在物聯(lián)網(wǎng)日漸發(fā)展成熟的今天
網(wǎng)購生鮮已經(jīng)非常方便
其背后是成熟的冷鏈運輸產(chǎn)業(yè)
冷鏈運輸
旨在不間斷地保持貨物在安全的溫度范圍內(nèi)
直到產(chǎn)品到達(dá)消費者手中
國家和國際法規(guī)
規(guī)定了儲存和運輸?shù)暮线m溫度區(qū)間
這些溫度區(qū)間往往取決于貨物的特性
例如,大多數(shù)對溫度敏感的醫(yī)療產(chǎn)品必須保存在2-8°C,鮮魚保存在0-4°C或-18-15°C(如果冷凍);肉類在-25°C或更低的溫度,香蕉等水果在12-16°C之間。 一旦外界因素譬如包裝失敗、人為錯誤、設(shè)備故障和各國不統(tǒng)一的冷卻標(biāo)準(zhǔn)等因素,都會導(dǎo)致冷鏈?zhǔn)А?/p> 運輸或儲存超過了最高允許溫度從而使得產(chǎn)品變質(zhì),導(dǎo)致最終消費者無法使用,不僅影響人體健康也大大地增加了經(jīng)濟(jì)損失。
因此為了冷鏈的質(zhì)量和安全,對低成本和易于使用的溫度傳感器的需求越來越大,特別是能夠跟蹤冷鏈以改善管理并且能識別故障的傳感器。
目前用于溫度監(jiān)測和識別冷鏈故障的傳感器有熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和熱電偶等。
這些溫度傳感器可以耦合或集成在一個數(shù)據(jù)記錄器中進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。但如果暴露在潮濕、電壓噪聲或嚴(yán)寒的環(huán)境中,熱電偶可能不準(zhǔn)確。另外熱電阻也是昂貴的,很少用于冷鏈物流。所以通常采用具有良好準(zhǔn)確度,體積小的熱敏電阻,但熱敏電阻容易被濕度干擾。
因此近年來人們考慮研究傳感型RFID電子標(biāo)簽,不僅可以測量溫度,同時加強(qiáng)冷鏈管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的獲取能力。
射頻識別(RFID)可以在不直接接觸容器的情況下進(jìn)行溫度監(jiān)測,可以實時跟蹤從生產(chǎn)到銷售的制冷狀態(tài)。 而其中無源標(biāo)簽則由閱讀器發(fā)出的外部電磁場供電,無需電池,所以成本低、壽命長以及長效性,是產(chǎn)品追蹤的首選。 但常規(guī)RFID電子標(biāo)簽沒有溫度監(jiān)控的功能,利用摻銅離子液體的電路可與傳統(tǒng)無源RFID電子標(biāo)簽相結(jié)合,作為冷鏈溫度監(jiān)測器。 其工作原理是利用離子液體對濕度變化不敏感,但對溫度敏感的特性。一旦溫度超過離子液體的熔點,它就不可逆轉(zhuǎn)地改變其狀態(tài)。 而這個溫度則是產(chǎn)品運輸過程中設(shè)定的溫度閾值。如下圖所示,其調(diào)整的閾值溫度為8°C1。 離子液體是由陰陽離子組成、在較低溫度下呈液態(tài)的離子化合物。 它具有許多獨特的物理化學(xué)性質(zhì),比如不揮發(fā)、液程寬、電導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性好、熱容量大、電化學(xué)窗口寬、局部結(jié)構(gòu)有序、容易回收和循環(huán)利用等優(yōu)點。 同時,離子液體具有可設(shè)計性,可通過引入相應(yīng)官能團(tuán)使離子液體具有特定的功能,或者調(diào)整陰陽離子的搭配調(diào)節(jié)其性質(zhì)。以銅離子液體為例,我們可以利用摻雜物的濃度來改變銅離子液體的熔點,利用高溫后液體的融化造成RFID天線的短路來監(jiān)測溫度的變化。 對于一個成功的物流平臺來說,實施有效的冷鏈監(jiān)測系統(tǒng)對于溫度敏感型產(chǎn)品是至關(guān)重要的。 這種改進(jìn)的RFID標(biāo)簽不僅用于冷鏈運輸過程中的出入庫管理,而且通過標(biāo)簽封裝,避免環(huán)境濕度的干擾和防止銅離子對產(chǎn)品的污染,保證了其傳感功能,可協(xié)助冷鏈物流獲得最佳的儲存和運輸。