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射频辨认技能在电机范畴的使用剖析

本文所选取的数据是申请日在1990年之后,国内、国外申请人在中国的专利申请。图1显示了在中国专利文献数据库中,电机领域涉及射频识别技术的专利申请数量分布情况。从检索的结果看,尽管射频识别技术经过了几十

射频辨认(Radio Frequency Identification,以下简称RFID)技能,又称电子标签、无线射频辨认,可经过无线电信号辨认特定方针并读写相关数据,而无需辨认体系与特定方针之间树立机械或光学触摸。

现在,林林总总的RFID相关产品和运用层出不穷,将标签附着在一辆正在生产中的汽车上,厂商便可追寻此车在生产线上的进展;库房能够追寻药品的地点;射频辨认的身份辨认卡能够使职工进入相应权限的区域;汽车上的射频应答器还能够用来征收过路费和停车费。

那么,当射频辨认技能遇到传统的电机范畴,又会碰撞出怎样的火花?咱们能够看到,RFID是经过无线电信号进行数据传输的,无线电的信号是经过调成无线电频 率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签中传送出去,以主动辨识与追寻该物品。本文拟经过我国专利文献数据库对射频辨认技能电机范畴中的运用进行整理, 希望能够协助业界了解这一范畴的专利请求状况和技能开展趋势,然后做出活跃的专利布局。

专利请求总量剖析

图1、射频辨认技能电机范畴在华请求总量散布状况

本文所选取的数据是请求日在1990年之后,国内、国外请求人在我国的专利请求。图1显现了在我国专利文献数据库中,电机范畴触及射频辨认技能的专利请求数量散布状况。从检索的成果看,尽管射频辨认技能经过了几十年的开展,现已适当老练,在各个范畴中都得到了广泛的运用,但是在电机范畴仍是一个非常新的技能 分支,在国内的请求量并不多,还处于开发运用的初级阶段。到2014年1月,笔者共检索到相关专利请求27件;第一件专利请求起始于1990年,是由美 国的西屋电气公司提交的经过检测电机中的射频信号来判别电机是否真的有毛病的专利请求。1990年,射频辨认技能的快速开展,使得电机范畴的技能人员逐渐 关注到这一技能,并希望能在电机范畴得到新的运用开发。而我国请求人提交的第一件相关专利请求始于2009年,是由华中科技大学提交的运用射频信号来进行 电机转速的无线检测的专利请求。在这27件专利请求中,国内请求人提交的专利请求总量达到了在华请求总量的61%,这阐明尽管我国在该范畴起步较晚,但申 请量却后发先至,这表现了我国请求人近几年因为对常识产权维护的重视,企业的科研投入力度加大,在专利请求量方面保持着逐渐上升的杰出态势。

国内专利请求人类型及请求范畴剖析

图2、国内请求人类型散布状况

图2为国内请求人类型散布状况,经过对国内专利请求人类型的统计剖析发现,企业请求人较多,约占64%,个人请求人约占24%,院校请求人的请求量较少,占 总数的12%。企业请求人较多,阐明射频辨认技能在电机范畴的运用有必定的商场需求;院校专利请求量较少,很大原因是射频辨认技能的老练开展和普遍性的研 究运用,不是重视高端技能研讨的高等院校研讨的要点;个人请求量占到必定的份额,阐明近年来我国对专利常识的遍及,提高了个人对提交专利请求的活跃性。

现在在悉数的27件电机范畴触及射频辨认技能的专利请求中,实用新型专利请求占到请求总量的48%,创造专利请求占到请求总量的52%,其间以《专利协作条 约》(PCT)途径提交的专利请求占到请求总量的19%,而国内请求人提交的首要是实用新型专利请求,占到国内请求人专利请求总量的76%,创造专利请求 占到国内请求人专利请求总量的24%,而且国内请求人的一部分专利请求都是在已有专利基础上进行的部分改善,且因为大都请求人对现有技能开展水平的把握不 足,导致其创造高度有待提高,故一般提交实用新型专利请求。

技能热门运用范畴

从射频辨认技能在电机范畴的详细运用来看,首要会集在以下几个方面:

一、 是运用射频无线通讯功用传输各种信号。例如,英国戴森技能有限公司于2005年1月提交了一种触及电机操控办法的专利请求,该办法运用射频信号发送电机角 度批改因子给操控器,以补偿希望输入功率与丈量输入功率之间的差异,然后依据预订提早角曲线来鼓励相位绕组。美国路创电子公司于2007年5月提交了一种 触及射频操控的电动卷帘的专利请求,其运用射频传输供给操控设备之间的无线通讯,改善金属卷筒对RF信号的屏蔽和电机内部源噪音的影响,供给答应与RF收 发器之间进行牢靠通讯的天线,确保电动卷帘的金属卷筒内的操控器和其他操控设备之间牢靠的RF通讯。

