CN101014398A - 具有天线的过滤器组件 - Google Patents

Abstract

一种过滤器装置(90)包括过滤器滤芯(100)，它包括过滤介质和连接至过滤介质(105)的RF标签(121)。一种天线结构可操作地连接在过滤器管道结构(117)上。所述天线结构包括与连接器(127)形成电通信的天线导线。所述连接器被设置成将天线电连接至远离过滤器管道结构的标签读出器(124)。

Description

具有天线的过滤器组件

技术领域

[0001]本发明涉及过滤器，更具体地讲，涉及具有天线的过滤器组件。

背景技术

[0002]在机器，发动机，燃炉和其他设备的工作和保养中，过滤器通常是关键元件，在所述设备中，包括液体和气体的流体必须具有不含外来颗粒的一定纯度水平。在涉及流体的很多可能示例的一个示例中，燃油过滤器对于确保发动机燃油不含可能加速发动机磨损和造成其他破坏的颗粒是至关重要的。没有使用过滤器可能导致颗粒物进入发动机或其他设备，并导致严重的破坏。过滤器使用时间过长同样可能损坏发动机或其他设备。例如，脏的燃油过滤器可能妨碍流体流过发动机，并降低发动机中的燃油压力，导致发动机损坏。另外，某些发动机具有减压阀，它在过滤器堵塞时打开，使得燃油绕过过滤器，导致脏的燃油到达发动机，并且导致加速磨损。

[0003]确保正确安装和正确保养空气过滤器对于很多应用来说同样是至关重要的。众多可能示例之一是用于发动机进风口的过滤器。缺少过滤器可能导致灰尘，沙尘，和其他颗粒物流入发动机，这又会加速发动机磨损。堵塞的过滤器可能限制空气吸入，并降低发动机的性能。另一个示例是空气净化系统。如果在空气净化系统中缺少空气过滤器，具有潜在污染空气的空气会流入不希望的位置，这在多种应用中可能是有害的，例如生产半导体的无尘室，具有外科手术设施的医院和诊所，以及过敏症患者的住所。

发明内容

[0004]一般来说，本发明涉及过滤器组件，其上安装有RF标签。将天线置于过滤器组件内，并且设置成与远离过滤器组件的标签读出器进行通信。

[0005]本发明的一个方面是过滤器装置，它包括过滤器管道结构。天线可操作地连接至所述过滤器管道结构。

[0006]本发明的另一方面是包括过滤介质的过滤器装置。天线可操作地连接至所述过滤介质。

[0007]本发明的另一方面是过滤器装置，它包括过滤器滤芯，滤芯包括过滤介质。RF标签连接至所述过滤介质。天线组件可操作地连接在过滤器管道结构上。所述天线组件包括与连接器形成电通信的天线导线。所述连接器将天线电连接至远离过滤器管道结构的标签读出器。

[0008]本发明的另一方面是与过滤器装置通信的一种方法。所述方法包括将过滤器滤芯置于过滤器管道结构附近，所述过滤器滤芯包括过滤介质和RF标签；激励天线可操作地连接在过滤器管道结构上；在天线和远离过滤器管道结构的标签读出器之间进行电信号通信。

