[发明专利]一种基于RFID标签的表面裂纹长度识别方法

说明书

本发明提供了一种基于RFID标签的表面裂纹长度识别方法。该RFID标签为带天线结构的裂纹传感标签。本发明监测裂纹发生情况时，无需破坏裂纹传感标签的几何结构，能在一个监测周期结束后将裂纹传感标签取下，用于下一次的表面裂纹长度监测；监测区域为裂纹传感标签的覆盖区域。本发明提供了表面裂纹长度识别方法的具体步骤，根据此步骤可建立金属结构表面裂纹长度与标签性能参数(阈值功率P_th)的关系式。确定关系式后便可根据标签阈值功率P_th的实测值，来对表面裂纹长度变化进行识别，弥补了传统裂纹传感标签只能对贯穿裂纹长度进行识别的局限。

技术领域

本发明涉及金属裂纹传感领域和射频识别领域，尤其涉及一种基于超高频RFID标签的表面裂纹长度识别方法。

背景技术

疲劳裂纹是金属构件的一种常见缺陷。桥梁、铁轨、飞行器中的金属构件在服役过程中，容易在应力集中区域产生疲劳裂纹，带来安全隐患，因此需要对金属构件的应力集中区域进行裂纹长度监测，用于判断金属构件的损伤程度，这样有利于及时发现大型结构件的安全隐患，实现高效的维修与保养。

基于RFID技术的传感标签是结构健康监测领域新兴的传感技术。由于RFID标签具有无源、无线的信息传输方式，有望解决传统裂纹传感器线路布设复杂的问题。近年来，常见的裂纹传感标签均为易损型标签，即当待监测金属构件产生裂纹的同时标签天线结构受损，这会造成标签的传输性能降低，甚至无法有效读取标签信息。通过标签传输性能参数变化便可达到裂纹识别的目的。这类裂纹传感标签存在两个问题：一是裂纹传感标签使用寿命短，当标签结构受损后将无法在下一个裂纹监测周期继续使用；二是识别的裂纹种类单一，仅能对贯穿型裂纹长度进行监测。

若按几何特征分类则分为深埋裂纹、表面裂纹以及贯穿裂纹。金属结构在服役过程中较常出现的裂纹种类为表面裂纹，并且通常贯穿裂纹是由表面裂纹的进一步发展所形成的裂纹类型。然而，由于表面裂纹的产生与扩展对标签结构的影响十分有限，难以利用标签结构的变化来识别或定量化表征表面裂纹的长度变化。因此，目前欠缺一种基于RFID标签的表面裂纹长度识别与表征方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型流感病毒小分子黏附抑制剂高通量筛选模型。

本发明的技术方案为：

本发明所提供的表面裂纹长度识别方法与步骤主要应用于金属构件。当标签工作时，会在待测金属构件表面形成与标签极化方向一致的面电流。裂纹的出现与扩展会改变面电流路径，从而影响标签的性能参数，例如标签阈值功率P_th。本发明所提供的识别方法包括：建立基于标签阈值功率P_th的表面裂纹长度的方法与步骤，建立P_th-裂纹长度之间关系式，具体的步骤如下：

Step1:仿真设置。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，并且根据标签实际所用的芯片品牌型号设置标签芯片阻抗；

Step2:获得标签性能的仿真值。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；

Step3:确定标签工作频率。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；

Step4:求标签增益的平均值。获得传感标签在工作频率下，不同裂纹长度时增益值，并求出增益平均值；

Step5:求标签阈值功率理论值。将Step2中标签工作频率下的反射系数仿真值与Step4 中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；

Step6:标签阈值功率理论值的检验与修正。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。