CN214121480U - 一种智能螺栓检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于螺栓检测技术领域，具体涉及一种智能螺栓检测系统，包括显示装置、与显示装置连接的设置在螺栓内部用于检测螺栓实时预紧力的预紧力测量装置；所述预紧力测量装置包括采集螺栓实时预紧力的信号采集单元以及对所述信号采集单元所采集的实时预紧力进行分析测量的信号测量单元；所述信号测量单元包括电源模块、依次连接的应变测量电路模块、数据处理模块、无线通信模块，电源模块的输出端分别与应变测量电路模块、数据处理模块、无线通信模块连接，应变测量电路模块的输入端与信号采集单元连接。本实用新型的有益效果是可以直接测量在拧紧过程中螺栓的实时预紧力，能有效解决螺栓紧固的问题。

Description

一种智能螺栓检测系统

技术领域

本实用新型属于螺栓检测技术领域，具体涉及一种智能螺栓检测系统。

背景技术

螺栓连接广泛应用于机械、化工、交通、电力、航空和土木等行业的各类设备和结构中，一方面用于连接可拆卸部件，另一方面用于传递零部件间的载荷，连接状态表现为轴向预紧。螺栓预紧力就是在拧螺栓过程中在拧紧力矩作用下的螺栓与被连接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力，其预紧力的大小直接关系到整个设备或结构工作的可靠性和安全性。

在不同的螺栓应用环境中，由于高温、高压、高频振动、载荷冲击等各种因素的影响，往往造成螺栓松动、疲劳和锈蚀而引起的断裂及过载等引起的事故，这些事故造成了很大的经济损失和人员伤亡，因此在结构的特定位置进行实时在线的工作状态健康结构监测很有必要。

但是目前螺栓的使用中如何准确施加预紧力是目前螺栓使用的普遍问题。一颗没有预紧力的螺栓,除了起到了抚慰人心的装饰作用,对于工业产品没有任何意义,一颗没有紧固好的螺栓,更成为了让人痛心事故的源头。根据分析螺栓失效案例的经验,80％-90％的螺栓失效情况,都是因为螺栓在初次紧固的时没有达到设计螺栓预紧力,也就是说螺栓没有紧固到位而导致的。

目前做普遍的做法是使用扳手对螺栓施加扭矩来紧固螺栓，通过扭力扳手进行螺栓预紧力的测量。施加扭矩旋转螺栓后,螺杆受力伸长,螺杆伸长产生夹紧力把连接件夹紧了。也就是说螺栓旋转的越多,受到的扭矩就越大。但是90％扭矩被摩擦力消耗掉了,只有10％转化为了夹紧力。扭力扳手的测量只能是大致的测量，很难做到精确测量，也更不能做到实时监控。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种智能螺栓检测系统，可以直接测量在拧紧过程中螺栓的实时预紧力，能有效解决螺栓紧固的问题。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种智能螺栓检测系统，包括显示装置、与显示装置连接的设置在螺栓内部用于检测螺栓实时预紧力的预紧力测量装置；

所述预紧力测量装置包括采集螺栓实时预紧力的信号采集单元以及对所述信号采集单元所采集的实时预紧力进行分析测量的信号测量单元；

所述信号测量单元包括电源模块、依次连接的应变测量电路模块、数据处理模块、无线通信模块，电源模块的输出端分别与应变测量电路模块、数据处理模块、无线通信模块连接，应变测量电路模块的输入端与信号采集单元连接。

优选的，所述应变测量电路模块包括依次串联形成闭合回路的电源、限流电阻和整流桥。

优选的，所述整流桥包括电阻R0、R1、R2、RX、可调电阻R、检流计G，电阻R0、R1、R2、RX构成整流桥的四个支路，可调电阻R与检流计G连接在整流桥的对角线上。

优选的，所述信号采集单元采用应变片。

优选的，还包括待检测的螺栓，所述螺栓包括螺母和螺帽，所述螺母内部设有容纳预紧力测量装置的空腔，所述螺母顶部设有密封空腔的密封盖。

优选的，所述显示装置与无线通信模块连接。

优选的，所述显示装置采用手机或/和PC机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的螺栓检测系统包括检测螺栓实时预紧力的预紧力测量装置，拧螺栓的时候，信号采集单元(应变片)采集螺栓实时预紧力信号，应变测量电路模块接收应变片所采集的实时预紧力信号，数据处理模块对信号进行分析测量将螺栓实时受力情况传递手机端或者PC端。

