在工业生产的庞大体系中,法兰连接、螺栓紧固是再常见不过的结构。它们如同设备的“关节”,默默地承受着巨大的压力,确保管道、容器、反应釜等系统的密封与完整。然而,这些“关节”的健康状况却长期处于盲测状态:螺栓的预紧力是否足够?密封压力是否均匀?是否存在潜在的泄漏风险?传统的检测手段往往耗时耗力且难以实时进行。
如今,一种创新的技术——无源无线垫片式压力传感器——正悄然改变这一局面。它如同为设备安全安装了一双“透视眼”,直接洞察连接部位最真实的受力状态,将隐患消灭于无形。

(无源无线垫片式压力传感器,为设备安全装上“透视眼” 图源:摄图网)
看不见的风险:为何要监测“压力”?
在高温、高压、振动等复杂工况下,设备连接点的压力分布并非一成不变:
应力松弛: 长期处于高压状态,螺栓和垫片会产生蠕变,导致预紧力下降。
不均匀受力: 安装不当或法兰面不平整,会导致压力分布不均,局部密封失效。
热循环影响: 设备启停带来的温度剧烈变化,会引起材料热胀冷缩,从而改变紧固力。
这些变化是缓慢而隐蔽的,但其后果却是灾难性的:轻则介质泄漏,造成资源浪费和环境污染;重则引发火灾、爆炸等严重安全事故。因此,对关键连接点的压力进行直接、实时、在线的监测,是比测温更为超前的预警手段,是从机械结构完整性层面筑牢安全防线。
技术核心:垫片式传感器如何实现“无源无线”的透视?
这项技术的精妙之处在于,它将传感器本身“化身”为一个智能垫片。
“垫片式”设计——直接感知,无缝集成:
传感器被制作成标准垫片的形状和尺寸,可以直接安装在被紧固的两个法兰面之间,取代原有的普通垫片。这使得它能够最直接、最真实地感知到螺栓施加的紧固力以及密封面的实际接触压力,测量结果精准可靠。
“无源”特性——无需供电,安全长效:
这是该技术的核心优势之一。传感器内部无任何电池或电子元件,其能量来源于无线询问设备发出的射频信号。当外部阅读器靠近时,其发出的射频能量为传感器内的电路短暂供电,从而完成一次测量和数据反馈。这意味着:
永久免维护: 无电池,寿命与设备同周期。
本质安全: 无源设计使其天生防爆,尤其适用于石油、化工、核电等高危场景。
耐极端环境: 不畏高温、高压、腐蚀。
“无线”传输——隔空读数,便捷高效:
压力数据通过无线信号传输。操作人员无需拆卸设备,只需手持或固定安装一个阅读器,在安全距离外即可“隔空”读取到每个螺栓的实时压力值。这彻底解决了传统有线传感器布线困难、安装复杂且存在安全隐患的痛点。
工作流程宛如一次精准的“医学扫描”:
植入: 将智能垫片传感器安装于待测点。
询问: 阅读器发出射频信号,为传感器“唤醒”供电。
感知与反馈: 传感器感知当前压力,将数据调制到无线信号上并反射回阅读器。
诊断: 阅读器解码信号,显示并记录压力数值,完成一次健康检查。
“透视眼”的价值:从盲猜到精知的运维革命
这双“透视眼”的植入,为设备安全管理带来了颠覆性的改变:
实现精准安装,杜绝泄漏源头:
在设备安装或检修时,可以实时监控每个螺栓的紧固力,确保其均匀且达到设计值,从源头上避免因安装不当导致的泄漏。
状态实时监控,预警松弛风险:
能够持续追踪关键连接点压力的长期变化趋势。一旦发现预紧力下降到预警阈值,系统可立即报警,提示进行维护,避免事故发生。
优化维护策略,降本增效:
变“定期维保”为“按需维保”。只有在数据表明需要时才进行紧固,大幅减少了不必要的停机和解体检查,节约了大量人力和生产成本。
赋能数字孪生,构建智能工厂:
每个传感器的数据都是构建设备数字孪生模型的关键参数。通过分析海量压力数据,可以不断优化设备设计、安装规范和预测性维护模型,驱动智能制造升级。

(无源无线垫片式压力传感器,为设备安全装上“透视眼” 图源:摄图网)
无源无线垫片式压力传感器,虽其形小,其力却千钧。它以其独特的集成方式和无源无线的技术优势,成功揭开了设备机械连接内部状态的神秘面纱,实现了从“经验驱动”到“数据驱动”的运维模式变革。
这双“透视眼”不仅在看护着每一个关键连接点的安全,更在洞察着工业设备未来智能化管理的广阔前景。它为流程工业、能源装备、重型机械等领域的安全稳定运行,提供了前所未有的可靠保障,是当之无愧的工业安全守护者。


