CN102810174B - 一种rfid标签的防护外壳 - Google Patents

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Abstract

一种RFID标签的防护外壳,包括第一、第二壳体以及用于将RFID标签封装于第一和第二壳体所构成的放置空间中的封装结构;第一壳体具有第一延伸部,其包括至少一个导气槽、弹性体和至少一个第一导气通孔。导气槽具有腔体和开口;弹性体与导气槽的形状相匹配,插置于每个导气槽的腔体中且与导气槽的腔体形成弹性卡合部;第一导气通孔位于放置空间邻近弹性卡合部的侧壁上,其一端与放置空间连通,另一端与弹性体相接触。其中,当放置空间中的气压高于大气压并达到预设阈值时,高压空气从第一导气通孔压出,迫使弹性卡合部形成导气通道,并经导气通道及导气槽的开口排放出去。本发明使RFID标签的封装产品能耐高温并满足IP68的防护标准。

Description

一种RFID标签的防护外壳
技术领域
本发明涉及一种RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别)标签产品,尤其涉及RFID标签的防护外壳。
背景技术
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,具有操作快捷方便、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。
电子标签作为数据载体,能起到标识识别、物品跟踪、信息采集的作用。在国内外,电子标签已经在广泛的领域内得以应用。电子标签、读写器、天线和应用软件构成的RFID***直接与相应的管理信息***相连。每一件物品都可以被准确地跟踪,这种全面的信息管理***能为客户带来诸多的利益,包括实时数据的采集、安全的数据存取通道、离线状态下就可以获得所有产品信息等等。因此,RFID技术已被广泛应用于诸如工业自动化、商业自动化等众多领域。
为了使RFID标签能在高湿、粉尘污染的恶劣环境中工作,标签芯片和天线被安装于由壳体结构组成的放置标签的防护空间中,以达到一定的防护等级标准,例如,达到IP68(ingress protection 68)防护标准等级。美国专利US 2010/0259393A1揭示了一种RFID标签结构,该RFID标签被放置于由两壳体组成的胶囊式空间中。上述结构使RFID标签在防水和防尘等性能方面得到了很好的改进。并且,在实际使用情况下,还使用了防水密封胶对两壳体的结合部进行了加固密封处理。
然而,当具有防水密封外壳的RFID标签放置在高温、高热的恶劣环境中工作时,整个外壳体内部气体温度上升,导致气体体积的膨胀,产生巨大的张力,使壳中的空气压力高于壳外空气压力,特别是当壳体外的温度达到300℃以上的高温(例如:汽车生产的喷漆流水线中产品上的记录工序信息和工艺操作信息RFID标签外壳的温度)时,如果不能排除内部的压力,容易导致具有防水密封的两壳体结构变形,甚至开裂,从而使放置在两壳体封装结构所形成空间中的RFID标签毁损。
因此,鉴于一些特殊环境的RFID标签的应用,如:汽车制造业、石油和燃气(oil&gas)等的管理及追踪,目前市场上急需能够耐超高温(250℃以上)并同时满足IP68防护标准的RFID标签产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种RFID标签的防护外壳,以解决目前现有技术中的RFID标签封装外壳无法同时满足IP68标准和耐高温性能的问题,使得标签对恶劣环境具有更好的容忍性。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种RFID标签的防护外壳,包括第一壳体、第二壳体以及用于将RFID标签封装于所述第一壳体和第二壳体所构成的放置空间中的封装结构;所述第一壳体具有向外延伸的第一延伸部;所述的防护外壳还包括至少一个导气槽、弹性体、以及至少一个第一导气通孔。其中,所述的导气槽设置于所述第一延伸部中,所述导气槽包括腔体和开口;所述弹性体与所述导气槽的形状相匹配,插置于所述导气槽的腔体中且与所述导气槽的腔体形成弹性卡合部;所述第一导气通孔位于所述放置空间邻近所述弹性卡合部的侧壁上,所述第一导气通孔的一端与所述放置空间连通,另一端与所述弹性体相接触。