附图说明

图1是螺栓检测系统结构示意图；

图2是应变测量电路模块的结构示意图；

图3是螺栓检测系统在螺栓上的结构示意图。

附图中标记的含义如下：

1-显示装置 2-预紧力测量装置 21-信号采集单元 22-信号测量单元 221-电源模块 222-应变测量电路模块 2221-电源 2222-限流电阻 2223-整流桥 223-数据处理模块 224-无线通信模块

3-螺栓 31-螺母 32-螺帽 33-密封盖

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做具体说明。

本实用新型中所使用的电子元器件均为现有的市售产品。

实施例1

如图1、2所示，一种智能螺栓检测系统，包括显示装置1、与显示装置1连接的设置在螺栓内部用于检测螺栓实时预紧力的预紧力测量装置2；

所述预紧力测量装置2包括采集螺栓实时预紧力的信号采集单元21以及对所述信号采集单元21所采集的实时预紧力进行分析测量的信号测量单元22；

所述信号测量单元22包括电源模块221、依次连接的应变测量电路模块222、数据处理模块223、无线通信模块224，电源模块221的输出端分别与应变测量电路模块222、数据处理模块223、无线通信模块224连接，应变测量电路模块222的输入端与信号采集单元21连接。

所述信号采集单元21的型号为(AD637)、电源模块221的型号为(M117-3.3)、应变测量电路模块222的型号为(BF1K-3AA)、数据处理模块223的型号为(STM32F1)、无线通信模块224的型号为(SIM800C)

实施例2

在实施例1的基础上，所述应变测量电路模块222包括依次串联形成闭合回路的电源2221、限流电阻2222和整流桥2223。

实施例3

在实施例1的基础上，所述整流桥2223包括电阻R0、R1、R2、RX、可调电阻R、检流计G，电阻R0、R1、R2、RX构成整流桥的四个支路，可调电阻R与检流计G连接在整流桥的对角线上。

实施例4

在实施例1的基础上，所述信号采集单元21采用应变片。

实施例5

在实施例1的基础上，还包括待检测的螺栓3，所述螺栓3包括螺母31和螺帽32，所述螺母31内部设有容纳预紧力测量装置2的空腔，所述螺母31顶部设有密封空腔的密封盖33。

实施例6

在实施例1的基础上，所述显示装置1与无线通信模块224连接,所述显示装置1采用手机或/和PC机。

本实用新型的工作过程如下：

拧螺栓的时候，信号采集单元(应变片)采集螺栓实时预紧力信号，应变测量电路模块接收应变片所采集的实时预紧力信号，数据处理模块对信号进行分析测量将螺栓实时受力情况传递手机端或者PC端，操作人员根据螺栓的实时预紧力情况进行适应性的调整。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能螺栓检测系统，其特征在于，包括显示装置、与显示装置连接的设置在螺栓内部用于检测螺栓实时预紧力的预紧力测量装置；

所述预紧力测量装置包括采集螺栓实时预紧力的信号采集单元以及对所述信号采集单元所采集的实时预紧力进行分析测量的信号测量单元；

所述信号测量单元包括电源模块、依次连接的应变测量电路模块、数据处理模块、无线通信模块，电源模块的输出端分别与应变测量电路模块、数据处理模块、无线通信模块连接，应变测量电路模块的输入端与信号采集单元连接；

所述应变测量电路模块包括依次串联形成闭合回路的电源、限流电阻和整流桥；

所述整流桥包括电阻R0、R1、R2、RX、可调电阻R、检流计G，电阻R0、R1、R2、RX构成整流桥的四个支路，可调电阻R与检流计G连接在整流桥的对角线上。

2.根据权利要求1所述的一种智能螺栓检测系统，其特征在于，所述信号采集单元采用应变片。

3.根据权利要求1所述的一种智能螺栓检测系统，其特征在于，还包括待检测的螺栓，所述螺栓包括螺母和螺帽，所述螺母内部设有容纳预紧力测量装置的空腔，所述螺母顶部设有密封空腔的密封盖。

4.根据权利要求1所述的一种智能螺栓检测系统，其特征在于，所述显示装置与无线通信模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能螺栓检测系统，其特征在于，所述显示装置采用手机或/和PC机。

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