一種石油專用管材rfid電子標簽裝置制造方法
【專利摘要】一種石油專用管材RFID電子標簽裝置，屬于射頻（RFID）技術在物聯(lián)網(wǎng)領域的應用【技術領域】。塑料材質(zhì)套管的外層包裹保護塑料材質(zhì)的薄金屬面，塑料材質(zhì)套管的內(nèi)腔連接外塑坯護套塑料材質(zhì)封面，外塑坯護套塑料材質(zhì)封面有粘貼標簽的槽位，粘貼標簽的槽位連接長方形或正方形RFID標簽，塑料材質(zhì)套管內(nèi)車有連接專用管的內(nèi)螺紋，塑料材質(zhì)套管的底端連接槽位，槽位為4個。本實用新型的優(yōu)點是因為充分應用了原配套裝置，所以結構簡單，性價比高。金屬環(huán)境的背景下，巧妙地避開了金屬環(huán)境，標簽成本低，防擠壓、防碰撞性好。模擬出、入庫作業(yè)流程過程進行標簽讀取率測試，讀取率達到了100%。
【專利說明】—種石油專用管材RFID電子標簽裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種石油專用管材RFID電子標簽裝置，屬于射頻(RFID)技術在物聯(lián)網(wǎng)領域的應用【技術領域】。
【背景技術】
[0002]RFID技術是一種非接觸式的自動識別技術，它利用射頻信號，實現(xiàn)對目標對象的自動識別并獲取相關數(shù)據(jù)。在這里，目前對象我們選用的是UHF電子標簽，而影響讀取率的因素之一是射頻的本征特性。如紙質(zhì)產(chǎn)品、木頭、絕緣的塑料和紙板對射頻是半透明的；含液體的物資，特別是含鹽的液體和食物，都會吸收超高頻(UHF)射頻能量；金屬和非常薄的金屬泊片會讓無線電波偏離目標，阻止無線電波穿過；電子標簽的天線受周圍環(huán)境的影響很大，電子標簽彼此太靠近，會形成電容性耦合，使天線失諧；反射是由于材料的表面有與周圍環(huán)境空氣不同的介電常數(shù)不同而產(chǎn)生的。信號反射可能是RFID技術在UHF頻段遭到的最嚴重的問題，因為反射的電磁波強度會蓋住標簽背向散射(Backscatter)的信號，讓讀取器無法辨識標簽的相應內(nèi)容。因此，影響讀取率的主要因素是RFID的讀取環(huán)境。讀取環(huán)境取決于標簽的選用與標簽的粘貼位置、天線架設方式，閱讀器功率與參數(shù)的設定等。
[0003]一般在選擇RFID讀取環(huán)境時，應該盡量避開金屬反射環(huán)境。但目前在石油企業(yè)倉儲管理中主要是02大類材料(石油專用管材)的管理，即標的物本省就是金屬制品，欲達到滿意的讀取率恐怕只有使用無源的金屬專用標簽或客制化金屬標簽，但是，這兩種標簽相對無源的普通標簽成本大約高出10?20倍左右。就目前長慶油田而言，一年吞吐量約為380萬噸，I噸鋼材平均為5根鋼管，即一年的吞吐量為1900萬根，標簽成本太高是無法從事這項技術革新的；另一方面，在石油專用管材出入庫流程中，即是不計成本，選用了無源的金屬專用標簽或客制化金屬標簽，標簽的粘貼位置起到了決定的作用，一是粘貼的標簽不能被擠壓、碰撞，二是背景環(huán)境的反射電波不能太強，否則仍然無法保證100%的讀取率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種石油專用管材RFID電子標簽裝置，為實現(xiàn)石油企業(yè)倉儲管理中02大類材料(石油專用管材)的自動采集功能，保證出入庫、盤點等作業(yè)流程中RFID標簽的識別讀取率達到100%。
[0005]一種石油專用管材RFID電子標簽裝置，塑料材質(zhì)套管的外層包裹保護塑料材質(zhì)的薄金屬面，塑料材質(zhì)套管的內(nèi)腔連接外塑坯護套塑料材質(zhì)封面，外塑坯護套塑料材質(zhì)封面有粘貼標簽的槽位，粘貼標簽的槽位連接長方形或正方形RFID標簽，塑料材質(zhì)套管內(nèi)有連接專用管的內(nèi)螺紋，塑料材質(zhì)套管的底端連接槽位，槽位為4個。
