[发明专利]基于HF RFID的金属腐蚀监测系统及腐蚀监测方法

权利要求书

1.基于HF RFID金属腐蚀监测系统，其特征在于，包括HF RFID标签模块、阅读器天线模块、阅读器处理器模块、数据采集模块和PC终端模块，阅读器天线模块、阅读器处理器模块共同构成HF阅读器模块；HF RFID标签模块贴附于金属腐蚀样品表面；阅读器天线模块与HFRFID标签模块无线连接，阅读器天线模块用于对贴附于金属腐蚀样品的标签模块进行信号的读取；阅读器处理器模块与阅读器天线模块通过数据传输线连接，阅读器处理器模块对阅读器天线模块读取的信号进行采集；数据采集模块与阅读器处理器模块通过数据传输线连接，PC终端模块与数据采集模块通过数据传输线连接，数据采集模块用于对HF阅读器模块采集到的信号进行解调，并将数据发送给PC终端模块进行信号的特征量提取和信息匹配。

2.使用权利要求1所述基于HF RFID金属腐蚀监测系统对金属腐蚀样品进行腐蚀监测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将至少一个HF RFID标签模块贴附于金属腐蚀样品表面，HF RFID标签模块的工作频率为13.56MHz，通信协议为ISO/IEC 18000-3；

步骤2：阅读器天线模块的工作频率为13.56MHz，HF RFID标签模块置于阅读器天线模块的有效识别区域，阅读器天线模块对贴附于金属腐蚀样品表面的HF RFID标签模块进行信号的读取，读取到的信号经阅读器处理器模块传递至数据采集模块；同时，阅读器处理器模块还采集阅读器模块的工作信息并传递至数据采集模块；

步骤3：数据采集模块对接收到的信号进行解调后传递给PC终端模块；

步骤4：PC终端模块对来自数据采集模块的信号进行特征量提取；

步骤5：将提取到的特征量与通过模拟实验已建立的金属腐蚀数据库进行信息匹配，并最终确定金属腐蚀样品的腐蚀数据信息，以提供给工程人员。

3.使用权利要求2所述使用基于HF RFID金属腐蚀监测系统对金属腐蚀样品进行腐蚀监测的方法，其特征在于，阅读器模块的工作信息包括阅读器天线模块的发射功率P、阅读器天线模块在标签模块处产生的磁场强度B；PC终端模块对来自数据采集模块的信号进行特征量提取，具体包括如下特征量：标签模块的谐振频率偏移量Δf、阅读器天线模块的发射功率P、阅读器天线模块发射磁场强度的最大值B_max、磁场强度的瞬态响应值dB/dt。

4.使用权利要求3所述使用基于HF RFID金属腐蚀监测系统对金属腐蚀样品进行腐蚀监测的方法，其特征在于，提取标签模块的谐振频率偏移量Δf时，标签模块U2的谐振频率偏移量Δf由公式Δf＝f-f′得到，C_t为标签模块的天线线圈等效电容值，L_t为标签模块的天线线圈未受到金属腐蚀样品耦合前的电感值；π为圆周率，为一个常数；M_tm表示金属腐蚀样品与标签模块的天线线圈之间的互感。

5.使用权利要求3所述使用基于HF RFID金属腐蚀监测系统对金属腐蚀样品进行腐蚀监测的方法，其特征在于，阅读器天线模块的发射功率P为阅读器天线模块自身的工作信息之一；阅读器天线模块将其自身工作信息中的发射功率P传递给阅读器处理器模块，阅读器处理器模块对阅读器天线模块的发射功率P进行采集，再经数据采集模块解调后传递至PC终端模块，PC终端模块根据解调后的发射功率数据获得阅读器天线模块的发射功率P，解调后的发射功率等于阅读器天线模块的发射功率P。

6.使用权利要求3所述使用基于HF RFID金属腐蚀监测系统对金属腐蚀样品进行腐蚀监测的方法，其特征在于，阅读器天线模块发射的磁场强度即阅读器天线模块在标签模块处产生的磁场强度为阅读器天线模块自身的工作信息之一；阅读器天线模块将其自身工作信息中的磁场强度传递给阅读器处理器模块，阅读器处理器模块对阅读器天线模块发射的磁场强度进行采集，再经数据采集模块解调后传递至PC终端模块，解调后的磁场强度信号为脉冲信号，PC终端模块根据解调后的磁场强度信号提取出阅读器天线模块发射磁场强度的最大值B_max，脉冲信号的最大值即为阅读器天线模块发射磁场强度的最大值B_max。

7.使用权利要求6所述使用基于HF RFID金属腐蚀监测系统对金属腐蚀样品进行腐蚀监测的方法，其特征在于，提取磁场的瞬态响应dB/dt时，经数据采集模块解调后的磁场强度信号为脉冲信号，瞬态响应dB/dt是脉冲信号的上升斜率，是磁场强度信号的一阶导数。