專利名稱：無線ic標簽及使用該無線ic標簽的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線IC標簽和使用該無線IC標簽的混凝土結構體質量管理系 統(tǒng)，并且尤其涉及一種能存儲大量數據且具有關于混凝土結構體的各種值的感測功能的無 線IC標簽以及使用該無線IC標簽的系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，已經發(fā)明了用于IC標簽的使用鐵電RAM的非易失性存儲單元，鐵電RAM 利用鐵電體作為存儲設備。非易失性存儲單元包括從外面接收電波并且通過與電波的諧振 產生電流的電源單元、實施無線通信的天線單元、以及控制這些單元的控制單元(專利文 獻1) ο與常規(guī)地用于IC標簽的EEPROM相比，專利文獻1所述的非易失性存儲單元在很 多領域存在著優(yōu)點，比如多次重寫、較低的寫入電壓、無需電源、較長的使用壽命以及較小 的元件尺寸。目前，一個IC標簽具有大約8K字節(jié)的存儲能力并且標簽自己用作存儲單元 同時標簽還用作作為計算設備的CPU。借助于電磁感應方法的無源型無線IC標簽(也稱為RFID標簽)引起磁場，這個 磁場通過施加于天線的電波在線圈天線周圍產生，作為傳輸介質以借助于由天線感應的電 動勢實施與外面的通信。另一方面，在其中水泥、骨材(aggregate)和水相混合的包括混凝土或砂漿的混 凝土結構體中，溫度、氫離子指數以及畸變的存儲成為保持結構體安全性的非常重要的指 標。也就是，為了防止在混凝土脫模后由于操縱產品導致的損失或者為了在澆注期間 確認水泥產品具有期望的強度，以及還為了抑制溫度裂紋，混凝土結構體需要溫度控制。因 此，需要觀察混凝土結構體的溫度隨時間的變化。另外，構成混凝土結構體的水泥產品為Wi值為12至13的強堿性并且由于這個強 堿性性質，厚度為大約3納米的稱為鈍化膜的精密氧化層(Y -Fe2O3 ·πΗ20)形成于鋼筋混凝 土的鋼筋表面上以保護鋼筋免受氧化。然而，如果發(fā)生這種強堿性混凝土的中和并且鋼筋 周邊中的氫離子指數變?yōu)閃i值為11. 5或更低，鈍化膜就被毀壞并且鋼筋開始被腐蝕。因 此，需要觀察混凝土結構體中氫離子指數隨時間的變化。另外，混凝土結構體需要避免由于上述原因引起混凝土結構體惡化或者由于外部 原因比如地震引起的結構體變形從而導致塌陷的可能性。因此，需要觀察混凝土結構體中 產生的畸變隨時間的變化。常規(guī)地已經發(fā)明了用于混凝土結構體的質量管理系統(tǒng)。已經發(fā)明了一種嵌入型 RFID模塊，包括澆注混凝土中的溫度傳感器(專利文獻幻，設在建筑物壁內的地震傳感器 (專利文獻3)等。然而，這些結構體管理系統(tǒng)僅安裝用于測量特定值的傳感器。然而，為了在澆注混凝土時構建更安全的混凝土結構體以及為了通過較早地發(fā)現結構體由于地震抗力或質量管理目標惡化而發(fā)生的塌陷等危險來增大混凝土結構體的安 全性，需要從多重因素綜合性地觀察混凝土結構體，比如混凝土結構體的溫度、氫離子指數 以及畸變，并且要求在不從混凝土結構體取樣之下容易且可靠地實施這些數據的測量。專利文獻1 日本未審專利申請公開No. 2007-241576專利文獻2 日本未審專利申請公開No. 2006-71575專利文獻3 日本未審專利申請公開No. 2007-1648
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題為了解決上述問題，本發(fā)明的無線IC標簽是一種附著至或嵌入混凝土結構體中 的無線IC標簽，其能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取，其包括 使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以 預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電連接 的溫度傳感器，其中由溫度傳感器測量的結構體的溫度數據存儲于鐵電存儲器中。另外，本發(fā)明的無線IC標簽是一種附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽， 其能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取，其包括使用具有用于 從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度 實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電連接的PH值傳感 器，其中由PH值傳感器測量的結構體的氫離子指數數據存儲于鐵電存儲器中。另外，本發(fā)明的無線IC標簽是一種附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標 簽，其能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取，其包括使用具有用 于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬 度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電連接的畸變傳感 器，其中由畸變傳感器測量的結構體的畸變數據存儲于鐵電存儲器中。本發(fā)明的無線IC標簽是一種附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，其能 通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取，其包括使用具有用于從外 面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施 無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器、PH 值傳感器和畸變傳感器中的至少兩個，其中由溫度傳感器測量的結構體的溫度數據、由PH 值傳感器測量的結構體的氫離子指數數據、以及由畸變傳感器測量的結構體的畸變數據中 的至少任何一個存儲于鐵電存儲器中。另外，無線IC標簽包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來 產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電 存儲器，以及用于接收超高頻帶寬的電波的超高頻帶通信天線芯片，它們電連接為安裝于 基板上以使得頻帶長于超高頻帶的通信由鐵電存儲的天線單元實施并且數據存儲于鐵電 存儲器中，并且同時超高頻帶的通信由超高頻帶通信天線芯片實施并且數據存儲于鐵電存 儲器中。另外，無線IC標簽包括由絕緣材料覆蓋的基板，其安裝有使用具有用于從外面接 收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器。另外，溫度傳感器是電阻式溫度檢測器(resistance temperaturedetector)、熱 電耦和熱敏電阻(thermistor)中的任何一個并且由溫度傳感器檢測的電信號存儲于鐵電 存儲器中。另外，PH值傳感器是用于通過將提供給PH值傳感器的膜帶入與混凝土結構體的 測量部分相接觸來檢測測量部分處的反應性、附著至該部分的酸/堿的量、從測量部分內 部釋放的酸/堿的量等的半導體成像傳感器，或者具有玻璃電極和比較電極的用于檢測電 極之間的電勢差的玻璃電極傳感器，并且由PH值傳感器檢測的電信號存儲于鐵電存儲器 中。另外，畸變傳感器是用于檢測混凝土結構體的至少兩點的相對位置的變化量的位 移傳感器并且由畸變傳感器檢測的電信號存儲于鐵電存儲器中。另外，無線IC標簽所包括的傳感器安裝于基板上。無線IC標簽與由充電設備以非接觸方式充電的電池電連接。電池通過來自于充電設備的預定頻帶的電波以非接觸方式充電。電池安裝于基板上。用于給電池充電的充電設備提供給寫入/讀取裝置。驅動無線IC標簽所包括的傳感器的電能從由充電設備以非接觸方式充電的電池供應。無線IC標簽與自己通過振動、熱或電波發(fā)電的發(fā)電機構電連接。