二、是运用射频辨认技能进行电机内部放 电信息的丈量。如前文所述,美国西屋电气公司提交了经过检测电机中的射频信号来判别电机是否真的有毛病的办法和设备的专利请求,该办法在发电机中线电压或 电流超越规则的门限值,并接着在规则的时刻周期内再次出现超越该门限值的第二射频信号时,才指示发电机产生毛病,防止发电机毛病的误报事端。2007年3 月,瑞典SKF公司提交了一种用于指示在电力传动体系的轴承内的座圈和翻滚元件之间的非导电介质中放电的办法的专利请求,该办法经过遥测电力传动体系发射 的射频信号,该信号包含与非导电介质中的放电相关联的射频信号,处理检测到的射频信号以猜测放电,以及指示猜测的放电。芬兰的ABB有限公司于2009年 7月提交了经过检测由放电导致的射频信号来丈量电机中轴承电流的新办法和新设备的专利请求,该办法产生同步信号,同步信号可所以与轴承电流生成源相关的任 何信号,触发射频信号检测设备作为对该同步信号的呼应,记载与所述同步信号匹配的射频信号以作为代表轴承电流的信号。

三、是运用射频辨认技 术进行电机转子方位、温度等数据的检测。例如,2009年8月,硅谷微M股份有限公司提交了一种根据射频辨认技能的转子磁体方位感测的无刷直流电机的专利 请求,该电机转子上的多个磁体,固定有RFID标签,各个RFID标签中存储有用来标识该磁体的仅有辨认字符,电机定子极齿中装置多个RFID问询天线, 用于供给RF问询信号,此方位和磁体辨认信号被RFID读取器接纳,RFID读取器处理此信息并将其发送至电机操控器和驱动器单元,然后为电机的功率换向 操控供给信息。2011年9月,美国通用电气公司提交了触及转子外表的实时丈量体系的专利请求,其将带有集成传感器的射频辨认标签放置在转子上,以便从转 子丈量各种操作数据。

四、是运用射频辨认技能进行涡轮机转子叶片的校准、监测。例如,2009年8月,丹麦维斯塔斯风力体系集团公司提交了 运用射频辨认标签来符号风力涡轮发电机转子叶片桨距角方位的校准办法的专利请求。该校准办法经过设置在转子叶片上的RFID标签和轮毂上的传感器之间的无 触摸感测方位,来校准转子叶片桨距。2010年3月,美国通用电气公司提交了涡轮叶片监测的办法和体系的专利请求,该办法和体系首要处理涡轮发动机转子叶 片在作业中的状况监测问题,运用该办法和体系能够获得在涡轮作业时的一起监测和获取转子叶片健全状况的准确方法,以防止一些叶片毛病对涡轮发动机的灾难性 损坏。

定论与主张

笔者注意到,我国射频辨认技能在电机范畴中的运用还有很大的前进空间, 现在我国请求人专心的都是运用射频辨认技能的无线通讯功用,传输的射频信号都是现已收集处理过的信号,而国外的专利请求更多的触及射频辨认技能的深层应 用,即怎么辨认出与电机各个方面有关的射频信号,例如对电机内部放电现象的研讨,对转子作业状况下旋转的方位、温度等实测数据的监测,以及对涡轮转子叶片 的校准和实时监测等。而关于这些方面的技能探究,我国的请求人进入很少,这很大程度上是因为在电机范畴自身,我国的技能水平就落后于其他国家,限制了射频 辨认技能在电机范畴的推广运用,特别是在电机技能的精细范畴,例如自身对电机内部的放电现象就未做深入研讨,也就谈不上运用RFID技能开展电机技能。

笔者注意到,因为射频辨认技能自身的特色,其不需要树立机械或光学触摸,甚至不需要在视野之内,就能够树立标签和辨认器之间的通讯衔接,而且RFID标签本 身能够装置各种传感器,那么这能够处理电机作业过程中转子的一些相关物理量欠好检测和传输的问题。例如,风力发电机中的电机装置在很高的塔杆之上,检修和 检测都很困难,为了确保整个发电机的作业状况安稳,及时发现问题,就能够运用RFID技能,进行这发面的技能探究研讨;此外,当电机产生毛病无法作业时, 运用RFID技能能够辨认是哪个部件出了问题,然后快速的处理问题。针对现在的状况,国内企业和科研院所之间应加强沟通与协作,增加对电机范畴运用射频识 别技能的研制力度,处理电机范畴的传统难题,经过不断的改善与实践,把握核心技能,缩小与国外企业的距离,然后增强我国企业的世界竞赛力,以便在未来商场 竞赛中把握主动权。

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