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功率谱密度:是指什么以及如何进行测量?
发布时间 :2022-01-17 17:24


功率谱密度是一项与振动力相关的复杂数学计算 在包装行业中,我们必须牢记振动是可能在配送周期中对货物造成负面影响的关键因素之一。 


为此,在设计和优化能够在运输过程中保护贵公司产品包装的时候,功率谱密度计算就成了一个至关重要的步骤。


在包装行业中什么是功率谱密度(PSD


按照其技术定义,功率谱密度 (PSD) 是在振动信号中发生的能量变化,通过每单位质量的频率来进行衡量。 


换句话说,对于每个频率来讲功率谱密度函数显示存在的能量是更高或者更低。


因此,在包装行业中使用功率谱密度分析来测量振动是如何影响货物的。


·        一方面,“功率” 一词表示功率谱密度函数的幅度对应于已分析信号的均方根。


换句话来说,在功率谱密度(PSD)的分析中,“功率” 不是指以伏特或马力为单位来测量的功率; 相反,任何值的均方根将被称为该值的功率。


·        另一方面,频谱一词表示功率谱密度 (PSD),  是一个基于频率的函数。 这意味着功率谱密度显示信号在频谱上的分布。


·        最后,密度一词表示频谱密度函数的幅度已标准化为 1hz 的带宽。 譬如,对于以 g 为单位测量的加速度信号,功率谱密度(PSD) 函数的单位将是 g²/hz。


由于功率谱密度函数的名称不包括已测量的,因此有时将 “功率” 一词替换为测量值。 譬如,可以谈论 ASD(加速度谱密度)函数。


在包装中的谱密度函数


包装行业中,谱密度函数可以被使用于确定在通过公路海运空运的运输过程中有多少能量转移到了包裹和货物上以及是如何进行转移的方面。


譬如,在公路运输的情况下,传递给运输产品的大部分能量都与卡车的悬架有关。


其范围通常在 2 8hz 之间,取决于该卡车是满的还是空的。


此外,随后的这些频率是从车轮传输而来的能量,其范围通常在 15 20hz之间,取决于车轮是里有高压还是低压。


最后,由于从车箱传输来的能量被添加到了这些频率中,其范围通常在 50 100hz之间,取决于车箱是满的还是空的。


如果从运输车辆传输来的频率包装及其产品的固有频率相匹配的话,则产品可能会与该振动产生共振,并产生损坏或变质的现象。


这就是说,在负载运输过程中对振动的充分保护将涉及到包装设计,从而防止货物与来自运输车辆的振动产生共振现象。


因此,通过功率谱密度计算我们可以进行一次功率谱密度分析,确定振动是否会损坏包装及其内部被运输的产品。


功率谱密度的计算


通过估计信号频率的频谱来执行功率谱密度的计算程序。傅里叶变换被应用于功率谱密度的公式中。


这个公式是基于任何信号都可以通过正弦波序列和余弦波序列的总和来重构的原理,每一个波序列都将与一个整数、确定和不同的周期数有关联。


这是一项复杂的数学计算,当其被应用于包装行业的时候,凭借其远见卓识的能力和对包装的优化,可以成功地保护正处于运输中的货物。


功率谱密度的计算基于先前测量出来的信号。 可以使用数据采集器等设备来执行该项测量,当将其安装在想要测量的运输工具上的时候,可以监控现有的振动和其他类型的危险。 


为此,基于功率谱密度分析的交通模拟必须尽可能地接近真实的交通条件




如果使用过时的光谱密度函数(多年前获得的),您将面临的情况是包装设计可能无法承受来自真实运输条件的风险


这意味着您最终可能会选择的包装并非是最佳的设计;根据运输条件的实际要求,过度包装或包装不足都是不恰当的。


为什么测量谱密度很重要


测量谱密度是优化包装研究的重要组成部分之一。


在公路、海运或空运的运输过程中可以保护货物防止损失、产品损坏以及在最终消费者面前出现的不良形象。


为了确保在运输过程中振动不会影响到货物,我们需要计算光谱密度,以便了解包裹需要承受哪种类型的振动。


然后,在完成了功率谱密度计算以后,该信息将在包装实验室内被使用在运输模拟中来。


使用一个振动台,可以模拟货物运输过程中存在的条件——包括振动。


通过这种方式,我们将能够确定包裹和产品在运输过程中将会受到的振动 通过使用这些信息,可以以某种方式优化包装并确保货物安全


通过振动模拟来优化您的包装


应用于包裹领域,在执行运输模拟的过程中可以在振动台中使用功率谱密度计算。 


通过将功率谱密度PSD 振动分析应用于运输模拟,可以在包装实验室的受控条件下预测振动可能对货物产生的影响




因此,一个振动台可用于根据货物将经历的实际运输条件来对包装进行优化。包装优化意味着节省成本并减少因包装不恰当而可能造成的损失。


反过来,在该设备中还可以将俯仰和滚动模块添加上来,将功率谱密度公式与运输过程中通常发生的俯仰和滚动运动结合到一起。

 

该模块使用了来自 Safe Load Testing Technologies 公司的专利技术使模拟设备更加接近真实情况 


因此,通过使用垂直振动 + 俯仰和滚动模块,您可以获取更加接近真实运输条件的模拟效果包装优化


振动模拟是市场上包装测试方法中的一项基本测试手段。 


如果您需要协助执行功率谱密度分析并将其应用在您的包装上来的话,Safe Load Testing Technologies公司可以为您提供帮助。 


我们团队的工作人员在包装和运输模拟行业拥有超过二十年的工作经验和出色的业绩记录。


此外,我们根据国际安全运输协会ISTA美国材料与试验协会ASTM) 和国际标准化组织ISO)的相关规定开展工作,从而可以确保您的货物在运输和装卸的过程中可以处于安全状态。


我们确保给您提供一个建立在不断创新基础上的具有个性化的解决方案 欢迎您与我们取得联系,通过大家的共同努力来为您节省包装成本、防止损失并改善客服。


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