一种监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及监测装置技术领域，特别涉及一种监测装置。


背景技术：

2.螺栓连接是一种主要的结构连接形式，其连接质量直接影响装备或设施的使用性能，甚至是导致事故或灾难的发生。因此确保螺栓连接可靠，是工程中不可回避的问题。通过扭矩法进行螺栓安装和检查已不能满足工程要求，特别是需要定期巡检的结构连接部位，人工扳手巡检效率低，费用高，不能量化对连接质量进行评定。
3.目前螺栓连接质量监测有传感器法、植入应变片法、超声法等方法。其中传感器法会改变连接结构，不适合工程应用；植入应变法可实现无线传输，但需要对螺栓打孔，影响螺栓的强度，且对螺栓制备要求高，不适合大面积工程应用。超声法对螺栓表面要求低，不需要对螺栓打孔，更适合工程应用。还有一些方法如视频划线或是螺栓转动角监测等，能起到定性的评价效果，但定量评价精度低。目前，已有市售的螺栓预紧力测量仪，但其体积大，系统连线复杂需要与电脑主机、显示器等连接，成本高，无法满足大批量的螺栓监测要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种监测装置，用于解决现有的监测螺栓连接质量的装置中存在的：需要对螺栓打孔，影响螺栓的强度，且对螺栓制备要求高，不适合大面积工程应用，监测定量评价精度低等问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：
6.本实用新型提供了一种监测装置，用于监测螺栓预紧力，包括：
7.外罩，所述外罩内具有一个带有开口的空腔，所述空腔中设置有：导电件、供电模块、采集模块、无线传输模块；
8.其中，所述导电件的一端用于与压电传感模块接触连接，所述供电模块与所述采集模块、所述无线传输模块电连接；
9.所述导电件的另一端与所述采集模块连接，所述采集模块用于采集所述压电传感模块产生的电信号；
10.所述无线传输模块与所述采集模块连接，用于传输所述采集模块传出的信号。
11.进一步地，所述监测装置还包括：第一磁环，所述第一磁环设在所述空腔中，且所述第一磁环的外侧壁与所述外罩的内壁相连接。
12.进一步地，所述第一磁环邻近所述空腔的开口设置。
13.进一步地，所述外罩的外侧壁上带有螺纹。
14.进一步地，所述监测装置还包括：压电传感模块，所述压电传感模块位于所述外罩的下方，且所述导电件的一端与所述压电传感模块电连接。
15.进一步地，所述压电传感模块中包括压电晶片，所述导电件的一端与所述压电晶片电连接；或者
16.所述压电传感模块中包括压电晶片与温度传感器，所述导电件的一端和所述压电晶片与所述温度传感器电连接。
17.进一步地，所述压电传感模块还包括：
18.保护膜，所述保护膜位于所述压电晶片的远离所述导电件的一侧。
19.进一步地，所述压电传感模块还包括：外壳，所述外壳与所述外罩连接，所述外壳中具有贯穿的腔室；
20.第二磁环，所述压电传感模块与所述第二磁环设在所述腔室中，所述第二磁环的外侧壁与所述外壳的内侧壁连接，所述第一磁环与所述第二磁环可磁性相吸。
21.进一步地，所述压电传感模块包括：
22.压电晶片与触点结构，所述触点结构的一端与所述导电件的一端连接，所述触点结构的另一端与所述压电晶片电连接。
23.进一步地，所述压电传感模块还包括：阻尼块，所述阻尼块位于所述腔室中，且位于所述第二磁环和所述触点结构之间，且所述阻尼块位于所述压电晶片的靠近所述导电件的一侧。
24.本实用新型的实施例至少具有以下技术效果：
