一种RFID仿形抗金属测温标签的制作方法

本发明涉及无线射频识别技术领域，具体涉及一种rfid仿形抗金属测温标签。

背景技术：

电力系统的安全、稳定运行，是电力系统控制的根本目标。电力线缆、电容器、电抗器等设备在长期运行过程中，会因隔离触头的接触部位老化或接触电阻过大而发热，过热会引起金属材料机械强度下降，绝缘材料老化，并可能导致击穿，形成事故。因此，对电力线缆、电容器、电抗器等温度进行实时监测，实现过热报警，对保证电力系统正常运行具有非常重要的意义。

目前，常采用基于射频识别(英文：radiofrequencyidentification，简称：rfid)技术的测温标签来对电力线缆、电容器、电抗器等设备的温度进行测量。图1为一种现有的rfid电缆测温标签的示意图，该rfid电缆测温标签包括：金属扎带100、天线200以及fpc电路板300。金属扎带100安装在电缆上，用于传导电缆的温度。天线200位于金属扎带100上，用于在rfid电缆测温标签和外部阅读器设备之间传递射频信号，还用于传导电缆的温度。fpc电路板300位于天线200上方，fpc电路板300中设置有温度标签芯片。当所测电缆绝缘层较薄，影响到标签性能时，可以在天线底部设置导热硅胶垫，以而抵抗金属对射频信号的干扰。

然而，上述rfid电缆测温标签的天线与金属扎带为一体式结构，这使得该rfid电缆测温标签只能安装在电缆的绝缘层上，如果直接安装在带电高压设备上，高压电会导致天线无法工作。此外，上述rfid电缆测温标签中，通过增加硅胶垫加大标签与被测线缆的距离，抗金属能力取决于硅胶垫的厚度，而硅胶垫太厚会影响温度传导和结构的稳固性。因此，上述rfid电缆测温标签无法直接稳固地设置在圆柱、棱柱等形状的高压带电设备上，在复杂金属环境中完成对高压带电设备温度的测量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种rfid仿形抗金属测温标签，以解决现有的rfid电缆测温标签无法直接稳固地设置在圆柱、棱柱等形状的高压带电设备上，在复杂金属环境中完成对高压带电设备温度的测量的问题。

本发明提供一种rfid仿形抗金属测温标签，包括：保护层、标签芯片、辐射单元、介质基板、仿形金属底座以及弹簧；

所述介质基板设置于所述仿形金属底座内部，所述辐射单元设置于所述介质基板表面，所述标签芯片设置于所述辐射单元表面，所述标签芯片中集成有温度传感器，所述保护层覆盖于所述标签芯片和所述辐射单元表面，所述保护层与所述仿形金属底座连接；

