FI128912B - Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely - Google Patents

Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely Download PDF

Info

Publication number
FI128912B
FI128912B FI20165821A FI20165821A FI128912B FI 128912 B FI128912 B FI 128912B FI 20165821 A FI20165821 A FI 20165821A FI 20165821 A FI20165821 A FI 20165821A FI 128912 B FI128912 B FI 128912B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
measuring element
microstrip line
rfid tag
measuring
physical quantity
Prior art date
Application number
FI20165821A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20165821A (fi
FI20165821L (fi
Inventor
Timo Tarvainen
Timo Peltoniemi
Original Assignee
Elcoflex Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elcoflex Oy filed Critical Elcoflex Oy
Priority to FI20165821A priority Critical patent/FI128912B/fi
Priority to PCT/FI2017/050748 priority patent/WO2018083379A1/en
Publication of FI20165821A publication Critical patent/FI20165821A/fi
Publication of FI20165821L publication Critical patent/FI20165821L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI128912B publication Critical patent/FI128912B/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2617—Measuring dielectric properties, e.g. constants
    • G01R27/2623—Measuring-systems or electronic circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2617—Measuring dielectric properties, e.g. constants
    • G01R27/2635—Sample holders, electrodes or excitation arrangements, e.g. sensors or measuring cells
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/02—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the selection of materials, e.g. to avoid wear during transport through the machine
    • G06K19/025—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the selection of materials, e.g. to avoid wear during transport through the machine the material being flexible or adapted for folding, e.g. paper or paper-like materials used in luggage labels, identification tags, forms or identification documents carrying RFIDs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0716—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising a sensor or an interface to a sensor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0716—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising a sensor or an interface to a sensor
    • G06K19/0717—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising a sensor or an interface to a sensor the sensor being capable of sensing environmental conditions such as temperature history or pressure
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07718—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being manufactured in a continuous process, e.g. using endless rolls
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G06K19/07786—Antenna details the antenna being of the HF type, such as a dipole
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10158—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves methods and means used by the interrogation device for reliably powering the wireless record carriers using an electromagnetic interrogation field
    • G06K7/10178—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves methods and means used by the interrogation device for reliably powering the wireless record carriers using an electromagnetic interrogation field including auxiliary means for focusing, repeating or boosting the electromagnetic interrogation field
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10198—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves setting parameters for the interrogator, e.g. programming parameters and operating modes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • G06K7/10326—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers the antenna being of the very-near field type, e.g. capacitive
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines
    • H01P3/081—Microstriplines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Keksinnön mukainen rullalta-rullalle-valmistuslaitteistolla joustavalle eristävälle substraatille valmistettu fysikaalisten suureiden pitkänomainen mittauselementti (10) käsittää joustavan dielektrisen substraatin (6) alapinnalle toteutetun maatason, dielektrisen substraatin yläpinnalle sen pituussuuntaan toteutetun mikroliuskajohtimen, dielektriselle substraatille mikroliuskajohtimen viereen toteutettuja antennielementtejä (4), joiden alla ei ole maatasoa, sekä ainakin kaksi dielektriselle substraatille valmistettua RFIDtagia (13A1, 13A2, 13A3, 13A4), joissa on mikropiiri (3) ainakin yhden fysikaalisen suureen mittaamiseksi kohteessa. Mikropiirit (3) on kytketty galvaanisesti ainakin yhteen antennielementtiin (4) sekä mikroliuskajohtoon galvaanisesti tai sähkömagneettisesti. Mikroliuskajohdon ensimmäisessä päässä on mittauselementin ohjausyksikkö RFID-tagien ohjaamiseksi, joka määrittää mittauselementillä mitattavan fysikaalisen suureen, fysikaalisen suureen mittauksessa mikroliuskajohdossa käytettävän ainakin yhden lähetystaajuuden, lähettää vastauskäskyn ainakin yhdelle mittauselementin RFID-tagille ainakin yhdellä lähetystaajuudella, vastaanottaa ainakin yhdeltä RFID-tagilta vastausviestin, ja ilmaisee mitattavan fysikaalisen suureen sen hetkinen arvo vastaanotetusta vastausviestistä.

Description

Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödyn- nettävä mittausjärjestely Keksinnön kohteena on mittausmenetelmä, jossa fyysiseen kohteeseen integ- roiduilla sensoreilla mitataan ainakin yhtä kohteesta mitattavissa olevaa fysikaalis- ta suuretta useista eri kohdista kohdetta.
Keksintö kohdistuu myös menetelmässä hyödynnettävään joustavaan pitkänomaiseen mittauselementtiin, johon kytkeyty- neitä mittaussensoreita hallitaan mittauselementin toiseen päähän kytketyllä ohja- usyksiköllä.
Tekniikan taso — Erilaisten kohteiden fysikaalisia ominaisuuksia voidaan mitata integroimalla niihin mittaussensoreita, joiden mittaustuloksia voidaan joko lukea langattomalla luenta- laitteella tai kytkemällä mittaussensoriin luentalaite kaapelin avulla.
Langattomissa mittausjärjestelmissä tiedon etäluvussa ja tallentamisessa hyödyn- —netään ns.
RFID-tageja (Radio Frequency IDentification). RFID-järjestelmät koostuvat kolmesta peruskomponentista: RFID-tagi, RF-lukija ja antennit sekä RFID-tagissa että RF-lukijassa.
RFID-mittauksen etuna on se, että se ei vaadi suoraa yhteyttä RF-lukijan ja RFID-tagin välille.
Muuntelemalla kompo- — nenttien tehoa, kokoa, antennimallia, toimintataajuutta ja tallennuskapasiteettia voidaan RFID-järjestelmiä käyttää erilaisissa käyttökohteissa.
RFID-järjestelmässä tiedonsiirto tapahtuu seuraavasti.
Tieto on tallennettuna RFID-tagiin, josta on yhteys käytettyyn antenniin.
Antenni mahdollistaa RFID-tagin © 25 — tiedon välittämisen RF-lukijalle.
RF-lukija välittää RFID-tagilta vastaanottamansa N radiosignaalin edelleen esimerkiksi PC:lle tulkittavaksi. 5 RFID-tagit voivat olla joko aktiivisia, passiivisia tai puolipassiivisia.
Passiivisilla I RFID-tageilla ei ole omaa virtalähdettä.
Passiivisen RFID-tagin käyttöön vaadittava = 30 — erittäin pieni sähkövirta indusoituu RFID-tagin antenniin saapuvasta radiotaajui- N sesta skannaussignaalista, jonka avulla RFID-tagi pystyy lähettämään vastauksen.
O Passiivisen RFID-tagin vastaus voi olla lyhyt esimerkiksi sen ID-numero.
Oman S virtalähteen puuttuminen tekee passiivisesta RFID-tagista kooltaan varsin pienen.
Passiivisten RFID-tagien lukuetäisyydet vaihtelevat 10 mm ja 5 metrin välillä.
Aktiiviset RFID-tagit sisältävät oman virtalähteen.
Niiden kantama on pidempi sekä muisti suurempi.
Ne voivat myös tallentaa RF-lukijan lähettämiä lisätietoja.
Koska passiiviset RFID-tagit ovat paljon halvempia hinnaltaan, on suurin osa käy- — tettävistä RFID-tageista passiivisia.
Passiivinen RFID-tagi voidaan asentaa tai integroida jonkin sähköä johtamattoman kohteen tai kappaleen sisään.
Kappaleen materiaalin permittivisyys tunnetaan tie- tyissä olosuhteissa.
Niinpä kappaleen permittiivisyyden muutoksesta voidaan pää- — tellä esimerkiksi kappaleen kosteusprosentti tai lämpötila.
Eräs tällainen mittausjärjestelmä on kuvattu hakemusjulkaisussa US 20160061751, jossa passiivista RFID-tagia käytetään esimerkiksi maaperän kosteuden mittaamisessa.
RF-lukulaitteessa on erilliset antennit lähettimelle ja — vastaanottimelle.
