[發(fā)明專利]基于雙弧形貼片天線的螺栓松動(dòng)傳感器及松動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011379444.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN112697183B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝麗宇;姜康;薛松濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D5/48
• 分類號(hào): G01D5/48;G01B15/00;G06K19/07;G06K19/077
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

基于雙弧形貼片天線的螺栓松動(dòng)傳感器及松動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括RFID標(biāo)簽、閱讀器和設(shè)置模塊；閱讀器負(fù)責(zé)無線讀取RFID標(biāo)簽的信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。所述RFID標(biāo)簽，置于被連接構(gòu)件表面；RFID標(biāo)簽由兩個(gè)組件組成，組件一與組件二位于同一表面。用于控制系統(tǒng)的RFID閱讀器以不同的頻率向RFID標(biāo)簽發(fā)射調(diào)制過的電磁波信號(hào)，當(dāng)RFID標(biāo)簽接收到的信號(hào)功率達(dá)到閾值時(shí)，RFID標(biāo)簽中的芯片即可被激活；激活標(biāo)簽所需要的閱讀器最小發(fā)射功率P_min(f)與閱讀器所發(fā)射信號(hào)頻率f有關(guān)，當(dāng)閱讀器以RFID標(biāo)簽中螺旋天線諧振頻率發(fā)射信號(hào)時(shí)f_R，激活標(biāo)簽所需的最小發(fā)射功率P_min(f_R)最小。傳感系統(tǒng)的成本較之現(xiàn)有的傳感系統(tǒng)極為低廉，可以作為預(yù)制設(shè)備與結(jié)構(gòu)一同設(shè)計(jì)和建造，建設(shè)起實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)。

背景技術(shù)

螺栓廣泛應(yīng)用于土木、交通、航空航天等領(lǐng)域的連接中，其強(qiáng)度高、可拆卸的特點(diǎn)使得其適用性更廣闊。但是，螺栓在長(zhǎng)期荷載作用下容易發(fā)生松動(dòng)，對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)存在很嚴(yán)重的安全隱患。因此，對(duì)于采用螺栓連接的結(jié)構(gòu)，有必要進(jìn)行定時(shí)的螺栓監(jiān)測(cè)，避免因螺栓松動(dòng)而引起的結(jié)構(gòu)破壞。

目前，常用的螺栓監(jiān)測(cè)技術(shù)有：基于壓電導(dǎo)納的螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法和應(yīng)變片電測(cè)法。

基于壓電導(dǎo)納的螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法在螺栓上粘貼壓電傳感器，通過測(cè)量壓電導(dǎo)納圖中的峰值頻率變化，可以判斷螺栓是否松動(dòng)，但是壓電傳感器需要通過導(dǎo)線來進(jìn)行激勵(lì)，并且需要昂貴的高精度阻抗分析儀，難以大范圍應(yīng)用在工程實(shí)際中。

應(yīng)變片電測(cè)法通過測(cè)量螺栓螺桿的應(yīng)變來精確測(cè)量螺栓軸向力，但是螺栓軸向力不大，使得其測(cè)量精度不高，而且受安裝條件的限制，其難以廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決傳統(tǒng)螺栓監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N基于雙弧形貼片天線的無源無線螺栓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；一種實(shí)現(xiàn)大范圍多個(gè)螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明需要達(dá)到的目的是：

(1)一種基于雙弧形貼片天線的無源無線角度傳感器可以感知角度變化，并且傳感器的諧振頻率的漂移量與角度大小在固定范圍內(nèi)有較為明確的關(guān)系；

(2)檢測(cè)設(shè)備可無線檢測(cè)天線諧振頻率的漂移量，依此推算出螺栓松動(dòng)所導(dǎo)致螺帽旋轉(zhuǎn)的角度，實(shí)現(xiàn)螺栓松動(dòng)的無線檢測(cè)；

(3)芯片可存儲(chǔ)貼片天線的ID、位置等簡(jiǎn)單信息，實(shí)現(xiàn)大范圍多個(gè)螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)。

本申請(qǐng)需要保護(hù)的是實(shí)施例2技術(shù)方案：

一種基于雙弧形貼片天線的無源無線螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括RFID標(biāo)簽1、閱讀器4和設(shè)置模塊；閱讀器4負(fù)責(zé)無線讀取RFID標(biāo)簽1的信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

所述RFID標(biāo)簽1，置于被連接構(gòu)件3表面；RFID標(biāo)簽1由兩個(gè)組件組成，組件一12與組件二13位于同一表面，具體結(jié)構(gòu)為：

組件一12為一圓板，其中心設(shè)有六邊形開孔12-1和金屬制的內(nèi)圓弧12-2，六邊形開孔12-1用于嵌套穩(wěn)定固定于螺帽3-2外緣上；