CN209486717U - 一种温度敏感电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种温度敏感电子标签，涉及电子标签技术领域。本实用新型提供的温度敏感电子标签包括：基材；铝基天线，所述铝基天线位于所述基材上；芯片，所述芯片贴附于所述基材上，且所述芯片与所述铝基天线连接；液态金属感温部，所述液态金属感温部与至少部分所述铝基天线交叠，所述液态金属感温部用于在环境温度等于或高于预设温度时，使所述铝基天线发生化学反应，改变所述铝基天线的结构和/或电阻；封装层，所述封装层覆盖所述液态金属感温部、所述铝基天线和所述芯片。本实用新型的技术方案能够使温度敏感电子标签具有较低的成本、较好的稳定性，适合大面积推广应用，易于与物联网技术直接结合。

Description

一种温度敏感电子标签

技术领域

本实用新型涉及电子标签技术领域，尤其涉及一种温度敏感电子标签。

背景技术

温度敏感标签，其核心组成部分多是一种被称为时间-温度指示器(TimeTemperature Indicator)的结构。温度敏感标签可以记录被检测物品在生产加工、储运、销售等各个环节下的温度-时间历史。这类电子标签多用于对生鲜产品、药品、疫苗及其他医疗用品进行监测，检测其是否过长时间暴露在较高的温度环境从而造成变质损坏。

常见的温度敏感标签主要是聚合型、扩散性和酶型标签，上述三类电子标签价格较高，稳定性不好，不适合于大面积推广使用，且很难与物联网技术直接结合。

实用新型内容

本实用新型提供一种温度敏感电子标签，可以使温度敏感电子标签具有较低的成本、较好的稳定性，适合大面积推广应用，易于与物联网技术直接结合。

本实用新型提供一种温度敏感电子标签，采用如下技术方案：

所述温度敏感电子标签包括：

基材；

铝基天线，所述铝基天线位于所述基材上；

芯片，所述芯片贴附于所述基材上，且所述芯片与所述铝基天线连接；

液态金属感温部，所述液态金属感温部与至少部分所述铝基天线交叠，所述液态金属感温部用于在环境温度等于或高于预设温度时，使所述铝基天线发生化学反应，改变所述铝基天线的结构和/或电阻；

封装层，所述封装层覆盖所述液态金属感温部、所述铝基天线和所述芯片。

可选地，所述液态金属感温部与所述铝基天线之间设置有多孔隔离层，所述液态金属感温部的熔点为所述预设温度。

进一步地，所述多孔隔离层中孔洞的孔径为100微米～10毫米。

可选地，所述液态金属感温部包括多孔结构，以及填充于所述多孔结构的孔洞内的液态金属，所述液态金属的熔点等于或高于所述预设温度。

可选地，所述液态金属感温部包括在所述预设温度释放的微胶囊，所述微胶囊的囊芯为液态金属。

可选地，所述温度敏感电子标签还包括与所述液态金属感温部和/或所述铝基天线接触的反应促进部，所述反应促进部包括水。

可选地，所述反应促进部包括的水中含有卤族元素的阴离子。

可选地，所述反应促进部为水滴、囊芯为水的在预设温度释放的微胶囊、水凝胶、啫喱、冻胶、水溶胶、浸润有水的无纺布、浸润有水的吸水纸中的一种。

可选地，所述液态金属感温部与所述铝基天线的电磁耦合线圈位置处交叠。

可选地，所述液态金属感温部包括分别位于不同位置处的多个部分，其中，各部分分别用于在不同的环境温度下使所述铝基天线发生化学反应，或者，各部分分别用于在相同的环境温度下使所述铝基天线以不同的反应速率发生化学反应。

可选地，所述温度敏感电子标签还包括绝热层，所述绝热层位于所述封装层上。

可选地，所述液态金属感温部中的液态金属为镓单质、铟单质、锡单质、汞单质、铅单质中的一种，或者，所述液态金属感温部中的液态金属为镓、铟、锡、汞、铅中的几种形成的合金。

