CN107220694A - Rfid测温标签以及基于rfid测温标签的电缆标识和测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RFID测温标签，它包括有基底、RFID芯片和RFID天线，RFID天线固定在基底上，RFID芯片与RFID天线相连。本发明测温系统体积小，对现有线缆规格尺寸无任何影响；RFID具有物品标识、识别距离远、识别速度快等优点；标签采用无线无源技术，无后期维护成本。本发明可用在电缆批量测温的方案中，标签标识和读取的温度可及时区分电缆，达到快速测温的目的。本发明使用时方便测量人员辨别，测量准确，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种RFID测温标签以及基于RFID测温标签的电缆标识和测温方法。
背景技术
电缆在日常生产、生活中随处可见，在电厂、工厂、实验室通常敷设有大量的电缆。随着人们对电的依赖的增长，电缆越来越多，其火灾事故的发生几率也相应增加。电缆一旦发生火灾，将造成大面积电缆烧损，短时间内无法恢复生产，经济损失重大。因此，电缆的安全保护已成为不可忽视的问题。
电缆火灾发生的主要原因是由于动力电缆中间接头制作质量不良所造成的，或压接不紧，或焊接不牢，或连接不好，或接头材料选择不当，或受到损伤，造成运行中接头氧化、脱焊、局部发热或炸裂导致着火。而电缆中间接头质量的好坏，只能在运行中发现，运行时间越长越容易发生过热烧穿事故。从电缆接头过热到事故的发生，其发展速度比较缓慢，时间较长。同时，电力电缆敷设距离长、走向复杂，采取运行人员定期巡视的方法，巡视间隔、巡视的准确性等方面都存在很多问题。
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。
专利号为2011103228247、专利名称为《光纤复合高压电力电缆》、公开日为2012年3月7日的中国发明专利提供了一种基于光纤的测温方法。如图1所示，它包括导体单元和护套单元，在导体单元外设有缓冲阻水层，缓冲阻水层内设有光纤单元和两根软质线材。所述的光纤单元和两根软质线材并行疏绕。但是上述方案提出的专用电缆包含测温功能，但因其结构复杂，实施成本较高。无法现场针对某些测温点进行测量。线缆较多时无发进行区分。
专利号是2011101222176、专利名称是《一种电缆的无线测温装置》、公开日是2012年11月14日的中国发明专利提供了一种基于无线通信的测温方法：如图2所示，该装置由壳体、测温组件及封盖构成，壳体为空心的圆柱状结构，壳体的一端开有与测温组件相互配合的凹槽，测温组件嵌套在凹槽内，封盖为空心的圆环状结构，封盖配合安装在壳体的端面。该种结构的测温装置必须从电缆一头套入，当电缆过长时，实施难度较大；电缆的粗细影响测温接触点，不能保证测温的有效性；在狭小空间内无法安装；线缆较多时无法进行区分。
而在实际工业现场，并不仅仅对接口处进行温度测量，正常的巡检也包括主线路的电缆温度的测量，由于线缆众多，测量人员不易区分，容易造成测量不准确或重要线缆疏忽等情况，造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于RFID测温标签以及基于RFID测温标签的电缆标识和测温方法，基于RFID测温标签的无源测温方法，同时使用RFID对电缆进行标识，用在电缆批量测温的方案中，标签标识和读取的温度可及时区分电缆，达到快速测温的目的。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：
RFID测温标签，包括有基底、RFID芯片和RFID天线，RFID天线固定在基底上，RFID芯片与RFID天线相连。
所述的基底为高介电软性电路板，为柔性陶瓷复合材料。
所述的RFID天线材料为导电性良好的测温材料，所述的测温材料阻抗随温度的变化而变化。
所述的测温材料是高纯金属、合金材料、单晶、多晶、非晶半导体材料或陶瓷中的一种。
所述的RFID芯片带有一个自动调谐电路。
所述的RFID芯片采用900M UHF频段电子标签。
所述的RFID测温标签的电缆标识和测温方法，包括以下步骤：
操作人员持手持设备读取RFID测温标签，RFID天线耦合获取能量后激活RFID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。
本发明所具有的优点与效果是：
本发明RFID测温标签由于采用包括有基底、RFID芯片和RFID天线，RFID天线固定在基底上，RFID芯片与RFID天线相连的技术方案，测温系统体积小，对现有线缆规格尺寸无任何影响；RFID具有物品标识、识别距离远、识别速度快等优点；标签采用无线无源技术，无后期维护成本。本发明可用在电缆批量测温的方案中，标签标识和读取的温度可及时区分电缆，达到快速测温的目的。本发明使用时方便测量人员辨别，测量准确，安全性高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述：