Kuvatussa mittausjärjestelmässä RF-lukulaite voi lähettää RFID-tagille käskyjä valinnaisilla taajuuksilla.
Eri taajuuksilla RFID-tageista saapu- neista signaaleista voidaan tehdä päätelmä mitattavan kohteen tietystä fysikaali- sesta ominaisuudesta.
Hakemusjulkaisussa US 20160267769 on esitetty mittausjärjestelmä, jossa RFID-tageja luetaan erillisellä lukulaitteella langattomasti.
Julkaisussa kuvattu RFID-tagi mittaa ympäristön kosteuden käyttämänsä antennin impedanssin muu- toksesta.
Käytettyyn antenniin sisältyy erityinen virityshaara, jonka impedanssi muuttuu kosteuden muuttuessa.
Julkaisussa jokainen RFID-tagit luetaan langat- —tomalla lukulaitteella erikseen. © Edellä kuvatuissa kosteuden mittausjärjestelmissä, joissa RFID-tagit luetaan jo- N kainen erikseen, täytyy lukutoimintoa suorittavalla henkilöllä olla aina tarkka tieto = luentapaikoista, jotta luentatapahtuma onnistuisi vaikeuksitta. = 30 I Hakemusjulkaisussa US 20160148025 on kuvattu kappaletavaran paikan tunnis- = tusjärjestelmä varastossa, jossa hyödynnetään useita lähekkäin olevia RFID- N tageja.
RFID-tagit määrittävät antenneillaan lähiympäristöstään sähkömagneettis- O ten kenttien mittausarvoja. > 35 Järjestelmän lukulaite vastaanottaa mittaustiedon RFID-tageilta aaltojohdosta, jo- hon jokainen RFID-tagi kytkeytyy sähkömagneettisesti.
Eri RFID-tageilta vastaan-
otetuista signaalien arvoista tehdään järjestelmän lukulaitteessa päätelmä siitä, missä paikannettava kappale varastojärjestelmässä sijaitsee.
Järjestelmän lukulaite on kytketty galvaanisesti mittausjärjestelmässä hyödynnet- tyyn aaltojohtoon, joka vapaasta päästään on sovitettu aaltojohdon ominaisimpe- danssia vastaavalla vastuksella, jotta estettäisiin seisovan aallon syntyminen. Sei- sova aalto halutaan estää, jotta kuvatussa järjestelmässä ei vaikeutettaisi varsi- naisten RFID-tagien kytkeytymistä aaltojohtoon eikä myöskään samalla sekoittaisi RFID-tagin ympäristön sähkömagneettisia kenttiä, joita järjestelmässä mitataan — varastossa olevan kohteen paikantamiseksi.
Kuvatun järjestelmän RFID-tagit sisältävät lukuisia erilaisia toiminnallisuuksia ja ovat valmistuskustannuksiltaan kalliita.
RFID-tagien eri osakomponentteja voidaan valmistaa joustavan piirilevyn valmis- tustekniikalla. Joustavien piirilevyjen valmistuksessa hyödynnetään rullalta-rullalle- valmistusmenetelmää. Rullalta-rullalle-valmistusmenetelmässä kalvomaista piirile- vymateriaalia käsitellään pitkinä nauhoina, jotka ovat rullattuina keloille. Joustavan piirilevyn eri valmistusvaiheet tapahtuvat valmistuslaitteistossa lähtö- ja vastaanot- — torullan väliin järjestetyllä suoralla osuudella. Toisiaan seuraavia valmistusvaiheita voi olla lukuisia. Rullalta-rullalle-valmistustekniikka soveltuu hyvin käytettäväksi sil- loin, kun valmistuserät ovat suuria.
Rullalta-rullalle-valmistusmenetelmässä voidaan hyödyntää substraatteja, joiden — ainakin toiselle pinnalle on kasvatettu tai laminoitu metallikalvo. Valmistusmene- telmässä voidaan hyödyntää myös erilaisia painettavia materiaaleja, jotka voivat © olla eristeitä, sähköä johtavaa materiaalia tai puolijohteita. Valmistusmenetelmässä N voidaan myös liittää erilliskomponentteja valmistusprosessin eri vaiheissa olevaan = puolivalmisteeseen. = 30 I Joustavaan piirilevyyn on mahdollista rullalta-rullalle-valmistusmenetelmässä val- = mistaa erilaisia passiivisia ja aktiivisia sähköisiä elementtejä sekä erilaisia kytken- N täjohtimia ja aaltojohtoja. Prosessi mahdollistaa myös erilliskomponenttien, kuten O RFID-tagiin sisältyvän mikropiirin, kytkennän joustavaan piirilevyyn valmistuspro- > 35 — sessin yhteydessä. Eräs tapa valmistaa johto tai antenni joustavalle piirilevysubstraatille on käyttää et- sausmenetelmää, jossa joustavan piirilevysubstraatin pinnalla oleva ylimääräinen metalli poistetaan kemiallisella syövytysprosessilla. Tällöin ainakin toiselle piirile- vysubstraatin pinnalle on laminoitu pinnan kokonaan peittävä metallifolio. Metallifo- lio voi olla esimerkiksi kuparilaminaatti. Jos kyseessä on kaksipuoleinen joustava piirilevy, voidaan piirilevysubstraatin eripuolilla olevien kuparilaminaattien välille luoda sähköinen yhteys läpivientireikien kautta.
Metallikalvo voidaan laminoida joustavaan piirilevyyn yhtenä valmistusvaiheena rullalta-rullalle-valmistusmenetelmässä.
— Sähköisten piirikokonaisuuksien valmistuksessa joustavalle piirilevylle voidaan hyödyntää myös ns. painettavaa elektroniikkaa. Tässä valmistusmenetelmässä painolevy tai painolevyssä oleva mustemateriaali koskettaa ja tarttuu painoalusta- na toimivaan materiaaliin. Painoalustana käytetään jotain sähköisesti eristävää materiaalia, jonka päälle halutut piirikokonaisuudet valmistetaan painamalla. Säh- — köisesti toiminnallisia, nestemäisiä tai pulverimaisia materiaaleja, on saatavilla se- kä sähköisesti johtavien, eristävien, puolijohtavien että optisten piirielementtien valmistamiseksi.
Keksinnön tavoitteet —Keksinnön tavoitteena on esittää fysikaalisien suureiden mittauksessa hyödynnet- tävä mittausmenetelmä ja joustava mittauselementti, jossa RFID-tagien avulla mi- tataan tietyn fysikaalisen suureen arvo ainakin kahdessa paikassa valitun mittaus- kohteen sisällä. Mittausjärjestelmän ohjausyksikkö lukee RFID-tagit käyttäen aal- tojohtoa, johon jokainen RFID-tagi on kytkeytynyt joko galvaanisesti tai sähkö- —magneettisesti.
= Keksinnön tavoitteet saavutetaan mittausmenetelmällä ja mittauselementillä, jossa N mittausjärjestelmän ohjausyksikkö ohjaa useita RFID-tageja niitä yhdistävän aalto- - johdon kautta, joka voi olla mikroliuskajohto. Ohjausyksikkö voi käskeä RFID-tagin O lähettämään joko tekemänsä fysikaalisen suureen mittaustuloksen tai lähettämään E 30 vain tunnisteensa kahdella tai useammalla taajuudella samalla lähetysteholla. - Eräässä keksinnön suoritusmuodossa synnytetään impedanssiltaan epäsovitet- & tuun aaltojohtoon ohjausyksikön lähettämällä taajuudella seisova aalto, jonka e maksimikohtiin asemoidaan ohjausyksiköstä kauimmaisina sijaitsevat RFID-tagit. N Kytkentäjärjestelyllä kompensoidaan mikroliuskajohdon häviöitä ohjausyksiköstä — kaukana olevissa RFID-tageissa.
Keksinnön etuna on se, että mitattava fysikaalinen suure saadaan mitattua yhdellä mittalaitteella useasta eri kohdasta tutkinnan alla olevaa kohdetta.
