[发明专利]一种螺栓轴向力传感器

说明书

本发明公开了一种螺栓轴向力传感器，包括螺栓和应变检测装置；所述应变检测装置设置在螺栓头部的端面上，所述应变检测装置用于检测因螺栓受到轴向预紧力而导致螺栓头部的端面在径向方向产生的压缩应变。该螺栓轴向力传感器不但通用性广泛，而且结构简单、成本低廉。

技术领域

本发明涉及螺栓联接状态、螺栓预紧力监测方法的结构健康监测技术领域，具体涉及一种螺栓轴向力传感器。

背景技术

目前，螺栓联接广泛应用在机械、化工、土木、航天等行业的各类设备和结构上，一方面联接可拆卸部件，另一方面传递零部件之间的载荷，其联接状态(表现为轴向预紧力是否足够)直接关系到整个设备或结构的安全工作。工程中常用扭矩扳手控制螺栓额定扭矩，难以实现对工作中螺栓的联接状态的监测。电阻应变片电测法是测量螺栓轴向预紧力的一种广泛的方法，如李聪等通过在螺栓的螺杠中心沿轴向加工盲孔，将应变片安装在盲孔内(中国实用新型专利号：201520276111.5)；郭贵福等将应变片安装在加长螺栓光滑柱面上(中国发明专利号：201310643341.6)，通过应变片测量螺栓螺杆在轴向力作用下的应变，确定螺栓预紧力/螺栓轴向力的大小。但在螺栓螺杆中心沿轴向加工盲孔并在盲孔内埋设应变片操作困难；在螺栓光滑柱面上安装应变片，在很多场合难以实现，因此上述方法均不具备广泛的适用性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种具有广泛的通用性、结构简单、成本低廉的螺栓轴向力传感器。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案内容具体如下：

一种螺栓轴向力传感器，包括螺栓和应变检测装置；所述应变检测装置设置在螺栓头部的端面上，所述应变检测装置用于检测因螺栓受到轴向预紧力而导致螺栓头部的端面在径向方向产生的压缩应变。

进一步地，所述应变检测装置为电阻应变计。

优选地，所述电阻应变计为径向应变计。

更优选地，所述电阻应变计为环形应变计，所述环形应变计的外径与所述螺栓头部的端面直径相当。

进一步优选地，所述环形应变计包括两个半环形的应变栅；所述应变栅设置在所述螺栓头部的端面的边缘上。

或者，所述环形应变计包括若干个弧形的应变栅；所述应变栅设置在所述螺栓头部的端面的边缘上。

进一步地，所述应变检测装置粘接在所述螺栓头部的端面上。

进一步地，所述应变检测装置的外部覆盖有保护层。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的螺栓轴向力传感器在其螺栓头部的端面设置应变检测装置以检测当前螺栓受到轴向预紧力在端面径向方向产生的压缩应变。所述传感器检测到的应变数据通过后续的应变输出电路进行量化，从而掌握传感器的螺栓联接状态。不但结构简单可靠，而且所制得的传感器不受螺栓安装条件的限制，具有广泛的适用性及低成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的螺栓轴向力传感器较优选实施例的结构构示意图；

图2为配合本发明的螺栓轴向力传感器进行使用的应变输出电路较优选实施例的结构示意图；

图3为M14螺栓的轴向力测量结果示意图。

其中，各附图标记为：1、应变检测装置；2、螺栓。

具体实施方式