本发明专利技术涉及一种用于感测管道内介质的物理性质的系统、方法以及射频识别模块，该系统包括射频识别(RFID)读取器，该读取器被布置成以至少一个射频发射电磁信号。RFID标签接收所述至少一个射频并将接收到的射频转换为给RFID标签供电的电能。所包括的电连接到RFID标签的传感器接收来自RFID标签的电能并且给传感器供电以获得介质的至少一种物理性质的测量数据并将测量数据发射到RFID标签。RFID标签使用所述至少一个射频将测量数据发射到RFID读取器。读取器。读取器。
【技术实现步骤摘要】
具有支持射频识别(RFID)的传感器的管道
[0001]本公开总体上针对具有支持射频识别(RFID)的传感器的管道。更具体地，本公开涉及一种系统，该系统使用支持RFID的传感器来感测管道内介质的物理性质并使用RFID通信协议报告感测到的物理性质。
技术介绍
[0002]在流体处理应用中需要感测在管道中输送的流体的物理或化学性质或管道或连接器的物理状态的各个方面。这些性质包括(但不限于)温度、压力、流量、是否存在泄漏等项目。在汽车应用中也需要监测管道或连接器的物理状态是否存在可能导致泄漏或故障的磨耗或磨损。通常，管道或连接器的某一部分在安装后不易接近，或者难以或不方便测量。另外，将电源线或信号线布线到车辆结构内传感器或其相关管道所在的位置并非总是可能的或方便且经济的。因此，希望将无线接口与测量传感器电路联用。无线接口将允许在无需与传感器进行物理电接触的情况下进行测量。
[0003]射频识别(RFID)技术已广泛用于几乎所有行业，包括运输业和制造业。典型的RFID系统包括RFID标签、至少一个RFID读取器或检测系统——其具有用于与RFID标签通信的天线——以及用于控制RFID读取器的计算设备。RFID读取器包括可以向RFID标签提供能量或信息的发射器以及从标签接收身份和其它信息的接收器。计算设备处理通过RFID读取器获得的信息。
[0004]一般而言，从RFID标签接收的信息专用于特定应用，但通常为标签固定于其上的物品提供标识。示例性物品包括制成品或有形物品的信息。也可以为该物品提供附加信息。标签可以在制造过程中例如用于指示汽车底盘在制造期间的油漆颜色或其它有用信息。RFID读取器的发射器通过天线输出射频信号以产生电磁场，该电磁场使RFID标签能够返回携带信息的射频信号。在一些配置中，发射器启动通信，并利用放大器驱动带有调制输出信号的天线与RFID标签通信。在其它配置中，RFID标签从RFID读取器接收连续波信号并通过立即响应其信息来启动通信。
[0005]RFID标签使用预定义协议进行通信，从而允许RFID读取器从一个或多个标签接收信息。计算设备可以通过从RFID读取器接收信息并执行某一动作——例如向用户呈现信息或将测量结果存储在数据库中——而用作信息管理系统。
[0006]因此，在某些应用中，使监测流体管道和由管道输送的介质的物理性质的传感器由无源RFID标签供电将是有益的。无源RFID标签通过询问附近的RFID读取器的无线电波收集能量。无源RFID标签使用收集的能量来执行操作，例如给传感器供电以从流体管道获得实时测量值。然后将测量结果作为数据发送到外部RFID读取器，以供显示或由计算设备进一步处理。以此方式，可以提供不需要用于工作用电的自带电源——例如电池或其它电源和相关的电导体——的RFID传感器。
技术实现思路
[0007]本公开涉及一种系统，该系统使用支持RFID的传感器来感测管道内的介质的物理性质并使用RFID通信协议报告感测到的物理性质。
[0008]在第一实施例中，一种用于感测管道内介质的物理性质的系统包括射频识别(RFID)读取器，其设置成以至少一个射频发射电磁信号。RFID标签接收至少一种射频并将至少一个射频转换为电能以给RFID标签供电。与RFID标签电连接并位于管道内流动的介质附近的传感器接收来自RFID标签的电能，从而操作传感器以获得介质的至少一种物理性质的测量数据，藉此传感器将测量数据发射到RFID标签并且测量数据由RFID标签使用所述至少一个射频发射到RFID读取器。
[0009]在第二实施例中，一种用于感测管道内介质的物理性质的方法包括使用由RFID标签接收的射频识别(RFID)协议以至少一个射频发射电磁信号。RFID标签将所述至少一个射频转换成电能，以给RFID标签和位于在管道内流动的介质附近的传感器供电。该方法进一步包括使用电能操作传感器，以获得介质的至少一种物理性质的测量数据，并将测量数据发射到RFID标签，藉此RFID标签使用所述至少一个射频从使用RFID协议的RFID标签发射测量数据。
[0010]在第三实施例中，一种用于感测管道内介质的物理性质的射频识别(RFID)模块包括邻近介质安装在管道上的基板。设置在基板上的模拟控制电路包括超高频(UHF)接口电路和高频(HF)接口电路。UHF天线形成在基板上并且电联接到UHF接口电路，并且HF天线围绕UHF天线形成在基板上并且电联接到HF接口电路。该模块进一步包括位于基板上并且被布置为获得管道中介质的至少一种物理性质的测量数据的传感器和位于基板上并且电联接到模拟控制电路和传感器的射频识别(RFID)标签。
[0011]根据以下附图、描述和权利要求，其它技术特征对于本领域技术人员来说可能是显而易见的。
附图说明
[0012]为了更完整地理解本公开，现在参考以下结合附图进行的描述，在附图中：
[0013]图1示出了根据本文描述的实施例的射频识别(RFID)模块的示例性框图；
[0014]图2示出了根据本文描述的实施例的安装到基板上的RFID模块的顶视图；
[0015]图3示出了根据本文描述的实施例的多层管道的侧视截面图，该多层管道具有安装在管道内的RFID模块；