附图说明

[0009]图1是体现本发明的过滤器组件的透视图。

[0010]图2是图1所示过滤器组件的俯视平面图。

[0011]图3是图1和2所示过滤器组件沿线3-3的剖视图。

[0012]图4是图1和2所示过滤器组件沿线4-4的剖视图。

[0013]图5是图4所示RF标签和RF标签读出器的详细示意图。

[0014]图6是体现本发明的过滤器组件的另一个实施例的俯视平面图。

[0015]图7是图6所示过滤器组件沿线7-7的剖视图。

[0016]图8是图6所示过滤器组件沿线8-8的剖视图。

[0017]图9是图8所示RF标签和RF标签读出器的详细示意图。

[0018]图10是图9所示RF标签和RF标签读出器的详细示意图。

[0019]图11示出RF标签和RF标签读出器的一个可行实施例的示意图。

[0020]图12示出RF标签和RF标签读出器的另一个实施例的示意图。

[0021]图13是体现本发明的过滤器组件的另一个实施例的剖视图。

[0022]图14示出图13所示天线的剖视图。

[0023]图15是体现本发明的过滤器组件的另一个实施例的剖视图。

[0024]图16是体现本发明的过滤器组件的另一个实施例的剖视图。

[0025]图17是体现本发明的过滤器组件的另一个实施例的剖视图。

[0026]图18是体现本发明的过滤器组件的另一个实施例的剖视图。

[0027]图19是图18所示天线的等轴视图。

[0028]图20是体现本发明的过滤器组件的另一个实施例的剖视图。

[0029]图21是图20所示过滤器组件的分解示意图。

[0030]图22示出图3和4所示过滤器组件的喷口和天线的另一实施例的局部透视图。

[0031]图23是图3和4所示过滤器管道组件的另一个实施例的剖视图。

[0032]图24是图3和4所示过滤器滤芯上端盖的俯视平面图。

[0033]图25是图24所示上端盖的剖视图。

[0034]图26是图3和4所示过滤器滤芯的另一个实施例的分解示意图。

[0035]图27是图26所示RF标签和天线的俯视平面图。

具体实施方式

[0036]下面将结合附图详细描述本发明的各个实施例，其中，类似的附图标记在不同视图中表示类似部件和组件。所涉及的各个实施例不限定本发明的范围，本发明的范围只能由所附权利要求书的范围限定。另外，在本说明书中陈述的任何示例并不认为是限定性的，而只是陈述本发明的众多可行实施例中的某些实施例。不管是否陈述了具体的替代方案，本文所披露的所有结构和方法都有替代实施例。

[0037]另外，尽管在本文所讨论的示例性实施例中示出了具体的流体过滤器，可以理解，RF标签可用于与任何类型的流体过滤器，包括液体过滤器和气动过滤器组合。它还可以用在使用过滤器的任何类型装置上，包括发动机，机器，汽车，卡车，拖拉机，生产设备，空气净化器，熔炉，燃料电池等。

[0038]参见图1-5，RF标签安装在过滤器上的一种可行应用是过滤器组件90，它包括头部组件111上的过滤器管道和碗状组件109。头部组件111包括过滤器管道结构117，如所示出的过滤器头，它形成入口102，入口通道103，出口通道107和出口108。入口通道103具有圆筒形部分132，它由外壁133和喷口134上的内侧圆筒状突出部分形成。在一个可行的实施例中，过滤器管道结构117是机械加工的。入口102，入口通道103，出口通道107，和出口108形成过滤器管道结构117的湿端或部分。过滤器管道结构117未接触流体的外部和其他部分形成干端或部分。尽管附图示出了过滤器管道结构117作为过滤器头，所述管道组件可以包括引导空气或液体通过过滤介质的任何结构。

[0039]连接器127安装在过滤器管道结构117上，而标签读出器124置于输入通道103上并安装在喷口134上。电线135延伸通过过滤器管道结构117，并且在连接器127和标签读出器124之间提供电通信。标签读出器124通过黏合剂，诸如环氧树脂连接在喷口134上，所述黏合剂封装标签读出器124，并防止它接触流过过滤器组件90的流体。尽管所示出的标签读出器124处于特定位置，它可以安装在任何位置，其中当过滤器滤芯100(本文会更详细地讨论)正确安装在过滤器组件90中时，标签读出器可以与RF标签121通信(本文会更详细地讨论)。在其他实施例中，例如，标签读出器124安装在输入通道103的其他位置内，输出通道107，甚至过滤器管道结构117的干端的外部或其他部分。

[0040]在本实施例的一个可行结构中，标签读出器124被封装或者以其他方式被保护以免接触流体与其他环境条件。例如，标签读出器124可以罐装在外壳或相似类型的壳体内。在另一个可行的实施例中，标签读出器124可以用环氧树脂或其他保护材料涂敷。

[0041]如果标签读出器124安装在过滤器管道结构117的外部或干端，它可以与连接器127一体模制，这样能保护读出器免受环境危害并形成易于制造的单一部件。在这个实施例中，电线135形成天线，并且它的一端电连接至下述的标签读出器124的电子装置，而其相对端位于过滤器滤芯100附近。

[0042]碗状组件109具有碗状物112和过滤器滤芯100，它是碗状型过滤器滤芯。碗状物112形成空腔136，其内置有过滤器滤芯100。碗状组件109具有开口的顶端137和闭合的底端138。顶端137连接至过滤器管道结构117，具有密封件113位于碗状物112的顶端137和过滤器管道结构117之间，以防止流体泄漏。液体过滤器的其他实施例包括不同于碗状型过滤器滤芯的结构。例如，可行的实施例包括旋压型过滤器滤芯，其中过滤介质不能从碗状物112移开。

[0043]在示例实施例中，过滤器滤芯100是碗状型过滤器滤芯，包括圆筒状过滤介质105，它具有上端和下端。上端盖114连接到过滤器滤芯100的上端，而下端盖115连接到下端。内衬116安装在圆筒状过滤介质105的内表面上，并形成中央空间106。上密封件120置于上端盖114和喷口134之间。下密封件(未示出)置于下端盖115和碗状物112的底端138之间。碗状组件100可以从过滤器管道结构117移去，这使得过滤器滤芯100可以被更换或进行其他维修保养。

[0044]RF标签121连接至过滤器滤芯100。在示例性实施例中，RF标签121直接模制在上端盖114中，如本文更详细描述的。在另一个可行的实施例中，RF标签121通过黏合剂，诸如环氧树脂安装在上端盖114的上表面上。环氧树脂封装RF标签121，并保护它免受流体和其他环境危害。在另一个可行的实施例中，RF标签121在除上端盖114之外的位置连接至过滤器滤芯100。