其中,当所述放置空间中的空气压力高于大气压并达到预设的阈值时,高压空气从所述第一导气通孔挤压插置于所述导气槽中的弹性体,迫使所述弹性卡合部受到挤压变形后形成导气通道,并经所述导气通道以及所述导气槽的开口排放出去。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述第二壳体具有向外延伸的第二延伸部;所述第二延伸部包括用于密封所述导气槽开口的腔体和位于腔体上的至少一个第二导气通孔,所述腔***于且完全覆盖密封于所述导气槽的上方,所述第二导气通孔位于所述弹性体的上方;其中,当所述放置空间中的空气压力高于大气压并达到预设的阈值时,高压空气经所述第一导气通孔、所述导气通道、所述导气槽的开口以及所述第二导气通孔排放出去。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述第二导气通孔为圆形通孔。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述第二导气通孔与所述弹性体相对应端的开口面积大于所述第二导气通孔另一端的开口面积。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述第二导气通孔为圆锥形通孔。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述第一导气通孔位于所述侧壁的中心区域。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述导气槽截面形状为矩形、三角形或梯形。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述弹性体的材料为硅胶或聚酰胺。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述导气槽为整个环绕RFID标签的密封防水槽,多个所述第一导气通孔均匀分布于所述侧壁上。
本发明的RFID标签的防护外壳,优选的,所述导气槽为整个环绕RFID标签的密封防水槽,所述第二延伸部的腔体为环状,位于且完全覆盖密封于所述导气槽的上方,多个所述第二导气通孔均匀分布于所述环状腔体中。
本发明可使用在高温(例如,环境温度大于250℃)、高湿和具有粉尘的环境中。一方面,第一壳体和第二壳体防水密封封装后,满足了IP68标准的要求;另一方面,该密封封装结构还能适用于耐受250℃以上高温且能持续正常工作6小时以上。
也就是说,本发明解决了目前一些RFID标签封装中无法同时满足IP68防水标准和耐高温性能的问题。在保证防护外壳防水密封的情况下,即使放置空间中的空气压力高于大气压并达到某一预设的阈值时,防护外壳中的高压空气可通过特殊设计的通道排放出去,防止了损毁密封空间中的RFID标签。
附图说明
图1为本发明RFID标签的防护外壳的优选实施例的立体分解图;
图2为图1所示实施例第一壳体的区域A部分的放大示意图;
图3为本发明RFID标签的防护外壳中第二壳体示意图;
图4为图3实施例第二壳体的区域B部分的放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明的优选实施例予以进一步地详尽阐述。
如图1所示,RFID标签的防护外壳100,其包括第一壳体1、第二壳体2以及用于将RFID标签(图未示)封装于第一壳体1和第二壳体2所构成的RFID放置空间中的封装结构。通常情况下,RFID标签通过任何固定手段固设于由第一壳体1和第二壳体2所构成的放置空间中,例如用胶粘在第一壳体1或第二壳体2上。图示中的通孔5为安装孔。
RFID标签可以为无源标签或被动标签(Passive Tag),或者主动发送某一频率信号的有源标签或主动标签(Active Tag)。
在本实施例中,第一壳体1和第二壳体2的材料选择能耐250℃高温的材料。其中,尼龙(聚酰胺)则是一种较佳的材料。尼龙具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工。
封装结构可以采用本领域技术人员常用的任何一种手段。例如,可采用卡槽扣合密封结构,当第一壳体1和第二壳体2扣合密封后,还可以再利用防水胶密封,当然,也可以用超声波焊接的防水密封方法。
