[发明专利]一种基于无源RFID标签天线的柔性压力传感器及检测方法

说明书

本申请提出一种基于无源RFID标签天线的柔性压力传感器及检测方法。该柔性压力传感器包括：RFID电子标签层、柔性中间层及包含铁氧体的薄膜层，所述RFID电子标签层及包含铁氧体的薄膜层分别配置于柔性中间层的两侧，其中，所述薄膜层位于上侧，RFID电子标签层位于柔性压力传感器的下方侧。该柔性压力传感器利用具有高磁导率和吸波特性的铁氧体，开发了基于RFID的无线传感器装置，使得整个传感器制作成本低、结构简单，并可以通过不同的应用场景来跟换中间的柔性层，具有良好的可替换性。

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体地涉及一种基于无源RFID标签天线的柔性压力传感器及检测方法。

背景技术

近年来柔性无线传感器由于其出色的机械灵活性和便携性使它在智能设备中被广泛应用。例如智能鞋垫、电子皮肤、智能机器人等。这些先进的智能设备，要求柔性传感器不仅具有柔软舒适特性，还需要实现长距离的无线传输，和轻量化的传感器系统。

目前，常见的无线传感器采用LC耦合、蓝牙通信以及RFID等技术实现。其中，LC无线传感器是通过外部读取天线和传感器之间的耦合实现，这种无线传感器可以实时检测生理信号且无需外接电源。然而，采用LC天线进行无线传输的最大传输距离仅有1～2厘米，这限制了柔性传感器的实际应用。采用蓝牙通信技术的无线压力传感器具有传输距离远、抗干扰能力强、功耗低，但此类传感器往往需要提供电源供能，这增加了整个传感器系统尺寸和刚性，降低了设备的机械灵活性。一般来说，有源RFID标签支持较远的读取范围，但成本较高。相比之下，无源RFID传感器标签从阅读器接收能量再辐射，成本更低，但是传输的距离较近。

因此，需要改进现有的传感器以兼顾成本及传输距离。

发明内容

为克服上述存在的缺陷，本申请的目的在于：本申请提出一种基于无源RFID标签天线的柔性压力传感器，实现较远距离的无线压力检测。

为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：

一种基于无源RFID标签天线的柔性压力传感器，其特征在于，包括：

RFID电子标签层、柔性中间层及包含铁氧体的薄膜层，

所述RFID电子标签层及包含铁氧体的薄膜层分别配置于柔性中间层的两侧，所述薄膜层用以与所述RFID电子标签层耦合，

其中，所述薄膜层位于上侧，RFID电子标签层位于柔性压力传感器的下方侧。该RFID电子标签层用于贴附在被测物体上。该柔性压力传感器利用无源RFID标签天线与具有高磁导率的铁氧体之间的互相耦合，并且在一定压力范围内具有高灵敏度和良好的稳定性。该方式下可很好的兼顾成本及传输距离。

优选的，该RFID电子标签层为偶极子含芯片的超高频无源标签。

优选的，该RFID电子标签层包括:对称的偶极子天线和RFID芯片，且RFID芯片位于偶极子天线的中间。

优选的，该柔性中间层选自弹性织物、海绵或硅胶中的至少一种。

优选的，该基于无源RFID标签天线的柔性压力传感器，其特征在于，

还包括粘接剂，其用于连接RFID电子标签层与柔性中间层以及柔性中间层与包含铁氧体的薄膜层。

优选的，该粘接剂为双面胶或超薄双面胶。

优选的，该无源RFID电子标签层的远离薄膜层侧还配置有粘接层，通过该粘接层贴附于被测物体。

本申请实施例提供一种柔性压力传感器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

基于切割装置将粘接剂、铁氧体薄膜层、柔性中间层切割成预设形状的矩形，在RFID电子标签上依次层叠粘接剂、柔性中间层、双面胶带粘接剂及铁氧体薄膜层，以得到柔性压力传感器。