CN105139045A - 一种基于rfid的工件裂纹检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID的工件裂纹检测方法，步骤包括：预先在被检测工件的待检测裂纹位置安装易碎RFID电子标签，使得所述易碎RFID电子标签分别与被检测工件上待检测裂纹位置的两侧连接固定；当需要对被检测工件进行裂纹检测时，采用RFID电子标签阅读器读取被检测工件的待检测裂纹位置的安装易碎RFID电子标签，如果读取成功，则判定被检测工件的待检测裂纹位置未产生裂纹，否则判定待检测裂纹位置已产生裂纹。本发明不需要将工件从设备上取下，具有识别速度快、识别范围广、易于操控且简单实用、设备体积小巧且形状灵活、数据格式更新方便、可实现穿透性和无屏障检测、安全性好、应用范围广的优点。

Description

一种基于RFID的工件裂纹检测方法

技术领域

本发明涉及工件的裂纹检测技术，具体涉及一种基于RFID的工件裂纹检测方法。

背景技术

在工业设备中，某些关键工件的可靠性直接关系到整个设备的运行可靠性，因此对于工件的裂纹检测非常重要。例如汽车车架关键部位疲劳断裂检测，机车车轮裂纹检测，建筑钢构件断裂检测等应用。由于工件一般是安装在工业设备上，针对工件的裂纹检测一般非常麻烦，目前主要靠人工肉眼检测，存在劳动强度大，容易有盲点等缺点。

射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，RFID）又称无线射频识别，是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触，无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的RFID电子标签上发出，以自动辨识与追踪该物品。RFID系统包括RFID电子标签和RFID电子标签阅读器，RFID电子标签阅读器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作，RFID电子标签阅读器可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID电子标签，操作快捷方便，而且RFID电子标签包含的存储信息一般数米之内都可以识别，某些RFID电子标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；此外也有RFID电子标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。

易碎RFID电子标签也叫防转移RFID电子标签、易损RFID电子标签、防转移易碎RFID电子标签等，具体结构为封装材料和设于封装材料中的RFID电子标签电路，封装材料具有小弹性形变、易碎的特性，用于防止物品上附带的RFID电子标签被撕下；RFID电子标签电路由天线、耦合元件、芯片组成，可以通过RFID电子标签阅读器读取其中的RFID电子标签信息，RFID电子标签信息一般包括该易碎RFID电子标签的唯一身份信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够实现对工件上待检测裂纹位置的裂纹的快速检测，不需要将工件从设备上取下，识别速度快、识别范围广、易于操控且简单实用、设备体积小巧且形状灵活、数据格式更新方便、可实现穿透性和无屏障检测、安全性好、应用范围广的基于RFID的工件裂纹检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于RFID的工件裂纹检测方法，步骤包括：

1）预先在被检测工件的待检测裂纹位置安装易碎RFID电子标签，使得所述易碎RFID电子标签分别与被检测工件上待检测裂纹位置的两侧连接固定；

2）当需要对被检测工件进行裂纹检测时，采用RFID电子标签阅读器读取被检测工件的待检测裂纹位置的安装易碎RFID电子标签，如果读取成功，则判定被检测工件的待检测裂纹位置未产生裂纹，否则判定被检测工件的待检测裂纹位置已产生裂纹。

优选地，所述步骤2）的详细步骤包括：

2.1）预先对被检测工件的待检测裂纹位置进行编号并建立电子标签信息表，所述电子标签信息表中的一条记录存储有被检测工件的待检测裂纹位置的实际编号以及该待检测裂纹位置安装的易碎RFID电子标签的全局唯一编号；当需要对被检测工件进行裂纹检测时，初始化设置易碎RFID电子标签的完好状态标识为“假”，采用RFID电子标签阅读器靠近被检测工件的待检测裂纹位置安装的易碎RFID电子标签，并跳转执行下一步；

