CN112161731B - 一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法，将高精度位移传感器安装在法兰连接处，采集并修正法兰相对位移数据，根据位移数据计算螺栓拉力和螺栓连接处的外部载荷，并进一步计算获得作用在法兰上的总工作载荷，将计算得到的数值分别与设置的阈值进行比对，当超过阈值时进行预警。本发明可实现通过高精度位移传感器监测法兰轴向相对位移，进行螺栓拉力和法兰工作载荷的在线监测，可实现全自动化处理，计算效率高，实时在线监测法兰螺栓拉力和法兰工作载荷变化情况，避免因法兰连接螺栓失效或法兰工作载荷过大而造成设备损伤，通过合理布置高精度传感器的数量和位置，可精确、全面监测所有法兰螺栓拉力和法兰工作载荷。

Description

一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法

技术领域

本发明涉及一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法，属于法兰螺栓拉力与载荷监测技术领域。

背景技术

法兰连接是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一种可拆结构的连接方式，法兰连接在目前工业领域中极其常见，并发挥着十分重要的作用。法兰连接结构在工作中将受到各种交变载荷、冲击载荷的作用。在拉、压交变载荷作用下，螺纹可能发生塑性变形而导致螺栓松动，螺栓拉力减小。螺栓拉力过小会造成连接的不可靠，从而影响机器正常工作。如果螺栓拉力过大，可能导致螺栓在载荷作用下断裂，从而削弱了连接节点的承载力，严重时可能导致结构失稳。因此为了保证螺栓拉力处于正常状态，用力矩扳手检查螺栓的预紧力是定期维护的一项重要内容。当产品运维地处偏远地区、高处、海上或其他不方便维护的位置时，螺栓拉力的定期检查运维策略一般为半年或一年进行一次。该工作费时费力，加上工作人员个人主观和客观方面的多因素影响，并不能保证每次及时发现螺栓拉力异常的问题，所以非常有必要对螺栓拉力进行在线监测。

法兰连接结构一般用于工作载荷较大的设备或结构中，工作载荷异常可能使得法兰连接失效，导致设备损坏或结构失稳，如果可以实时监测法兰工作载荷，将能极大地提升设备或结构工作的可靠性、安全性，因此也非常有必要对工作载荷进行在线监测。

目前对螺栓拉力进行监测的技术方案主要有超声波式螺栓拉力监测系统、应变片式螺栓拉力监测系统、压力传感器式螺栓拉力监测系统等，现有技术方案存在如下问题：

1)利用超声波技术在线监测螺栓拉力，该技术需在每个计划监测的螺栓上安装超声波探头等监测传感器或设备，成本高，准备时间和现场施工时间长；对于法兰螺栓，需要拆卸、再次安装螺栓，导致螺栓拧紧过程摩擦系数发生变动，影响监测数据的准确性；监测设备数量多，且安装易松动，故障概率高；可监测螺栓数量有限，无法实现全面、全方位监测。

2)利用电阻应变片技术测量螺栓拉力，该技术应用于现场测量首先需要解决的是电阻应变片信号传递，由于螺杆和螺孔之间间隙很小，使得电阻应变片的信号传递实现起来非常困难，同时法兰螺栓工作过程中在载荷作用下连接面将会发生微小的滑移，这可能会对电阻应变片造成伤害，因此电阻应变片测量螺栓拉力的方案可靠性不高，不适宜现场的工程应用。

3)利用压力传感器技术测量螺栓拉力，该方法虽然测量精度高，但是破坏了工件的整体性和完整性，有时还因几何空间的限制，导致无法安装。

综上所述，现有技术虽然对螺栓拉力在线监测有一定的贡献，但仍存在较多的不足之处，无法满足众多实际工程应用需求。

关于法兰工作载荷在线监测技术，目前市场上可用技术非常少见。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法，利用高精度位移传感器采集法兰轴向出现的相对位移变化，进而计算得到法兰螺栓拉力和工作载荷，为准确地对一对法兰或多对法兰螺栓拉力和工作载荷进行评估，对于超出设定阈值的螺栓或法兰能够给予实施安全控制策略提供监测依据。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法，包括以下步骤：

