一种预紧力监测装置及控制方法

本发明涉及工业生产领域，特别涉及一种预紧力监测装置及控制方法。

背景技术：

1、螺栓连接在工业领域中应用广泛，但是，在复杂振动条件下，螺栓预紧力很可能出现下降，从而降低产品服役的可靠性和安全性。为了提高螺栓连接的可靠性，需要在服役过程中对螺栓预紧力进行实时监测，当前所采用的监测方法需要外接电线进行供电和信号传输，应用范围有限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种预紧力监测装置及控制方法，用于解决现有技术中预紧力的监测方法需要外接电线进行供电和信号传输，应用范围有限的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种预紧力监测装置，其中，所述装置包括：

3、标签电路板，所述标签电路板包括射频识别芯片、天线和多个应变传感器；

4、标签阅读器；

5、其中，所述标签阅读器，用于发送射频信号和接收射频识别芯片通过所述天线发送的信号；

6、所述应变传感器，用于检测螺栓预紧力的变化，将所述螺栓预紧力的变化转换为电压信号；

7、所述天线，用于接收所述标签阅读器发送的射频信号并产生感应交变电流；

8、所述射频识别芯片，用于将感应交变电流转换成直流电流为自身和应变传感器供能，以及，将所述电压信号转换为数字信号并通过所述天线发送到所述标签阅读器。

9、可选地，所述的装置，其中，所述射频识别芯片包括一天线ant接口；

10、所述天线与所述ant接口之间串联一个电感。

11、可选地，所述的装置，其中，多个所述应变传感器串联，多个所述应变传感器的第一端通过第一管脚与所述射频识别芯片连接，多个所述应变传感器的第二端通过第二管脚与所述射频识别芯片连接；

12、其中，所述第二端为与远离所述第一端的一端。

13、可选地，所述的装置，其中，所述第一端和所述第一管脚之间串联一个电阻。

14、可选地，所述的装置，其中，所述射频信号的频率为800～900mhz。

15、为了达到上述目的，本发明提供一种预紧力监测装置的控制方法，其中，应用于如上所述的预紧力监测装置中的所述射频识别芯片，所述方法包括：

16、将所述天线产生的感应交变电流转换为直流电流，并为所述应变传感器供能；

17、获取所述应变传感器发送的电压信号并转换为数字信号；其中，所述电压信号为所述应变传感器根据测量物的应变获取；

18、将所述数字信号和所述标签电路板的标识信息发送到所述标签阅读器。

19、可选地，所述的方法，其中，所述将所述数字信号和所述标签电路板的标识信息发送到所述标签阅读器，包括：

20、获取所述标签电路版的标识信息；

21、通过所述天线发送载波信号到所述标签阅读器；其中，所述载波信号为所述天线根据所述数字信号和所述标识信息获取。

22、本发明的上述技术方案的有益效果如下：

23、上述方案中，通过标签电路板的天线将标签阅读器发送的射频信号转换为感应交变电流，射频识别芯片将感应交变电流转换成直流电流为自身和应变传感器供能，以便应变传感器将螺栓预紧力的变化转换为电压信号，通过天线将电压信号对应的数字信号发送到标签阅读器，通过无源的方式实时获取螺栓预紧力，能够实现远距离螺栓连接预紧力的无线传输和实时监测。

技术特征：

1.一种预紧力监测装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频识别芯片包括一天线ant接口；

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个所述应变传感器串联，多个所述应变传感器的第一端通过与所述射频识别芯片的第一管脚连接，多个所述应变传感器的第二端通过与所述射频识别芯片的第二管脚连接；

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一端和所述第一管脚之间串联一个电阻。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频信号的频率为800～900mhz。

6.一种预紧力监测装置的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的预紧力监测装置中的所述射频识别芯片，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述数字信号和所述标签电路板的标识信息发送到所述标签阅读器，包括：

技术总结
本发明提供了一种预紧力监测装置及控制方法，其中，装置包括：标签电路板，标签电路板包括射频识别芯片、天线和多个应变传感器；标签阅读器；其中，标签阅读器，用于发送射频信号和接收射频识别芯片通过天线发送的信号；应变传感器，用于检测螺栓预紧力的变化，将螺栓预紧力的变化转换为电压信号；天线，用于接收标签阅读器发送的射频信号并产生感应交变电流；射频识别芯片，用于将感应交变电流转换成直流电流为自身和应变传感器供能，以及，将电压信号转换为数字信号并通过天线发送到标签阅读器。通过无源的方式实时获取螺栓预紧力，能够实现远距离螺栓连接预紧力的无线传输和实时监测。

技术研发人员：巩浩,刘检华,杜晨菲,黄嘉禹,邓新建,刘少丽,张文涛,敖晓辉
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16