2.2）判断RFID电子标签阅读器是否读取到RFID电子标签的全局唯一编号，当读取到RFID电子标签的全局唯一编号时跳转执行步骤2.3）；如果超过预设的时间仍未读取到RFID电子标签的全局唯一编号，则跳转执行步骤2.5）；

2.3）针对读取到的RFID电子标签的全局唯一编号查找所述电子标签信息表，如果找到匹配记录则跳转执行步骤2.4）；否则跳转执行步骤2.2）；

2.4）从找到的匹配记录中读取待检测裂纹位置编号，判断读取的待检测裂纹位置编号和被检测工件待检测裂纹位置的实际编号是否一致，如果一致则设置易碎RFID电子标签的完好状态标识为“真”并跳转执行步骤2.5）；否则如果不一致，则跳转执行步骤2.2）；

2.5）识别易碎RFID电子标签的完好状态标识，如果易碎RFID电子标签的完好状态标识为“真”，则判定读取被检测工件之间安装的易碎RFID电子标签成功，被检测工件的待检测裂纹位置未产生裂纹；如果易碎RFID电子标签的完好状态标识为“假”，则判定读取被检测工件之间安装的易碎RFID电子标签失败，被检测工件的待检测裂纹位置已产生裂纹。

优选地，所述步骤1）中在被检测工件上安装易碎RFID电子标签时，具体是指将易碎RFID电子标签分别与被检测工件的待检测裂纹位置两侧通过粘附、或者绑接、或者转接件连接、或者磁性吸附连接的方式安装来实现易碎RFID电子标签与被检测工件上待检测裂纹位置两侧的连接固定；或者具体是指将易碎RFID电子标签的一端预先固定布置在被检测工件的待检测裂纹位置的一侧，另一端和被检测工件的待检测裂纹位置的另一侧通过粘附、或者绑接、或者转接件连接、或者磁性吸附连接的方式安装来实现易碎RFID电子标签与被检测的构件之间的连接固定。

优选地，所述易碎RFID电子标签为抗金属型易碎RFID电子标签。

本发明基于RFID的工件裂纹检测方法具有下述优点：

1、识别速度快。本发明采用RFID电子标签阅读器读取被检测工件的待检测裂纹位置安装的易碎RFID电子标签，利用是否读取易碎RFID电子标签的信息判断是否产生裂纹，能够实现对工件上待检测裂纹位置的裂纹的快速检测，能够检测待检测裂纹位置是否产生裂纹或裂缝，不需要将工件从设备上取下，检测速度极快，大多数情况下不到100毫秒，而且RFID电子标签阅读器可同时辨识读取数个易碎RFID电子标签，从而一次性能够完成多个待检测裂纹位置的裂纹检测。

2、识别范围广。本发明采用RFID电子标签阅读器读取被检测工件的待检测裂纹位置安装的易碎RFID电子标签，一般数米之内都可以识别，而且通过增强天线以及信号发射功率，能够检测距离最远可达几十米的位置。

3、易于操控且简单实用。本发明采用RFID电子标签阅读器读取被检测工件的待检测裂纹位置安装的易碎RFID电子标签，利用是否读取易碎RFID电子标签的信息判断是否产生裂纹，易于操控且简单实用。

4、设备体积小巧且形状灵活。本发明通过易碎RFID电子标签来实现被检测工件的待检测裂纹位置的裂纹检测，在被检测工件上仅仅需要安装易碎RFID电子标签即可，易碎RFID电子标签在读取上并不受尺寸大小与形状限制，可以通过使用多种封装材料与封装形式来适应于不同场合。

5、抗污染能力和耐久性好。本发明通过易碎RFID电子标签来实现被检测工件的待检测裂纹位置的裂纹检测，易碎RFID电子标签对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性，而且易碎RFID电子标签将数据存储在芯片中可以免受污损。