本实用新型提供了一种温度敏感电子标签，该温度敏感电子标签包括：基材；铝基天线，铝基天线位于基材上；芯片，芯片贴附于基材上，且芯片与铝基天线连接；液态金属感温部，液态金属感温部与至少部分铝基天线交叠，液态金属感温部用于在环境温度等于或高于预设温度时，使铝基天线发生化学反应，改变铝基天线的结构和/或电阻；封装层，封装层覆盖液态金属感温部、铝基天线和芯片。在将温度敏感电子标签固定于物品上后，当物品的温度(即温度敏感电子标签的环境温度)到达或超过预设温度之后，液态金属感温部就会使铝基天线发生化学反应，使铝基天线的结构和/或电阻发生变化，使得温度敏感电子标签失效或者通信距离改变，通过识别器对温度敏感电子标签进行读取，即可得知物品的温度是否达到过预设温度，该温度敏感电子标签利用物理方法感测物品的温度的变化，温度敏感电子标签具有较低的成本、较好的稳定性，适合大面积推广应用，易于与物联网技术直接结合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的温度敏感电子标签的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图一；

图3为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图二；

图4为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图三；

图5为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图四；

图6为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图五；

图7为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图六；

图8为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图七；

图9为本实用新型实施例提供的温度敏感电子标签的结构示意图二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本实用新型实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本实用新型实施例提供一种温度敏感电子标签，具体地，如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的温度敏感电子标签的结构示意图一，该所述温度敏感电子标签包括：

基材1；

铝基天线2，铝基天线2位于基材1上；

芯片3，芯片3贴附于基材1上，且芯片3与铝基天线2连接；

液态金属感温部4，液态金属感温部4与至少部分铝基天线2交叠，液态金属感温部4用于在环境温度等于或高于预设温度时，使铝基天线2发生化学反应，改变铝基天线2的结构和/或电阻；

封装层5，封装层5覆盖液态金属感温部4、铝基天线2和芯片3。

其中，“预设温度”可以根据物品适宜的温度范围进行选择，预设温度应该为物品适宜的温度范围的上限，或者略高于该上限。例如，物品存放或运输的适宜温度范围为-20℃～15℃的范围内，则该预设温度可以设置为15℃或者15℃以上。

需要说明的是，铝基天线2的化学反应的反应速率与所处温度呈指数相关，即在环境温度低于预设温度时，铝基天线2可以完全不发生化学反应，也可以以非常慢的反应速率发生化学反应，该化学反应不足以使铝基天线2出现结构和/或电阻变化，随着温度的上升，铝基天线2的化学反应的反应速率逐渐加快，直至环境温度达到预设温度，铝基天线2发生明显的化学反应，以改变其结构和/或电阻。

液态金属感温部4在环境温度等于或高于预设温度时，其中的液态金属可以呈液态也可以呈固态，只要能实现使铝基天线2发生化学反应的目的即可，其中，液态金属感温部4中的液态金属呈液态时，液态金属和铝基天线2之间接触更充分，可以使铝基天线2发生的化学反应的反应速率更快。本领域技术人员可以根据对温度敏感电子标签的温度敏感性的高低的需求等因素进行选择。

当然，为了便于温度敏感电子标签的使用，如图1所示，本实用新型实施例中的温度敏感电子标签还可以包括底胶层6和离型纸7，底胶层6位于基材1远离铝基天线2的一侧，离型纸7位于底胶层6远离基材1的一侧，在使用该温度敏感电子标签时，只需要将离型纸7撕下，即可通过底胶层6将温度敏感电子标签粘贴于物品上。

在将温度敏感电子标签固定于物品上后，当物品的温度(即温度敏感电子标签的环境温度)到达或超过预设温度之后，液态金属感温部4就会使铝基天线2发生化学反应，使铝基天线2的结构和/或电阻发生变化，使得温度敏感电子标签失效或者通信距离改变，通过识别器对温度敏感电子标签进行读取，即可得知物品的温度是否达到过预设温度，该温度敏感电子标签利用物理方法感测物品的温度的变化，温度敏感电子标签具有较低的成本、较好的稳定性，适合大面积推广应用，易于与物联网技术直接结合。

另外，在温度敏感电子标签使用过程中，若物品的温度恢复到预设温度以下，则铝基天线2的化学反应会延缓或停止，通过铝基天线2发生化学反应的程度，即可了解物品的温度高于或等于预设温度的时间，和/或物品的温度高于预设温度的程度。