發(fā)電機構安裝于基板上。用于驅動無線IC標簽所包括的傳感器的電能從自己通過振動、熱或電波發(fā)電的 發(fā)電機構供應。使用本發(fā)明的無線IC標簽的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)是一種使用附著至或嵌 入混凝土結構體中的無線IC標簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之 間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振 來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵 電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器，其中安裝于鐵電存儲器上的控制單元 具有用于控制溫度傳感器的裝置、用于溫度傳感器的測量混凝土結構體的溫度的裝置、以 及用于將由此測量的結構體的溫度數據存儲于鐵電存儲器中的裝置。另外，本發(fā)明的使用無線IC標簽的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)是一種使用附著 至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取 裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電 波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電 體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的PH值傳感器，其中安裝于鐵電存儲器上的控 制單元具有用于控制PH值傳感器的裝置、用于PH值傳感器的測量混凝土結構體的氫離子 指數的裝置、以及用于將由此測量的結構體的氫離子指數數據存儲于鐵電存儲器中的裝 置。另外，本發(fā)明的使用無線IC標簽的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)是一種使用附著 至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電 波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電 體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的畸變傳感器，其中安裝于鐵電存儲器上的控 制單元具有用于控制畸變傳感器的裝置、用于畸變傳感器的測量混凝土結構體的畸變的裝 置、以及用于將由此測量的結構體的畸變數據存儲于鐵電存儲器中的裝置。另外，本發(fā)明的使用無線IC標簽的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)是當混凝土被澆 注時附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫 入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于 通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單 元的鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳 感器中的至少兩個，其中安裝于鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制每個傳感器的裝 置、用于所述傳感器的測量混凝土結構體的數據的裝置、以及用于將由此測量的結構體的 數據存儲于鐵電存儲器中的裝置。另外，本發(fā)明的使用無線IC標簽的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)是一種使用附著 至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取 裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電 波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電 體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器中的 至少任何一個，并且包括用于在由傳感器檢測到變化量時將由任何一個傳感器檢測的數據 存儲于鐵電存儲器中的裝置。無線IC標簽與由充電設備以非接觸方式充電的電池電連接，并且驅動無線IC標 簽所包括的傳感器的電能由電池供應。無線IC標簽與自己通過振動、熱或電波發(fā)電的發(fā)電機構電連接，并且用于驅動無 線IC標簽所包括的傳感器的電能由發(fā)電機構供應。發(fā)明效果根據上述構造，由于使用了附著至或嵌入混凝土結構體中的具有溫度傳感器的無 線IC標簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀 取，并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元 以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存 儲器電連接的溫度傳感器，其中由溫度傳感器測量的結構體的溫度數據存儲于鐵電存儲器 中以使得能實施無線數據通信，因此就易于測量混凝土內部的溫度和提取溫度數據。同時， 由于已經以一定間隔測量的溫度數據能存儲于無線IC標簽的大容量存儲器中，負責建筑 現場的人或在澆注之后進行管理的人就能通過溫度和蓄積溫度容易且快速地實施每個實 際使用混凝土的混凝土強度的估計并且因此本發(fā)明有助于提高混凝土結構體的安全性。另外，由于使用了附著至或嵌入混凝土結構體中的具有PH值傳感器的無線IC標 簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取，并且 包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電 連接的PH值傳感器，其中由PH值傳感器測量的結構體的氫離子指數數據存儲于鐵電存儲器中以使得能實施無線數據通信，因此就易于測量混凝土內部的氫離子指數和提取氫離子 指數數據。同時，由于已經以一定間隔測量的氫離子指數數據能存儲于無線IC標簽的大容 量存儲器中并且混凝土的氫離子指數能通過每個實際使用的混凝土來測量，負責建筑現場 的人或在澆注之后進行管理的人就能通過使用混凝土的氫離子指數數據容易且快速地實 施混凝土的中和作用的估計并且因此本發(fā)明有助于提高混凝土結構體的安全性。