微型數(shù)據(jù)記錄儀主要用于監(jiān)視機(jī)器設(shè)備，系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程。但是，其實(shí)數(shù)據(jù)記錄儀在其他的應(yīng)用中也可能會(huì)非常有用，例如在開(kāi)發(fā)新一代飛機(jī)座椅組件時(shí)。
首先，飛機(jī)座椅必須使人感到非常舒適，并且必須易于清潔，高質(zhì)量和高機(jī)械穩(wěn)定性。但是，還有一個(gè)重要的要點(diǎn)：它們也必須非常輕，因?yàn)槊吭黾右磺Э说馁|(zhì)量就意味著更高的運(yùn)營(yíng)成本，這是因?yàn)橐驗(yàn)轱w機(jī)燃油消耗量更大，因此二氧化碳排放量也更高。基于這些原因，航空工業(yè)中的所有座椅制造商都對(duì)優(yōu)化人體工程學(xué)方面和進(jìn)一步減輕座椅重量非常感興趣。
可以大大減輕重量
瑞士Lantal Textiles AG 公司已經(jīng)在這一領(lǐng)域工作了多年。Lantal是國(guó)際航空，公共汽車(chē)和鐵路交通的紡織品和服務(wù)設(shè)計(jì)，制造和營(yíng)銷(xiāo)的領(lǐng)導(dǎo)者。幾年前，該公司開(kāi)發(fā)了所謂的“氣動(dòng)舒適系統(tǒng)”。它基于以下原理：充氣墊可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的座椅泡沫。這樣可確保增加舒適性并減少座椅重量，這意味著每個(gè)商務(wù)艙座椅可節(jié)省約1.5至3千克的傳統(tǒng)聚氨酯泡沫，每個(gè)頭等艙座椅可節(jié)省約3至5千克。另外，這些墊子具有擴(kuò)展的功能范圍。
由于設(shè)有氣室，壓力得到了最佳分配，乘客可以根據(jù)個(gè)人喜好調(diào)整座椅墊的硬度。無(wú)論是坐姿還是躺姿，充氣墊都會(huì)自動(dòng)將其調(diào)節(jié)到所需的狀態(tài)。如果沒(méi)有別的，這些都是航空公司潛在的營(yíng)銷(xiāo)點(diǎn)。當(dāng)然，這需要一個(gè)復(fù)雜的壓力控制系統(tǒng)，即使客艙壓力不斷變化，也要通過(guò)適當(dāng)?shù)谋煤烷y門(mén)來(lái)保持乘客的舒適度。氣動(dòng)舒適系統(tǒng)應(yīng)該在完全無(wú)維護(hù)的情況下運(yùn)行，這意味著在整個(gè)使用壽命中，氣墊的操作應(yīng)該保持不變。這種設(shè)計(jì)的飛機(jī)坐墊已經(jīng)被許多國(guó)際航空公司使用，主要是在頭等艙和商務(wù)艙。
迷你記錄儀研究氣動(dòng)控制技術(shù)
這家瑞士公司正在使用總部設(shè)在瑞士的MSR Electronics GmbH的MSR145WD無(wú)線數(shù)據(jù)記錄儀，用于相應(yīng)的氣動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和長(zhǎng)期測(cè)試。這些微型數(shù)據(jù)記錄儀只有一個(gè)拇指大小，可以通過(guò)內(nèi)部傳感器以可自由調(diào)整的采樣頻率來(lái)記錄和存儲(chǔ)溫度，濕度，壓力，光強(qiáng)度和加速度/位置的參數(shù)。一個(gè)OLED彩色顯示屏可顯示參數(shù)的變化。這些記錄儀由大容量電池供電，能夠存儲(chǔ)大約100萬(wàn)個(gè)測(cè)量值值，一方面可以通過(guò)USB讀取，另一方面可以通過(guò)低功耗藍(lán)牙進(jìn)行無(wú)線讀取。Lantal公司利用后一種傳輸方式，通過(guò)微型數(shù)據(jù)記錄儀檢查測(cè)試臺(tái)上氣墊的壓力狀況。該公司在其研發(fā)實(shí)驗(yàn)室中使用了十多個(gè)這樣的數(shù)據(jù)記錄儀。
圖1|MSR145WD檢查氣動(dòng)墊壓力狀況
壓力值的準(zhǔn)確記錄
