一种基于重叠扇环形贴片天线的螺栓松动传感器，包括组件一和组件二，其中：组件一由中部六边形开孔介质板和第一扇环形贴片构成，第一扇环形贴片打印在六边形开孔介质板的突出部分的下表面；组件二由第二扇环形贴片、微带馈电线、芯片、环形介质板和地平面构成；第二扇环形贴片和微带馈电线相连，并打印在环形介质板的上表面；芯片连接于微带馈电线的末端并固定在环形介质板上；地平面打印在环形介质板下表面；第一扇环形贴片的径向宽度与第二扇环形贴片相同。贴片相同。贴片相同。
【技术实现步骤摘要】
基于重叠扇环形贴片天线的螺栓松动传感器
[0001]本申请涉及螺栓松动监测技术。
技术介绍
[0002]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，螺栓在振动、冲击等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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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，但是螺栓轴向应变不大，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。
技术实现思路
[0006]为解决传统螺栓监测技术的不足，本申请提出了一种基于重叠扇环形贴片天线的螺栓松动传感器；一种基于重叠扇环形贴片天线的螺栓松动传感系统；一种实现大范围多个螺栓松动监测系统。
[0007]技术方案一
[0008]一种基于重叠扇环形贴片天线的螺栓松动传感器，特征是，为用于监测螺栓及螺帽旋转的RFID标签1，包括组件一和组件二，其中：
[0009]组件一由中部六边形开孔介质板5和第一扇环形贴片6构成，第一扇环形贴片6打印在六边形开孔介质板5的突出部分的下表面；
[0010]组件二由第二扇环形贴片7、微带馈电线8、芯片9、环形介质板10和地平面11构成；第二扇环形贴片7和微带馈电线8相连，并打印在环形介质板 10的上表面；芯片9连接于微带馈电线8的末端并固定在环形介质板10上；
[0011]地平面11打印在环形介质板10下表面；
[0012]第二扇环形贴片7的径向宽度与第一扇环形贴片6相同；
[0013]当第一扇环形贴片6与第二扇环形贴片7处于重叠状态时，第一扇环形贴片6的环向长度与第二扇环形贴片7的环向长度之和减去二者重叠部分的长度即为天线的谐振长度；当第一扇环形贴片6与第二扇环形贴片7不再重叠时，天线的谐振长度为扇环形贴片7的长度。
[0014]RFID标签1安装时，组件一与被测螺栓2的螺帽相连，组件二与被连接件 3相连，组件二放在组件一之下，第一扇环形贴片6与第二扇环形贴片7位于同一平面，且部分重叠；螺
帽的转动会引起组件一与组件二之间相对转动，从而引起第一扇环形贴片6与第二扇环形贴片7重叠长度的变化，进而引起天线谐振长度的变化，导致天线的谐振频率发生改变。
[0015]本申请技术特点和有益效果：
[0016](1)本申请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；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；
[0017](2)检测设备可以无线检测天线谐振频率的漂移量，以此推算螺栓的连接状态；当螺栓预紧力消失时，该基于部分重叠扇环形贴片天线的无源无线角度传感器会产生明显的谐振频率漂移；
[0018](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。
[0019](4)检测设备可通过电磁波激活传感器使其工作，不需要额外的电源，实现传感器的无源；
[0020](5)传感系统中的RFID标签安装时无需对螺栓进行改造，可以安装在现有螺栓上，更加经济实用；
[0021](6)通过电磁波进行信息传输，不需要同轴线，使传感系统更加简单，布置更加灵活，在自然灾害下更不容易失效；
[0022](7)通过电磁波提供能量，不需要电源线或电池为传感系统提供能量，减少了传感器安装的劳力以及传感系统的成本；
[0023](8)以天线的谐振频率作为参数判断螺栓状态，该参数受距离和环境噪声等因素的影响可忽略，增加了该传感系统的适用性；
[0024](9)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。
附图说明
[0025]图1实施例1中由组件一、二构成的RFID标签立体图
[0026]图2实施例2系统构成示意图
[0027]数字标记：
[0028]1‑
RFID标签
[0029]2‑
待测螺栓
[0030]3‑
被连接件
[0031]4‑
阅读器
[0032]5‑
六边形开孔介质板
[0033]6‑
第一扇环形贴片
[0034]7‑
第二扇环形贴片
[0035]8‑
微带馈电线
[0036]9‑
芯片
[0037]10
‑
环形介质板
[0038]11
‑
地平面
具体实施方式
[0039]下面将结合具体实施例及其附图对本申请提供的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本申请的优点和特征将更加清楚。
[0040]需要说明的是，本申请的实施例有较佳的实施性，并非是对本申请任何形式的限定。本申请实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。本申请优选实施方式的范围也可以包括另外的实现，且这应被本申请实施例所属
的技术人员所理解。
[0041]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限定。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0042]本申请的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本申请实施例的目的，并非是限定本申请可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的效果及所能达成的目的下，均应落在本申请所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。且本申请各附图中所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
[0043]实施例1
[0044]监测传感器(构造、结构原理)
[0045]如图1所示，用于监测螺栓及螺帽旋转的RFID标签1，包括组件一和组件二，其中：
[0046]组件一由中部六边形开孔介质板5和第一扇环形贴片6构成，第一扇环形贴片6打印在六边形开孔介质板5的突出部分的下表面；
[0047]组件二由第二扇环形贴片7、微带馈电线8、芯片9、环形介质板10和地平面11构成；第二扇环形贴片7和微带馈电线8相连，并打印在环形介质板 10的上表面；芯片9连接于微带馈电线8的末端并固定在环形介质板10上；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于重叠扇环形贴片天线的螺栓松动传感器，其特征是，包括RFID标签(1)，所述RFID标签(1)包括组件一和组件二，其中：组件一由中部六边形开孔介质板(5)和第一扇环形贴片(6)构成，第一扇环形贴片(6)打印在六边形开孔介质板(5)的突出部分的下表面；组件二由第二扇环形贴片(7)、微带馈电线(8)、芯片(9)、环形介质板(10)和地平面(11)构成；第二扇环形贴片(7)和微带馈电线(8)相连，并打印在环形介质板(10)的上表面；芯片(9)连接于微带馈电线(8)的末端并固定在环形介质板(10)上；地平面(11)打印在环形介质板(10)下表面；第二扇环形贴片(7)的径向宽度与第一扇环形贴片(6)相同；当第一扇...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢丽宇，郑志泉，薛松涛，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：
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