一種天線以及傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于天線及傳感器領域，尤其涉及一種天線以及傳感器。
【背景技術】
[0002]無線傳感器在安全監控、自動化管理等方面的應用越來越廣泛。有些特殊部件由于其本身的特殊性，對傳感器的形狀、體積和工作方式提出了很高的要求。例如，電力開關柜的動、靜觸頭由于經常要開合操作，存在接觸不良、觸頭氧化導致的溫度過高現象，有必要安裝溫度傳感器進行監測。火車或機床的轉軸、傳動軸在如果因為摩擦引起溫度過高、會大大降低使用壽命，甚至導致安全事故，對這些軸承進行溫度監測就可以及時發現隱患，預防事故發生。這些特殊部件的共同特點是:1)具有細長柱形金屬外表；2)因為運動、旋轉、高電壓、遮擋等問題最好選擇無線電信號與外界聯系；3)對壽命、體積和維護方便性要求很高，盡量避免使用電池。因為這樣的高要求，熱敏電偶、光纖測溫這些有線傳感方式不可行，無線傳感器是最佳選擇。
[0003]無線傳感器必須用到天線。但是常規的天線用于柱形體時，往往效果不佳，表現在以下幾個方面:
[0004]一是金屬部件對于無線信號的影響很大。例如在射頻識別(RFID)領域，抗金屬標簽一直是個難點和研究熱點。這是因為金屬作為良導體，其表面的切向電場為零，這會嚴重影響貼近金屬表面的天線的工作，導致無線讀取距離近甚至讀不出來。
[0005]二是金屬對電磁波有很好的遮擋作用，如果傳感器安裝在金屬軸的一側，那么由于金屬軸的遮擋，會造成無線信號的陰影區，在另一側可能接收不到傳感信號。
[0006]三是對安裝和維護要求很高。安裝在軸上的監測器不能突出太多，不能因為安裝引入其他隱患，以免影響設備工作。維護也要求方便。
[0007]近些年市場上出現了聲表面波溫度傳感器，這種傳感器利用壓電轉換效應將無線射頻信號轉換成機械波能量而工作。因為傳感器工作不需要電池，聲表面波溫度傳感器也被稱為“無源無線傳感器”。聲表面波溫度傳感器是依靠外部的電磁波獲取工作能量的，相對于有源無線傳感器都有信號弱、讀取距離近的缺點，當用于柱形金屬部件時尤其如此。
[0008]總之，由于以上諸多原因，目前市場上還沒有一種能有效應用于電力開關柜觸頭、金屬軸承的無線溫度傳感器。現有的解決方案一般存在信號不佳，體積大、壽命短等問題。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型解決的技術問題在于:解決現有天線無線讀取距離近甚至讀不出來、造成無線信號的陰影區、缺乏軸對稱輻射特性問題、安裝和維護不便的問題，提供一種同樣適用于柱形待測物的天線。
[0010]本實用新型解決的另一技術問題在于:解決現有傳感器信號不佳，體積大、壽命短等問題，提供一種傳感器，具備無源無線、軸對稱收發信號、信號好、體積小、安裝便利等特點，同樣適用檢測金屬柱形待測物。
[0011]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案:一種天線，所述天線整體呈環形結構，包括同軸套設的環形絕緣支撐、位于天線內側的環形地電極以及位于天線外側的天線輻射體；環形天線地電極與天線輻射體之間徑向間隔一定距離；所述天線輻射體繞成環形或弧形；所述天線環形結構對應的中心角為180-360度。
[0012]所述環形天線地電極緊貼于環形絕緣支撐內壁；所述天線輻射體安裝于環形絕緣支撐內；所述環形絕緣支撐、環形天線地電極、天線輻射體呈筒狀結構；所述環形天線地電極的寬度不小于絕緣支撐寬度；所述天線輻射體寬度不大于天線地電極寬度。
[0013]所述天線輻射體與天線地電極之間形成短路或開路；天線輻射體與天線地電極之間添加補償電容和/或電感。
[0014]所述天線輻射體為金屬帶；所述天線地電極是金屬環；所述天線輻射體靠近環形絕緣支撐的外側壁；所述天線輻射體繞成的環形或弧形其中心角為180-360度；所述天線套環形結構包括連續閉合的環形或者兩端斷開的開口環形結構；所述開口環形結構的天線，天線環形或弧形周長上形成一段缺口 ；所述開口環形結構的天線具有彈性，可彈性地張開或向內收攏。
[0015]所述環形絕緣支撐為實心環或空心環；當環形絕緣支撐為實心環時，所述天線輻射體嵌埋于所述絕緣支撐的實心環內且貼近環形外側壁；當所述環形絕緣支撐為空心環時，所述環形絕緣支撐包括環形內側壁以及同軸環形外側壁，所述環形內側壁與環形外側壁之間間隔一定距離地形成環形槽，所述天線輻射體環繞于環形槽內緊貼于絕緣支撐的外側壁，其高度與環形槽上端圓弧面齊平。