另外，由于使用了附著至或嵌入混凝土結構體中的具有畸變傳感器的無線IC標 簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取，并且 包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電 連接的畸變傳感器，其中由畸變傳感器測量的結構體的畸變數據存儲于鐵電存儲器中以使 得能實施無線數據通信，就易于測量混凝土內部的畸變和提取畸變數據。同時，由于從而以 一定間隔測量的畸變數據能存儲于無線IC標簽的大容量存儲器中并且混凝土的畸變能通 過每個實際使用的混凝土來測量，負責建筑現場的人或在澆注之后進行管理的人就能通過 使用畸變數據容易且快速地發(fā)現由于外部因素比如地震等引起的混凝土結構體的惡化、混 凝土結構體的破裂并且因此本發(fā)明有助于提高混凝土結構體的安全性。另外，由于能提供附著至或嵌入混凝土結構體中的具有復合傳感器的無線IC標 簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取，并且 包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電 連接的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器中的至少兩個，其中由溫度傳感器測量的結 構體的溫度數據、由PH值傳感器測量的結構體的氫離子指數數據、以及由畸變傳感器測量 的結構體的畸變數據中的至少一個存儲于鐵電存儲器中以使得能測量結構體的溫度、氫離 子指數數據和畸變并且由一種介質存儲，因此就能實施由一個無線IC標簽進行的混凝土 結構體的綜合性測量還有上述效果，并且負責建筑現場的人或在澆注之后進行管理的人就 能通過使用一個寫入/讀取裝置獲得多個數據。因此，能容易且快速地實施混凝土結構體 的質量管理。另外，由于無線IC標簽包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧 振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的 鐵電存儲器，以及用于接收超高頻帶寬的電波的超高頻帶通信天線芯片，它們電連接為安 裝于基板上以使得頻帶長于超高頻帶的通信由鐵電存儲的天線單元實施并且數據存儲于 鐵電存儲器中，并且同時超高頻帶的通信由超高頻帶通信天線芯片實施并且數據存儲于鐵 電存儲器中，因此也能實施具有除了常規(guī)無線IC標簽所使用的比如低頻帶的頻帶之外的 寬通信范圍的超高頻帶中的通信。因此，能容易且快速地在大規(guī)格混凝土結構體中通過使 用寫入/讀取裝置實施數據的讀取和寫入。另外，由于無線IC標簽包括由絕緣材料覆蓋的基板，其安裝使用具有用于從外面 接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無 線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器，即使無線IC標簽嵌入混凝土結構體中，無線IC 標簽也不會損壞并且無線IC標簽能長時間使用。另外，由于溫度傳感器是電阻式溫度檢測器、熱電耦和熱敏電阻中的任何一個并
9且由溫度傳感器檢測的電信號存儲于鐵電存儲器中，就能實施溫度的準確測量、構造出能 與無線IC標簽相連接或者安裝于與無線IC標簽相同的基板上的小型溫度傳感器、以及提 供相對小型的無線IC標簽用以感測。另外，由于PH值傳感器是用于通過將提供給PH值傳感器的膜帶入與混凝土結構 體的測量部分相接觸來檢測測量部分處的反應性、附著至該部分的酸/堿的量、從測量部 分內部釋放的酸/堿的量等的半導體成像傳感器，或者具有玻璃電極和比較電極的用于檢 測電極之間的電勢差的玻璃電極傳感器，并且由PH值傳感器檢測的電信號存儲于鐵電存 儲器中，就能準確地測量氫離子指數、構造出能與無線IC標簽相連接或者安裝于與無線IC 標簽相同的基板上的小型PH值傳感器、以及提供相對小型的無線IC標簽用以感測。另外，由于畸變傳感器是用于檢測混凝土結構體的至少兩點的相對位置的變化量 的位移傳感器并且由畸變傳感器檢測的電信號存儲于鐵電存儲器中，就能準確地測量混凝 土結構體的畸變、構造出能與無線IC標簽相連接或者提供于與無線IC標簽相同的基板上 的小型畸變傳感器、以及提供相對小型的傳感器設備。另外，由于無線IC標簽所包括的傳感器安裝于基板上，就能由一個小且薄的傳感 器設備實施混凝土結構體的質量管理。另外，由于無線IC標簽與由充電設備以非接觸方式充電的電池電連接，即使無線 IC標簽嵌入混凝土結構體中或者混合于水泥產品比如其中不能通過電纜供應電能的易混 合水泥中，也能以無線的方式從外面充電。因此，能提供可無線地充電的無線IC標簽。由于電池以非接觸方式通過來自于充電設備的預定頻帶的電波充電，就能通過來 自無線通信裝置或其它傳輸裝置的電波給電池充電并且因此與使用例如電磁感應來充電 相比不可能發(fā)熱等，并且能以非接觸方式安全地實施充電。由于電池安裝于基板上，就能提供具有模塊化且能充電的小型傳感器的小型無線 IC標簽。由于用于給電池充電的充電設備被提供給寫入/讀取裝置，就能通過使用從無線 IC標簽讀取數據或向其中寫入數據的機會給無線IC標簽充電。由于驅動無線IC標簽所包括的傳感器的電能從由充電設備以非接觸方式充電的 電池供應以驅動傳感器，就能易于在不與外面電源相連接之下將電能供應至位于混凝土結 構體中的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器以及驅動這些傳感器。由于無線IC標簽與自己通過振動、熱或電波發(fā)電的發(fā)電機構電連接，即使無線IC 標簽嵌入混凝土結構體中或者混合于水泥產品比如其中不能通過電纜供應電能的易混合 水泥中，無線IC標簽也能通過比如振動、熱或電波之類的因素自己發(fā)電并根據需要蓄積從 而產生的電能。因此，能提供自己可發(fā)電的無線IC標簽。由于發(fā)電機構安裝于基板上，就能提供能發(fā)電的具有傳感器的小型模塊化無線IC 標簽。由于無線IC標簽所包括的傳感器借助于從自己通過振動、熱或電波發(fā)電的發(fā)電 機構供應的電能來驅動，就能易于在不與外面電源相連接之下將電能供應至位于混凝土結 構體中的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器以及驅動這些傳感器。由于附著至或嵌入混凝土結構體中的具有溫度傳感器的無線IC標簽能通過無線 通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信 的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器，其中安裝于 鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制溫度傳感器的裝置、用于溫度傳感器的測量混凝土 結構體的溫度的裝置、以及用于將由此測量的結構體的溫度數據存儲于鐵電存儲器中的裝 置，因此就能易于實施混凝土內部的溫度的測量和溫度數據的提取并且同時以一定間隔測 量的溫度數據能存儲于無線IC標簽的大容量存儲器中。因此，負責建筑現場的人或在澆注 之后進行管理的人就能通過溫度和蓄積溫度容易且快速地實施混凝土強度的估計并且還 能提供有助于提高混凝土結構體安全性的混凝土結構體的管理系統(tǒng)。另外，由于附著至或嵌入混凝土結構體中的具有PH值傳感器的無線IC標簽能通 過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面 接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無 線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的PH值傳感器，其中 安裝于鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制PH值傳感器的裝置、用于PH值傳感器的測 量混凝土結構體的氫離子指數的裝置、以及用于將由此測量的結構體的氫離子指數數據存 儲于鐵電存儲器中的裝置，因此就易于測量混凝土內部的氫離子指數和提取氫離子指數數 據。