Lisäksi keksinnön etuna on se, että tutkittavassa kohteessa ei tarvitse merkitä tut- kintakohteita luentatapahtumaa varten, koska kohteesta tehtyjen mittausten mit- 5 —taustulokset luetaan vain yhdestä kohteeseen kiinteästi asennetusta ohjausyksi- köstä.
Lisäksi keksinnön etuna on se, että mittauselementtiä voidaan pidentää ja hyödyn- tää samassa mittauselementissä useampia perättäisiä RFID-tageja, synnyttämällä aaltojohtoon seisova aalto, jonka maksimikohtiin kauimmaisina olevat RFID-tagit — on kytketty aaltojohdon sähköisten häviöiden kompensoimiseksi.
Vielä keksinnön etuna on se, että sitä voidaan hyödyntää erilasten kohteiden kos- teuden, lämpötilan ja paineen mittaamisessa.
Eräitä sovelluskohteita ovat seinä, lattia- ja kattoelementtien ominaisuuksien mittaus, varastoidun viljan ominaisuuk- sien mittaus, kuljetuskonttien sisätilan ominaisuuksien mittaus, maaperän ominai- — suuksien mittaus, turpeen ominaisuuksien mittaus ja turvalattian mittauselementti- nä, jolla paikannetaan lattialle kaatunut henkilö.
Keksinnön mukaiselle fysikaalisten suureiden pitkänomaiselle joustavalle mittaus- elementille, joka on järjestetty asennettavaksi mitattavaan kohteeseen, on tunnus- omaista että, mittauselementti käsittää mikroliuskajohdon, jonka ensimmäisessä — päässä on ohjausyksikkö mittauselementin RFID-tagien ohjaamiseksi, joka oh- jausyksikkö on järjestetty: — aktivoimaan mittauselementti — määrittämään fysikaalisen suureen mittauksessa mikroliuskajohdossa käytettävä © ainakin yksi lähetystaajuus > 25 —— lähettämään vastauskäsky ainakin yhdelle mittauselementin RFID-tagille ainakin = yhdellä lähetystaajuudella N — vastaanottamaan ainakin yhdeltä RFID-tagilta vastausviesti, ja 7 — ilmaisemaan mitattavan fysikaalisen suureen senhetkinen arvo vastaanotetusta = vastausviestistä. = 30 O Keksinnön mukaiselle menetelmälle fysikaalisen suureen mittaamiseksi mittaus- D kohteessa, jossa menetelmässä käytetään pitkänomaista taipuisaa mikroliuska- N johdon sisältämää mittauselementtiä, joka on sijoitettu mitattavaan mittauskohtee- seen, joka mittauselementti käsittää ainakin kaksi RFID-tagia antennielementtei- — neen, jotka RFID-tagit kytkeytyvät mittauselementin mikroliuskajohtoon joko gal-
vaanisesti tai sähkömagneettisesti, on tunnusomaista, että mittauselementtiin si- sältyvän mikroliuskajohdon ensimmäisessä päässä oleva ohjausyksikkö: — aktivoi mittauselementin — määrittää fysikaalisen suureen mittauksessa mikroliuskajohdossa käytettävän — ainakin yhden lähetystaajuuden — lähettää vastauskäskyn ainakin yhdellä lähetystaajuudella ainakin yhdelle mit- tauselementin RFID-tagille — vastaanottaa ainakin yhden RFID-tagin lähettämän vastausviestin, ja — ilmaisee mitattavan fysikaalisen suureen sen hetkisen arvon kohteessa vastaan- — otetusta viestistä.
Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaa- timuksissa.
Keksinnön perusajatus on seuraava: Keksinnön mukainen fysikaalisten suureiden pitkänomainen mittauselementti käsittää joustavasta dielektrisestä materiaalista — valmistetun substraatin, jolle on edullisesti rullalta-rullalle-valmistusmenetelmällä valmistettu mittauselementin pituussuuntaan aaltojohde, joka on edullisesti mikro- liuskajohto, ja RFID-tagien hyödyntämä antenni tai antennit.
Edullisesti RFID-tageissa oleva mikropiiri liitetään mittauselementtipuolivalmisteeseen valmis- tettuihin juotospisteisiin.
Mittauselementin RFID-tagit voivat kytkeytyä joko galvaa- — nisesti ja/tai sähkömagneettisesti mittauselementin mikroliuskajohtoon.
Aaltojoh- don ensimmäiseen päähän kytketään RF-luentalaite, josta jäljempänä käytetään myös nimitystä ohjausyksikkö.
Ohjausyksiköllä edullisesti ohjataan kaikkien kek- sinnön mukaisen mittauselementin RFID-tagien toimintaa mittauksen aikana.
Keksinnön mukaisissa RFID-tageissa oleva mikropiiri mittaa edullisesti ainakin yh- © 25 den seuraavista fysikaalisista suureista mittauskohteissa: kosteus, lämpötila, paine N tai etäisyys toisesta kohteesta.
Mitattava kohde voi olla esimerkiksi seinäelementtti, N lattia, katto, kontin sisätila, varastotila, viljavarasto, maaperä tai turveauma.
Koh- N teena voi olla myös mikä tahansa ihmisen tai eläimen kehon vesipitoisuuden ai- I heuttama muutos antennin läheisyydessä. a = 30 —Keksinnön mukaisessa mittausmenetelmässä voidaan edullisesti synnyttää mit- O tauselementissä hyödynnettyyn aaltojohtoon seisova aalto, jonka maksimikohtiin D mittauselementin — kauimpana = mittausjärjestelmän = ohjausyksiköstä = olevat N RFID-tagit sijoitetaan aaltojohdon häviöiden kompensoimiseksi.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1a esittää esimerkinomaisesti keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisen RFID-tagin rakenteen ja sen poikkileikkauksen suunnas- sa AB, kuva 1b esittää esimerkinomaisesti keksinnön toisen suoritusmuodon mu- kaisen RFID-tagin rakenteen ja sen poikkileikkauksen suunnassa A-B, kuva 1c esittää esimerkinomaisesti keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaisen RFID-tagin rakenteen ja sen poikkileikkauksen suunnas- sa AB, kuva 2a esittää esimerkinomaisesti RFID-tageissa hyödynnettävän mikropii- rin toiminnallisia pääelementtejä, kuva 2b esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaista joustavaa mittaus- elementtiä, jossa on neljä RFID-tagia, kuva 3 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaista mittauselementtiä seinäelementtiin asennettuna, kuva 4 esittää keksinnön mukaisella mittauselementillä tehdyn simulaa- tiotuloksen, jossa mittauselementissä on viisi RFID-tagia, kuva5 esittää keksinnön mukaisella mittauselementillä tehdyn simulaa- tiotuloksen yhden RFID-tagin vaimennuksen taajuuden funktiona,
O N kuva 6 esittää keksinnön mukaisella mittauselementillä tehdyn simulaation = yhden RFID-tagin heijastusvaimennuksen taajuuden funktiona, ja 7 kuva 7 esittää esimerkinomaisena vuokaaviona keksinnön mukaisen mitta- = 25 usmenetelmän päävaiheita. & Seuraavassa selityksessä olevat suoritusmuodot ovat vain esimerkinomaisia ja e alan ammattilainen voi toteuttaa keksinnön perusajatuksen myös jollain muulla
O N kuin selityksessä kuvatulla tavalla. Vaikka selityksessä voidaan viitata erääseen suoritusmuotoon tai suoritusmuotoihin useissa paikoissa, niin tämä ei merkitse si- tä, että viittaus kohdistuisi vain yhteen kuvattuun suoritusmuotoon, tai että kuvattu piirre olisi käyttökelpoinen vain yhdessä kuvatussa suoritusmuodossa.
Kahden tai useamman suoritusmuodon yksittäiset piirteet voidaan yhdistää ja näin aikaan- saada uusia keksinnön suoritusmuotoja.
