[发明专利]一种螺栓预紧力监控系统

权利要求书

1.一种螺栓预紧力监控系统，用于大型工程，包括远程监控端和现场监测系统，其特征在于，所述现场监测系统由设置在工程现场的现场监测中心、若干预紧力监测组构成，每个预紧力监测组由一个蓝牙中继器和若干无外接线的智能垫片式传感器组成；工程中的每个需监测预紧力的螺栓配置一个所述智能垫片式传感器，工程中所有需监测预紧力的螺栓按不超过指定半径范围分组，每组螺栓配置一个所述的蓝牙中继器，为每组螺栓配置的一个蓝牙中继器和若干智能垫片式传感器组成一个所述的预紧力监测组；

所述智能垫片式传感器为圆环形结构，内部设有检测电路、信号处理电路、电源电路、控制器、低功耗蓝牙模块，圆环形结构的外侧圆周面上贴设为内部电源电路供电的太阳能薄膜；检测电路的输出端接信号处理电路的输入端，控制器分别与信号处理电路的输出端和低功耗蓝牙模块连接，电源电路为检测电路、信号处理电路、控制器、低功耗蓝牙模块供电；

蓝牙中继器配置有与智能垫片传感器通讯的蓝牙模块和与现场监测中心通讯的Wifi模块；所述现场监测中心通过有线网络或移动网络与远程监控端通讯。

2.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监控系统，其特征在于，每个智能垫片传感器配置一个独立的ID；

所述智能垫片传感器通过低功耗蓝牙模块，近距离接收蓝牙中继器的指令信号并根据指令信号控制自身工作状态或向蓝牙中继器发送自身ID信息和所检测到的压力信息；

蓝牙中继器通过Wifi模块；远距离接收现场监测中心的指令信号并根据指令信号向智能垫片传感器发出指令信号或向现场监测中心转发组内各智能垫片传感器的ID及其所检测到的压力信号；

现场监控中心通过有线网络或移动网络，远程接收远程监控端的指令信号，并根据指令信号向蓝牙中继器发出指令信号或向远程监控端转发各智能垫片传感器的ID及其所检测到的压力信号。

3.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监控系统，其特征在于，所述指定半径小于智能垫片式传感器信号稳定传输的最远距离。

4.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监控系统，其特征在于，所述电源电路包括一个用于缓存电能的储电模块。

5.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监控系统，其特征在于，所述控制器为预先编程的微型单片机，能够进行整个传感器的功耗管理和电参数自诊断；

所述智能垫片式传感器能够接受外部指令并进行三种工作模式的切换：（a）全性能模式，持续测量并高频率地传送结果；（b）低功耗模式，间隔一定时间主动测量一次并传送结果；（c）待机响应模式，平时仅保持蓝牙连接，在收到外部指令后才测量并回传结果。

6.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监控系统，其特征在于，所述智能垫片式传感器套装在螺栓上，位于螺母或螺帽与被坚固件之间；所述智能垫片式传感器的支撑结构由弹性管柱体和橡胶环组成，所述弹性管柱体中间为与螺栓配套的通孔，所述橡胶环套装在弹性管柱体上；所述检测电路包括由应变片和标准电阻构成的测量电桥，所述应变片顺轴向方向贴在弹性管柱体外侧面，检测电路除应变片以外的电子元件、构成信号处理电路的电子元件、构成电源电路的电子元件、以及控制器和低功耗蓝牙模块，沿长度方向分组间隔排列在一长条形的柔性电路板上，所述柔性电路板环绕弹性管柱体设置在弹性管柱体与橡胶环之间。

7.根据权利要求6所述的螺栓预紧力监控系统，其特征在于，所述应变片在传感器弹性管柱体外周按90°间隔贴4片或按45°间隔贴8片。

8.根据权利要求6所述的螺栓预紧力监控系统，其特征在于，所述橡胶环外侧设有和柔性电路板相连的USB接口。

9.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监控系统，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端为智能手机、平板电脑或笔记本电脑，装有相应的应用软件，能够通过蓝牙连接多个智能垫片式传感器直接读取数据。

10.一种螺栓预紧力监控系统，其特征在于，包括远程监控端、蓝牙中继器和无外接线的智能垫片式传感器；所述智能垫片式传感器为圆环形结构，内部设有检测电路、信号处理电路、电源电路、控制器、低功耗蓝牙模块，圆环形结构的外侧圆周面上贴设为内部电源电路供电的太阳能薄膜；检测电路的输出端接信号处理电路的输入端，控制器分别与信号处理电路的输出端和低功耗蓝牙模块连接，电源电路为检测电路、信号处理电路、控制器、低功耗蓝牙模块供电；蓝牙中继器配置有与智能垫片传感器通讯的蓝牙模块和与远程监控端通讯的移动网络模块。