标签: 振动监测

案例概况 客户： 泰国曼谷地铁集团 应用产品 ：宏集MSR 165振动记录仪 应用场景： 地铁第三轨（供电轨）异常振动监测 01 前言 在全球轨道交通系统中，地铁列车在运行中需要持续获取稳定电力。目前，主要的供电方式包括接触轨（第三轨）和接触网两种。例如，天津地铁采用接触轨系统，而上海地铁主要依托接触网供电。 在列车运行过程中，接触件与第三轨的频繁接触为其提供运行所需的电力，但这一过程也可能对第三轨施加额外的力，从而导致其使用寿命缩短。因此， 对轨道进行振动监测，对于分析振动来源及损坏原因至关重要 。 图1 接触轨供电 02 合作背景 泰国曼谷地铁（MRT）自2004年投入运营，构建了覆盖城市东西南北的重要轨道网络。2023年6月3日，其最新线路——MRT黄线开放试运营，线路全长30.4公里，设有23个站点，并与蓝线、机场快线及BTS素坤逸线等多个系统实现互通。 起初黄线设计为地下线路，后因成本考量改为高架建设。该线路由全球某知名电力设备供应商提供第三轨供电方案。 在实施过程中，为进一步验证系统稳定性及轨道结构可靠性，客户引入了 宏集MSR165振动记录仪，用于监测供电轨在列车运行过程中的实际受力状况。 图2 曼谷地铁黄线列车与其第三轨 03 现场实际应用 （1）安装策略评估 考虑到地铁第三轨为高压导体，存在较强电磁干扰及安全风险，项目团队在设备选型与安装位置上进行了多轮评估。 虽然 MSR165 已通过严苛的 EMC 电磁兼容测试，具备抵御 8kV 电磁干扰的能力 。但为确保人身及设备安全，我们最终采用非金属绝缘硬板作为安装基底。我们将记录仪隔离于金属导轨之外，并通过螺丝固定方式安装于第三轨相邻的安全区域。该方式既避免了记录仪直接接触导轨表面，也便于后续的拆卸和数据读取。 图3 EMC测试中的MSR165记录仪 图4 MSR165记录仪安装在第三轨上进行振动测试 （2）振动数据采集与分析 宏集MSR165 的采样频率设定为 200Hz，根据奈奎斯特采样定理，可有效捕捉 100Hz 以下的振动信号。通过记录仪采集的加速度时域数据（如图4所示）发现： 列车前半段时间以640秒间隔进出站台； 后半段运行频次加快，间隔缩短至 350 秒； 在运行过程中，第三轨承受最大冲击加速度达 3G，平均冲击加速度为 1.5G 左右； 对单个振动进行放大，发现列车对第三轨造成的振动为高频与低频的叠加，超过2G的强烈冲击的持续时间较短。 图5 第三轨所受加速度的时域信号（1） 图5 第三轨所受加速度的时域信号（2） 为了进一步确定第三轨异常振动的来源与对应振动源所造成的影响，技术人员进一步使用傅里叶变换技术，将时域信号转换为频域信号。如图5所示，经傅里叶变换后得到第三轨受到的加速度的频域信号。将其中的幅度与功率的相关数据提出后得到图6。 分析结果显示，列车对第三轨造成的加速度主要集中在18.4Hz、31.7Hz与64.7Hz，这三个振动频率也是第三轨受到的外部冲击能量的主要来源 。 图6 第三轨所受加速度的频域信号 图7 幅度与功率随振动频率变化的信号（1） 图7 幅度与功率随振动频率变化的信号（2） 案例总结 泰国曼谷地铁集团成功 借助宏集 MSR165 振动记录仪监测了列车运行中第三轨（供电轨）遭受的异常振动和冲击 ，定性分析了振动来源，定量计算了振动强度，为后续供电系统的优化提供了重要数据支持。 ✅ 灵活采样频率 ：记录仪支持1-1600Hz可调频率设置，对应最高800Hz的实际振动信号采集； ✅ 三轴加速度监测 ：内置三轴加速度传感器，可同时分析三个方向上的振动状态； ✅ 高电磁兼容能力 ：经过EMC测试，设备能在高电磁干扰环境下稳定工作。 宏集科技致力于为物流运输、轨道交通、电力能源、工业自动化等领域提供高精度、可靠的振动与环境监测解决方案 。宏集MSR系列产品已广泛应用于全球多项基础设施项目，助力客户实现从数据感知到深度洞察的跨越发展。