本实用新型实施例提供的温度敏感电子标签可以广泛的用于生产、运输配送、库存、销售过程中进行保鲜的方法体系，将产品的温度控制在一定的范围之内，使产品不因温度发生变化而变质。且该温度敏感电子标签发生的变化是不可逆的，容易被生产、运输从业者和消费者识别的问题。而现有技术中的温度敏感标签不仅成本高，而且多不是电子标签，在与物联网接入时候需要额外附加的设备和器件，且，物联网特别是冷链物流的环节中使用的射频标签多不具备不可逆变化的防伪功能，不容易被生产、运输从业者和消费者识别。

下面本实用新型实施例对温度敏感电子标签包括的各结构进行详细说明。

可选地，本实用新型实施例中的基材1可以为PET、PI、PVC、PBT、橡胶、ABS、铜版纸、打印纸等常用基材。

可选地，本实用新型实施例中的铝基天线2可以通过蚀刻、机械加工、印刷等工艺制成，通过蚀刻、机械加工的工艺制作铝基天线2时，所用的材料可以为铝单质或者铝合金等，通过印刷的工艺制作铝基天线2时，所用的材料可以为导电铝浆、导电铝墨水、导电铝银浆等。

可选地，本实用新型实施例中的芯片3可以通过焊接的方式与铝基天线2连接，另外，如有需要还可以通过普通固定胶或者各向异性导电胶加固芯片3与铝基天线2的连接。

可选地，本实用新型实施例中液态金属感温部4中的液态金属可以为镓单质、铟单质、锡单质、汞单质、铅单质中的一种，或者，所述液态金属感温部中的液态金属为镓、铟、锡、汞、铅中的几种形成的合金。

其中，在环境温度等于或高于预设温度时，液态金属感温部4使铝基天线2发生化学反应的原理为，液态金属中除镓以外的元素可以促进铝与水(可以来源于温度敏感电子标签所处环境，也可以来源于温度敏感电子标签内部)之间的化学反应，改变铝基天线2的结构和电阻，液态金属中的镓可以和铝发生合金反应，使得铝基天线2的电阻变化。镓和铝之间发生合金化反应仅会使铝基天线2的电阻变化，该变化虽然无法直观地被察觉，但无需水参与化学反应，可以使用在较为干燥的环境中。

液态金属感温部4中的液态金属不同，其使铝基天线2发生明显的化学反应的温度不同，即温度敏感电子标签对应的预设温度不同，因此可以根据温度敏感电子标签的使用场景，选择液态金属感温部4中的液态金属。例如，液态金属感温部4中的液态金属为镓单质，温度敏感电子标签对应的预设温度为4℃左右，液态金属感温部4中的液态金属为镓铟锡共晶合金，温度敏感电子标签对应的预设温度为-10℃左右。

当然，液态金属中也可以混有功能性粉体，如有需要还可以混有高分子粘接剂、润湿剂、分散剂、流平剂等中的一种或几种。

需要说明的是，“液态金属感温部4与至少部分铝基天线2交叠”的实现方式可以有多种，本实用新型实施例从层叠方式、接触方式和交叠位置两方面进行举例描述。

可选地，本实用新型实施例中，铝基天线2可以为单层结构也可以为多层结构，液态金属感温部4可以为单层结构也可以为多层结构。示例性地，铝基天线2和液态金属感温部4均为单层结构时，液态金属感温部4可以位于铝基天线2远离基材1的一侧，也可以位于铝基天线2靠近基材1的一侧，图1中以液态金属感温部4可以位于铝基天线2远离基材1的一侧为例；铝基天线2和液态金属感温部4中的至少一个为多层结构时，铝基天线2和液态金属感温部4可以相互间隔叠加设置。

可选地，本实用新型实施例中，液态金属感温部4与铝基天线2的接触方式可以有多种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

在第一个例子中，如图1所示，液态金属感温部4可以与铝基天线2直接接触，此时液态金属感温部4与铝基天线2之间的接触面积大，温度敏感电子标签的温度敏感性高。另外，在环境温度等于或高于预设温度时，无论液态金属感温部4中的液态金属为固态还是液态，其均能使铝基天线2发生明显的化学反应。

在第二个例子中，如图2所示，图2为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图一，液态金属感温部4与铝基天线2之间设置有多孔隔离层8，液态金属感温部4的熔点为预设温度，此时当物品的温度高于或等于预设温度时，液态金属感温部4熔化，呈液态的液态金属通过多孔隔离层8到达铝基天线2，使铝基天线2发生化学反应。多孔隔离层8的设置使得液态金属感温部4熔化到呈液态的液态金属与铝基天线2接触存在一定的时间间隔，可以降低温度敏感电子标签的温度敏感性。

