在大型设备的运维现场，有这样一个看似“小问题”常常被忽视——螺栓到底拧得够不够紧？
这个看似简单的动作，实则关乎结构安全的底线。
无论是风电塔筒的法兰连接、铁路扣件的固定，还是桥梁钢结构、石化管线的高压法兰，螺栓预紧力一旦不足，就可能导致松动、渗漏、疲劳损伤甚至结构失效。而过去，我们能做的，只是靠力矩扳手、人工抽检、或加装应变片的有线传感器去“猜测”这根螺栓的状态——既费时费力，又难以长期监测。
现在，有团队选择了一条全新的路：
直接把传感器，做到垫片里。
（把传感器做进垫片里：无源无线的方式监测螺栓预紧力 图源：摄图网）
从“结构件”到“感知件”：一颗螺栓的智能化革命
传统的垫片只起到“密封”和“缓冲”的作用，而无源无线垫片式传感器则赋予了它“感知”的能力。
这枚垫片内部集成了一个微型的无源谐振传感单元——没有电池、无需布线，却能实时感知螺栓的受力变化，并将信息通过无线方式传递出去。
它的核心逻辑是这样的：
当螺栓被拧紧时，垫片会受到轴向压力，这种机械应力会改变传感器内部谐振单元的电参数（例如电感或电容），从而引起谐振频率的微小漂移。外部读写设备只需扫描频率响应，就能得到垫片的受力状态，也就间接得知螺栓的预紧力是否达标。
整个过程无需供电、无需信号线，也不需要打开设备结构去查看——这正是“无源无线”的魅力所在。
告别“拆检时代”：长期在线监测成为可能
想象一下一个风电塔：数百个螺栓分布在数十米高的塔筒接缝处，环境中有高湿、盐雾、振动与温差。过去运维人员需要攀爬检查、逐颗测量，如今只需一台无线读写器，就能在地面上完成数据采集。
无源无线垫片传感器带来了几个关键改变：
零供电维护：内部没有电池，无需更换，也不怕失效。
远程读取：可以穿透涂层或非金属防护层进行数据采集。
多点同步监测：在一个网络中可同时读取多个螺栓状态，实现全局化健康监控。
高可靠性：结构与垫片一体化，机械强度不受影响，适应高温、高压、振动等恶劣环境。
这意味着，每一颗螺栓都能成为一个数据入口，让设备的“健康”状态从此透明、可视、可追踪。
从风电到轨交：多场景落地的价值
这种“传感垫片”的应用场景正在迅速扩展。
风电行业：实时监测塔筒法兰螺栓的预紧力，预防松动导致的结构振动和停机。
轨道交通：在扣件、钢轨连接处布设监测点，确保长期运行安全。
桥梁与钢结构：对关键受力点进行长期应力跟踪，提前发现疲劳风险。
石化与压力管线：监测高温高压下法兰螺栓的应力状态，防止泄漏。
过去，这些场景因为布线难、维护成本高、环境复杂而无法实现在线监测；而无源无线技术的介入，使这些“不可能”变得切实可行。
螺栓数字化的起点：从被动部件到数据节点
无源无线垫片式传感器的价值，不止在于“检测”，更在于让螺栓成为数字化资产的一部分。
当这些传感垫片与数字孪生系统或BIM运维平台对接时，螺栓的应力变化可以实时映射到虚拟模型中，形成一张结构健康的“热力图”。系统可以自动识别风险螺栓，生成预警或维护计划，从而实现真正意义上的状态监测与预测性维护。
未来，我们甚至可以用手机或手持终端扫描某个螺栓，即时看到它的预紧力历史曲线和健康等级——这正是“智能运维”的雏形。
（把传感器做进垫片里：无源无线的方式监测螺栓预紧力 图源：摄图网）
真正的创新，往往藏在细微之处
很多人谈“智能制造”时，想到的是云平台、大模型、算法，而忽略了那些最基础的物理层创新。
把传感器做到垫片里，看似只是一个小小的结构改造，却打通了结构安全监测的“最后一公里”。
这项技术让本该“沉默”的螺栓说起了话，也让设备的安全与可靠性进入了一个全新的阶段。
未来，当每一颗螺栓都能实时报告自己的状态，工业世界的智能化，才算真正落到每一个螺纹的深处。
