[發明專利]一種螺栓或螺母松動監測方法和系統

有效

• 申請號: 201910189479.0
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109900466B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 劉星星;秦詠梅
• 申請（專利權）人: 嘉興博感科技有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01B7/30;G01V3/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 杜立軍

本發明實施例公開了一種螺栓或螺母松動監測方法及系統，該方法包括：通過設置在待監測螺栓和/或螺母上的至少一個MEMS傳感器測量所述螺栓和/或螺母的運動參數，根據所述運動參數獲得所述螺栓和/或螺母在其自旋轉平面上的至少一個自旋無關矢量，計算所述自旋無關矢量與所述螺栓和/或螺母在其自旋轉平面上的自旋相關矢量之間的夾角，得到所述螺栓和/或螺母在監測時間段內的總旋出角度或總旋出圈數，根據所述總旋出角度或總旋出圈數，獲得所述螺栓和/或螺母的松動監測結果，不影響螺栓或螺母的性能，具有實用性強、成本低、高效、計算簡單、耗電量低、應用范圍廣等優點。

技術領域

本發明實施例涉及工業檢測技術領域，具體涉及一種螺栓或螺母松動監測方法和系統。

背景技術

采用螺栓或螺母進行緊固安裝是一種普遍存在的技術手段和方法，以此來達到固定結構或傳動的目的。在一些領域，螺栓或螺母緊固的穩定性涉及到人身和財產安全。例如，汽車輪子上的螺栓或螺母松動會造車輪脫落，甚至造成車毀人亡的事故，風力發電機上的螺栓或螺母松動如果不及時維護會造成葉片脫落，甚至造成風力發電機倒塌事故，因此，對于螺栓或螺母是否緊固牢靠的松動監測極其重要。

現有的螺栓或螺母的松動監測方法有人工巡檢法，但是人工巡檢低效且不及時。利用電子系統的自動定期或在線檢測技術，多采用在螺栓或螺母上安裝應變檢測傳感器來實現，該方法技術上可行，但需要特制螺栓或螺母，為了在螺栓或螺母上留出安裝應變傳感器的空間，甚至需要在螺栓或螺母上打孔來實現，而且受環境溫度影響大，造成成本高、應用受限、對螺栓和/或螺母的性能有一定的影響。另外還有利用超聲技術檢測螺栓或螺母與其安裝結構之間的應力變化，該方法受到外界環境影響非常大，比如溫度對應力的影響，雨水對超聲信號的影響等，實用起來非常困難。還有些技術是在檢測到螺栓或螺母旋轉到一定角度后，通過機械或電子方法來打開開關，這種方法只能提供有限的開關量輸出，不能檢測螺栓或螺母的連續旋轉角度，如果要求檢測狀態比較多，傳感系統會變得復雜，不利于安裝。

發明內容

為此，本發明實施例提供一種螺栓或螺母松動監測方法和系統，以解決現有的螺栓或螺母松動監測方法受環境溫度影響大、監測效果差、成本高、安裝和使用不便、應用受限、對螺栓和/或螺母的性能有一定的影響的問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

根據本發明實施例的第一方面，提出了一種螺栓或螺母松動監測方法，所述方法包括：

通過設置在待監測螺栓和/或螺母上的至少一個MEMS傳感器測量所述螺栓和/或螺母的運動參數，所述MEMS傳感器包括至少一個用于測量加速度參數的MEMS加速度傳感器和/或至少一個用于測量地磁參數的MEMS地磁傳感器；

根據所述運動參數獲得所述螺栓和/或螺母在其自旋轉平面上的至少一個自旋無關矢量；

計算所述自旋無關矢量與所述螺栓和/或螺母在其自旋轉平面上的自旋相關矢量之間的夾角，根據所述夾角得到所述螺栓和/或螺母在監測時間段內的總旋出角度或總旋出圈數，所述自旋相關矢量由所述MEMS傳感器的坐標軸經過校準獲得；

根據所述總旋出角度或總旋出圈數，獲得所述螺栓和/或螺母的松動監測結果。

進一步地，所述方法還包括：

對所述監測時間段內各監測點的夾角的變化信息進行檢測；

根據所述夾角的變化信息判斷所述螺栓和/螺母的總旋出角度是否大于或等于360°，其中，在相鄰監測點的時間間隔內，所述螺栓和/螺母的旋出角度小于360°；

當所述螺栓和/螺母的總旋出角度小于360°時，所述螺栓和/螺母的總旋出角度等于所述夾角的值；