的信号传递所采取的进一步的措施是在传感器元件11的接触表面14上提供树脂弹性材料的薄层。该弹性材料的层足够厚以避免两个表面之间的直接金属接触，从而避免传感器元件11与紧固件的端部表面之间的界面接触的不规则性，但是足够薄而不会过多地减弱传递的声波。十分之几毫米的厚度效果良好。其本身是公知的技术并且不进行更详细的描述。
[0018]在操作中，传感器单元通过后连接件13连接至扭矩传递扳手，并且当将前支撑套管12施加至待收紧的紧固件元件的头部上时与螺纹紧固件接触。在收紧过程中或者在完成收紧过程之后，通过传感器元件11在紧固件中引起超声波，并且通过传感器元件11接收在紧固件元件的相对端部处反射的声波的回声，并且以电信号的形式将其发送至操作控制单元。传感器单元连接至未示出的操作控制单元，用于测量弓I起和反射的声波的传输时间，并且可以由所述传输时间计算出螺纹紧固件中的实际张力。这是公知的技术并且因此不进行更详细的描述。
[0019]通过将传感器单元附接至收紧扳手，并且将其施加至螺纹紧固件的头部从而开始操作周期，由此轴向力施加至传感器单元，从而相对于紧固件的端部表面推进传感器元件11的接触表面14。这造成偏置弹簧16 —定的压缩，并且传感器元件11相对于支撑壳体10和限定定位插槽18的位置而向后位移。当传感器元件11与定位插槽18脱离接合时，其在多个方向上自由移动，即除了其轴向移动之外具有相对于其纵向方向旋转和倾斜的有限自由度。球面止推轴承22保证可以进行传感器元件11任何发生的倾斜移动而不会产生不希望的侧向力。传感器元件11此时能够相对于紧固件的端部表面自适应，从而避免传感器元件11的接触表面14与螺纹紧固件的端部表面之间的任何错位，并且因此避免不希望的信号失真。
[0020]当超声波传输时间的测量操作完成时，扳手和传感器单元从螺纹紧固件升起，造成传感器元件11相对于支撑壳体10的向前移动，因此传感器元件11将恢复与定位插槽18接合。当传感器元件11完全引入定位插槽18中时，定位插槽18的圆锥形和非圆形表面19与传感器元件11的一致的包络面20之间的合作此时将限定传感器元件11相对于所有自由方向(即轴向移动、角移动和倾斜移动)的静止位置。通过该布置，传感器元件11将始终恢复良好限定的静止位置，所述静止位置也变成随后的超声波传输时间测量操作的良好限定的起始位置。
[0021]在传感器元件11的活动位置处，传感器元件11的所有自由移动方向被限制于一定程度，但是足够大从而允许传感器元件11与螺纹紧固件的端部表面的合适适应。例如，旋转自由度限制于15-20度，从而避免损坏将传感器元件11与后连接件13中的接触元件连接的连线。
[0022]应注意本发明的实施方案不限于上述实施例，而是可以在权利要求的范围内自由改变。例如，定位插槽18的内表面的横截面形状可以不是椭圆形。
【主权项】
1.一种传感器单元，所述传感器单元通过与螺纹紧固件的端部表面物理接触从而引起和指示螺纹紧固件中的超声波，其中，所述传感器单元包括支撑壳体(10)和传感器元件(11)和偏置弹簧(16)，所述传感器元件(11)具有前接触表面(14)，所述前接触表面(14)用于接合螺纹紧固件的端部表面并且能够相对于所述支撑壳体(10)在静止位置和活动位置之间移动，所述偏置弹簧(16)在所述支撑壳体(10)和所述传感器元件(11)之间活动，从而当所述传感器元件(11)与所述螺纹紧固件的端部表面脱离时推进所述传感器元件(11)进入所述静止位置，并且在所述活动位置处使所述传感器元件(11)的接触表面(14)偏置从而与所述螺纹紧固件的端部表面物理接触， 其特征在于，所述支撑壳体(10)包括定位插槽(18)从而在所述静止位置处通过所述传感器元件(11)接合，所述定位插槽(18)具有非圆柱形和非圆形横截面的内部形状，并且所述传感器元件(11)具有与所述定位插槽(18)的所述内表面(19) 一致的外部形状，其中，关于相对于所述支撑壳体(10)的旋转位置、轴向位置和倾斜位置，所述传感器元件(11)的静止位置被良好限定。2.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述定位插槽(18)的内部形状为圆锥形并且具有椭圆形横截面。3.根据权利要求1或2所述的传感器单元，其中，球面止推轴承(22)设置在所述弹簧(16)和所述传感器元件(11)之间，从而促进所述传感器元件(11)相对于紧固件的端部表面的倾斜位移和自适应。4.根据权利要求1-3的任意一项所述的传感器单元，其中，所述支撑壳体(10)包括后连接件(13)和前支撑套管(12)，并且所述定位插槽(18)设置在所述支撑套管(12)内。5.根据权利要求4所述的传感器单元，其中，所述支撑套管(12)包括插槽部分(15A)，所述插槽部分(15A)用于将收紧扭矩连接和施加至螺纹紧固件。
【专利摘要】一种传感器单元，其通过与螺纹紧固件的端部表面物理接触从而引起和表明螺纹紧固件中的超声波，所述传感器单元包括支撑壳体(10)和传感器元件(11)和偏置弹簧(16)，传感器元件(11)具有前接触表面(14)，前接触表面(14)用于接合螺纹紧固件的端部表面并且能够相对于支撑壳体(10)在静止位置和活动位置之间移动，偏置弹簧(16)在支撑壳体(10)与传感器元件(11)之间活动，从而当传感器元件(11)与螺纹紧固件脱离时推进传感器元件(11)进入静止位置，并且在活动位置处使传感器元件(11)的接触表面(14)偏置从而与螺纹紧固件的端部表面物理接触，其中，设置定位插槽(18)从而在静止位置处通过传感器元件(11)接合，所述定位插槽(18)具有非圆柱形和非圆形横截面的内部形状，并且传感器元件(11)具有与定位插槽(18)的内部形状一致的外部形状，其中，关于相对于支撑壳体(10)的旋转位置、轴向位置和倾斜位置，传感器元件(11)的静止位置被良好限定。
【IPC分类】G01L5/24
【公开号】CN105229437
【申请号】CN201480025452
【发明人】E·V·佩尔松, B·G·温登
【申请人】阿特拉斯·科普柯工业技术公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年4月30日
【公告号】EP2994732A1, US20160061782, WO2014180731A1