随着搅拌摩擦焊技术的不断发展,在石油化工领域中,搅拌摩擦焊接技术的应用场景越来越广泛。得到更好的焊缝质量、应对更复杂的焊接环境成为搅拌摩擦焊接的研究目标。搅拌摩擦焊属于压力焊的一种,其焊接过程中的焊接压力、主轴扭矩、焊接温度是探究焊接工艺、提高焊缝质量的重要参数。由于这些参数在搅拌摩擦焊接过程中无法直接得到,研究开发一种能够对关键焊接工艺参数进行在线采集的数据测量系统能够更详细的了解焊接过程。目前的搅拌摩擦焊数据测量系统多为单一信号采集,设备体积大、有线的采集方式使得焊接环境更加复杂。开发一款同时采集扭矩、压力、温度的小体积无线数据测量系统对搅拌摩擦焊接技术的发展具有重要意义。本文以现有的搅拌摩擦焊接设备为依托,基于有限元计算、材料力学、数据采集与通信等相关基础理论,凭借数值仿真计算、数字信号调理、蓝牙数据传输等技术手段,研究开发了一套搅拌摩擦焊在线数据测量系统,实现了大量程范围内的高精度数据采集与无线高速率数据传输。该系统由下位机数据采集系统和上位机信息接收与显示系统两部分组成。其中,下位机数据采集系统采用STC15W408A处理器,可实现扭矩、压力、温度信号的采集、信息处理、智能预警、蓝牙传输、零漂补偿和参数标定等功能。上位机信息接收与显示系统采用QT为软件开发平台,通过自主编程,可实现串口识别、数据管理、曲线绘制、误差分析等功能。并针对无线信号高速传输设计了蓝牙接收模块。试验测试结果表明,该系统能够实现0-20000N下压力、0-100 Nm主轴转矩、0-700℃焊接温度范围内的数据测量。其测量精度分别为100N、0.2 Nm、1℃。数据传输与显示更新速率达到了0.1S,满足一般工况条件下的搅拌摩擦焊焊接工艺要求。