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Quando usamos etiquetas RFID ou dispositivos NFC em superfícies metálicas, "placas magnéticas resistentes a metales" são uma solução comum. A lógica comum em aquisição e revisão do design é selecionar uma folha magnética com permeabilidade magnética suficientemente alta, colocá-la entre o rótulo e o metal, e a distância de leitura deve ser restaurada.
Os resultados dos testes de amostras às vezes não coincidem com essa lógica. A permeabilidade magnética da folha magnética cumpre o padrão, e a espessura também cumpre o valor do projeto. Mesmo depois de ser ligada, o rótulo ainda não pode ser lido, ou a distância de leitura é muito menor do que esperado. Retestar as propriedades magnéticas da folha magnética, e não há problemas com os dados. O problem a está em outro nível: o caminho de direção do fluxo magnético da placa magnética não forma um ciclo fechado.
"Anti metal" não é "bloquear metal", é "reparar um caminho de vento para linhas de campo magnético"
O mecanismo pelo qual o metal causa falha de etiqueta são correntes de eddy: campos magnéticos alternados induzem correntes de eddy na superfície metal, e o campo magnético inverso das correntes de eddy cancela o fluxo magnético emitido pelo leitor, debilitando o campo magnético efetivo obtido pela antena de etiqueta.
O mecanismo de funcionamento das placas magnéticas
A função da folha de fluxo magnético não é "bloquear" o campo magnético inverso, mas proporcionar um bypass de baixa resistência magnética para as linhas de campo magnético. As linhas de campo magnético começam da antena de etiqueta, entram no prato magnético, seguem o caminho de alta permeabilidade magnética do prato magnético para sobrepasar a superfície metal, e então "voltem para trás" do outro extremo do prato magnético para entrarem no outro lado da antena de etiqueta. A resistência magnética deste caminho é muito menor que a das linhas de campo magnético penetrando diretamente o metal, então as linhas de campo magnético preferentemente passam pela folha magnética, debilitando as correntes de eddy no metal.
A chave deste mecanismo está em "fechamento": as linhas de campo magnético devem ter um caminho completo da antena para a antena. Se este caminho quebrar em qualquer ponto - a borda da folha de fluxo magnético é levantada, há uma lacuna de ar entre a folha de fluxo magnético e o metal, ou a área de cobertura da folha de fluxo magnético não é suficiente para as linhas de campo magnético "sair e voltar" - o ciclo fechado não será estabelecido, e a permeabilidade magnética da folha de fluxo magnético, independentemente de quão alta, não será capaz de funcionar.
Levantamento do bordo: o ponto de parada mais escondido do circuito
Quando a folha magnética está ligada à superfície metal ou à parte de trás do rótulo, a borda é a mais propensa a desvio. A razão para a elevação pode ser:
Três razões comuns de distorção
A rigidez da própria folha magnética é relativamente alta e as bordas não podem se conformar completamente com a superfície curva quando se montam;
A adesão inicial do adesivo de apoio é insuficiente, e as bordas recuperam lentamente após a ligação;
A superfície metal tem manchas de petróleo ou rugosidade desigual, e a adesão local é pobre.
Após a borda ser levantada, uma distância de ar em forma de ponta é formada entre o prato magnético e o metal. A resistência magnética desta lacuna é muito maior que a da própria placa magnética. Quando as linhas de campo magnético chegam à borda, eles "descobrem" um aumento súbito da resistência magnética do caminho de vento. Algumas linhas de campo magnético escolhem "vazar" de volta ao metal da lacuna, e a continuidade do circuito fechado é interrompida. A curvatura da borda pode não ser óbvia durante a inspecção visual - a altura da curvatura pode ser apenas algumas dezenas de microns, o que não é fácil de julgar com o olho nua. Mas no nível do circuito magnético, essa lacuna de ar de várias dezenas de microns já é suficiente para aumentar significativamente a resistência magnética local e enfraquecer a capacidade de direção efetiva da placa magnética.
Diferença aérea: custo escondido de deficiência
Além da curva de bordo, o estado de ligação global entre a folha magnética e o metal também é crucial. Se a folha magnética é ligada à superfície metal através de adesivo, e a própria camada adesiva é um material de polímero com permeabilidade magnética próxima a 1, é equivalente a conectar uma "lacuna" no circuito magnético. Quanto mais espessa a camada adesiva, maior a resistência magnética desta lacuna de ar, e menor a permeabilidade magnética efetiva da camada magnética.
A contradição entre espessura de camada adesiva e finura
É por isso que a permeabilidade magnética efetiva de folhas magnéticas de "ligação adesiva de dois lados" é normalmente menor que a de folhas magnéticas de "presão direta". A camada adesiva não é um bom condutor de fluxo magnético, ela eleva a resistência magnética da interface entre a camada magnética e o metal. Para placas magnéticas finas (0,05-0,1 mm), a espessura da camada adesiva pode representar uma proporção considerável da espessura global, e a influência da resistência magnética da interface não pode ser ignorada.
