В статье рассмотрена необходимость оперативного мониторинга вибрационных и ударных нагрузок, а также параметров внешней среды в процессе грузоперевозок. Рассмотрен автономный регистратор вибрационных нагрузок АДМВ-09 как пример технического решения для мониторинга.
ООО «ГлобалТест», г. Саров, Нижегородская обл.
По данным Росстата, стоимость инвестиционных издержек в логистике в январе 2025 года выросла на 11,3 % к январю 2024 года1. В связи с этим подчеркнем, что необходимо повышать экономическую эффективность грузоперевозок, во многом связанную с сохранностью грузов и отсутствием их повреждений в процессе транспортировки. Основными причинами таких повреждений являются вибрационные и ударные воздействия, а также отклонения параметров окружающей среды от допустимых. Однако особую сложность представляет отсутствие оперативного выявления причин возникновения дефектов, из-за чего остается фиксировать лишь последствия влияния негативных факторов, но не их характеристики и параметры.
Решение проблемы оперативного мониторинга обеспечивают современные автономные регистраторы ударных и вибрационных воздействий, которые, фиксируя критические события в режиме реального времени, сохраняют информацию в памяти для последующего анализа, что позволяет выявлять случаи нарушения эксплуатации и возникновения повреждений без постоянного подключения к внешним системам.
Выпускаемые в настоящее время в России автономные регистраторы не оснащены системой синхронизации с географическими координатами, что существенно ограничивает возможности анализа причин инцидентов. Это особенно критично не только при транспортировке дорогостоящего оборудования, но и в случае перевозки опасных грузов, когда отсутствие точной информации о месте и условиях воздействия затрудняет своевременное принятие необходимых мер, повышает риски для людей и окружающей среды, а также препятствует накоплению данных, необходимых для предотвращения подобных ситуаций в будущем. Практически все существующие на сегодняшний день решения разработаны и реализованы в приборах производства американских компаний, но и они имеют ряд функциональных, технических и эксплуатационных ограничений.
За создание отечественного автономного регистратора, который имел бы все необходимые характеристики и был лишен упомянутых недостатков, взялись конструкторы и инженеры компании «ГлобалТест» из г. Сарова Нижегородской области. Это специализированное научно-производственное предприятие с замкнутым циклом разработки и изготовления контрольно-измерительной аппаратуры выпускает более 400 типов различных датчиков, преобразователей, калибраторов, контроллеров и других устройств для измерения параметров вибрации, силы, давления, удара и акустической эмиссии.
Имеющийся научно-технический потенциал и большой опыт разработки оригинальных конструкций позволили компании завершить проект в сжатые сроки, и в этом году автономный регистратор вибрационных нагрузок АДМВ-09 (рис. 1) вышел на рынок.
Рис. 1. Автономный регистратор вибрационных нагрузок АДМВ-09
Работа нового устройства основана на преобразовании сигнала, поступающего от встроенного трехкомпонентного вибропреобразователя, в низкоимпедансный сигнал напряжения, который оцифровывается с помощью 16-разрядного АЦП и записывается в энергонезависимую память объемом 256 ГБ, позволяющую регистрировать до 1 млн событий. При этом одновременно регистрируются координаты и параметры окружающей среды: температура и влажность воздуха.
Прибор оснащен герметичным прямоугольным корпусом из алюминиевого сплава, рассчитанным на эксплуатацию в жестких климатических и механических условиях. Его габариты 245 × 140 × 100 мм, масса в полной комплектации (с выносной батареей) не превышает 2 кг.
На корпусе устройства расположены: кнопка включения, индикаторы питания и разряда батареи, превышения пороговых значений и работы интерфейса Bluetooth, датчик влажности и температуры, антенна для передачи данных по Wi-Fi и герметичные разъемы питания, USB и спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС. Внутри корпуса размещены трехкомпонентный пьезоэлектрический вибропреобразователь, радиомодуль для беспроводной передачи данных и электронный блок обработки сигнала.