[0006]一種石油專用管材RFID電子標簽裝置，用于替代目前使用的石油專用管外塑坯護套，
[0007]外塑坯護套是為保護管材陽絲端口的，外塑坯的封面正好是一個內(nèi)置于管材端口截面的塑料材質(zhì)，將RFID電子標簽粘貼或鑲嵌在這個封面上；[0008]外塑還外嵌了薄的金屬套筒(在同心圓截面上的最外層約有10?12mm厚的金屬環(huán)面)，
[0009]外塑坯塑料封面的深度改淺:小口徑管材深度小于20mm，大口徑深度小于30mm，
[0010]塑料封面中心開淺的長方形槽，長方型槽長度小于外塑坯塑料封面的直徑，寬度在20mm之內(nèi)；對于較小口徑的石油專用管材，塑料封面中心開淺的正方形槽，邊長小于塑料封面的直徑；
[0011]選用滿足讀寫距離大于5m的長方形或正方形紙質(zhì)標簽，將紙質(zhì)標簽封裝在塑料卡片內(nèi)，用丙烯酸膠粘劑固定在槽位內(nèi)。
[0012]一種石油專用管材RFID電子標簽識別方法，含有以下步驟；當進行入庫吊裝或出庫抓管時，由RFID系統(tǒng)的移動讀寫器通過發(fā)射天線8發(fā)送特定頻率的射頻信號，以掃射這4根電子標簽裝置，當電子標簽7進入有效區(qū)域時產(chǎn)生感應電流，從而獲得能量被激活，使得電子標簽7將自身信息通過內(nèi)置射頻天線發(fā)送出去；讀寫器的接收天線接收到從標簽發(fā)送來的調(diào)制信號，經(jīng)天線調(diào)制器發(fā)送到讀寫器信號處理模塊，經(jīng)解調(diào)和解碼后將有效信號送至后臺主機系統(tǒng)進行相關處理。
[0013]出庫時的讀寫步驟:
[0014]一、在出庫作業(yè)過程中
[0015]I)組裝固定讀寫器為移動讀寫器系統(tǒng)(鏟車、固定讀寫器、天線及UPS組成)；
[0016]2)將標簽粘貼置管件的鋼管護套內(nèi)(塑料材質(zhì))，要求距離護套最外直徑不能大于50mm ；
[0017]3)作業(yè)開始，抓管機一次抓取15根管件；要求距移動器一定的距離(滿足作業(yè)安全距離)，一定的高度，以正常作業(yè)的速度通過移動讀寫器；
[0018]4)通過手持終端的系統(tǒng)軟件發(fā)出讀命令，開始讀取標簽信息。
[0019]入庫時的讀寫步驟:
[0020]一、在入庫作業(yè)過程中
[0021]I)組裝固定讀寫器為移動讀寫器系統(tǒng)(鏟車、固定讀寫器、天線及UPS組成)；
[0022]2)將標簽粘貼置管件的鋼管護套內(nèi)(塑料材質(zhì))，要求距離護套最外直徑不能大于50mm ；
[0023]3)作業(yè)開始，天車一次吊取46根管件；要求距移動器一定的距離(滿足作業(yè)安全距離)，一定的高度，以正常作業(yè)的速度通過移動讀寫器；
[0024]4)通過手持終端的系統(tǒng)軟件發(fā)出讀命令，開始讀取標簽信息。
[0025]盤點時的讀寫步驟:
[0026]一、在盤點作業(yè)過程中
[0027]I)組裝固定讀寫器為移動讀寫器系統(tǒng)(鏟車、固定讀寫器、天線及UPS組成)；
[0028]2)將標簽粘貼置管件的鋼管護套內(nèi)(塑料材質(zhì))，要求距離護套最外直徑不能大于50mm ；
[0029]3)盤點開始，移動讀寫器距所盤點管件一定的距離(滿足作業(yè)安全距離)，不定的高度，掃描這些管件；
[0030]4)通過手持終端的系統(tǒng)軟件發(fā)出讀命令，開始讀取標簽信息。
[0031]本實用新型的優(yōu)點是因為充分應用了原配套裝置，所以結構簡單，性價比高。[0032]金屬環(huán)境的背景下，巧妙地避開了金屬環(huán)境，標簽成本低，防擠壓、防碰撞性好。
[0033]出、入庫作業(yè)流程過程標簽讀取率達到了 100%。
