用于土壤湿度监测的无芯片RFID传感器设计

为提高土壤湿度传感器的灵活性和可靠性,设计了一种低成本的无芯片RFID传感器,用于无线监测土壤湿度。该传感器由3个互补开口环谐振器(CSRR)以及2个正交放置的宽带圆形微带贴片天线构成。其中两个相同尺寸的CSRR间距较近,容易产生谐振器间耦合,使得高湿度土壤下的谐振频率变化更加明显,另外作为参考谐振器的CSRR则用以消除环境条件的影响,提高测量的可靠性。两个微带贴片天线用于收发信号,实现无线传感功能。分别研究了采用单、双CSRR结构下该传感器的雷达散射截面(RCS),确定了土壤湿度与谐振频率差值之间的线性关系,通过实测进一步证实了这种关系。实验结果表明,该传感器在0%~12%的土壤湿度下具有18.2 MHz/%θ的灵敏度。

基于无芯片RFID的低成本湿度传感器设计

设计一款低成本无芯片射频识别(RFID)传感器用于环境湿度监测具有重要意义。为此,将聚乙烯醇(PVA)薄膜用作湿度敏感材料,矩形基板的整体尺寸为18 mm×18 mm×0.5 mm,通过感湿原理和仿真分析,环境湿度的变化引起湿度敏感材料PVA介电常数的变化,进而影响整个传感器谐振频率偏移。仿真结果表明:所设计的湿度传感器相对湿度工作范围为21.9%~52.5%,对应传感器谐振频率范围为2.76~2.51 GHz,偏移总量达到250 MHz,最大相对湿度下平均灵敏度为23.08 MHz/%。所设计的湿度传感器具有小型化、结构简易和低成本等优点,可应用于各种目标环境的湿度监测。

无芯片RFID高温传感器设计

设计了一种用于高温环境实时监测的基于开口环谐振器(SRR)的无芯片射频识别(RFID)传感器。传感器由双开口圆环谐振结构和氧化铝(Al_(2)O_(3))陶瓷基板构成,尺寸为25 mm×25 mm×0.5 mm。其工作原理是:Al_(2)O_(3)陶瓷基板作为温度敏感材料,具有耐高温的特性,而且介电常数随温度变化而改变,使得整只传感器谐振频率偏移,建立起温度与谐振频率之间的关系,实时监测谐振频率即可获知实时温度。仿真结果表明:设计的温度传感器可以实现200~1000℃监测,对应谐振频率从6.64 GHz下降至6.26 GHz,偏移380 MHz,传感器灵敏度0.475 MHz/℃表现很好,证明了传感器的谐振频率和温度之间存在着准线性关系。设计的无芯片RFID传感器具有无线无源、制作成本低和尺寸小等优点,非常适合应用于高温环境温度检测。

用于复杂机床车间环境下的多参数RFID传感器设计

设计一款多参数RFID传感器,用于复杂机床车间环境下的机床结构安全性监测。多参数RFID传感器主要包括编码标记功能模块、湿度检测模块和应变检测模块,3个功能模块相互独立工作,共同实现对复杂机床车间环境下的机床金属结构安全性监测。通过实验验证了编码标记功能模块具有精确定位和标记分类的作用;应变检测模块的矩形微带天线的工作频率变化与应变程度存在线性关系,能够完成对机床结构的应力变化情况的监测;湿度检测模块符合理论推导与仿真结果,且随着湿度增高,涂抹PVA传感器的工作频率下降速度加快,能够监测复杂机床车间环境的湿度变化情况。

柔性无芯片RFID金属裂纹传感器设计

为检测非平面金属结构的表面裂纹宽度,降低传感器成本,设计了一款基于柔性基底的十字形RFID金属裂纹传感器。利用HFSS软件进行传感器结构优化与性能仿真。研究基板材料、厚度、弯曲程度对传感器性能的影响,确定PET柔性基底材料及结构参数;将传感器共形于柱面金属,检测表面裂纹宽度0~2 mm范围内的裂纹缺陷,并对不同裂纹宽度的传感器幅频特性响应进行分析;对传感器样品进行测试,测得其灵敏度可达104 MHz/mm,证实了利用柔性基板传感器检测非平面金属的可行性。所设计的柔性基板传感器可依托大面积印刷技术,为今后在大规模金属结构中高密度部署传感器提供可能。

