CN217403669U - 一种具有高ip等级的紧固件智能监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，包括同轴设置的检测垫圈与弹性垫圈，所述检测垫圈的感应面裸露，所述检测垫圈的其余外表面嵌套设置在弹性垫圈内；所述检测垫圈内设有密闭空间，所述密闭空间内集成有压力监测模块与供能模块，所述供能模块与压力监测模块短时供电连接，所述压力监测模块用于监测检测垫圈感应面的压力变化并输出检测信号和/或报警信号。本实用新型能实现紧固件连接状态的全天候自动监测，具有较强的防尘防水性能，受使用环境局限较小，尤其适合室外环境使用。

Description

一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置

技术领域

本实用新型涉及紧固件技术领域，具体涉及一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置。

背景技术

紧固件是用于紧固连接的重要机械零件。大型机械、设备及建筑的紧固件连接状态直接影响着安全生产运营。预防紧固件松脱也是各行业安全管理的重要工作之一。目前判断紧固件连接状态的主要方式是通过人工敲击紧固件及目视防松线两种，可靠性与时效性有待提升。目前也有一部分智能监测紧固连接的系统，但是其常常考虑室内安装，防尘防潮效果不够理想，不能应对室外恶劣使用环境。因此，有必要研发一种具有较高防尘防潮等级(即IP防护等级)的实时监测紧固件连接状态的智能监测系统，使其无论设置在在室内或室外环境中均能全天候了解各紧固件状态，保障交通、能源、工业、及各建筑的安全运营。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其具有较强的防尘防水性能，受使用环境局限较小，尤其适合室外环境使用。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，包括同轴设置的检测垫圈与弹性垫圈，所述检测垫圈的感应面裸露，所述检测垫圈的其余外表面嵌套设置在弹性垫圈内；所述检测垫圈内设有密闭空间，所述密闭空间内集成有压力监测模块与供能模块，所述供能模块与压力监测模块供电连接，所述压力监测模块用于监测检测垫圈感应面的压力变化并输出检测信号和/或报警信号。

优选的，所述检测垫圈的中心设有贯穿弹性垫圈的通孔，所述弹性垫圈的通孔内设有环形凹槽，所述检测垫圈嵌套设置在所述环形凹槽内。

优选的，所述弹性垫圈与所述检测垫圈之间设有密封胶层。

优选的，所述压力监测模块上设有压力传感器、数据处理模块、控制器和通信模块，所述压力传感器的输出端连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输入端连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接通信模块的输入端，所述通信模块与外部设备进行无线通信连接。

优选的，所述控制器内预设有多个等级的压力阈值，每个压力阈值分别对应一个报警等级，所述控制器用于将压力传感器采样的压力值与多个压力阈值比较后，输出不同等级的报警信号。

优选的，所述压力监测模块上还集成有温度传感器、振动传感器，所述温度传感器的信号输出端和振动传感器的信号输出端分别与数据处理模块的多个输入端一一对应通信连接。

优选的，所述通信模块为无线通信模块。

优选的，所述监测装置还包括接收器，所述接收器通过无线网络与检测垫圈通信连接，所述接收器用于将检测垫圈发出的检测信号与报警信号传输到上位机、并将上位机发出的控制信号传输到检测垫圈。

优选的，所述弹性垫圈为橡胶垫圈。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的紧固件智能监测装置，能实现紧固件连接状态的全天候自动监测；在紧固件安装过程中和固定连接状态，弹性垫圈既能为检测垫圈提供较好的缓冲作用，又能为检测垫圈的密封缝隙提供进一步的密封，以达到更佳的防尘防水效果，提高其IP防护等级。

附图说明

图1为本实用新型检测垫圈与弹性垫圈结构示意图；

图2为本实用新型接收器结构示意图；

图3为本实用新型系统组成框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、检测垫圈，11、压力监测模块，1101、压力传感器，1102、温度传感器，1103、振动传感器，1104、数据处理模块，1105、控制器，1106、通信模块，12、供能模块，2、弹性垫圈，3、接收器，4、上位机，5、密封胶层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1～3所示，本实施例提供的一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，包括同轴设置的检测垫圈1与弹性垫圈2，所述检测垫圈1的感应面裸露，所述检测垫圈1的其余外表面嵌套设置在弹性垫圈2内；所述检测垫圈1内设有密闭空间，所述密闭空间内集成有压力监测模块11与供能模块12，所述压力监测模块11用于监测检测垫圈1感应面的压力变化并输出检测的压力信号和/或报警信号，当压力监测模块11检测并发送压力信号时，所述供能模块12与压力监测模块11短时供电连接。

