在很多工程项目中,“在线监测”听起来很先进,但真正落到现场,往往会遇到一个绕不开的问题:线怎么走?电从哪来?几年后谁来维护?
这也是为什么螺栓这种最基础、数量最多的连接件,长期以来始终难以实现真正意义上的在线监测。不是工程人员不重视,而是传统监测方式本身就不适合这种场景。

(螺栓预紧力与温度如何实现长期在线监测 图源:摄图网)
长期在线监测,难点从来不在“能不能测”
从技术角度看,测量螺栓预紧力或温度本身并不困难。真正困难的是,如何在不改变原有结构、不增加维护负担的前提下,把监测系统长期留在工程现场。
布线意味着施工复杂度和潜在失效点;电池意味着寿命限制和不可控的维护成本。一旦传感系统自身需要频繁维护,它就很难在桥梁、风电、轨道交通、重型装备等场景中大规模部署。
因此,工程界真正需要的不是“更高精度”,而是一种与结构同寿命的监测方式。
无源无线,是工程现实倒逼出的选择
无源无线螺栓监测的核心思想,并不是“不用电”,而是把供能和通信从结构本体中剥离出去。传感器本身不存储能量、不依赖持续供电,只在被读取时,通过外部激励完成信息交互。
这种方式在工程上带来的直接好处非常明确:没有电池老化问题,没有布线隐患,也不会因为供电故障而导致监测失效。对于寿命以十年甚至几十年计的结构而言,这种稳定性本身就是价值。
更重要的是,它让监测系统的存在感足够低,不会反过来影响结构安全。
为什么要同时监测预紧力与温度?
如果只是为了“在线”,单一参数的监测其实并不难。但工程实践反复证明,缺乏上下文的数据,很难支撑可靠判断。
螺栓预紧力会随时间衰减,这是客观事实;温度变化同样是不可避免的运行条件。温度不仅影响材料性能,也会通过热膨胀和热应力,直接改变螺栓的受力状态。
当这两个参数被同时获取时,工程人员才能判断预紧力变化是否异常,温升是否已经对连接可靠性产生影响。对于长期在线监测而言,这种“可解释性”比单一数值本身更重要。

(螺栓预紧力与温度如何实现长期在线监测 图源:摄图网)
长期在线,靠的是“低干预”而不是“高频率”
很多人对在线监测的理解,仍停留在高采样率和实时曲线上。但对于螺栓这样的结构部件而言,真正有意义的是长期趋势,而不是瞬时波动。
无源无线监测并不追求毫秒级更新,而是以足够低的频率,持续记录关键状态变化。这种策略不仅降低了系统复杂度,也更符合工程决策的实际需求。
换句话说,长期在线的本质,不是一直“盯着看”,而是随时“看得见”。
无需布线、无需电池,并不是一种炫技式的技术选择,而是对工程现实的尊重。只有当监测系统足够简单、足够稳定,螺栓预紧力与温度的长期在线监测才真正具备可行性。
当关键连接点能够在不被打扰的情况下,持续反馈自身状态,工程安全就不再完全依赖经验和事后检查。这种看似克制的技术路线,恰恰是复杂工程中最可靠的选择。


