一种柔性超高频射频开关柜温度标签的制作方法

本实用新型涉及电力设备温度监测技术领域，特别涉及一种柔性超高频射频开关柜温度标签。

背景技术：

变电站中低压侧设备多以开关柜为主且在用量较大，其安全稳定运行至关重要。开关柜内各接触点可能因为紧固螺栓松动、氧化腐蚀、衔接不严密、电弧冲击等原因造成接触电阻增大，致使触点的温度不断升高，如不及时发现，容易引起火灾、爆炸、大面积停电、人员伤亡等事故，直接和间接经济损失巨大。因此，对开关柜的温度进行在线监测，实现开关柜的智能化，对智能电网发展及开关柜的安全运行具有重大意义。目前，运维检修人员通过示温蜡片测温、红外测温、光纤测温、有源无线测温、无源无线SAW测温等技术实现开关柜的温度监测。

在实现本发明创造过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有测温技术存在诸如无法实现在线监测、由于滴溶漏液带来二次安全隐患、成本高、存在爬电危险、无法定位故障点等问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种柔性超高频射频开关柜温度标签，从而克服现有测温技术无法实现在线监测的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种柔性超高频射频开关柜温度标签，包括：柔性介质基材、天线辐射面、开路短截线、超高频射频芯片和金属地平面；所述柔性介质基材的正面设有天线辐射面、开路短截线和超高频射频芯片；所述柔性介质基材的反面设有所述金属地平面；所述天线辐射面为凹形状的辐射面，所述开路短截线的形状为条状；所述超高频射频芯片集成超高频RFID无线射频识别器和温度传感器，所述超高频射频芯片的辐射引脚连接所述天线辐射面，接地引脚连接所述开路短截线。

在一种可能的实现方式中，所述柔性介质基材为聚酰亚胺基材。

在一种可能的实现方式中，所述聚酰亚胺基材的介电常数为4～6，介电损耗为0.003～0.005。

在一种可能的实现方式中，所述天线辐射面的嵌入宽度大于所述开路短截线的宽度。

在一种可能的实现方式中，所述天线辐射面的嵌入宽度为8mm，所述开路短截线的宽度为3mm。

在一种可能的实现方式中，所述天线辐射面的嵌入长度的取值范围为10mm至18mm；所述开路短截线的长度的取值范围为40mm至48mm。

在一种可能的实现方式中，所述开路短截线的形状为弯折的条状。

在一种可能的实现方式中，所述天线辐射面、开路短截线和金属地平面的材质均为导电金属。

在一种可能的实现方式中，所述天线辐射面、开路短截线和金属地平面的厚度的取值范围均为30-40μm。

在一种可能的实现方式中，所述柔性介质基材的立体尺寸为76×22×3mm。

本实用新型实施例提供的柔性超高频射频开关柜温度标签，通过在基材的正面设置天线辐射面和开路短截线，反面设置金属地平面，且将集成超高频RFID无线射频识别器与温度传感器的芯片封装在基材正面，使得该温度电子标签体积小、重量轻、成本低，方便传输采集的温度数据。同时，标签将集成有超高频RFID无线射频识别器和温度传感器的芯片封装于基材中，实现了开关柜的无源测温和无线传输，消除了传统开关柜温度监测带来的二次安全隐患。此外，开路短截线的不需要通过过孔与金属地平面相连，即该温度标签完全为平面结构，通过简单的印刷工艺即可以制作基材表面的天线辐射面、开路短截线、和金属地平面，极大降低了温度标签的生产成本。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例中柔性超高频射频开关柜温度标签的正面结构示意图；

图2为本实用新型实施例中柔性超高频射频开关柜温度标签的厚度方向的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中柔性超高频射频开关柜温度标签的反面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本实用新型实施例提供的一种柔性超高频射频开关柜温度标签，参见图1-图3所示，包括：柔性介质基材1、天线辐射面2、开路短截线3、超高频射频芯片4和金属地平面5。

其中，参见图1和图2所示，柔性介质基材1的正面设有天线辐射面2、开路短截线3和超高频射频芯片4。参见图3所示，柔性介质基材1的反面设有金属地平面5。该柔性介质基材1可以为聚酰亚胺基材。

