埋藏于复合材料中的射频识别芯片技术:实时监控

生产线上的飞机零部件，通过埋藏在其中的射频识别芯片（Radio Frequency Identification Chip (RFID)）向工作人员报告自身所处的位置，上一步骤和下一流程的操作人员信息。信息的传递快速、准确并稳定。现如今只有少数公司在生产过程中采用了此技术进行信息记录。此技术更多地是被用来准许进出或记录时间，类似于上下班的门禁卡

　　RFID转发器的工作效果主要取决于包裹其周围的材料性能。不合适的材料会缩短信息传输的范围、降低数据质量。位于Nuremburg的Fraunhofer集成电路IIS研究所日前研发出与纤维复合材料相容的RFID转发器。以玻纤和碳纤为代表的纤维复合材料轻质高强，越来越多地被应用于汽车和飞机生产。然而，上述纤维对波频影响巨大，对RFID究竟有怎样的影响还没有准确的说法。因此，目前记录生产流程步骤主要还是靠纸盒铅笔。

　　集成电路研究所的工程师Tobias Dräger在描述纤维材料对波频影响是这样说道：“我们特别研究了RFID技术相关波频受玻璃纤维碳纤维的影响，包括低频125kHz、高频13.56MHz和超高频868MHz。研究发现三者与玻纤均有良好的相容性，而在碳纤面前信号被削弱很多。波频越高，RFID芯片的工作效果越差。”

　　但由于超高频射线的打探测范围达15米，因此非常适合应用于物流和生产领域。可是与与其相容的金属材料协同使用时，想要达到理想的信息传输质量，转发器的造价十分昂贵。“发射天线和转发器使得整个产品体积变得很大，想要把他们嵌入纤维复合材料十分困难。”Dräger表示说。不过通过与航空业同仁的合作，他的团队已经解决了这一问题。他们设计出一种超薄发射天线，可以嵌入表层铺设保护性玻纤的材料中。

　　根据欧盟统计署估算，2011年，六分之一的德国公司采用了RFID技术。就整个欧洲而言，这个数字是4%。RFID专家Maximilian Roth认为未来RFID的应用比例还将上升。“纤维复合材料领域的蓬勃扩展必定提升RFID技术与工业生产的相关性。RFID技术在物流、运输和生产领域的实证研究也通过正在进行的几个先锋项目如火如荼地开展着。“Fraunhofer IIS的另一个项目已经上马。此项目收到欧盟资助，命名为“智能纤维”（Smarkfibre）。科学家们将应用RFID技术，向埋藏于纤维复合材料中的传感器传输能量和数据。此技术的应用，将会使得风机叶片等产品的整体结构得到完整实时监控。