Ganzmetall-RFID-System für schwierigste Einsatzbedingungen
RFID-Systeme sind in der Automobil- und Lebensmittelindustrie sowie im Transportwesen oft extremen Umgebungsbedingungen ausgesetzt und müssen resistent sein gegenüber großen Temperaturschwankungen und mechanischen oder chemischen Beanspruchungen.
Veröffentlicht: Novemberausgabe 2008 "RFID im Blick"
Das Schweizer Unternehmen Contrinex hat für diesen Einsatz ein RFID-System mit Ganzmetallkomponenten (Schreib-/Leseköpfesowie Tags) aus Edelstahl entwickelt, das besonders für den Einsatzin äußerst anspruchsvollen Umgebungsbedingungen ausgelegtist. Die Produktfamilie besteht aus nicht bündig einbaubarenSchreib-/Leseköpfen in Baugrössen M18 und M30 mit passendennichtbündig und bündig einbaubaren Datenträgern vom Durchmesserzehn Millimeter bis M30. Die Datenträger sind alle beschreib- und lesbarund verfügen über einenSchreib-/Lesespeicher von zwei Kilobit. Worte oder Speicherbereiche könnenmittels persönlicher Identifikationsnummer (PIN) oder Datenschutz-Bitsschreib- und/oder lesegeschützt werden.
Technologie aus Edelstahl
Die ConIdent-Ganzmetall-Technologie garantiert einerseits, dass die realisierten Datenträger und Schreib-/Leseköpfe dank ihres einteiligen Gehäuses aus Edelstahl mechanisch sowie chemisch nahezu unzerstörbar sind. Dies bedeutet, dass die Komponenten sowohl kratz- und druckfest sowie abrieb- und korrosionsbeständig sind. Dank der relativ dicken Metallwand an der aktiven Fläche ist diese resistent gegen Schläge von außen. Beläge können zudem mit groben Mitteln entfernt werden.
Wasserfest und hochtemperaturbeständig
Da widrige Umgebungsbedingungen häufig mit großen Temperaturschwankungen verbunden sind, bietet Contrinex zusätzlich Ganzmetall-Schreib-/Leseköpfe und Tags an, die für einen Betriebstemperaturbereich von Minus 20 bis Plus 125 Grad Celsius optimiert sind. Alle Ganzmetall-Datenträger sind IP 68 und funktionieren somit problemlos auch unter Wasser. Hinzu kommen Modelle, die zusätzlich die Schutzart IP 69K aufweisen.
Während IP 68 normalerweise einen zeitlich unbegrenzten Betrieb unter Wasser garantiert, bezieht sich die Schutzart IP 69K auf die Beständigkeit von elektrischen Betriebsmitteln gegen Hochdruckstrahl-Reinigung. Die speziell im Lebensmittelbereich übliche Hochdruckstrahl-Reinigung greift Metalle und Kunststoffe aller Art an und stellt besondere Anforderung in Bezug auf Druck, erhöhte Temperatur (Heißwasser) und chemisch hoch aktive Reinigungs- und Desinfektionsmittel (insbesondere Wasserstoffperoxyd, aber auch andere alkalische und chlorhaltige Produkte).
Aufwendiges Prüfverfahren
Die Schutzart IP 69K ist an ein aufwendiges, standardisiertes Prüfverfahren gebunden. Bei der IP 69K-Prüfung wird das zu prüfende Gerät auf einen mit fünf Umdrehungen pro Minute drehenden Tisch montiert. Während des Prüfablaufs wird der Prüfling je 30 Sekunden unter Winkeln von null, 30, 60 und 90 Grad bespritzt. Der Strahl kommt aus einer Flachstrahldüse aus einer Entfernung von 100 bis 150 Millimetern, bei einer Strahltemperatur von 80 ± fünf Grad Celsius, einem Durchfluss von 14 bis 16 Litern pro Minute und einem Druck von 8 000 bis 10 000 kPa. Um dieser anspruchsvollen Prüfung standzuhalten, müssen die elektronischen Komponenten, hier die RFID-Tags, folgenden Anforderungen genügen: Die Abdichtungen müssen schädliches Eindringen von Flüssigkeiten, auch unter Druck, verhindern, die Materialien müssen den Chemikalien und der Temperatur gewachsen sein und die Elektronik muss die Temperaturwechsel aushalten können.