[0045]过滤器滤芯100这样置于碗状物112的空腔136中，以使上端盖114接合喷口134，而下端盖115接合碗状物112的底端138。在该结构中，过滤器滤芯100将空腔136分隔成与入口通道103形成不受限制的流体连通的外环104，和与出口通道107形成不受限制的流体连通的中央空间106。

[0046]当过滤器滤芯100位于过滤器组件90中，RF标签121位于标签读出器124附近。在一个可行的实施例中，过滤器滤芯100具有键(未示出)，所以当过滤器滤芯100安装在过滤器组件90中时，它相对过滤器头111必须具有预定角方向。在该实施例中，当过滤器滤芯109安装在过滤器组件90中时，RF标签121正对标签读出器124。

[0047]在使用时，油或其他流体流入入口102，通过入口通道103，向下通过环绕过滤器滤芯100的环状空间104，通过过滤介质105，在这里除去杂质，向上通过过滤器滤芯100的中央空间106，通过出口通道107，并从出口108排出。

[0048]图6-10示出另一个可行的实施例，其中过滤器组件具有过滤器管道组件129，它大体类似于上述过滤器管道组件117，但却是上置式结构，其中盖139连接至过滤器管道组件129，以装入过滤器滤芯142。在该结构中，过滤器管道组件129包括底座140，入口110，输入通道113，出口118，和出口通道119。管道结构140的外壁141在顶部形成开口122，并伸长以便它完全容纳碗状组件过滤器滤芯142。盖139接合外壁141，并且封闭开口122。

[0049]另外，过滤器滤芯142大体与上述过滤器滤芯100相同，并且包括上端盖123，下端盖125，和圆筒状过滤介质105。在所述示例性实施例中，RF标签121模制在下端盖125中。另外，上端盖123包括多个第一突出部143。

[0050]盖139包括第二系列突出部144，其接合所述第一系列突出部143。因此，用户可以通过抓住盖139来安装和取出过滤器滤芯142，而不需要将他或她的手指或工具插入管道结构140。

[0051]RF标签121和标签读出器124系统具有若干可行的实施例，包括使用在约500KHz或以下范围内的低频，大约1500KHz或以上的高频，以及大约300MHz或以上的超高频的实施例。在一个可行的实施例中，RF标签121和标签读出器124在大约50KHz到约500KHz的低频范围内工作。在另一个可行的实施例中，RF标签121和标签读出器124在大约125KHZ到大约134KHz的低频范围内工作。在其他可行的实施例中，RF标签121和标签读出器124在大约1500KHz到大约30MHz的高频范围内工作，而在另一个可行的实施例中，它们在大约13.56MHz的高频工作。在其他可行的实施例中，RF标签121和标签读出器124在大约300MHz到大约1000MHz的超高频工作。在另一个可行的实施例中，RF标签121和标签读出器124在大约865MHz到大约956MHz的超高频工作。

[0052]使用本文所披露的RF标签和标签读出器系统具有若干优点。例如，可以生成性能档案，设备生产商和过滤器滤芯的生产商可利用该档案来分析并改进它们的产品。生产商还可以利用这些信息为被保证人目的来验证适当的保养。另一个优点是，可以对发动机控制模块或其他可编程电路进行编程，以向报警指示器发出信号，并且在一定状态下，例如无法检测过滤器滤芯，禁止设备运行。

[0053]图11示出低频和高频系统的一个可行的实施例。低频系统的工作范围通常小于一米。低频RF标签121包括线圈146，晶体管147，二极管148，电容器149，和集成电路150。标签读出器124包括线圈151，模拟-数字(A/D)转换器152，振荡器153，和集成电路154。读出器124中的集成电路154是由外部电源(未示出)供电。另外，标签读出器集成电路154可以与远程可编程电路，如微处理器或微机进行数据通信。在一个可行的实施例中，所述远程可编程电路是车辆上的发动机控制模块。

[0054]在工作时，标签读出器124的集成电路154发送信号到振荡器153，它在读出器的线圈151中产生交流电。所述电流流过线圈151并且产生交流磁场，该磁场被用作RF标签121的电源。来自标签读出器124的线圈151的磁场激励RF标签121的线圈146，它感应生成电流对电容器149进行充电。二极管148阻止电流从电容器149回流到线圈146和晶体管147。随着电荷在电容器149中积累，电容器上的电压增加，一旦达到预定的电压水平时，就激活RF标签集成电路150，它输出体现储存在集成电路150中的数据的信号。

[0055]来自集成电路150的信号输出使晶体管147的基极在偏压和非偏压状态之间变化，后者又导致电流在晶体管147的发射极和集电极之间流动，以开始和终止引起线圈的磁场波动。RF标签121磁场的变化体现了来自集成电路150的数据输出，并且干扰和导致由标签读出器线圈151产生的磁场的波动。

