【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械紧固监测，具体是一种利用光纤应变测量原理的紧固件松弛报警装置，能够实时监测紧固件的紧固状态，及时发现并报警因振动、疲劳等原因导致的紧固件松弛，保障设备的安全运行。
技术介绍
1、在机械设备运行过程中，持续的振动和动态载荷对螺栓连接的稳定性构成了严峻挑战。螺栓防松，即在紧固螺栓时预留适当的松动量或采取特定的防松措施，对于确保车辆关键部件的稳固连接至关重要。在机械设备振动环境下，螺栓可能会因反复的振动冲击而逐渐松动，这不仅会影响机械设备的性能和安全性，还可能导致部件损坏或脱落，进而引发严重事故。
2、针对机械振动环境，采取有效的螺栓放松和防松策略显得尤为重要。这些策略包括使用锁紧垫圈、双螺母、钢丝防松装置等，以增加螺栓连接的摩擦力和稳定性。不过目前所采取的防松措施，主要是对螺栓紧固件进行定期检查和维护，是确保机械设备安全运行的必要措施。通过定期检查螺栓的紧固状态和防松效果，及时发现并处理松动或损坏的螺栓，进而防止因螺栓松动引发的安全事故。不过，检查和维护需要将机械设备停止运行，降低了机械设备的工作效率。同时，若紧固件在运行过程中突然发生松动，机械设备并不能及时报警，仍存在较大安全隐患。
3、因此，本专利技术提出一种利用光纤应变测量的紧固件松弛报警装置，能够在机械设备运行过程中，实时检测螺栓紧固件的连接状态。当螺栓紧固件松动后，光纤应变测量系统能够测量出螺栓松动，并及时发出报警信号。利用本专利技术的技术，可以实现机械设备不停机状态下，实时在线检测各个螺栓紧固件是否松动，从而提高设备运动的安全性
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于紧固件松弛报警的光纤垫片结构。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种利用光纤应变测量的紧固件松弛报警装置的结构，主要包括垫片，保护壳，光纤保护套管，光栅测量头，光纤，光纤接头，波长解调仪和报警设备等。
3、进一步的，所述垫片为用于螺栓紧固件中被夹紧的，用于保护工件表面，增加受力接触面积，或者用于提供防松支撑弹力的垫片。
4、进一步的，所述垫片安装于紧固件与被紧固部件之间，作为光纤传感器的承载基础，同时具有一定的弹性以响应紧固件的松紧变化。
5、进一步的，所述的垫片为金属材质；或者，所述的垫片为非金属材质，只要其在螺栓紧固件中受力压紧，则不影响垫片被测量应变的功能。
6、进一步的，所述的保护壳，覆盖并保护整个装置的核心部件，防止外部环境对光纤等敏感元件的损害，同时具备一定的密封性能，以应对恶劣工作环境。
7、进一步的，所述的光纤保护套管，放置于保护壳内，用于保护光纤不受机械损伤和外界环境干扰，确保光纤信号的稳定传输，其内部放置光栅测量头及部分光纤。
8、进一步的，所述的光栅测量头，作为光纤传感器的核心部件，放置于光纤保护套管内，或者固定在垫片的特定位置，利用光纤光栅对应变的敏感性，实时测量紧固件因松动引起的微小形变。
9、进一步的，所述的光纤，连接光栅测量头与光纤接头，负责将光栅测量头捕捉到的应变信息以光信号的形式传输至波长解调仪。
10、进一步的，所述的光纤接头，提供光纤与波长解调仪之间的稳定连接接口，确保光信号的可靠传输。
11、进一步的，所述的波长解调仪，用于发射和接收光纤传输的光信号，并将其转换为对应的应变值或波长偏移量，通过内置算法判断紧固件是否发生松弛。在波长解调仪内集成或单独放置一个数据处理单元，用于的数据处理与分析。
12、进一步的，所述的报警设备，当波长解调仪检测到紧固件发生松弛并超过预设阈值时，触发报警设备，发出声光报警或向远程监控系统发送报警信号。
13、与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：