(1)将高精度位移传感器均匀安装在法兰连接处的内圆周或外圆周上，且将高精度位移传感器中相互分离的限位块和传感器本体分别固定于两个相互连接的法兰盘上；

(2)当法兰受到外部载荷作用，或者当连接螺栓发生松动、断裂等异常状况时，上法兰和下法兰轴向相对位移发生变化，此时安装于一对法兰上的高精度位移传感器的限位块和传感器本体之间发生相对位移，进而高精密磁铁在高精度电磁感应芯片表面上发生滑动，高精度电磁感应芯片周围的磁场发生线性变化，高精度电磁感应芯片捕捉磁场的变化，并将电磁感应信号传输至单片机；温度传感芯片采集环境温度数据，并将环境温度数据传输至单片机；同时振动传感芯片采样外界的振动讯号，然后内部转化为电平信号传给单片机；

(3)单片机将接收到的电磁感应信号进行数据转换为位移数据，将接收到的电平信号进行数据转换为振动数据，然后基于环境温度数据和振动数据对位移数据进行修正处理，获得修正后的位移数据；

(4)利用修正后的位移数据计算螺栓拉力和螺栓连接处的外部载荷，并进一步计算获得作用在法兰上的总工作载荷；

(5)将计算得到的螺栓拉力和法兰上的总工作载荷分别与设置的阈值进行比对，当超过阈值时进行预警。

高精度位移传感器包括壳体、PCB组件、导杆、滑动基体和高精密磁铁，导杆和PCB组件固定于壳体内，滑动基体的内端套在导杆上并能够沿导杆滑动，滑动基体的外端由壳体内伸出，滑动基体的外端设置有磁体并通过磁力吸附固定于限位块上，高精密磁铁固定于滑动基体上并随滑动基体同步移动；所述高精度电磁感应芯片、单片机、温度传感芯片和振动传感芯片均设置于PCB组件中。

步骤(4)中，通过以下过程计算螺栓拉力和螺栓外部载荷：

(s1)设螺栓初始预紧力为F0，对法兰所有螺栓施加预紧力F0后，在无工作载荷作用时，高精度位移传感器两测量点间距为L1，从上垫片外缘至下垫片外缘的距离即装夹厚度为L2，螺栓刚度为C1，螺栓连接处垫片与连接件整体的刚度为C2，连接件包括上法兰和下法兰；

(s2)在预紧力F0作用下，螺栓连接处垫片与连接件整体被压缩量为F0/C2，当高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰外侧增加△L，则螺栓连接处受到拉伸性外载荷作用，根据以下情况计算螺栓拉力和螺栓外部载荷：

(a)当△L≤L1/L2×F0/C2，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，△F1表示螺栓拉力增加值，△F2表示连接处垫片与连接件整体的压紧力减小值，通过以下公式计算：

△F1＝k1×L2/L1×△L×C1

△F2＝k1×L2/L1×△L×C2

其中k1表示高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移增加△L时，螺栓长度与L2/L1×△L所成的比例系数；

(b)△L＞L1/L2×F0/C2，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，螺栓外部载荷△F2＝F0，螺栓拉力增加值△F1通过以下公式计算：

△F1＝k2×(△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2)×C1

其中k2表示螺栓长度增加值与上垫片与下垫片外缘间距增加值的比例系数；

当传感器两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰内侧减少△L，则垫片与连接件整体受到压紧性外载荷作用，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，△F1表示螺栓拉力增加值，△F2表示连接处垫片与连接件整体的压紧力减小值，通过以下公式计算：

△F1＝k3×L2/L1×(-△L)×C1

△F2＝k3×L2/L1×(-△L)×C2

其中k3表示高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移减小△L时，螺栓长度与L2/L1×△L所成的比例系数；

(s3)根据各个螺栓连接处的外部载荷计算作用在法兰上的总工作载荷。

步骤(1)中，各高精度位移传感器通过CAN通讯、485通讯或以太网与数据采集仪或边缘计算网关相连接。

本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：

(1)本发明中所采用的高精度位移传感器的两端分别安装在两个法兰上，根据电磁感应原理，当法兰受到拉伸或挤压的外力或力矩等工作载荷作用时，两个法兰将在轴向出现相对位移变化，此时高精度位移传感器处的磁感应强度将随之变化，且传感器电流信号将随之变化。经对电流信号进行采集、分析处理，可输出高精度的法兰轴向相对位移变化值来实现位移的测量，精度可达0.5μm，可保持微米级精度持续监测产品的高精度相对位移；

(2)本发明通过实时监测环境状况获取环境的温度数据和振动数据，通过结合单片机内部预先设定的程序(通过大量模拟环境试验，统计计算得出因受温度形变和振动影响造成的位移测量值偏移)，可自动修正由于受环境温度变化和环境振动变化而造成的测量误差，从而极大的提高产品持续监测的测量精度；

