[發(fā)明專利]一種裂紋傳感標(biāo)簽及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810837745.1 | 申請日： | 2018-07-26 |
| 公開（公告）號： | CN109211978B | 公開（公告）日： | 2020-11-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王海斗;董麗虹;徐雅薇;邢志國;張淼;郭偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學(xué)院 |
| 主分類號： | G01N27/02 | 分類號： | G01N27/02;G01B7/26;G06K19/077 |
| 代理公司： | 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002 | 代理人： | 王瑩;李相雨 |
| 地址： | 100191 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 裂紋 傳感 標(biāo)簽 方法 | ||
1.一種裂紋傳感標(biāo)簽，其特征在于，包括：介質(zhì)基板、標(biāo)簽芯片、天線和金屬貼片，所述標(biāo)簽芯片和所述天線分別與所述介質(zhì)基板的上表面貼合，所述標(biāo)簽芯片和所述天線連接，所述金屬貼片與所述介質(zhì)基板的下表面貼合，所述天線和所述金屬貼片連接；所述介質(zhì)基板和所述金屬貼片分別與待測金屬構(gòu)件表面貼合，所述待測金屬構(gòu)件為平板狀金屬構(gòu)件，所述待測金屬構(gòu)件表面產(chǎn)生的裂紋與所述裂紋傳感標(biāo)簽的長邊垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂紋傳感標(biāo)簽，其特征在于，還包括短路針，所述天線通過所述短路針與所述金屬貼片連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂紋傳感標(biāo)簽，其特征在于，所述標(biāo)簽芯片與所述天線連接，所述標(biāo)簽芯片對立的兩側(cè)引腳分別與所述天線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種裂紋傳感標(biāo)簽，其特征在于，所述天線的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)利用電磁仿真軟件HFSS或CST確定。
5.一種基于權(quán)利要求1至4任一項所述的裂紋傳感標(biāo)簽所實現(xiàn)的裂紋傳感方法，其特征在于，包括：
S1、根據(jù)裂紋傳感標(biāo)簽的標(biāo)簽芯片的工作頻率范圍，確定所述裂紋傳感標(biāo)簽的仿真頻率范圍；
S2、確定所述裂紋傳感標(biāo)簽的天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得所述裂紋傳感標(biāo)簽的諧振頻率不超過所述仿真頻率范圍；
S3、根據(jù)功率傳輸系數(shù)變化曲線，確定所述裂紋傳感標(biāo)簽的實際工作的頻率范圍并對裂紋進行監(jiān)測；所述實際工作頻率范圍不超過所述仿真頻率范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種裂紋傳感方法，其特征在于，步驟S2中，所述諧振頻率包括第一諧振頻率和第二諧振頻率，所述第一諧振頻率為若裂紋深度為0，所述裂紋傳感標(biāo)簽的諧振頻率；所述第二諧振頻率為若裂紋深度達到所述裂紋的上限值，所述裂紋傳感標(biāo)簽的諧振頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種裂紋傳感方法，其特征在于，步驟S2中，所述確定所述傳感裝置的天線結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括：
根據(jù)阻抗變化曲線，獲取待測金屬構(gòu)件在不同裂紋深度條件下，所述天線的阻抗與所述標(biāo)簽芯片的阻抗相交點對應(yīng)的頻率；
若所述裂紋深度為0，所述天線的阻抗與所述標(biāo)簽芯片的阻抗相交點對應(yīng)的頻率為所述第一諧振頻率；
若所述裂紋深度達到所述裂紋的上限值，所述天線的阻抗與所述標(biāo)簽芯片的阻抗相交點對應(yīng)的頻率為所述第二諧振頻率；
其中，所述阻抗變化曲線用于表示所述天線的阻抗、所述標(biāo)簽芯片的阻抗與所述裂紋傳感標(biāo)簽的實際工作頻率之間的關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種裂紋傳感方法，其特征在于，步驟S3中，所述功率傳輸系數(shù)變化曲線用于表示所述裂紋傳感標(biāo)簽的功率傳輸系數(shù)、所述標(biāo)簽芯片的阻抗及所述天線的阻抗之間的關(guān)系；
所述功率傳輸系數(shù)變化曲線的的功率傳輸系數(shù)的計算方式為：
其中，τ為所述裂紋傳感標(biāo)簽的功率傳輸系數(shù)，Ztag為所述天線的阻抗，Zchip為所述標(biāo)簽芯片的阻抗；Re(Ztag)為所述天線的阻抗的實部，Re(Zchip)為所述標(biāo)簽芯片的阻抗的實部。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種裂紋傳感方法，步驟S3中，確定所述裂紋傳感標(biāo)簽的實際工作頻率的范圍，包括：
所述裂紋的深度在所述上限值范圍內(nèi)，所述裂紋傳感標(biāo)簽的功率傳輸系數(shù)的峰值對應(yīng)的頻率為所述實際工作頻率的最大值；大于所述仿真頻率范圍下限值且小于所述實際工作頻率最大值的任意頻率，作為所述實際工作頻率的最小值。
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