[0056]标签读出器磁场的波动大体匹配RF标签磁场的波动，并且引起流过标签读出器线圈151的电流幅度波动。流过标签读出器线圈151的电流幅度波动来自一个模拟信号，它体现了来自RF标签121的数据。A/D转换器152将模拟信号转换成数字信号，该信号被输入集成电路154。标签读出器124的集成电路154然后处理该数字信号，并且识别储存在标签集成电路中的信息。

[0057]图12示出超高频系统的一个可行的实施例。超高频系统工作的频率范围允许标签读出器124′和RF标签121′之间通信的距离大于一米。对于所述低频和高频系统来说，标签读出器124′中的集成电路154是外部供电的(未示出)。高频系统中的RF标签121′大体类似于低频系统中的RF标签，并且包括晶体管147，二极管148，电容器149，和集成电路150。不过，偶极天线156被用来取代线圈146。

[0058]标签读出器124′包括集成电路154，收发器158，和偶极天线157。由于偶极天线为约1/2波长，它们能够辨别RF标签121′间具有不同长度的偶极天线156。这种电学机制使得标签读出器124′能识别不同的RF标签121′。因此，一种类型的过滤器滤芯可以包括具有一种长度的偶极天线156的RF标签121′，并因此具有一信号，而另一种类型的过滤器滤芯可以包括具有一种不同长度的偶极天线156的RF标签121′，并因此具有一不同的信号。这种方案的一个可能优势是，如果安装了错误的过滤器滤芯，设备可以检测到，并且设备会停止工作，直到检测到正确类型的过滤器滤芯。

[0059]超高频RF标签121′工作大体与低频标签121′相同。在标签读出器124′中，集成电路154将一个信号传送到收发器158，收发器随后通过偶极天线157发射来自集成电路154的信号。另外，偶极天线157接收来自RF标签偶极天线156的模拟信号，而收发器158处理该信号以将它转换成数字信号，并且将所述信号输入到标签读出器集成电路150。

[0060]在RF标签的各种应用中，RF标签包括识别信息，如识别其为过滤器，提供序列号，和/或提供生产日期的数据。标签读出器检测识别信息，并且将该识别信息传送到可编程电路。可编程电路随后可以生成并且记录各条信息，如识别信息，确定标签读出器何时检测RF标签的时间和日期标记，和/或确定标签读出器何时与RF标签失去联系的时间和日期标记。

[0061]在其他可行的应用中，可编程电路可以根据RF标签的检测和读取来自RF标签的识别信息来执行某些任务。例如，如果最近的时间和日期标记变得过于陈旧，可对可编程电路进行编程，以向设备操作者提供警告，将信号发送到远程位置，如维修车间或生产商，或者甚至使安装有过滤器的设备停止工作。

[0062]在另一个可行的实施例中，RF标签本身具有可写存储器。在这个实施例中，可编程电路通过RF标签通信，并且将信息直接储存在RF标签上。所述信息的示例包括各种时间和日期标记，有关流体压力的数据(例如，压力差，过滤器的压力降v.时间)，有关发动机性能的数据(例如，发动机RPM，燃油温度)，有关流体类型的数据，和其他数据。

[0063]另一个实施例包括标签读出器，它自身具有可编程电路和存储器。在该实施例中，对RF标签进行编程，以保存信息并根据从RF标签检测到的信息执行某些功能。

[0064]图13-21示出过滤器天线系统的其他可行的实施例。在这些实施例中，天线位于过滤器组件的内部，并且设置有电连接器将位于内部的天线与位于过滤器组件外部的标签读出器连接。在某些可行的实施例中，RF标签读出器远离过滤器组件。

[0065]这些实施例具有若干优点。例如，保护标签读出器免于接触通过过滤器或被过滤器滞留的流体和其他杂质。还可以进入并甚至更换RF标签读出器，而不需要更换或另外进入过滤器组件。另一个优点是，尽管标签读出器远离过滤器，天线位于RF标签附近，以使天线和RF标签之间没有金属，这使得对天线和RF标签之间辐射的电磁场(EMF)的破坏减到最小。它还提供了更强的信噪比(S/N)。即使当金属位于天线附近时，它能够影响自天线发出的EMF形式，并且影响天线的范围，涉及RF标签可以距离天线多远放置并仍能在其间建立通信。当标签读出器远离过滤器组件而天线置于过滤器组件内的另一个优点是，金属过滤器头和碗状物会屏蔽天线免受由外部来源，如车辆交流发电机产生的电磁干扰(EMI)。

[0066]图13和14示出过滤器组件159的一个可行的实施例，过滤器组件大体类似于图1-5所示的过滤器组件90。所述过滤器组件包括过滤器头117，碗状组件109，和过滤器滤芯100。过滤器头117包括入口通道，它具有形成在外壁133和内部圆筒状喷口134之间的内部圆筒形部分132。连接器127安装在过滤器头117的外表面，而具有两根导线的电线135延伸通过过滤器头。喷口134和过滤器滤芯100具有轴线160。

