CN104297296A

CN104297296A - 一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器

Info

Publication number: CN104297296A
Application number: CN201410576566.9A
Authority: CN
Inventors: 王陈梓
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-25
Filing date: 2014-10-25
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本发明涉及一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器，主要由无源射频IC、天线、谐振电容和断隙组成的，无源射频IC、天线、谐振电容之间直接或通过连接线间接连接形成无源射频标签结构，断隙是无源射频IC、天线或连接线上特意留下的线路断裂隙，是接触检测水或导电介质功能部位，它与无源射频IC、天线、谐振电容和可选用的连接线构成了一个的通路对应有水或导电介质、断路对应没有水或导电介质的断隙无源射频传感器。该发明可以突破现有检测水和导电介质的无源传感器在安装、布置和使用的局限性，也可以避免因额外增设隔离检测电路而影响原有无源射频标签天线感应和反射特性的问题，从而为水和导电介质的检测提供一种新型的简易可靠无源监测传感器。

Description

一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器

技术领域

本发明专利涉及一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器，属于传感技术领域。

背景技术

目前，市场上基于射频传输原理的导电介质检测传感主要包括有源和无源的两种，主要用于水检。有源射频水检传感器的标签内含电池，其优点是传输距离远，便于大范围分布安装，缺点是电源更换和维护麻烦。无源的射频水检传感器优点是维护简单，无须更换电池，缺点是传输距离相对较短，现有主要实施原理有三种：（1）将导电介质检测传感器信号提供给独立的标签电路传输，实现传统水检传感器与无源射频标签的简单组合；（2）采用两个无源射频标签，一个标签的天线直接浸泡水中应答，通过与另外一个封装标签的应答信号比较判断湿度情况(2011年US8040243B2)；（3）在无源射频标签感应回路上串联或并联一个失效作用可逆的隔离检测电路。其中第三种方法是通过给无源射频标签增加一个结构复杂的隔离检测电路实现检测功能，这样做常会碰到一个棘手问题：额外增加的隔离检测电路两侧平行导线连接在原无源射频标签感应回路上，实际测试中隔离检测电路本身有时构成了的新的天线组成部分，容易造成传感器检测当断不断的错误检测问题。本发明的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器反其道而行之，通过给无源射频标签的局部去除一段导电体形成断隙[4]实现对水和导电介质检测功能，这样做不会增设新的天线组成部分，有效避免了传感器检测可能当断不断的错误检测问题。

本发明的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器，与上述三类传感器相比，结构更简单，可靠性更高、成本小，易维护，便于在各种情况下实现雨、水、汗、尿及各类导电介质的检测。

发明内容

本发明专利需要解决的技术问题在于为导电介质的检测提供一种体积小、结构简单和易维护的无源射频传感器。

实现本发明专利目的的技术解决方案为：这种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器主要由无源射频IC[1]、天线[2]、谐振电容[3]和断隙[4]组成的，无源射频IC[1]、天线[2]、谐振电容[3]之间直接或通过连接线[5]间接连接形成无源射频标签结构，断隙[4]是无源射频IC[1]、天线[2]或连接线[5]上特意留下的线路断裂隙，断隙[4]是接触检测水或导电介质部位，它与无源射频IC[1]、天线[2]、谐振电容[3]构成了一个断隙无源射频传感器，其应答成功对应检测到有水或导电介质、应答失败对应没有检测到水或导电介质的，应答信号强度可以部分对应被检测对象的多少。该传感器中可选用连接线[5]，也可以不用。

断隙[4]是在无源射频IC[1]、天线[2]或连接线[5]上有意设置的导体缺缝部分，它具有如下特征：断隙[4]的缝隙宽度的最小值限制条件是必需保证断隙[4]干燥时断隙无源射频传感器无法被读写器[6]正常识别，断隙[4]的缝隙宽度的最大值限制条件是必需保证断隙[4]遇水或导电介质时断隙无源射频传感器能够读写器[6]正常识别，在满足这两个条件的前提下断隙[4]的形状可以是直线型、曲线型或折线型的。

断隙[4]在一个断隙无源射频传感器中可以出现一次、两次或多次，次数越多遥测距离越短。

由于无芯片射频标签是无源射频标签的一种，在其天线上设置断隙[4]也可以让它改造成为适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器。

下面结合示例图进一步详细描述这种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器结构、原理和工作方法。

附图说明

图1一种外接电容的适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器

图2一种内接电容的适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器

图3一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器制作实例图

图4断隙无源射频传感器与读写器和应用系统组成的测试系统实施例示意图

其中，上述各图和摘要附图中使用了统一数字标号，1无源射频IC ，2天线，3谐振电容，4断隙，5连接线，6内含天线的读写器，7应用系统。

具体实施方式

下面结合图1、2、3和4，对本发明专利的实施例进一步详细的描述。

结合图1，本发明专利的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器实施例主要由由无源射频IC[1]、天线[2]、外接的谐振电容[3]、断隙[4]和连接线[5]组成的，天线[2]、谐振电容[3]通过连接线[5]与无源射频IC[1]连接，断隙[4]位于靠近无源射频IC[1]的连接线[5]上，这样组成一种无断隙无源射频传感器实施例结构，断隙[4]是特意在连接线[5]上留下的线路导体的断裂隙，断隙[4]是接触检测水或导电介质部位，这种断隙无源射频传感器如果能够对读写器[6]应答成功则说明检测到有水或导电介质存在，反之没有检测到水或导电介质的，同时，应答信号强度可以部分对应被检测对象量的多少。此例中，断隙[4]是在连接线[5]上有意设置的导体缺缝部分，它具有如下特征：断隙[4]的缝隙宽度D的最小值D_min的限制条件是必需保证断隙[4]干燥时断隙无源射频传感器无法被读写器[6]正常识别，断隙[4]的缝隙宽度的最大值D_max限制条件是必需保证断隙[4]遇水或导电介质时断隙无源射频传感器能够读写器[6]正常识别。本实施例中断隙[4]只设置了一个，形状是斜直线型的， D=0.1mm。