Kuvassa 1a on esitetty keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisen mitta- uselementin 1A yhden esimerkinomaisen RFID-tagin 13A toteutus joustavalle substraatille 6 ja sen poikkileikkaus suunnassa A-B.
Substraatti voi olla edullisesti polyesteriä (PET) tai polypropeenia (PP). Substraatin 6 paksuus on edullisesti 175 um.
Substraatin 6 alapinnalle on valmistettu sähköä johtavasta materiaalista maataso 5 paksuudeltaan edullisesti 18 um, joka maataso on esitetty kuvassa katkoviivoilla piirrettynä.
Substraatin 6 yläpinnalle on valmistettu johdin 2 sähköä johtavasta ma- teriaalista.
Johtimen paksuus on edullisesti 18 um ja sen leveys on edullisesti 350 um.
Maataso 5 ja johdin 2 muodostavat yhdessä ominaisimpedanssiltaan 50 O mikroliuskajohdon, jonka kautta keksinnön mukaiseen mittauselementtiin kuuluvia RFID-tageja 13A ohjataan mittauksien aikana.
Mikroliuskajohtimen 2 ja anten- nielementin 4 valmistuksessa käytetty sähköä johtava materiaali on edullisesti ku- paria, hopeaa, alumiinia tai uushopeaa.
Sähköä johtavat kerrokset mittauselementin 1A substraatin 6 eri pinnoille voidaan valmistaa edullisesti useilla eri valmistusmenetelmillä tai useita valmistusmenetel- — miä yhdistämällä.
Keksinnön mukaisen mittauselementin RFID-tagien eri osakomponentteja voidaan valmistaa edullisesti jollain joustavan piirilevyn valmistuksessa hyödynnetyllä val- mistustekniikalla.
Eräs sovelias valmistustekniikka on rullalta-rullalle-valmistusme- © netelmä.
Rullalta-rullalle-valmistusmenetelmässä voidaan hyödyntää joustavaa > 25 — substraattia 6, jonka ainakin toiselle pinnalle on kasvatettu sähköä johtava kalvo — esimerkiksi jollain ohutkalvon kasvatusmenetelmällä kemiallisesti tai fysikaalisesti. n Sähköä johtava kalvo voi olla myös substraatin 6 pinnalle laminoitu tai painettu 7 metallikalvo.
Valmistusmenetelmässä voidaan hyödyntää myös erilaisia painetta- = via materiaaleja, jotka voivat olla eristeitä, sähköjohteita tai puolijohteita.
Valmis- = 30 —tusmenetelmässä voidaan myös liittää erilliskomponentteja valmistusprosessin eri O vaiheissa olevaan puolivalmisteeseen.
N Mittauselementin 1A joustavalle substraatille 6 on mahdollista valmistaa rullalta- rullalle-valmistusmenetelmässä myös erilaisia passiivisia ja aktiivisia sähköisiä elementtejä, sensoreita sekä erilaisia kytkentäjohtimia ja aaltojohtoja.
Prosessi mahdollistaa myös erilliskomponenttien, kuten RFID-tagiin sisältyvän mikropiirin, kytkennän joustavaan piirilevyyn valmistusprosessin yhteydessä.
Eräs tapa valmistaa johto tai antenni mittauselementin 1A joustavalle substraatille 6 on käyttää etsausmenetelmää, jossa joustavan piirilevysubstraatin pinnalla oleva — ylimääräinen metalli poistetaan kemiallisella syövytysprosessilla. Tällöin ainakin toiselle piirilevysubstraatin pinnalle on kasvatettu tai laminoitu pinnan peittävä me- tallikalvo. Metallikalvo voi olla esimerkiksi kuparilaminaatti. Jos kyseessä on kaksi- puoleinen joustava piirilevy, voidaan piirilevysubstraatin eri puolilla olevien kupari- laminaattien välille luoda sähköinen yhteys läpivientireikien kautta.
— Erilaisten sähköisten piirikokonaisuuksien, kuten johtimet ja antennit, valmistuk- sessa mittauselementin 1A joustavalle substraatille 6 voidaan hyödyntää myös ns. painettavaa elektroniikkaa. Tässä valmistusmenetelmässä painolevy tai painole- vyssä oleva mustemateriaali koskettaa painoalustana toimivaa materiaalia ja tart- tuu siihen. Painoalustana käytetään jotain sähköisesti eristävää materiaalia, jonka — päälle halutut piirikokonaisuudet valmistetaan painamalla. Sähköisesti toiminnalli- sia, nestemäisiä tai pulverimaisia materiaaleja, on saatavilla sekä sähköisesti joh- tavien, eristävien, puolijohtavien että optisten piirielementtien valmistamiseksi. Kuvan 1a esimerkissä RFID-tagiin 13A kuuluva mikropiiri 3 on kytketty yhdestä lii- täntäpisteestään 2a mikroliuskajohtimeen 2. Kytkennällä vahvistetaan RFID-tagin 13A sähkömagneettista kytkentää mikroliuskajohtoon noin 20 dB verrattuna rat- kaisuun, jossa sähkömagneettinen kytkentä on toteutettu puhtaasti kapasitiivisella ratkaisulla.
Mikropiirin 3 eräs toinen liitäntäpiste on kytketty antennielementtiin 4. Maataso 5 ei © edullisesti ulotu antennielementin 4 alle. S 25 Antennielementti 4 ja mikroliuskajohdin 2 on valmistettu edullisesti samasta säh- T köä johtavasta materiaalista rullalta-rullalle-valmistusmenetelmällä joko samassa O tai perättäisissä työvaiheissa.
I , RFID-tagi 13A voi käsittää myös useamman antennielementin kuin mitä kuvassa N 1a on esitetty. Lisäksi RFID-tagi 13A voi käsittää myös muita mittauksessa hyö- O 30 — dynnettäviä sensorielementtejä, jotka on kytketty RFID-tagin 13A sisältämään mik- > ropiiriin 3 (ei esitetty kuvassa 1a).
Mittauselementin 1A alapinnalla on edullisesti liimakerros 7, jolla mittauselementti 1A voidaan kiinnittää tarvittaessa mittauskohteeseen. Viitteellä 8 esitetään suoja-
kerrosta, jolla suojataan valmistettua RFID-tagia 13A kohteessa syntyviltä mekaa- nisilta tai kemiallisilta rasituksilta. Suojakerros 8 on edullisesti ainetta, jonka per- mittivisyys ja permeabiliteetti eivät häiritse RFID-tagilla 13A tehtäviä mittauksia. Kuvassa 1b on esitetty keksinnön toisen edullisen suoritusmuodon mukaisen mit- tauselementin 1B yhden esimerkinomaisen RFID-tagin 13B toteutus joustavalle substraatille 6 ja sen poikkileikkaus suunnassa A-B. Tämä suoritusmuoto poikkeaa kuvan 1a suoritusmuodosta siinä, että RFID-tagin 13B mikropiiri 3 on kytketty sähköä johtavalla kytkennällä 3a joustavan substraatin 6 alapinnalla olevaan maatasoon 5 eräästä kolmannesta kytkentäpisteestään. — Kytkentä joustavan substraatin 6 läpi maatasoon 5 voidaan toteuttaa esimerkiksi painamalla johtavaa pastaa joustavaan substraattiin 6 valmistettuun reikään. Tässä edullisessa suoritusmuodossa mittauselementin 1B ohjausyksikkö voi syöt- tää mikroliuskajohdosta sähkötehoa RFID-tagin 13B mikropiirille 3, koska mikropii- ri 3 on galvaanisesti kytketty käytettyyn mikroliuskajohtoon. — Kuvassa 1c on esitetty keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaisen mittauselementin 1C yhden esimerkinomaisen RFID-tagin 13C toteutus joustavalle substraatille 6 ja sen poikkileikkaus suunnassa A-B. Tämä suoritusmuoto poikkeaa kuvan 1a suoritusmuodosta siinä, että RFID-tagin 13C mikropiiri 3 omaa vain kapasitiivisen kytkennän mittauselementin 1C mikro- — liuskajohtoon. Tässä edullisessa suoritusmuodossa RFID-tagin 13C mikropiiriin 3 on kytketty kaksi antennielementtiä 4a ja 4b. Se millä etäisyydellä antennielementit 4a ja 4b syöttöjohtimineen ovat mikroliuskajohtimesta 2 (etäisyys L1) vaikuttaa ka- pasitiivisen kytkennän suuruuteen.