[0067]过滤器组件100具有上端盖162，它带有从顶部突出的环孔164。在环孔164的内径周围形成槽166，并且O形环168或相似类型的垫圈置于槽166内。RF标签121模制在端盖162中，并置于环孔164内。在其他实施例中，RF标签121置于端盖162的内表面或外表面上。在这些实施例中，RF标签121通过环氧树脂固定在端盖162的表面上，并且可以用环氧树脂完全封装，以保护它免受流过过滤器组件100的流体和其他环境因素的影响。在其他实施例中，过滤器滤芯100没有上端盖162，并且RF标签121固定在过滤介质105上且位于过滤器滤芯100的上端附近，以便它靠近喷口134。

[0068]内部圆筒状喷口134具有上部170和下部172。下部172通过围绕下部172周边形成的环形槽174与围绕上部170的内径形成的环形凸缘176进行匹配，与上部170形成搭扣配合。喷口134的下部172具有径向部分178，它从喷口134径向突出。径向部分178与过滤器滤芯100的端盖162相对。在一个可行的实施例中，喷口134的下部172用一种材料制成，如尼龙6(它可以从BASF公司购买，商标为Capron)，尼龙6/6(它可以从DuPont公司购买，商标为Zytel)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT，Crastin-DuPont)，聚苯硫醚(PPS，Ryton-CP Chem)，或任何其它热塑性材料，热固性复合物或其他适于过滤器应用的材料。另外，所述材料可以包含填充物，只要所述填充物不破坏自天线180发出的电磁场。

[0069]天线180由螺旋卷绕的导线182形成，它模制或连接在喷口134的下部172，并且至少部分延伸在径向部分178中，以便也与过滤器滤芯100的端盖162相对。天线180相对轴线160对称并位于与轴线160垂直的平面上，并且平行于过滤器滤芯100的上端盖162。所述天线180的几何形状产生的EMF对称于轴线160。在这个实施例中，不管过滤器滤芯100围绕轴线160的角取向如何，RF标签121总是靠近天线180。另外，将RF标签121靠近天线180放置使得天线180和RF标签121之间的流体减到最小。所述流体可能使天线180发出的EMF衰减和/或失真。

[0070]在一个可行的实施例中，形成天线180的卷绕导线182是模制在喷口134的下部172中的导线。在另一个实施例中，所述导线黏附在喷口134的径向部分178的表面上。在另一个实施例中，形成天线180的导线182是沉积在基片上的导电线路，它模制在喷口134中或者安装在喷口134的表面上。

[0071]天线180具有多个线圈，它增强了自天线发出的EMF强度，并增大了在RF标签和天线180之间通信的任何信号的信噪比(S/N比)。在一个可行的实施例中，当RF标签121和标签读出器124在低频工作时，天线180有大约20或更多个线圈，而当RF标签121和标签读出器124在高频工作时具有大约1到约3个线圈。EMF磁场越强，天线180距离天线180的位置可以越远。另外，对RF标签121进行定位和定向，以使它从天线180发出的EMF中吸收的能量最大。

[0072]形成天线180的导体长度与RF标签调谐通信的频率匹配。另外，天线180可以通过调节天线导线182的阻抗和/或电感来进一步调谐RF标签121。

[0073]第一天线引线184连接在螺旋天线导线182的外端。第二天线引线186连接在螺旋天线导线182的内端。第一天线引线184向上延伸到连接器188。第二天线引线186径向延伸到螺旋天线导线182，并随后向上与第一天线引线184一起延伸到连接器188。当喷口134的下部172搭扣配合在喷口134的上部170时，连接器188在第一和第二天线引线184和186以及两根电导线之间形成电通信。

[0074]图15示出过滤器组件190的另一个可行的实施例，过滤器组件190类似于图13和14所示的过滤器组件159。过滤器组件190包括碗状组件109；过滤器滤芯100，它具有带有环孔164和RF标签121的端盖162；和过滤器头111，它具有带有上部170和下部172的喷口134的入口通道103，电连接器188，和第一和第二电线184和186。

[0075]天线导线192形成天线，它模制在喷口134的下部172并且环绕轴线160卷绕。另外，天线导线192相对轴线160纵向延伸。天线导线192的相对端194和196分别与第一和第二天线引线184和186形成电通信，所述天线引线延伸到连接器188。在这个结构中，RF标签121与天线导线192径向对齐。天线导线192和其辐射的EMF相对轴线160对称。

[0076]图16和17示出过滤器组件198的另一个可行的实施例，所述过滤器组件与图15示出的过滤器组件190类似。过滤器组件198包括碗状组件109；过滤器滤芯100，它具有带有环孔164和RF标签121的端盖162；和过滤器头111，它具有入口通道103，入口通道具有带有上部170和下部172的喷口134，电连接器188，和第一和第二电线184和186。

