CN105240372A - 一种基于rfid技术的无源测温螺栓 - Google Patents

一种基于rfid技术的无源测温螺栓 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于RFID技术的无源测温螺栓，包括一螺栓，在螺栓的螺帽顶部预开设一用于放置无源RFID测温标签的凹槽，该凹槽的深度足够放入无源RFID测温标签，所述凹槽的形状为圆形或者方形或者三角形或者菱形或任何一种形状的凹槽，在该凹槽内装入无源RFID测温标签；该无源RFID测温标签包括标签固定填充物；标签固定填充物内嵌入设置一自带自动调谐电路的RFID芯片，所述RFID芯片的两端各连接一RFID天线。本发明标签采用RFID无线射频识别技术，不需要电池供电，无后期维护成本；且测温模块和螺栓为一体式设计，无安装问题，测温系统体积小，可应用在空间狭小的位置测温，且采用RFID识别，具有识别距离远、识别速度快等优点。

Description

一种基于RFID技术的无源测温螺栓
技术领域
本发明涉及一种基于RFID技术的无源测温螺栓。
背景技术
螺栓有很多叫法，每个人的叫法可能都不同，有人叫成螺钉，有人叫成螺栓钉，有人叫成标准件，有人叫成紧固件。虽然有这么多叫法，但意思都是一样的，都是螺栓。
螺栓是紧固件的通用说法。螺栓的原理是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理，循序渐进地紧固器物。
螺栓在日常生活当中和工业生产制造当中是少不了的，螺栓也被称为工业之米。可见螺栓的运用之广泛。在供电设备电路接头和电机固定处，螺栓连接质量好坏直接关系到供电线路和电机设备的问题性，且在接头处由于连接电阻较大，电流通过时往往容易产生大量热量，造成安全隐患。因此在主要供电电路和电机连接处需要及时的测量温度，避免因过热造成电缆着火，电机线圈损坏等问题。
目前的测温方法多为有源式，虽然能达到测温的目的，但安装和维护成本较高。电力行业或设备中使用的有源测温模块主要采用绑带式和压合式固定，无法保障模块和测温点良好的结合，同时模块采用电池供电，造成测温模块体积大，测温空间较小时无法暗转；模块采用电池供电，在供电线路中也容易受到干扰，造成模块的损坏，同时标签的使用寿命短。
发明专利专利号为2012100806678，专利名称为一种无线有源的温湿度电子标签，该发明中，其主要包括微控制单元(MCU)、传感器、射频外建单元和存储器；用于通过射频识别及传感器技术实现温度的快速测量和记录；所述微控制单元分别与传感器、射频外建单元及存储器相连；所述MCU能够接收射频外建单元的指令开启传感器进行测温工作，并将测量的温度记录数据存储在所述存储器中。该技术的缺点：1、方案中标签为有源电子标签，造成测温模块体积大，测温空间较小时无法安装；2、后期维护工作量较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测温模块和螺栓为一体式结构，安装螺栓的同时，也具备测温功能，同时采用无源RFID技术，使用寿命长，不存在电池损坏或后期维护的问题的基于RFID技术的无源测温螺栓。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种基于RFID技术的无源测温螺栓，包括一螺栓，该螺栓由上端的螺帽及设置于螺帽下端的螺柱组成，螺柱的下端部分设置有用于紧固连接用的螺牙，在螺栓的螺帽顶部预开设一用于放置无源RFID测温标签的凹槽，该凹槽的深度足够放入无源RFID测温标签，所述凹槽的形状为圆形或者方形或者三角形或者菱形或任何一种形状的凹槽，在该凹槽内装入无源RFID测温标签；
该无源RFID测温标签包括标签固定填充物，标签固定填充物的形状与凹槽形状相同，标签固定填充物的上端面与螺帽的上端面互相平齐；
标签固定填充物内嵌入设置一自带自动调谐电路的RFID芯片，所述RFID芯片的两端各连接一RFID天线，RFID天线与移动手持设备或固定式识别设备无线传输，RFID天线呈螺旋状，RFID天线的外部直接与标签固定填充物接触。
作为优选的技术方案，所述RFID天线的材料为导电性良好的测温材料，该种材料阻抗随温度的变化而变化。
作为优选的技术方案，所述RFID芯片采用840MHz￣960MHzUHF频段的电子标签或任何一种适合被外界读取的合适频段。
作为优选的技术方案，所述螺栓采用导热性好的金属材料制成。
作为优选的技术方案，所述标签固定填充物采用绝缘性及导热性好的材料制成。
作为优选的技术方案，所述标签固定填充物的底部涂抹胶水与凹槽底面粘接连接。
作为优选的技术方案，所述RFID芯片的外部包裹有防止RFID芯片损坏的保护层，RFID芯片的内部设置有一存储区。