所述仿形金属底座的底部设置有仿形部，所述仿形部与被测高压带电设备的外部形状相匹配，所述弹簧的两端分别与所述仿形金属底座的两端连接。

可选的，所述仿形金属底座的底部两端设置有弹簧连接部，所述弹簧连接部上设置有弹簧连接孔，所述弹簧的两端设置有钩状部，所述钩状部连接于所述弹簧连接孔的内部。

可选的，所述保护层为绝缘壳体，所述保护层与所述仿形金属底座可拆卸连接。

可选的，所述保护层与所述仿形金属底座的四角通过螺栓连接。

可选的，所述保护层为热固化绝缘胶层，所述保护层填充于所述仿形金属底座内部。

可选的，所述辐射单元为金属层。

可选的，所述介质基板的材料为陶瓷或者耐高温树脂。

可选的，所述介质基板的底面设置有背胶层，所述介质基板通过所述背胶层粘结于所述仿形金属底座内。

本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种rfid仿形抗金属测温标签，将标签芯片设置于辐射单元表面，将辐射单元设置于介质基板表面，将介质基板设置于仿形金属底座内，通过保护层对标签芯片、辐射单元以及介质基板进行覆盖。使用时可将仿形金属底座通过弹簧固定在圆柱、棱柱等形状的高压带电设备上，以仿形金属底座作为载体，将介质基板稳定地贴合在高压带电设备的待测量区域，介质基板可起到绝缘作用，使得rfid仿形抗金属测温标签具有很好的耐高压性，高压带电设备的待测量区域产生的热量可通过介质基板和辐射单元传递到标签芯片，利用标签芯片中集成的温度传感器对高压带电设备的温度进行及时、准确的监测。并且，本发明的rfid仿形抗金属测温标签设置有仿形金属底座，具有抗金属干扰的特性，可以直接稳固地设置在圆柱、棱柱等形状的高压带电设备上，使得辐射单元可作为天线正常地实现电磁波信号的传递，将检测数据传递至相关设备，可在复杂金属环境中完成对高压带电设备温度的测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种现有的rfid电缆测温标签的示意图。

图2本发明提供的一种rfid仿形抗金属测温标签的结构示意图。

图3本发明提供的一种rfid仿形抗金属测温标签的爆炸图。

图4本发明提供的一种rfid仿形抗金属测温标签的一种使用状态图。

图5本发明提供的一种rfid仿形抗金属测温标签的另一种使用状态图。

图示说明：1-保护层；2-标签芯片；3-辐射单元；4-介质基板；5-背胶层；6-仿形金属底座；7-弹簧；61-仿形部；621-弹簧连接孔；71-钩状部；100-金属扎带；200-天线；300-fpc电路板；400-高压带电设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

针对现有测温方案在高压电力设备测温方面存在的各种隐患或弊端，本发明设计了一种rfid仿形抗金属测温标签，其有效地克服了现有的室内外高压电力设备在运行时测温技术存在的缺陷，大大简化了设备的温度实时监测工作，有效的防止设备过热造成设备损坏事故的发生，并确保监测人员的安全。

请参阅图2和图3，为本发明实施例提供的一种rfid仿形抗金属测温标签，该rfid仿形抗金属测温标签包括：保护层1、标签芯片2、辐射单元3、介质基板4、仿形金属底座6以及弹簧7。仿形金属底座6的底部设置有仿形部61，仿形部61与被测高压带电设备的外部形状相匹配，弹簧7的两端分别与仿形金属底座6的两端连接，可以通过弹簧7将仿形金属底座6固定在高压带电设备上的圆柱状、棱柱转等形状的部分上，并通过仿形部61与高压带电设备上的圆柱状、棱柱转等形状的部分的表面相贴合，增强了rfid仿形抗金属测温标签安装的稳定性，同时也提升了高压带电设备热量向rfid仿形抗金属测温标签的传递效率。

在本实施例中，仿形金属底座6具体可以呈长方体壳体状，仿形金属底座6内设置有容置槽，介质基板4设置于容置槽内。仿形金属底座6的底部两端设置有弹簧连接部62，弹簧连接部62上设置有弹簧连接孔621，弹簧7的两端设置有钩状部71，钩状部71连接于弹簧连接孔621的内部，通过弹簧7将仿形金属底座6紧固在被测高压带电设备的被测部分上。

其中，仿形金属底座6用于将rfid仿形抗金属测温标签固定在被测的高压带电设备上，介质基板4设置于仿形金属底座6内部，介质基板4的材料具体可以是陶瓷或者耐高温树脂等材料，介质基板4可以起到承载辐射单元3的作用，同时也可以起到绝缘作用。介质基板4的底面可以设置有背胶层5，介质基板4通过背胶层5粘结于仿形金属底座6内。

辐射单元3设置于介质基板4表面，辐射单元3为金属层，可以是金、银、铜等良导体。辐射单元3具体可以通过激光直接成型(英文：laser-direct-structuring，简称：lds)工艺，或者高温烧结、印刷等工艺使金属层附着在介质基板4表面，辐射单元3主要起到天线的作用，以实现数据信息的无线通信。此外，辐射单元3也可起到传导热量的作用，高压带电设备的热量经由仿形金属底座6传递至介质基板4，再通过辐射单元3传递至标签芯片2。

