专利名称：一种石化装备磁标签的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于石油化工装备的信息化跟踪与管理的技术领域，尤其 是关于一种石化装备磁标签。
背景技术：
目前，为保证石油化工装备的正常使用，会采用人工的记录方式为每一 台石油化工装备建立完备的档案，并在石油化工装备上作出与档案相对应的 标记，以便在日后的管理中通过装备上的标记来调取与之对应的档案，以便 于安全管理每一台石油化工装备。
在现有技术中，通常采用悬挂标签、贴铭牌、条形码、打钢号等方式在 石袖化工装备上作出标记。然而，现有的这些标记方式在使用过程中存在以 下两种问题首先，由于一些装备工作环境恶劣，如高运移、极寒地区、 沼泽地区，长期处于高摩擦、高腐蚀性工作条件下，使用时间一长，就可能 把原有的标签、铭牌、条形码、钢号磨损掉；其次，由于人工记录，有可能 造成错误、不可靠的记录，这样对装备的管理就非常的不安全。
为了克服现有标记不能应用于恶劣环境的缺点，现有技术提出了一种射 频电子标签技术，通过在石油化工设备上植入射频电子芯片来对该设备作出 标记，射频电子标签技术与前述现有技术中提到的标记方式相比，具有防水、 耐磨、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、 存储信息更改自如等优点。然而在一些工作环境恶劣的条件下，如在高温高 压的环境下，射频电子标签也可能会失效。
中国专利申请第03813299公开了一种磁标记系统及制造方法和制造机 器，该系统通过预先在一薄膜上设置固定数量的铁磁线来制作一标记，该标 记可用来识别或验证物体。本专利申请所公开的内容合并于此，以作为本实用新型的现有技术。
中国专利第96196373公开了一种改进的磁标签或标志，该标签可附加在
一物品上，用作识别该物品的装置。本专利申请所公开的内容合并于此，以 作为本实用新型的现有技术。
实用新型内容
为克服现有技术中石化装备标签不能应用于恶劣环境的问题，本实用新 型实施例提供一种石化装备磁标签及其读写装置和系统，可以在高温、高压、 高摩擦的条件下长期稳定运行。
本实用新型实施例提供一种石化装备磁标签，所述的磁标签包括底座，
由非导磁材料构成，用于安装在石化装备上；多个导磁体，形成于所述的底
座中，所述的多个导磁体在第一方向上间距相等，且所述的多个导磁体在与 所述第一方向垂直的第二方向上间距相等。
本实用新型实施例还提供一种石化装备磁标签读取装置，所述的装置包
括传感器矩阵单元，用于检测磁标签，并根据磁标签中导磁体的磁感应强
度生成磁感应强度数据；数据转换单元，用于将所述的磁感应强度数据转换
为二进制编码数据；数据处理单元，用于根据接收到的二进制编码数据生成 自
卞J， i H JUj、 o
本实用新型实施例还提供一种石化装备磁标签写入装置，所述的装置包 括信息接收单元，用于接收标签信息；数据处理单元，用于根据所述的的 标签信息生成二进制编码数据；数据转换单元，用于根据接收到的二进制编 码数据生成磁感应强度数据；写入单元，用于将接收到的磁感应强度数据写 入磁矩阵标签。
本实用新型实施例还提供一种石化装备磁标签读取系统，所述的系统包 括石化装备磁标签读取装置和标签管理装置，所述的石化装备磁标签读取装 置包括传感器矩阵单元，用于检测磁标签，并根据磁标签中导磁体的磁感 应强度生成磁感应强度数据；数据转换单元，用于将所述的磁感应强度数据转换为二进制编码数据；数据处理单元，用于根据接收到的二进制编码数据 生成标签信息。信息输出单元，用于将生成的标签信息输出；所述的标签管 理装置包括存储器单元，用于存储标签信息与石化装备数据的映射关系；
装备数据生成单元，用于根据标签信息与石化装备数据的映射关系生成石化
装备信息；装备信息输出单元，用于将生成的石化装备信息输出。