[0034]本實用新型的優(yōu)點是因為充分應用了原配套裝置，所以結構簡單，性價比高。金屬環(huán)境的背景下，巧妙地避開了金屬環(huán)境，標簽成本低，防擠壓、防碰撞性好。模擬出、入庫作業(yè)流程過程進行標簽讀取率測試，讀取率達到了 100%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定，如圖其中:
[0036]圖1是依據(jù)本實用新型提出的一種石油專用管材RFID電子標簽裝置結構示意圖。
[0037]圖2是該裝置結構的主視圖。
[0038]圖3是該裝置結構的俯視圖。
[0039]圖4是4根安裝有RFID電子標簽裝置的專用管件在作業(yè)流程中的讀取過程。
[0040]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
【具體實施方式】
[0041]顯然，本領域技術人員基于本實用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本實用新型的保護范圍。
[0042]實施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4所示，
[0043]一種石油專用管材RFID電子標簽裝置，塑料材質(zhì)套管2的外層包裹保護塑料材質(zhì)的薄金屬面1，塑料材質(zhì)套管2的內(nèi)腔連接外塑坯護套塑料材質(zhì)封面3，外塑坯護套塑料材質(zhì)封面3上開挖一個淺的粘貼標簽的槽位4，粘貼標簽的槽位4連接長方形(或正方向)RFID標簽7，塑料材質(zhì)套管內(nèi)車有連接專用管的內(nèi)螺紋5，塑料材質(zhì)套管2的底端連接為上護絲套使用專用工具所留的槽位6，槽位6為4個。
[0044]石油專用管兩端口陽絲扣和陰絲扣連接有外塑坯護套和內(nèi)塑坯護套，一種石油專用管材RFID電子標簽裝置可以替代外塑坯護套，RFID電子標簽粘貼或鑲嵌在外塑坯的封面上；外塑坯外嵌金屬套筒，在同心圓截面上的最外層有10?12mm厚的金屬環(huán)面，外塑坯的塑料封面的深度為:小口徑管材深度小于20mm，大口徑深度小于30mm ;塑料封面中心有長方形(或正方形)槽，長方型槽長度小于外塑坯的塑料封面的直徑，寬度在20mm之內(nèi)；正方向槽位邊長小于外塑坯封面的直徑；長方形或正方形紙質(zhì)標簽封裝在塑料卡片內(nèi)，通過丙烯酸膠粘劑固定在長方形槽的槽位內(nèi)。
[0045]石油專用管材RFID電子標簽裝置，是對目前石油專用管材護絲套件外塑坯的改進。
[0046]為保護石油專用管兩端口陽絲扣和陰絲扣不被劃傷和損壞，均設計有外塑坯護套和內(nèi)塑坯護套，內(nèi)塑坯護套結構不易改造為RFID電子標簽裝置，因為在內(nèi)塑坯護套的制造工藝中，加強保護塑料材質(zhì)的鋼圈占了護套內(nèi)壁的2/3面，不利于標簽讀寫避開金屬反射環(huán)境；故在這里選用外塑坯護套。[0047]外塑坯護套是為保護管材陽絲端口的，外塑坯的封面正好是一個內(nèi)置于管材端口截面的塑料材質(zhì)，將RFID電子標簽粘貼或鑲嵌在這個封面上，即保證標簽不受擠壓和碰撞，又能夠保證作業(yè)流程中讀寫器在讀取標簽時盡可能的避開了金屬反射環(huán)境，使用普通標簽就能夠識別。
[0048]通過進一步分析外塑坯的結構，認為外塑坯為加強塑料材質(zhì)的保護，外嵌了薄的金屬套筒(在同心圓截面上的最外層約有10?12mm厚的金屬環(huán)面)，而所有石油專用管材的外塑坯塑料封面離管口端面又太深(一般在70?80_)，當電磁波還沒有發(fā)射到一些管件的標簽處，就被薄的金屬套筒面反射回來。
[0049]也就是說，讀寫環(huán)境還是沒有完全避開金屬反射環(huán)境。
[0050]解決方法一是生產(chǎn)的外塑坯不設計金屬套筒保護層。但專用管材在儲運過程中，硬碰撞是時常發(fā)生的，必須鑲嵌金屬保護套。
