无源无线复合传感器同时测螺栓预紧力和温度,更安全

无源无线复合传感器同时测螺栓预紧力和温度,更安全

在工程结构中,螺栓几乎无处不在,却长期处于被忽视的位置。它们数量庞大、分布分散,一旦安装完成,往往只在检修或事故之后才重新进入视野。但大量工程经验反复证明,结构失效往往不是从主梁、主轴这些“显眼部件”开始,而是从一个不起眼的连接点失守开始。


真正的问题不在于螺栓有没有拧紧过,而在于运行过程中,它是否始终处在一个安全状态。


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(无源无线复合传感器同时测螺栓预紧力和温度  图源:摄图网)


螺栓失效,往往不是单一原因


在实际工况下,螺栓预紧力的变化几乎是不可避免的。材料的应力松弛、振动引起的微滑移、装配面的磨损,都会让最初合格的预紧力逐步衰减。而与此同时,温度因素也在持续作用——环境温度变化、设备运行发热、局部摩擦升温,都会影响螺栓及被连接件的力学状态。


更关键的是,这两种因素并不是各自独立发生的。温度变化会引起热膨胀不匹配,从而改变螺栓的实际受力;预紧力不足又可能导致接触状态恶化,进一步诱发异常温升。很多工程风险,正是在这种力—热相互耦合的过程中逐步放大的。


如果只监测其中一个参数,就很容易在判断上出现盲区。


无源无线复合传感器的工程优势


在工程现场,大规模部署传感器往往会遇到现实限制:布线困难、供电不可靠、维护成本高。尤其是在桥梁、风电、轨道交通、重型装备等场景中,传感系统本身不能成为新的风险源。


无源无线复合传感器的价值,恰恰体现在这一点上。无需电池、无需现场供电,也不改变原有结构受力路径,它以极低的系统侵入性,长期“嵌入”在结构中工作。预紧力与温度的同步获取,不是为了追求高频数据,而是为了在关键节点上,持续提供可信的状态信息。


从工程角度看,这种方案并不是“更复杂”,而是在不增加运维负担的前提下,补齐了原本缺失的安全感知能力。


“更安全”,体现在更早、更准的判断


安全的本质,并不只是事故不发生,而是风险能够被提前识别和正确理解。复合监测带来的提升,首先体现在判断层面。


当预紧力变化与温度趋势被放在同一时间轴上观察时,运维人员可以更早识别异常演化,而不是等到结构响应已经放大;设计和管理人员也可以基于真实运行数据,优化维护周期和检修策略,避免“过度维护”和“维护不足”这两种同样危险的状态。


从这个意义上说,无源无线复合传感器并不是在“替代经验”,而是在为经验提供证据。


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(无源无线复合传感器同时测螺栓预紧力和温度  图源:摄图网)


螺栓是结构中最基础的连接件,但它承载的却是整体安全的底层逻辑。将预紧力与温度同时纳入监测视野,是对工程复杂性的正视,而不是技术炫耀。


无源无线复合传感器之所以“更安全”,不在于它多测了一个参数,而在于它让工程人员在关键连接点上,第一次真正看清了力与热共同作用下的真实状态。这种看清,本身就是安全的开始。

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