本发明的有益效果是：本发明标签采用无线无源技术，无后期维护成本；且测温模块和螺栓为一体式设计，无安装问题，测温系统体积小，可应用在空间狭小的位置测温，且采用RFID识别，具有识别距离远、识别速度快等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中标签固定填充物的内部结构图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1和图2所示，该螺栓1由上端的螺帽及设置于螺帽下端的螺柱组成，螺柱的下端部分设置有用于紧固连接用的螺牙，在螺栓的螺帽顶部预开设一用于放置无源RFID测温标签的凹槽，该凹槽的深度足够放入无源RFID测温标签，所述凹槽的形状为圆形或者方形或者三角形或者菱形或任何一种形状的凹槽，在该凹槽内装入无源RFID测温标签；
该无源RFID测温标签包括标签固定填充物2，标签固定填充物2的形状与凹槽形状相同，标签固定填充物2的上端面与螺帽的上端面互相平齐；在实际安装时，标签固定填充物可制作的相对大些，将其卡入到凹槽内，增加标签固定填充物与凹槽内壁的摩擦力，可防止标签固定填充物脱落的情况，
标签固定填充物内嵌入设置一自带自动调谐电路的RFID芯片4，所述RFID芯片4的两端各连接一RFID天线3，RFID天线3与移动手持设备或固定式识别设备无线传输，RFID天线3呈螺旋状，RFID天线3的外部直接与标签固定填充物接触。
由于自带自动调谐电路，因此在使用时，可让标签在天线阻抗不断变化的情况下让系统处于自动调谐状态。内部电路会生成一个精确的值对已改变了的阻抗(一系列“阶梯”值)进行修正。由于RFID天线的阻抗随着周围温度进行变化，因此这个修正值即可表示当前环境温度值。
本实施例中，RFID天线的材料为导电性良好的测温材料，该种材料阻抗随温度的变化而变化。
其中，RFID芯片采用840MHz￣960MHzUHF频段的电子标签或任何一种适合被外界读取的合适频段。
在实际使用中，螺栓1可采用导热性好的金属材料，当该种螺栓固定到需要测温的位置后，螺栓的温度和接口处温度平衡后，标签天线通过标签固定填充物导热也达到相同的温度，当操作人员持手持设备读取该标签时，RFID天线耦合获取能量后激活芯片，RFID芯片通过其内部的自动调谐电路，多次修正后获得此时的天线电阻值，并转换成对应的温度值，存入RFID芯片的存储区，并通过RFID天线将该结果发送至手持设备，完成整个测温过程。
其中，标签固定填充物2采用绝缘性及导热性好的材料制成，在使用时，能够随时适应螺栓的温度，将螺栓的温度传递给标签固定填充物，然后再将该温度传递给标签固定填充物内的RFID天线。为了防止导电，该标签固定填充物也必须采用绝缘材料，具体选择可在实际使用中挑选。
为了不让标签固定填充物2与螺丝内的凹槽因为振动脱落，可在标签固定填充物的底部涂抹胶水与凹槽底面粘接连接，当然，在实际使用中，固定方式不止这一种，也可通过卡扣或者其他的固定方式。
本实施例中，RFID芯片4的外部包裹有防止RFID芯片4损坏的保护层，RFID芯片的内部设置有一存储区，设置保护层主要是由于RFID芯片为高精度电子元件，其很容易受到挤压或者外部因素而损坏，引线整个系统的正常工作，因此设置了保护层。芯片中的存储区用于存储温度和信息数据。
本发明技术方案带来的有益效果
1、标签采用无线无源技术，无后期维护成本；
2、标签采用测温模块和螺栓为一体式设计，无安装问题；
3、测温系统体积小，可应用在空间狭小的位置测温；
4、RFID具有识别距离远、识别速度快等优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于RFID技术的无源测温螺栓，包括一螺栓，该螺栓由上端的螺帽及设置于螺帽下端的螺柱组成，螺柱的下端部分设置有用于紧固连接用的螺牙，其特征在于：在螺栓的螺帽顶部预开设一用于放置无源RFID测温标签的凹槽，该凹槽的深度足够放入无源RFID测温标签，所述凹槽的形状为圆形或者方形或者三角形或者菱形或任何一种形状的凹槽，在该凹槽内装入无源RFID测温标签；
该无源RFID测温标签包括标签固定填充物，标签固定填充物的形状与凹槽形状相同，标签固定填充物的上端面与螺帽的上端面互相平齐；
标签固定填充物内嵌入设置一自带自动调谐电路的RFID芯片，所述RFID芯片的两端各连接一RFID天线，RFID天线与移动手持设备或固定式识别设备无线传输，RFID天线呈螺旋状，RFID天线的外部直接与标签固定填充物接触。
2.根据权利要求1所述的基于RFID技术的无源测温螺栓，其特征在于：所述RFID天线的材料为导电性良好的测温材料。
3.根据权利要求1所述的基于RFID技术的无源测温螺栓，其特征在于：所述RFID芯片采用840MHz￣960MHzUHF频段的电子标签或任何一种适合被外界读取的合适频段。
4.根据权利要求1所述的基于RFID技术的无源测温螺栓，其特征在于：所述螺栓采用导热性好的金属材料制成。
5.根据权利要求1所述的基于RFID技术的无源测温螺栓，其特征在于：所述标签固定填充物采用绝缘性及导热性好的材料制成。
6.根据权利要求1所述的基于RFID技术的无源测温螺栓，其特征在于：所述签固定填充物的底部涂抹胶水与凹槽底面粘接连接。
7.根据权利要求1所述的基于RFID技术的无源测温螺栓，其特征在于：所述RFID芯片的外部包裹有防止RFID芯片损坏的保护层，RFID芯片的内部设置有一存储区。
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