14、（1）本专利技术设计光纤光栅应变测量装置，主要目的是测量螺栓紧固件压紧状态下，垫片的应变，当垫片存在应变后，则证明螺栓紧固件仍产生了较大的预紧力，螺栓没有松动。与现有技术相比，能够实时在线检测螺栓紧固件的预紧力状态，当出现松动后，预紧力出现变化，放松装置可以发出报警信号，提高了监测的准确性和及时性。
15、（2）本专利技术设计有连接光纤光栅的垫片结构，利用光纤传递信号，与现有导线传递电信号技术相比，光纤传递的信号没有电磁辐射，也不会受到周围电磁辐射的干扰，从而避免虚假报警信号，确保了监测数据的稳定性和可靠性。
16、（3）光栅测量头具有高灵敏度和高分辨率，能够准确捕捉紧固件因松动引起的微小形变，因此具有较高检测精度。且适用于各种恶劣工作环境，如高温、高湿、强振动等场景，为工程设备的安全运行提供了有力保障。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于紧固件松弛报警的光纤垫片结构设计，是一种基于光纤应变测量的紧固件松弛报警装置，其特征在于包括垫片（1），保护壳（2），光纤保护套管（3），光栅测量头（4），光纤（5），光纤接头（6），波长解调仪（7），报警装置（8）。
2.根据权利要求1所述的垫片，安装于螺栓与连接件之间，或者螺母与连接件之间，或者其它紧固件之间，作为测量对象以感知螺栓的预紧力变化。
3.根据权利要求1所述的光栅测量头，直接贴附于所述垫片的表面，用于测量垫片因螺栓预紧力变化而产生的应变；或者使用胶水或压紧固连等方式，放置于光纤保护套管内，垫片产生的形变可以传递至光纤保护套管，进而传递至光栅测量头。
4.根据权利要求1所述的光纤保护套管至少一种固定方式（如胶水粘接或焊接）将所述光纤保护套环牢固地固定于所述垫片上，以确保准确测量垫片的应变。其内部胶灌封材料具有高强度、耐腐蚀、抗老化的特性，以提供长期的保护效果。
5.根据权利要求1所述的光纤保护套管可以是与光栅测量头一体式结构，不使用专门制作的光纤保护套管时，也可以将光栅测量头直接粘贴于垫片合适位置。
...【技术特征摘要】
1.一种用于紧固件松弛报警的光纤垫片结构设计，是一种基于光纤应变测量的紧固件松弛报警装置，其特征在于包括垫片（1），保护壳（2），光纤保护套管（3），光栅测量头（4），光纤（5），光纤接头（6），波长解调仪（7），报警装置（8）。
2.根据权利要求1所述的垫片，安装于螺栓与连接件之间，或者螺母与连接件之间，或者其它紧固件之间，作为测量对象以感知螺栓的预紧力变化。
3.根据权利要求1所述的光栅测量头，直接贴附于所述垫片的表面，用于测量垫片因螺栓预紧力变化而产生的应变；或者使用胶水或压紧固连等方式，放置于光纤保护套管内，垫片产生的形变可以传递至光纤保护套管，进而传递至光栅测量头。
4.根据权利要求1所述的光纤保护套管至少一种固定方式（如胶水粘接或焊接）将所述光纤保护套环牢固地固定于所述垫片上，以确保准确测量垫片的应变。其内部胶灌封材料具有高强度、耐腐蚀、抗老化的特性，以提供长期的保护效果。
5.根据权利要求1所述的光纤保护套管可以是与光栅测量头一体式结构，不使用专门制作的光纤保护套管时，也可以将光栅测量头直接粘贴于垫片合适位置。
6.根据权利要求1所述的光纤，连接所述光栅测量头与波长解调仪，用于实现光信号的远距离传输，且具备抗电磁干扰的能力。
...【专利技术属性】
技术研发人员：唐波，弯港，孙平科，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：南京图旋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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