标签芯片2设置于辐射单元3表面，标签芯片2中集成有温度传感器，具有温度监测和数据通信功能。标签芯片2具体可以贴装在辐射单元3表面，具有温度监测功能，并通过辐射单元3进行数据信息的传输。

保护层1覆盖于标签芯片2和辐射单元3表面，保护层1与仿形金属底座6连接，用于对仿形金属底座6内的标签芯片2、辐射单元3以及介质基板4进行保护。保护层1可以采用耐高温、防腐蚀、防静电的材料，覆盖在辐射单元3与标签芯片2表面，确保rfid仿形抗金属测温标签能在高温、高压环境中稳定工作。

保护层1具体可以为绝缘壳体，具体可以为聚碳酸酯(英文：polycarbonate，简称：pc)材质、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(英文：acrylonitrilebutadienestyrene，简称：abs)材质等。保护层1可以扣合于仿形金属底座6上，保护层1与仿形金属底座6之间采用可拆卸连接，例如，保护层1与仿形金属底座6的四角通过螺栓连接，或者保护层1与仿形金属底座6之间通过卡扣实现固定连接。此外，保护层1具体也可以是热固化绝缘胶层，保护层1可以填充于仿形金属底座6内部，并覆盖标签芯片2、辐射单元3以及介质基板4，实现保护功能，保护层1还可以保证标签芯片2不被击穿。

如图3和图4所示，本发明实施例提供的rfid仿形抗金属测温标签的使用状态图，本申请实施例提供的rfid仿形抗金属测温标签在使用时，可将仿形金属底座6固定在高压带电设备400的圆柱状、棱柱转等形状的部分表面，仿形金属底座6具有仿形特质，易于实现与设备表面实现共形安装。本发明以仿形金属底座6作为载体，将介质基板4稳定地贴合在高压带电设备400的待测量区域，以介质基板4可起到绝缘作用，使得rfid仿形抗金属测温标签具有很好的耐高压性，高压带电设备的待测量区域产生的热量可通过介质基板4和辐射单元3传递到标签芯片2，利用标签芯片2中集成的温度传感器对高压带电设备400的温度进行及时、准确的监测。本发明的rfid仿形抗金属测温标签可以直接贴合在被测物体表面，测温性能精度高，可靠性好，稳定性强。仿形金属底座6与设备表面实现共形安装，使得标签芯片2具有低剖面特性，可有效阻止爬电问题。

本发明的rfid仿形抗金属测温标签设置有仿形金属底座6和保护层1，具有导热性良好、耐高温以及防水的特性，在室外雨雪等恶劣天气环境下也能够正常工作。该rfid仿形抗金属测温标签自带仿形金属底座，属于在金属表面设计标签，仿形金属底座相当于与辐射单元3构成一个整体，能够对外界金属环境起到一个隔离的作用，标签性能不受被安装设备是否含有金属影响，具备抗金属干扰的特性，测温性能不受被被测设备是否含有金属的影响。辐射单元3可作为天线正常地实现电磁波信号的传递，将检测数据传递至相关设备，可在复杂金属环境中完成对高压带电设备温度的测量，以及实现数据信息的无线通信，大大简化了对高压带电设备的温度监测工作，并可确保监测人员的安全。

本发明的rfid仿形抗金属测温标签采用无源的工作方式，解决了传统接触式温度传感器测温存在的传感器供电困难和信号传输不便等问题，并可以直接贴合在待测设备上，测温方式的稳定性、可靠性以及测量精度都较高。本发明的rfid仿形抗金属测温标签基于无线射频识别技术，其工作在uhf频段，解决了电力设备公频电磁干扰问题。

请参阅图5，在实际调试过程中，由于实际的使用环境的不同，标签芯片的位置、介质基板大小、仿形金属底座的固定形式会根据待测设备不同而有所改变，该rfid仿形抗金属测温标签的主体尺寸可根据被测设备的圆柱状、棱柱转等形状的部分直径的尺寸进行适应性的设计。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。