在运输过程中，货运会受到各种各样的外部影响，这可能导致货物损坏。宏集MSR微型数据记录仪可提供运输过程中货物运输条件的无缝信息。这些小型测量仪器记录的数据不仅可以确定可能造成损坏的原因，还可以提供结果，从而有助于改进货物本身的设计。 案例背景 一架价值150万法郎的磨床经过一次越洋飞行后到达了最终目的地。一开始Attikon（CH）仔细包装了这件贵重货物的杉木运输箱，且似乎没有损坏。然而，当打开壳体时，很明显机器本身已严重损坏。这很可能是由于机械冲击导致运输锁上的螺丝松动，从而导致机器的可移动部分破裂并分离。专业包装公司WegmüllerAG，Attikon的常务董事MarcWegmüller说：“我们认为叉车或起重机将箱子放得太快。” 实际造成损坏的地点和方式仍不清楚，因为磨床没有安装MSR Electronics的数据记录仪，该记录仪可以迅速回答造成损坏的方式之谜。 预防 胜于补救 为了减轻业务伙伴的这种压力，并使运输条件更加透明，包装服务提供商Wegmüller AG现在使用上了MSR165数据记录仪 。这些微小的“多才多艺”的数据记录仪每秒可进行1600次冲击测量，其气压和湿度传感器以及温度测量值，可以检测到每一个计划外的事件。当打开包装时，通过灵敏的光传感器也可以无缝精确地推断出来。 MSR165记录了每一个小的变化以及发生的确切时间 。与运输商合作，通常可以快速查明原因。这样就可以将损失的费用或至少是正确的分摊费用直接转嫁给责任方。 海外运输中的测试 ：MSR165随同Soudronic AG参与运输 WegmüllerAG与其测试客户——全球金属包装行业领先的工厂和机械制造商Soudronic AG合作时，获得了一些有趣的发现。Soudronic AG位于Bergdietikon的总部将其机器包装在Attikon出口包装公司生产的标准配置木箱中运送出去。公路运输、海运和空运都会给产品及其包装带来沉重的压力。因此，Soudronic在运往美国的货物中试用了宏集MSR165数据记录仪。 为了监视货物的总体情况并分析货物在旅途中所承受的应力，MSR165数据记录仪记录了三轴加速度（冲击，振动），温度，气压和相对湿度， 为测量数据的评估提供了有价值的数据，这些数据现在被用于机器设计和包装设计之中。 小仪器，高性能 “我们现在已经在跌落测试和监控长途运输中全面测试了新的数据记录仪，我们感到非常高兴。令人惊讶的是，尽管是“瑞士制造”， MSR165的价格仅为传统运输监控系统价格的三分之一左右 。” Wegmüller说，“我们目前正在使用其中的三种设备，我们还会根据要求将其出租给我们的客户。” Wegmüller继续说道。记录仪被固定在包装上，或者甚至更好的固定在设备本身上，在运输过程中伴随着货物。途中，记录仪将记录客户定义的测量参数，将其保存以进行后续的监视，然后像运输日志一样进行评估。这样的评估不仅对客户有很大的好处，保险公司也将从使用这种测量设备中受益。“在需要索赔的情况下，保险公司可以迅速生成一张有关运输状况的图片。” 数据记录仪提供的测量数据将带来大量信息，这对于调查索赔的情况具有重要意义。