25.根据本实用新型实施例的一种监测装置，用于监测螺栓预紧力，包括：外罩，所述外罩内具有一个带有开口的空腔，所述空腔中设置有：导电件、供电模块、采集模块、无线传输模块；其中，所述导电件的一端用于与压电传感模块接触连接，所述供电模块与所述采集模块、所述无线传输模块电连接；所述导电件的另一端与所述采集模块连接，所述采集模块用于采集所述压电传感模块产生的电信号；所述无线传输模块与所述采集模块连接，用于传输所述采集模块传出的信号。本实用新型提供了一种无线的分布式螺栓预紧力监测仪，可定量监测螺栓连接预紧力的变化情况，进而对结构连接质量进行判断，确定仪器是否需要维护，是否有失效风险。本实用新型中提供的监测装置体积小，安装简单，具有广阔的应用前景。
附图说明
26.图1为监测装置的一种结构示意图；
27.图2为压电传感模块的结构示意图；
28.图3为监测装置通过转接环与螺柱螺纹连接的示意图；
29.图4为监测装置的另一种结构示意图；
30.图5为监测装置与螺栓连接的一种结构示意图；
31.图6为监测装置与螺栓连接的另一种结构示意图；
32.图7为监测装置与螺栓配合的一个结构示意图；
33.图8为监测装置与螺栓配合的另一个结构示意图。
34.附图标记
35.外罩1；导电件2；供电模块3；采集模块4；无线传输模块5；第一磁环6；
36.压电传感模块7；压电晶片71；保护膜72；外壳73；第二磁环74；触点结构75；阻尼块76；
37.转接环8。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.下面结合附图1至8具体描述根据本实用新型实施例的监测装置。
40.如图1～2所示，根据本实用新型实施例的一种监测装置，用于监测螺栓预紧力，包括：外罩1，所述外罩1内具有一个带有开口的空腔，所述空腔中设置有：导电件2、供电模块3、采集模块4、无线传输模块5；其中，所述导电件2的一端用于与压电传感模块7接触连接，所述供电模块3与所述采集模块4、所述无线传输模块5电连接；所述导电件2的另一端与所述采集模块4连接，所述采集模块4用于采集所述压电传感模块7产生的电信号；所述无线传输模块5与所述采集模块4连接，用于传输所述采集模块4传出的信号。
41.具体地讲，本实用新型提供的一种监测装置，主要包括导电件2、供电模块3、采集模块4、无线传输模块5这几个部分，其中，导电件2可以为探针或导线，比如导电件2具体可以为探针，探针可以单路或多路，取决与是否需要同时测量温度，以及压电晶片的电极是在同侧还是在对侧。
42.图5为监测装置直接与螺栓连接的结构示意图，利用本实用新型提供的监测装置检测监测螺栓预紧力的具体方法和原理为：将压电传感模块7贴在螺栓的端面或螺柱上，将导电件2的一端用于与压电传感模块7接触连接，供电模块3为整个监测装置供电。压电传感模块7通电后产生电信号并通过导电件2传输至采集模块4，采集模块4可以采集信号，同时还可以兼具数据采集和分析处理的功能，采集模块4与无线传输模块5电连接，无线传输模块5将采集模块4中得到数据信号进行传输，还可以发出监测结果数据。采集模块4可以处理采集到的信号，根据采集的信号获取螺栓连接预紧力的监测数据，进而获取螺栓连接预紧力的变化情况，螺栓连接预紧力的监测数据可以通过无线传输模块5传输至其他设备。本实用新型提供了一种无线的分布式螺栓预紧力监测仪，可定量监测螺栓连接预紧力的变化情况，进而对结构连接质量进行判断，确定仪器是否需要维护，是否有失效风险。监测过程中，不需要对螺栓打孔，不影响螺栓的强度，对螺栓制备要求不高，适合大面积工程应用，监测定量评价精度高。
43.根据本实用新型的一些实施例，所述监测装置还包括：第一磁环6，所述第一磁环6设在所述空腔中，且所述第一磁环6的外侧壁与所述外罩1的内壁相连接。
44.根据本实用新型的一些实施例，所述第一磁环6邻近所述空腔的开口设置。针对本实用新型中的监测装置中包括的第一磁环6，其设置外罩1内，邻近所述外罩1空腔的开口，且与外罩1的内壁相连接。设置第一磁环6的主要目的在于：若待监测的螺栓为磁性螺栓，本实用新型中的监测装置可以通过第一磁环6与磁性螺栓之间的磁力固定在螺栓上，简单便捷。