本实用新型实施例提供的石化装备磁标签克服了现有技术中射频电子标 签以及传统标签不能应用于恶劣环境的问题，可以在高温、高压、高摩擦的 条件下长期稳定运行，满足极端恶劣的工况需求。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本
申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中
图1是本实用新型一实施例提供的石化装备磁标签的结构图； 图2所示是本实用新型另一实施例的磁矩阵标签的结构图； 图3为本实用新型实施例提供的磁矩阵标签读取装置的模块图； 图4为本实用新型实施例提供的磁矩阵标签读取装置的模块图； 图5为本实用新型实施例提供的磁矩阵标签写入装置的模块图； 图6为本实用新型实施例提供的磁矩阵标签写入装置的模块图； 图7至图9是本实用新型一实施例提供的手持式磁矩阵标签读写装置 1000的示意图10是本实用新型实施例提供的磁矩阵标签读取系统1300的系统模块图。
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明白，下面结 合实施方式和附图，对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用 新型实施例的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型实施例，但并不作为对本实用新型实施例的限定。
本实用新型实施例提供一种石化装备磁标签及其读写装置和系统，以下 结合附图对本实用新型进行详细说明。
实施例一
图1是本实用新型一实施例提供的石化装备磁标签的结构图，如图1所 示，石化装备磁标签100包含底座101和多个导磁体103，其中
底座IOI，由非磁性材料构成，用于安装在石化装备上。
在本实施例中，底座101的横截面为矩形，其边长分别为40mm和30mm， 厚度为10mm，底座101用于安装在各种石化装备上，如石化钻井设备，石 化勘探设备等，底座101可以是金属非磁性材料或是非金属材料，如聚四氟 乙烯，在本实用新型的其他实施例中，底座101可以根据实际的需要制作成 任意形状，如半球形，多面体等。
在本实施例中，底座101可以嵌入在石化装备中，也可以通过安装孔安 装在石化装备的任意位置，如图1所示，在本实用新型的一实施例中，底座 101上包括4个安装孔105，用于将底座101固定在石化装备上，安装孔105 分别位于底座101的四个角上，其形状可以是圆形，直径为3.15mm，安装 孔105的圆心与底座101两边的距离均为2.5mm。
多个导磁体103，形成于底座101中，多个导磁体在第一方向上间距相 等，且所述的多个导磁体在与所述第一方向垂直的第二方向上间距相等。
在本实施例中，多个导磁体103构成磁矩阵，在本实施例中共有31个导 磁体103，分布在与矩形底座101长边和短边平行的多条平行线的交点上， 相邻两平行线之间的距离相等，如可以定为5mm，也可以根据需要定为任意 长度。导磁体103的截面为直径2mm的圆形，其厚度为9mm，在本实用新 型的其他实施例中，导磁体103的厚度可以根据实际需要来决定，但其厚度 应小于底座101的厚度，如图1所示，导磁体103呈5行7列分布在矩形底 座101上，在与矩形底座101长边平行的第一方向上以及与矩形底座101短边平行的第二方向上，相邻导磁体103圆心间的距离均为5mm，其中中间3行各具有7个导磁体103，外侧的两行各具有5个导磁体103，在磁矩阵中，每个导磁体103可以有强磁感应强度和弱磁感应强度两种状态，强磁感应强度代表数字1，弱磁感应强度代表数字0，从而使磁矩阵107构成一包含多个0和1的二进制编码矩阵，其中强磁感应强度约为100至200高斯。在本实施例中，由31个导磁体103构成的磁矩阵107为近似矩阵的形状，其并不一定是标准的矩阵，在本实用新型的其他实施例中，导磁体103也可以构成一MXN的标准矩阵，M和N为正整数，即磁标签包括MXN个导磁体，导磁体呈M行N列的矩阵状分布在底座上。