[0051 ] 解決方法二是外塑坯塑料封面的深度改淺，這就相當于標簽被電磁波直射的范圍增大，只要小口徑管材深度小于20mm，大口徑深度小于30mm，就可以避開金屬環(huán)境，保證生產(chǎn)作業(yè)流程中標簽的讀取率達到100%。即通過改進外塑坯的結構，統(tǒng)一設計生產(chǎn)實用新型的外塑坯RFID電子標簽裝置，就能夠?qū)崿F(xiàn)石油企業(yè)倉儲管理中02大類材料(石油專用管材)的自動采集功能。
[0052]所述外塑坯的塑料封面做加厚處理，對于較大口徑的石油專用管材，塑料封面中心開淺的長方形槽，長方型槽長度略小于外塑還塑料封面的直徑，寬度在20mm之內(nèi)；對于較小口徑的石油專用管材，塑料封面中心開淺的正方形槽，邊長小于塑料封面的直徑。
[0053]所述外塑坯的內(nèi)螺紋長度依據(jù)石油專用管材外徑絲扣的長度而定。
[0054]為降低成本可選用滿足讀寫距離大于5米的長方形或正方形紙質(zhì)標簽，為防水、防油污將紙質(zhì)標簽封裝在塑料卡片內(nèi)，用丙烯酸膠粘劑固定在槽位內(nèi)。
[0055]選擇性能良好的讀寫器，功率等參數(shù)設定正常，移動讀寫器天線架設的方式選擇最優(yōu)。
[0056]每根專用鋼管在出廠發(fā)貨前，就必須安裝這種電子標簽裝置，如圖1、圖2、圖3所
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[0057]每個粘貼的無源電子標簽依據(jù)客戶需求寫有這根管子的主要信息如ID號、規(guī)格、名稱、管長、重量等。
[0058]標簽讀取過程參見以下示意圖所示:
[0059]圖4中，是4根安裝有RFID電子標簽裝置的專用管件在作業(yè)流程中的讀取過程。
[0060]保護塑料材質(zhì)的薄金屬面I ;塑料材質(zhì)套管2 定厚度(約4?5mm)外塑還護套塑料材質(zhì)封面3，對于小口徑專用管件，此封面距離管件口徑一定要小于20mm，對于大口徑專用管件，此封面距離管件口徑一定要小于30mm ;粘貼標簽的槽位4，小口徑專用管件標簽的槽位為正方向，邊長小于封面的長度即可。大口徑專用管件標簽的槽位為長方向，長邊小于封面的長度即可，而短邊依據(jù)選型標簽被塑封后的寬度來定(一般大于20_);塑料材質(zhì)套管的內(nèi)螺紋5 ;上護絲套使用專用工具所留的槽位6 ；RFID電子標簽7。
[0061]在作業(yè)的現(xiàn)場，當進行入庫吊裝或出庫抓管時，由RFID系統(tǒng)的移動讀寫器通過發(fā)射天線8發(fā)送特定頻率的射頻信號，以掃射這4根電子標簽裝置，當電子標簽7進入有效區(qū)域時產(chǎn)生感應電流，從而獲得能量被激活，使得電子標簽7將自身信息通過內(nèi)置射頻天線發(fā)送出去；讀寫器的接收天線接收到從標簽發(fā)送來的調(diào)制信號，經(jīng)天線調(diào)制器發(fā)送到讀寫器信號處理模塊，經(jīng)解調(diào)和解碼后將有效信號送至后臺主機系統(tǒng)進行相關處理。
[0062]通過依次讀取吊裝的貨物信息，可以得到整批次的進貨或出貨信息，實現(xiàn)自動采集功能。
[0063]在讀取過程中，相比其他的自動識別技術，具有以下特點:
[0064]可進行高速移動物體識別，實際過程中只要滿足機械吊運裝的移動速度即可；
[0065]多目標識別；
[0066]非接觸識別；
[0067]數(shù)據(jù)存儲容量大；
[0068]可反復擦寫；
[0069]具有穿透性，如紙張、塑料等。
[0070]但如果是金屬環(huán)境，則必需進行特殊處理，即在整個實施過程中關鍵因素仍是我們關心的讀取率，在這種特定的情形下，通過選用這種電子標簽裝置，避開金屬反射環(huán)境，保證標簽能夠進入有效區(qū)域被激活，且100%的被激活，從而可以保證100%的讀取率。
[0071]出庫時的讀寫率測試
[0072]通過“長慶油田RFID物資管理系統(tǒng)軟件(實驗版)”對實際應用場景中選用的標簽(型號為9640)進行出庫讀寫率的測試；
[0073]測試步驟:
[0074]一、出庫作業(yè)過程中，測試每次所抓管件標簽的讀取率；