(3)本发明根据螺栓、垫片、法兰的刚度，结合法兰轴向相对位移变化值，可计算出螺栓拉力和螺栓连接处所受到的外部载荷，经对所有螺栓连接处所受到的外部载荷进行分析计算，可得到整个法兰的工作载荷，从而实现一对法兰或多对法兰螺栓拉力和工作载荷的全面、全方位在线高精度监测，准确地对一对法兰或多对法兰螺栓拉力和工作载荷进行评估，对于超出设定阈值的螺栓或法兰能够给予实施安全控制策略，从而保证螺栓、法兰及相应设备的安全可靠，整个方法所采用的的系统工艺简单，成本低，精度高，可靠性高。

附图说明

图1是高精度位移传感器的结构示意图。

图2是高精度位移传感器的安装状态侧视图。

图3是高精度位移传感器的分布状态示意图。

图4是计算方法原理示意图。

图中：1-壳体，2-限位块，3-PCB组件，4-导杆，5-滑动基体，6-高精密磁铁，7- 磁体，8-限位弹簧，9-盖板，10-高精度位移传感器，11-上法兰，12-下法兰，13-法兰连接螺栓，14-上垫片，15-下垫片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参照图1至图3，本发明提供了一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法，包括以下步骤：

(1)将高精度位移传感器10均匀安装在法兰连接处的内圆周或外圆周上，且将高精度位移传感器中相互分离的限位块和传感器本体分别固定于两个相互连接的法兰盘上；

本实施例所采用的高精度位移传感器由相互分离的限位块2和传感器本体组成，其中限位块和传感器本体分别固定于两个相互连接的上法兰11和下法兰12上，法兰连接螺栓13将上法兰11和下法兰12连接固定，传感器本体包括壳体1、PCB组件3、导杆 4、滑动基体5和高精密磁铁6，壳体的顶面设置有开口，开口处设置有盖板9，所述壳体及盖板均为不锈钢材质，整体采用金属外壳设计，同时壳体内部还设置有防电磁干扰电路，因此可屏蔽外界对产品的干扰，产品稳定性极强。所述壳体内设置有PCB组件3、导杆4、滑动基体5和高精密磁铁6，导杆和PCB组件固定于壳体内，滑动基体的内端套在导杆上并能够沿导杆滑动，滑动基体的内端为套设在导杆上的滑块，所述导杆的两端均套设有限位弹簧8，限位弹簧位于滑块的左右两侧并限制滑块在自由状态下处于导杆上的中间位置。滑动基体的外端由壳体内伸出，滑动基体的外端设置有磁体7并通过磁力吸附固定于限位块上，所述磁体为强磁性永磁体。

(2)当法兰受到外部载荷作用，或者当连接螺栓发生松动、断裂等异常状况时，上法兰和下法兰轴向相对位移发生变化，此时安装于一对法兰上的高精度位移传感器的限位块和传感器本体之间发生相对位移，进而高精密磁铁在高精度电磁感应芯片表面上发生滑动，高精度电磁感应芯片周围的磁场发生线性变化，高精度电磁感应芯片捕捉磁场的变化，并将电磁感应信号传输至单片机；温度传感芯片采集环境温度数据，并将环境温度数据传输至单片机；同时振动传感芯片采样外界的振动讯号，然后内部转化为电平信号传给单片机；

(3)单片机将接收到的电磁感应信号进行数据转换为位移数据，将接收到的电平信号进行数据转换为振动数据，然后基于环境温度数据和振动数据对位移数据进行修正处理，获得修正后的位移数据；

(4)利用修正后的位移数据计算螺栓拉力和螺栓连接处的外部载荷，并进一步计算获得作用在法兰上的总工作载荷；参照图4，原理如下：

在预紧力F0作用下，螺栓连接处垫片与连接件整体被压缩量为F0/C2。当传感器两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰外侧增加△L，△L≤L1/L2×F0/C2时，此处螺栓受到拉伸载荷作用，且被连接件仍处于压合状态(上下法兰之间无间隙)，螺栓长度增加值将与L2/L1×△L相接近，并成一定比例关系，设比例系数为k1，比例系数k1 可通过理论计算、CAE分析或试验测试得到；螺栓长度将增加：k1×L2/L1×△L，螺栓拉力增加值：△F1＝k1×L2/L1×△L×C1，连接处垫片与连接件整体的压紧力减小值：△F2＝k1×L2/L1×△L×C2，螺栓总拉力为：F1＝F0+△F1＝F0+k1×L2/L1×△L×C1，该螺栓连接处外部载荷F2＝△F1+△F2＝k1×L2/L1×△L×C1+k1×L2/L1×△L×C2。