Die IP 68 und IP 69K beständigen Datenträger sind in ein einteiliges Ganzmetallgehäuse aus lebensmittelechtem V4A eingebaut und hinten mit einer laserverschweißten Metallwand abgeschlossen. Die Tags sind zudem auch als Hochtemperaturversion für Betriebstemperaturen bis 125 Grad Celsius erhältlich.
Vollbündiger Einbau in Metall
Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen sind die Ganzmetall- Datenträger vollbündig in Metall einbaubar, was die Komponenten zusätzlich vor mechanischer Beschädigung schützt und garantiert, dass die Datenübertragung auch im metallischen Umfeld problemlos abläuft. Messungen mit vollbündig eingebauten Tags haben zudem gezeigt, dass die erreichten Schreib-/Leseabstände vom Tag-Trägermaterial abhängig sind und somit variieren. Die ConIdent-Tags bleiben jedoch auch beim vollbündigen Einbau in alle möglichen Metalle funktionstüchtig, auch wenn sich die Schreib-/Leseabstände dadurch beträchtlich verändern können.
Schreib- und Leseabstand korrekt nutzen
Um vom erreichbaren Schreib-/Leseabstand maximal profitieren zu können, muss Folgendes beachtet werden: Der Arbeitsbereich bezieht sich auf den Bereich vor dem Schreib-/Lesekopf, in dem sich die Mitte der aktiven Fläche des Datenträgers befinden muss, um mit diesem kommunizieren zu können. Der Arbeitsbereich ist meist kugelförmig. Für ein bestmögliches Schreib-/Leseresultat sollte sich der Datenträger im Abstand S0 vor der aktiven Fläche des Schreib-/Lesekopfs bewegen.
Die Qual der Wahl
Der Arbeitsbereich ist zudem abhängig von der Kombination Schreib-/Lesekopf - Datenträger. Grundsätzlich gilt, dass Schreib-/Leseköpfe mit aktiver Fläche aus Kunststoff sowohl auf Kunststoff- wie auch Ganzmetall-Tags größere Schreib-/Leseabstände erreichen als Ganzmetall-Schreib-/Leseköpfe. Eine Kombination zwischen Ganzmetall-Tags und Schreib-/Leseköpfen mit Kunststoffkappe stellt hingegen kein Problem dar, wobei der erreichteAbstand mit zunehmender Größe des Tags ebenfalls zunimmt.Sollte nur der Datenträger widrigen Umgebungsbedingungen ausgesetztsein, ist es durchaus ratsam, Ganzmetall-Tags mit Standard-Schreib-/Leseköpfen zu kombinieren. Sind die letzteren jedochebenfalls mit schwierigen Einsatzbedingungen konfrontiert, musseine Ganzmetall-Kombination gewählt werden. In diesem Fall ist zu beachten, dass die Kombination kleiner Datenträger - großerSchreib-/Lesekopf in Ausnahmefällen zu Problemen führen kann. Es ist daher ratsam, die Größe der Tags auf die eingesetzten Schreib-/Leseköpfe abzustimmen.
Transponderelemente und SLK aus Edelstahl
- Kratz- und druckfest
- Resistent gegenüber mechanischen oder chemischen Beanspruchungen.
- Abrieb- und korrosionsbeständig
- Resistent gegen Schläge
- Optimiert für einen Betriebstemperaturbereich von -40 bis +125 Grad Celsius
- Lagertemperatur -40 bis + 150 Grad Celsius für zwei Stunden
- IP 68 und IP 69K-Standard
- Vollbündig in Metall einbaubar
- Passwortschutz
Transponderelemente und SLK aus Kunststoff
- Größere Schreib-/Leseabstände in Kombination zwischen Schreib-/Leseköpfe mit aktiver Fläche aus Kunststoff und Kunststoff- wie auch Ganzmetall-Tags
- Optimiert für einen Betriebstemperaturbereich von -40 bis +125 Grad Celsius
- Lagertemperatur -40 bis + 150 Grad Celsius uneingeschränkt
- Passwortschutz
Peter Heimlicher ist Geschäftsführer des Unternehmens Contrinex AG.
info(at)contrinex.de
