一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器的製造方法
2023-10-08 02:00:34 2
一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，主要由無源射頻標籤IC電路、隔離檢測電路和無源射頻標籤天線組成，隔離檢測電路設置在無源射頻標籤內的感應電流迴路上，隔離檢測電路與導電液體接觸產生的阻抗變化會導致無源射頻標籤感應電流迴路的可逆式通斷變化，射頻閱讀器就能夠根據無源射頻標籤的通斷失效情況實現對導電液體無源檢測。該發明可以克服現有導電液體無源檢測傳感器安裝、布置和使用的局限性，為包括各類導電液體的檢測提供一種敏感度可調的無源監測傳感器。
【專利說明】一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，屬於傳感【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，市場上基於射頻傳輸原理的導電液體檢測傳感主要包括有源和無源的兩種，主要用於水檢。有源射頻水檢傳感器的標籤內含電池，其優點是傳輸距離遠，便於大範圍分布安裝，缺點是電源更換和維護麻煩。無源的射頻水檢傳感器優點是維護簡單，無須更換電池，缺點是傳輸距離相對較短，其主要工作原理有兩種:(1)將導電液體檢測傳感器信號提供給獨立的標籤電路傳輸，實現傳統水檢傳感器與無源射頻標籤的簡單組合；(2)採用兩個無源射頻標籤，一個標籤的天線直接浸泡水中應答，通過與另外一個封裝標籤的應答信號比較判斷溼度情況(2011年US8040243B2)。本發明通過改變傳統無源射頻標籤的內部電路，即在其感應電流迴路上串聯或並聯一個失效作用可逆的隔離檢測電路，此時，無源射頻標籤的應答信號的電磁失效程度直接對應著隔離檢測電路與導電液體的浸泡接觸情況，射頻閱讀器就能夠實現基於無源射頻標籤失效方式的導電液體無源檢測。
[0003]本發明的一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，原理與結構簡單，成本小，免維護，便於在各種情況下實現雨、水、汗、尿及各類導電液體的檢測。
【發明內容】
[0004]本發明專利需要解決的技術問題在於為導電液體的檢測提供一種體積小、結構簡單和免維護的基於無源射頻標籤失效方式的檢測傳感器。
[0005]實現本發明專利目的的技術解決方案為:這種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器主要由無源射頻標籤1C電路[1]、隔離檢測電路[2]和無源射頻標籤天線
[3]組成，由於隔離檢測電路[2]串聯或並聯在標籤感應電流迴路上，隔離檢測電路與導電液體接觸產生的阻抗變化就會導致無源射頻標籤感應電流工作迴路的可逆式失效與恢復，此時，無源射頻標籤的電磁應答失效與否直接對應了隔離檢測電路[2]與導電液體是否接觸，因此通過外設的射頻閱讀器就能夠實現對無源射頻標籤的失效情況檢測，也就實現了對導電液體無源檢測。
[0006]隔離檢測電路[2]由兩組相互隔離且空間間隔排布的導體或導線組成，導體或導線間距離L設置通常小於3mm。L值的選擇計算標準是要既要保證隔離檢測電路[2]接觸導電液體時的有效導通性，又要保證隔離檢測電路[2]不接觸導電液體時的絕緣性。此時隔離檢測電路[2]上導電液體的出現與消失分別對應著隔離檢測電路[2]的導通和隔離兩種現象，這種阻抗可變的特性使得隔離檢測電路[2]作為可逆式失效電路使用時既可以串聯也可以並聯到標籤感應電流迴路的不同位置，可選用位置包括(1)無源射頻標籤1C電路[1]和無源射頻標籤天線[3]之間位置；(2)無源射頻標籤1C電路[1]中的穩壓電源迴路位置；(3)無源射頻標籤1C電路[1]中的調製信號迴路位置。下面主要以第一種位置為例配圖進行闡述說明。
[0007]當隔離檢測電路[2]串聯在標籤感應電流迴路上時，隔離檢測電路[2]電阻的隔離、導通分別對應著標籤感應電流迴路的斷、通，即當隔離檢測電路[2]遇導電液體時電阻變小時，無源射頻標籤IC電路[I]與無源射頻標籤天線[3]的電流迴路完全導通形成完整的無源射頻標籤，可以完成電磁應答；當隔離檢測電路[2]上因為缺少或沒有導電液體而導致電阻增大隔離時，無源射頻標籤IC電路[I]與無源射頻標籤天線[3]的電流迴路無法有效導通，失效的無源射頻標籤不能完成射頻電磁應答，這時射頻電磁應答的成功與失敗分別對應導電液體的存在與缺失。
[0008]與上述串聯接入效果相反，當隔離檢測電路[2]並聯在標籤感應電流迴路上時，隔離檢測電路[2]隔離、導通分別對應著標籤感應電流迴路的通、斷，即當隔離檢測電路[2]遇導電液體時電阻變小時形成旁路漏電，無源射頻標籤IC電路[I]與無源射頻標籤天線[3]的電流迴路無法有效導通，不能完成電磁應答，當隔離檢測電路[2]上因為缺少或沒有導電液體而導致電阻變大時，無源射頻標籤IC電路[I]與無源射頻標籤天線[3]形成有效的無源射頻標籤，就能完成電磁應答，這時射頻電磁應答的成功與失敗分別對應導電液體的缺失與存在。