汽车启动齿轮的高效成形方法

研究的汽车启动齿轮, 内曲面为形状复杂、壁厚不均匀的五花辨, 外齿则为渐开线小模数变位齿轮,内外齿均为不通齿, 无法机械切屑加工, 而塑性成形难度也很大。为满足日益发展的汽车生产厂家及零配件市场的批量要求, 提高汽车整车的综合性能, 通过反复的工艺试验, 分析、研究, 制定出一种将复杂的汽车启动齿轮的内曲面外齿形一次净成形的高效精密成形技术及工艺方法, 同时设计、制做了一套结构简单、新颖、寿命高的成形模具, 提出了加工该高精度模具所采取的行之有效的措施。已批量生产的启动齿轮: 材料利用率高, 生产效率高, 精度高, 使用寿命长。社会效益和经济效益都很显著, 所以, 对批量生产该类复杂齿轮, 具有指导意义和推广价值。

基于量子相干效应的无芯射频识别标签的空间散射场测量

基于原子蒸汽池中铯里德伯原子的电磁感应透明光谱在微波场作用下的Aulter-Towns效应,测量了无芯射频识别标签线形散射单元的近场散射微波电场二维空间分布,空间分辨率可达到亚微波波长.实现了射频电场极化方向与线形散射体标签夹角的有效分辨.电磁仿真软件的仿真结果与实验测量符合得很好.本研究提供了一种测量微波电场近场测量的新方法,对无芯射频识别标签的散射单元设计和标定以及电子电路的电磁辐射测量具有重要的意义.

液压支架缸体内孔加工工艺系统研究

针对液压支架缸体内孔加工的特点,提出采用先进的少无切屑加工工艺手段,并详细给出了切合实际的推镗滚压复合加工工艺方案,极大地提高了缸体内孔加工的表面质量、尺寸精度和生产效率。

基于空间角度信息编码的无芯RFID标签设计

提出了一种基于空间角度信息编码的无芯射频识别标签,该标签的散射单元具有明显的空间角度特性,如V形结构.本文通过测量水平和垂直两个极化方向上的反向散射电场来实现对标签的识别.实验过程中使用复散射场来识别标签,可以去除环境噪声的干扰,提高识别效果.所设计标签在不同的编码状态下使用相同的频谱,提高了频谱的利用率.

基于互补分裂环角度编码的无芯片RFID标签设计

针对频谱特征法在设计无芯片标签中面临的编码容量与标签尺寸的矛盾问题,提出了一种新型无芯片标签结构。设计的标签由介质集成波导和位于表面贴片上的互补分裂环构成。标签谐振频率可通过调节互补分裂环内外环的开口角度实现,其中外环负责大范围的频率粗调,内环用于小范围的频率细调。标签工作于4 GHz^6 GHz频率范围,尺寸为25 mm×15 mm,编码密度高达4.86 bit/cm^2。通过仿真验证了与理论分析的一致性,相比传统的无芯片标签,该结构可以在不增大标签尺寸的前提下提高编码容量,同时介质集成波导为标签提供了高选择性,使标签保持了较高的频谱分辨率。

基于SIEMENS 840D的无屑切管机控制系统的设计

自动切管是托辊生产线管线加工的第1道工序,直接关系到整个托辊生产线的加工效率和加工精度。基于840D系统设计和开发了切管机控制系统,实现了托辊管的自动上料、定长送料、无屑切管、料品筛选以及自动入库等功能。通过采用伺服定位技术以及NC+PLC软件编程方法,使得切管机适应了不同尺寸规格的托辊管的定产加工。为了简化加工程序的编制,减少误操作,应用EasyMask软件设计开发了840D操作界面,实现了参数化编程,极大地方便了用户的使用。

基于矩形缝隙环谐振器的无芯片标签设计

为降低标签成本,增加编码容量而不增大标签的面积,提出了由多矩形缝隙环谐振器嵌套组成的无芯片标签,通过嵌套显著减小了标签尺寸;将标签制作在尺寸为35 mm×35 mm的F4BM-1/2介质基板上,通过矩形缝隙环的存在和缺失表示逻辑‘1’和‘0’进行标签编码,实现了12 bit编码容量的无芯片标签;在微波暗室里使用网络分析仪测试无芯片标签的读取距离,在距离收发天线50 cm处可以接收到正确的数据信号,仿真和测试结果取得了很好的一致性.