本实施例提供的磁矩阵标签100中，底座101的尺寸及厚度可根据不同装备作出调整，使得磁矩阵标签100的安装不会影响到原有装备的工作性能与结构强度。导磁体103的数目也可根据应用的不同作出调整，具体可以根据二进制编码矩阵能否满足装备的数量来决定导磁体103的数目，也可以针对未来发展的需要设置更多的导磁体103。
磁矩阵标签100用于植入石化装备中，通过将每个导磁体103设置为强磁感应状态或者弱磁感应状态，使得导磁体103形成一包含多个0和1的二进制编码矩阵以作为石化装备的标签，克服了现有标签在承受高压(数百MPa)、高温(20(TC以上)时会导致失效的技术问题，即便在高压、高温环境中长期使用，其固有的编码也不会被破坏。磁矩阵标签100的应用也不限于极端环境，可以应用于普通环境如超市、仓库等。
图2所示是本实用新型另一实施例的磁矩阵标签的结构图，如图2所示，在本实施例中，磁矩阵标签200包括
底座201，截面为一正12边形，相对两边间的距离为35mm。
导磁体203，形成于底座201中，用以构成磁矩阵，在本实施例中，底座201中共形成有37个导磁体203，构成一7X7的矩阵形，其中在矩阵的四个角上分别少设置3个导磁体203，如图2所示，导磁体203是直径为2mm的圆形，相邻两导磁体203圆心间的距离为4mm。
在本实用新型的其他实施例中，底座201可以根据安装的需要，设置为圆形、椭圆形、正多边形或任意不规则形状，导磁体203也可以根据实际的需要，设置为圆形或正多边形。
本实用新型提供的磁矩阵标签克服了现有技术中射频电子标签以及传统标签不能应用于恶劣环境的问题，可以在高温、高压、高摩擦的条件下长期稳定运行，满足极端恶劣的工况需求。
实施例二
图3为本实用新型实施例提供的磁矩阵标签读取装置的模块图，如图3所示，磁矩阵标签信息读取装置300包括传感器矩阵单元301、数据转换单元303和数据处理单元305，其中
传感器矩阵单元301，用于检测磁矩阵标签，并根据磁矩阵标签中导磁体的磁感应强度生成磁感应强度数据。
在本实用新型的一实施例中，传感器矩阵单元301包括多个磁场敏感元件，如可以是霍尔元件(Hall components),磁场敏感元件排布成和磁标签相对应的形状(不一定完全相同)，比如可以和磁标签上的导磁体一一对应。当传感器矩阵单元301靠近磁矩阵标签时，磁矩阵标签中导磁体的磁场会使与之对应的霍尔元件由于霍尔效应产生输出电压；霍尔元件对应的导磁体存在磁场(导磁体有磁)，则输出电压；霍尔元件对应的导磁体不存在磁场(导磁体无磁)，则不输出电压。传感器矩阵单元301根据预定顺序读出每个霍尔元件的输出电压，生成一组输出电压值。
数据转换单元303，接收传感器矩阵单元301生成的磁感应强度数据，将磁感应强度数据转换为二进制编码数据。
在本实施例中，数据转换单元303接收传感器矩阵单元301生成的一组输出电压值，将输出电压转换成二进制编码数据。在本实用新型的另一实施例中，数据转换单元303可以包括灵敏度设定模块，用于设定一灵敏度门限值，灵敏度门限值可以是一电压门限值；
磁感应强度转换模块，比较磁感应强度数据与灵敏度门限值，将大于等于灵敏度门限值的磁感应强度数据转换为数字1，将小于灵敏度门限值的磁感应强度数据转换为数字0,如在本实施例中磁感应强度转换模块将接收到的输出电压值与电压门限值进行比较，生成数字0和1;
编码生成模块，根据转换的多个0和1，生成二进制编码数据，在本实施例中，编码生成模块依照预定的读出顺序将转换后的多个O和1组成二进制编码数列。
数据处理单元305，接收二进制编码数据，根据接收到的二进制编码数
据生成标签信息。
在本实施例中，数据处理单元305接收数据转换单元303输出的二进制编码数列，将二进制编码数列转换为标签信息，标签信息可以是二进制编码数列的十进制形式，也可以是其他形式。