[0009]為了調節傳感器的靈敏度，隔離檢測電路[2]可以通過設置距離L或電阻的調節模塊[5]，實現隔離檢測電路[2]導通電阻閥值的調整，從而使該傳感器成為一種敏感度可調的導電液體無源檢測傳感器。
[0010]此外，當隔離檢測電路[2]串聯或並聯在無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線之間位置時，隔離檢測電路[2]的兩組導體或導線只需要保證一定距離的間隔排布，其形狀改變不影響導電檢測功能，因此可以根據射頻調諧規律設計，讓隔離檢測電路
[2]兼作無源射頻標籤天線[3]，使它們在接觸導電液體導通和在沒有接觸導電液體兩種情況下只有一種情況下能夠起到無源射頻標籤天線[3]的作用，這樣就可以通過無源射頻標籤失效情況的判別實現對導電液體的無源檢測。
[0011]下面結合示例圖進一步詳細描述這種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器結構、原理和工作方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1 一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器的隔離檢測電路串聯接入組成示意圖；
圖2 —種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器的隔離檢測電路並聯接入組成示意圖；
圖3平面型隔離檢測電路[2]示例圖；
圖4立體型隔離檢測面電路[2]示例圖；
其中，上述各圖和摘要附圖中使用了統一數字標號，I無源射頻標籤IC電路、2隔離檢測電路、無源射頻標籤天線3、隔離檢測電路與射頻感應電流迴路的兩連接點4、調節模塊5。
【具體實施方式】
[0013]下面結合圖1、圖2、圖3和圖4，對本發明專利的實施例進一步詳細的描述。
[0014]結合圖1，本發明專利的一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器主要由無源射頻標籤IC電路[I]、隔離檢測電路[2]和無源射頻標籤天線[3]組成，此處將隔離檢測電路[2]串聯在無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線[3]之間位置。沒有導電液體媒介的情況下，隔離檢測電路[2]的兩連接點[4]之間處於隔離高阻狀態，此時無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線[3]之間被隔斷，射頻標籤失效，不能應答射頻閱讀器的信號；在導電液體接觸並導通隔離檢測電路[2]的兩連接點[4]時，無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線[3]之間被有效連接，射頻標籤有效，能應答射頻閱讀器的信號，這樣就形成了一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器。
[0015]結合圖2，本發明還可以將隔離檢測電路[2]並聯在無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線[3]之間位置。沒有導電液體媒介的情況下，隔離檢測電路[2]的兩連接點[4]之間處於高阻隔離狀態，此時無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線[3]之間正常連接，射頻標籤有效，能應答射頻閱讀器的信號；在導電液體接觸並導通隔離檢測電路[2]的兩連接點[4]時，由於旁路電流的流失，無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線[3]之間不能有效導通連接，射頻標籤無效，不能應答射頻閱讀器的信號，這樣就也形成了一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器。
[0016]結合圖3，本發明採用的隔離檢測電路[2]由兩組相互隔離且平面上間隔排布的導體或導線組成，在控制L距離的前提下兩組導體或導線在平面上按不同幾何形狀間隔排布都能夠實現隔離檢測效果，本圖例中兩組按「回」字形設置的導體或導線間距離L可取0.1mm,此時隔離檢測電路[2]上導電液體的出現與消失分別對應著隔離檢測電路[2]兩連接點[4]之間的導通和隔離兩種現象，便於本發明傳感器實現導電液體的無源檢測。