当传感器两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰外侧增加△L，△L＞L1/L2×F0/C2时，此处螺栓受到拉伸载荷作用，且被连接件间将产生间隙(上下法兰之间产生间隙)，间隙值为为△L-L1/L2×F0/C2，垫片一上表面、垫片二下表面间距增加值为：△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2，螺栓长度增加值与△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2相接近，并成一定比例关系，设比例系数为k2，比例系数k2可通过理论计算、CAE分析或试验测试得到，螺栓长度将增加为k2×(△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2)，螺栓拉力增加值为△F1＝k2 ×(△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2)×C1，连接处垫片与连接件整体压紧力减小值为△F2＝F0；

螺栓总拉力为为F1＝F0+△F1＝F0+k2×(△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2)×C1，该螺栓连接处外部载荷F2＝△F1+△F2＝k2×(△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2)×C1+F0＝F1。

当传感器两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰内侧减少△L时，说明垫片与连接件整体受到压紧性外载荷作用，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，△F1表示螺栓拉力增加值，△F2表示连接处垫片与连接件整体的压紧力减小值，通过以下公式计算：

△F1＝k3×L2/L1×(-△L)×C1

△F2＝k3×L2/L1×(-△L)×C2

其中k3表示高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移减小△L时，螺栓长度与L2/L1×△L所成的比例系数；

若F1、F2、△F1或△F2的计算结果为负值，则说明该力与螺栓拉伸方向相反。

(5)将计算得到的螺栓拉力和法兰上的总工作载荷分别与设置的阈值进行比对，当超过阈值时进行预警。

高精度位移传感器包括壳体、PCB组件、导杆、滑动基体和高精密磁铁，导杆和 PCB组件固定于壳体内，滑动基体的内端套在导杆上并能够沿导杆滑动，滑动基体的外端由壳体内伸出，滑动基体的外端设置有磁体并通过磁力吸附固定于限位块上，高精密磁铁固定于滑动基体上并随滑动基体同步移动；所述高精度电磁感应芯片、单片机、温度传感芯片和振动传感芯片均设置于PCB组件中。

步骤(4)中，通过以下过程计算螺栓拉力和螺栓外部载荷：

(s1)设螺栓初始预紧力为F0，对法兰所有螺栓施加预紧力F0后，在无工作载荷作用时，高精度位移传感器两测量点间距为L1，从上垫片14外缘至下垫片15外缘的距离即装夹厚度为L2，螺栓刚度为C1，螺栓连接处垫片与连接件整体的刚度为C2，连接件包括上法兰和下法兰；

(s2)在预紧力F0作用下，螺栓连接处垫片与连接件整体被压缩量为F0/C2，设高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰外侧增加△L，根据以下情况计算各个螺栓拉力和螺栓外部载荷：

(a)当△L≤L1/L2×F0/C2，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，△F1表示螺栓拉力增加值，△F2表示连接处垫片与连接件整体的压紧力减小值，通过以下公式计算：

△F1＝k1×L2/L1×△L×C1

△F2＝k1×L2/L1×△L×C2

其中k1表示高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移增加△L时，螺栓长度与L2/L1×△L所成的比例系数；

(b)△L＞L1/L2×F0/C2，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，螺栓外部载荷△F2＝F0，螺栓拉力增加值△F1通过以下公式计算：

△F1＝k2×(△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2)×C1

其中k2表示螺栓长度增加值与上垫片与下垫片外缘间距增加值的比例系数；

当传感器两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰内侧减少△L时，说明垫片与连接件整体受到压紧性外载荷作用，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，△F1表示螺栓拉力增加值，△F2表示连接处垫片与连接件整体的压紧力减小值，通过以下公式计算：

△F1＝k3×L2/L1×(-△L)×C1

△F2＝k3×L2/L1×(-△L)×C2

其中k3表示高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移减小△L时，螺栓长度与L2/L1×△L所成的比例系数；

若F1、F2、△F1或△F2的计算结果为负值，则说明该力与螺栓拉伸方向相反；

(s3)根据各个螺栓连接处的外部载荷计算作用在法兰上的总工作载荷。

步骤(1)中，各高精度位移传感器通过CAN通讯、485通讯或以太网与数据采集仪或边缘计算网关相连接。

本发明提供的一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法可实现通过高精度位移传感器监测法兰轴向相对位移，进行螺栓拉力和法兰工作载荷的在线监测，可实现全自动化处理，计算效率高，实时在线监测法兰螺栓拉力和法兰工作载荷变化情况，避免因法兰连接螺栓失效或法兰工作载荷过大而造成设备损伤，通过合理布置高精度传感器的数量和位置，可精确、全面监测所有法兰螺栓拉力和法兰工作载荷。