在本实用新型的一实施例中，磁矩阵标签信息读取装置300还包括信息输出单元307，用于将生成的标签信息输出。信息输出单元307还包括无线输出模块，用于将标签信息通过无线网络输出；以及显示模块，用于显示标签信息。无线输出模块可以是WIFI无线网络模块，将标签信息通过WIFI无线网络输出，显示模块可以包括一液晶显示屏，用于直接显示标签信息。
在本实用新型的一实施例中，磁矩阵标签信息读取装置300还包括一电源单元，用于为磁矩阵标签信息读取装置300提供电力，电源单元可以采用220V交流电或锂电池为磁矩阵标签信息读取装置300提供电力。
图4为本实用新型实施例提供的磁矩阵标签读取装置的模块图，如图4所示，与磁矩阵标签信息读取装置300不同之处在于，磁矩阵标签信息读取装置400还包括存储器单元309和装备数据生成单元311，其中
存储器单元309，用于存储标签信息与石化装备数据的映射关系。在本实施例中，标签信息可以是石化装备的编号，石化装备数据包括石化装备的名称，设备记录等信息具体设备信息。
装备数据生成单元311，用于根据标签信息与石化装备数据的映射关系生成石化装备信息。
在本实施例中，装备数据生成单元311根据标签信息从存储器单元309
中调取石化装备数据。
信息输出单元307还用于将生成的石化装备信息输出。
在本实施例中，信息输出单元307还用于将生成的石化装备信息通过无线网络输出或直接在显示屏上显示石化装备信息。
在本实用新型的一实施例中，磁矩阵标签信息读取装置300还可包括一充磁部件，用于当磁标签的磁性减弱导致无法顺利读取时时，为磁标签中具有磁性的导磁体充磁，使得磁标签可以顺利读出，充磁部件可以是一充磁机。
在本实用新型的一实施例中，传感器矩阵单元301包括的磁场敏感元件可以是磁标签中导磁体数量的4倍或者更多，使得每个导磁体对应4个或者更多的磁场敏感元件，这样每个导磁体由多个磁场敏感元件来识别，可以进一步增强识别的准确性。
本实用新型实施例提供的磁矩阵标签读取装置及磁标签克服了现有技术中射频电子标签以及传统标签不能应用于恶劣环境的问题，可以在高温、高压、高摩擦的条件下长期稳定运行，满足极端恶劣的工况需求。
实施例三
图5为本实用新型实施例提供的磁矩阵标签写入装置的模块图，如图5所示，磁矩阵标签信息写入装置500包括信息接收单元501、数据处理单元503、数据转换单元505和写入单元507，其中
信息接收单元501，用于接收标签信息。
在本实施例中，信息接收单元501用于接收用户通过输入装置输入的标签信息，如通过键盘或者触摸屏输入的标签信息，信息接收单元501还用于通过无线网络接收标签信息，如通过WIFI无线网络接收标签信息，标签信息可以是设备编号。
数据处理单元503，根据接收的标签信息生成二进制编码数据。
在本实施例中，数据处理单元503将接收的标签信息转换为二进制编码
数据，如将设备编号转换为二进制编码。
数据转换单元505，接收二进制编码数据，根据接收到的二进制编码数据生成的磁感应强度数据。
在本实施例中，数据转换单元505将接收的二进制编码数据转换为磁感应强度数据，如可以将数字l转换为有磁，数字O转换为无磁，从而以此为依据为磁矩阵标签充磁。
写入单元507，用于将接收到的磁感应强度数据写入磁矩阵标签。
在本实施例中，根据数据转换单元505转换的磁感应强度数据，为磁矩阵标签中对应数字1的导磁体充磁，对应数字0的则导磁体不充磁。
在本实用新型的一实施例中，磁矩阵标签信息写入装置500还包括一电源单元，用于为磁矩阵标签信息写入装置500提供电力，电源单元可以采用220V交流电或锂电池为磁矩阵标签信息写入装置500提供电力。
图6为本实用新型实施例提供的磁矩阵标签写入装置的模块图，如图6所示，与磁矩阵标签信息写入装置500不同之处在于，磁矩阵标签信息写入装置600还包括
存储器单元509，用于存储标签信息与石化装备数据的映射关系。
在本实施例中，标签信息可以是石化装备的编号，而石化装备数据则包括该石化装备的名称，使用记录等设备信息。
信息接收单元501还用于接收石化装备数据。
在本实施例中，信息接收单元501包括
