[發(fā)明專利]一種具有可追溯性傳感器緊固件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111149329.0
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113915201A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬冰華;焦光明;程全士;王川;單壟壟;張曉斌;劉文韜;張家梁;李崇源
• 申請（專利權(quán)）人: 航天精工股份有限公司
• 主分類號: F16B1/00
• 分類號: F16B1/00;F16B31/02;F16B35/00;C23C28/00;G06K19/06
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 李彥彥

本發(fā)明提供了一種具有可追溯性傳感器緊固件及其制備方法，包括緊固件本體、自下而上依次設(shè)于緊固件本體上的壓電膜層、保護(hù)膜層及電極化層，所述電極化層上設(shè)有環(huán)形槽及二維碼。本發(fā)明所述的緊固件通過二維碼及絕緣環(huán)形結(jié)構(gòu)的一體化加工，不但可快速、高效地完成第三層回路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳感器的功能，而且可省去傳統(tǒng)緊固件頭部端面加工各種標(biāo)識的工序，以及后期緊固件壽命周期內(nèi)大量數(shù)據(jù)信息的記錄，不但提高絕緣環(huán)結(jié)構(gòu)制備的效率及質(zhì)量一致性、穩(wěn)定性，而且通過二維碼的功能實(shí)現(xiàn)緊固件的可追溯性，可快捷、準(zhǔn)確地掌握服役緊固件的加工、檢測信息以及服役歷史數(shù)據(jù)，便于現(xiàn)場裝配應(yīng)用以及處理各種問題，大大節(jié)省了成本，具有較為積極的實(shí)際使用效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于緊固件領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有可追溯性傳感器緊固件及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，通過在外螺紋緊固件上制備傳感器，利用傳感器激發(fā)的超聲波信號來測量外螺紋緊固件預(yù)緊力的技術(shù)具有較好的應(yīng)用前景。

在現(xiàn)有的方法中，傳感器主要采用以下兩種方式與螺紋緊固件的表面結(jié)合在一起。一種采用粘貼或焊接的方式，將片狀的傳感器整體固定到螺紋緊固件表面，另一種采用真空鍍膜的方式，沉積生長傳感器的各個分層結(jié)構(gòu)。無論是采用上述何種方式，均會占據(jù)緊固件頭部端面大量的表面積才能實(shí)現(xiàn)。

而對于緊固件而言，為實(shí)現(xiàn)緊固件加工制造可追溯性，緊固件頭部端面均會進(jìn)行制標(biāo)，標(biāo)記內(nèi)容主要有：產(chǎn)品的型號、規(guī)格、廠家標(biāo)記等。隨著客戶對緊固件可追溯性要求越來越嚴(yán)，有些客戶同時要求緊固件頭部端面記錄產(chǎn)品的出廠批次號以及流水號等信息，如此多的制標(biāo)內(nèi)容給傳感器與緊固件之間的結(jié)合帶來了較大的技術(shù)困難，在一定程度上會限制傳感器緊固件的應(yīng)用范圍及前景。

此外，絕大部分緊固件為了實(shí)現(xiàn)裝配的目的，頭部端面常常會設(shè)計(jì)十字槽、齒輪槽、內(nèi)六角等型號，會進(jìn)一步減少頭部端面的表面積，導(dǎo)致傳感器無法與緊固件頭部端面有效結(jié)合。而對于傳感器在尾部加工的方案，由于常規(guī)螺栓的尾部有效直徑非常小且緊固件在實(shí)際使用過程中，尾部常常處于隱蔽狀態(tài)，給實(shí)際檢測帶來了困難。

與此同時，為了實(shí)現(xiàn)傳感器的功能，傳統(tǒng)傳感器的三層結(jié)構(gòu)(壓電膜層、保護(hù)膜層、電極化層)中保護(hù)膜層需將電極化層隔離出完全絕緣的兩部分。為加工出此結(jié)構(gòu)，通常采用先加工壓電膜層、保護(hù)膜層，然后通過在保護(hù)膜層表面粘附遮蔽物質(zhì)，電極化層沉積完畢后，將粘附遮蔽物質(zhì)去除，該部位無電極化層沉積，以達(dá)到保護(hù)膜層將電極化層隔離成完全絕緣的兩部分，在檢測過程中形成回路，如圖1所示。該方法存在效率低、質(zhì)量一致性差等問題，對傳感器的質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性具有較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種具有可追溯性傳感器緊固件及其制備方法，以在緊固件頭部端面一體加工制備絕緣環(huán)結(jié)構(gòu)及二維碼圖形的方式，提高絕緣環(huán)結(jié)構(gòu)制備的效率及質(zhì)量一致性、穩(wěn)定性，通過二維碼的功能實(shí)現(xiàn)緊固件的可追溯性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種具有可追溯性傳感器緊固件，包括緊固件本體、自下而上依次設(shè)于緊固件本體上的壓電膜層、保護(hù)膜層及電極化層，所述電極化層上設(shè)有環(huán)形槽及二維碼。

如上所述的具有可追溯性傳感器緊固件的制備方法，包括以下步驟：

(1)在緊固件本體端面依次制備壓電膜層及保護(hù)膜層，在保護(hù)膜層表面覆蓋絕緣膜；

(2)將絕緣膜切割形成環(huán)形膜及二維碼膜，去除保護(hù)膜層表面除環(huán)形膜及二維碼膜以外的絕緣膜；

(3)制備電極化層，所述電極化層覆蓋保護(hù)膜層、環(huán)形膜及二維碼膜；

(4)去除環(huán)形膜及二維碼膜，使環(huán)形膜及二維碼下方的保護(hù)膜層暴露形成環(huán)形槽及二維碼，得到具有可追溯性傳感器緊固件。

進(jìn)一步地，所述壓電膜層、保護(hù)膜層、電極化層的制備方法為噴涂、電鍍、離子鍍的一種。