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        2021 IAS展
        現場儀表

        來自飛機座椅的實測數據:Lantal Textiles AG公司正在使用的MSR145WD無線數據記錄儀

          2021年04月16日  

          微型數據記錄儀主要用于監視機器設備,系統和數據傳輸的過程。但是,其實數據記錄儀在其他的應用中也可能會非常有用,例如在開發新一代飛機座椅組件時。

          首先,飛機座椅必須使人感到非常舒適,并且必須易于清潔,高質量和高機械穩定性。但是,還有一個重要的要點:它們也必須非常輕,因為每增加一千克的質量就意味著更高的運營成本,這是因為因為飛機燃油消耗量更大,因此二氧化碳排放量也更高?;谶@些原因,航空工業中的所有座椅制造商都對優化人體工程學方面和進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 公司已經在這一領域工作了多年。Lantal是國際航空,公共汽車和鐵路交通的紡織品和服務設計,制造和營銷的領導者。幾年前,該公司開發了所謂的“氣動舒適系統”。它基于以下原理:充氣墊可代替傳統的座椅泡沫。這樣可確保增加舒適性并減少座椅重量,這意味著每個商務艙座椅可節省約1.5至3千克的傳統聚氨酯泡沫,每個頭等艙座椅可節省約3至5千克。另外,這些墊子具有擴展的功能范圍。

          由于設有氣室,壓力得到了最佳分配,乘客可以根據個人喜好調整座椅墊的硬度。無論是坐姿還是躺姿,充氣墊都會自動將其調節到所需的狀態。如果沒有別的,這些都是航空公司潛在的營銷點。當然,這需要一個復雜的壓力控制系統,即使客艙壓力不斷變化,也要通過適當的泵和閥門來保持乘客的舒適度。氣動舒適系統應該在完全無維護的情況下運行,這意味著在整個使用壽命中,氣墊的操作應該保持不變。這種設計的飛機坐墊已經被許多國際航空公司使用,主要是在頭等艙和商務艙。

          迷你記錄儀研究氣動控制技術

          這家瑞士公司正在使用總部設在瑞士的MSR Electronics GmbH的MSR145WD無線數據記錄儀,用于相應的氣動控制技術的進一步開發和長期測試。這些微型數據記錄儀只有一個拇指大小,可以通過內部傳感器以可自由調整的采樣頻率來記錄和存儲溫度,濕度,壓力,光強度和加速度/位置的參數。一個OLED彩色顯示屏可顯示參數的變化。這些記錄儀由大容量電池供電,能夠存儲大約100萬個測量值值,一方面可以通過USB讀取,另一方面可以通過低功耗藍牙進行無線讀取。Lantal公司利用后一種傳輸方式,通過微型數據記錄儀檢查測試臺上氣墊的壓力狀況。該公司在其研發實驗室中使用了十多個這樣的數據記錄儀。

          圖1|MSR145WD檢查氣動墊壓力狀況

          壓力值的準確記錄

          在各自的測試中,還必須考慮飛機的內部壓力,因為在起飛、降落和巡航飛行過程中,氣墊中的空氣壓力必須根據環境空氣壓力進行調整。在開發整個氣動系統,電子設備和相應的控制技術時,尤為重要的是,可以高分辨率記錄氣墊中的壓力值和溫度;這通過內部傳感器量程在10到2000mbar的范圍內以及±2mbar的測量精度來確保。從蘇黎世到洛杉磯的飛行中機艙內部壓力的圖表。在高海拔的巡航飛行中,機艙壓力大大降低;壓力差為220 mbar。因此,還必須重新調節座墊中的壓力。下圖來源:Lantal Textiles AG跨大西洋飛行期間機艙的平均內部壓力約為900 mbar –在高海拔的巡航飛行期間,其內部壓力顯著降低至約780 mbar –因此,正常壓力差超過230 mbar地球表面的最大壓力約為1013 mbar。必須根據這些壓力差重新調整座墊中的內部壓力,并通過記錄儀在測試臺上對其進行測試。0 ~ 100%的相對濕度和在±15 g范圍內的三軸加速度是該測試需要進一步關注的參數。在這種情況下,還可以通過MSR記錄儀執行碰撞試驗。在這個過程中,記錄儀可以存儲的所有壓力值和其他物理參數都以非常高的采樣率記錄下來。由于它們的機械穩定性,這些微型記錄儀甚至可以經受住這些“艱難”的測試,而不會遭受任何機械或電氣損壞。由于其堅固性,記錄儀還可以在非常不利的環境條件下使用,例如在運輸和物流行業,汽車工程以及機械制造和工廠工程中所有不同的應用領域,因為它們被指定用于溫度范圍為-20至+65°C。

          圖2|MSR145WD測得的壓力曲線圖

          通過藍牙和移動網絡將數據傳輸到云

          在Lantal測試期間,可以通過低功耗藍牙(BLE)無線讀取參數,也可以根據測試設置通過USB有線讀取參數。通常,BLE短距離無線電技術在必須從難以訪問的位置(例如在旋轉的機械零件的其他行業)中監視測量數據的應用中具有優勢。BLE無線標準使用戶能夠發送和記錄數據,而不管在半徑20 m內的位置是怎樣的。

          為了更加獨立于位置并能夠在全球范圍內讀取測量值,MSR Electronics開發了自己的云應用程序:通過藍牙將測量值從數據記錄儀傳輸到附近的移動網絡接口再從移動網絡網關到MSR SmartCloud,可以在世界上任何位置(受密碼保護)檢索它們。通過“MSR DataLogger”智能手機app,可以隨時啟動、停止、讀出數據并發送到MSR SmartCloud。該云系統還提供報警功能。

          因此,在航空工程中的這種應用中,微型數據記錄儀表明它們可以用于除機器和運輸監測或物流之外的各種計量應用中–實驗室和試驗臺測量技術是進一步的應用領域。類似的記錄儀已經被用來記錄太空飛行中的機械載荷。

          圖3|MSR SmartCloud

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