6、数据格式更新方便。本发明通过易碎RFID电子标签来实现被检测工件的待检测裂纹位置的裂纹检测，易碎RFID电子标签中存储的信息可以重复地修改，方便信息的更新。

7、可实现穿透性和无屏障检测。本发明通过易碎RFID电子标签来实现被检测工件的待检测裂纹位置的裂纹检测，在被覆盖的情况下，易碎RFID电子标签能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而且本发明的易碎RFID电子标签进一步为抗金属型易碎RFID电子标签，能够解决一般易碎RFID电子标签不能够附着于金属表面适用的问题，可自由工作在各种恶劣环境下。

8、安全性好。本发明通过易碎RFID电子标签来实现被检测工件的待检测裂纹位置的裂纹检测，由于易碎RFID电子标签承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

9、应用范围广。本发明通过易碎RFID电子标签来实现被检测工件的待检测裂纹位置的裂纹检测，可以用于检测各类工件的裂纹检测，尤其适用于铁路、车辆、桥梁、工程设备等领域大批量工件的裂纹检测，大批量检测的效率非常高。

附图说明

图1为本发明实施例一方法的基本流程示意图。

图2为本发明实施例一中易碎RFID电子标签的安装结构示意图。

图3为本发明实施例一中易碎RFID电子标签断裂时的结构示意图。

图4为本发明实施例二中易碎RFID电子标签的安装结构示意图。

图5为本发明实施例二中易碎RFID电子标签断裂时的结构示意图。

图例说明：1、被检测工件；10、待检测裂纹位置；2、易碎RFID电子标签；3、RFID电子标签阅读器。

具体实施方式

实施例一：

下文以实现杆状结构的被检测工件1上待检测裂纹位置10的裂纹检测为例，对本发明基于RFID的工件裂纹检测方法进行进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例基于RFID的工件裂纹检测方法的步骤包括：

1）预先在被检测工件1的待检测裂纹位置10安装易碎RFID电子标签2，使得所述易碎RFID电子标签2分别与被检测工件1上待检测裂纹位置10的两侧连接固定；参见图2，易碎RFID电子标签2的一端和被检测工件1上待检测裂纹位置10的一侧连接固定、另一端和和被检测工件1上待检测裂纹位置10的另一侧连接固定。

2）当需要对被检测工件1进行裂纹检测时，采用RFID电子标签阅读器3读取被检测工件1的待检测裂纹位置10的安装易碎RFID电子标签2，如果读取成功，则判定被检测工件1的待检测裂纹位置10未产生裂纹，否则判定被检测工件1的待检测裂纹位置10已产生裂纹。

本实施例的目的是实现被检测工件1的裂缝检测，参见图2，其具体检测过程如下：进行紧固检查时，使RFID电子标签阅读器3与待检测裂纹位置10处于一定距离范围内，该距离由易碎RFID电子标签2和RFID电子标签阅读器3的性能决定。当易碎RFID电子标签2进入RFID电子标签阅读器3的磁场后，通过和RFID电子标签阅读器3相连的计算机设备接收RFID电子标签阅读器3发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在易碎RFID电子标签2的RFID电子标签电路芯片中的RFID电子标签信息（无源标签或被动标签），或者由易碎RFID电子标签2（有源标签或主动标签）主动发送某一频率的信号给RFID电子标签阅读器3。最终RFID电子标签阅读器3在读取RFID电子标签信息并解码后，送至所连接的计算机上的信息管理系统进行有关数据处理。如果RFID电子标签阅读器3可以成功收到该易碎RFID电子标签2发出的编码信息，证明该易碎RFID电子标签2状态良好，该易碎RFID电子标签2对应的待检测裂纹位置10未产生裂纹。参见图3，如果易碎RFID电子标签2发生断裂，则易碎RFID电子标签2中的RFID电子标签电路发生损坏，从而采用RFID电子标签阅读器3读取被检测的构件之间安装的易碎RFID电子标签时会读取失败。

