一种快速检测真空度的无源传感器的制作方法

本发明属于真空传感器，尤其涉及一种快速检测真空度的无源传感器。

背景技术：

1、真空绝热板是一种基于真空绝热原理制成的新型高效绝热材料，通常由芯材、阻隔膜和无纺布等部分组成。通过抽真空封装，真空绝热板能够有效消除气体对流传热和大部分气体热传导，其导热系数可低至传统保温材料的十分之一甚至更低，因其卓越的绝热性能和较薄的厚度，真空绝热板被广泛应用于冰箱冷柜、冷链物流、建筑外墙保温以及航空航天等对空间和能耗有严苛要求的领域，对于真空绝热板而言，维持内部的真空度是其保持高效绝热性能的根本前提，然而，在实际生产制造、运输、安装施工及长期使用过程中，由于阻隔膜受损、封边不良或材料老化等原因，真空绝热板易发生漏气现象，一旦发生漏气，外部气体进入板内导致真空度下降，真空绝热板的导热系数将急剧升高，会使其大幅丧失保温能力，严重的可能引发冷链断链或设备能耗暴增等后果，因此需要使用传感器对其是否真空进行监测。

2、例如公开号为cn1329720c的中国专利，公开了通过装入的散热片和测试层确定抽真空绝热板（真空板）内的气体压力，对比文件在真空绝热板内部预制“散热片”和“测试层”的结构，利用多孔测试层热导率对气体压力敏感的特性，通过外部接触式加热或测温传感器，实现了对出厂真空绝热板的无损检测，然而该方案检测装置必须直接接触vip表面，无法应用于已经预埋在墙体、集装箱和冰箱内部的真空绝热板的检测，其仅能作为出厂检测或真空绝热板裸露等少数场景下的检测手段。

3、例如公开号为cn219455413u的中国专利，公开了一种可以快速检测真空绝热板气压的无线传感器，对比文件通过弹簧、点动开关和rfid的组合可以形成一种压力感应回路，预埋在真空绝热板内可以进行真空度的测量，但是对比文件的产品体积庞大，尤其是传感器厚度大，在预埋时需要预先压制或铣槽以消除高度凸起对板材的影响，给实际应用造成了比较大的困难，批量应用较为困难。

4、鉴于此，我们提出一种快速检测真空度的无源传感器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种快速检测真空度的无源传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、有鉴于此，本发明提供一种快速检测真空度的无源传感器，包括上封装膜与下封装膜；

3、射频识别组件，所述射频识别组件设置在上封装膜与下封装膜之间，所述射频识别组件包括rfid芯片、耦合线圈与压力开关，所述rfid芯片、耦合线圈与压力开关之间串联构成无源射频回路，所述上封装膜与下封装膜将射频识别组件进行包覆，并封装为一体结构，所述下封装膜的底部设置有防尘密封粘接环。

4、在本技术方案中，本发明采用rfid芯片、耦合线圈与压力开关串联构成无源射频回路，利用真空绝热板内外大气压差驱动压力开关导通或断开，实现了真空度状态的非接触式无源检测，无需内置电源，无需接触测试，传感器整体为圆形薄膜结构，可直接预埋于真空绝热板阻隔膜袋内部，无需对芯材铣槽加工，不影响真空绝热板原有保温性能，解决了现有检测装置体积大、需外接电源、接触式检测效率低的技术痛点。

5、本发明通过铁氧体磁导层屏蔽芯材金属对射频信号的衰减，对预埋后读写距离衰减进行有效控制；均压传力片将压差均匀传递至压力开关感应区，间断式防尘密封粘接环在阻挡芯材粉尘侵入触点的同时，通过透气缺口消除密闭憋压残气风险；四层共挤封装膜兼具阻气、热封、力学支撑与低出气特性。

6、在上述技术方案中，进一步的，所述耦合线圈与下封装膜之间设置有铁氧体磁导层，所述铁氧体磁导层为柔性镍锌铁氧体薄膜，所述铁氧体磁导层的平面尺寸与耦合线圈的外径相等。

7、在本技术方案中，铁氧体磁导层为柔性镍锌铁氧体薄膜，用于提升耦合线圈的磁耦合效率并屏蔽真空绝热板芯材中金属成分对射频信号的衰减干扰。

8、在上述技术方案中，进一步的，所述压力开关的顶部贴合安装有均压传力片，所述均压传力片的顶部与上封装膜的下表面相贴合，所述均压传力片为pi薄膜圆片，所述均压传力片的直径略大于压力开关的感应区直径。

9、在本技术方案中，均压传力片为pi薄膜圆片，用于将大气压差产生的面压力均匀传递至压力开关的梳齿状叉指电极感应区，消除偏载与点接触导致的阈值漂移。

10、在上述技术方案中，进一步的，所述上封装膜和下封装膜均由pet支撑层、阻气层、热封层和热熔胶黏结层组件，所述pet支撑层、阻气层、热封层和热熔胶黏结层从外至内依次排列，所述pet支撑层、阻气层、热封层和热熔胶黏结层组合为四层共挤复合结构。

11、在本技术方案中，pet支撑层提供整体机械强度与抗弯折能力，阻气层阻隔外部气体向传感器内部渗透，热封层在热压工艺中实现上封装膜与下封装膜的熔接密封，热熔胶黏结层增强各层之间的结合力防止层间剥离。