图1为现有技术中光纤复合高压电力电缆的结构示意图；
图2为现有技术中测温装置结构示意图；
图3为本发明RFID测温标签的结构示意图；
图4为RFID测温标签安装在电缆上的状态示意图；
图5为RFID测温标签黏贴在线缆表面的状态示意图；
图6为在电缆生产过程中将RFID测温标签放置在电缆保护层外侧的状态示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
如图3所示，本发明RFID测温标签包括有基底11、RFID芯片12和RFID天线13，RFID天线13固定在基底11上，RFID芯片12与RFID天线相连。所述的基底11为高介电软性电路板，为柔性陶瓷复合材料。所述的RFID天线13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。所述的测温材料是高纯金属、合金材料、单晶、多晶、非晶半导体材料或陶瓷中的一种。所述的RFID天线是铜蚀刻天线。
所述的RFID芯片12带有一个自动调谐电路，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。由于标签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。
所述的RFID芯片12采用900M UHF频段电子标签。
所述的RFID测温标签的电缆标识和测温方法，包括以下步骤：
本发明所述的RFID测温标签具有通用RFID标签特性，可通过编码实现电缆的快速标识和识别。操作人员持手持设备读取RFID测温标签，RFID天线13耦合获取能量后激活RFID芯片，RFID芯片12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12的存储区，并通过RFID天线13将该结果发送至手持设备，完成整个测温过程。本方案可用在电缆批量测温的方案中，标签标识和读取的温度可及时区分电缆，达到快速测温的目的。
所述的RFID测温标签的电缆标识和测温方法，包括以下更详细的步骤：
①如图4所示，在电缆生产时将RFID测温标签植入在电缆的绝缘层中；也可以如图6所示将RFID测温标签放置在电缆保护层外侧。如图5所示，对于现有的成品线缆2，可将该标签加工成具有黏贴特性的标签，并将其黏贴在线缆表面。
②RFID测温标签固定位置生产时做标记；
③电缆安装时RFID测温标签可以在接头处也可以在任意位置；
④根据RFID测温标签的标记位置，在标记处布置RFID读写器，RFID读写器实时采集测温装置的数据；
⑤RFID读写器采集的数据通过有线网络或无线网络（WIFI/3G/4G）实时或定时传送给后台服务器；
⑥后台管理软件实时监控后台服务器内温度数据的变化，如果数据异常，发送指令给读写器或其它辅助设备，发出告警信息，并通知人员处理。
本发明所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.RFID测温标签，其特征在于：包括有基底（11）、RFID芯片（12）和RFID天线（13），RFID天线（13）固定在基底（11）上，RFID芯片（12）与RFID天线相连。
2.根据权利要求1所述的RFID测温标签，其特征在于：所述的基底（11）为高介电软性电路板，为柔性陶瓷复合材料。
3.根据权利要求1所述的RFID测温标签，其特征在于：所述的RFID天线（13）材料为导电性良好的测温材料，所述的测温材料阻抗随温度的变化而变化。
4.根据权利要求3所述的RFID测温标签，其特征在于：所述的测温材料是高纯金属、合金材料、单晶、多晶、非晶半导体材料或陶瓷中的一种。
5.根据权利要求1所述的RFID测温标签，其特征在于：所述的RFID芯片（12）带有一个自动调谐电路。
6.根据权利要求1所述的RFID测温标签，其特征在于：所述的RFID芯片（12）采用900MUHF频段电子标签。
7.基于权利要求1所述的RFID测温标签的电缆标识和测温方法，其特征在于包括以下步骤：
操作人员持手持设备读取RFID测温标签，RFID天线（13）耦合获取能量后激活RFID芯片，RFID芯片（12）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（12）的存储区，并通过RFID天线（13）将该结果发送至手持设备，完成整个测温过程。
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