结合图2，本发明专利的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器实施例主要由由无源射频IC[1]、天线[2]、内接的谐振电容[3]和断隙[4]组成的，天线[2]、谐振电容[3]直接与无源射频IC[1]连接，断隙[4]位于靠近无源射频IC[1]的天线[2]上，这样又组成一种无断隙无源射频传感器实施例结构，断隙[4]是特意在天线[2]上留下的线路导体的断裂隙，断隙[4]是接触检测水或导电介质部位，这种断隙无源射频传感器如果能够对读写器[6]应答成功则说明检测到有水或导电介质存在，反之没有检测到水或导电介质的，同时，应答信号强度可以部分对应被检测对象量的多少。此例中，断隙[4]是在天线[2]上有意设置的导体缺缝部分，它具有如下特征：断隙[4]的缝隙宽度D的最小值D_min的限制条件是必需保证断隙[4]干燥时断隙无源射频传感器无法被读写器[6]正常识别，断隙[4]的缝隙宽度的最大值D_max限制条件是必需保证断隙[4]遇水或导电介质时断隙无源射频传感器能够读写器[6]正常识别。本实施例中断隙[4]也设置了一个，形状是竖直线型的， D=0.01mm。

结合图3，本发明专利的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器实施例主要由由无源射频IC[1]、天线[2]、内接的谐振电容[3]和断隙[4]组成的，谐振电容[3]与无源射频IC[1]同处一处，断隙[4]位于靠近它们的天线[2]上，这样制成一种无断隙无源射频传感器实施例。同样，这种断隙无源射频传感器如果能够对读写器[6]应答成功则说明检测到有水或导电介质存在，反之没有检测到水或导电介质的，同时，应答信号强度可以部分对应被检测对象量的多少。此例中，断隙[4]也需要具有如下特征：断隙[4]的缝隙宽度D的最小值D_min的限制条件是必需保证断隙[4]干燥时断隙无源射频传感器无法被读写器[6]正常识别，断隙[4]的缝隙宽度的最大值D_max限制条件是必需保证断隙[4]遇水或导电介质时断隙无源射频传感器能够读写器[6]正常识别。该实施例中断隙[4]也设置了一个，形状是斜直线型的， D=0.05mm。

结合图4，这是本发明专利的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器与读写器[6]和应用系统[7]的组成一个实现水和导电介质检测的测试系统实施例，三者之间双向通讯，其中读写器[6]包含内置天线，无源射频传感器能量来自于读写器[6]发射的射频信号，无源射频传感器与读写器[6]间采用的是无线射频传输方式通讯的，读写器[6]和应用系统[7] 间采用远程无线传输或有线传输方式通讯。该实施例中断隙[4]也只设置了一个，是在导体上沿斜直线方向割断导体形成的，加长断隙[4]的目的是加大可检测范围, 缝隙宽度 D=0.08mm。

Claims

1.一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器，其结构特征在于该传感器主要由无源射频IC[1]、天线[2]、谐振电容[3]和断隙[4]组成的，无源射频IC[1]、天线[2]、谐振电容[3]之间直接或通过连接线[5]间接连接形成无源射频标签结构，断隙[4]是无源射频IC[1]、天线[2]或连接线[5]上特意留下的线路断裂隙，断隙[4]是接触检测水或导电介质部位，它与无源射频IC[1]、天线[2]、谐振电容[3]构成了一个的应答成功对应检测到水或导电介质、应答不成功对应没有检测到水或导电介质、应答信号强度对应水或导电介质量的断隙无源射频传感器，该传感器中可选用连接线[5]。

2.根据权利要求1所述的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器，其特征在于断隙[4]作为无源射频IC[1]、天线[2]或连接线[5]上有意设置的导体缺缝部分具有如下特征：断隙[4]的缝隙宽度的最小值限制条件是必需保证断隙[4]干燥时断隙无源射频传感器无法被读写器[6]正常识别，断隙[4]的缝隙宽度的最大值限制条件是必需保证断隙[4]遇水或导电介质时断隙无源射频传感器能够读写器[6]正常识别，在满足这两个条件的前提下断隙[4]的形状可以是直线型、曲线型或折线型的。

3.根据权利要求1所述的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器，其特征在于断隙[4]在一个断隙无源射频传感器中可以设置出现一次、两次或多次，次数越多遥测距离越短。

4.根据权利要求1所述的一种适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器，其特征在于无芯片射频标签作为无源射频标签的一种，在其天线上设置断隙[4]也可以成为适用于水和导电介质检测的断隙无源射频传感器。