45.根据本实用新型的一些实施例，所述外罩1的外侧壁上带有螺纹。本实用新型在外罩1的外侧壁上设置螺纹的目的在于：如果待监测的螺栓为非磁性螺栓，比如说为钛合金或者不锈钢材质，则监测装置无法通过磁力与螺栓进行固定连接。这种情况下，可通过螺纹与转接环8连接，转接环8在与非磁性的螺栓尾或螺柱连接，起到固定作用。转接环8与螺柱的
连接示意图参见图3。
46.根据本实用新型的另一些实施例，所述监测装置还包括：压电传感模块7，所述压电传感模块7位于所述外罩1的下方，且所述导电件2的一端与所述压电传感模块7电连接。针对此监测装置，可以理解为相较上述的监测装置，其将上述的监测装置与压电传感模块7组合在一起，结构更加稳定。其中压电传感模块7可以是翻边(电极在同一侧)或不翻边(电极在对侧)压电晶片，也可以是带有温度传感器的压电晶片组件。该种监测装置与螺栓连接的结构示意图见图6。
47.如图2或图4所示，根据本实用新型的另一些实施例，所述压电传感模块7中包括压电晶片71，所述导电件2的一端与所述压电晶片71电连接；或者所述压电传感模块7中包括压电晶片与温度传感器，所述导电件2的一端和所述压电晶片71与所述温度传感器电连接。
48.根据本实用新型的另一些实施例，所述压电传感模块7还包括：保护膜72，所述保护膜72位于所述压电晶片71的远离所述导电件2的一侧。所述保护膜72用于保护压电晶片71，对于翻边的压电晶片71，也可以省去保护膜72，同时对于不翻边的压电晶片71，保护膜72与导电件2触电中的一路连接起到获得稳定信号接地的作用。
49.根据本实用新型的另一些实施例，所述压电传感模块7还包括：外壳73，所述外壳73与所述外罩1连接，比如外壳73与外罩1可拆卸地连接，所述外壳73中具有贯穿的腔室，外壳73与外罩1可以为柱状，外壳73与外罩1的轴线可以共线；第二磁环74，所述压电传感模块7与所述第二磁环74设在所述腔室中，所述第二磁环74的外侧壁与所述外壳73的内侧壁连接，所述第一磁环6与所述第二磁环74可磁性相吸，通过第一磁环6与所述第二磁环74的磁性相吸可以将外壳73与外罩1可拆卸地连接，根据需要可以将外壳73与外罩1连接在一起或分离。本实用新型中通过第一磁环6与第二磁环74磁性相吸，可以将压电传感模块7与上述不包括压电传感模块7的监测装置组合在一起，当外罩1和外壳73为一体的时候，也可以省略第一磁环6。
50.根据本实用新型的另一些实施例，所述压电传感模块7包括：压电晶片71与触点结构75，所述触点结构75的一端与所述导电件2的一端连接，所述触点结构75的另一端与所述压电晶片71电连接，压电晶片71监测到的信号可以通过触点结构75、导电件2传到采集模块4，并通过无线传输模块5进行传输。上述第一磁环6与第二磁环74磁性相吸，除了可以将压电传感模块7与上述不包括压电传感模块7的监测装置组合在一起，还能保证导电件2和触点结构75的连接准确。导电件2和触点结构75的位置可以相对应，比如导电件2和触点结构75可以共线，以便于接触连接。
51.根据本实用新型的另一些实施例，所述压电传感模块7包括：阻尼块76，所述阻尼块76位于所述腔室中，阻尼块76可以为塑料件或橡胶件，且位于所述第二磁环74和所述触点结构75之间，且所述阻尼块76位于所述压电晶片71的靠近所述导电件2的一侧，阻尼块76可以防止触点结构75活动。阻尼块76可以位于压电晶片71靠近导电件2的一侧，保护膜72可以位于压电晶片71的远离阻尼块76的一侧。
52.除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连
接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
53.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。