[0077]另外，喷口134的下部172伸入管状部分200，该管状部分与轴线160同轴，并且向下伸入过滤器滤芯100的中央空间。管状部分200形成多个流体通道202，使得流体能够大体不受限制地通过过滤介质105，进入中央空间106，并通过出口通道107。横梁204置于喷口134的管状部分200内，并且从内表面的一侧，沿直径通过中心轴线160，延伸到内表面的相对侧。

[0078]天线205由导线206围绕横梁204卷饶或缠绕而成。天线线圈和其辐射EMF相对轴线160对称。天线导线206的相对端与第一和第二天线引线184和186分别形成电通信，所述引线是电通信的。在这个结构中，RF标签121在过滤介质105中，以便它与天线205径向对齐。

[0079]图18示出过滤器组件208的另一个可行的实施例，所述过滤器组件与图16和17示出的过滤器组件198类似。过滤器组件208包括碗状组件109；过滤器滤芯100，它具有带有环孔164和RF标签121的端盖162；和过滤器头111，它具有入口通道103，带有上部170和下部172的喷口134，电连接器188，和第一和第二电线184和186。喷口134的下部172形成与轴线160同轴的管状部分200，并且向下伸入过滤器滤芯100的中央空间。

[0080]图19中详细示出的天线210被模制在喷口134的管状部分200的壁212中。天线210由导线214以螺旋形式盘绕，绕管状部分200的壁212上的中心点卷绕而成，并因此只沿管状部分200周边的一部分延伸。天线210和其EMF相对轴线160来说是不对称的。形成天线210的天线导线214的相对端与第一和第二天线引线184和186形成电通信。部分第二天线引线186径向延伸通过天线导线216。

[0081]过滤器滤芯100具有键218，它形成在上端盖162上。键218与形成在喷口134中的凹进处220匹配，并且定向过滤器滤芯100，以便置于过滤介质中的RF标签121与天线216相对。

[0082]图20-21示出过滤器组件222的另一个可行的实施例，过滤器组件222大体与图13和14所示过滤器组件159类似。过滤器组件222包括过滤器头111，碗状组件109，和过滤器滤芯100。

[0083]在这个实施例中，RF标签121位于过滤器滤芯100的上端盖224和过滤介质105之间。RF标签121具有圆形或螺旋形卷绕天线146，它的直径大约等于或小于过滤介质105的径向厚度。RF标签121的其他天线结构是可行的。另外，RF标签121可模制在端盖224本身。

[0084]端盖224具有环孔226，它轴向延伸，并且大小适合容纳来自过滤器头111的喷口134。放置O形环228以密封环孔226和喷口134之间的间隙。天线230由模制在上端盖224中的螺旋卷绕的导线232形成。天线230相对过滤器滤芯100的中心轴线160径向延伸。第一电极234和第二电极236位于上端盖224的上表面。第一导线234和第二导线236呈圆形，彼此同轴，并且围绕并以过滤器滤芯100的轴线160为中心延伸。天线导线232的一端与第一电极234进行电通信，而天线导线232的相对端与第二电极236进行电通信。圆形导线234和236的优点是，过滤器滤芯100可以任何旋转方位装入过滤器组件222中，并且仍然能与下面讨论的电触点接触。本实施例的另一个优点是，标签读出器和RF标签121的天线230彼此接近，并且它们之间没有会将RF标签121与天线230屏蔽开的材料。

[0085]RF标签读出器组件包括RF标签读出器(未示出)，它模制在外壳238中。一对导线从RF标签读出器延伸，并被装入护套240或其他类型的管道中。电线和保护护套240延伸通过过滤器头111到靠近第一和第二导线234和236的一点。一根电线终止在第一电触点242，而另一根电线终止在第二电触点244。第一和第二触点242和244与第一和第二导线234和236分别进行电接触。另外，第一和第二电触点242和244是弹性加载的，并且分别朝向第一和第二电导线234和236偏置，这确保了如果组件的结构有任何变化或者如果组件受到任何类型的碰撞或其他物理震动，它们仍保持电接触。

[0086]在本实施例中，保护护套240的长度可以是任何所需的长度，以便外壳238和RF标签读出器可以位于远离过滤器头111的任何需要的位置，所处位置在天线230和RF标签读出器之间能保持适当的电信号通信。在另一个实施例中，RF标签读出器可以置于过滤器头111中，如本文所披露的其他示例性实施例所示出的。

[0087]图22示出RF标签读出器124的另一个天线设计。在这个实施例中，第一和第二导线246和248各自是彼此电绝缘的，并且在过滤器管道结构117(图3)内环绕喷口134的周边延伸。第一和第二导线246和248与标签读出器124进行电通信。多个天线250围绕喷口134的周边间隔设置。在一个可行的实施例中，有六个天线250以大约60度角彼此等距间隔。其他实施例具有不同数量的天线，并且天线不是等距间隔。

[0088]每个天线250具有电连接至第一导线246的第一端252，和电连接至第二导线248的第二端254。在本实施例中，第一和第二导线246和248对所述多个天线250提供了共同的节点，以便天线250彼此之间电平行。

