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La verificación de la selección del aislamiento magnético RFID generalmente se realiza en un laboratorio a temperatura ambiente. Pegue una placa magnética a la placa metálica, mida la distancia de lectura con una etiqueta de modelo fijo y un lector, y la tasa de recuperación alcance el valor de la especificación, y el plan pasará.
Este proceso implica una hipótesis: el rendimiento de la placa magnética se mantiene estable dentro del rango de temperatura de servicio. Las etiquetas en la logística de la cadena de frío deben funcionar durante horas a días a - 30 ° C A - 10 ° c; Las etiquetas en los escenarios de almacenamiento industrial y al aire libre pueden estar expuestas durante mucho tiempo a 50 ° C - 80 ° c. A estas temperaturas, la conductividad magnética y la constante dieléctrica de la placa magnética no son valores de temperatura ambiente, las condiciones de resonancia de la antena de etiqueta cambian, y la distancia de lectura de la etiqueta a temperatura ambiente puede degradarse en lotes.
La temperatura cambia en dos parámetros, no uno
La antena de etiqueta RFID es una estructura de resonancia cuya frecuencia de resonancia está determinada por el tamaño geométrico de la antena y el entorno dieléctrico circundante. La placa magnética se adhiere cerca de la antena y participa en la resonancia a través de dos parámetros:
¿Conductividad magnética μ '?
Afecta la distribución del flujo magnético en el campo cercano de la antena y cambia la inducción equivalente de la antena. Cuando mu 'cambia con la temperatura, la inducción se desplaza.
Constante dieléctrica epsilon
Cambiar la distribución de la capacidad alrededor de la antena equivale a superponer un componente en la capacidad de la antena. Cuando Epsilon 'cambia con la temperatura, el capacitor se desplaza.
La Dirección de cambio de los dos parámetros no siempre es la misma. Los mu 'de las ferritas suelen disminuir con el aumento de la temperatura antes de acercarse a la temperatura de curie, mientras que los epsilon' de las matrices de polímeros suelen aumentar con el aumento de la temperatura (la polarización dipolo aumenta). Uno hace que la frecuencia de resonancia aumente y el otro hace que la frecuencia de resonancia disminuya, y el efecto neto depende de la contribución relativa del sistema de materiales y el tipo de antena.
Este es el núcleo del problema del coeficiente de temperatura: no se puede resumir el comportamiento térmico de la placa magnética con un solo indicador de "estabilidad de temperatura", se deben confirmar las curvas de temperatura de mu 'y epsilon', respectivamente, y el impacto real de la superposición de los dos en la resonancia de la antena de la etiqueta objetivo.
Escenario de la cadena de frío: el cambio de mu 'a baja temperatura y el desajuste de la etiqueta
Las temperaturas en los escenarios de la cadena de frío suelen oscilar entre - 30 ° C y - 10 ° c. En este rango, los micras' de las láminas de separación magnética de ferritas pueden ser superiores a los valores de temperatura ambiente: el campo isotrópico de los cristales magnéticos de algunas fórmulas de ferritas aumenta a bajas temperaturas y los micras' aumentan. El aumento de mu 'aumenta la inducción equivalente de la antena de la etiqueta y la frecuencia de resonancia se desplaza hacia la baja frecuencia.
Efecto de superposición entre el desplazamiento a baja temperatura y el agua condensada
Si la antena de la etiqueta se ha ajustado a la frecuencia objetivo a temperatura ambiente (como 915 MHz en la banda uhf), el desplazamiento de resonancia causado por el aumento de mu 'a baja temperatura puede desviar la antena de la banda de trabajo del lector. El desplazamiento depende del coeficiente de temperatura de mu 'y el espesor del aislamiento magnético, el desplazamiento del aislamiento magnético delgado es menor y el desplazamiento del aislamiento magnético grueso es mayor.
Otra variable en el escenario de la cadena de frío es el agua condensada. Al extraer la etiqueta del almacenamiento en frío, la película de agua condensada en la superficie (epsilon 'unos 80) cambiará significativamente el entorno dieléctrico alrededor de la antena y arrastrará aún más la frecuencia de resonancia. Este efecto es completamente invisible en las pruebas a temperatura ambiente, pero se repite en las operaciones reales de la cadena de frío.
Almacenamiento a alta temperatura: deriva de resonancia dominada por el ascenso de epsilon
En escenarios de almacenamiento a alta temperatura (50 ° C - 80 ° c), el Epsilon 'de la matriz polimérica aumenta con el aumento de la temperatura, un efecto que suele ser más significativo que el cambio de μ'. El aumento de Epsilon 'aumenta la capacidad de la antena y la frecuencia de resonancia se desplaza hacia la baja frecuencia.
Desviación de resonancia y degradación de la distancia de lectura
Para la etiqueta uhf, el desplazamiento de la frecuencia de resonancia hacia la baja frecuencia significa que la coincidencia de la antena en la banda objetivo (como 860 - 960 mhz) se deteriora, la eficiencia de dispersión inversa se reduce y la distancia de lectura se acorta. Para la etiqueta HF / nfc, el aumento de Epsilon 'también desvió la frecuencia de resonancia de 13,56 mhz, lo que se manifestó como una disminución de la distancia de lectura o un fallo de comunicación.