本实施例中，步骤2）的详细步骤包括：

2.1）预先对被检测工件1的待检测裂纹位置10进行编号并建立电子标签信息表，所述电子标签信息表中的一条记录存储有被检测工件1的待检测裂纹位置10的实际编号以及该待检测裂纹位置10安装的易碎RFID电子标签2的全局唯一编号；当需要对被检测工件1进行裂纹检测时，初始化设置易碎RFID电子标签2的完好状态标识为“假”，采用RFID电子标签阅读器3靠近被检测工件1的待检测裂纹位置10安装的易碎RFID电子标签2，并跳转执行下一步；

2.2）判断RFID电子标签阅读器3是否读取到RFID电子标签的全局唯一编号，当读取到RFID电子标签的全局唯一编号时跳转执行步骤2.3）；如果超过预设的时间仍未读取到RFID电子标签的全局唯一编号，则跳转执行步骤2.5）；

2.3）针对读取到的RFID电子标签的全局唯一编号查找所述电子标签信息表，如果找到匹配记录则跳转执行步骤2.4）；否则跳转执行步骤2.2）；

2.4）从找到的匹配记录中读取待检测裂纹位置10编号，判断读取的待检测裂纹位置10编号和被检测工件1待检测裂纹位置10的实际编号是否一致，如果一致则设置易碎RFID电子标签2的完好状态标识为“真”并跳转执行步骤2.5）；否则如果不一致，则跳转执行步骤2.2）；

2.5）识别易碎RFID电子标签2的完好状态标识，如果易碎RFID电子标签2的完好状态标识为“真”，则判定读取被检测工件1之间安装的易碎RFID电子标签2成功，被检测工件1的待检测裂纹位置10未产生裂纹；如果易碎RFID电子标签2的完好状态标识为“假”，则判定读取被检测工件1之间安装的易碎RFID电子标签2失败，被检测工件1的待检测裂纹位置10已产生裂纹。

需要说明的是，步骤1）中在被检测工件1上安装易碎RFID电子标签2时，具体可以根据需要将易碎RFID电子标签2分别与被检测工件1的待检测裂纹位置10两侧通过粘附、或者绑接、或者转接件连接、或者磁性吸附连接的方式安装来实现易碎RFID电子标签2与被检测工件1上待检测裂纹位置10两侧的连接固定。此外，还可以根据需要将易碎RFID电子标签的一端预先固定布置在被检测工件的待检测裂纹位置的一侧，另一端和被检测工件的待检测裂纹位置的另一侧通过粘附、或者绑接、或者转接件连接、或者磁性吸附连接的方式安装来实现易碎RFID电子标签与被检测的构件之间的连接固定。前述的转接件可以根据需要选择卡扣、卡套、夹簧等，卡扣、卡套、夹簧等转接件一般优选安装在被检测的构件上，然后将易碎RFID电子标签的一端通过卡扣、卡套、夹簧固定，即可实现和易碎RFID电子标签和被检测的构件之间的转接。

本实施例中，易碎RFID电子标签2为抗金属型易碎RFID电子标签，抗金属型易碎RFID电子标签能够有效解决一般RFID电子标签不能够附着于金属表面使用的问题，从而使得易碎RFID电子标签2的适用范围更广。毫无疑问，对于本领域技术人员而言，易碎RFID电子标签2可以根据需要选择有源型RFID电子标签或者无源型RFID电子标签。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，其区别点为被检测工件1的结构不同、待检测裂纹位置10的位置不同。实施例一的被检测工件1杆状结构，待检测裂纹位置10的位置杆上的某一处；如图4和图5所示，本实施例的被检测工件1为连杆装配体，待检测裂纹位置10为连杆装配体一端连接环的根部，该连接环的根部为连杆装配体最容易产生裂纹的位置，通过本发明基于RFID的工件裂纹检测方法能够快速方便地检测连杆装配体的待检测裂纹位置10是否已经产生裂纹，确保连杆装配体的结构可靠。