[0089]每个天线250具有中间部分258，它延伸到靠近喷口134的下端256的位置。在本实施例中，连接在上端盖114的RF标签121靠近一个或两个天线250的中间部分258设置，取决于过滤器滤芯100的角取向。这种接近使得一个或两个天线250和RF标签121之间能够电耦合，而不管过滤器滤芯100在装入过滤器组件90时的方向。

[0090]在一个可行的实施例中，天线250和第一和第二导线246和248安装在天线基片上，并由外层层叠衬里或其他薄膜保护。天线基片具有黏性背层，它能够以类似不干胶贴纸的方式贴在喷口134的表面。在另一个可行实施例中，天线250和第一和第二导线246和248用环氧树脂或其他材料覆盖，所述材料保护它们免受流体和其他环境要素影响。

[0091]图23示出RF标签读出器124的另一个天线设计。在该实施例中，RF标签读出器124和集成天线沿喷口134和过滤器滤芯100的中心轴线260设置。在该实施例中，标签读出器124靠近喷口134的下端256设置，并且沿喷口134的中心轴线260由多个辐条262支撑或固定在位，所述辐条从标签读出器124延伸到喷口134的内壁或其他适当部位。如果标签读出器124用环氧树脂或其他材料包住，则辐条262从包覆材料延伸到喷口134的内壁。电线135从标签读出器124，沿喷口134的轴线，延伸到连接器127。

[0092]在一个可行的实施例中，有三个辐条262，它们以大约120度角间隔设置。该实施例沿中心轴线260固定标签读出器124，并且为流体从碗状组件109的中央空间106流入过滤器管道结构117的出口通道107提供了通道(形成于辐条262之间)。

[0093]将标签读出器124和天线沿轴线206设置的优点是，它居中设置，并且不管过滤器滤芯100的角度取向，它相对RF标签121的位置相同。

[0094]图24和25示出将RF标签121定位在过滤器组件100上的另一个实施例。上端盖114形成中央孔264，它的大小适合与过滤器管道结构117的喷口134接合。中央孔264沿过滤器滤芯100的中心轴线265居中设置，在过滤器滤芯100装入过滤器组件90时中心轴线265与喷口134的中心轴线是共线的。杯状部分266形成腔室268并且具有与中心轴线265垂直的端壁270。RF标签121置于腔室268内，并且抵靠并居中于端壁270。腔室268用环氧树脂或其他材料填充或罐装，以保护RF标签121免受流体和其他环境条件的影响。RF标签121还可以在腔室268被罐装或安装在天线基片上并由外层层叠衬里或其他薄膜保护之前黏合在杯状部分266上。

[0095]在一个可行的实施例中，有三个辐条272以约120度角的间距设置。该实施例沿中心轴线264固定RF标签121，并且为流体从碗状组件的中央空间106流入过滤器管道结构117的出口通道107提供通道。

[0096]在另一个实施例中，杯状部分266由支撑结构替代，如通过辐条272支撑扁平盘。在这个实施例中，RF标签121安装在支撑结构的上表面或下表面。RF标签121通过黏合剂安装在支撑结构上。在可行的实施例中，RF标签121安装在天线基片上，并由表层层叠衬里或其他薄膜保护。在另一个可行的实施例中，RF标签121还通过环氧树脂或其他材料覆盖，以保护它免受流体和其他环境条件的影响。

[0097]RF标签121沿轴线265设置的优点是，它居中设置，并且不管过滤器滤芯100的角度取向如何，它相对标签读出器124的位置相同。另外，如果标签读出器124如图23所示和本文所述设置，在过滤器滤芯100装入过滤器组件90时RF标签121和标签读出器124会紧靠在一起，这使得RF标签121和标签读出器124之间的距离最小而它们之间的耦合最大。

[0098]图26和27示出RF标签121安装在过滤器滤芯100上的另一个可行的实施例。在该实施例中，RF标签121和天线安装在上端盖114的内表面，并位于上端盖114和过滤介质105之间。

[0099]天线274具有第一和第二端275和278，与RF标签121形成电通信。天线274是环状的，并且环绕过滤器滤芯100的中心轴线265延伸。在一个可行的实施例中，RF标签121的天线274以螺旋形式环绕中心轴线265延伸或者卷绕多次。在其他可行的实施例中，RF标签121和/或天线274模制在上端盖114中，或者安装在上端盖114的外表面上。另外，在一个可行的实施例中，天线274和RF标签121安装在天线基片上，并由外层层叠衬里或其他薄膜保护。天线基片具有黏性背层，它可以通过类似于不干胶贴纸的形式贴在上端盖114的表面。另外，RF标签121和天线274通过黏合剂安装在上端盖114的表面上，并且用环氧树脂或其他材料覆盖，以保护它们免受流体或其他环境要素的影响。

