发生在y轴上，温度波动很明显。

图4 运输过程中加速度测试结果示例

测量数据的分析表明，最强的冲击发生在装卸和最终运输过程中。Trimos公司因此改善了包装，优化航空公司的选择，以保护设备免受最关键方向（y）的冲击。

因此，数据记录仪用客观的测量值来提供明确的事实，通过这样一种方式可以支持高价值货物运输过程的质量保证。

四、HK-MSR数据记录仪为货物运输保驾护航

复杂的物流已成为每个工业和消费品价值链中不可或缺的一部分。运输和配送路线——无论是简单的还是非常复杂的——在全球化市场中随处可见。因此，在任何情况下都不能忽视相关的责任和质量保证问题。

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