具有小型化电子标签的紧固组件的制作方法

本发明涉及射频技术领域，且特别涉及一种具有小型化电子标签的紧固组件。

背景技术：

目前电力系统中有很多节点需要进行温度监测，通过对电力关键节点进行温度监测，可以避免这些节点高温老化而引起的财产损失和人员伤亡。而在电力系统中由螺栓和螺母构成的紧固组件被广泛使用，该紧固组件常常伴有高温发热现象，是重要的隐患点，因此对该节点进行实时温度监测十分必要。

螺栓通常由螺栓头和螺栓杆两部分组成，按螺栓头的形状分为六角、圆头和方头等。目前对该紧固组件处的测温方案目前有以下几种，第一种是采用电池供电式无线温度监测装置，该种测温装置因体积大而无法直接安装于固定组件上且成本高；另外由于采用电池供电，因电池的寿命问题，监测装置需要定期维护且电池本身存在安全隐患。第二种测温方法是采用ct取电式无线温度监测装置，同样的该种测温装置也存在体积大而无法直接安装于固定组件以及成本高的问题；另外这种监测装置只有线路通电且通电电流大于阈值情况下，才能启动工作，容易漏掉关键的监测数据。第三种是采用声表面波式无线无源温度监测装置，该种监测装置同样存在体积较大而无法直接安装于固定组件以及成本高的问题，另外，该种监测装置本身工作稳定性低，无法长期稳定工作，只有少量的id区分，容易在开关柜之间形成互相干扰。

随着rfid技术的不断发展，采用rfid射频识别技术结合测温芯片可实现对紧固组件进行温度无线监测，从而避免二次事故。然而，这种方案中rfid标签需要安装在固定组件的内部，在进行rfid标签安装时需要将紧固组件进行二次拆装，极易在紧固组件内引入额外的安全隐患。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术无法对紧固组件进行温度监测的问题，提供一种具有小型化电子标签的紧固组件。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有小型化电子标签的紧固组件，包括紧固组件本体、安装件以及小型化电子标签。安装件设置于紧固组件本体的端部。小型化电子标签设置于安装件，小型化电子标签包括小型化天线和连接在小型化天线的馈电部上的芯片，小型化天线包括陶瓷基板、辐射部、反射部以及连接部。辐射部形成于陶瓷基板的第一表面。反射部形成于陶瓷基板的第二表面。连接部的其中一端电性连接反射部，另一端沿陶瓷基板的侧壁延伸至陶瓷基板的第一表面且与辐射部之间形成用于电性连接芯片的馈电部。

根据本发明的一实施例，辐射部在靠近连接部的一端具有一开口槽，开口槽的宽度大于连接部的宽度，连接部的另一端延伸至开口槽内。

根据本发明的一实施例，陶瓷基板呈柱状且横截面为圆形、椭圆形或跑道形。

根据本发明的一实施例，当陶瓷基板的横截面为圆形或椭圆形时，陶瓷基板的侧壁具有至少一个垂直平面，连接部沿一垂直平面延伸。

根据本发明的一实施例，芯片为具有温度传感器的rfid芯片、具有湿度传感器的rfid芯片或具有压力传感器的rfid芯片中的任一种。

根据本发明的一实施例，紧固组件本体包括螺栓和螺母，螺栓包括螺栓头和螺栓杆，安装件套设于螺栓头。

根据本发明的一实施例，具有小型化电子标签的紧固组件还包括调节螺丝，安装件的侧壁具有通孔，调节螺丝设置于通孔内，调节安装件和螺栓头之间的紧固度。

根据本发明的一实施例，安装件的内侧壁形状与螺栓头的形状相匹配。

根据本发明的一实施例，安装件上具有容纳小型化电子标签的容置空间,小型化电子标签设置于容置空间。

本发明另一方面还提供另一种具有小型化电子标签的紧固组件，包括紧固组件本体、安装件以及小型化电子标签。安装件设置于紧固组件本体的端部。小型化电子标签设置于安装件，小型化电子标签包括小型化天线和连接在小型化天线的馈电部上的芯片，小型化天线包括陶瓷基板、辐射部、反射部以及连接部。辐射部形成于陶瓷基板的第一表面。反射部形成于陶瓷基板的第二表面。连接部形成于陶瓷基板的侧壁，连接部包括第一连接部和第二连接部，第一连接部的第一端电性连接反射部，第二连接部的第一端电性连接辐射部，第一连接部的第二端和第二连接部的第二端之间形成用于电性连接芯片的馈电部且馈电部形成于陶瓷基板的侧壁。

