Способ и устройство радиочастотной идентификации колесных пар

Группа изобретений относится к радиотехнике и предназначена для автоматической радиочастотной идентификации колесных пар рельсовых транспортных средств. Пассивная метка радиочастотной идентификации состоит из двух прямоугольных металлических или стальных площадок и полимера между ними. С одной стороны площадки имеют электрическое соединение друг с другом, а с другой стороны имеют электрическое соединение с металлизацией платы, на которой смонтирована идентификационная микросхема. Технический результат – повышение надежности от внешних воздействий и увеличение дистанции считывания. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для автоматической радиочастотной идентификации колесных пар рельсовых транспортных средств.

Колесная пара является наиболее ответственным узлом рельсового транспортного средства, от исправного состояния которого в решающей степени зависит безопасность движения. Колесные пары несут на себе массу всего транспортного средства, направляют его по рельсовому пути и воспринимают жесткие и разнообразные по направлению удары от неровности пути, собственных дефектов и стыков рельсового пути. При торможениях отдельные участки колес нагреваются до высоких температур. Ремонт колесных пар сопровождается предварительной сухой очисткой стальными щетками, а формирование происходит с помощью прессовой и тепловой посадки, при этом составные части колесной пары разогреваются до 250-300 градусов.

Отмеченные выше особенности эксплуатации, ремонтов и формирования колесных пар накладывают жесткие требования к радиочастотной идентификационной метке, которая будет крепиться к колесной паре.

Известны технические решения термостойкой пассивной радиочастотной метки (патент CN106779027, 2017-05-31 и US2013043316, 2013-02-21).

Радиочастотные метки представляют собой керамическую печатную плату, на которой располагается антенна с установленной на нее идентификационной микросхемой. Решение по патенту CN106779027, 2017-05-31 дополнительно имеет внешний пластиковый корпус.

Одним из ключевых недостатков данного решения является низкая дальность отклика RFID-метки из-за небольшой толщины керамической подложки. Если толщину керамической подложки увеличить, то значительно возрастет стоимость радиочастотной метки, из-за высокой стоимости на СВЧ керамику.

Кроме того, можно отметить низкую надежность от прямых механических ударов, и сложность монтажа данных радиочастотных меток на металлическую поверхность.

Таким образом, данная конструкция малопригодна для задачи идентификации колесных пар из-за конструктивных недостатков.

Достигаемым техническим результатом при использовании заявляемого изобретения является увеличение надежности от внешних воздействий и увеличение дистанции считывания, при сохранении низкой стоимости радиочастотной метки.

Предлагаемая радиочастотная метка представляет собой две прямоугольные металлические или стальные площадки, которые являются антенной радиочастотной метки, при этом нижняя площадка является заземляющей, а верхняя площадка излучающей. С одной стороны площадки электрически соединены друг с другом, с другой стороны площадки имеют электрическое соединение с металлизацией печатной или керамической платы с идентификационной микросхемой.

Идентификационная микросхема представляет собой отдельный кристалл, который монтируется на плату с помощью технологии микросварки проволочных выводов или корпусированный кристалл, который монтируется с помощью пайки.

Пространство между площадками заполняется полимером с низкими диэлектрическими потерями.

Нижняя заземляющая площадка имеет крепежные отверстия.

Радиочастотная метка монтируется на колесный центр колесных пар с помощью сварки, болтового соединения, заклепочного соединения или металлической стяжкой.

Металлические или стальные площадки выполняются по средствам фрезерования или с помощью технологии литья металла под давлением.

Изобретение поясняется с помощью фиг. 1 и 2, на которых показано два варианта метки для радиочастотной идентификации колесных пар рельсовых транспортных средств со следующими обозначениями:

1. Верхняя прямоугольная площадка;

2. Нижняя прямоугольная площадка;

3. Печатная или керамическая плата с идентификационной микросхемой;

4. Полимер.

Радиочастотная метка состоит из верхней металлической или стальной прямоугольной площадки (1), нижней металлической или стальной прямоугольной площадки (2) и полимерного материала (4) между ними. С одной стороны площадки имеют электрическое соединение друг с другом, а с другой стороны имеют электрическое соединение с металлизацией печатной или керамической платы, на которой смонтирована идентификационная микросхема (3).

На фиг.1 показана радиочастотная метка в разрезе.

На фиг.2 показана радиочастотная метка в разрезе с прорезями в площадках.

На фиг.3 показан общий вид радиочастотной метки в изометрической проекции.

На фиг.4 показан общий вид радиочастотной метки в изометрической проекции с прорезями в площадках без полимера.

1. Пассивная метка радиочастотной идентификации, состоящая из двух прямоугольных металлических или стальных площадок, которые с одной стороны имеют электрическое соединение друг с другом, а с другой стороны имеют электрическое соединение с металлическими слоями на печатной или керамической плате, на которой смонтирована идентификационная микросхема.

2. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 1, отличающаяся тем, что идентификационная микросхема представляет собой отдельный кристалл, который монтируется на плату с помощью технологии микросварки проволочных выводов, или корпусированный кристалл, который монтируется на плату с помощью пайки.

3. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 1, отличающаяся тем, что пространство между металлическими площадками заполняет полимер с низкими диэлектрическими потерями.

4. Пассивная метка радиочастотной идентификации по п. 1, отличающаяся тем, что площадки имеют внутренние или внешние прорези для препятствия разъединения площадок и полимера.

5. Способ монтажа радиочастотной метки по п. 1 на колесный центр колесных пар с помощью сварки, болтового соединения, заклепочного соединения или металлической стяжкой.