适用于金属物体识别的L形无芯RFID标签设计

设计了一种L形无芯射频识别标签,该标签包含6个不同尺寸的L形散射单元,利用其交叉极化方向上的反向散射场进行识别。标签基于频域特征进行编码,每个标签可携带6 bit信息。使用CST仿真软件对所设计L形无芯RFID标签进行仿真,分析了L形散射单元的尺寸变化时对标签谐振特性的影响。此外,还仿真了标签的接地板尺寸增加后的情况,证明该标签可适用于金属物体的识别或金属背景下的物体识别。

基于无芯片射频识别技术的印刷电子传感系统

针对Chipless(无芯片)RFID(射频识别)技术在复杂环境中的应用需求,比较无芯片射频识别技术的3种实现方法,分析用频率调制法传输无芯片RFID标签中信息的优势,用12~14 MHz频段的高频读写器对无芯片RFID标签作为环境传感器的可行性进行论证,用响应频率的振幅变化对印刷无芯片RFID标签和其他传统标签进行比较和分析。得出结论:用电子印刷方式设计的无芯片RFID标签在指定频率对环境的变化更敏感,更适合在复杂环境中搭建无线传感系统。

全自动旋切式铝棒冷剪机的研制

全自动旋切式铝棒冷剪机用于铝棒切断。它有自动化程度高,剪切质量好,效率高,能耗低,铝屑损耗为零等特点。该冷剪机采用了无屑冷剪、旋切装置的机械结构及自动化控制系统等关键技术。达到国内领先水平,获得国家实用新型专利。它采用触摸屏智能型操作系统,具有自动送料、定长剪切、自动计数、自动卸料等功能,实现了设备操作的全自动化水平,铝棒剪切精度高,且工作效率提高到（250~320）段/h,同时也大大降低了人工操作成本。评为江苏省高新技术产品。

开槽无芯片RFID湿度传感器设计研究

提出了一种基于RFID技术的无芯片湿度传感器标签。通过开槽蚀刻技术在覆铜FR4材料上制作缝隙散射体结构。标签结构分为两个单元:编码单元借助不同长度的缝隙组合存储ID信息;通过在缝隙表面覆盖硅纳米线沉淀层构成传感单元,用来感知湿度的变化。该方案结构简单、成本低,无任何后处理工艺。测试系统利用交叉极化的两台喇叭天线作为发射和接收天线,依据雷达电磁反向散射原理测量传输系数曲线进而获取标签的ID信息和外界湿度信息。实验测试表明在25℃温度及30%~90%的相对湿度范围内,该无芯片湿度传感器标签在215 MHz的频带范围内中心谐振频率与相对湿度呈现稳定的近似线性关系,其灵敏度超过2.9 MHz/%RH。

开槽圆环型无芯片射频识别标签结构的设计

设计分析了一种圆环开槽型的无芯片射频识别RFID(Radio Frequency Identification)标签。这种圆环开槽型结构具有高度的对称性,无需考虑入射波的极化方式。对散射得到的时域信号进行极点的提取。根据极点与标签结构的对应关系,主要极点提供了嵌入在标签结构中的基本数据,通过主要极点来对标签的结构进行识别。通过仿真分析可知,这种标签结构可达到4 bit的编码,可成为一种新型无芯片RFID标签结构。

无源无芯片RFID光传感标签设计

设计了一种基于射频识别(RFID)技术的无芯片光传感标签。采用紧凑型设计,标签在较小的体积内包含6 bit数据容量。通过将RFID无芯片技术与传感器技术相结合,标签不仅拥有ID编码能力,还可对环境进行光强检测。设计的标签结构和制作工艺简单,具备成本低、无需维护、可重复使用等优点。采用三维电磁仿真软件HFSS对标签进行仿真,并采用两个交叉极化的环形天线对标签进行测试。仿真和测试结果表明:在光照强度为0~1 000 lux的范围内,标签在1.5~2.8 GHz的频带范围内能够实现ID编码和环境光强感知,并具有良好的灵敏度、重现性和线性度。

无芯射频标签编码方式研究

无芯射频标签编码是射频识别技术中一项非常重要的技术。主要研究了基于蝶形无芯射频标签工作频率在2 GHz-10 GHz的雷达散射波的幅度或者相位,并对其相位或幅度采用PCM-△编码,是无芯射频标签编码的新方式。研究结果表明,该编码方式能够对紧凑的开槽标签结构进行有效编码,且编码方式灵活,扩充方便。

基于极点展开法无芯片电子标签的识别与传感

利用极点展法得到的极点与留数,可对无芯片电子标签进行识别与传感。由极点与标签结构成对应关系,利用衰减因子与谐振频率可对标签结构的基本属性进行识别,还可以进一步地感知标签结构的弯曲变形程度;利用留数所含有的信息,可以感知标签结构相对入射波或观测点的空间角度方位信息。通过理论仿真分析,极点与留数不仅可用来识别标签,还可以感知标签结构的其它特性的功能。