[发明专利]基于双弧形贴片天线的螺栓松动传感器及松动监测系统

说明书

基于双弧形贴片天线的螺栓松动传感器及松动监测系统，其特征在于，包括RFID标签、阅读器和设置模块；阅读器负责无线读取RFID标签的信息并进行数据处理。所述RFID标签，置于被连接构件表面；RFID标签由两个组件组成，组件一与组件二位于同一表面。用于控制系统的RFID阅读器以不同的频率向RFID标签发射调制过的电磁波信号，当RFID标签接收到的信号功率达到阈值时，RFID标签中的芯片即可被激活；激活标签所需要的阅读器最小发射功率P_min(f)与阅读器所发射信号频率f有关，当阅读器以RFID标签中螺旋天线谐振频率发射信号时f_R，激活标签所需的最小发射功率P_min(f_R)最小。传感系统的成本较之现有的传感系统极为低廉，可以作为预制设备与结构一同设计和建造，建设起实时监测的网络。

技术领域

本申请涉及螺栓松动监测技术。

背景技术

螺栓广泛应用于土木、交通、航空航天等领域的连接中，其强度高、可拆卸的特点使得其适用性更广阔。但是，螺栓在长期荷载作用下容易发生松动，对结构会存在很严重的安全隐患。因此，对于采用螺栓连接的结构，有必要进行定时的螺栓监测，避免因螺栓松动而引起的结构破坏。

目前，常用的螺栓监测技术有：基于压电导纳的螺栓松动监测方法和应变片电测法。

基于压电导纳的螺栓松动监测方法在螺栓上粘贴压电传感器，通过测量压电导纳图中的峰值频率变化，可以判断螺栓是否松动，但是压电传感器需要通过导线来进行激励，并且需要昂贵的高精度阻抗分析仪，难以大范围应用在工程实际中。

应变片电测法通过测量螺栓螺杆的应变来精确测量螺栓轴向力，但是螺栓轴向力不大，使得其测量精度不高，而且受安装条件的限制，其难以广泛应用。

发明内容

为解决传统螺栓监测技术的不足，本申请提出了一种基于双弧形贴片天线的无源无线螺栓监测系统；一种实现大范围多个螺栓松动监测系统。

本发明需要达到的目的是：

(1)一种基于双弧形贴片天线的无源无线角度传感器可以感知角度变化，并且传感器的谐振频率的漂移量与角度大小在固定范围内有较为明确的关系；

(2)检测设备可无线检测天线谐振频率的漂移量，依此推算出螺栓松动所导致螺帽旋转的角度，实现螺栓松动的无线检测；

(3)芯片可存储贴片天线的ID、位置等简单信息，实现大范围多个螺栓松动监测。

本申请需要保护的是实施例2技术方案：

一种基于双弧形贴片天线的无源无线螺栓松动监测系统，其特征在于，包括RFID标签1、阅读器4和设置模块；阅读器4负责无线读取RFID标签1的信息并进行数据处理；

所述RFID标签1，置于被连接构件3表面；RFID标签1由两个组件组成，组件一12与组件二13位于同一表面，具体结构为：

组件一12为一圆板，其中心设有六边形开孔12-1和金属制的内圆弧12-2，六边形开孔12-1用于嵌套稳定固定于螺帽3-2外缘上；