[0017]結合圖4，本發明採用的隔離檢測電路[2]由兩組相互隔離且空間上間隔排布的導體網或導線網組成，在控制L距離的前提下兩組導體網或導線網用不同的網格形狀間隔排布都能夠實現隔離檢測效果，本圖例中兩組柵形網格狀的導體或導線間距離L可取0.15mm,此時隔離檢測電路[2]上導電液體的出現與消失也分別對應著隔離檢測電路[2]兩連接點[4]之間的導通和隔離兩種現象，便於本發明傳感器實現導電液體的無源檢測。此圖中還在隔離檢測電路[2]由兩組導體網或導線網間設置了距離L或電阻的調節模塊
[5]，使該傳感器成為一種敏感度可調的導電液體無源檢測傳感器。
【權利要求】
1.一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，其結構特徵在於該傳感器主要由無源射頻標籤IC電路[I]、隔離檢測電路[2]和無源射頻標籤天線[3]組成，隔離檢測電路[2]串聯或並聯在無源射頻標籤內的感應電流迴路上，隔離檢測電路[2]與導電液體接觸產生的阻抗變化會導致無源射頻標籤感應電流迴路的可逆式通斷變化，射頻閱讀器就能夠根據無源射頻標籤的通斷失效情況實現對導電液體無源檢測，其中隔離檢測電路[2]可設置在下述位置之一:(I)無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線[3]之間連接位置；(2)無源射頻標籤IC電路[I]中的穩壓電源迴路連接位置；(3)無源射頻標籤IC電路[I]中的調製信號迴路連接位置。
2.根據權利要求1所述的一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，其特徵在於隔離檢測電路[2]由兩組相互隔離、空間間隔排布的導體或導線組成，導體或導線間距離L設置小於3mm，L值的選擇標準是既要保證隔離檢測電路[2]接觸導電液體時的有效導通性，又要保證隔離檢測電路[2]不接觸導電液體時的絕緣性，這樣隔離檢測電路[2]上導電液體的出現與消失分別對應著隔離檢測電路[2]的兩組導體或導線間的導通和隔離狀態。
3.根據權利要求1所述的一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，其特徵在於隔離檢測電路[2]串聯在無源射頻標籤內感應電流迴路上時，隔離檢測電路[2]兩組導體或導線間的隔離和導通狀態分別對應著標籤感應電流迴路的斷和通，即當隔離檢測電路[2]遇導電液體而導通時，無源射頻標籤IC電路[I]與無源射頻標籤天線[3]的電流迴路導通形成有效的無源射頻標籤，可以完成電磁應答，當隔離檢測電路[2]兩組導體或導線間因為缺少或沒有導電液體而隔離時，無源射頻標籤IC電路[I]與無源射頻標籤天線[3]的電流迴路無法有效導通，失效的無源射頻標籤不能完成電磁應答，這就使得射頻電磁應答的成功與失敗分別對應著導電液體的存在與缺失。
4.根據權利要求1所述的一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，其特徵在於隔離檢測電路[2]並聯在無源射頻標籤內感應電流迴路上時，隔離檢測電路[2]兩組導體或導線間的隔離和導通分別對應著標籤感應電流迴路的通和斷，即當隔離檢測電路[2]兩組導體或導線間遇導電液體導通而形成旁路漏電時，無源射頻標籤IC電路[I]與無源射頻標籤天線[3]無法形成有效的射頻感應電流迴路，不能完成射頻電磁應答，當隔離檢測電路[2]兩組導體或導線間因為缺少或沒有導電液體而處於阻抗隔離狀態時，無源射頻標籤IC電路[I]與無源射頻標籤天線[3]形成的無源射頻標籤不受旁路電流影響，能夠完成射頻電磁應答，這就使得射頻電磁應答的成功與失敗分別對應著導電液體的缺失與存在。
5.根據權利要求1、2所述的一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，其特徵在於當隔離檢測電路[2]被串聯或並聯在無源射頻標籤IC電路[I]和無源射頻標籤天線[3]之間位置時，隔離檢測電路[2]的兩組間隔排布導體或導線可以兼作無源射頻標籤天線[3]，即按射頻電磁調諧應答規律要求設計隔離檢測電路[2]兩組間隔排布的導體或導線形狀，使它們在接觸導電液體導通和在沒有接觸導電液體兩種情況下只有一種情況下能夠起到無源射頻標籤天線[3]的作用，這樣就可以通過無源射頻標籤失效情況的判別實現對導電液體的無源檢測。
6.根據權利要求1、2所述的一種基於無源射頻標籤失效方式的導電液體檢測傳感器，其特徵在於隔離檢測電路[2]上除了包含與射頻感應電流迴路連接的兩個連接點[4]夕卜，還可以通過設置距離L或電阻的調節模塊[5]，實現隔離檢測電路[2]導通、隔離電阻值的調整，從而使該傳感器成為一種敏感度可調的導電液體無源檢測傳感器。
【文檔編號】G01N27/00GK104297293SQ201310304893
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2013年7月19日
【發明者】王陳梓 申請人:王陳梓