需要说明的是，前述的实施例一和实施例二仅仅是以实现被检测工件1上待检测裂纹位置10的裂纹检测为例对本发明基于RFID的工件裂纹检测方法进行的示例性说明。考虑到被检测工件上的裂缝为一种特定的局部形变（即局部形变导致局部裂开），在被检测工件1的延展性相对较好的前提下，本发明基于RFID的工件裂纹检测方法还可以用于被检测工件1的局部形变，且被检测工件1的易局部形变位置即等同于本实施例的待检测裂纹位置10，其原理与本实施例相同，故在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于RFID的工件裂纹检测方法，其特征在于步骤包括：

1）预先在被检测工件的待检测裂纹位置安装易碎RFID电子标签，使得所述易碎RFID电子标签分别与被检测工件上待检测裂纹位置的两侧连接固定；

2）当需要对被检测工件进行裂纹检测时，采用RFID电子标签阅读器读取被检测工件的待检测裂纹位置的安装易碎RFID电子标签，如果读取成功，则判定被检测工件的待检测裂纹位置未产生裂纹，否则判定被检测工件的待检测裂纹位置已产生裂纹。

2.根据权利要求1所述的基于RFID的工件裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤2）的详细步骤包括：

2.1）预先对被检测工件的待检测裂纹位置进行编号并建立电子标签信息表，所述电子标签信息表中的一条记录存储有被检测工件的待检测裂纹位置的实际编号以及该待检测裂纹位置安装的易碎RFID电子标签的全局唯一编号；当需要对被检测工件进行裂纹检测时，初始化设置易碎RFID电子标签的完好状态标识为“假”，采用RFID电子标签阅读器靠近被检测工件的待检测裂纹位置安装的易碎RFID电子标签，并跳转执行下一步；

2.2）判断RFID电子标签阅读器是否读取到RFID电子标签的全局唯一编号，当读取到RFID电子标签的全局唯一编号时跳转执行步骤2.3）；如果超过预设的时间仍未读取到RFID电子标签的全局唯一编号，则跳转执行步骤2.5）；

2.3）针对读取到的RFID电子标签的全局唯一编号查找所述电子标签信息表，如果找到匹配记录则跳转执行步骤2.4）；否则跳转执行步骤2.2）；

2.4）从找到的匹配记录中读取待检测裂纹位置编号，判断读取的待检测裂纹位置编号和被检测工件待检测裂纹位置的实际编号是否一致，如果一致则设置易碎RFID电子标签的完好状态标识为“真”并跳转执行步骤2.5）；否则如果不一致，则跳转执行步骤2.2）；

2.5）识别易碎RFID电子标签的完好状态标识，如果易碎RFID电子标签的完好状态标识为“真”，则判定读取被检测工件之间安装的易碎RFID电子标签成功，被检测工件的待检测裂纹位置未产生裂纹；如果易碎RFID电子标签的完好状态标识为“假”，则判定读取被检测工件之间安装的易碎RFID电子标签失败，被检测工件的待检测裂纹位置已产生裂纹。

3.根据权利要求2所述的基于RFID的工件裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤1）中在被检测工件上安装易碎RFID电子标签时，具体是指将易碎RFID电子标签分别与被检测工件的待检测裂纹位置两侧通过粘附、或者绑接、或者转接件连接、或者磁性吸附连接的方式安装来实现易碎RFID电子标签与被检测工件上待检测裂纹位置两侧的连接固定；或者具体是指将易碎RFID电子标签的一端预先固定布置在被检测工件的待检测裂纹位置的一侧，另一端和被检测工件的待检测裂纹位置的另一侧通过粘附、或者绑接、或者转接件连接、或者磁性吸附连接的方式安装来实现易碎RFID电子标签与被检测的构件之间的连接固定。

4.根据权利要求3所述的基于RFID的工件裂纹检测方法，其特征在于，所述易碎RFID电子标签为抗金属型易碎RFID电子标签。