由于從而以一定間隔測量的氫離子指數數據能存儲于無線IC標簽的大容量存儲器中 并且混凝土的氫離子指數能通過每個實際使用的混凝土來測量，負責建筑現場的人或在澆 注之后進行管理的人就能通過使用氫離子指數數據容易且快速地實施混凝土的中和作用 的估計。因此，能提供有助于提高混凝土結構體安全性的混凝土結構體的管理系統(tǒng)。另外，由于附著至或嵌入混凝土結構體中的具有畸變傳感器的無線IC標簽能通 過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面 接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無 線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的畸變傳感器，其中 安裝于鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制畸變傳感器的裝置、用于畸變傳感器的測量 混凝土結構體的畸變的裝置、以及用于將由此測量的結構體的畸變數據存儲于鐵電存儲器 中的裝置，就易于測量混凝土的畸變和提取畸變數據。同時，由于從而以一定間隔測量的畸 變數據能存儲于無線IC標簽的大容量存儲器中并且混凝土的畸變能通過每個實際使用的 混凝土來測量，負責建筑現場的人或在澆注之后進行管理的人就能通過使用混凝土的畸變 數據容易且快速地發(fā)現由于外部因素比如地震等引起的混凝土結構體的惡化、混凝土結構 體的破裂。因此，能提供有助于提高混凝土結構體安全性的混凝土結構體的管理系統(tǒng)。另外，由于附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽能通過無線通信在寫入/ 讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過 與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的 鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器 中的至少兩個，其中安裝于鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制每個傳感器的裝置、用 于傳感器的測量混凝土結構體的數據的裝置、以及用于將由此測量的結構體的數據存儲于 鐵電存儲器中的裝置，因此就能測量并由一種介質存儲一些因素，比如混凝土結構體的溫 度、氫離子指數和畸變。因此，除了上述效果之外，混凝土結構體的測量能綜合性地實施并 且負責建筑現場的人或在澆注之后進行管理的人就能通過使用一個寫入/讀取裝置獲得頁
多個數據。因此，就能提供可綜合性地、容易地且快速地實施混凝土結構體的質量管理的混 凝土結構體管理系統(tǒng)。另外，由于附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽能通過無線通信在寫入/ 讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過 與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的 鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器 中的至少任何一個，并且具有用于在任何傳感器檢測到變化量時將檢測數據存儲于鐵電存 儲器中的裝置，感測一直或以相對短的間隔實施，在數據有任何變化時就能存儲數據，并且 能降低存儲的數據容量和存儲器容量。因此，能提供長時間運行的混凝土結構體質量管理 系統(tǒng)。由于無線IC標簽與由充電設備以非接觸方式充電的電池電連接并且驅動無線IC 標簽所包括的傳感器的電能由電池供應，電能能在不依賴于使用電纜的外部電源之下供應 至每個傳感器。由于無線IC標簽與自己通過振動、熱或電波發(fā)電的發(fā)電機構電連接并且用于驅 動無線IC標簽所包括的傳感器的電能由發(fā)電機構供應，電能能在不依賴于使用電纜的外 部電源之下供應至每個傳感器。


圖1是本發(fā)明第一實施例的無線IC標簽的示意性透視圖。圖2是用于圖1所示無線IC標簽的溫度傳感器的示意性透視圖。圖3是用于圖1所示無線IC標簽的PH值傳感器的示意性透視圖。圖4是本發(fā)明第二實施例的無線IC標簽的示意性透視圖。圖5是圖4所示無線IC標簽在用絕緣材料覆蓋時的橫截視圖。圖6是示出使用本發(fā)明的無線IC標簽的管理系統(tǒng)的示例的示意圖。圖7是示出其中本發(fā)明的無線IC標簽嵌入在混凝土結構體中的狀況的透視圖。圖8是本發(fā)明第三實施例的無線IC標簽的示意性透視圖。圖9是示出使用圖8所示無線IC標簽的管理系統(tǒng)的示例的示意圖。圖10是本發(fā)明第四實施例的無線IC標簽的示意性透視圖。圖11是本發(fā)明第五實施例的無線IC標簽的示意性透視圖。圖12是本發(fā)明第六實施例的無線IC標簽的示意性透視圖。參考標號描述1:無線IC標簽；2 基板；21 導線；22 導線；23 導線；24 導線；25 導線；26 導線；0087]3 鐵電RAM芯片；0088]4 溫度傳感器；0089]41熱敏電阻；0090]42內部電極；0091]43板層；0092]44 板層；0093]45保護膜；0094]5 PH值傳感器；0095]51玻璃電極；0096]52比較電極；0097]53液體接合部；0098]6 畸變傳感器；0099]7 無線IC標簽；0100]71絕緣材料；0101]8 超高頻帶通信天:0102]9 讀取器/寫入器0103]10計算機；0104]11混凝土結構體；0105]12外部電源；0106]13無線IC標簽;0107]14電池；0108]15無線IC標簽;0109]16無線IC標簽;0110]17發(fā)電機構；以及0111]18無線IC標簽
具體實施例方式圖1是本發(fā)明第一實施例的無線IC標簽的示意性透視圖，圖2是用于圖1所示無 線IC標簽的溫度傳感器的示意性透視圖，并且圖3是用于圖1所示無線IC標簽的PH值傳 感器的示意性透視圖。圖4是本發(fā)明第二實施例的無線IC標簽的示意性透視圖，圖5是圖 4所示無線IC標簽在用絕緣材料覆蓋時的橫截視圖。圖6是示出使用本發(fā)明的無線IC標 簽的管理系統(tǒng)的示例的示意圖，并且圖7是示出其中本發(fā)明的無線IC標簽嵌入在混凝土結 構體中的狀況的透視圖。圖8是本發(fā)明第三實施例的無線IC標簽的示意性透視圖，圖9是 示出使用圖8所示無線IC標簽的管理系統(tǒng)的示例的示意圖，圖10是本發(fā)明第四實施例的 無線IC標簽的示意性透視圖，圖11是本發(fā)明第五實施例的無線IC標簽的示意性透視圖， 并且圖12是本發(fā)明第六實施例的無線IC標簽的示意性透視圖。本發(fā)明的無線IC標簽1示出本發(fā)明第一實施例，其是用于混凝土結構體質量管理 系統(tǒng)的無線IC標簽，其是也稱為RFID標簽的存儲單元，能如圖1所示讀寫其中的數據，利 用鐵電體作為IC標簽的存儲設備的鐵電RAM芯片3 (稱為鐵電存儲器)安裝在基板2上，基板包括金屬板、陶瓷板等，并且同時各種類型的傳感器與鐵電RAM芯片3相連接。