Питание регистратора осуществляется от подключаемого литиевого аккумулятора, емкость которого можно выбрать. Аккумулятор обеспечивает автономную работу до полугода и выше, а кроме того, можно адаптировать источник питания под конкретные задачи. Это решение обеспечивает значительную гибкость по сравнению с приборами, имеющими фиксированные батареи и ограниченное время автономной работы. Такие преимущества расширяют сферу применения АДМВ-09 в условиях отсутствия стационарных источников питания.
Функциональная схема прибора показана на рис. 2. Сигнал с трехкомпонентного вибропреобразователя поступает на вход усилителя заряда, при этом диапазон частот измеряемого воздействия выбирается фильтрами верхних и нижних частот, а амплитудный диапазон измеряемого воздействия – усилителем напряжения. Далее сигнал дискретизируется с помощью АЦП. Микроконтроллер обеспечивает управление функциональными блоками АДМВ-09 и запись информации в энергонезависимую память. Интерфейсная связь регистратора с персональным компьютером (ПК) осуществляется с помощью преобразователя USB. Значения температуры и влажности окружающего воздуха с датчиков поступают на микроконтроллер, а затем записываются в энергонезависимую память. Модуль передачи данных по радиоканалу с внешней антенной обеспечивает беспроводную передачу ранее записанных файлов посредством интерфейсов USB и Wi-Fi на ПК, что гарантирует оперативный доступ к информации без необходимости демонтажа устройства.
Рис. 2. Функциональная схема регистратора вибрационных нагрузок АДМВ-09 (увеличить изображение)
Автономный регистратор функционирует в двух режимах:
- регистрация по событию – запуск процесса регистрации происходит при превышении заданного порога ускорения. В этом режиме фиксируются пиковые значения ускорения по трем осям, координаты в системе ГЛОНАСС и параметры окружающей среды;
- непрерывная регистрация – осуществляется периодическая запись вибрационного и ударного сигнала, координат и климатических параметров с заданным интервалом. Этот режим особенно важен при перевозке чувствительных грузов.
У нового прибора широкий динамический диапазон (от 1 до 250 м/с2), частотный диапазон измерения ускорения от 0,5 до 800 Гц и устойчивость к жестким условиям эксплуатации (рабочая температура от –40 до +60 °C и степень защиты корпуса от внешних воздействий IP65). Перечисленные характеристики обеспечивают универсальность устройства, его способность осуществлять контроль при перевозке широкого спектра грузов – от высокочувствительного медицинского оборудования до компонентов ядерных установок.
Также специалисты компании разработали пользовательское программное обеспечение ADMV Explorer, предназначенное для установления режимов работы регистратора и представления результатов измерений на экране ПК. На рис. 3 показан пример визуалицации мониторинга вибрационных нагрузок с помощью ADMV Explorer.
Рис. 3. Визуализация мониторинга вибрационных нагрузок с помощью программы ADMV Explorer
Новый прибор успешно прошел весь комплекс необходимых испытаний и по их результатам внесен в Федеральную государственную информационную систему Росстандарта (ФГИС АРШИН) как средство измерения утвержденного типа (номер в Госреестре 94907-25).
Таким образом, регистратор вибрационных нагрузок АДМВ-09 представляет собой автономное средство измерения, фиксирующее вибрацию, ударные воздействия, координаты и климатические параметры. Конфигурация питания и режимы регистрации позволяют использовать устройство как при кратковременных перевозках, включая авиаперелёты, так и в длительных транспортных циклах,
________________________________________
1Уварчев Л. Обороты компаний в сфере грузовых автоперевозок выросли на треть // Бизнес-секреты : [сайт]. URL: https://secrets.tbank.ru/trendy/issledovanie-oborotov-logisticheskoj-otrasli/?ysclid=mbxpj8nm2r96902... %3A %2F %2Fyandex.ru %2F (дата обращения: 16.06.2025).
Опубликовано в журнале «ИСУП» № 3(117)_2025
ООО «ГлобалТест», г. Саров,
Нижегородская обл.,
тел.: +7 (83130) 6-77-77,
e‑mail: mail@globaltest.ru
Иллюстрации предоставлены компанией ООО «ГлобалТест»
_big.jpg'); "2(116)_small.jpg")