可选地，多孔隔离层8中孔洞81的孔径为100微米～10毫米，以使得呈液态的液态金属可以通过多孔隔离层8中的孔洞81，且多孔隔离层8可以起到较好的隔离作用。可选地，该多孔隔离层8的覆盖面积大于或等于液态金属感温部4的覆盖面积。

在第三个例子中，如图3所示，图3为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图二，液态金属感温部4包括多孔结构41，以及填充于多孔结构41的孔洞内的液态金属42，液态金属42的熔点高于或等于预设温度。其也可以起到延缓化学反应的作用。由于液态金属感温部4中的液态金属42会与铝基天线2直接接触，因此，无论在预设温度下液态金属42呈固态或者液态，均可以使铝基天线2发生化学反应。

在第四个例子中，如图4所示，图4为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图三，液态金属感温部4包括在预设温度释放的微胶囊，微胶囊的囊芯为液态金属。此处的液态金属的熔点可以低于、高于或等于预设温度，具体可以根据对铝基天线2的化学反应的反应速率等进行选择。可选地，微胶囊包括的囊壁的材质为石蜡、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、嵌段聚醚中的一种或几种，具体可以根据预设温度进行选择。

可选地，本实用新型实施例中，液态金属感温部4与铝基天线2的交叠位置可以有多种选择，例如，液态金属感温部4为一整层结构，其与铝基天线2的所有位置交叠，或者，液态金属感温部4的形状与铝基天线2完全相同，其与铝基天线2的所有位置交叠，或者，液态金属感温部4与一部分铝基天线2交叠，例如如图5所示，图5为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图四，液态金属感温部4与铝基天线2的电磁耦合线圈位置处交叠。

其中，由于电磁耦合线圈可直接决定电子标签中的芯片是否工作，因此，液态金属感温部4与电磁耦合线圈位置处交叠时，当物品的温度高于或等于预设温度时，液态金属感温部4使铝基天线2的电磁耦合线圈位置处发生化学反应，使得该温度敏感电子标签更易失效，对温度的敏感性较好。当铝基天线2包括馈线处时，液态金属感温部4也可以与铝基天线2的馈线处交叠，也可以达到较好的温度敏感效果。

可选地，本实用新型实施例中选择，如图6和图7所示，图6和图7分别为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图五和六，液态金属感温部4包括分别位于不同位置处的多个部分，其中，如图6所示，各部分分别用于在不同的环境温度下使铝基天线2发生化学反应，或者，如图7所示，各部分分别用于在相同的环境温度下使铝基天线2以不同的反应速率发生化学反应，以使得通过一个温度敏感电子标签可以获取物品的更多的温度信息。

可选地，如图8所示，图8为本实用新型实施例提供的液态金属感温部与铝基天线的位置关系示意图七，为了防止在干燥环境中，温度敏感电子标签的温度敏感性太差，或者使温度敏感电子标签适用于对温度特别敏感的物品，本实用新型实施例中的温度敏感电子标签还包括与液态金属感温部4和/或铝基天线2接触的反应促进部9，反应促进部9包括水，以提供充足的水与铝基天线2发生化学反应，使铝基天线2的化学反应的反应速率较快。

示例性地，反应促进部9可以为水滴、囊芯为水的在预设温度释放的微胶囊、水凝胶、啫喱、冻胶、水溶胶、浸润有水的无纺布、浸润有水的吸水纸中的一种。可选地，微胶囊包括的囊壁的材质为石蜡、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、嵌段聚醚中的一种或几种，具体可以根据预设温度进行选择。

示例性地，反应促进部包括的水中含有卤族元素的阴离子，如Cl^-，Br^-，F^-等，该卤族元素的阴离子可以有效去除铝基天线2上的氧化物，进一步加快铝基天线2的化学反应。

可选地，如图9所示，图9为本实用新型实施例提供的温度敏感电子标签的结构示意图二，本实用新型实施例中的温度敏感电子标签还包括绝热层10，绝热层10位于封装层5上，以使得温度敏感电子标签可以精准的反应物品的温度的变化，而不容易受到外界热辐射、对流等干扰。示例性地，绝热层10的材质为气凝胶、岩棉、发泡聚氨酯、酚醛泡沫、发泡聚苯乙烯中的一种或几种。