Deriva irreversible después del envejecimiento a alta temperatura
Las altas temperaturas también aceleran el envejecimiento de la matriz de polímeros. Después de una exposición prolongada a altas temperaturas, la densidad de enlace cruzado y la distribución de grupos polares de la matriz cambian, y el valor de temperatura ambiente de Epsilon 'también puede sufrir una deriva irreversible. Esto significa que la selección de separadores magnéticos en escenarios de alta temperatura no solo requiere confirmar el rendimiento instantáneo a alta temperatura, sino también confirmar la tasa de retención del rendimiento después del envejecimiento a alta temperatura.
¿¿ por qué los datos de distancia de lectura a temperatura ambiente no pueden predecir el rendimiento de los escenarios de temperatura?
Los datos de distancia de lectura a temperatura ambiente son un solo valor medido a una temperatura específica. No describe la curva de variación de la distancia de lectura con la temperatura, ni distingue las contribuciones respectivas de mu 'y epsilon'. En la cadena de frío o en escenarios de alta temperatura, lo que los ingenieros necesitan es una "curva de distancia de lectura - temperatura", no un punto de temperatura ambiente.
Más importante aún, los coeficientes de temperatura de los diferentes sistemas de materiales varían mucho. El coeficiente de temperatura de mu 'de la placa de aislamiento magnético de ferritas es diferente del coeficiente de temperatura de mu' de la placa de aislamiento magnético de nanocristales; El coeficiente de temperatura de Epsilon 'de la matriz de caucho de silicona y la matriz de resina también es diferente. Comparando horizontalmente diferentes sistemas de materiales con datos de distancia de lectura a temperatura ambiente, se puede llegar a la conclusión opuesta en el escenario de temperatura: un esquema con una mayor tasa de recuperación de distancia de lectura a temperatura ambiente puede tener un peor rendimiento debido a un mayor coeficiente de temperatura a la temperatura objetivo.
Juicio sobre la selección de separadores magnéticos RFID a partir de la "estabilidad de temperatura - resonancia"
En primer lugar, se requiere que los proveedores proporcionen curvas de temperatura de mu 'y epsilon' en la zona de temperatura objetivo, en lugar de proporcionar solo datos de un solo punto a temperatura ambiente.
El escenario de la cadena de frío debe confirmar la magnitud de la variación de mu 'en el rango de - 30 ° C a 0 ° c; El escenario de alta temperatura debe confirmar la magnitud de la variación de Epsilon 'en el rango de 50 ° C a 80 ° c. Si el proveedor solo puede proporcionar datos de temperatura ambiente, la aplicabilidad del escenario de temperatura no se puede juzgar.
En segundo lugar, distinguir la contribución del coeficiente de temperatura de μ 'y el coeficiente de temperatura de epsilon' en lugar de mirar solo a la "estabilidad integral"
Ambos pueden cambiar en la dirección opuesta, y el efecto neto depende del tipo de antena de la etiqueta. Al seleccionar el modelo, se debe confirmar si el proveedor puede proporcionar datos de temperatura separados de mu 'y epsilon', así como una estimación de desplazamiento de la frecuencia de resonancia de la banda objetivo después de la superposición de los dos.
En tercer lugar, en la etapa de muestra, se vuelve a medir la distancia de lectura con la etiqueta real a la temperatura objetivo, en lugar de liberarla después de medirla a temperatura ambiente.
El escenario de la cadena de frío debe probarse en una caja de baja temperatura, y el escenario de alta temperatura debe probarse en una incubadora, utilizando un modelo de etiqueta y un sustrato metálico consistentes con la aplicación real. El objetivo de la repetición de la prueba es confirmar si el desplazamiento de resonancia todavía está dentro del rango de tolerancia del chip de etiqueta.
En cuarto lugar, en el escenario de alta temperatura y larga vida útil, la deriva de Epsilon 'después del envejecimiento a alta temperatura se utiliza como término de verificación independiente.
La exposición prolongada a altas temperaturas puede causar cambios irreversibles en las propiedades dieléctrico de la matriz de polímeros. Al seleccionar el modelo, se debe exigir al proveedor que proporcione datos de cambio de Epsilon 'después del almacenamiento a alta temperatura (por ejemplo, 85 ° C / 1000 horas) para confirmar la estabilidad de resonancia después del Envejecimiento.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de productos de aislamiento magnético RFID cubre tres bandas de frecuencia de lf, HF / NFC y uhf, y puede proporcionar datos de curvas de temperatura de mu 'y epsilon' en la zona de temperatura objetivo, así como datos de retención de características dieléctrico después del envejecimiento a alta temperatura.
El producto admite la coincidencia del sistema de materiales de acuerdo con las condiciones reales de temperatura de la cadena de frío o la escena de alta temperatura, ayudando a los ingenieros a predecir con precisión el desplazamiento de resonancia y el rendimiento de la distancia de lectura en la escena de temperatura. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.