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A verificação de seleção dos separadores magnéticos RFID é geralmente completada em um laboratório de temperatura ambiente. Apega um separador magnético ao prato de metal, usa um modelo fixo de etiqueta e leitor para medir a distância de leitura. Se a taxa de recuperação atingir o valor especificado, o plano é aprovado.
Esse processo implica uma suposição: o desempenho do separador magnético permanece estável dentro do intervalo de temperatura do serviço. Os rótulos da logística da cadeia fria precisam funcionar por horas a dias a -30 °C a -10 °C; Etiquetas em ambientes industriais de armazenamento e exterior podem ser expostas a temperaturas entre 50 °C e 80 °C por períodos prolongados de tempo. Nestas temperaturas, a permeabilidade magnética e a constante dielétrica do separador magnético não estão à temperatura ambiente, e as condições de ressonância da antena de etiqueta mudam em consequência. A temperatura ambiente, a distância de leitura da etiqueta pode experimentar degradação em lote.
A temperatura muda dois parâmetros, não um
A antena RFID é uma estrutura resonante, e sua frequência resonante é determinada pelas dimensões geométricas da antena e do ambiente dielétrico ao redor. O separador magnético está ligado perto da antena e participa em ressonância através de dois parâmetros:
Permabilidade magnética μ'
Afecta a distribuição de fluxo magnético no campo próximo da antena e muda a indução equivalente da antena. Quando μ 'muda com a temperatura, a induntância desvia em consequência.
Constante dieelétrica ε′
Mudar a distribuição de capacidade ao redor da antena é equivalente a adicionar um componente à capacidade da antena. Quando ε 'muda com a temperatura, a capacitância drive em consequência.
A direção de mudança para os dois parâmetros não é sempre consistente. O μ 'de ferrito geralmente diminui com temperatura crescente antes de se aproximar da temperatura Curie, enquanto o ε' da matriz de polímeros geralmente aumenta com temperatura crescente (aumento da polarização dipólica). Um aumenta a frequência de ressonância e o outro a diminui, e o efeito líquido depende da contribuição relativa do sistema material e do tipo de antena.
Este é o núcleo do problema do coeficiente de temperatura: o comportamento térmico do separador magnético não pode ser resumido por apenas um indicador de "estabilidade de temperatura". É necessário confirmar separadamente as curvas de temperatura de μ 'e ε', bem como o impacto real de sua superposição na ressonância da antena marcada alvo.
Scenário de cadeia fria: variação μ e descomparência de etiquetas em temperaturas baixas
A temperatura em cenários de cadeia fria é geralmente entre -30 °C e -10 °C. Nesta gama, o μ 'do separador de ferritos pode ser maior do que o valor da temperatura ambiente - o campo de anisotropia de cristal magnético de algumas formulações de ferritos é aumentado a baixas temperaturas, e μ' aumenta. O aumento de μ causa o aumento da indução equivalente da antena de etiqueta, e a frequência de ressonância muda para frequências mais baixas.
O efeito de superposição do offset de baixa temperatura e água condensada
Se a antena de etiqueta foi ajustada à frequência alvo à temperatura ambiente (como 915 MHz na banda UHF), a mudança de ressonância causada pelo aumento de μ 'em temperaturas baixas pode causar que a antena se desvia da banda de frequência operacional do leitor/escritor. O offset depende do coeficiente de temperatura de μ 'e da espessura do separador magnético. Os separadores magnéticos finos têm um offset menor, enquanto os separadores magnéticos espessos têm um offset maior.
Outra variável no cenário da cadeia fria é a água de condensação. Ao remover o rótulo do armazenamento frio, o filme de água condensada da superfície (com um ângulo de aproximadamente 80) mudará significativamente o ambiente dielétrico ao redor da antena, tirando ainda mais a frequência de ressonância. Esse efeito é completamente invisível nos testes de temperatura ambiente, mas ocorre repetidamente em operações de cadeia fria.
Almacenamento de alta temperatura: desvio resonante dominado pelo aumento de ε'
Em cenários de armazenamento de alta temperatura (50 ° C-80 ° C), o ε "da matriz de polímeros aumenta com a temperatura, e esse efeito é geralmente mais significativo do que a mudança em μ". O aumento de ε 'aumenta a capacidade da antena e muda a frequência resonante para frequências mais baixas.
Desporto de resonância e degradação da distância de leitura
Para etiquetas UHF, mudar a frequência de ressonância para frequências mais baixas significa que a correspondência da antena na banda de frequências alvo (como 860-960 MHz) se deteriora, a eficiência de espalhamento de trás diminui e a distância de leitura curta. Para etiquetas HF/NFC, um aumento de ε 'também faz com que a frequência de ressonância se desvia de 13,56 MHz, resultando em uma diminuição da distância de leitura ou falha de comunicação.