12、在上述技术方案中，进一步的，所述pet支撑层的厚度为25微米，所述阻气层为evoh材料，其厚度为30微米，所述热封层为eva材料，其厚度为80微米，所述热熔胶黏结层的厚度为40微米。

13、在本技术方案中，pet支撑层的厚度为25微米，pet支撑层作为封装膜外层力学基体，具备优异抗拉伸、抗穿刺性能与低出气特性，为整体膜体提供尺寸稳定性，抵御抽真空挤压、温度循环带来的形变破坏；阻气层为evoh材料，其厚度为30微米，evoh材料气体阻隔性能优异，能够有效阻隔氧气、水汽等气体渗透进入传感器腔体，避免外部气体渗入干扰压力开关的压差判断；热封层为eva材料，其厚度为80微米，热封层可在热压封装工序下受热熔融，实现上封装膜、下封装膜边缘的熔接密封，保障封装腔体的气密性；热熔胶黏结层的厚度为40微米，热熔胶黏结层处于封装膜最内侧，热压时熔融浸润内部元器件表面，实现各功能元件与封装膜之间的可靠粘接固定，抑制元件移位，同时选用低出气配方，减少高真空环境下的挥发气体释放，规避对真空绝热板真空性能造成不良影响。

14、在上述技术方案中，进一步的，所述防尘密封粘接环为间断式环形结构，所述防尘密封粘接环由多段弧形低出气胶段构成，各弧形胶段之间均预留有径向透气缺口。

15、在本技术方案中，防尘密封粘接环为间断式环形结构，由多段弧形eva低出气热熔胶段构成，各胶段之间预留径向透气缺口，用于将传感器粘接固定于真空绝热板芯材表面并阻挡芯材粉尘纤维侵入传感器内部。

16、在上述技术方案中，进一步的，所述防尘密封粘接环的材料为eva低出气热熔胶，所述防尘密封粘接环的厚度为40微米，环宽为2.5毫米，所述防尘密封粘接环的透气缺口周向弧长为3毫米。

17、在本技术方案中，防尘密封粘接环的透气缺口使粘接环内侧空间与真空绝热板主真空腔连通，抽真空过程中气体可充分抽出，避免形成密闭憋压微腔。

18、在上述技术方案中，进一步的，所述压力开关为薄膜压阻式压力开关，其感应区为梳齿状叉指电极结构，触发压差对应真空绝热板内部绝对压力范围内的预设阈值。

19、在本技术方案中，压力开关为薄膜压阻式压力开关，其感应区为梳齿状叉指电极结构，两组交错布设的梳齿导电电极相互对置，电极上方覆盖压敏导电薄膜，触发压差对应真空绝热板内部绝对压力范围内的预设阈值；当真空绝热板抽真空形成内外压差并达到预设触发压差时，大气压力经传力作用挤压压敏导电薄膜，薄膜电阻率急剧降低，使两组叉指电极实现电气导通，无源射频回路通路建立；当真空绝热板漏气、内部真空劣化，内外压差低于预设触发压差时，压敏导电薄膜恢复高阻绝缘状态，叉指电极之间回路断开。

20、在上述技术方案中，进一步的，所述耦合线圈为自粘漆包铜线绕制的双层圆形线圈，所述耦合线圈的线径为0.04毫米，其匝数为100匝，电感量为4毫亨，工作频率为125千赫。

21、在本技术方案中，耦合线圈与外部读写器进行电磁耦合，rfid芯片的唯一识别信息可被非接触读取，据此判定真空绝热板真空度合格。

22、在上述技术方案中，进一步的，所述无源传感器整体为圆形薄膜结构，其直径为50毫米，所述无源传感器预埋于真空绝热板的阻隔膜袋内部。

23、在本技术方案中，薄型化的圆形外形轮廓适配真空绝热板内部的装配空间，无局部凸起，无需对真空绝热板芯材进行铣槽、预压制等额外预处理加工，不会造成芯材局部应力集中，也不会破坏阻隔膜袋完整性；无源传感器预埋于真空绝热板的阻隔膜袋内部，装配时可借助下封装膜底部的防尘密封粘接环定位贴合在芯材表面，跟随真空绝热板完成装袋、抽真空、热封整套生产工序，能够随真空绝热板一同应用于冷链集装箱、冰箱冷柜、建筑外墙保温等场景，即便真空绝热板被包覆、封装在其他构件内部而无法目视观察板材表面，外部读写器仍可隔着外层构件完成非接触式读取，实现对封装状态下真空绝热板真空度状态的快速判别。

24、本发明的有益效果是：

25、1.本发明采用rfid芯片、耦合线圈与压力开关串联构成无源射频回路，利用真空绝热板内外大气压差驱动压力开关导通或断开，实现了真空度状态的非接触式无源检测，无需内置电源，无需接触测试，传感器整体为圆形薄膜结构，可直接预埋于真空绝热板阻隔膜袋内部，无需对芯材铣槽加工，不影响真空绝热板原有保温性能，解决了现有检测装置体积大、需外接电源、接触式检测效率低的技术痛点。

26、2.本发明通过铁氧体磁导层屏蔽芯材金属对射频信号的衰减，对预埋后读写距离衰减进行有效控制；均压传力片将压差均匀传递至压力开关感应区，间断式防尘密封粘接环在阻挡芯材粉尘侵入触点的同时，通过透气缺口消除密闭憋压残气风险；四层共挤封装膜兼具阻气、热封、力学支撑与低出气特性。