O N Kuvassa 2a on esitetty esimerkinomaisessa RFID-tagissa hyödynnetyn mikropiirin = 25 3 toiminnallisia pääkomponentteja. 7 RFID-tagin antennielementistä 4 on galvaaninen yhteys mikropiirin 3 RF-osaan 31. = RF-osaan 31 sisältyvällä tasasuuntaajalla generoidaan antennielementin 4 kautta = vastaanotetusta RF-lähetteestä mikropiirin 3 käyttöjännite Vpp. 00
LO e RF-osa 31 käsittää myös demodulaattorin, jolla vastaanotetusta RF-lähetteestä
O N 30 demoduloidaan mittauselementin ohjausyksikön kyseiselle RFID-tagille lähettämä informaatio RFID-tagin mikropiirin 3 digitaalisen ohjausyksikön 32 käytettäväksi.
RF-osa 31 käsittää myös modulaattorin, joka moduloi mikropiirin 3 digitaalisesta ohjausyksiköstä 32 tulevan tunniste- ja mittausinformaation antennilähetteeksi, jo- ka ohjataan RFID-tagin antennielementille 4.
Mikropiirin 3 digitaalinen ohjausyksikkö 32 ohjaa RFID-tagin mikropiirin 3 toiminto- ja siihen ohjelmoitujen ohjelmarutiinien mukaisesti. Digitaalinen ohjausyksikkö 32 voi edullisesti tallentaa ainakin väliaikaisesti mittauselementin ohjausyksiköltä vas- taanottamansa mittausohjeet muistiin 33. Samoin sensorilta/sensoreilta 34 kerätyn mittausdatan digitaalinen ohjausyksikkö 32 tallentaa ainakin väliaikaisesti muistiin
33.
— Kun mittauselementin ohjausyksikkö on lähettänyt mittaus- tai mittaustulosten lä- hetyskäskyn niin eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa digitaalinen ohjausyksikkö 32 lähettää muistiin 33 tallennetut RFID-tagin tunnistetiedot RF-osan 31 modulaattorille lähetettäväksi edelleen mittauselementin ohjausyksi- kölle. Mittauselementin ohjausyksikkö on tässä suoritusmuodossa määrittänyt RFID-tagin käyttämän lähetystaajuuden ja edullisesti myös lähetystehon mittaus- elementin ohjausyksikölle menevälle lähetteelle. Edullisesti mittauselementin oh- jausyksikkö pyytää RFID-tagin lähettämään tunnistetietonsa usealla eri lähetystaa- juudella. Eri taajuuksilla vastaanottamistaan lähetteiden amplitudeista mittausele- mentin ohjausyksikkö edullisesti tekee päätelmän mittauskohteen tietyn fysikaali- sen suureen senhetkisestä arvosta.
Eräässä toisessa keksinnön edullisessa suoritusmuodossa digitaalinen mikropiirin 3 ohjausyksikkö 32 lähettää RFID-tagin tunnistetietojen lisäksi myös mikropiirin 3 sensorilta 34 saadut mittaustiedot RF-osan 31 modulaattorille. Tässä suoritus- muodossa mittauselementin ohjausyksikölle lähetetään mikropiirin 3 sensorilta 34 © 25 — saatu tiettyä fysikaalista suureetta kuvaava mittausdata analysoitavaksi.
O 2 Mikropiiriin 3 sisältyvä sensori tai sensorit 34 voivat edullisesti käsittää yhden tai n useamman mittausanturin. Yhdellä mittausanturilla voidaan mitata esimerkiksi kos- 7 teutta, painetta, tai etäisyyttä jostain kohteesta, jotka mittaustulokset mikropiirin 3 = digitaalinen ohjausyksikkö 32 lukee mittaustapahtuman yhteydessä sensoril- = 30 — ta/sensoreilta 34.
00 & Kuvassa 2b on esitetty esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukainen edullinen N mittauselementti 10. Mittauselementti 10 käsittää joustavalle substraatille 6 ainakin pääosin rullalta-rullalle-valmistusmenetelmällä valmistetut neljä RFID-tagia 13A,, 13A;, 1343 ja 1344. Esimerkin neljän RFID-tagin väliset etäisyydet mitattuna mit-
tauselementin 10 ohjausyksiköstä 19 voivat olla RFID-tagin 13A4 ja ohjausyksikön 19 välisen etäisyyden monikertoja.
Eräässä edullisessa suoritusmuodossa mitta- uselementin 10 ohjausyksiköstä 19 kauempana olevien RFID-tagien 13A3;—13A4 paikat voidaan määrittää tehtävän mittauksen ja/tai mikroliuskajohdossa käytetyn taajuuden perusteella.
Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa mittauselementin 10 mikrolius- kajohtoa ei UHF-taajuuksilla soviteta vapaasta päästään mikroliuskajohdon aal- toimpedanssiin, jolloin mikroliuskajohtoon synnytetään seisova aalto.
Tässä edulli- sessa suoritusmuodossa mittauselementin 10 ohjausyksiköstä 19 mitattuna ka- — uimmaisina olevat RFID-tagit, esimerkiksi 13A2—13A3, asemoidaan siten, että ne sijaitsevat mittauselementissä 10 käytetyllä mittaustaajuudella synnytetyn seiso- van aallon maksimikohdissa.
Tällä menettelyllä voidaan kompensoida mikroliuska- johdossa syntyvää vaimennusta mikroliuskajohdon pituussuunnassa, jolloin mitta- uselementtiin 10 voidaan asentaa RFID-tageja kauemmas ohjausyksiköstä 19 kuin — mikä olisi mahdollista ilman seisovan aallon hyödyntämistä.
Hyödynnettäessä keksinnön mukaista mittauselementtiä HF- tai LF-taajuuksilla voidaan mittauselementin mikroliuskajohto toisesta päästään edullisesti sovittaa mikroliuskajohdon aaltoimpedanssin suuruisella vastuksella.
Hyödynnettäessä keksinnön mukaista mittauselementtiä LF-taajuuksilla, esimer- — kiksi 13,56 MHz, RFID-antennin säteilykeila ulottuu syvemmälle ympäröivään ma- teriaan kuin HF- tai UHF-taajuuksilla.
Keksinnön etuna on se, että mittauselementissä voidaan hyödyntää UHF-, HF- tai LF- taajuusalueita tapauskohtaisesti siten, että optimaalinen mittaussyvyys koh- © teessa saavutetaan.
S 25 — Kuvassa 3 on esitetty eräs kuvan 2b mukaisen mittauselementin 10 käyttökohde- - esimerkki.
Mittauselementti 10 on kuvan 3 esimerkissä asennettu esimerkinomai- O sen seinäelementin 40 sisään.
Mikäli seinäelementti 40 on tehdasvalmisteinen, E voidaan keksinnön mukainen mittauselementti 10 edullisesti asentaa elementtiin jo - elementin valmistavassa tehtaassa.
Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuo- & 30 dossa mittauselementti 10 asennetaan esimerkiksi liimalla seinäelementtiin.
Sei- e nään integroidulla keksinnön mukaisella mittauselementillä 10 voidaan seurata N esimerkiksi seinäelementin kosteutta, huonetilan lämpötilaa tai painetta.
