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植入轮胎RFID技术及可靠性研究

木马童年 2018-9-14 20:05 119 0

0 引言    射频识别(RFID)技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触的自动识别技术,它是利用射频信号和空间耦合或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。与传统的磁卡、IC卡相比,该技术的最大优点在 ...

0 引言

  

射频识别(RFID)技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触的自动识别技术,它是利用射频信号和空间耦合或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。与传统的磁卡、IC卡相比,该技术的最大优点在于远间隔和非接触识别,因此完成识别工作时无须人工干预,适合于实现系统的自动化且不易损坏,可识别高速运动物体,操纵快捷方便。针对RFID技术在轮胎行业中的应用,本文重点研究了RFID电子标签植入过程及其植入轮胎后的可靠性检测。

  

1 植入方法

  

高效的植入方法是RFID电子标签在轮胎中应用产业化的必备条件,主要从轮胎成型过程中和在胎坯表面两个方面植入,下面对具体植入过程做简要介绍。

  

1.1 轮胎成型过程中植入

  

RFID电子标签植入轮胎可以在轮胎成型过程中完成,即轮胎胎坯的生产过程。植入的方法是用胶片把电子标签粘贴在轮胎的半成品部件上,半成品部件可以是带束层、帘布层、胎侧胶或者内衬层。粘贴所用的胶片必须要同相应的半成品部件材料一致。

  

在成型鼓上,待上完胎体帘布后,用胶片把电子标签粘贴在帘布表面。经过胎体反包后,电子标签便被封存在胎侧中。全钢胎和半钢胎的植入方法基本相同。

  

1.2 胎坯表面植入

  

除在轮胎成型过程中植入电子标签外,还可以在成型结束的轮胎胎坯中植入。这种方法是用胶片把电子标签粘贴在胎坯的外表,粘贴在内衬层表面必须用内衬层胶片,粘贴在外胎侧表面则必须用胎侧胶。这种方法与在成型过程中植入相比,标签的读取距离会缩短,原因是轮胎硫化时贴近模具部位的橡胶比内部的橡胶流动性强,电子标签承受的应力相对较大,影响了信号的传输。

  

2 植入位置

  

轮胎由多种半成品部件组成,电子标签在轮胎中的植入位置对于植入轮胎后芯片信息的读写至关重要。植入的位置既要有利于电子标签的可靠性,又能使之影响轮胎质量最小化。因此,植入的位置选择对于RFID电子标签在轮胎质控过程的应用是一个关键问题。

  

采用植入在胎侧的填充胶与胎侧胶之间的方式能满足性能要求。该方法是在胎体贴合过程中完成的,上完胎体帘布缝合并压合后,在激光定位光标标定的位置粘贴电子标签,然后继续后面的工序。

  

3 电子标签封装的可靠性检测

  

通过气泡检测、X光检测、动平衡均匀性检测和耐久性能测试对已植入RFID电子标签的轮胎进行检测,验证电子标签抗折压、抗干扰及耐高温性以及是否会影响到轮胎性能。

  

3.1 气泡检测

  

一般情况下轮胎中如果存入异物并经过长时间的使用后,可能会出现异物与轮胎橡胶脱离的现象,进而空隙逐渐增大,最终会导致轮胎报废。对此我们分别对批量生产的以及经过路试后的RFID轮胎做了气泡检测。结果表明,在植入RFID电子标签的位置未发现气泡产生。因此,RFID电子标签可以与轮胎良好的结合,不会导致轮胎内部产生气泡。

  

3.2 X光检测

  

借助轮胎X光检测设备,可以对已植入的RFID电子标签的结构进行检查。由于轮胎制造过程中要经受高温高压等过程,RFID电子标签有可能在这个环节受到损伤,以至于无法与外界通信。通过X光检查可以清晰的看到RFID电子标签在轮胎中的位置。试验结果表明,对于新生产的RFID轮胎,胎侧中部的RFID电子标签读取距离较远,原因是轮胎此部位较薄,对射频信号干扰小。胎侧靠近子口部位以及胎肩部位的RFID电子标签读取距离较近。对于已经结束路试的轮胎,胎侧中部以及胎肩部位的RFID电子标签有不能读取的现象,但是靠近子口部位的都可以读取。通过解剖路试后的试验胎可以发现,RFID电子标签的天线与芯片出现虚焊的情况,原因是轮胎胎侧中部弯曲变形大,使电子标签的天线结构受损影响力信号的传输。

  

3.3 动平衡均匀性检测

  

轮胎的动平衡均匀性等参数直接影响到轮胎行驶的平稳性及安全性。借助动平衡均匀性检测设备,我们对植入RFID电子标签的轮胎进行检测。结果表明,RFID电子标签实际质量只有0.02g,植入轮胎后不会对轮胎的动平衡均匀性产生影响。

  

3.4 耐久性能测试及路试

  

为保证试验安全性,在开展RFID试验胎实际路试前应先进行室内里程测试。常规耐久性测试结果表明,RFID试验胎运行中不会受到植入的RFID电子标签的影响。室内轮胎耐久性能测试合格后,方可进行路试。路试结果表明,轮胎在各种实际路况中运行,RFID电子标签不会对轮胎质量造成影响,同时可以保证在轮胎结束使用后仍可对芯片中存储的数据正常读取,实现了对轮胎全生命周期的跟踪管理。

  

4 结论

  

通过试验验证了电子标签的最佳植入位置与植入方法,重点对电子标签的可靠性检测进行了研究,主要通过气泡、X光、动平衡均匀性、耐久性检测及对试验胎进行路试等检测进行试验,检测结果可以得出在轮胎中植入RFID标签不会影响轮胎的质量与安全性能。

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