以下,结合图2至图4,对RFID标签防护结构100的较佳实施例的结构予以进一步细述。
如图1中所示,第一壳体1包括底部11和从底部11向上延伸的墙体12,第一壳体1的墙体12具有从墙体12向外延伸的第一延伸部13。第二壳体2包括顶部22和从所述底部向下延伸的墙体23。第一壳体1和第二壳体2通过墙体12和墙体23紧密结合后形成密封结构。
如图2所示,在第一延伸部13中,可设置至少一个导气槽14。在本实施例中,只包括了一个导气槽14。该导气槽14包括腔体和开口。该导气槽14截面形状为矩形、三角形或梯形。
在该导气槽14的腔体中,插置有一弹性体3,该弹性体3与导气槽14的形状相匹配,且与导气槽14的腔体形成弹性卡合部。在通常情况下,弹性卡合部阻止了外部的潮湿空气进入由第一壳体1和第二壳体2所构成的放置空间。弹性体3的材料为硅胶或聚酰胺。该弹性体3的弹性系数可根据预设阈值选择;其中,预设阈值单位为压强的单位(例如,为帕Pa)。
在所述第一延伸部13中,可包括至少一个第一导气通孔15,该第一导气通孔15位于放置空间邻近弹性卡合部的侧壁上,较佳地,第一导气通孔15位于侧壁的中心区域。第一导气通孔15的一端与放置空间连通,另一端与弹性体3相接触.其中,当所述放置空间中的空气压力高于大气压并达到预设的阈值时,高压空气从第一导气通孔15挤压插在导气槽14中的弹性体3,迫使弹性体3的弹性卡合部受到气压的挤压变形后形成导气通道,然后,经导气通道以及导气槽14的开口排放出去。
在本发明的另一个较佳的实施例中,第二壳体2包括顶部22和从底部向下延伸的墙体23,第二壳体2具有从墙体23向外延伸的第二延伸部24。该第二延伸部24包括用于密封导气槽14开口的腔体25和位于腔体上的第二导气通孔21;该腔体25位于且完全覆盖于导气槽14的上方,该第二导气通孔21位于弹性体3的上方。
当放置空间中的空气压力高于大气压并达到预设的阈值时,高压空气从第一导气通孔15压出,迫使弹性卡合部形成导气通道,并经导气通道、导气槽14的开口以及第二导气通孔21排放出去。
第二导气通孔21可以为任意形状的通孔,例如,第二导气通孔21为圆形通孔。较佳地,第二导气通孔21为圆锥形通孔,其中,第二导气通孔21与弹性体3相对应端的半径大于第二导气通孔21另一端的半径。
在潮湿环境下,水滴或者水汽通过第二导气通孔21进入导气槽14,但由于弹性体3在弹性卡合部将第一导气通孔15密封,在不超过IP68防护等级规定的水压和水汽防护等级下,水压将弹性体3挤压,使弹性体3更加紧密地堵塞第一导气通孔15,水滴或水汽无法进入由第一壳体1和第二壳体2组成的放置标签的空间,从而保护RFID标签不被腐蚀。
如图1-4所示的较佳具体实施例中,第一壳体1和第二壳体2以扣合密封结构将RFID标签封装于第一壳体1和第二壳体2所构成的放置空间中。放置空间可以用为任何形状,图例示意中为长方体。
扣合密封结构包括设置于第一壳体1的墙体12上的防水槽和设置于第二壳体2的墙体23上的卡榫。在一些特殊的实施例中,卡榫可以直接设置于第二壳体2的顶部22上(例如,顶部22为平板),即省去了墙体23。
在第一壳体1的防水槽中,可设置至少一个导气槽14(图中所示为一个)。该导气槽14包括腔体和开口。同理,弹性体3与导气槽14的形状相匹配,插置于导气槽14的腔体中且与导气槽14的腔体形成弹性卡合部。
位于放置空间邻近弹性卡合部的侧壁间隔了第一壳体1和第二壳体2所构成的放置空间与导气槽14所形成的空间。在该侧壁上设置有第一导气通孔15。同样,所述第一导气通孔15的一端与所述放置空间连通,另一端与所述弹性体3相接触。
请参阅图3和图4,第二壳体2的第二延伸部24除包括了长方形的腔体25和位于腔体25上的第二导气通孔21外,还包括为简化密封工艺的辅助腔体26。同样,腔体25位于且完全覆盖密封于导气槽14的上方,第二导气通孔21位于弹性体3的上方。
当放置空间中的空气压力高于大气压并达到预设的阈值时,高压空气迫使弹性卡合部形成导气通道,并经第一导气通孔15、导气通道、导气槽14的开口以及第二导气通孔21排放出去。
在另一个较佳的上述实施例中,第一壳体1中的导气槽14为环绕整个RFID的密封防水槽,同样,该弹性体3与导气槽14的形状相匹配。因此,弹性体3则为环状结构,且与导气槽14的腔体形成弹性卡合部。