输入模块，用于接收用户通过输入装置输入的石化装备数据，如通过键盘或者触摸屏输入的石化装备数据；无线接收模块，用于通过无线网络接收石化装备数据，如通过WIFI无线网络接收石化装备数据。
标签信息生成单元511,用于根据接收到石化装备数据，依照标签信息与石化装备数据的映射关系生成标签信息。
在本实施例中，标签信息生成单元511接收到石化装备数据后，从存储器单元509中査找与该石化装备数据对应的标签信息，之后将该标签信息发送给数据处理单元503。
本实用新型实施例提供的磁矩阵标签写入装置及磁标签克服了现有技术中射频电子标签以及传统标签不能应用于恶劣环境的问题，可以在高温、高压、高摩擦的条件下长期稳定运行，满足极端恶劣的工况需求。
实施例四
图7至图9是本实用新型一实施例提供的手持式磁矩阵标签读写装置IOOO的示意图，如图所示，磁矩阵标签读写装置1000包括手柄IOOI、磁矩阵单元1003、液晶显示屏1005和键盘1007，其中
磁矩阵单元1003用于读取和写入磁标签,其可以包括实施例二中所述的传感器矩阵单元和实施例三中所述的写入单元；
液晶显示屏1005用于显示标签信息和装备数据信息；键盘1007用于输入标签信息、装备数据信息和操作指令。图10是本实用新型实施例提供的一种磁矩阵标签读取系统1300的系统模块图，如图10所示，磁矩阵标签读取系统1300包括石化装备磁标签读取装置1301和标签管理装置1303,所述的石化装备磁标签读取装置1301包括
传感器矩阵单元1305，用于检测磁标签，并根据磁标签中导磁体的磁感应强度生成磁感应强度数据；
数据转换单元1307，用于将所述的磁感应强度数据转换为二进制编码数
据；
数据处理单元1309，用于根据接收到的二进制编码数据生成标签信息。信息输出单元1311，用于将生成的标签信息输出至标签管理装置1303;所述的标签管理装置1303包括
存储器单元1313，用于存储标签信息与石化装备数据的映射关系；
装备数据生成单元1315，用于根据标签信息与石化装备数据的映射关系生成石化装备信息；
装备信息输出单元1317，用于将生成的石化装备信息输出。本实施例中，各个单元的功能和结构与实施例二类似，故在此不再赘述。本实用新型实施例提供的磁矩阵标签读取系统及磁标签克服了现有技术中射频电子标签以及传统标签不能应用于恶劣环境的问题，可以在高温、高压、高摩擦的条件下长期稳定运行，满足极端恶劣的工况需求。
以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种石化装备磁标签，其特征是，所述的磁标签包括底座，由非导磁材料构成，用于安装在石化装备上；多个导磁体，形成于所述的底座中，所述的多个导磁体在第一方向上间距相等，且所述的多个导磁体在与所述第一方向垂直的第二方向上间距相等。
2. 如权利要求1所述的石化装备磁标签，其特征是，所述的磁标签还包括安装孔，位于所述的底座上，用于将所述的底座安装在所述的石化装备上。
3. 如权利要求1所述的石化装备磁标签，其特征是，所述的多个导磁体 在所述的底座上呈MXN矩阵状排列，其中M和N为正整数。
4. 如权利要求1所述的石化装备磁标签，其特征是，所述的导磁体的厚 度小于所述的底座的厚度。
专利摘要本实用新型是关于一种石化装备磁标签。所述的磁标签包括底座，由非导磁材料构成，用于安装在石化装备上；多个导磁体，形成于所述的底座中，所述的多个导磁体在第一方向上间距相等，且所述的多个导磁体在与所述第一方向垂直的第二方向上间距相等。本实用新型提供的石化装备磁标签克服了现有技术中射频电子标签以及传统标签不能应用于恶劣环境的问题，可以在高温、高压、高摩擦的条件下长期稳定运行，满足极端恶劣的工况需求。
文档编号G06K19/06GK201392547SQ20082023374
公开日2010年1月27日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者张来斌, 伟 梁 申请人:中国石油大学(北京)