無線IC 標簽1如圖7所示構造為嵌入或附著至混凝土結構體11以測量混凝土結構體11的各種數 據并保存，并且同時如圖6所示通過無線通信在作為寫入/讀取裝置的讀取器/寫入器9 之間讀寫數據。構造無線IC標簽1的鐵電RAM的類型可以是任何類型，比如電容器型或晶體管 型。這里，易于在產品等的管理系統(tǒng)中使用的是無源型鐵電RAM，其不包括電源而是整流來 自外面的用于數據通路的電波以將電波用作電源。鐵電RAM芯片3具有作為利用鐵電體的 非易失性存儲器的鐵電RAM、通過接收來自外面的電波并與之諧振來產生電流以代替電池 用以驅動的電源單元、用于實施無線通信的薄膜天線單元、以及用于控制鐵電RAM芯片3和 后述傳感器的控制單元。在與已經用于常規(guī)無線IC標簽的EEPROM相比時，構成鐵電RAM芯片3的鐵電RAM 優(yōu)于EEPROM的功能在于，EEPROM的重寫次數為大約10的5次冪，而鐵電RAM的重寫次數 能為10的13次冪或更多。另外，常規(guī)EEPROM的寫入電壓為12V而鐵電ROM的在直流1. IV 至3V之間，這是相當低的電壓。因此，無線IC標簽無需具有電池，并且具有通過與來自外 面的電波諧振而發(fā)電的電源單元的無源型足夠使用，且與已經用于常規(guī)IC標簽的EEPROM 相比，鐵電RAM的寫入速度快5000倍。另外，數據保持時間為10年或更長，這是相對長了。 另外，另一優(yōu)點在于重寫的通路。雖然對于常規(guī)EEPROM或閃存而言寫入以塊單元的方式實 施，但是鐵電RAM能以字單元的方式實施?？刂茊卧材茉O置為在能加入信息時防止改寫以防止事先寫入的信息被篡改并 且優(yōu)選地數據的讀寫通過使用協(xié)議來實施。因此，就能用讀取器/寫入器9作為寫入/讀 取裝置借助于無線通信實施每個數據的讀寫，如圖4所示，在大約8KB的存儲容量內。其中 鐵電RAM芯片3能實施無線通信的電波帶寬能任意地設置并且能使用適合于無線通信的低 頻帶至超高頻帶的任何頻帶。然而，適合地是將天線單元的帶寬設置為以低頻帶通信，這使 得能通過地波進行穩(wěn)定的通信，方向性較弱，相對不易于受到水、灰塵和金屬的影響，并且 能實施高度可靠的數據通信。這里，天線單元的帶寬可設置為用于頻帶通信的那種，比如特 高頻帶、高頻帶或中頻帶。這里，能由讀取器/寫入器9讀取的管理標識事先地或在對無線IC標簽1的鐵電 RAM芯片3進行寫入時存儲，并且管理標識在讀寫信息時由讀取器/寫入器9讀取以使得其 能標識無線IC標簽1是構造預定管理系統(tǒng)的那個。這里，根據需要，防碰撞功能能安裝于 無線IC標簽1上以使得在每個標簽附近定位有多個無線IC標簽1的情況下通信不會由于 干擾而無效。利用導線21與鐵電RAM芯片3相連接的溫度傳感器4提供給無線IC標簽1，并且 溫度傳感器的檢測單元被帶入與混凝土結構體11相接觸以使得能測量混凝土結構體的溫度。優(yōu)選地溫度傳感器4是例如電阻式溫度檢測器、熱電耦和熱敏電阻中的任何一個 并且足夠小以便安裝于基板2上。電阻式溫度檢測器是利用金屬的電阻率根據溫度而不同這個原理的溫度傳感 器。熱電耦是利用電流在一定方向上流動并且當具有不同熱電勢的兩種金屬比如鉬、錸、 鎢、銀、金等連接起來并且使接合部分具有不同溫度時產生熱電能的賽貝克效應(Seebeckeffect)的溫度傳感器。盡管熱電耦通常在室溫附近使用，但是熱電耦可用于高溫區(qū)域或低 溫區(qū)域并且很好地作為嵌入混凝土的傳感器，因為熱電耦耐熱、耐酸、耐堿等并且如果使用 熱電耦片則能安裝于基板2上。熱敏電阻是利用電阻變化的溫度傳感器，其使用在溫度變 化時電阻顯著變化的電阻器。熱敏電阻能用于從-50°C至350°C的溫度中并且很好地作為 嵌入混凝土的傳感器。包括熱敏電阻的溫度傳感器4的示例在圖2中示出。表面安裝型芯片狀熱敏電阻 41被提供為與基板2上的內部電極42相接觸并且其周邊由板層43和44覆蓋而其上表面 由保護膜45覆蓋。溫度通過使用熱敏電阻41的電阻隨著溫度升高而增大或者隨著溫度升 高而降低的原理來測量。溫度傳感器4在讀取器/寫入器9讀取數據時或者一直通過來自鐵電RAM芯片3 的控制單元的測量信號的輸出以一定間隔測量混凝土結構體11的混凝土的溫度，并且將 從而輸出的溫度數據存儲為鐵電RAM芯片3的存儲器中的電信號。這里，盡管在圖1中溫度傳感器4安裝于基板2上，但是溫度傳感器4不是必須安 裝于基板2上并且只要傳感器與鐵電RAM芯片3導線連接為能與芯片相通信就足夠。另 外，作為溫度傳感器4的電源，如圖7所示可使用外部電源12。另外，溫度傳感器的類型不 限于上述那些。另外，利用導線22與鐵電RAM芯片3相連接的PH值傳感器5被提供給無線IC標 簽1并且PH值傳感器的檢測單元被帶至與混凝土結構體11相接觸以使得能測量混凝土結 構體11的氫離子指數。PH值傳感器5是使用半導體的成像傳感器，包括例如其上形成薄凝膠膜的圖像傳 感器。凝膠膜被帶至與要測量的混凝土結構體的一部分的表面相接觸以檢測表面上的活 性、附著至膜的堿量、從被測量部分的內部釋放的酸/堿的量。不然的話，PH值傳感器5是 具有玻璃電極和比較電極的玻璃電極傳感器，用于檢測電極之間的電勢差。優(yōu)選地，PH值 傳感器5足夠小以便安裝于基板2上并且能反復地測量氫離子指數。使用板型復合玻璃電極的PH值傳感器5的一個示例在圖3中示出。表面安裝型 板型復合玻璃電極傳感器的檢測單元具有PH值反應玻璃電極51、比較電極52以及液體接 合部53，并且氫離子指數通過檢測玻璃電極和比較電極之間的電勢差來測量。這里，如果傳 感器在混凝土結構體硬化后使用，使用半導體的成像傳感器是更適合的。PH值傳感器5在讀取器/寫入器9讀取數據時或者一直通過來自鐵電RAM芯片 3的控制單元的測量信號的輸出以一定間隔測量混凝土結構體11的氫離子指數，并且將輸 出的氫離子指數數據存儲為鐵電RAM芯片3的存儲器中的電信號。這里，盡管在圖1中PH值傳感器5安裝于基板2上，但是PH值傳感器5不是必須 安裝于基板2上并且只要傳感器與鐵電RAM芯片3導線連接為能與芯片相通信就足夠。另 外，作為PH值傳感器5的電源，如圖7所示可使用外部電源12。另外，PH值傳感器的類型 不限于上述那些。利用導線23與鐵電RAM芯片3連接的畸變傳感器6提供給無線IC標簽1，并且畸 變傳感器的檢測單元能測量混凝土結構體的畸變?；儌鞲衅魇怯糜跈z測混凝土結構體的至少兩點的相對位置的變化量的位移傳 感器并且優(yōu)選地傳感器足夠小以便安裝于基板2上。
優(yōu)選地，位移傳感器是使用提供為連接混凝土結構體的X和Y方向上至少兩點的 橋接電路的應變儀，使用電磁方法的畸變傳感器、體積應變計等，以使得能檢測混凝土結構 體的至少兩點中的變化量，比如畸變或位移。另外，無線IC標簽的數個畸變傳感器的位置 的位移可綜合性地檢測以測量整個混凝土結構體的畸變。畸變傳感器在讀取器/寫入器9讀取數據時或者一直通過來自鐵電RAM芯片3的 控制單元的測量信號的輸出以一定間隔測量混凝土結構體11的畸變變化量，并且將輸出 的畸變變化量數據存儲為鐵電RAM芯片3的存儲器中的電信號。這里，盡管在圖1中畸變傳感器6安裝于基板2上，但是畸變傳感器6不是必須安 裝于基板2上并且只要傳感器與鐵電RAM芯片3導線連接為能與芯片相通信就足夠。另 外，作為畸變傳感器6的電源，如圖7所示可使用外部電源12。另外，畸變傳感器6的類型 不限于上述那些。另外，在本實施例中，溫度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6與鐵電RAM芯 片3相連接，安裝于一個基板2上，并且通過一個無線IC標簽1測量混凝土結構體11的溫 度、氫離子指數和畸變并且數據能存儲。然而，提供給無線IC標簽的傳感器能是這些傳感 器中的任何一個或兩個。