综上所述，本发明提供的具有小型化电子标签的紧固组件通过在紧固组件本体的端部上设置安装件，小型化电子标签设置于安装件，即安装件连接小型化电子标签和紧固组件本体，实现紧固组件处的温度监测，且紧固组件本体和小型化电子标签之间仅间隔一个安装件，故具有很高的温度监测精度。进一步的，由于安装件是设置在紧固组件本体的端部，不仅安装非常的方便且在安装时无需对紧固组件进行二次拆装，不会在紧固组件内引入额外安全隐患。而对于小型化电子标签而言，采用高介电常数的陶瓷基板作为小型化天线的基板，陶瓷材料的高介电常数使得天线的尺寸可以得到大幅度的缩小，从而使其可安装于空间狭小的紧固组件本体的端部。陶瓷基板的两个表面分别设置辐射部和反射部，反射部对辐射部所辐射的电磁波进行反射，不仅大幅度提高了天线的增益，同时当该反射部与金属制成的安装件相接触时，天线具有很好的抗金属性能，具有抗金属天线的效果。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的具有小型化电子标签的紧固组件的分解示意图。

图2所示为图1在另一视角下的结构示意图。

图3所示为图1中小型化电子标签的结构示意图。

图4所示为图3所示的小型化电子标签中小型化天线的结构示意图。

图5所示为图4在另一视角下的结构示意图。

图6所示为本发明另一实施例提供的具有小型化电子标签的紧固组件的分解示意图。

图7所示为图6中小型化电子标签的结构示意图。

图8所示为图7所示的小型化电子标签中小型化天线的结构示意图。

图9所示为图8在另一视角下的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实施例提供的具有小型化电子标签的紧固组件包括紧固组件本体10、安装件20以及小型化电子标签30。安装件20设置于紧固组件本体10的端部。小型化电子标签30设置于安装件20，小型化电子标签30包括小型化天线1a和连接在小型化天线的馈电部上的芯片1b，小型化天线1a包括陶瓷基板1、辐射部2、反射部3和连接部4。辐射部2形成于陶瓷基板1的第一表面11。反射部3形成于陶瓷基板1的第二表面12。连接部4的其中一端电性连接反射部3，另一端沿陶瓷基板1的侧壁延伸至陶瓷基板的第一表面11且与辐射部2之间形成用于电性连接芯片1b的馈电部5。芯片1b电性连接于馈电部5。

于本实施例中，紧固组件本体10包括螺栓101、螺母103以及设置在螺栓101和螺母103之间的垫片102。螺栓101包括螺栓头和螺栓杆，安装件20套设在螺栓头的端部。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，紧固组件本体10可由螺钉和螺母组成。

于本实施例中，安装件20上具有容纳小型化电子标签的容置空间201,小型化电子标签设置于容置空间201。具体而言，容置空间201为形成在安装件20表面上的凹槽，安装件20套设在螺栓头上。于本实施例中，螺栓头的形状为六角形，相应的安装件20的内侧壁形状与螺栓头的形状相匹配，也为内六角结构。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，当螺栓头的形状为圆形或方形时，相应的安装件20的内侧壁形状也跟随其变化，安装件20也可采用其它的连接方式连接于螺栓头上。

由于现有的螺栓头存在公差，为了使得安装件20能匹配多种公差的螺母，于本实施例中，设置安装件20的尺寸大于螺栓头的尺寸.为了提高安装件20和螺栓头之间的连接紧固度，设置具有小型化电子标签的紧固组件还包括调节螺丝40，安装件20的侧壁上具有通孔202，调节螺丝40设置于通孔202内，调节安装件20和螺栓头之间的紧固度。于本实施例中，调节螺丝40的数量为两个且相对设置。然而，本发明对此不作任何限定。

