工业传感技术正在经历一场深刻变革。
从早期的机械测量,到如今的智能感知与无线互联,传感器不再只是“测量工具”,而成为产业数字化的“底层感知入口”。
在这一进程中,一类新兴的器件——无源无线垫片式压力传感器,正在悄然走向产业化。它不仅重新定义了“螺栓健康监测”的方式,更成为“感知—互联—智能”链条中新的关键节点。
(从传感到智联:无源无线垫片式压力传感器的产业化趋势 图源:摄图网)
从物理测量到结构感知:传感方式的跃迁
过去,螺栓预紧力监测主要依赖机械量测或应变片方案。这些方法虽然成熟,但普遍存在三大问题:
布线复杂:在高密度或旋转结构中难以实施;
供电受限:电池寿命短、环境适应性差;
维护成本高:需要周期性校准或更换。
而无源无线技术的出现,为这一老问题提供了新的解法。
垫片内部嵌入的谐振传感单元可以在无电源状态下响应外部射频激励,其谐振频率会随应力变化而漂移。通过无线读写设备扫描即可获取受力信息。
这种方式将“检测”变成了“感知”:
结构自身即是传感体,无需外部供能,也无需信号线。
它使得“结构即传感器”成为现实,为工程安全监测带来了革命性思路。
从单点感知到网络化协同:智联的起点
如果说单个无源无线垫片是一个感知节点,那么多个节点组成的系统,就构成了结构健康的“感知网络”。
通过射频通信与数据汇聚,这些垫片可以实现:
多点并行监测;
状态趋势分析;
数据可视化与预测性维护。
在数字孪生、BIM运维、IoT平台的支持下,螺栓的应力、松动趋势乃至温度变化,都能被实时映射到虚拟模型中。
这意味着,无源无线垫片式传感器不仅是“传感器”,更是智联体系中的感知入口。
未来,它将与5G/6G工业网络、边缘计算、AI诊断算法结合,成为设备自感知、自判断、自预警的基础模块。
市场驱动力:需求在变,监测方式也必须变
产业化的根本动力来自真实的场景需求。
在风电、轨道交通、桥梁、石化等行业中,设备规模越来越大,结构复杂度不断提高,而人力巡检的效率与安全性都在下降。
例如:
风电塔筒有上千颗法兰螺栓,松动一颗就可能引发振动共振;
高铁轨道扣件长期受动载,应力衰减难以人工预警;
石化法兰处于高温高压下,泄漏风险难以实时感知。
这些需求共同推动了无源、免维护、可远程感知的技术路线成为主流。
垫片式传感方案因其“结构一体化、零能耗、适配性强”的特征,成为工业场景中最具可行性的实现路径之一。
(从传感到智联:无源无线垫片式压力传感器的产业化趋势 图源:摄图网)
每一次传感技术的产业化,都离不开一个“刚需场景”的推动。
无源无线垫片式压力传感器的崛起,是技术成熟与场景痛点同时叠加的结果。
它既是螺栓安全监测的突破口,也可能成为未来结构健康监测的基础构件。
从实验室的样机,到风电塔筒、轨道扣件、桥梁节点的批量部署,这项技术的产业化过程,也正是“智能感知体系”成型的缩影。
当每一颗螺栓都能被实时感知、每一个连接点都能被数据化映射——
工业安全,将从此变得有迹可循。