[发明专利]一种基于RFID标签的表面裂纹长度识别方法

权利要求书

1.一种基于RFID标签的表面裂纹长度识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在电磁仿真软件中设置待识别金属构件的尺寸、表面裂纹扩展方向，并且设置标签芯片阻抗；

2)获得标签芯片工作频率范围内，金属构件在出现不同裂纹长度下的标签天线输入阻抗仿真值、反射系数仿真值；

3)根据表面裂纹长度识别的仿真结果，将反射系数仿真曲线中各条曲线间距最大时所对应频率作为传感标签的工作频率；

4)获得传感标签在工作频率下，不同裂纹长度时增益值模拟值，并求出增益平均值；

5)将步骤2标签工作频率下的反射系数仿真值与步骤4的增益平均值代入标签阈值功率计算公式，得到不同裂纹长度时标签阈值功率理论值；

6)通过RFID读写器得到标签的阈值功率测量值，根据测量值和仿真值的差异，标签阈值功率理论值进行修正；

7)根据标签阈值功率理论值的修正值，将不同裂纹长度时的阈值功率进行二元一次多项式拟合，得到的拟合曲线多项式即为表面裂纹长度-标签阈值功率的表达式。

2.根据权利要求1所述的长度识别方法，其特征在于，步骤2)所述的输入阻抗记为Z_a，输入阻抗的共轭值记为芯片阻抗记为Z_IC，其中，Z_a与的值均需通过仿真软件获得Z_IC的值根据标签中实际应用的芯片种类可在仿真软件中进行设置，反射系数仿真值为标签反射系数的模值，记为|Γ|，|Γ|是通过输入阻抗Z_a的仿真值计算得出，计算方法为：

3.根据权利要求1所述的长度识别方法，其特征在于，步骤5)标签阈值功率理论值P_th的计算方法为：

其中，标签芯片被激活所需要的最小功率P_chip和读写器天线增益G_reader通过查询设备参数获得，标签增益G_tag为步骤4)得到的增益平均值，标签工作频率f下的波长根据如下公式计算：其中c为光速，以上参数均为步骤3)所获工作频率下的值。

4.根据权利要求1所述的长度识别方法，其特征在于，步骤6)所述的阈值功率测量值采用Tagformance读写器获得，可将仿真|Γ|除以修正比例，再加上7dBm便可得到修正后的阈值功率计算值，修正比例为0.6～1。

5.一种用于表面裂纹长度识别方法的裂纹传感标签，其特征在于，包括：介质基板(5)、标签芯片(2)、天线(3)和金属贴片(4)，所述标签芯片(2)和天线(3)分别与介质基板(4)的上表面贴合，标签芯片(2)和天线连接(3)，金属贴片(4)与所述介质基板(5)的下表面贴合，所述天线(3)和所述金属贴片(4)连接。

6.权利要求5所述的裂纹传感标签在表面裂纹长度识别与表征方面的应用。