Claims (3)

1.一种法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将高精度位移传感器均匀安装在法兰连接处的内圆周或外圆周上，且将高精度位移传感器中相互分离的限位块和传感器本体分别固定于两个相互连接的法兰盘上；

(2)当法兰受到外部载荷作用，或者当连接螺栓发生松动、断裂等异常状况时，上法兰和下法兰轴向相对位移发生变化，此时安装于一对法兰上的高精度位移传感器的限位块和传感器本体之间发生相对位移，进而高精密磁铁在高精度电磁感应芯片表面上发生滑动，高精度电磁感应芯片周围的磁场发生线性变化，高精度电磁感应芯片捕捉磁场的变化，并将电磁感应信号传输至单片机；温度传感芯片采集环境温度数据，并将环境温度数据传输至单片机；同时振动传感芯片采样外界的振动讯号，然后内部转化为电平信号传给单片机；

(3)单片机将接收到的电磁感应信号进行数据转换为位移数据，将接收到的电平信号进行数据转换为振动数据，然后基于环境温度数据和振动数据对位移数据进行修正处理，获得修正后的位移数据；

(4)利用修正后的位移数据计算螺栓拉力和螺栓连接处的外部载荷，并进一步计算获得作用在法兰上的总工作载荷；通过以下过程计算螺栓拉力和螺栓连接处的外部载荷：

(s1)设螺栓初始预紧力为F0，对法兰所有螺栓施加预紧力F0后，在无工作载荷作用时，高精度位移传感器两测量点间距为L1，从上垫片外缘至下垫片外缘的距离即装夹厚度为L2，螺栓刚度为C1，螺栓连接处垫片与连接件整体的刚度为C2，连接件包括上法兰和下法兰；

(s2)在预紧力F0作用下，螺栓连接处垫片与连接件整体被压缩量为F0/C2，当高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰外侧增加△L，则螺栓连接处受到拉伸性外载荷作用，根据以下情况计算螺栓拉力和螺栓外部载荷：

(a)当△L≤L1/L2×F0/C2，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，△F1表示螺栓拉力增加值，△F2表示连接处垫片与连接件整体的压紧力减小值，通过以下公式计算：

△F1＝k1×L2/L1×△L×C1

△F2＝k1×L2/L1×△L×C2

其中k1表示高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移增加△L时，螺栓长度与L2/L1×△L所成的比例系数；

(b)△L＞L1/L2×F0/C2，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，螺栓外部载荷△F2＝F0，螺栓拉力增加值△F1通过以下公式计算：

△F1＝k2×(△L-L1/L2×F0/C2+F0/C2)×C1

其中k2表示螺栓长度增加值与上垫片与下垫片外缘间距增加值的比例系数；

当传感器两测量点所测法兰轴向相对位移为向法兰内侧减少△L，则垫片与连接件整体受到压紧性外载荷作用，通过以下公式计算螺栓拉力F1和螺栓外部载荷F2：

F1＝F0+△F1

F2＝△F1+△F2

其中，△F1表示螺栓拉力增加值，△F2表示连接处垫片与连接件整体的压紧力减小值，通过以下公式计算：

△F1＝k3×L2/L1×(-△L)×C1

△F2＝k3×L2/L1×(-△L)×C2

其中k3表示高精度位移传感器的两测量点所测法兰轴向相对位移减小△L时，螺栓长度与L2/L1×△L所成的比例系数；

(s3)根据各个螺栓连接处的外部载荷计算作用在法兰上的总工作载荷；

(5)将计算得到的螺栓拉力和法兰上的总工作载荷分别与设置的阈值进行比对，当超过阈值时进行预警。

2.根据权利要求1所述的法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法，其特征在于：高精度位移传感器包括壳体、PCB组件、导杆、滑动基体和高精密磁铁，导杆和PCB组件固定于壳体内，滑动基体的内端套在导杆上并能够沿导杆滑动，滑动基体的外端由壳体内伸出，滑动基体的外端设置有磁体并通过磁力吸附固定于限位块上，高精密磁铁固定于滑动基体上并随滑动基体同步移动；所述高精度电磁感应芯片、单片机、温度传感芯片和振动传感芯片均设置于PCB组件中。

3.根据权利要求1所述的法兰螺栓拉力和工作载荷在线监测方法，其特征在于：步骤(1)中，各高精度位移传感器通过CAN通讯、485通讯或以太网与数据采集仪或边缘计算网关相连接。

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