在放置空间邻近弹性卡合部的侧壁上,可以设置多个第一导气通孔15。同样,第一导气通孔的一端与放置空间连通,另一端与弹性体相接触。较佳地,第一导气通孔15为一组导气孔,并可均匀分布于侧壁上。
在本实施例中,第二壳体2的第二延伸部为整个环状腔体25,位于且完全覆盖密封于导气槽14的上方,第二导气通孔21位于弹性体3的上方。第二导气通孔21可以为均匀分布于环状腔体25上的一组通孔。
当RFID标签放置空间中的空气压力高于大气压并达到预设的阈值时,高压空气从第一导气通孔15压出,迫使弹性卡合部形成导气通道,并经导气通道、导气槽14的开口以及第二导气通孔21排放出去。
本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰,均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种RFID标签的防护外壳,包括:第一壳体、第二壳体以及用于将RFID标签封装于所述第一壳体和第二壳体所构成的放置空间中的封装结构;所述第一壳体具有向外延伸的第一延伸部;
其特征在于,还包括:
至少一个导气槽,设置于所述第一延伸部中,所述导气槽包括腔体和开口;
弹性体,与所述导气槽的形状相匹配,插置于所述导气槽的腔体中且与所述导气槽的腔体形成弹性卡合部;
至少一个第一导气通孔,位于所述放置空间邻近所述弹性卡合部的侧壁上,所述第一导气通孔的一端与所述放置空间连通,另一端与所述弹性体相接触;
其中,当所述放置空间中的空气压力高于大气压并达到预设的阈值时,高压空气从所述第一导气通孔挤压插置于所述导气槽中的弹性体,迫使所述弹性卡合部受到挤压变形后形成导气通道,并经所述导气通道以及所述导气槽的开口排放出去。
2.根据权利要求1所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述第二壳体具有向外延伸的第二延伸部;所述第二延伸部包括用于密封所述导气槽开口的腔体和位于所述腔体上的至少一个第二导气通孔,所述腔***于且完全覆盖密封于所述导气槽的上方,所述第二导气通孔位于所述弹性体的上方;
其中,当所述放置空间中的空气压力高于大气压并达到预设的阈值时,高压空气经所述第一导气通孔、所述导气通道、所述导气槽的开口以及所述第二导气通孔排放出去。
3.根据权利要求2所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述第二导气通孔为圆形通孔。
4.根据权利要求2所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述第二导气通孔与所述弹性体相对应端的开口面积大于所述第二导气通孔另一端的开口面积。
5.根据权利要求4所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述第二导气通孔为圆锥形通孔。
6.根据权利要求1所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述第一导气通孔位于所述侧壁的中心区域。
7.根据权利要求1所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述导气槽截面形状为矩形、三角形或梯形。
8.根据权利要求1所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述弹性体的材料为硅胶或聚酰胺。
9.根据权利要求1、6、7或8任何一个所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述导气槽为整个环绕RFID标签的密封防水槽,多个所述第一导气通孔均匀分布于所述侧壁上。
10.根据权利要求2-5任何一个所述的RFID标签的防护外壳,其特征在于,所述导气槽为整个环绕RFID标签的密封防水槽,所述第二延伸部的腔体为环状,位于且完全覆盖密封于所述导气槽的上方,多个所述第二导气通孔均匀分布于所述呈环状的第二延伸部的腔体中。
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