计算滑雪时膝盖上的应力 阿尔卑斯山高山滑雪运动员在滑雪时对膝盖产生的压力有多大？Thea Waldleben，现任瑞士青年速降赛冠军，在她的 "Maturaarbeit"（考试项目）中回答了这个问题。通过使用HK-MSR数据记录仪，分析了她在不同条件下滑雪时膝盖的压力和行为。 来自乌德利根斯维尔（Udligenswil）的滑雪速降赛选手。在瑞士滑雪中心女子队中训练，就读于恩格尔贝格体育学院（Sportmittelschule Engelberg） 运动员使用HK- MSR165数据记录仪 进行研究。该数据记录仪专门用于 记录冲击和振动 。具有 防水功能 ，只有 拇指大小 ，非常适合在身体上进行测量。微型记录仪有一个 高速数字传感器 ，能够在三个轴的方向上每秒测量 1600次加速度 。HK-MSR165具有高达 10亿个测量值 的存储容量。Waldleben可以借助传感器（工作范围为±15 g或±200 g） 记录她的膝盖所承受的加速度 。由于用于人体测量的数据记录仪外壳需要比HK-MSR165标准型号的铝制外壳重量更轻，而后者是面向工业领域的应用，因此MSR为滑雪运动员提供了一个特殊设计的记录仪，装在一个更轻的 SmartCase 中。数据记录仪通过钩环胶带直接连接在胫骨平台膝关节下方以及滑雪靴上方。 一、测量 所有测量均在自由式滑雪时进行，无需转弯或转弯时在旗门内进行。所有测量块在同一天内进行。滑雪道是根据它们在坡度和均匀度方面的特性和条件来选择的，以确保转弯处具有可比性。在不同影响因素下进行了多次测量，以 测量和评估运动员膝盖在x、y和z轴上的加速度以及平均值 。在测试过程中，分析了不同类型滑雪板（小回转和大回转）在改变滑雪道条件和滑雪靴硬度的影响下滑雪时膝盖的加速度。记录仪在三个方向上以每秒100次测量的频率进行测量，以识别膝盖上突然变化的加速度。 二、测量结果的简要分析 Thea Waldleben的测量结果显示记录仪受到了强大的加速度，尤其是在y轴上。 滑雪靴的硬度挠度越小，滑雪道越软，越不稳定，膝关节在各个运动方向上的受到的干扰就越大，压力也越大。 在自由式滑雪时，膝盖上测量的加速度平均是体重的 3倍 。在小回转和大回转中，在规定的半径范围内会产生更大的加速度，测量值为自由式滑雪时的2到3倍。 对抗滑雪时受伤的风险 滑雪时膝盖经常受伤，尤其是在比赛中，运动员的膝盖要承受巨大的加速度。要想在训练中达到预防的效果，训练膝关节在各个运动方向的稳定性非常重要。单纯的力量训练是不够的，必须特别针对这些快速变化的最大加速度。例如，可以通过负重或不负重的移动，或在扁带上跑步来进行训练。 HK-MSR165冲击和振动数据记录仪 HK-MSR165数据记录仪配有高分辨率的 三轴加速度传感器 （±15 g或±200 g），可提供有关 冲击、颠簸和振动 的有价值的测量数据，测量频率为 1600Hz ，具有 大容量 存储和 低功耗 要求，是运输监测、故障诊断和负载测试领域的理想选择。存储容量超过 200万个测量值 ，足以记录 10,000多次冲击 ；可以通过使用微型的SD卡将存储容量扩展到超过 10亿个测量值 。 MSR PC软件 使您可以有效地记录和处理测量数据。新的 MSR ShockViewer分析软件 可针对冲击模式下记录的数据进行全面的分析和图像化表示，并自动创建报告，该软件专门为运输监测量身定制，随时为您服务。

作为一款只有拇指般大小的微型设备， HK-MSR165数据记录仪 广泛应用在与物理、电气测量技术有关的诸多领域内，并能够记录如 三轴加速度、气压、湿度、温度、光照强度 以及多种 电压值 。下面将介绍HK-MSR165数据记录仪的应用案例，证明这种微型数据测量与记录设备强大的功能与实用性。 背景 费森尤斯（Fresenius）医疗公司所研制的腹膜透析系统，可以以极其温和的方式为患者做血液净化。按照相关法规，这些高度复杂的电子医疗设备需要的特殊塑料阀门必须在洁净室内进行研制和安装。