在各自的測(cè)試中，還必須考慮飛機(jī)的內(nèi)部壓力，因?yàn)樵谄痫w、降落和巡航飛行過(guò)程中，氣墊中的空氣壓力必須根據(jù)環(huán)境空氣壓力進(jìn)行調(diào)整。在開(kāi)發(fā)整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)，電子設(shè)備和相應(yīng)的控制技術(shù)時(shí)，尤為重要的是，可以高分辨率記錄氣墊中的壓力值和溫度;這通過(guò)內(nèi)部傳感器量程在10到2000mbar的范圍內(nèi)以及±2mbar的測(cè)量精度來(lái)確保。從蘇黎世到洛杉磯的飛行中機(jī)艙內(nèi)部壓力的圖表。在高海拔的巡航飛行中，機(jī)艙壓力大大降低;壓力差為220 mbar。因此，還必須重新調(diào)節(jié)座墊中的壓力。下圖來(lái)源：Lantal Textiles AG跨大西洋飛行期間機(jī)艙的平均內(nèi)部壓力約為900 mbar –在高海拔的巡航飛行期間，其內(nèi)部壓力顯著降低至約780 mbar –因此，正常壓力差超過(guò)230 mbar地球表面的最大壓力約為1013 mbar。必須根據(jù)這些壓力差重新調(diào)整座墊中的內(nèi)部壓力，并通過(guò)記錄儀在測(cè)試臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。0 ~ 100%的相對(duì)濕度和在±15 g范圍內(nèi)的三軸加速度是該測(cè)試需要進(jìn)一步關(guān)注的參數(shù)。在這種情況下，還可以通過(guò)MSR記錄儀執(zhí)行碰撞試驗(yàn)。在這個(gè)過(guò)程中，記錄儀可以存儲(chǔ)的所有壓力值和其他物理參數(shù)都以非常高的采樣率記錄下來(lái)。由于它們的機(jī)械穩(wěn)定性，這些微型記錄儀甚至可以經(jīng)受住這些“艱難”的測(cè)試，而不會(huì)遭受任何機(jī)械或電氣損壞。由于其堅(jiān)固性，記錄儀還可以在非常不利的環(huán)境條件下使用，例如在運(yùn)輸和物流行業(yè)，汽車(chē)工程以及機(jī)械制造和工廠工程中所有不同的應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)樗鼈儽恢付ㄓ糜跍囟确秶鸀?20至+65°C。
圖2|MSR145WD測(cè)得的壓力曲線圖
通過(guò)藍(lán)牙和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆?/strong>
在Lantal測(cè)試期間，可以通過(guò)低功耗藍(lán)牙(BLE)無(wú)線讀取參數(shù)，也可以根據(jù)測(cè)試設(shè)置通過(guò)USB有線讀取參數(shù)。通常，BLE短距離無(wú)線電技術(shù)在必須從難以訪問(wèn)的位置(例如在旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件的其他行業(yè))中監(jiān)視測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。BLE無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)使用戶能夠發(fā)送和記錄數(shù)據(jù)，而不管在半徑20 m內(nèi)的位置是怎樣的。
為了更加獨(dú)立于位置并能夠在全球范圍內(nèi)讀取測(cè)量值，MSR Electronics開(kāi)發(fā)了自己的云應(yīng)用程序：通過(guò)藍(lán)牙將測(cè)量值從數(shù)據(jù)記錄儀傳輸?shù)礁浇囊苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)接口再?gòu)囊苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)到MSR SmartCloud，可以在世界上任何位置(受密碼保護(hù))檢索它們。通過(guò)“MSR DataLogger”智能手機(jī)app，可以隨時(shí)啟動(dòng)、停止、讀出數(shù)據(jù)并發(fā)送到MSR SmartCloud。該云系統(tǒng)還提供報(bào)警功能。
因此，在航空工程中的這種應(yīng)用中，微型數(shù)據(jù)記錄儀表明它們可以用于除機(jī)器和運(yùn)輸監(jiān)測(cè)或物流之外的各種計(jì)量應(yīng)用中–實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)臺(tái)測(cè)量技術(shù)是進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域。類似的記錄儀已經(jīng)被用來(lái)記錄太空飛行中的機(jī)械載荷。
圖3|MSR SmartCloud