[0075]I)組裝固定讀寫器為移動讀寫器系統(tǒng)(鏟車、固定讀寫器、天線及UPS組成)；
[0076]2)將標簽粘貼置測試管件的鋼管護套內(nèi)(塑料材質(zhì))，要求距離護套最外直徑不能大于50mm ；
[0077]3)作業(yè)開始，抓管機一次抓取15根管件；要求距移動器一定的距離(滿足作業(yè)安全距離)，一定的高度，以正常作業(yè)的速度通過移動讀寫器；
[0078]4)通過手持終端的系統(tǒng)軟件發(fā)出讀命令，開始讀取標簽信息，觀察每次標簽的讀取情況；
[0079]5)測出讀寫器穩(wěn)定讀取這批標簽成功的次數(shù)，連續(xù)測試十次，記錄數(shù)據(jù)；計算比例，
[0080]入庫時的讀寫率測試
[0081]通過“長慶油田RFID物資管理系統(tǒng)軟件(實驗版)”對實際應用場景中選用的標簽(型號為9640)進行入庫讀寫率的測試；
[0082]測試步驟:
[0083]一、入庫作業(yè)過程中，測試每次所吊裝管件標簽的讀取率；
[0084]I)組裝固定讀寫器為移動讀寫器系統(tǒng)(鏟車、固定讀寫器、天線及UPS組成)；
[0085]2)將標簽粘貼置測試管件的鋼管護套內(nèi)(塑料材質(zhì))，要求距離護套最外直徑不能大于50mm ；
[0086]3)作業(yè)開始，天車一次吊取46根管件；要求距移動器一定的距離(滿足作業(yè)安全距離)，一定的高度，以正常作業(yè)的速度通過移動讀寫器；
[0087]4)通過手持終端的系統(tǒng)軟件發(fā)出讀命令，開始讀取標簽信息，觀察每次標簽的讀取情況；
[0088]5)測出讀寫器穩(wěn)定讀取這批標簽成功的次數(shù)，連續(xù)測試十次，記錄數(shù)據(jù)；計算比例，
[0089]3)盤點；
[0090]盤點時的讀寫率測試；
[0091]通過“長慶油田RFID物資管理系統(tǒng)軟件(實驗版)”對實際應用場景中選用的標簽(型號為9640)進行盤點讀寫率的測試；
[0092]測試步驟:
[0093]一、盤點作業(yè)過程中，測試所盤點管件標簽的讀取率
[0094]I)組裝固定讀寫器為移動讀寫器系統(tǒng)(鏟車、固定讀寫器、天線及UPS組成)；
[0095]2)將標簽粘貼置測試管件的鋼管護套內(nèi)(塑料材質(zhì))，要求距離護套最外直徑不能大于50mm ；
[0096]3)盤點開始，移動器距所盤點管件一定的距離(滿足作業(yè)安全距離)，不定的高度，掃描這些測試管件；
[0097]4)通過手持終端的系統(tǒng)軟件發(fā)出讀命令，開始讀取標簽信息，觀察每次標簽的讀取情況；
[0098]5)測出讀寫器穩(wěn)定讀取這批標簽成功的次數(shù)，連續(xù)測試十次，記錄數(shù)據(jù)；計算比例。
[0099]如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本實用新型的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種石油專用管材RFID電子標簽裝置，其特征在于塑料材質(zhì)套管的外層包裹保護塑料材質(zhì)的薄金屬面，塑料材質(zhì)套管的內(nèi)腔連接外塑坯護套塑料材質(zhì)封面，外塑坯護套塑料材質(zhì)封面有粘貼標簽的槽位，粘貼標簽的槽位連接長方形或正方形RFID標簽，塑料材質(zhì)套管內(nèi)有連接專用管的內(nèi)螺紋，塑料材質(zhì)套管的底端連接槽位，槽位為4個。
【文檔編號】G06K19/02GK203520421SQ201320567657
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權日:2013年9月13日
【發(fā)明者】黃曉東, 景懷民, 李燕, 許斌, 楊文波, 杜玉剛, 徐蘭萍, 杜昌勝, 劉會峰, 蘇瑩 申請人:中國石油天然氣股份有限公司