在进行安装工作的生产设备上，这些阀门被运送到由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）固体材料加工而成的工件载体上。然而，由于机械应力的长期存在，工件载体出现磨损迹象，因此，有必要开发一种全新的、更耐用的设计。 精确记录动态机械应力 首先，新样式工件载体的研发是基于一系列广泛测量后，由Saarland大学高分子材料系的一名学生Daniel Klein在其学士论文中提出。最初是将工厂车间数据和荷载测量作为对现有解决方案进行分析和评估的基础，通过 有限元法（FEM） 将这些数据进行评估并转换成为 拉伸应力 。这提供了当前工件载体在操作过程中的适用性信息，因此为开发一系列更优化的解决方案提供了基础数据。在这种情况下，测量工件载体所承受的 动态机械应力 至关重要。在一系列测量过程中，将瑞士制作生产的 HK-MSR165数据记录仪 用螺丝固定在工件载体上（如下图所示），并与包含阀门的其他工件载体一样，投入到机器的实际生产周期中。 加速度数据采样率可达1600Hz HK-MSR165记录仪 实际是一个 数据采集/存储系统 ，能够独立地进行长期运行，并将采集的数据记录在微型SD存储卡上。当前型号配备了一个 高分辨率、高灵敏度的三轴加速度传感器 。凭借着小巧的尺寸（39 x 23 x 72毫米， 重约64 g）和记录三轴加速度的功能，使得该记录仪能够充分满足费森尤斯医疗公司的应用需求。 这些传感器技术全部集成到一个电镀、防水的铝合金外壳内。最终，这款强大的记录仪能够实现每秒记录高达 1600个加速度（冲击、振动） 数据测量，并具备 13位分辨率 。同时还可以记录 温度、湿度、压力和光照强度 等数据。记录仪内置存储器能够存储 超过200万个测量值 ，足够测量 超过10000次冲击 。如果您有更大容量的存储需求，采用选购的微型SD卡 (≥4 GB)，可将记录仪的内存容量扩展到 10亿个测量值 。HK-MSR165满足很多工程师测试频率 超过1 kHz的冲击 测量领域的要求，最大可测量 加速度的范围达+ / -15g ，这是用户最常需求的测量范围。 由于g分析通常需要了解“冲击事件”的历史信息，该记录仪甚至可以在事件发生之前记录 32个测量值 。因此，用户不仅知道发生了振动冲击事件，而且还能确定振动冲击在三个轴上的具体变化发展轨迹。 由于记录仪内置 900 mAh锂聚合物电池 ，在合适的测量频率下，HK-MSR165记录仪可连续进行 长达6个月 的加速度监测任务。 揭示：磨损源于冲击加速度 由于塑料部件的张力相关设计原则上独立于应力的性质和持续时间，在这种情况下研究工件载体时使用记录仪分析 最大（冲击）荷载 就足够了。这样，在一系列测量过程中就可以识别工件载体在加工机器中的 加速度趋势 。 这里测得的加速度数据集中在 +/-2g范围内 （如下图所示）。振动和冲击这些之前被相机镜头忽视的信息，现在通过HK-MSR165记录仪能够准确检测到。最终凭借着HK-MSR数据记录仪促进操作过程中 动态负载的精确量化 。从现在起，这些问题是可以避免的，例如由磨损现象导致的维修工作在未来可通过对新的工件载体进行优化设计来实现改进。 HK-MSR165数据记录仪可记录一系列的物理量参数，其中就包括加速度的测量，且在三轴上可实现高达1600Hz的采样率。在此次的案例中，这样一款只有拇指般大小的数据记录仪被安装在工件载体上，用来测试后者在生产机械工作运行中所承受的机械应力。

