高强螺栓检测仪是用于检测高强螺栓连接质量的专业设备。是通过与高强度螺栓连接副串联的测力传感器,将被测轴向力通过连接螺纹作用在粘贴有电阻应变计的应变筒上。当应变筒受轴向拉伸载荷时,电阻应变计阻值增加,导致桥路失去平衡。在桥路加有激励电压的情况下,对角输出端会给出一个不平衡的输出电压,该电压正比于作用在传感器应变筒上的拉力。将该电压信号送到电子智能显示控制仪,控制仪能将电压信号转变为力值信号,并在显示器上显示出来。
高强螺栓检测仪其核心模块是检测仪实现“扭矩/预拉力检测、数据分析”的关键,直接决定检测精度和稳定性,主要包括5类组件:
1、力值/扭矩采集单元
该单元是“感知检测数据”的核心,负责采集高强螺栓在紧固或检测过程中的预拉力或扭矩值,是后续数据处理的基础。
预拉力传感器:
作用:直接测量螺栓受到的轴向预紧力(单位:kN),是判断螺栓是否达到设计载荷的关键。
类型:多为柱式/轮辐式称重传感器,精度等级通常达0.1%~0.5%FS(满量程),需与螺栓规格匹配(如M16、M20、M24螺栓对应不同量程传感器)。
原理:通过传感器内部应变片的形变,将力信号转化为微弱电信号,传递至信号处理单元。
扭矩传感器:
作用:测量螺栓拧紧时的圆周扭矩(单位:N・m),部分设备可同步检测“扭矩-转角”关系(判断螺栓是否进入塑性阶段)。
类型:常见静态扭矩传感器(适用于手动/半自动检测)或动态扭矩传感器(适用于全自动拧紧检测),部分设备将扭矩传感器与扳手集成(如“扭矩扳手式检测仪”)。
2、信号处理与控制单元
该单元是检测仪的“大脑”,负责将采集单元输出的微弱电信号转化为可识别的数字信号,并进行计算、分析和逻辑控制。
信号放大器:
作用:预拉力/扭矩传感器输出的电信号(通常为mV级)极其微弱,需通过放大器将信号放大至伏级(V级),避免信号衰减导致的误差。
A/D转换器(模数转换器):
作用:将放大器输出的模拟信号(连续变化的电信号)转化为数字信号,以便单片机或计算机进行处理。
关键参数:转换精度(如16位、24位)和转换速率,直接影响数据采集的实时性和准确性(精度越高,检测结果越可靠)。
主控芯片/PLC(可编程逻辑控制器):
作用:接收数字信号后,按照预设算法(如“扭矩-预拉力对应关系”“抗滑移系数计算模型”)进行数据运算,同时控制设备的启停、数据存储等动作。
特点:全自动型检测仪多采用PLC控制,可实现“自动夹紧-自动检测-自动判定结果”的流程化操作;手动型检测仪多采用单片机,功能更简洁。
3、人机交互与数据输出单元
该单元是“人与设备交互”的窗口,负责参数设置、检测过程显示和结果输出,方便操作人员查看和记录数据。
操作面板/触控屏:
作用:用于设置检测参数(如螺栓规格、标准预拉力范围、检测模式)、启动/停止检测,以及实时显示检测过程中的扭矩、预拉力、转角等数据。
类型:传统设备为“按键+液晶屏”,现代智能设备多为彩色触控屏(如7英寸、10英寸),操作更直观,支持图形化显示(如扭矩-转角曲线)。
数据存储模块:
作用:存储检测结果(如检测时间、螺栓编号、扭矩值、预拉力值、是否合格),避免数据丢失。
形式:内置存储(如SD卡、硬盘)或外接存储(如USB接口,支持导出Excel/CSV格式文件),部分设备可存储上万条检测记录,方便追溯。
打印模块(可选):
作用:部分设备集成热敏打印机,可现场打印检测报告(包含检测日期、操作员、螺栓信息、检测结果),用于工程验收或质量存档。
数据通信接口(可选):
作用:支持与计算机、实验室管理系统(LIMS)或云端平台连接,实现数据远程传输和集中管理(如工业以太网接口、RS485接口、WiFi模块),适用于批量检测场景。
4、螺栓夹紧与定位单元
该单元是“固定螺栓”的基础,确保检测过程中螺栓稳定受力,避免因位移导致检测误差,核心组件为夹具/工装:
夹具主体:
作用:根据螺栓规格(如M12~M30)设计对应的夹具,通过“夹紧螺栓头部+固定螺栓尾部”的方式,使螺栓在检测时处于轴向受力状态(预拉力检测b备)。
类型:多为可调节式夹具(通过更换衬套适配不同规格螺栓),材质通常为高强度合金钢材(如40Cr),避免夹具自身形变影响检测精度。
夹紧驱动机构(可选):
作用:全自动型检测仪配备电动夹紧缸/气动夹紧缸,可自动控制夹具的夹紧力度(避免过夹损伤螺栓或欠夹导致松动);手动型检测仪需人工手动拧紧夹具。
5、电源与安全保护单元
该单元是设备稳定运行和操作人员安全的保障,避免设备故障或意外事故。
电源模块:
作用:将市电(如AC 220V/380V)转化为设备各单元所需的直流电压(如DC 12V、DC 24V),部分设备配备稳压电源,确保电压稳定,减少电网波动对检测精度的影响。
安全保护组件:
过载保护:当检测力值/扭矩超过传感器量程时,设备自动停机,避免传感器损坏;
漏电保护:配备漏电保护器,防止设备漏电导致操作人员触电;
急停按钮:紧急情况下按下急停,切断设备电源,终止检测过程。