无需布线,不用电池,这个传感器能“看穿”螺栓预紧力!

无需布线,不用电池,这个传感器能“看穿”螺栓预紧力!

在所有工业部件里,螺栓是最不起眼的零件,却承担着最关键的安全责任。无论是风电塔筒的法兰连接、桥梁的钢结构节点、压力容器的法兰密封,还是轨道扣件、重载机械设备,高强度螺栓始终是整个结构安全的“底层逻辑”。然而,螺栓预紧力的变化往往无法凭肉眼判断,更无法实时监测,一旦松动就可能引发不可逆的损失。


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(无需布线,不用电池,这个传感器能“看穿”螺栓预紧力!  图源:摄图网)


行业长期依赖人工巡检、定期扭矩复检或声学、振动等间接监测方式。可这些方法都存在一个共同问题——有延迟、间歇性、不可规模化、无法真正做到实时感知。大家都知道螺栓松动是“慢性病”,但工程师通常只能在事故发生前的一刻才察觉。


而现在,一种全新的传感方案正在改变这种困境,它就是——无源无线垫片式压力/预紧力传感器。


它并不像传统传感器那样有电池,不需要供电,也不需要走一根线缆。它外表就像一片普通金属垫片,却能在螺栓受力变化时发生微小的谐振频率变化。只要读写器从外部激励,它便能“反射”出螺栓此刻的受力状态。没有电池,就不会老化;没有布线,就没有施工难题;没有维护,就意味着可以陪伴结构走完整个生命周期。


更像是一种把“感知能力”直接嵌进螺栓结构的方式。


在风电行业,它让高空上的法兰螺栓第一次具备了“持续在线”的能力。塔筒是否受风载冲击、机舱段连接是否松动、叶片根部螺栓是否衰减,这些过去需要人工攀塔检测的问题,现在只需地面扫一下、塔筒内部读取一次,数据即可实时获取,大幅降低运维成本,也让风险在发生前提前暴露。


在桥梁和大型钢结构里,它同样展现出独特优势。桥梁节点数量庞大,布线几乎不可能,电池更换则更是难上加难。过去的应变计或有源监测方案无法低成本规模化部署,而这种无源无线垫片式传感器则可以像普通垫片一样装上去,之后便长期稳定工作。它让钢结构第一次具备了“自我监测能力”,无需人工攀爬检查,也无需停机。


在压力容器、石化设备和重载机械领域,螺栓的松动是高风险事件,但由于环境恶劣,传统监测方式常常失效。无源无线传感器本体由金属与耐高温材料构成,对温度、油污、震动、腐蚀都高度耐受。这代表着——过去“很难监测”的地方,现在终于可以监测了。


更关键的是,它真正做到成本可控、安装轻量化,非常适合大量部署。企业不再需要为布线方案发愁,不需要考虑每两年换一次电池,更不需要担心某个传感器因电池失效而“悄悄掉线”。它的整体方案更像是一件“结构级组件”,而不是一件“需要维护的电子产品”。


从工程角度看,它提供的不是简单的“数据”,而是一种全新的结构感知方式——让螺栓这类无源机械件第一次具备了能“说话”的能力。


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(无需布线,不用电池,这个传感器能“看穿”螺栓预紧力!  图源:摄图网)


无人值守、长期可靠、实时在线,这些原本看似矛盾的能力,现在都被集成在一片薄薄的垫片里。它像是安装在螺栓下方的一颗“眼睛”,随时告诉你:结构是否健康、是否松动、是否受到冲击、是否出现衰减。


在未来,螺栓预紧力监测将从“抽检时代”走向“实时时代”;从依靠人工经验走向依靠数据;从靠巡检发现问题,走向提前预警避免问题。

而这一切,可能就从这样一个无需布线、不用电池,却能看穿螺栓预紧力的小小传感器开始。

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