埋藏于復合材料中的射頻識別芯片技術:實時監控

生產線上的飛機零部件，通過埋藏在其中的射頻識別芯片（Radio Frequency Identification Chip (RFID)）向工作人員報告自身所處的位置，上一步驟和下一流程的操作人員信息。信息的傳遞快速、準確并穩定。現如今只有少數公司在生產過程中采用了此技術進行信息記錄。此技術更多地是被用來準許進出或記錄時間，類似于上下班的門禁卡

　　RFID轉發器的工作效果主要取決于包裹其周圍的材料性能。不合適的材料會縮短信息傳輸的范圍、降低數據質量。位于Nuremburg的Fraunhofer集成電路IIS研究所日前研發出與纖維復合材料相容的RFID轉發器。以玻纖和碳纖為代表的纖維復合材料輕質高強，越來越多地被應用于汽車和飛機生產。然而，上述纖維對波頻影響巨大，對RFID究竟有怎樣的影響還沒有準確的說法。因此，目前記錄生產流程步驟主要還是靠紙盒鉛筆。

　　集成電路研究所的工程師Tobias Dräger在描述纖維材料對波頻影響是這樣說道：“我們特別研究了RFID技術相關波頻受玻璃纖維碳纖維的影響，包括低頻125kHz、高頻13.56MHz和超高頻868MHz。研究發現三者與玻纖均有良好的相容性，而在碳纖面前信號被削弱很多。波頻越高，RFID芯片的工作效果越差。”

　　但由于超高頻射線的打探測范圍達15米，因此非常適合應用于物流和生產領域。可是與與其相容的金屬材料協同使用時，想要達到理想的信息傳輸質量，轉發器的造價十分昂貴。“發射天線和轉發器使得整個產品體積變得很大，想要把他們嵌入纖維復合材料十分困難。”Dräger表示說。不過通過與航空業同仁的合作，他的團隊已經解決了這一問題。他們設計出一種超薄發射天線，可以嵌入表層鋪設保護性玻纖的材料中。

　　根據歐盟統計署估算，2011年，六分之一的德國公司采用了RFID技術。就整個歐洲而言，這個數字是4%。RFID專家Maximilian Roth認為未來RFID的應用比例還將上升。“纖維復合材料領域的蓬勃擴展必定提升RFID技術與工業生產的相關性。RFID技術在物流、運輸和生產領域的實證研究也通過正在進行的幾個先鋒項目如火如荼地開展著。“Fraunhofer IIS的另一個項目已經上馬。此項目收到歐盟資助，命名為“智能纖維”（Smarkfibre）。科學家們將應用RFID技術，向埋藏于纖維復合材料中的傳感器傳輸能量和數據。此技術的應用，將會使得風機葉片等產品的整體結構得到完整實時監控。