本發(fā)明的無線IC標簽7示出本發(fā)明第二實施例，其是混合型無線IC標簽7，如圖 4所示，其是存儲單元，也稱為能讀寫其中數據的RFID標簽，利用鐵電體作為IC標簽的存 儲設備的稱為鐵電存儲器的鐵電RAM芯片3安裝于包括金屬板、陶瓷板等的基板2上，并且 同時安裝有用于在具有寬通信區(qū)域的超高頻帶中實施通信的超高頻帶通信天線芯片8，以 使得能由讀取器/寫入器9讀寫數米的通信距離用以管理移動體或用以在寬區(qū)域中實施管 理。那么，混合型無線IC標簽7是用于混凝土結構體管理系統(tǒng)的無線IC標簽，其包括 各種類型的與鐵電RAM芯片3電連接的傳感器。無線IC標簽7嵌入混凝土結構體，測量混 凝土結構體的各種數據，存儲測量的數據，并在讀取器/寫入器之間通過無線通信寫入和 讀取數據。在無線IC標簽7中，鐵電RAM芯片3和超高頻帶通信天線芯片8的控制由安裝于 鐵電RAM芯片3上的控制單元實施。根據讀取器/寫入器的通信頻帶，鐵電RAM芯片3或 超高頻帶通信天線芯片8的天線單元實施通信并且同時傳輸的數據由控制單元控制并存 儲于鐵電RAM芯片3的大容量存儲器中。例如，如果從讀取器/寫入器輸出低頻帶電波，鐵電RAM芯片3的天線單元接收電 波并且控制單元實施控制以使得由此傳輸的數據存儲于鐵電RAM芯片3的存儲單元中。另 一方面，如果從讀取器/寫入器輸出超高頻帶電波，超高頻帶通信天線芯片8接收電波并且 在超高頻帶通信天線芯片8接收電波時，控制為使得由此傳輸的數據存儲于鐵電RAM芯片 3的存儲單元中并且數據經由超高頻帶通信天線芯片8存儲于鐵電RAM芯片3的存儲單元 中。這里，能由讀取器/寫入器9讀取的管理標識事先地或在對無線IC標簽7的鐵電 RAM芯片3進行寫入時存儲并且管理標識在讀取或寫入信息時由讀取器/寫入器9讀取以 使得其能識別無線IC標簽7是構造預定管理系統(tǒng)的那個。這里，根據需要，防碰撞功能可 安裝于無線IC標簽7上以使得當每個標簽附近定位有多個無線IC標簽7時通信不會由于干擾而無效。溫度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6分別由導線24、導線25和導線沈與 鐵電RAM芯片3相連接。每個傳感器的構造類似于第一實施例并且因此這里省略其描述。這里，在圖4中，每個傳感器安裝于基板2上。然而，傳感器不是必須安裝于基板 2上并且可在傳感器與鐵電RAM芯片3電連接的狀況下提供。另外，如圖7所示，外部電源 12可用作每個傳感器的電源。另外，傳感器的類型不限于上述那些。另外，在本實施例中，溫度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6與一個鐵電RAM 芯片3相連接，并且通過一個無線IC標簽7能測量混凝土結構體11的溫度、氫離子指數和 畸變并進行存儲。然而，提供給無線IC標簽7的傳感器能是這些傳感器中的任何一個或兩 個。另外，如圖5所示，優(yōu)選地嵌入的無線IC標簽由絕緣材料覆蓋以保護芯片同時保 持每個傳感器能檢測溫度、氫離子指數和畸變的狀況。接著，作為本發(fā)明的第三實施例，將解釋可由充電設備以非接觸方式充電的電池 與之連接的無線IC標簽13。如圖8所示，無線IC標簽13是其中電池14提供為能通過無 線通信充電的第一實施例的無線IC標簽1，并且無線IC標簽13包括充電機構。于是，例 如，電池通過通信從安裝充電設備或用作充電設備的讀取器/寫入器9充電，如圖9所示。 無線IC標簽13的其它構造類似于第一實施例的無線IC標簽1。在無線IC標簽13上，安裝有利用鐵電體作為用于IC標簽的存儲設備的鐵電RAM 芯片3、溫度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6。電池14提供于基板2上作為用于接 收特定頻帶的電波的具有無線通信機構的二次電池并且與溫度傳感器4、PH值傳感器5和 畸變傳感器6電連接。通信在提供給充電設備的無線通信機構和提供給無線IC標簽13側 的無線通信機構之間借助于近距離通信技術實施以給無線IC標簽側上的電池14充電。從 而蓄積的電能用作驅動無線IC標簽13或者溫度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6 的電源。例如，當包括充電設備的讀取器/寫入器9實施無線通信時，嵌在混凝土結構體等 中的無線IC標簽13的電池14被充電并且電力從電池14供應至每個傳感器以驅動傳感器 和測量混凝土結構體的各種類型數據，如圖9所示。這里，除了上述近距離通信技術之外，一種充電方法可以是使用電磁感應的方法。 也就是，線圈分別提供給充電設備和電池并且如果使得電流流動至充電設備側上的線圈， 那么電流就流動至電池側上的線圈并且這個電流被蓄積。另外，充電設備可不安裝于讀取 器/寫入器9上并且可分開地設置。另外，電池14可不設置于基板2上并且可與無線IC 標簽電連接。這里，盡管無線IC標簽13包括溫度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6，但 是無線IC標簽包括的傳感器的數目可以是一個或兩個，并且與鐵電RAM芯片3電連接的傳 感器可與電池14相連接。另外，本發(fā)明第四實施例的無線IC標簽是一種包括充電機構的本發(fā)明第二實施 例的無線IC標簽7，其提供有能通過無線通信充電的上述電池14。無線IC標簽15包括具 有鐵電RAM芯片3、超高頻帶通信天線芯片8、溫度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6 的混合型無線IC標簽7，其提供有電池14。電池14與溫度傳感器4、PH值傳感器5以及畸變傳感器6電連接。接著，將解釋發(fā)電機構與之電連接的無線IC標簽16，作為本發(fā)明的第五實施例。 如圖11所示，無線IC標簽16是提供有由其自己發(fā)電的發(fā)電機構17的第一實施例的無線 IC標簽1并且因此是包括發(fā)電機構17的無線IC標簽。無線IC標簽16的其它構造類似于 第一實施例的無線IC標簽1。安裝有利用鐵電體作為IC標簽的存儲設備的鐵電RAM的鐵電RAM芯片3安裝于 無線IC標簽上。發(fā)電機構17與溫度傳感器4、PH值傳感器5以及畸變傳感器6電連接并 且設置于基板上。發(fā)電機構17是振動發(fā)電設備，其通過振動發(fā)電并且通過人類的運動、由 驅動設備引起的振動、由車輛等通過引起的建筑物或橋體振動來產生相對弱的電能。然后， 由發(fā)電機構產生的電能可直接使用或者可蓄積在提供給發(fā)電機構的二次電池中。由發(fā)電機 構17產生的電能用作驅動無線IC標簽16、溫度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6的 電源。例如，在攜帶無線IC標簽16的人移動或者嵌入或附著至混凝土結構體、橋體、產 品等的無線IC標簽16由于車輛等通過或者在被攜帶時通過擺動而振動的情況下，發(fā)電機 構17利用振動發(fā)電作為能源。這里，發(fā)電機構17不限于上述振動發(fā)電設備并且可以是通過來自外面的熱發(fā)電 的機構(作為熱電設備)或者通過無線通信借助于來自外面的電波(比如射頻波)發(fā)電 的發(fā)電機構，并且可以是使用各種類型外部能源的系統(tǒng)，這通常稱為收獲技術(harvester technology) 0這里，發(fā)電機構17可不設置于基板2上并且可設置于無線IC標簽附近以與 每個傳感器電連接。另外，本發(fā)明的第六實施例是包括發(fā)電機構的無線IC標簽。第六實施例包括示出 本發(fā)明第二實施例的無線IC標簽7并且提供有上述發(fā)電機構17。