一种对螺栓连接副的相对位移进行监测的传感器结构的制作方法

1.本实用新型涉及本实用新型涉及到高强度螺栓连接副的相对位移监测领域，尤其是一种对工业领域螺母或螺栓使用过程中的因松动或者形变而产生的相对位置变化进行监测的传感器结构。


背景技术：

2.高强度螺栓连接副是作紧固连接使用且应用极为广泛的一类机械零件。在铁路桥梁，航空航天，轨道交通，汽车制造，船舶制造，风电核电，水利建设等各行业中是应用最广泛的螺栓连接副，而螺栓连接副的相对位移状态直接关系行业中设施设备的安全运行，一旦螺栓连接副脱落而失效，其带来的后果无法估量。
3.螺栓连接副在长期载荷的作用下，会发生塑性变形，使螺栓连接副围绕安装点产生相对位移，会导致螺栓连接副失效，目前关于对螺栓连接副的检测方法有检测预紧力的变化、压电垫圈等。这些方法的确能检测到螺栓连接副的预紧力的变化，但是检测预紧力方案成本较高，无法批量应用。由于螺栓连接副在工业环境中使用量巨大，受施工工艺，施工环境，以及长期载荷变化的影响，螺栓连接副是否发生相对位移变化很难精确的掌握，还需要靠人工定期进行巡检的方式加以保障，这既增加事故发生概率，也增加了大量的人工成本，特别是偏远地区的设施，往往检测周期过长，这无形中增加了安全风险，如果在螺栓连接副在服役过程中全面被监测，运维人员能够全部掌握紧固件的历史状态和松动时间，判断螺栓连接副松动真实性，那么不但可以避免安全事故的发生，也能使维护人员更有针对性的实施有效的维护措施，从而消除事故隐患，降低事故风险，也极大的降低人工维护成本。
4.本专利就是基于这种考虑而设计提出的，所提出的监测传感器研制结构可对各种型号的螺栓连接副的相对位移情况进行监测，并通过无线通信传输技术，发送螺栓连接副相对位移的偏移值。这种监测装置构造简单，性能稳定，可靠性强，安装便利，能实时的监测紧固件状态情况。


技术实现要素：

5.本专利要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种对螺栓连接副的相对位移进行监测的传感器结构，其设计合理，易于安装，并可重复拆卸使用，具有成本低、扩展性强、通用性好等特点，能够明显提升螺栓连接副位移变化监测技术的应用范围和使用效果。
6.本专利采用的设计原理是：当螺栓连接副的组件间相对发生位移变化时，位移传感器可以感知该变化量。已知螺栓连接副的规格，以该螺栓连接副最小平面尺寸为半径，可以将传感器感知的小变化量计算为相对位移变化量，计算公式如下。
7.8.其中，为位移传感器最小感知变化量。
9.为位移传感器最小输出变化量。
10.r为被测螺栓连接副组件最小内径尺寸。
11.本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：
12.一种对螺栓连接副的相对位移进行监测的传感器结构，包括底部电池仓、电路核心仓、密封仓；所述的电路核心仓安装在底部电池仓的圆形外螺纹上；所述的密封仓安装在电路核心仓上的预制内螺纹中，组成本实用新型的监测装置；所述监测装置是安装在螺栓连接副组件内部的端面上；所述的锂电池通过可插拔式接头与监测装置的电路板电源端相连接；所述的电路板直接安装到电路核心仓凸台上，通过密封仓直接压接固定；
13.所述底部电池仓，其中心是一个椭圆形状的凹槽，用来放置锂电池，底部电池仓的外部是螺纹，此螺纹安装到电路核心仓内，然后通过电路核心仓来压住锂电池；所述的底部电池仓，用于锂电池装配和固定使用，同时实现传感器与螺栓连接副的粘贴提供固定位置，仓内采用压接式固定锂电池，与电路核心仓采用螺纹方式进行安装，方便后续更换电池。
14.所述电路核心仓，其中心是一个圆形通孔，用来穿过锂电池的可插拔式接头，电路核心仓的内壁四周上有一个凸台，用来支撑个固定电路板，电路核心仓的上半部分内壁是螺纹，用来连接密封仓；所述的电路核心仓，用于安装和固定电路板，同时连接底部电池仓和密封仓，仓内采用凸台的方式将电路板支撑起来，使得电路板不会移位，保证紧固件的相对位移的偏移值测量准确性。
15.所述密封仓，密封仓上加工有沉头螺纹，直接连接到电路核心仓，并且压接在电路板上面，同时四周用密封圈进行防水密封。所述密封仓，用于密封和压实电路板，达到传感器的密封性要求，仓内采用海绵填充，保护电路板上的电子元器件，同时将安装无线通信天线，确保无线组网稳定性。
16.本实用新型的优势和特点在于：
17.提供了一种可对螺栓连接副相对位移进行实时监测的传感器的研制结构方案，其结构小巧灵活，安装方便，并可重复拆卸使用，具有连续监控、扩展性强、通用性好等特点，并利用无线通信技术可实时组网，解决了现有其他技术成本高，监测无连续性的问题。
附图说明
18.上述仅是本专利技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利，下面结合附图与具体实施方式对本专利作进一步的详细说明。
19.附图中标记分述如下：1、底部电池仓，2、电路核心仓，3、密封仓，4、电路板，5、锂电池。
20.图1是本实用新型所述一种对螺栓连接副的相对位移进行监测传感器的结构的示意图；
21.图2 是本实用新型所述底部电池仓的示意图；
22.图3 是本实用新型所述电路核心仓的示意图；
23.图4 是本实用新型所述密封仓的示意图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.本实用新型未述及的零部件，均系现有技术或标准产品，不再赘述。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
28.图1所示一种对螺栓连接副的相对位移进行监测的传感器的结构示意图，包括底部电池仓1、电路核心仓2、密封仓3。所述的电路核心仓2安装在底部电池仓1的圆形外螺纹上。所述的密封仓3安装在电路核心仓2上的预制内螺纹中，组成本实用新型的监测装置。所述监测装置是安装在螺栓连接副组件内部的端面上。所述的锂电池5通过可插拔式接头与监测装置的电路板电源端相连接。所述的电路板4直接安装到电路核心仓2凸台上，通过密封仓1直接压接固定。
29.图2所示为所述底部电池仓1的结构示意图，其中心是一个椭圆形状的凹槽，用来放置锂电池4，底部电池仓1的外部是螺纹，此螺纹安装到电路核心仓2内，然后通过电路核心仓2来压住锂电池5。
30.图3所示为所述电路核心仓2，其中心是一个圆形通孔，用来穿过锂电池5的可插拔式接头，电路核心仓2的内壁四周上有一个凸台，用来支撑个固定电路板，电路核心仓2的上半部分内壁是螺纹，用来连接密封仓1。
31.图4所示为所述密封仓3，密封仓3上加工有沉头螺纹，直接连接到电路核心仓2，并且压接在电路板上面，同时四周用密封圈进行防水密封。
32.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型的创造宗旨的情况下，不经创造者的允许设计出与该技术方案相似的结构方案与实施例，均应属于本实用新型的保护范围。