全文导读： 国庆长假即将到来，各位小伙伴是不是都做好了出游计划呢？今年中秋、国庆“双节”连休八天，多地预计游客接待量将创下新高，而各地的名胜古迹更是人流爆满。迎接游客的同时，如何保障历史古迹不因巨大人流量而受损也成为了让人头疼的问题。 据此， 虹科传感器事业部提出了虹科建筑物振动监测方案，通过安装传感器来监测建筑物的振动和振动，以评估建筑物结构的稳定性、安全性和耐久性。 这种监测在建筑物的设计、施工、维护和改造阶段都很重要，能够提供建筑物的位移、速度和加速度等相关数据。在保障施工人员、业主和周边游客的人身安全以及确保建筑物的结构稳定性方面 均 有 着 重要应用价值和现实意义。 虹科振动传感器助力保护历史古迹 历史古迹是过去文明和历史的实体化表现，它们保存着过去社会、文化和技术的信息。由于年代久远，绝大部分古建筑物的抗振能力非常有限。然而，人类科学技术的进步使得除了自然灾害之外的人造振源不断增多，历史古迹面临日益严峻的安全性问题，对古建筑物的保护也成为了一个重要的研究课题。 根据《机械振动与冲击 建筑物的振动 振动测量及其对建筑物影响的评价指南》（GB/T 14124-2009）标准，一般针对建筑物的人工振源（例如：施工、爆破和交通）的输入频率约为1Hz~150Hz，而自然振源（例如：风与地震）的输入频率通常为0.1Hz~30Hz。针对上述振动环境， 虹科传感器事业部提供种类丰富、功能强大的振动测量传感器，推出的 振动监测方案 帮助保护和维护古建筑物的结构完整性和安全性。下面详细介绍 虹科振动监测方案在历史古迹保护中可以实现的应用 ： 应用场景1：古建筑本体连续健康监测 虹科振动传感器可以对古建筑物本体进行连续结构健康监测。确定建筑物的固有特性需要一定数量的测点，而经济效益最大化的前提下，可以直接将传感器部署在具有结构刚度的承重构件上。 虹科振动传感器能够实现连续、定期地测量和记录建筑物的振动信息，包括振动速度、加速度和位移以及建筑物的主振频率。 这有助于评估建筑物的健康状况，结合报警系统及时发现任何异常振动，以便及时采取必要措施进行修复和保护。 应用场景2：监测周边施工环境对古建筑的振动影响 虹科振动传感器可以测量周边环境的工程活动对古建筑物的影响。 在附近进行施工或其他可能引起地震的工程爆破时，虹科振动监测传感器可帮助确保施工作业对历史建筑的影响在安全范围内。 通过预警并控制施工引起的振动，进而避免对历史建筑产生破坏。根据《古建筑防工业振动技术规范》（GBT 50452-2008)，针对施工产生的振动，应在靠近施工位置或爆破源的一次外部地基安装三轴方向的监测点位，同时根据古建筑物的高度和大小，高度每隔12m、水平间距每隔10m设置一个测点。施工过程中监测的数据出现异常时，系统立刻报警并停止施工，调整工作设备参数。 应用场景3：监测游客活动对古建筑的振动影响 虹科振动传感器可以针对 访客活动进行振动监测。在历史建筑开放给公众参观时，振动监测可用于监测大量游客的活动，特别是在游客大量聚集或流动的区域。这有助于 管理游客流量，避免过多人群对建筑物产生过度挤压和破坏性接触，保护历史建筑。 虹科振动古建筑物振动监测相关振动传感器 ： 虹科CTC的AC203、AC133、AC214系列可以满足现场单轴振动测试需求，同时新款的三轴加速度计集成三轴方向的振动测量，更加便于现场测点布置和提供更加精确的振动数据。 提供多种安装方式以保护重点建筑物： 在振动传感器布设时，要避免对古建筑物造成损伤。实际应用中，将传感器部署于地基、砖、石结构处时，可用石膏粉辅助安装。在木结构处 部署 时，应选择特制胶水辅助安装。传感器应与测点处紧密接触，传感器X(水平径向)指向施工场地并水平放置。根据测点位置合理选择安装方式，避免对建筑物造成损坏。 长时间固定安装方式 便携式安装方式 螺丝底座固定 磁吸底座固定 鳍片底座固定 快拆底座固定