现有的电子标签体积通常都较大，而螺栓头表面的空间非常的小，为了使电子标签能安装于螺栓头上，于本实施例中，陶瓷材料具有很高的介电常数，故陶瓷基板1可大幅度缩小天线的尺寸，从而使得小型化电子标签可安装于狭小的容置空间201内。辐射部2和反射部3相对设置在陶瓷基板1的两个表面，反射部3反射辐射部2辐射的电磁波，不仅大大提高了天线的增益，同时天线也具有很好的抗金属效果，当其与金属制成的安装件相接触时具有很好的抗金属效果。

于本实施例中，如图4所示，辐射部2在靠近连接部4的一端具有一开口槽21，开口槽21的宽度大于连接部4的宽度，连接部4的另一端延伸至开口槽21内，即馈电部5形成于陶瓷基板1的第一表面11。在高压电力系统中，要求反射部3和金属物件之间尽可能的无缝隙接触，从而避免高压放电，即芯片1b不连接在反射部3所在的第二表面12。于本实施例中，将用于电性连接芯片的馈电部5形成在辐射部2所在的第一表面。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，可设置小型化天线的连接部包括第一连接部和第二连接部，第一连接部的第一端电性连接反射部，第二连接部的第一端电性连接辐射部，第一连接部的第二端和第二连接部的第二端之间形成用于电性连接芯片的馈电部且馈电部形成于陶瓷基板的侧壁。相应的，形成的小型化电子标签中芯片安装在陶瓷基板的侧壁。

为进一步缩小陶瓷标签的尺寸，于其它实施例中，还可设置辐射部上具有多个开口朝外的切割区。切割区的设置使得天线上的电流沿切割区的边界流动，延长了电流的回路，从而进一步缩小天线的尺寸。切割区的形状可为矩形、圆形、椭圆形或三角形中的任一种或其中几种的结合且多个切割区可均匀交错分布或两两相对分布。

于本实施例中，陶瓷基板1的形状为柱状，其横截面为圆形，相应的安装件20上的凹槽形状也为圆形。连接部4沿陶瓷基板一端的圆弧侧壁延伸至第一表面11。此时为方便连接部4的设置，圆弧侧壁上设置垂直平面13，连接部4沿垂直平面13延伸。然而，本发明对陶瓷基板的形状不作任何限定。于其它实施例中，陶瓷基板的横截面形状可为跑道形或椭圆形或方形。当陶瓷基板的横截面形状为跑道形时，如图6至图9所示，连接部沿陶瓷基板1的其中一端的圆弧侧壁延伸至第一表面11，同样的，可在圆弧侧壁上设置垂直平面以方便连接部的设置。或者，于其它实施例中，连接部可沿陶瓷基板的两个垂直侧壁延伸至第一表面。

于本实施例中，芯片1b为具有温度传感器的rfid芯片，其工作频率范围为902～928mhz。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，芯片1b可为具有湿度传感器的rfid芯片或具有压力传感器的rfid芯片。

综上所述，本发明提供的具有小型化电子标签的紧固组件通过在紧固组件本体的端部上设置安装件，小型化电子标签设置于安装件，即安装件连接小型化电子标签和紧固组件本体，实现紧固组件处的温度监测，且紧固组件本体和小型化电子标签之间仅间隔一个安装件，故具有很高的温度监测精度。进一步的，由于安装件是设置在紧固组件本体的端部，不仅安装非常的方便且在安装时无需对紧固组件进行二次拆装，不会在紧固组件内引入额外安全隐患。而对于小型化电子标签而言，采用高介电常数的陶瓷基板作为小型化天线的基板，陶瓷材料的高介电常数使得天线的尺寸可以得到大幅度的缩小，从而使其可安装于空间狭小的紧固组件本体的端部。陶瓷基板的两个表面分别设置辐射部和反射部，反射部对辐射部所辐射的电磁波进行反射，不仅大幅度提高了天线的增益，同时当该反射部与金属制成的安装件相接触时，天线具有很好的抗金属性能，具有抗金属天线的效果。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。