Вступление

Использование технологии RFID в качестве современного решения для сбора данных неуклонно растет из года в год, и ожидается, что к 2023 году мировой рынок RFID приблизится к 32 миллиардам долларов США. потенциальная окупаемость инвестиций в возможные приложения и относительная простота использования после установки.

RFID в основном использовался для открытия дверей и отслеживания животных. С точки зрения стоимости и возможностей это более осуществимо, чем когда-либо. Не говоря уже о том, что ценность действенных данных находится на самом высоком уровне в истории. Цепочка поставок, здравоохранение, производство и каннабис - это лишь некоторые из многих отраслей, в которых технология RFID используется для более эффективной работы. Даже с учетом недавнего роста всех отраслей RFID и технологий в целом, все еще есть возможности для роста высокотемпературных приложений RFID, особенно приложений, которые требуют длительного воздействия температур выше 150+ C (302+ F).

Итак, в чем проблема высокой температуры? Разве еще нет высокотемпературных RFID-меток?

На рынке есть несколько впечатляющих высокотемпературных тегов (прокрутите вниз, чтобы увидеть популярные варианты высокотемпературных тегов), но есть также ограничения на то, какие приложения возможны. Чтобы полностью Чтобы понять препятствия, вызванные высокими температурами, давайте сначала рассмотрим состав RFID-метки, как она работает и как устроена.

Компоненты RFID-меток

По сравнению с активными RFID-метками пассивные RFID-метки чаще используются в высокотемпературных приложениях, поскольку они более рентабельны. Разработка пассивных тегов обычно начинается с трех основных компонентов:

Антенна, обычно сделанная из проводящего металла, металлической фольги или печатных металлических чернил, антенна принимает и передает радиосигналы.

Интегральные схемы. Интегральные схемы, которые часто называют микросхемами или ИС, имеют размер иглы, сделаны из кремния и являются «мозгом» тегов, хранящих данные.

Подложка - тонкий слой материала, обычно пластмассы, который скрепляет чип и антенну.

На этом этапе наносится еще один слой материала, называемый «лицевой стороной», чтобы покрыть открытую антенну и микросхему, образуя «вставку». Вкладыш либо продается конечному пользователю, либо проходит другой этап разработки, чтобы стать готовой этикеткой или этикеткой. В случае большинства жаропрочных этикеток вкладыш инкапсулируется термопластом, керамикой или другими термостойкими материалами для защиты рабочих компонентов этикетки от высоких температур и суровых промышленных условий.

Как работают пассивные RFID-метки?

Короче говоря, когда считыватель RFID генерирует радиоволны, излучаемые через антенну, внутренняя антенна метки в пределах диапазона считывателя передает энергию радиоволны на чип метки. Энергия радиоволны активирует чип, и чип модулирует энергию данными тега и передает модулированный сигнал обратно на считывающее устройство и / или антенну.

Проблема заключается в

Размер обычно сравнивают с иглой или песчинкой. Чип RFID должен быть закреплен на очень тонкой антенне с металлической меткой, чтобы энергия, передаваемая антенной, активировала чип и осуществляла доступ к сохраненным данным. Чип обычно припаян к антенне или соединен эпоксидной смолой. Эта комбинация чипа метки и антенны является наиболее уязвимой частью метки.

Уязвимость связана с физическим составом материала, из которого микросхема соединяется с антенной. При длительном воздействии высоких температур плавятся даже самые прочные эпоксидные смолы и припой. Если клей станет слабым, чип отделится от антенны, и метка станет бесполезной.

Еда на вынос при высокой температуре

Эти два термина являются ключевыми при оценке высокотемпературных этикеток:

Рабочая температура - диапазон температур, в котором RFID-метка может нормально работать в течение всего срока службы.

Максимальная температура воздействия - самая высокая температура, которую может выдержать RFID-метка, не влияя на структуру и / или характеристики метки.

При поддержании максимальной температуры воздействия чип должен оставаться на месте, а этикеточный материал - нетронутым. Большинство производителей высокотемпературных этикеток также включают важные интервалы экспонирования этикеток, основанные на обширном тестировании.

Если высокотемпературная этикетка подвергается воздействию высоких температур, важно убедиться, что этикетка не будет прочитана до тех пор, пока температура самой этикетки не будет в пределах диапазона рабочих температур этикетки. Это связано с тем, что материал, соединяющий микросхему с антенной, может быть не твердым и, следовательно, не может проводить радиочастотную энергию должным образом. Попытки прочитать теги при высоких температурах могут поставить под угрозу данные чипа. После того, как высокотемпературная этикетка подвергается воздействию высоких температур, ее упаковка предназначена для сохранения внутренней структуры этикетки и отвода тепла, что помогает этикетке вернуться к своей рабочей температуре.

Пример спецификации тега:

1. Устойчивость к высоким температурам Anti Metal UHF Hard Tag

Эта бирка специально разработана для устойчивости к высоким температурам (до 230 ° С в течение 1 часа без повреждений), химическим веществам, давлению и скручиванию. Тег работает с UHF-чипом и может выжить в суровых условиях, в основном используется в промышленном оборудовании ， производстве, автомобилестроении, нефтедобыче & газ & горнодобывающей промышленности.

Условия и результаты тестирования надежности:

• Выдерживает 230 ° С в течение 1 часа непрерывно без повреждений.

  
  

• Прошел тест на 95% алкоголь.

  
  

• №92 прошел протирку бензином.

  
  

• Материал прошел сертификацию SGS

  
  

• Пройден тест ультразвуковой очистки

  
  

• IP68

2. УВЧ-АБС-пластик на металлической бирке для управления поддонами

Этот продукт может широко использоваться для управления активами внутри и вне помещений и управления инспекциями. Он может обеспечить хорошие радиочастотные характеристики при установке на металлические и неметаллические поверхности. Производительность продукта стабильна и надежна. Доступны чипы Impinj M4QT, R6 и т. Д.

Функции:

• Прочная бирка, может использоваться в суровых условиях

  
  

• Микросхема Impinj M4QT или другие типы микросхем УВЧ

  
  

• Два способа крепления к активам: клейкий или фиксируемый винтами

  
  

• Малый размер: 80 мм × 25 мм × 11 мм

  
  

• Высокая производительность: расстояние чтения до 8 м.

  
  

• Гибкое приложение: управление активами, управление поддонами, управление оборудованием.