Vorstellen

Der Einsatz der RFID-Technologie als moderne Datenerfassungslösung hat von Jahr zu Jahr stetig zugenommen, und der globale RFID-Markt wird bis 2023 voraussichtlich bei 32 Milliarden US-Dollar liegen. Das Wachstum von RFID ist hauptsächlich auf seine Vielseitigkeit als Lösung zurückzuführen, die die potenzielle Kapitalrendite machbarer Anwendungen und die relative Benutzerfreundlichkeit nach der Installation.

Früher wurde RFID hauptsächlich verwendet, um Türen zu öffnen und Tiere zu verfolgen. Aus Kosten- und Leistungssicht ist es machbarer denn je. Ganz zu schweigen davon, dass der Wert verwertbarer Daten auf dem höchsten Niveau der Geschichte liegt. Lieferkette, Gesundheitswesen, Fertigung und Cannabis sind nur einige der vielen Branchen, die die RFID-Technologie einsetzen, um effizienter zu arbeiten. Trotz des jüngsten Wachstums aller Branchen im Bereich RFID und Technologie insgesamt gibt es noch Raum für Wachstum bei Hochtemperatur-RFID-Anwendungen – insbesondere bei Anwendungen, die eine längere Exposition gegenüber Temperaturen über 150+ C (302+ F) erfordern.

Also, was ist das Problem mit hohen Temperaturen? Gibt es nicht schon Hochtemperatur-RFID-Tags?

Es gibt mehrere beeindruckende Hochtemperatur-Tags auf dem Markt (scrollen Sie nach unten, um beliebte Hochtemperatur-Tag-Optionen anzuzeigen), aber es gibt auch Einschränkungen hinsichtlich der möglichen Anwendungen. Um die Hindernisse durch hohe Temperaturen vollständig zu verstehen, betrachten wir zunächst die Zusammensetzung des RFID-Tags, seine Funktionsweise und seinen Aufbau.

Bestandteile von RFID-Tags

Im Vergleich zu aktiven RFID-Tags werden passive RFID-Tags häufiger in Hochtemperaturanwendungen verwendet, da sie kostengünstiger sind. Die Entwicklung passiver Tags beginnt in der Regel mit drei grundlegenden Komponenten:

Antenne – in der Regel aus leitfähigem Metall, Metallfolie oder gedruckter Metallfarbe, empfängt und sendet die Antenne Funksignale.

Integrierte Schaltkreise-Oft als Chips oder ICs bezeichnet, haben integrierte Schaltkreise etwa die Größe einer Nadel, bestehen aus Silizium und sind das "Gehirn" von Tags, die Daten speichern.

Substrat – Eine dünne Materialschicht, normalerweise Kunststoff, die den Chip und die Antenne zusammenhält.

In diesem Stadium wird eine weitere Materialschicht, die "Gesicht" genannt wird, aufgebracht, um die freiliegende Antenne und den Chip zu bedecken und eine "Einlage" zu bilden. Das Inlay wird entweder an den Endverbraucher verkauft oder durchläuft eine weitere Entwicklungsstufe zu einem fertigen Etikett oder Etikett. Bei den meisten Hochtemperaturetiketten ist das Inlay mit thermoplastischen, keramischen oder anderen hitzebeständigen Materialien ummantelt, um die Funktionskomponenten des Etiketts vor hohen Temperaturen und rauen Industrieumgebungen zu schützen.

Wie funktionieren passive RFID-Tags?

Kurz gesagt, wenn das RFID-Lesegerät durch die Antenne emittierte Hochfrequenzwellen erzeugt, leitet die interne Antenne des Tags innerhalb der Reichweite des Lesegeräts die Energie der Funkwelle zum Tag-Chip. Die Energie der Funkwelle aktiviert den Chip, und der Chip moduliert die Energie mit den Tag-Daten und sendet das modulierte Signal zurück an das Lesegerät und/oder die Antenne.

Problem liegt in:

Die Größe wird normalerweise mit einer Nadel oder einem Sandkorn verglichen. Der RFID-Chip muss auf einer sehr dünnen Metall-Tag-Antenne befestigt werden, damit die von der Antenne geleitete Energie den Chip aktiviert und auf die gespeicherten Daten zugreift. Der Chip wird meist an die Antenne gelötet oder mit Epoxid verbunden. Diese Kombination aus Tag-Chip und Antenne ist der anfälligste Teil des Tags.

Die Schwachstelle ist auf die physikalische Zusammensetzung des Materials zurückzuführen, das verwendet wird, um den Chip mit der Antenne zu verbinden. Bei längerer Einwirkung hoher Temperaturen schmelzen selbst die stärksten Epoxid- und Lötmetalle. Wenn der Klebstoff schwach wird, löst sich der Chip von der Antenne und macht das Etikett unbrauchbar.

Hochtemperatur zum Mitnehmen

Diese beiden Begriffe sind der Schlüssel zur Bewertung von Hochtemperaturetiketten:

Betriebstemperatur – Der Temperaturbereich, in dem das RFID-Tag während seiner Lebensdauer normal arbeiten kann.