Vastaa- valla tavalla keksinnön mukaista mittauselementtiä 10 voidaan hyödyntää myös huoneistojen lattia- ja kattoelementeissä tai mittauselementillä on mahdollista val- voa rakennuksen katon toimintakuntoa. Keksinnön mukaisella mittauselementillä 10 voidaan toteuttaa esimerkiksi myös sänkysensori, jolla voidaan seurata sänkypotilaan tilaa. Samoin keksinnön mukai- sella mittauselementillä voidaan toteuttaa turvalattia, jossa olevat lattiasensorit seuraavat huoneessa olevan henkilön liikkumista ja toimintatilaa. Jos henkilön esimerkiksi todetaan makaavan lattialla liikkumatta, voidaan tilanteesta generoida hälytys hoitohenkilöstölle. Keksinnön mukaisella mittauselementillä voidaan mitata myös viljavaraston koste- — utta ja lämpötilaa tai maaperän kosteutta. Samoin turvetuotannossa on mahdollis- ta mitata turpeen kuivumista turveaumoissa. Kuvassa 4 on esitetty simulaatiotulos, jossa on esitetty viiden perättäisen RFID- tagin vaimennukset kokonaisuudessa 2 m pitkästä keksinnön mukaisesta mittaus- elementistä. RFID-tagit ovat rakenteeltaan ja mitoitukseltaan kuvan 1a mukaisia. — Kuvan 4 esimerkissä RFID-tagien välinen etäisyys tosistaan on 40 cm ja mikro- liuskajohto on sovitettu 50 O tasoon. Käytetty simulointitaajuus on 868 MHz. En- simmäisen RFID-tagin (Tag1) ja siitä kauimmaisimman RFID-tagin (Tag5) vai- mennusero on luokkaa 14 dB. Tällaisella vaimennuserolla kaikkia viittä RFID-tagia voidaan aina lukea ja ohjata mittauselementin ensimmäisessä päässä olevalla oh- — jausyksiköllä, jota kutsutaan RFID-tagien yhteydessä usein RF-lukulaitteeksi. Kun RFID-tagien lukumäärä kasvatetaan kymmeneen samalla RFID-tagien keski- näisellä etäisyydellä, on vaimennusero ensimmäisen RFID-tagin ja siitä kauimmai- sen RFID-tagin välillä on luokkaa 33 dB. Jos RFID-tagin mikropiirin toiminta-alue © on suuruudeltaan 25 dB, ei kauimmaisia RFID-tageja voi hyödyntää käytettäessä > 25 impedanssiltaan sovitettua mikroliuskajohtoa. T Kolmen kauimpana olevan RFID-tagin toimivuus on mahdollista saavuttaa myös O tässä tapauksessa, jos käytettyyn mikroliuskajohtoon synnytetään seisova aalto, E jonka maksimikohtiin kauimmaiset RFID-tagit sijoitetaan. Seisova aalto synnyte- - tään jättämällä sovittamatta mittauselementin mikroliuskajohto 50 O ominaisimpe- & 30 — danssiin sen vapaasta päästä.
O > Vaihtoehtoisesti mittauselementti voisi käsittää sekä kuvan 1a että kuvan 1c mu- kaisia RFID-tageja seuraavalla tavalla yhdistettynä. Tässä suoritusmuodossa oh- jausyksikköä lähinnä olevat RFID-tagit toteutettaisiin kuvan 1c mukaisesti pelkäs- tään kapasitiivisesti kytkeytyvinä RFID-tageina ja ohjausyksiköstä kauempana ole-
vat RFID-tagit kuvan 1a mukaisina galvaanista kytkentää hyödyntävinä RFID- tageina. Tällaisella järjestelyllä mittauselementin ohjausyksikkö voi lähettää mikro- liuskajohtoon signaaleja myös sellaisella lähetysteholla, joka voisi vahingoittaa lä- hellä olevia RFID-tageja, jos ne olisivat kytkeytyneet galvaanisesti mikroliuskajoh- toon. Kun ohjausyksikköä lähimmät RFID-tagit kytkeytyvät mikroliuskajohtoon vain kapasitiivisesti, niin suurta lähetystehoa voidaan kapasitiivisella kytkennällä vai- mentaa kymmeniä desibelejä näiden lähimpien RFID-tagien osalta. Tällöin varaa kyseisten RFID-tagien vahingoittumiselle suuren lähetystehon takia ei ole. Kuvassa 5 on esitetty vaimennuksen simulaatiotulos yhden RFID-tagin osalta. RFID-tagi on mitoitukseltaan kuvan 1a yhteydessä esitetty mitoitus. Substraatin 6 paksuus on 175 pu. Sähköä johtava maataso 5 substraatin alapinnalla on paksuu- deltaan 18 um. Substraatin 6 yläpinnalla oleva johdin 2, on paksuudeltaan 8 um ja sen leveys on 350 um. Mittaustaajuudella 866 MHz mikroliuskajohdon ja RFID-tagin välinen vaimennus onnoin 9 dB käytettäessä kuvan 1a mukaista RFID-tagia. Kuvassa 6 on esitetty heijastusvaimennuksen simulaatiotulos yhden RFID-tagin osalta. Simulaatiossa käytetty RFID-tagi on mitoitukseltaan kuvan 1a mukainen. Heijastusvaimennus yhden RFID-tagin tapauksessa on luokkaa 5 dB. Kuva 7 esittää esimerkinomaisena vuokaaviona keksinnön mukaisen fysikaalisen — suureen mittausmenetelmän päävaiheita. Vaiheessa 70 mittauselementti aktivoidaan. Aktivointi voi tarkoittaa joko jatkuvan mittauksen käynnistämistä tai ainoastaan yhtä mittauskertaa valittuna aikana. © Vaiheessa 71 mittauselementin ohjausyksikkö asettaa seuraavan käytetyn mitta- N ustaajuuden ja mittasignaalin lähetystehon. Mittauselementin ohjausyksikön aset- = 25 tama lähetystaajuus voi olla ainakin yhdellä seuraavista taajuusalueista S UHF-kaista, HF-kaista tai LF-kaista.
I = Vaiheessa 72 mittauselementin ohjausyksikkö lähettää määritetyllä taajuudella = signaalia mittauselementtiin kuuluvaan mikroliuskajohtoon. Lähete sisältää ainakin O yhden RFID-tagin tunnistetiedon.
O N 30 Vaiheessa 73 mittauselementin ohjausyksikkö tekee päätöksen siitä, esitetäänkö lähetteessä RFID-tagille myös sen asennuskohteesta mittaaman mittausdatan lä- hetyspyyntö vai ei.
Jos päätös vaiheessa 73 on se, että RFID-tagille lähetetään mittausdatan lähetys- käsky, niin vaiheessa 74 RFID-tagi vastaanottaa sille osoitetun mittauskäskyn ja mittaa fysikaalisen suureen arvon käyttäen RFID-tagin sensoria. Vaiheessa 75 RFID-tagi lähettää mittausdatan mittauselementin ohjausyksikölle, jonka mittauselementin ohjausyksikkö vastaanottaa vaiheessa 76 RFID-tagin lä- hettämän vastausviestin. Jos päätös vaiheessa 73 on se, että RFID-tagille ei lähetetä mittausdatan lähetys- käskyä, niin mittausprosessi siirtyy suoraan vaiheeseen 76. Jos ohjausyksikkö on vaiheessa 76 vastaanottanut RFID-tagilta mittausdataa mit- taavasta fysikaalisesta suureesta, niin silloin vaiheessa 77 mittauselementin ohja- usyksikkö määrittää vastausviestin sisältämästä mittausdatasta mitattavan fysikaa- lisen suureen arvon mittauskohteessa. Tämän jälkeen vaiheessa 78 tehdään päätös siitä, että lähettääkö mittauselemen- tin ohjausyksikkö mitatun fysikaalisen suureen arvon valvottavan kohteen fysikaa- lista tilaa valvovalle tiedonkäsittelylaitteelle, joka voi olla esimerkiksi PC, johon kohteesta mitattavan fysikaalisen suureen valvontaohjelma on asennettu. Mittaus- prosessi päättyy tässä tapauksessa vaiheessa 80. Jos vaiheessa 73 on tehty päätös, että RFID-tagille ei lähetetä varsinaista fysikaa- lisen suureen mittauskäskyä, vaan ainoastaan käskyn lähettää RFID-tunnisteensa, — niin silloin vaiheessa 77 mittauselementin ohjausyksikkö määrittää mikroliuskajoh- dosta RFID-tagilta palaavan lähetteen taajuuden ja amplitudin. Vastaanottamansa taajuuden ja mittaamansa amplitudin mittausarvot mittauselementin ohjausyksikkö edullisesti tallentaa muistiinsa.
