在工程结构、装备制造和交通运输等领域，螺栓作为最常见的紧固件，承担着关键的连接与承载作用。然而，螺栓预紧力一旦不足或过大，往往会引发松动、泄漏或疲劳断裂等问题，直接影响结构的安全与寿命。因此，如何实现螺栓预紧力的实时监测与智能化管理，一直是行业亟需解决的难题。
近年来，随着传感与物联网技术的发展，一种新兴的解决方案逐渐受到关注——无源无线垫片式压力传感器。这种传感器直接集成在螺栓连接的垫片位置，能够长期、稳定地感知螺栓受力状态，并通过无线方式将信息传输到外部读写设备，从而实现真正意义上的在线监测。
（无源无线垫片式压力传感器：螺栓预紧力在线监测 图源：摄图网）
传统监测方式的局限
在螺栓预紧力监测中，传统方法主要依赖以下几类：
人工扭矩复检：效率低，依赖人工经验，难以保证长期稳定性；
应变计监测：需要布线和电源，适用于实验环境，但在实际工程中安装维护成本过高；
液压或声学方法：应用受限，难以在大规模、隐蔽或复杂环境下推广。
这些方法共同的不足在于：布线复杂、维护成本高、适应性差，难以满足当下对智能化、长期化、低维护的需求。
无源无线垫片式压力传感器的优势
无源无线垫片式压力传感器的核心理念是，将传感单元设计在垫片中，利用特殊结构和谐振特性来感知螺栓受力变化，并通过无线方式实现信息传输。与传统技术相比，它具有以下优势：
无源设计，零维护
传感器无需电池供电，通过外部读写器的能量激励即可工作，避免了更换电池的维护难题。
安装简便，不改变结构
传感器形态与普通垫片一致，安装时只需替换传统垫片，不需要额外布线或对结构进行改造。
实时在线监测
能够动态反馈螺栓的预紧力变化，实现全天候状态感知，帮助及时发现松动或异常。
环境适应性强
由于其无源无线特性，传感器可在高温、高压、振动或封闭等恶劣环境下长期稳定工作。
应用前景广阔
无源无线垫片式压力传感器的应用潜力，远不止于单一场景，它将在多个行业中发挥重要作用：
轨道交通：对轨枕、扣件、钢轨连接螺栓的预紧力进行实时监测，提升运行安全性；
能源装备：风电机组、石化管道等高负荷螺栓的在线健康监测，降低事故风险；
航空航天：关键螺栓的长期监控，保障飞行安全；
桥梁与基建：对大跨径桥梁、高层建筑中的关键螺栓进行全寿命周期监测，提高运维水平。
（无源无线垫片式压力传感器：螺栓预紧力在线监测 图源：摄图网）
随着物联网、数字孪生和智能运维的深入发展，无源无线垫片式压力传感器将成为智能化运维体系的核心节点。通过与大数据平台结合，它不仅能够提供实时监测数据，还能实现预测性维护，真正从“被动维修”走向“主动预警”，大幅度提升工程结构的安全性和运维效率。
可以预见，在未来几年，这项技术将在轨道交通、能源装备和大型基础设施等高价值领域率先落地，并逐步扩展到更多工业场景，成为螺栓预紧力监测的主流解决方案。