[0016]本實用新型還提供一種傳感器，包括所述的天線，進一步還包括傳感芯片，所述傳感芯片與所述天線之間電連接。
[0017]所述傳感芯片為聲表面波傳感芯片，或者是通過對接收電磁波進行整流取電的半導體傳感器芯片。
[0018]所述傳感器為溫度或振動或加速度或角速度傳感器，所述傳感器進一步包括金屬座；所述金屬座安裝于所述環形絕緣支撐內，所述傳感芯片安裝于所述金屬座上；所述金屬座與所述天線地電極外表面緊密接觸或為一體結構；所述傳感器上設置自鎖固結構，可自動張開或鎖緊地與位于其環形內心的待測物相配合；所述自鎖固結構為彈性結構；所述彈性結構包括由壓縮彈簧彈性支撐的彈塊，或者為彈簧，或者為彈片。
[0019]所述傳感芯片安裝于環形槽內或嵌埋于所述絕緣支撐的實心環內；所述金屬座安裝于所述環形槽內或嵌埋于所述絕緣支撐的實心環內；所述傳感器進一步包括環形蓋體，所述蓋體蓋于所述環形槽上；所述蓋體與環形槽側壁之間通過卡合、螺紋、或漲緊的方式配合；所述蓋體上設置有增大手指摩擦的指紋區；所述彈性結構包括一彈簧以及彈塊；所述彈簧收容于所述環形絕緣支撐的環形槽內；所述彈簧兩端分別抵接于環形槽和彈塊之間；所述環形槽的內側壁上對應設置穿孔，所述彈塊可伸縮地穿過所述穿孔，彈性抵緊于所述傳感器環形內部安裝的待測物體表面。
[0020]所述環形天線地電極的寬度大于環形絕緣支撐的寬度，并在其兩端向外側延伸；所述環形天線地電極的兩端側壁上形成穿孔。
[0021]所述芯片為聲表面波溫度傳感芯片或通過對接收電磁波進行整流取電的半導體溫度傳感器芯片。
[0022]本實用新型產生的有益效果:通過采用具有軸對稱輻射特性的套環形抗金屬天線，可以方便的安裝在柱形設備外圍，具有軸對稱輻射特性好、高度低和抗金屬的特點，非常適合用于電力設備觸頭、軸承和火箭導彈等具有金屬外殼的柱形裝置。
[0023]另一方面，本實用新型的無線傳感器是無線讀取的，不需要電池供電，具有無源無線的優點，而且通過采用具有軸對稱輻射特性的套環形抗金屬天線，解決了金屬柱形體的無線檢測信號在不同角度位置差異大的問題；保證了傳感器現場安裝時無需附加的緊固裝置，利用其自身結構固定，安裝使用十分便捷與方便。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型實施例一無源無線溫度檢測套環具體實施例的軸向結構示意圖。
[0025]圖2是圖1套環的俯視圖。
[0026]圖3 (a)和圖3 (b)分別是本實用新型實施例二采用第一種金屬帶饋電和接地方式的天線結構原理性示意圖和結構實現圖。
[0027]圖4是本實用新型實施例二采用第二種金屬帶饋電和接地方式的天線結構原理性不意圖。
[0028]圖5是本實用新型實施例二采用第三種金屬帶饋電和接地方式的天線結構原理性不意圖。
[0029]圖6是本實用新型實施例三采用第四種金屬帶饋電和接地方式的天線結構原理性不意圖。
[0030]圖7是本實用新型實施例三傳感器的結構示意圖。
[0031]圖8是本實用新型實施例三傳的感器安裝動觸頭臂上示意圖。
[0032]圖9(a)是本實用新型實施例四的傳感器平面結構示意；圖9(13)是圖9(a)的立體爆炸圖。
[0033]圖10是本實用新型實施例四的傳感器安裝動觸頭臂上示意圖。
[0034]圖11是本實用新型實施例五傳感器立體圖。
[0035]圖12是本實用新型實施例五傳感器側視圖。
[0036]圖13是本實用新型實施例五傳感器立體分解圖。
[0037]圖14(a)是本實用新型實施例五傳感器的主視平面圖；圖14(b)是圖14(a)沿B_B方向的剖視圖。
[0038]圖15是本實用新型實施例六無線測溫系統的示意圖。
[0039]圖16(a)是本實用新型實施六使用的工字彈片的主視平面圖；圖16(b)是彈片嵌入到傳感器兩個開槽后的截面圖。
[0040]圖17是本實用新型實施例六測溫系統的立體爆炸圖。
[0041]圖18是本實用新型實施例六用于局部增加觸臂直徑的彈性鋁環配件，其中18(a)為立體圖，18(b)是18(a)沿C一C線的剖視圖。
【具體實施方式】
[0042]為了使本實用新型的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，