《电子技术应用》
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可测湿度的电网设备电子标签研究
电子技术应用 11期
张贺丰,林杰,王祥,王文赫,杜鹃,赵军伟
(北京智芯微电子科技有限公司,北京 102200)
摘要: 基于电子标签封装材料吸湿性对介电常数的影响和封装材料介电常数对电子标签超高频射频性能的影响,设计并制作了可测湿度的电网设备电子标签。在标签设计方面选取了具有较强吸湿性的尼龙材质作为封装材料和窄带宽的抗金属线型作为天线结构,在读写终端设计方面改进了获取电子标签激活灵敏度中心频点的功能。模拟应用湿度性能测试显示,可测湿度的电网设备电子标签测量的相对湿度与湿度计测量的相对湿度两者绝对差值平均是2.0%RH。该设计使电子标签带有传感器的功能,将标识和感知合二为一,基本满足相对湿度测量精度要求不高的应用需求。
中图分类号:TN303;TN609
文献标志码:A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233793
引用格式: 张贺丰,林杰,王祥,等. 可测湿度的电网设备电子标签研究[J]. 电子技术应用,2023,49(11):116-120.
Study of humidity-functional grid asset radio frequency tag
Zhang Hefeng,Lin Jie,Wang Xiang,Wang Wenhe,Du Juan,Zhao Junwei
(Beijing Smart-Chip Microelectronics Technology Co., Ltd., Beijing 102200, China)
Abstract: There were two kinds of relations applied in humidity-functional grid asset radio frequency tag: the influence of moisture-absorption nylon on tag dielectric constant, and the influence of tag dielectric constant on tag radio frequency performance. For tag design, it was used that moisture-absorption nylon on package material and narrow bandwidth design on RFID Antenna. Also, it was improved to get center frequency of tag activation sensitivity for read-write handsets. In the test of application simulation, the average absolute difference of relative humidity is 2.0%RH between humidity-functional grid asset radio frequency tag and moisture meter. In this paper, humidity-functional grid asset radio frequency tag achieved to combine sensor function into electronic tag,and nearly can meet the requirement for appropriate measurement accuracy.
Key words : electronic tag;RFID;humidity measurement;moisture-absorption;activation sensitivity;center frequency

【引言】

实物ID是电网设备独一无二且贯穿终生的“身份证”号。作为实物ID的载体,电网设备电子标签采用超高频射频技术贯穿电网设备资产规划计划、采购建设、运维检修、退役处置等资产全寿命周期各阶段,实现资产全寿命周期项目编码、WBS编码、物料编码、资产编码、设备编码等信息的关联共享,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,大力提升数据自动采集、自动获取、灵活应用的能力[1-11]。目前,电网设备电子标签是具有法定效力的专用标识物,但不具备感知功能。

在感知环境方面,行业内湿度测量方法多种多样,其测量原理也各不相同,常见的湿度测量方法有5类,分别是动态法(双温法、双压法、分流法)、静态法(饱和盐法、硫酸法)、露点法、干湿球法和电子式传感器法。其中动态法中的双压法和双温法是采用热力学P、V、T平衡原理,平衡时间较长,融合现代测控技术,可极大提升测量精度,但是操作复杂且耗时;静态法中的饱和盐法是采用液、气两相的平衡原理,对环境温度的稳定要求较高,需要较长时间实现平衡;露点法是测量湿空气达到饱和时的温度进而计算出相对湿度,精度较高、测量范围宽;干湿球法是利用干湿球方程计算出相对湿度值,测量环境要求较高,简化版的干湿球温度计测量精度较差;电子式湿度传感器是利用湿敏元器件采集环境相对湿度,长时间使用会产生老化,测量精度下降,需要定期校准[12-14]。

通过以上需求分析,本文从感知环境方面着手,基于超高频射频技术设计了可测湿度的电网设备电子标签,并对其湿度测量功能进行了详细研究。在应用现场,本文设计的电网设备电子标签不仅可以作为法定效力的专用标识物,而且可以测量现场环境的湿度,实现了标识物体和感知物体的双重功能。在巡检时识别资产信息的同时获得现场应用环境的相对湿度,极大方便了巡检操作。


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【作者信息】

张贺丰,林杰,王祥,王文赫,杜鹃,赵军伟

(北京智芯微电子科技有限公司,北京 102200)




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