[发明专利]一种基于压电超声晶片的螺栓预紧力实时高精度检测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于压电超声晶片的螺栓预紧力实时高精度检测方法及系统。采用压电超声晶片作为超声激励源粘贴于螺栓头部，利用超声波单波飞行时间差随应力值变化规律，建立起超声波飞行时间差与螺栓预紧力之间的高精度拟合关系；从而利用该数学关系式，实现螺栓预紧力的实时检测。本发明与以往用超声探头的方法相比，消除了耦合剂厚度不确定性所带来的误差，利用单波飞行时间差的方式，进一步提高了测量精度。同时以较低的成本以及在不影响结构性能的情况下，实现螺栓预紧力的低误差率测量。

主权项

1.一种基于压电超声晶片的螺栓预紧力实时高精度检测系统，其特征在于，所述的基于压电超声晶片的螺栓预紧力实时高精度检测系统包括PC端(1)、FPGA模块(2)、采集模块(3)、放大器(4)、K型热电偶温度传感器(5)、超声收发器(6)、示波器(7)、压电超声晶片(8)、上连接板(9)、压力传感器(10)、贴有晶片的螺栓(11)和下连接板(12)；压力传感器(10)位于上连接板(9)和下连接板(12)之间，螺栓依次插入至其中，螺栓头部中央贴有压电超声晶片(8)；压电超声晶片(8)与超声收发器(6)连接，超声收发器(6)和示波器(7)连接，示波器(7)与PC端(1)进行数据传输；压力传感器(10)上放置K型热电偶温度传感器(5)，其输出信号经过放大器(4)进行信号放大，同时利用采集模块(3)对K型热电偶温度传感器(5)以及压力传感器(10)进行信号采集，将采集模块(3)采集后的信号传输到FPGA模块(2)，FPGA模块(2)通过串口通信将采集的信号传输到PC端(1)。