Maximale Expositionstemperatur – die höchste Temperatur, der ein RFID-Tag standhalten kann, ohne die Struktur und/oder Leistung des Tags zu beeinträchtigen.

Durch Beibehalten der höchsten Expositionstemperatur sollte der Chip an Ort und Stelle bleiben und das Etikettenmaterial bleibt intakt. Die meisten Hersteller von Hochtemperatur-Etiketten geben auch wichtige Belichtungsintervalle für Etiketten an, die auf umfangreichen Tests basieren.

Wenn ein Hochtemperatur-Etikett hohen Temperaturen ausgesetzt ist, muss sichergestellt werden, dass das Etikett erst dann gelesen wird, wenn die Temperatur des Etiketts selbst innerhalb des Betriebstemperaturbereichs des Etiketts liegt. Dies liegt daran, dass das Material, das den Chip mit der Antenne verbindet, möglicherweise nicht fest ist und daher Hochfrequenzenergie nicht wie erwartet leiten kann. Versuche, Tags bei hohen Temperaturen zu lesen, können die Daten des Chips gefährden. Nachdem ein Hochtemperaturetikett hohen Temperaturen ausgesetzt wurde, ist seine Verpackung so konzipiert, dass die innere Struktur des Etiketts erhalten bleibt und die Wärme abgeführt wird, wodurch das Etikett wieder auf seine Arbeitstemperatur zurückkehrt.

Beispiele für Etikettenspezifikationen:

UHF-ABS auf Metalletikett für Palettenmanagement

SR-TAG8025P ist eines der meistverkauften Universal-Tags auf dem Markt, jedoch kein Hochtemperatur-Tag.

Betriebstemperatur: -40° bis +85°C (-40° bis +185°F)

Maximale Expositionstemperatur: -40° bis +85°C (-40° bis +185°F)

Es ist eines der beliebtesten Hochtemperaturetiketten auf dem Markt.

SR-TAG3714 235 ℃ Hochtemperaturbeständiges UHF-Tag auf Metall

Betriebstemperatur: -20° bis +85°C (-40° bis +185°F)

Maximale Expositionstemperatur: -20° bis +235°C (-4° bis +455°F)

Überprüfen Sie den Temperaturbereich dieser beiden Tags. Bitte beachten Sie, dass die Spitzenbetriebstemperatur gleich ist, aber die maximale Expositionstemperatur von SR-TAG3714 viel höher ist. -TAG8025P ist ein einfaches ABS-Gehäuse, das keinen Hochtemperaturschutz bietet; Das hitzebeständige thermoplastische Gehäuse des TAG3714 leitet die Wärme jedoch nach dem Aussetzen ab, sodass das Tag schnell abgekühlt und zur Verfolgung von Assets verwendet werden kann.

SR-TAG4631 Hochtemperaturbeständiges UHF-Hartetikett aus Metall

Die Lackieranlagenversion SR-TAG463 ist für extrem hohe Temperaturen und wiederholte Einwirkung korrosiver Flüssigkeiten ausgelegt. Im Vergleich zu anderen Hochtemperatur-Tags verfügt auch dieser Tag über die Schutzart IP68 und eine größere Lesereichweite.

Betriebstemperatur: -30° bis 65°C (-22° bis +185°F)

Maximale Expositionstemperatur: -40° bis 250°C (-40° bis +482°F)

Maximaler Leseabstand: bis zu 10 m (33 ft)

Etikettenmaterial: Nylonpolymer in technischer Qualität, silikonfrei

Häufige Anwendungen: Autoklav, Heißwasserwaschzyklus, Nachlackierprozess und Automobillackierprozess

Bewertungstechniken für Hochtemperaturetiketten:

• Kennen Sie die absolute Temperatur, der Ihr Etikett standhalten muss.

• Verstehen Sie, dass das Etikett eine Möglichkeit zum Abkühlen benötigt, daher muss der Prozess dies berücksichtigen.

• Bei Interesse an einem Label recherchieren Sie bitte, wie der Hersteller seine Produkte testet. Möglicherweise sehen Sie Behauptungen, dass die maximale Expositionstemperatur sehr hoch ist, aber einige können Stunden der Exposition bedeuten und andere können Minuten oder sogar Sekunden bedeuten. TAG4631 wird von SunRise RFID hergestellt, das zur Hochtemperatur-Tag-Serie gehört und einem strengen Testverfahren unterzogen wird, bevor es auf den Markt kommt.

• Informieren Sie sich über die Materialien der Assets, die Sie verfolgen möchten, sowie über die Materialien und andere potenziell destruktive Faktoren in der Anwendungsumgebung.

• Überlegen Sie, wie Sie das Label an das Asset anhängen. Nieten oder Schrauben halten hohen Temperaturen problemlos stand, aber wenn Epoxid oder Klebstoffe verwendet werden, überprüfen Sie unbedingt die Anwendungstemperatur, um ihre Haltbarkeit zu gewährleisten.