Derivação irreversível após envelhecimento de alta temperatura
A alta temperatura também acelera o envelhecimento da matriz de polímeros. Após exposição a alta temperatura a longo prazo, a densidade de ligação cruzada e a distribuição do grupo polar da matriz mudam, e o valor da temperatura ambiente de ε 'também podem ser submetidos a desvio irreversível. Isso significa que a seleção de separadores magnéticos para cenários de alta temperatura não só requer confirmação do desempenho instantâneo em altas temperaturas, mas também confirmação da retenção do desempenho após envelhecimento de alta temperatura.
Por que não ler dados de distância à temperatura ambiente prever o desempenho dos cenários de temperatura
Os dados da distância de leitura da temperatura do quarto são um valor único medido em uma temperatura específica. Não descreve a curva de variação da distância de leitura com a temperatura, nem distingue as contribuições de μ 'e ε'. Em cenários de cadeia fria ou de alta temperatura, os engenheiros precisam de uma "curva de temperatura de distância leitura" em vez de um ponto de temperatura normal.
Mais importante, os coeficientes de temperatura de diferentes sistemas materiais variam muito. O coeficiente de temperatura dos separadores de ferritos é diferente do dos separadores de nanocristalinas; Os coeficientes de temperatura ε de matriz de borracha de silicone e matriz de époxi também são diferentes. Comparar diferentes sistemas materiais horizontalmente usando dados de distância de leitura da temperatura ambiente pode levar a conclusões opostas nos cenários de temperatura - esquemas com maiores taxas de recuperação da distância de leitura à temperatura ambiente podem ser piores na temperatura alvo devido a um coeficiente de temperatura maior.
Seleção e julgamento de separadores magnéticos RFID baseados na "estabilidade de ressonância de temperatura"
Primeiro, os fornecedores são obrigados a fornecer curvas de temperatura de μ 'e ε' dentro do intervalo de temperatura alvo, em vez de apenas fornecer dados de ponto único à temperatura ambiente
A amplitude da mudança de μ entre -30 °C e 0 °C deve ser confirmada para cenários de cadeia fria; A amplitude de variação de ε 'no intervalo de 50 ° C-80 ° C deve ser confirmada para cenários de alta temperatura. Se o fornecedor só pode fornecer dados sobre a temperatura ambiente, a aplicabilidade dos cenários de temperatura não pode ser determinada.
Em segundo lugar, distinguir as contribuições do coeficiente μ 'temperatura e do coeficiente ε', em vez de apenas olhar para a 'estabilidade abrangente'
A direção de mudança entre os dois pode ser oposta, e o efeito líquido depende do tipo de antena de etiqueta. Ao selecionar, deve ser confirmado se o fornecedor pode fornecer dados separados de temperatura para μ 'e ε', bem como uma estimativa da compensação da frequência resonante da banda de frequência alvo após os dois serem superpostos.
Em terceiro lugar, durante o estágio da amostra, retoma a distância de leitura usando o rótulo real na temperatura alvo, ao invés de libertá-la após testes à temperatura ambiente
Os cenários de cadeia fria devem ser testados em câmaras de baixa temperatura, enquanto cenários de alta temperatura devem ser testados em câmaras de temperatura constante, usando modelos de etiqueta e substratos de metal consistentes com aplicações reais. O propósito de reetesto é confirmar se o offset de ressonância ainda está dentro da gama de tolerância do chip de etiqueta.
Em quarto lugar, em cenários de longa vida de alta temperatura, a derivação de ε após envelhecimento de alta temperatura é usada como um termo de verificação independente
A exposição a longo prazo a altas temperaturas pode causar mudanças irreversíveis nas propriedades dielétricas das matrizes de polímeros. Ao selecionar, o fornecedor deve ser obrigado a fornecer dados sobre as mudanças em ε 'após armazenamento de alta temperatura (como 85 °C/1000 horas) para confirmar a estabilidade da ressonância após envelhecimento.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto da folha de isolamento magnético RFID abrange três faixas de frequência: LF, HF/NFC e UHF. Pode fornecer dados de curva de temperatura de μ 'e ε' dentro do intervalo de temperatura alvo, bem como dados de retenção de propriedade dielétrica após envelhecimento de alta temperatura.
O produto suporta a correspondência do sistema material baseada nas condições de temperatura reais da cadeia fria ou cenários de alta temperatura, ajudando os engenheiros a prever exatamente o compensamento de ressonância e ler o desempenho de distância nos cenários de temperatura. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.