[0016]图4示出了根据本文描述的实施例的多层管道的侧视截面图，该多层管道具有安装在管道内的RFID模块和安装在管道外表面上的单独的天线基板；
[0017]图4A示出了根据本文描述的实施例的安装到管道外表面上的图4的天线基板的顶视图；
[0018]图5示出了根据本文描述的实施例的安装到单层管道的外表面上的RFID模块的侧视图；和
[0019]图5A示出了根据本文描述的实施例的安装在单层管道的外表面上的RFID模块的顶视图。
具体实施方式
[0020]下面讨论的附图和用于描述本专利文献中的本专利技术原理的各种实施例仅通过说明的方式并且不应以任何方式被解释为限制本专利技术的范围。本领域技术人员应理解本专利技术的原理可以在任何类型的适当布置的设备或系统中实施。
[0021]在本申请的含义内，术语“管道”是指用于输送流体介质——例如燃料、液压流体、油、发动机冷却剂流体或空气——的管道以及管道接头及其部件。管道通常采用细长的圆柱形中空主体的形式。在其一端或两端，管道任选地具有管道联接器或管道联接器的一部分，即，所谓的配件，通过该配件，管道可以连接到例如另一管道或其它管道单元，例如固定管道系统或管道组件的其它部分。
[0022]在本公开的一个优选实施例中，管道和管道的壁由热塑性材料——例如作为示例且非模仿性地，聚酰胺(PA)或聚烯烃，例如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或其共聚物或聚氯乙烯(PVC)——构成。管道和管道的壁也可以由包括热塑性弹性体和热固性橡胶的柔性化合物构成。例如，热塑性弹性体，例如动态硫化的三元乙丙橡胶(EPDM)，例如山都平(Santoprene)、塞林克(Sarlink)或其它基于聚氨酯(TPU)的热塑性弹性体，例如Laripur本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于感测管道内介质的物理性质的系统，包括：射频识别(RFID)读取器，所述RFID读取器被布置成以至少一个射频发射电磁信号；RFID标签，所述RFID标签接收所述至少一个射频，从而将所述至少一个射频转换为电能以给所述RFID标签供电；传感器，所述传感器电连接到位于在所述管道内流动的介质附近的所述RFID标签，所述传感器从所述RFID标签接收电能并操作所述传感器以获得所述介质的至少一种物理性质的测量数据；并且所述传感器将所述测量数据发射到所述RFID标签，其中，所述测量数据由所述RFID标签使用所述至少一个射频发射到所述RFID读取器。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括电连接到所述RFID标签的模拟控制电路，所述模拟控制电路包括：超高频(UHF)控制电路，所述UHF控制电路电连接到被调谐为接收UHF射频的UHF天线；和高频(HF)控制电路，所述HF控制电路电连接到HF天线，并且被调谐为接收HF射频。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个射频是UHF射频，并且所述UHF天线是环形天线。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个射频是HF射频，并且所述HF天线是线圈天线。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述RFID标签、所述传感器、所述模拟控制电路以及UHF和HF控制电路被一起组装为集成电路，并被安装在基板上以形成RFID模块。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述HF线圈天线和UHF环形天线作为嵌套对安装在所述RFID模块上并且电连接到所述模拟控制电路的相应HF接口电路和UHF接口电路，并且邻近在所述管道中流动的介质安装在管道壁上。7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述HF线圈天线和UHF环形天线安装在与所述RFID模块分开的管道壁的外表面上，所述UHF和HF天线电连接到所述模拟控制电路的相应HF接口电路和UHF接口电路。8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述模拟接口电路进一步包括所存储的用于识别RFID模块的识别数据，所述识别数据与所述测量数据一起被发射到所述RFID读取器。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器被布置成感测所述管道内的且作用在管道壁上的介质的物理性质，所述物理性质包括：管道壁的温度；作用在所述管道壁上的正压或负压或应变；和受所述管道壁破裂的影响的所述管道壁的完整性。10.一种用于感测管道内介质的物理性质的方法，所述方法包括：使用射频识别(RFID)协议以至少一个射频发射电磁信号；通过RFID标签接收所述至少一个射频；通过所述RFID标签将所述至少一个射频转换成电能，以给RFID标签和位于在所述管道内流动的介质附近的传感器供电；利用所述电能操作所述传感器以获得所述介质的至少一种物理性质的测量数据；
将所述测量数据发射到所述RFID标签，以及使用所述R...
【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：库珀标准汽车公司，
类型：发明
国别省市：
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