发表于:2022-02-26
螺栓是一种机械零件，配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件。
广泛应用在机械、电子、电力、车辆、船舶、航空、建筑等各行各业。螺栓的作用至关重要，之前因为螺栓问题而导致车辆召回的新闻已经屡见不鲜，大品牌的汽车制造商尚且可能出现问题，更遑论其他一些小的方方面面用及螺栓之处。关键部位螺栓松动可能引起飞机失事、厂房坍塌、桥梁断裂……造成的损失难以估量。近期“智能螺栓”的出现，受到国内外的高度关注。
那么何谓“智能螺栓”，为什么能引起这么大的反响？
这一发明可实时监测螺栓的载荷和状态，为设备(工程)安全上了一把“安全锁”。摆放在那里的智能螺栓看起来貌不惊人，跟普通螺栓基本别无二致。它最别致的地方也是它区别于普通螺栓的智能之处在于，智能螺栓上有个1毫米的小孔，细小的光纤、光栅传感器就藏在小孔中，引出的光纤连接到监测仪器上。在普通螺栓上加上传感器功能，螺栓能主动感知载荷力量大小，对自身状态实时在线监测，一旦有松动和断裂迹象时，能发出预警。
飞机机体是由很多部件组成的，拼接部位需要很多螺栓。长期飞行过程中，关键部位的连接螺栓不能承受载荷或到了“金属疲劳期”，螺栓会出现问题甚至折断，直接危及整个飞机安全。
近年来，如何准确测量螺栓载荷是业界的热点、难点。有人尝试在螺栓外部安装超声传感器，因受环境、条件等因素限制，很难获得内部受力的精准数据，并未广泛应用。
“传感器的光纤是细长的，螺栓是轴向细长的，所以我就想能不能够把光纤放到螺栓中去。”在这一设想驱动下，智能螺栓发明人和团队摸索了5年，成功掌握了高强度螺栓深小孔加工、光纤光栅表面处理、传感器封装设计以及强噪声环境下的传感器信号处理与识别等关键技术，研制出了多种材质的智能螺栓原型产品，经实验室和飞机试验验证，智能螺栓测得的螺栓载荷误差为正负1%，适用于高精度测量。