具体的，参见图1所示，天线辐射面2为凹形状的辐射面，开路短截线3的形状为条状，条状的开路短截线3的一端设于天线辐射面2的嵌入区域内；开路短截线3且另一端开路。超高频射频芯片4集成超高频RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别)无线射频识别器和温度传感器，超高频射频芯片4的辐射引脚连接天线辐射面2，接地引脚连接开路短截线3。

本实用新型实施例提供的柔性超高频射频开关柜温度标签的工作原理如下：天线辐射面2与柔性介质基材1、金属地平面5构成一个谐振腔，谐振长度由天线辐射面2的长度L决定。在超高频射频芯片4采集到开关柜的温度数据后，通过天线辐射面将该温度数据发送给温度标签的阅读器，从而达到监测开关柜温度数据的目的。

其中，超高频射频芯片是具有超高频(Ultra High Frequency，UHF)射频识别功能的温度传感芯片。该芯片的技术比较成熟，此处不做赘述。

本实用新型实施例提供的柔性超高频射频开关柜温度标签，通过在基材的正面设置天线辐射面和开路短截线，反面设置金属地平面，且将集成超高频RFID无线射频识别器与温度传感器的芯片封装在基材正面，使得该温度电子标签体积小、重量轻、成本低，方便传输采集的温度数据。同时，标签将集成有超高频RFID无线射频识别器和温度传感器的芯片封装于基材中，实现了开关柜的无源测温和无线传输，消除了传统开关柜温度监测带来的二次安全隐患。此外，开路短截线的不需要通过过孔与金属地平面相连，即该温度标签完全为平面结构，通过简单的印刷工艺即可以制作基材表面的天线辐射面、开路短截线、和金属地平面，极大降低了温度标签的生产成本。

可选的，聚酰亚胺基材的介电常数为4～6，介电损耗为0.003～0.005。

在本实用新型实施例中，温度标签采用嵌入式馈电结构，即天线辐射面设有一嵌入区域，且该嵌入区域的嵌入宽度W_inset大于开路短截线的宽度W_s。具体的，参见图1所示，天线辐射面的嵌入宽度W_inset为8mm，开路短截线的宽度W_s为3mm。

可选的，参见图1所示，天线辐射面的嵌入长度L_inset的取值范围为10mm至18mm；开路短截线的长度L_s的取值范围为40mm至48mm。具体的，嵌入长度L_inset为14mm，开路短截线的长度L_s为46mm。需要说明的是，为防止干扰，开路短截线3与天线辐射面2互不连通，在采用印刷工艺制作温度标签时，可以以整体的方式制作开路短截线3和与天线辐射面2，之后再利用光刻技术除去天线辐射面2与开路短截线3之间的金属，以断开天线辐射面2与开路短截线3之间的连接。

可选的，开路短截线3的形状为弯折的条状。由于开路短截线3的长度较长，会导致温度标签的总体长度过长的问题，通过将开路短截线的形状为弯折的条状(如S形的条状等)，从而可以降低温度标签的总长度。

可选的，天线辐射面、开路短截线和金属地平面的材质均为导电金属。天线辐射面、开路短截线和金属地平面的厚度的取值范围均为30-40μm。同时，柔性介质基材的反面尽量将金属覆满，即金属地平面尽量覆满柔性介质基材的反面，例如至少将柔性介质基材的反面的80％或90％铺设导电金属。具体的，金属地平面的尺寸L_G×W_G可以为74mm×20mm。

可选的，柔性介质基材的立体尺寸L_t×W_t×h为76×22×3mm。

本实用新型实施例提供的柔性超高频射频开关柜温度标签，通过在基材的正面设置天线辐射面和开路短截线，反面设置金属地平面，且将集成超高频RFID无线射频识别器与温度传感器的芯片封装在基材正面，使得该温度电子标签体积小、重量轻、成本低。同时，标签将集成有超高频RFID无线射频识别器和温度传感器的芯片封装于基材中，实现了开关柜的无源测温和无线传输，消除了传统开关柜温度监测带来的二次安全隐患。此外，开路短截线的不需要通过过孔与金属地平面相连，即该温度标签完全为平面结构，通过简单的印刷工艺即可以制作基材表面的天线辐射面、开路短截线、和金属地平面，极大降低了温度标签的生产成本。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。