监测螺栓状态的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子应用技术领域，具体而言，涉及一种监测螺栓状态的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 螺栓副是机械应用中常见的一种机械结构，其中，具体的应用场景中，以铁路结构 装配为例，在铁路的各个系统中，扣件系统、声屏障系统或道岔区等大部分结构均采用螺栓 副的装配方式。而螺栓副接口的装配质量主要取决于对螺栓预紧力的控制，当螺栓在紧固 时没有达到预设的预紧力，将会降低螺栓副的使用寿命，同时在铁路运营过程中，若对重点 结构重点部位的螺栓预紧力监控不到位，将会导致螺栓副突然失效，影响行车安全。
[0003] 在相关技术中，对螺栓副的控制方式为力矩法，即，对螺栓副施加固定的力矩控制 螺栓的预紧力。但是，力矩法紧固螺栓时预紧力往往会因为螺栓是否涂油润滑、力矩扳手紧 固螺栓时的速度快慢等外界因素干预，以使得螺栓的预紧力精度较差，因此，由于无法准确 控制螺栓的预紧力，导致无法掌握螺栓预紧力的衰减状况而带来的安全隐患。
[0004] 针对上述由于无法准确监控螺栓的预紧力，导致无法掌握螺栓预紧力的衰减状况 而带来的安全隐患的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供了一种监测螺栓状态的系统和方法，以至少解决由于无法准确 监控螺栓的预紧力，导致无法掌握螺栓预紧力的衰减状况而带来的安全隐患的技术问题。
[0006] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种监测螺栓状态的方法，包括：通过螺栓 预紧力测试仪采集智能螺栓的螺栓状态参数；依据螺栓状态参数计算智能螺栓的预紧力； 依据预先存储的预紧力测量记录与预紧力进行比较，确定智能螺栓的预紧力是否在预设安 全范围内；当判断结果为是时，上传预紧力至服务器。
[0007] 进一步地，在通过螺栓预紧力测试仪采集智能螺栓的螺栓状态参数之前，方法还 包括：向螺栓预紧力测试仪发送控制指令，其中，控制指令，用于获取螺栓状态参数。
[0008] 进一步地，控制指令为脉冲电信号。
[0009] 进一步地，在螺栓状态参数包括螺栓变形量的情况下，依据螺栓状态参数计算智 能螺栓的预紧力的步骤包括：提取预先存储的螺栓材质的弹性模量、螺栓截面积和螺栓副 的装夹长度；依据螺栓变形量与螺栓材质的弹性模量、螺栓截面积和螺栓副的装夹长度的 数量关系，得到智能螺栓的预紧力。
[0010] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种监测螺栓状态的系统，包括：智能螺 栓，用于生成螺栓状态参数；螺栓预紧力测试仪，与智能螺栓通信连接，用于采集螺栓状态 参数；数据处理终端，与螺栓预紧力测试仪通信连接，用于依据螺栓状态参数计算智能螺栓 的预紧力，并在智能螺栓的预紧力在预设安全范围内的情况下，上传预紧力。
[0011] 进一步地，数据处理终端，还用于向螺栓预紧力测试仪发送获取螺栓状态参数的 控制指令。
[0012] 进一步地，控制指令为脉冲电信号。
[0013] 进一步地，螺栓预紧力测试仪，还用于向智能螺栓转发控制指令，并标记智能螺栓 在返回的螺栓状态参数时的时间。
[0014] 进一步地，智能螺栓包括：信号限位装置和压电陶瓷装置，其中，信号限位装置，用 于接收螺栓预紧力测试仪转发的控制指令；压电陶瓷装置，与信号限位装置电连接，用于将 控制指令由脉冲电信号转换为同频的机械纵波获取螺栓状态参数。
[0015] 进一步地，压电陶瓷装置，还用于将螺栓状态参数由机械纵波转换为脉冲电信号； 信号限位装置，与压电陶瓷装置电连接，还用于将螺栓状态参数返回至螺栓预紧力测试仪。
[0016] 进一步地，该系统还包括：温度补偿装置，其中，温度补偿装置，与螺栓预紧力测试 仪通信连接，用于采集温度参数。
[0017] 进一步地，系统还包括：服务器，其中，服务器，与数据处理终端通信连接，用于存 储智能螺栓的预紧力。
[0018] 进一步地，系统还包括：通信中继设备，其中，通信中继设备，分别与数据处理终端 和螺栓预紧力测试仪通信连接，用于向螺栓预紧力测试仪转发数据处理终端发送的控制指 令；或，向数据处理终端转发螺栓预紧力测试仪接收的螺栓状态参数。
[0019] 在本发明实施例中，通过螺栓预紧力测试仪采集智能螺栓的螺栓状态参数；依据 螺栓状态参数计算智能螺栓的预紧力；依据预先存储的预紧力测量记录与预紧力进行比 较，确定智能螺栓的预紧力是否在预设安全范围内；当判断结果为是时，上传预紧力至服务 器，达到了准确控制螺栓的预紧力的目的，从而实现了实时监测螺栓预紧力衰减变化的技 术效果，进而解决了由于无法准确监控螺栓的预紧力，导致无法掌握螺栓预紧力的衰减状 况而带来的安全隐患的技术问题。
【附图说明】
[0020] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0021] 图1是根据本发明实施例的监测螺栓状态的系统的结构示意图；
[0022] 图2是根据本发明实施例的一种监测螺栓状态的系统的结构示意图；
[0023] 图3是根据本发明实施例的一种监测螺栓状态的系统中的智能螺栓的结构示意 图；
[0024] 图4是根据本发明实施例的监测螺栓状态的方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。
[0026] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形，意图在于 覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限 于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产 品或设备固有的其它步骤或单元。
[0027] 实施例一
[0028] 根据本发明实施例，提供了一种监测螺栓状态的系统的系统实施例，需要说明的 是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行， 并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行 所示出或描述的步骤。
[0029] 图1是根据本发明实施例的监测螺栓状态的系统的结构示意图，如图1所示，该系