在轨道交通系统中，送电轨是保障列车稳定运行的关键部件之一。无论是在地铁第三轨供电系统，还是在部分城际线路中，送电轨通过大量螺栓与支架、绝缘子、钢结构底座牢固连接。这些螺栓承担着电气安全与机械稳定的双重责任。一旦预紧力不足，轻则引发接触不良、振动加剧，重则可能导致送电轨偏移甚至脱落，带来严重安全隐患。因此，围绕送电轨连接节点开展长期、在线的预紧力监测，已成为轨道交通精细化运维的重要方向。
(无源无线垫片式压力传感器在轨道交通送电轨监测螺栓预紧力 图源：摄图网)
传统的送电轨螺栓检查，多依赖人工巡检与定期扭矩复核。在夜间“天窗”时间内，检修人员逐点检查关键节点。这种方式虽然成熟，但存在明显短板：覆盖范围有限、检测周期长、无法掌握预紧力变化趋势。特别是在振动频繁、温差变化明显的区段，螺栓预紧力可能呈现缓慢衰减，人工抽检很难捕捉早期异常。
无源无线垫片式压力传感器，为送电轨螺栓监测提供了新的技术路径。其核心思路并非在螺栓外部加装复杂装置，而是将传感功能集成进标准垫片结构之中。安装时无需改变原有装配流程，只需将普通垫片替换为传感垫片，即可实现对螺栓轴向受力的实时感知。
这种传感器内部通常采用应力敏感结构与谐振单元耦合的方式。当螺栓预紧力发生变化时，垫片内部的应力状态改变，进而引起谐振频率偏移。通过外部读写设备发射电磁信号进行激励，即可在无接触、无电池的条件下读取频率变化，实现对预紧力的定量分析。由于无需电源供电，其寿命可与结构等同，非常适合长期固定安装在送电轨这样的关键节点上。
送电轨环境具有明显的特殊性。一方面，列车运行产生持续振动冲击；另一方面，电流通过送电轨时会产生电磁干扰与温升效应。同时，户外区段还需面对雨雪、粉尘与腐蚀因素。无源无线结构在此场景下具备显著优势：没有电池，就不存在电池老化或高温失效问题；没有外露信号线，就避免了绝缘风险与机械磨损隐患。
在系统层面，可以将读写设备部署于区间固定位置，或集成在检测车上，实现周期性扫描。数据采集后上传至后台系统，结合算法模型建立预紧力变化曲线。当某一节点出现异常衰减趋势时，系统自动预警，运维人员即可在计划窗口内进行精准处置，而无需对整段线路进行盲目复检。这种由“人工经验判断”向“数据驱动决策”的转变，是轨道交通数字化升级的重要标志。
(无源无线垫片式压力传感器在轨道交通送电轨监测螺栓预紧力 图源：摄图网)
从更长远的角度看，无源无线垫片式压力传感器不仅解决了单一节点的预紧力监测问题，更为轨道交通基础设施构建了一种“嵌入式感知能力”。当送电轨、桥梁节点、扣件系统等关键连接部位逐步实现数据化管理时，轨道交通系统将从被动维护走向主动预防。每一颗螺栓的状态都可以被量化、被记录、被分析，这种看似细微的改变，正在为行业安全运行构建更加坚实的底层保障。