Se há manchas de petróleo, pó ou bolhas na superfície de ligação, a espessura da lacuna local de ar pode ser muito maior que a espessura da camada adesiva, resultando em maior resistência magnética. Essas lacunas locais podem aparecer apenas ligeiramente 'não sólidas' na aparência, mas são pontos de parada significativos no circuito magnético.
Limite de cobertura: As linhas de campo magnéticos devem ser capazes de "sair e depois voltar"
A área de cobertura do fluxo magnético determina se as linhas de campo magnético podem completar o caminho de "sair e depois voltar". Se o tamanho da folha magnética cobre apenas a área de projeção da antena de etiqueta, as linhas de campo magnético não têm caminho para se envolver na borda da folha magnética e só podem entrar no metal diretamente da borda, e o ciclo fechado é interrompido na borda.
A regra empírica na engenharia é que a área do campo magnético deve ter uma taxa de cobertura (Sb/Sa) de mais de 90%, e cada lado deve se estender para fora em 1,0-1,5 mm. O significado físico desta margem é deixar espaço para as linhas de campo magnético para "desviar" - as linhas de campo magnético começam da borda da antena e precisam de uma curta distância para "transformar" no campo magnético, e depois "voltar" para a antena do outro lado do campo magnético. Se a borda da placa magnética coincider com a borda da antena, esse espaço de viragem não existe, e as linhas de campo magnético são forçadas a entrar no metal diretamente na borda, debilitando o efeito diretor da placa magnética.
Seleção e julgamento de montagem de placas magnéticas anti-metal da perspectiva de "circuito fechado"
Primeiro, gerenciar o "estado de ligação" como parte do desempenho da folha de fluxo magnético, em vez de supor que ele "fecha quando ligado"
A permeabilidade magnética efetiva de um prato magnético depende não só do próprio material, mas também do estado de interface entre ele e o metal. Ao selecionar, é necessário confirmar a espessura e módulo do adesivo de apoio, bem como se o processo de ligação pode garantir contato contínuo entre a folha magnética e o metal. Para montagem curva de superfície ou placas magnéticas com alta rigidez, deve ser prestada atenção especial à adesão das bordas.
Em segundo lugar, verificar as bordas e lacunas elevadas após a montagem, em vez de apenas verificar se elas foram ligadas
Algumas dezenas de microns de elevação de bordo é suficiente para quebrar o circuito fechado, mas não é fácil julgar com o olho nua. Você pode ligeiramente apertar a borda com seus dedos para sentir se há algum rebound, ou usar um fino medidor de sensor para verificar a lacuna na borda. Para cenários de alta demanda, o desempenho magnético local na borda da folha de fluxo magnético pode ser medido após ligação para confirmar se a capacidade de guia da área de bordo cumpre o padrão.
Em terceiro lugar, a área de cobertura deveria deixar uma "margem de desvio" em vez de apenas cobrir a antena
A regra de uma taxa de cobertura de 90% e uma margem de 1,0-1,5 mm em cada lado deixa basicamente espaço para as linhas de campo magnético virarem. Se o espaço permite, a margem pode ser preconceitada em direção a 1,5 mm; se o espaço é extremamente limitado, deve ser garantida cobertura de pelo menos 90%, e deve ser confirmado se as linhas magnéticas nas bordas ainda podem completar o desvio.
Quarto, tentar evitar camadas adesivas espessas e lacunas de ar entre a folha magnética e o metal o mais possível
Se a aplicação permitir, deve ser dada prioridade ao uso de camadas aderentes finas ou compressão direta para reduzir a resistência magnética da interface. Limpar a superfície metal antes de se montar, remover manchas de óleo e poeira; Role do centro para a borda durante a montagem para eliminar bolhas. Para o esquema de cinta de dois lados, a influência da espessura da camada adesiva na permeabilidade magnética efetiva deve ser confirmada, e se necessário, a resistência magnética da interface pode ser compensada aumentando a espessura da camada condutiva magnética.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produtos da folha magnética anti-metal abrange folhas compostas de ferrito e folhas compostas de nanocristalina, fornecendo dados efetivos de permeabilidade magnética em diferentes espessuras adesivas de costas, bem como avaliando o impacto da adesão da borda sobre o desempenho orientador.
O produto suporta a correspondência da área de cobertura com o sistema adesivo de apoio baseado no tamanho da antena de etiqueta e as condições da superfície metal, ajudando os engenheiros a converter "permeabilidade material" em "capacidade de orientação efetiva sob ciclo fechado". Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.