[0100]另外，尽管本文披露了某些示例性实施例，RF标签121和天线274可以安装在过滤器滤芯100的上端盖114或上部的任何适当位置。RF标签121和/或天线274还可以垂直或平行于中心轴线265定向。

[0101]上述各实施例仅是举例，并不应被解释成对本发明的限制。本领域技术人员会认识到对本发明的各种改进和变化，所述改进不需遵循本文所示和所述的示例实施例和应用，并且不超出所附权利要求书所限定的本发明的实际构思和范围。

Claims (30)

1.一种过滤器装置，包括：

过滤器管道结构；和

天线，它可操作地连接至所述过滤器管道结构。

2.根据权利要求1所述的过滤器装置，其中所述天线包括与连接器形成电通信的导线，所述连接器将所述天线电连接至远离所述过滤器管道结构的标签读出器。

3.根据权利要求1所述的过滤器装置，其中所述过滤器管道结构具有湿部和干部，所述天线置于湿部中。

4.根据权利要求3所述的过滤器装置，还包括与所述天线形成电通信的标签读出器，所述标签读出器置于湿部中。

5.根据权利要求3所述的过滤器装置，还包括与所述天线形成电通信的标签读出器，所述标签读出器置于干部中。

6.根据权利要求5所述的过滤器装置，其中所述过滤器管道结构具有内部和外部，并且所述标签读出器置于所述过滤器管道结构的外部。

7.根据权利要求6所述的过滤器装置，其中所述标签读出器远离所述过滤器管道结构。

8.根据权利要求1所述的过滤器装置，其中：

所述过滤器管道结构被设置成与过滤器滤芯接合，所述过滤器滤芯具有轴线；和

当所述过滤器管道结构被所述过滤器滤芯接合时，所述天线位于所述轴线上。

9.根据权利要求1所述的过滤器装置，还包括过滤器滤芯，它包括过滤介质和连接在所述过滤介质上的RF标签。

10.根据权利要求9所述的过滤器装置，其中所述过滤器滤芯形成轴线，并且所述天线导线相对所述轴线对称。

11.根据权利要求9所述的过滤器装置，其中所述过滤器滤芯形成轴线，并且所述天线导线相对所述轴线不对称。

12.根据权利要求11所述的过滤器装置，其中所述RF标签正对所述天线导线安置。

13.根据权利要求12所述的过滤器装置，其中所述过滤器滤芯具有中心轴线，并且所述RF标签置于所述中心轴线上。

14.根据权利要求12所述的过滤器装置，其中所述过滤器滤芯接合所述过滤器管道结构，它包括键结构，以相对所述过滤器管道结构定向所述过滤器滤芯。

15.根据权利要求9所述的过滤器装置，其中部分所述过滤器管道结构由塑料制成，并且所述天线导线模制在所述塑料中。

16.根据权利要求9所述的过滤器装置，其中：

所述过滤器滤芯形成中央空间；

所述过滤器管道结构包括伸入所述中央空间的管状部分；和

所述天线导线安装在所述管状部分上。

17.根据权利要求16所述的过滤器装置，其中所述天线导线包括环绕所述管状部分周边卷绕的线圈。

18.根据权利要求16所述的过滤器装置，其中所述天线导线包括环绕所述管状部分壁上的中心点卷绕的线圈。

19.根据权利要求16所述的过滤器装置，其中所述管状部分形成管道，并且所述天线导线置于所述管道内。

20.根据权利要求9所述的过滤器结构，其中在所述RF标签和天线导线之间没有金属。

21.根据权利要求20所述的过滤器结构，其中所述天线导线包括多个线圈。

22.根据权利要求21所述的过滤器结构，其中所述天线导线包括约1个至约3个线圈。

23.根据权利要求21所述的过滤器结构，其中所述天线导线包括大约20个或更多线圈。

24.一种过滤器装置，包括：

过滤介质，和

天线，它可操作地连接在所述过滤介质上。

25.根据权利要求24所述的过滤器装置，还包括可操作地连接在所述过滤介质上的端盖，所述天线被连接至所述端盖。

26.根据权利要求24所述的过滤器装置，其中：

所述过滤介质大体是圆筒状，并且具有轴线；和

所述天线大体呈环状，并且居中在所述轴线上。

27.一种与过滤器装置通信的方法，所述方法包括：

将过滤器滤芯安置在过滤器管道结构附近，所述过滤器滤芯包括过滤介质和RF标签；

激励天线，所述天线可操作地连接至所述过滤器管道结构。

28.根据权利要求27所述的方法，其中激励天线包括将电磁场(EMF)从所述天线辐射到RF标签。

29.根据权利要求27所述的方法，其中将过滤器滤芯置于过滤器管道结构附近包括定位所述过滤器滤芯，以便所述RF标签正对所述天线。

30.根据权利要求27所述的方法，其中将过滤器滤芯置于过滤器管道结构附近包括定位所述RF标签，以便在所述RF标签和所述天线之间没有金属。

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