O N Tässä keksinnön mukaisen menetelmän toisessa suoritusmuodossa vaiheessa 78 = 25 — tehdään päätös siitä, että vastaava amplitudimittaus tehdään myös jollain toisella 5 lähetystaajuudella. Vaiheessa 79 uusi mittaustaajuuden muutos päätetään. Tämän I jälkeen mittausprosessi palaa vaiheeseen 71, jossa ohjausyksikkö muuttaa mitta- = ussignaalin taajuutta vaiheessa 79 määritetylle taajuudelle.
N O Mittausta jatketaan mittausluupissa 71-79 niin kauan, että vaiheessa 78 todetaan D 30 — mittaukset suoritetuiksi kaikilla soveliailla mittaustaajuuksilla.
N Tämän jälkeen myös tässä suoritusmuodossa vaiheessa 78 tehdään päätös siitä, että mittauselementin ohjausyksikkö lähettää mitatun fysikaalisen suureen arvon arvoa valvovalle tiedonkäsittelylaitteelle, joka voi olla esimerkiksi PC, johon val- vontaohjelma on asennettu. Mittausprosessi päättyy tässä tapauksessa vaiheessa
80. Keksinnöllä on seuraavat tekniset edut: —Keksinnön mukainen mittauselementti on mahdollista valmistaa 10—15 m pitkäksi. Tällöin yhdellä mittauselementillä kyetään mittaamaan jonkin fysikaalisen suureen mittausarvo useasta kohtaa hyödyntämällä vain yhtä mittauspistettä, joka on mit- tauselementin ohjausyksikkö. Keksinnön mukaista mittauselementtiä voidaan soveltaa lukuisissa erilaisissa käyt- — tökohteissa vain RFID-tagin mikropiirin sensoria muuttamalla. Edelleen RFID-tagin mikropiiri voi olla toiminnoiltaan yksinkertainen, koska sen ei tarvitse laskea varsinaista mittausarvoa mittavalle fysikaaliselle suureelle. Tällaisia yksinkertaisia RFID-tagin mikropiirejä käyttämällä saadaan valmistettua hinnaltaan halpa mittauselementti. — Lisäksi keksinnön eri suoritusmuotoja yhdistelemällä on mahdollista valmistaa sel- laisia mittaelementtejä, jotka pituudeltaan riittävät isoihinkin käyttökohteisiin. Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisen mittausmenetelmän ja mittausmene- telmässä hyödynnettävän mittauselementin edullisia suoritusmuotoja. Keksintö ei rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa — lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.
O O N O
I a a
N 00
LO O O N

Claims (18)

Patenttivaatimukset
1. — Fysikaalisten suureiden pitkänomainen mittauselementti (10), joka on järjes- tetty asennettavaksi mitattavaan kohteeseen (40), joka mittauselementti (10) on — valmistettu rullalta-rullalle-valmistuslaitteistolla joustavalle eristävälle pitkänomai- selle substraatille (6), joka mittauselementti (10) käsittää: — dielektrisen substraatin (6) alapinnalle toteutetun maatason (5) — dielektrisen substraatin (6) yläpinnalle sen pituussuuntaan toteutetun mikrolius- kajohtimen (2), sekä ——dielektriselle substraatille mikroliuskajohtimen viereen toteutettuja antenniele- menttejä (4, 4a, 4b), joiden alla ei ole maatasoa (5), sekä — ainakin kaksi dielektriselle substraatille (6) valmistettua RFID-tagia (13A, 13B, 13C), joissa on mikropiiri (3) ainakin yhden fysikaalisen suureen mittaamiseksi kohteessa, jotka mikropiirit (3) on kytketty mikroliuskajohtoon (2) galvaanisesti tai — sähkömagneettisesti ja galvaanisesti ainakin yhteen antennielementtiin (4, 4a, 4b), tunnettu siitä, että mikroliuskajohdon (2) ensimmäisessä päässä on mittausele- mentin (10) ohjausyksikkö RFID-tagien (13A, 13B, 13C) ohjaamiseksi, joka oh- jausyksikkö on järjestetty: — aktivoimaan mittauselementti (10) —— määrittämään (71) fysikaalisen suureen mittauksessa mikroliuskajohdossa (2) käytettävä ainakin yksi lähetystaajuus — lähettämään (72) vastauskäsky ainakin yhdelle mittauselementin RFID-tagille (13A, 13B, 13C) ainakin yhdellä lähetystaajuudella — vastaanottamaan (76) ainakin yhdeltä RFID-tagilta (13A, 13B, 13C) vastausvies- — ti, ja — ilmaisemaan (77) mitattavan fysikaalisen suureen sen hetkinen arvo vastaanote- 00 tusta vastausviestistä.
O N
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että fysi- = kaalisen suureen arvo on järjestetty määritettäväksi mittauselementin (10) ohjaus- 7 30 — yksikössä RFID -tagin (13A, 13B, 13C) ainakin kahdella eri lähetystaajuudella lä- = hettämän RFID-tagin tunnisteen sisältävän vastausviestin signaalien amplitudeis- 3 ta. ©
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että RFID- S tagi (13A, 13B, 13C) on järjestetty mittauselementin (10) ohjausyksikön käskyllä — mittaamaan fysikaalisen suureen arvo kohteessa (40) ja lähettämään (75) mit- tausdata mittauselementin (10) ohjausyksikölle.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että käytetty lähetystaajuus on UHF-kaistalla, HF-kaistalla tai LF-kaistalla.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että aina- kin yksi RFID-tagin (13A, 13B, 13C) mikropiirin (3) kytkentäpisteistä (2a) on kytket- — ty galvaanisesti mikroliuskajohtimeen (2).
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että RFID - tagin (13A, 13B, 13C) mikropiirin (3) toinen kytkentäpiste on kytketty (3a) mikro- liuskajohdon (2) maatasoon (5) tehon syöttämiseksi RFID-tagin mikropiirille (3).
7. Patenttivaatimuksen 1, 5 tai 6 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että — mikroliuskajohtoa (2) ei ole mikroliuskajohdon toisessa vapaassa päässä päätetty mikroliuskajohdon ominaisimpedanssia vastaavaan puhtaaseen resistanssiin UHF-taajuuksilla seisovan aallon synnyttämiseksi mikroliuskajohtoon.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että mikro- liuskajohdon (2) toista vapaata päätä lähinnä olevat RFID-tagit (1342, 13A3) on — asennettu mikroliuskajohtimeen (2) syntyviin seisovan aallon maksimikohtiin UHF- taajuuksilla mikroliuskajohdon (2) pitkittäissuunnassa syntyvän tehohäviön kom- pensoimiseksi.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että mikro- liuskajohdin (2), maataso (5) ja antennielementit (4, 4a, 4b) on valmistettu joko: —- molemmin puolin kuparoidun substraatin kuparikalvoista etsaamalla — painamalla johtavaa materiaalia dielektrisen substraatin ainakin yhdelle pinnalle — laminoimalla maataso substraatin alapinnalle ja painamalla substraatin yläpin- nalle mikroliuskajohtimen ja antennielementit, tai = — ohutkalvotekniikalla kasvattamalla johtavaa materiaalia substraatille kemiallisesti . 25 — tai fysikaalisesti.