本监测装置的使用场景为：将本监测装置夹紧在两个紧固件之间，对两个紧固件进行紧固连接，在此期间，检测垫圈1持续监测并输出紧固件之间的压力值，直到达到预期的压力值，则表示紧固件的紧固程度达到预期要求。在安装过程中，弹性垫圈2为检测垫圈1提供缓冲，防止安装时对检测垫圈1造成损伤。安装就位后，检测垫圈1实时监测紧固件之间的压力变化并输出检测信号，当监测到压力信号异常时，例如紧固件之间压力值明显减小，则同步输出报警信号，使上位机4对各处紧固件的松脱状态进行监控。弹性垫圈2具有易形变的特性，其对检测垫圈1的外表面进行密封，阻断了环境中的粉尘和液体进入检测垫圈1内的密闭空间，增强了本监测装置的IP防护等级。

本实施例中，如图1所示，所述检测垫圈1的中心设有贯穿弹性垫圈2的通孔，所述弹性垫圈2的通孔内设有环形凹槽，所述检测垫圈1嵌套设置在所述环形凹槽内。

本实施例的监测装置适用性广，既可直接压接在两个紧固件之间，还可使用于螺栓连接的紧固程度监测。当紧固件为螺栓时，螺栓的螺纹柱贯穿检测垫圈1与弹性垫圈2中心的通孔，将其进行定心，检测垫圈1的感应面与待紧固的物体表面贴合。当螺栓与待紧固的物体进行螺纹连接，或是螺栓穿过待紧固的物体、与螺母进行螺纹连接时，由于螺栓相对于待紧固的物体的轴向距离减小，二者之间的夹紧压力增大，检测垫圈1监测到螺栓与被紧固的物体之间的压力，即可监测到螺栓在被紧固的物体上的紧固状态。例如，当监测到的压力值减小到一定程度，则表示紧固件可能已经松脱。

本实施例中，所述弹性垫圈2与所述检测垫圈1之间设有密封胶层5。密封胶层5进一步为检测垫圈1内的密闭空间提供密封，增强其防尘防潮性能。

作为优选，弹性垫圈2采用橡胶垫圈，其具有较好的弹性性能以及支撑性能，同时具有较好的绝缘性能和耐热性能，适合长期使用，提高了本监测装置的使用寿命。

本实施例中，如图3所示，所述压力监测模块11上设有压力传感器1101、数据处理模块1104、控制器1105和通信模块1106，所述压力传感器1101的输出端连接数据处理模块1104的输入端，所述数据处理模块1104的输入端连接控制器1105的输入端，所述控制器1105的输出端连接通信模块1106的输入端，所述通信模块1106与外部设备进行无线通信连接。

压力传感器1101实时采集紧固件的压力值；数据处理模块1104将采集的压力值进行模数转换并输送到控制器1105进行处理；控制器1105内预存有压力阈值，当监测到实时的压力值小于压力阈值时，控制器1105判定紧固状态出现异常，控制器1105将压力值和/或报警信号输出到通信模块1106；通信模块1106与外部设备进行双向通信，接收上位机4的控制信号对本监测装置进行参数设定，也将本监测装置的监测数据和报警信号上报到上位机4，实现对多个不同地点的监测装置统一管理。

优选的，所述控制器1105内预设有多个等级的压力阈值，每个压力阈值分别对应一个报警等级，所述控制器1105用于将压力传感器1101采样的压力值与多个压力阈值比较后，输出不同等级的报警信号。

为了对紧固件的紧固状态进行更准确地了解，在压力监测模块11上的控制器1105内设置多级压力阈值，实现对紧固件的紧固状态进行不同等级的报警，当多个地点的紧固点监测装置同时进行报警时，可根据报警信号的等级确定事故处理的优先级，实现对多地点紧固件精细化管理。

本实施例中，如图3所示，所述压力监测模块11上还集成有温度传感器1102、振动传感器1103，所述温度传感器1102的信号输出端和振动传感器1103的信号输出端分别与数据处理模块1104的多个输入端一一对应通信连接。作为附加的功能，温度传感器1102实时采集紧固点的温度信号，同时振动传感器1103实时采集紧固点的振动信号，通过通信模块1106将温度信号和振动信号同步传送到上位机4中。当本监测装置发出报警信号时，结合实时的压力信号、温度信号振动信号，可在上位机4初步分析紧固点的环境状况，以进一步分析紧固点异常原因。

优选的，所述通信模块1106为无线通信模块。通过无线通信模块实现与上位机4的信号传输，一是避免了在检测垫圈1上开孔引线、降低其IP防护等级，二是没有网络线缆的长度限制，可实现上位机4远程管控更多的紧固件监测装置。

