紧力上传至服务器18,以使得对智 能螺栓12的预紧力构建长期监控历史记录。
[0059] 在本申请实施例提供的监测螺栓状态的系统中，服务器18可以为物理服务器外， 还可以为云服务器。
[0060] 这里本申请实施例优选的方案中，在服务器18具备数据处理能力的条件下，服务 器18还可以与螺栓预紧力测试仪14通信连接，通过螺栓预紧力测试仪14返回的螺栓状态 参数计算智能螺栓12的预紧力，以使得任一接入服务器18的数据处理终端16能够依据服 务器18中的智能螺栓12的预紧力历史状态获取智能螺栓12的预紧力衰变规律。
[0061] 优选的地，如图2所示，系统还包括：通信中继设备19,其中，
[0062] 通信中继设备19,分别与数据处理终端16和螺栓预紧力测试仪14通信连接，用于 向螺栓预紧力测试仪14转发数据处理终端16发送的控制指令；或，向数据处理终端16转 发螺栓预紧力测试仪14接收的螺栓状态参数。
[0063] 这里在螺栓预紧力测试仪14和数据处理终端16之间，为可以依据通信距离的需 要，螺栓预紧力测试仪14和数据处理终端16之间的数据通信还可以通过通信中继设备19 完成通信需求。其中，通信中继设备19可以依据通信距离的长短分为短距离通信中继设备 和中长距离通信中继设备，短距离通信中继设备可以通过蓝牙或红外传输实现，中长距离 除无线的基站通信还可以通过卫星中继设备进行通信，本申请实施例以实现监测螺栓状态 的系统为准，对通信中继设备19的类型不做限定。
[0064] 结合图2和图3所示，本申请实施例提供的监测螺栓状态的系统中，数据处理终端 16以电脑为例，在测量智能螺栓12的预紧力的过程中，通过电脑对螺栓预紧力测试仪14进 行无线远程控制，螺栓预紧力测试仪14根据电脑的指令发射脉冲电信号，智能螺栓12通过 信号限位装置121和压电陶瓷装置122将脉冲电信号转变为同频率的机械纵波，机械纵波 经螺栓底部反射形成机械回波，压电陶瓷装置122将机械回波转变为电信号并经过限位装 置121将电信号传回至螺栓预紧力测试仪14。螺栓预紧力测试仪14将接收到的回波电信 号加以时间标记，经蓝牙或卫星网络等通信中继设备19传送到电脑，通过电脑的后处理程 序，即可精确得到智能螺栓12当前的预紧力。电脑可将测得的智能螺栓12的当前预紧力 上传至服务器18,并可随时访问下载服务器18中的历史数据，掌握智能螺栓12的预紧力的 变化情况。
[0065] 其中，智能螺栓12是在普通螺栓的基础上，采用了信号限位装置121和压电陶瓷 122装置的螺栓结构，并不局限于图2和图3中所示的螺栓形状。
[0066] 电脑可实现以下功能：（1)设置不同的脉冲电信号频率、脉冲次数等；（2)设置不 同螺栓材质的弹性模量、温度补偿参数、应力补偿参数等；（3)设置多螺栓多通道实时测量 等管理参数；（4)随时访问云存储设备进行上传和下载数据；（5)提供云存储和云计算等大 数据分析功能。
[0067] 通过本申请实施例提供的监测螺栓状态的系统，对于铁路螺栓装配结构可在紧固 螺栓时，精确控制螺栓预紧力，并可在结构使用过程中，实时监测螺栓的预紧力，为铁路设 施安全和行车安全提供保障。
[0068] 实施例二
[0069] 根据本发明实施例，提供了一种监测螺栓状态的方法实施例，需要说明的是，在附 图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽 然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出 或描述的步骤。
[0070] 图4是根据本发明实施例的监测螺栓状态的方法的流程示意图，如图4所示，该方 法包括如下步骤：
[0071] 步骤S402,通过螺栓预紧力测试仪采集智能螺栓的螺栓状态参数；
[0072] 步骤S404,依据螺栓状态参数计算智能螺栓的预紧力；
[0073] 步骤S406,依据预先存储的预紧力测量记录与预紧力进行比较，确定智能螺栓的 预紧力是否在预设安全范围内；
[0074] 步骤S408,当判断结果为是时，上传预紧力至服务器。
[0075] 本申请实施例提供的监测螺栓状态的方法可以适用于铁路结构装配技术中，尤其 可以应用于对螺栓副的预紧力监测。
[0076] 其中，结合图1对应的实施例，在数据处理终端16侧，通过接收螺栓预紧力测试仪 14采集的智能螺栓12的螺栓状态参数，依据该螺栓状态参数计算该智能螺栓12的预紧力， 进一步的，通过与预先存储的预紧力测量记录进行比较，确定该智能螺栓12当前的预紧力 是否在安全范围内，当判断结果为是时，将该预紧力上传至服务器，以便结合预紧力测量记 录得到智能螺栓12的预紧力衰变规律，从而保障铁路设施安全和行车安全。
[0077] 本申请实施例提供的监测螺栓状态的方法，通过螺栓预紧力测试仪采集智能螺栓 的螺栓状态参数；依据螺栓状态参数计算智能螺栓的预紧力；依据预先存储的预紧力测量 记录与预紧力进行比较，确定智能螺栓的预紧力是否在预设安全范围内；当判断结果为是 时，上传预紧力至服务器，达到了准确控制螺栓的预紧力的目的，从而实现了实时监测螺栓 预紧力衰减变化的技术效果，进而解决了由于无法准确监控螺栓的预紧力，导致无法掌握 螺栓预紧力的衰减状况而带来的安全隐患的技术问题。
[0078] 进一步地，在步骤S402通过螺栓预紧力测试仪采集智能螺栓的螺栓状态参数之 前，本申请实施例提供的监测螺栓状态的方法还包括：
[0079] 步骤S401，向螺栓预紧力测试仪发送控制指令，其中，控制指令，用于获取螺栓状 态参数。
[0080] 进一步地，控制指令为脉冲电信号。
[0081] 进一步地，在螺栓状态参数包括螺栓变形量的情况下，步骤S404中依据螺栓状态 参数计算智能螺栓的预紧力的步骤包括：
[0082] Stepl，提取预先存储的螺栓材质的弹性模量、螺栓截面积和螺栓副的装夹长度；
[0083] Step2,依据螺栓变形量与螺栓材质的弹性模量、螺栓截面积和螺栓副的装夹长度 的数量关系，得到智能螺栓的预紧力。
[0084] 结合图1所示，基于St印1和Step2,由于螺栓在自由状态下，螺栓内部不存在预 紧力，而螺栓在紧固状态下，由于预紧力的作用，螺栓将发生形变，因此此时螺栓的变形量 为Δ L，数据处理终端16依据该△ L与预紧力F之间的数学关系，计算得到预紧力F，该数 学关系如下：
[0086] 其中，F为螺栓的预紧力；E为螺栓材质的弹性模量；S为螺栓截面积；△ L为螺栓 的变形量；L为螺栓副的装夹长度。依据公式（1)，数据处理终端16依据AL计算得到当前 智能螺栓12的预紧力F。
[0087] 这里螺栓预紧力测试仪14是发射和接收脉冲电信号、测量并计算发射和回波电 信号之间时间差的设备。螺栓在自由状态下，发射和接收电信号之间的时间差为T0,螺栓 在紧固状态下，螺栓发射和