[發明專利]實時精確測量壓力的螺栓、測量系統和測量方法

在審

• 申請號: 202010380741.2
• 申請日: 2020-05-05
• 公開（公告）號: CN111693199A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 熊鵬文;熊昆;童小寶;何孔飛;周學婷;宋愛國;李建清
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G01L5/24
• 分類號: G01L5/24;G01M13/00
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 夏軍

本發明的用于實時精確測量壓力的螺栓，屬于檢測領域，包括截面形狀為六邊形的螺栓主體；螺栓主體的頂面內凹有第一凹槽；第一凹槽內分布有用于測量第一壓力值的第一測力陣列；螺栓主體的外周面內凹有第二凹槽；第二凹槽內分布有用于測量第二壓力值的第二測力電橋；螺栓主體的頂面中心開設有用于安裝光桿的通孔；第二測力電橋與光桿連接。本發明提供的測力螺栓能夠精確測得螺栓所受的壓力；避免了采用人工巡檢的方式，進而避免需要工作人員利用專門的測力裝置對其進行逐個測量，具有方便快捷的優點；測力螺栓整體結構簡單，具備連接與測力兩種功能，且不需要額外的測量儀器，有效的減少了人力物力的浪費，大大提高工作效率。

技術領域

本發明涉及檢測領域，更具體的，涉及用于實時精確測量壓力的螺栓、測量系統和測量方法。

背景技術

在日常生活和工業制造當中，螺栓都是必不可少的，因此，螺栓也被稱為工業之米。隨著螺栓的使用越來越廣泛，人們對于螺栓連接的連接質量與可靠性也更加關注。其中螺栓在連接時所承受的壓力是至關重要的，尤其是在安裝和長期使用過程中，壓力的變化往往能夠反映螺栓連接裝置是否可靠，螺栓壓力過低會達不到連接和緊固的效果，壓力過高則可能對連接處造成損壞。例如，在大型機械設備安裝過程當中，需要使用螺栓將不同的配件進行組合，此時我們就需要實時監測使用的螺栓受到的作用力，并以此判斷連接質量的好壞，連接是否安全可靠。同樣的情況還包括螺栓在建筑、橋梁、大型鋼結構等多個不同場合的使用。

然而，在現有技術中，對于螺栓連接時受到的壓力我們無法做到實時測量，只能采用人工巡檢的方式，需要工作人員利用專門的測力裝置對其進行逐個測量，這不但十分麻煩，而且浪費了大量時間與精力。

因此，需要提出有效的方案來解決以上問題。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明的一種用于實時精確測量壓力的螺栓、測量系統和測量方法，解決技術中工作效率差且不能實時測量螺栓壓力的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種用于實時精確測量壓力的螺栓，包括：

截面形狀為六邊形的螺栓主體；

所述螺栓主體的頂面內凹有第一凹槽；

所述第一凹槽內分布有用于測量第一壓力值的第一測力陣列；

所述螺栓主體的外周面內凹有第二凹槽；

所述第二凹槽內分布有用于測量第二壓力值的第二測力電橋；

所述螺栓主體的頂面中心開設有用于安裝光桿的通孔；

所述第二測力電橋與所述光桿連接。

優選地，所述第一測力陣列為由多個彈簧測力計組成的彈簧測力陣列；

第二測力電橋為由多個應變片組成的電橋；

其中，各所述彈簧測力之間通過第一導線連接；各所述應變片之間通過第二導線連接。

優選地，所述彈簧測力計的數量設置6個，且均勻分布在所述第一凹槽內；

所述應變片的數量設置4個，且均勻分布在所述第二凹槽內。

本發明還提供一種實時精確測量壓力的測量系統，適用于上述的用于實時精確測量壓力的螺栓，包括上述的螺栓、均安裝在所述螺栓內部的無線傳輸模塊、單片機、以及顯示器；

所述螺栓與所述無線傳輸模塊電連接；

所述無線傳輸模塊與所述單片機處理模塊電連接；

所述顯示器固定安裝在所述螺栓上。

優選地，所述無線傳輸模塊包括無線應變節點、以及無線網關；