本实施例中，如图2和图3所示，所述监测装置还包括接收器3，所述接收器3通过无线网络与检测垫圈1通信连接，所述接收器3用于将检测垫圈1发出的检测信号与报警信号传输到上位机4、并将上位机4发出的控制信号传输到检测垫圈1。接收器3可作为检测垫圈1与上位机4之间的信号中转站，用于与检测垫圈1的通信模块1106进行短距离无线通信，还用于实现与上位机4之间的远程的双向无线通讯，例如接收器3上设有天线，可通过LoRa技术与上位机4进行通信。接收器3内设有唯一的身份识别码，用于与上位机4进行通信时对紧固件的位置进行精准识别。接收器3及时将检测垫圈1的监测数据和报警信号发送到上位机4处，也将上位机4的控制指令传达到检测垫圈1，例如通过上位机4设置。

工作原理：

将螺栓穿过检测垫圈1与橡胶垫圈中心的通孔，当螺栓与被紧固的物体进行螺纹连接时，检测垫圈1的感应面与被紧固的物体表面贴合。进一步旋紧螺栓时，螺栓将检测垫圈1在被紧固的物体上压紧，直到达到预期的压力，即达到了预期的紧固程度。检测垫圈1内的压力传感器1101实时监测螺栓与被紧固的物体之间的压力，该压力值可反映螺栓与被紧固的物体之间的紧固程度。监测的压力值经过模数转换等数据处理后，控制器1105将其与预设的几个等级的压力阈值进行比对，判断出压力值是否异常，若是压力值异常，则输出对应等级的报警信号，不同等级的报警信号反映出螺栓的不同松脱程度。检测垫圈1内还有温度传感器1102和振动传感器1103，分别用于监测检测垫圈1的温度信号和振动信号，用于辅助分析紧固件松脱的原因。通信模块1106将报警信号和监测的数据传送到接收器3，接收器3将监测的各项数据以及报警信号附加上其唯一的身份识别码后再发送到上位机4，以实现上位机4对多个监控点的紧固件紧固程度的监控。上位机4还可通过无线网络对接收器3和检测垫圈1进行参数设置。

本实施例将检测垫圈1内部设置为一个密闭空间，使用弹性垫圈2对检测垫圈1进行进一步密封。弹性垫圈2具有易形变的特性，其对检测垫圈1的外表面进行密封，阻断了环境中的粉尘和液体进入检测垫圈1内的密闭空间，以达到更佳的防尘防水效果，增强了本监测装置的IP防护等级。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (9)

1.一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，包括同轴设置的检测垫圈(1)与弹性垫圈(2)，所述检测垫圈(1)的感应面裸露，所述检测垫圈(1)的其余表面嵌套设置在弹性垫圈(2)内；所述检测垫圈(1)内设有密闭空间，所述密闭空间内集成有压力监测模块(11)与供能模块(12)，所述供能模块(12)与压力监测模块(11)供电连接，所述压力监测模块(11)用于监测检测垫圈(1)表面的压力变化并输出检测信号和/或报警信号。

2.根据权利要求1所述一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，所述检测垫圈(1)的中心设有贯穿弹性垫圈(2)的通孔，所述弹性垫圈(2)的通孔内设有环形凹槽，所述检测垫圈(1)嵌套设置在所述环形凹槽内。

3.根据权利要求1或2所述一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，所述弹性垫圈(2)与所述检测垫圈(1)之间设有密封胶层(5)。

4.根据权利要求1所述一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，所述压力监测模块(11)上设有压力传感器(1101)、数据处理模块(1104)、控制器(1105)和通信模块(1106)，所述压力传感器(1101)的输出端连接数据处理模块(1104)的输入端，所述数据处理模块(1104)的输入端连接控制器(1105)的输入端，所述控制器(1105)的输出端连接通信模块(1106)的输入端，所述通信模块(1106)与外部设备进行无线通信连接。

5.根据权利要求4所述一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，所述控制器(1105)内预设有多个等级的压力阈值，每个压力阈值分别对应一个报警等级，所述控制器(1105)用于将压力传感器(1101)采样的压力值与多个压力阈值比较后，输出不同等级的报警信号。

6.根据权利要求4所述一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，所述压力监测模块(11)上还集成有温度传感器(1102)、振动传感器(1103)，所述温度传感器(1102)的信号输出端和振动传感器(1103)的信号输出端分别与数据处理模块(1104)的多个输入端一一对应通信连接。

7.根据权利要求4所述一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，所述通信模块(1106)为无线通信模块。

8.根据权利要求4所述一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括接收器(3)，所述接收器(3)通过无线网络与检测垫圈(1)通信连接，所述接收器(3)用于将检测垫圈(1)发出的检测信号与报警信号传输到上位机(4)、并将上位机(4)发出的控制信号传输到检测垫圈(1)。

9.根据权利要求1所述一种具有高IP等级的紧固件智能监测装置，其特征在于，所述弹性垫圈(2)为橡胶垫圈。

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