無線IC標簽18是包括 混合型無線IC標簽7的無線IC標簽，其包括鐵電RAM芯片3、超高頻帶通信天線芯片8、溫 度傳感器4、PH值傳感器5和畸變傳感器6，并且設置有發(fā)電機構17。發(fā)電機構17與溫度 傳感器4、PH值傳感器5以及畸變傳感器6電連接。將解釋使用無線IC標簽1的混凝土結構體11的質量管理系統(tǒng)。如圖7所示，在 混凝土結構體11通過將包括水泥、骨材和水或砂漿的混凝土澆注入框架而構建時，嵌入無 線IC標簽1以用于混凝土中。另外，根據需要，無線IC標簽1可在澆注之后附著至混凝土 結構體11的壁表面以便使用。此時，每個傳感器的驅動電力可從外部電源12供應。然后，混凝土結構體11在硬化之前和之后的溫度、氫離子指數和畸變借助于鐵電 RAM芯片3的控制單元事先地或在實施讀取器/寫入器9之間的通信時的控制定期地測量。在測量時刻到來時，鐵電RAM芯片3的控制單元控制與鐵電RAM芯片3相連接的 溫度傳感器4、PH值傳感器5以及畸變傳感器6，并且根據控制，每個傳感器測量混凝土結 構體11的溫度、混凝土結構體11的氫離子指數、以及混凝土結構體11的畸變。然后，控制 單元將因而測量的數據存儲于鐵電RAM芯片3的存儲器中。另外，與以上情況相反，在設置成一直測量的溫度傳感器4、PH值傳感器5以及畸 變傳感器6檢測到變化的情況下，鐵電RAM芯片3的控制單元可操作來將由每個傳感器檢 測的混凝土結構體11的溫度、混凝土結構體11的氫離子指數、以及混凝土結構體11的畸 變這些混凝土數據存儲于鐵電RAM芯片3的存儲器中。
如圖6所示，讀取器/寫入器9是能實施無線IC標簽1之間的數據通信的裝置并 且通過無線IC標簽之間的無線通信讀出和寫入各種數據等。混凝土結構體11的管理者比 如建筑物中的相關人員或者建筑物的管理者將讀取器/寫入器9導向至嵌入或附著無線IC 標簽1的地點以實施通信，以使得能讀出存儲于無線IC標簽中的上述各種類型的數據。因 而由讀取器/寫入器9讀出的數據可存儲于計算機10中用于管理。另外，如果寫入數據從讀取器/寫入器9輸出，無線IC標簽1的鐵電RAM芯片3 的天線單元接收數據并且數據存儲于鐵電RAM芯片3的存儲器中。另外，在其中水泥、骨材比如礫石、水等混合的水泥產品的制造工藝中，制造信息， 包括產品特性值比如由水泥產品的自動測量設備測量的水泥產品的水/水泥比、水泥混合 物或者溫度，生產日期等可在無線IC標簽1嵌入混凝土結構體11之前寫入無線IC標簽1。這種混凝土質量管理系統(tǒng)的構造使得建筑現場的建筑公司、建筑物的客戶、用戶 和各種相關組織在從混凝土澆注到混凝土結構體完成的任何時間知道混凝土結構體的溫 度、氫離子指數和畸變，并且此后僅通過使用讀取器/寫入器9實施與無線IC標簽1的通 信就可知道。因而，就能估計出由于外部因素比如地震導致的混凝土結構體的惡化和倒塌 危險，并且改善結構體的安全性。這里，在本實施例中，已經解釋了包括溫度傳感器4、PH值 傳感器5以及畸變傳感器6這三者的系統(tǒng)。然而，系統(tǒng)可具有這些傳感器中的任何一個或 者兩個，它們與鐵電RAM芯片3相連接以控制這一個或兩個傳感器。另外，用于上述系統(tǒng)的無線IC標簽可以是本發(fā)明的第二至第五實施例的無線IC 標簽的任何一個，其中無線IC標簽本身具有充電機構或發(fā)電機構，本發(fā)明的第一實施例的 無線IC標簽除外。在此情況下，無需提供外部電源12并且能給無線IC標簽提供用于驅動 每個傳感器的電源。工業(yè)實用性由于使用了能實施無線數據通信的具有溫度傳感器的無線IC標簽，就能容易地 實施混凝土內部溫度的測量和溫度數據的提取。同時，由于以一定間隔測量的溫度數據能 存儲于無線IC標簽的大容量存儲器中，負責建筑現場的人員或在澆注之后進行管理的人 員就能通過使用溫度或者由每個實際使用混凝土的累積溫度容易且快速地實施混凝土強 度的估計并且因此本發(fā)明有助于混凝土結構體安全性的提高。另外，由于使用了能實施無線數據通信的具有PH值傳感器的無線IC標簽，就能容 易地實施混凝土內部的氫離子指數的測量和氫離子指數數據的提取。同時，由于以一定間 隔測量的氫離子指數數據能存儲于無線IC標簽的大容量存儲器中，負責建筑現場的人員 或在澆注之后進行管理的人員就能通過使用氫離子指數數據由每個實際使用的混凝土容 易且快速地實施混凝土中和作用的估計并且因此本發(fā)明有助于混凝土結構體安全性的提 尚O另外，由于使用了能實施無線數據通信的具有畸變傳感器的無線IC標簽，就能容 易地實施混凝土結構體的畸變的測量和畸變數據的提取。同時，由于以一定間隔測量的畸 變數據能存儲于無線IC標簽的大容量存儲器中，負責建筑現場的人員或在澆注之后進行 管理的人員就能容易且快速地通過使用畸變數據由每個實際使用的混凝土測量混凝土的 畸變并且因此就能發(fā)現由于外部因素比如地震導致的混凝土結構體的惡化、混凝土結構體 的破裂等。因此本發(fā)明有助于混凝土結構體安全性的提高。
權利要求
1.一種附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，其能通過無線通信在寫入/讀取 裝置之間實施數據的寫入和讀取，包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器，其中由溫度傳感器測量的結構體的溫度數據存儲于鐵電存儲器中。
2.一種附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，其能通過無線通信在寫入/讀取 裝置之間實施數據的寫入和讀取，包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電連接的PH值傳感器，其中由PH值傳感器測量的結構體的氫離子指數數據存儲于鐵電存儲器中。
3.一種附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，其能通過無線通信在寫入/讀取 裝置之間實施數據的寫入和讀取，其包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電連接的畸變傳感器，其中由畸變傳感器測量的結構體的畸變數據存儲于鐵電存儲器中。
4.一種附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，其能通過無線通信在寫入/讀取 裝置之間實施數據的寫入和讀取，其包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器；以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器中的至少兩個，其中由溫度傳感器測量的結構體的溫度數據、由PH值傳感器測量的結構體的氫離子 指數數據、以及由畸變傳感器測量的結構體的畸變數據中的至少一個存儲于鐵電存儲器 中。
5.根據權利要求1至4的任何一個的無線IC標簽，其中，使用具有用于從外面接收電 波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信 的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器，以及用于接收超高頻帶寬的電波的超高頻帶通信天線 芯片，它們電連接為安裝于基板上以使得頻帶長于超高頻帶的通信由鐵電存儲器的天線單 元實施并且數據存儲于鐵電存儲器中，并且同時超高頻帶的通信由超高頻帶通信天線芯片 實施并且數據存儲于鐵電存儲器中。
