用于金属表面裂纹位置检测的无芯片RFID传感器设计

摘要

采用金属条带作为谐振器,设计了一种基于频域的无芯片RFID传感器.在被检测金属表面产生裂纹时,谐振器的谐振频率会发生变化,利用RFID技术分析频率变化即可检测出金属裂纹的位置与方向.通过在传感器覆盖面内划分出不同检测区域,合理设置金属条带数目和位置,可以实现裂纹位置的检测.此外,将金属条带分别水平和垂直放置即可对水平和垂直极化平面波产生各自散射,能够实现裂纹方向(水平或垂直)的检测.为此,在8 GHz~11.5 GHz的工作频带内分别设计了4个水平和4个垂直的金属条带谐振器.通过搭建传感器模型并仿真,对两种极化方式激励产生的8个谐振频率进行判别,实现了对金属表面裂纹位置和方向的识别.最后实际制作了传感器标签实物并进行了实测,测量和仿真结果吻合较好,验证了所设计传感器的可行性和实用性.