可选地，本实用新型实施例中的底胶层6为双面底胶层，其可以一面直接贴附于基材1上，另一面用于将温度敏感电子标签粘贴于物品上，操作简单，使用方便。示例性地，底胶层6为聚氨酯或者聚丙烯酸酯。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的温度敏感电子标签的制作过程和保存环境的温度均应低于预设温度，以保证温度敏感电子标签不会失效。

另外，基于现有技术，通过对本实用新型实施例中的温度敏感电子标签中的结构进行合理的选择和变化，还可以使本实用新型实施例中的温度敏感电子标签具备抗金属、耐洗涤等特性中的一种或几种，还可以使本实用新型实施例中的温度敏感电子标签应用于纺织品中。本实用新型实施例对此不再进行赘述。

本实用新型实施例提供了一种温度敏感电子标签，该温度敏感电子标签包括：基材1；铝基天线2，铝基天线2位于基材1上；芯片3，芯片3贴附于基材1上，且芯片3与铝基天线2连接；液态金属感温部4，液态金属感温部4与至少部分铝基天线2交叠，液态金属感温部4用于在环境温度等于或高于预设温度时，使铝基天线2发生化学反应，改变铝基天线2的结构和/或电阻；封装层5，封装层5覆盖液态金属感温部4、铝基天线2和芯片3。在将温度敏感电子标签固定于物品上后，当物品的温度到达或超过预设温度之后，液态金属感温部4就会使铝基天线2发生化学反应，使铝基天线2的结构和/或电阻发生变化，使得温度敏感电子标签失效或者通信距离改变，通过识别器对温度敏感电子标签进行读取，即可得知物品是否达到过预设温度，该温度敏感电子标签利用物理方法感测物品的温度的变化，温度敏感电子标签具有较低的成本、较好的稳定性，适合大面积推广应用，易于与物联网技术直接结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种温度敏感电子标签，其特征在于，包括：

基材；

铝基天线，所述铝基天线位于所述基材上；

芯片，所述芯片贴附于所述基材上，且所述芯片与所述铝基天线连接；

液态金属感温部，所述液态金属感温部与至少部分所述铝基天线交叠，所述液态金属感温部用于在环境温度等于或高于预设温度时，使所述铝基天线发生化学反应，改变所述铝基天线的结构和/或电阻；

封装层，所述封装层覆盖所述液态金属感温部、所述铝基天线和所述芯片。

2.根据权利要求1所述的温度敏感电子标签，其特征在于，所述液态金属感温部与所述铝基天线之间设置有多孔隔离层，所述液态金属感温部的熔点为所述预设温度。

3.根据权利要求1所述的温度敏感电子标签，其特征在于，所述液态金属感温部包括多孔结构，以及填充于所述多孔结构的孔洞内的液态金属，所述液态金属的熔点等于或高于所述预设温度。

4.根据权利要求1所述的温度敏感电子标签，其特征在于，所述液态金属感温部包括在所述预设温度释放的微胶囊，所述微胶囊的囊芯为液态金属。

5.根据权利要求1所述的温度敏感电子标签，其特征在于，所述液态金属感温部包括分别位于不同位置处的多个部分，其中，各部分分别用于在不同的环境温度下使所述铝基天线发生化学反应，或者，各部分分别用于在相同的环境温度下使所述铝基天线以不同的反应速率发生化学反应。

6.根据权利要求1所述的温度敏感电子标签，其特征在于，还包括与所述液态金属感温部和/或所述铝基天线接触的反应促进部，所述反应促进部包括水。

7.根据权利要求6所述的温度敏感电子标签，其特征在于，所述反应促进部包括的水中含有卤族元素的阴离子。

8.根据权利要求6所述的温度敏感电子标签，其特征在于，所述反应促进部为水滴、囊芯为水的在所述预设温度释放的微胶囊、水凝胶、啫喱、冻胶、水溶胶、浸润有水的无纺布、浸润有水的吸水纸中的一种。

9.根据权利要求1所述的温度敏感电子标签，其特征在于，还包括绝热层，所述绝热层位于所述封装层上。

10.根据权利要求1所述的温度敏感电子标签，其特征在于，所述液态金属感温部中的液态金属为镓单质、铟单质、锡单质、汞单质、铅单质中的一种，或者，所述液态金属感温部中的液态金属为镓、铟、锡、汞、铅中的几种形成的合金。