6.根據權利要求1至5的任何一個的無線IC標簽，其中無線IC標簽包括由絕緣材料 覆蓋的基板，其安裝使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電 源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器。
7.根據權利要求1或權利要求4至6的任何一個的無線IC標簽，其中溫度傳感器是電 阻式溫度檢測器、熱電耦和熱敏電阻中的任何一個，并且由溫度傳感器檢測的電信號存儲 于鐵電存儲器中。
8.根據權利要求2或4至7的任何一個的無線IC標簽，其中PH值傳感器是用于通過將提供給PH值傳感器的膜帶入與混凝土結構體的測量部分相接觸來檢測測量部分處的反 應性、附著至該部分的酸/堿的量、從測量部分內部釋放的酸/堿的量等的半導體成像傳感 器，或者具有玻璃電極和比較電極的用于檢測電極之間的電勢差的玻璃電極傳感器，并且 由PH值傳感器檢測的電信號存儲于鐵電存儲器中。
9.根據權利要求3或4至8的任何一個的無線IC標簽，其中畸變傳感器是用于檢測混 凝土結構體的至少兩點的相對位置的變化量的位移傳感器，并且由畸變傳感器檢測的電信 號存儲于鐵電存儲器中。
10.根據權利要求1至9的任何一個的無線IC標簽，其中無線IC標簽所包括的傳感器 安裝于基板上。
11.根據權利要求1至10的任何一個的無線IC標簽，其中無線IC標簽與由充電設備 以非接觸方式充電的電池電連接。
12.根據權利要求11的無線IC標簽，其中電池通過來自于充電設備的預定頻帶的電波 以非接觸方式充電。
13.根據權利要求11或12的無線IC標簽，其中電池安裝于基板上。
14.根據權利要求11至13的任何一個的無線IC標簽，其中用于給電池充電的充電設 備被提供給寫入/讀取裝置。
15.根據權利要求11至14的任何一個的無線IC標簽，其中驅動無線IC標簽所包括的 傳感器的電能從由充電設備以非接觸方式充電的電池供應。
16.根據權利要求1至15的任何一個的無線IC標簽，其中無線IC標簽與通過振動、熱 或電波自己發(fā)電的發(fā)電機構電連接。
17.根據權利要求16的無線IC標簽，其中發(fā)電機構安裝于基板上。
18.根據權利要求16或17的無線IC標簽，其中用于驅動無線IC標簽所包括的傳感器 的電能從通過振動、熱或電波自己發(fā)電的發(fā)電機構供應。
19.一種使用附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽的混凝土結構體質量管理 系統(tǒng)，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并 且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及 用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器 電連接的溫度傳感器，其中安裝于鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制溫度傳感器的裝 置、用于溫度傳感器的測量混凝土結構體的溫度的裝置、以及用于將由此測量的結構體的 溫度數據存儲于鐵電存儲器中的裝置。
20.一種使用附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽的混凝土結構體質量管理 系統(tǒng)，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且 包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電 連接的PH值傳感器，其中安裝于鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制PH值傳感器的裝 置、用于PH值傳感器的測量混凝土結構體的氫離子指數的裝置、以及用于將由此測量的結 構體的氫離子指數數據存儲于鐵電存儲器中的裝置。
21.一種使用附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽的混凝土結構體質量管理 系統(tǒng)，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及 用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器 電連接的畸變傳感器，其中安裝于鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制畸變傳感器的裝 置、用于畸變傳感器的測量混凝土結構體的畸變的裝置、以及用于將由此測量的結構體的 畸變數據存儲于鐵電存儲器中的裝置。
22.根據權利要求19至21的任何一個的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包 括附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入 /讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過 與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的 鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電連接的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器 中的至少兩個，其中安裝于鐵電存儲器上的控制單元具有用于控制每個傳感器的裝置、用 于所述傳感器的測量混凝土結構體的數據的裝置、以及用于將由此測量的結構體的數據存 儲于鐵電存儲器中的裝置。
23.一種使用附著至或嵌入混凝土結構體中的無線IC標簽的混凝土結構體質量管理 系統(tǒng)，所述無線IC標簽能通過無線通信在寫入/讀取裝置之間實施數據的寫入和讀取并且 包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用 于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器、以及與鐵電存儲器電 連接的溫度傳感器、PH值傳感器和畸變傳感器中的至少任何一個，并且包括用于在由傳感 器檢測到變化量時將由任何一個傳感器檢測的數據存儲于鐵電存儲器中的裝置。
24.根據權利要求19至23的任何一個的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)，其中無線IC標 簽與由充電設備以非接觸方式充電的電池電連接，并且驅動無線IC標簽所包括的傳感器 的電能由電池供應。
25.根據權利要求19至M的任何一個的混凝土結構體質量管理系統(tǒng)，其中無線IC標 簽與通過振動、熱或電波自己發(fā)電的發(fā)電機構電連接，并且用于驅動無線IC標簽所包括的 傳感器的電能由發(fā)電機構供應。
全文摘要
一種附著至或嵌入混凝土結構體11中的無線IC標簽1包括使用具有用于從外面接收電波和用于通過與電波諧振來產生電流的電源單元以及用于以預定頻帶寬度實施無線通信的天線單元的鐵電體的鐵電存儲器、安裝于基板上的溫度傳感器4、pH值傳感器5和畸變傳感器6。由溫度傳感器4測量的結構體的溫度數據、由pH值傳感器5測量的結構體的氫離子指數數據以及由畸變傳感器6測量的結構體的畸變數據中的至少一個存儲于鐵電存儲器中。
文檔編號G06K19/07GK102099658SQ200980128330
公開日2011年6月15日 申請日期2009年10月6日 優(yōu)先權日2009年6月18日
發(fā)明者加賀規(guī)矩男, 蘆澤重夫 申請人:三智商事株式會社