近年来，风电行业的安全事故屡屡见诸报端，令人对关键部位的螺栓预紧力监测给予更高关注。例如，2023年在某沿海风电场中发生了一起严重事故：一台兆瓦级风机的叶片脱落，原因被追溯为叶片与主轴连接处的螺栓松动。在事故发生前，由于强烈的风载荷与长期的机械振动，叶片连接螺栓的预紧力逐渐下降，最终未能承受瞬间的风力冲击，导致连接失效。
事故调查发现，虽然风电场运营方每年都会定期检修，但由于传统螺栓检测主要依赖人工操作，很难实时监控螺栓状态，尤其是螺栓预紧力的微小变化。因此，许多类似的松动隐患在未被及时发现的情况下继续累积，最终导致了事故发生。此类事故揭示了在高应力、复杂环境中，螺栓预紧力实时监测的紧迫性。
（无源无线垫片式压力传感器在风电行业的应用 图源：摄图网）
螺栓预紧力监测现状与痛点
目前，风电行业的螺栓预紧力监测主要采用人工扭矩测试和超声波检测两种方法。人工扭矩测试在检测时需要停机作业，并且对大型风机的高空部件检修难度大、安全风险高。超声波检测可以检测螺栓的松紧状态，但操作复杂，需要高精度的设备和专业技能。此外，由于风电场分布在偏远的山地或海上区域，定期维护成本高昂，传统检测方法无法满足频繁、实时的预紧力监测需求。
这些方法存在的主要痛点包括：
实时性不足：螺栓松动的检测多依赖定期检查，难以及时发现预紧力下降的情况。
维护成本高：大型风机数量多、位置偏远，频繁检测人力成本高、效率低。
设备稳定性要求高：风电机组的运行环境复杂，传统设备在振动和温差环境下稳定性较低。
无源无线垫片式压力传感器的应用优势
无源无线垫片式压力传感器是一种无需外部电源、可无线传输数据的传感设备，适用于风电机组的螺栓预紧力监测。这种传感器通常安装在螺栓和被连接部件之间，以垫片的形式存在，通过感应垫片内的压力变化来判断预紧力状态。其应用优势如下：
实时监测：无源无线传感器可以实现24小时实时监测，随时检测预紧力的微小变化，为运维人员提供准确的压力数据。
低功耗、低维护：传感器不需要外部电源供电，利用被动无线传输数据，维护需求低，特别适合风电机组的高空安装部位。
远程数据获取：通过无线信号传输，无需人员到现场便可获取数据，有效降低人工巡检频率，适用于分布广泛的风电场。
抗环境干扰：无源无线传感器通常具有良好的抗振动、抗温差性能，能在复杂环境中稳定运行。
（无源无线垫片式压力传感器在风电行业的应用 图源：摄图网）
无源无线垫片式压力传感器的推广有望大幅提升风电机组螺栓预紧力监测的效率，为风电行业提供一种高效、低成本的实时监测解决方案。通过精准的数据采集和实时监控，运维人员能够在螺栓松动问题恶化前及时采取维护措施，避免事故的发生，确保风电机组的稳定运行。
未来，随着无源无线传感器技术的不断成熟，其在风电行业的应用将更加广泛，不仅限于螺栓预紧力的监测，还可延伸至其他关键部件的状态监测，为风电场的安全运行提供多层次保障。