O N 10. Patenttivaatimuksen 1 tai 9 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että I mikroliuskajohdin (2), maataso (5) ja antennielementit (4, 4a, 4b) on valmistettu = käyttäen ainakin yhtä seuraavista materiaaleista kupari, hopea, alumiini tai uus- 3 hopea. = 30 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että RFID- N tagin (13A, 13B, 13C) mikropiiri (3) käsittää: — RF-etuosan (31) RF-signaalien vastaanottamiseksi ainakin yhdeltä antenniele- mentiltä (4, 4a, 4b) ja RF-signaalien lähettämiseksi ainakin yhdelle antennielemen-
tille (4, 4a, 4b) sekä tasasuuntaajan mikropiirin käyttöjännitteen synnyttämiseksi antennielementiltä vastaanotetusta RF-signaalista — digitaalisen ohjausyksikön (32) mikropiirin (3) toimintojen ohjaamiseksi — sensorin (34) ainakin yhden fysikaalisen suureen mittaamiseksi, ja — muistiyksikön (33) sensorin mittaustietojen tallentamiseksi ainakin väliaikaisesti.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että RFID -tagin (13A, 13B, 13C) mikropiirillä (3) mitattava fysikaalinen suure on kosteus, lämpötila tai paine.
13. Patenttivaatimuksen 1 tai 12 mukainen mittauselementti, tunnettu siitä, että RFID-tagin (13A, 13B, 13C) mikropiirillä (3) mitattava fysikaalinen suure on järjes- tetty mitattavaksi seinärakenteesta, lattiarakenteesta, kattorakenteesta, vuoteesta, istuimesta, viljavarastosta, kontista, eristemateriaalista, maaperästä tai turpeesta.
14. Mittausmenetelmä ainakin yhden fysikaalisen suureen mittaamiseksi mit- tauskohteessa (40), jossa menetelmässä käytetään pitkänomaista taipuisaa mikro- — liuskajohdon (2) sisältämää mittauselementtiä (10), joka on sijoitettu mitattavaan mittauskohteeseen (40), joka mittauselementti (10) käsittää lisäksi ainakin kaksi RFID-tagia (13A, 13B, 13C) antennielementteineen (4, 4a, 4b), jotka RFID-tagit kytkeytyvät mittauselementin (10) mikroliuskajohtoon (2) joko galvaanisesti tai sähkömagneettisesti, — tunnettu siitä, että mittauselementtiin sisältyvän mikroliuskajohdon ensimmäises- sä päässä oleva ohjausyksikkö: — aktivoi mittauselementin (10) — määrittää (71) fysikaalisen suureen mittauksessa mikroliuskajohdossa (2) käytet- tävän ainakin yhden lähetystaajuuden © 25 —lahettda (72) vastauskäskyn ainakin yhdellä lähetystaajuudella ainakin yhdelle N mittauselementin RFID-tagille (13A, 13B, 13C) N — vastaanottaa (76) ainakin yhden RFID-tagin (13A, 13B, 13C) lähettämän vas- N tausviestin, ja I — ilmaisee (77) mitattavan fysikaalisen suureen sen hetkisen arvon kohteessa vas- = 30 taanotetusta viestistä.
15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen mittausmenetelmä, tunnettu siitä, että D synnytetään seisova aalto mikroliuskajohtoon (2) UHF-taajuudella, kun mikrolius- N kajohtoa (2) ei päätetä sen ominaisimpedanssia vastaavaan puhtaaseen resis- tanssiin mikroliuskajohdon (2) toisessa vapaassa päässä.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen mittausmenetelmä, tunnettu siitä, että mikroliuskajohdon toista vapaata päätä lähellä olevat RFID-tagit (1342, 1343) asennetaan UHF-taajuudella mikroliuskajohtimeen (2) syntyvien seisovan aallon maksimien kohdalle mikroliuskajohdossa (2) syntyvän tehohäviön kompensoi- — miseksi.
17. Patenttivaatimuksen 14 tai 16 mukainen mittausmenetelmä, tunnettu siitä, että muutetaan mittauselementissä (10) käytettävää lähetystaajuutta (79) ja että fysikaalisen suureen arvo kohteessa määritetään RFID-tagin (13A, 13B, 13C) ai- nakin kahdella taajuudella lähettämien vastausviestien amplitudien arvoista.
18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen mittausmenetelmä, tunnettu siitä, että mi- tattava fysikaalinen suure on kosteus, lämpötila tai paine.
00
O
N
K <Q
QA
O
I a a
N 00
LO
O
O
N
FI20165821A 2016-11-01 2016-11-01 Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely FI128912B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20165821A FI128912B (fi) 2016-11-01 2016-11-01 Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely
PCT/FI2017/050748 WO2018083379A1 (en) 2016-11-01 2017-10-30 Method for measuring physical characteristics and measuring arrangement to be utilized in the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20165821A FI128912B (fi) 2016-11-01 2016-11-01 Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20165821A FI20165821A (fi) 2018-05-02
FI20165821L FI20165821L (fi) 2018-05-02
FI128912B true FI128912B (fi) 2021-03-15

Family

ID=62076757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20165821A FI128912B (fi) 2016-11-01 2016-11-01 Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI128912B (fi)
WO (1) WO2018083379A1 (fi)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10921274B2 (en) 2019-01-04 2021-02-16 John W. Hodges Apparatus for in vivo dielectric spectroscopy

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7551058B1 (en) * 2003-12-10 2009-06-23 Advanced Design Consulting Usa, Inc. Sensor for monitoring environmental parameters in concrete
US7180423B2 (en) * 2004-12-31 2007-02-20 Avery Dennison Corporation RFID devices for enabling reading of non-line-of-sight items
US7327260B2 (en) * 2005-05-19 2008-02-05 International Business Machines Corporation System and method to record environmental condition on an RFID tag
DE102007036948A1 (de) * 2007-07-19 2009-01-22 Lapp Engineering & Co. Leitungsaufnahmeeinheit
JP2009065318A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Brother Ind Ltd マイクロストリップアンテナ及び無線タグ情報読み取り装置
WO2015068316A1 (ja) * 2013-11-11 2015-05-14 日本電気株式会社 物品管理システム及び物品管理方法
US10101288B2 (en) * 2014-08-28 2018-10-16 William N. Carr Wireless impedance spectrometer

Also Published As

Publication number Publication date
FI20165821A (fi) 2018-05-02
FI20165821L (fi) 2018-05-02
WO2018083379A1 (en) 2018-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5619997B2 (ja) 湿潤環境用のアンテナ
Fujii et al. Study on the transmission mechanism for wearable device using the human body as a transmission channel
KR100963477B1 (ko) 패치 안테나
Marrocco et al. Multiport sensor RFIDs for wireless passive sensing of objects—Basic theory and early results
EP1899745B1 (en) Measuring system and method for detecting radio-frequency tags
US20140124582A1 (en) Embedded high frequency rfid
JP2002319009A (ja) Ｒｆｉｄタグ構造及びｒｆｉｄタグの電磁結合器
WO2008100672A1 (en) Electronic monitoring systems, shipment container monitoring systems and methods of monitoring a shipment in a container
JP2006319964A (ja) Ｒｆｉｄタグ用のパッチ・アンテナ
Xu et al. Miniaturised slot antenna for biomedical applications
JP4896922B2 (ja) 無線タグ及び無線タグを有する導電性パイプ
US20130193772A1 (en) Surface communication device
Wang et al. All-around package security using radio frequency identification threads
CN103109246A (zh) 用于在自动化技术中确定和/或监测化学或物理过程变量的现场设备
WO2012140310A1 (en) Method and apparatus for monitoring an environmental variable
FI128912B (fi) Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely
US10833531B2 (en) Electric power generation or distribution asset monitoring
Ali et al. RFID humidity sensor tag for low-cost applications
Bansal et al. Compact meandered RFID tag antenna with high read range for UHF band applications
Mekki et al. Investigation on the chipless RFID tag with a UWB pulse using a UWB IR-based reader
Ria et al. Performance analysis of a compact UHF RFID ceramic tag in high-temperature environments
US20190154617A1 (en) Determining a Physical Quantity With a Native Component Carrier
Svanda et al. On‐body semi‐electrically‐small tag antenna for ultra high frequency radio‐frequency identification platform‐tolerant applications
Balocchi et al. Compact green harmonic transponders for parcel tracking
US8643565B2 (en) Low-profile antenna and feed structure

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 128912

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B