Радиочастотная идентификационная метка на поверхностных акустических волнах

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Радиочастотная идентификационная метка на поверхностных акустических волнах

Содержание

Введение

1 Краткий обзор идентификационных меток

1.1 Штриховое кодирование

1.2 Радиочастотные идентификационные метки

1.2.1 Пассивные, полуактивные и активные метки

1.2.2 Только считываемые и перезаписываемые метки

1.2.3 Чиповые и бесчиповые метки

1.3 Пассивные радиочастотные идентификационные метки на поверхностных акустических волнах

1.3.1 Физические принципы работы меток на поверхностных акустических волнах

1.3.2 Возможные принципы построения и функционирования РЧИД-меток на ПАВ

1.3.3 Варианты кодирования данных в метках на ПАВ

1.4 Частотные диапазоны РЧИД-систем

1.5 Актуальность ПАВ-устройств. Выводы

2 Основная часть

2.1 Выбор исходных материала

2.1.1 Основные требования к материалам подложеr устройств на ПАВ

2.1.2 Выбор материала подложки (звукопровода)

2.1.3 Выбор материала для металлизации поверхности

2.2 Расчёт основных элементов метки

2.2.1 Выбор приемо-передающего ВШП

2.2.2 Расчет основных параметров приемо-передающего ВШП

2.2.3 Выбор и расчет отражателей

2.2.4 Конструкция метки

2.2.5 Кодирование данных

2.2.6 Определение габаритных размеров проектируемой метки

2.3 Технологические этапы изготовления РЧИД-метки на ПАВ

2.3.1 Стадия предварительной обработки поверхности подложек

2.3.2 Предварительная очистка подложек ниобата лития

2.3.3 Окончательная очистка подложек от загрязнений

2.3.4 Формирование электродных структур

2.4 Карта идентификации. Проверка работоспособности меток

2.4.1 Антенна

2.4.2 Печатная согласующая индуктивность

2.4.3 Оценка вносимых устройством потерь в принимаемый/передаваемый сигнал

2.4.4 Проверка работоспособности меток

3 Организационно-экономическая часть

3.1 Оценка эффективности инновационного процесса

3.1.1 Определение себестоимости инновационного процесса

Определение эффективности инновационного процесса

3.2 Организационно-плановые расчеты

3.2.1 Расчет календарно-плановых нормативов

3.3 Экономические расчеты

3.3.1 Определение стоимости основных фондов и их износа на полное восстановление

Расчет затрат на материалы

3.3.3 Расчет численности работающих по категориям и фонда заработной платы

3.3.4 Калькулирование себестоимости

3.3.5 Расчет технико-экономических показателей

3.4 Расчет коммерческой эффективности проекта

3.4.1 Расчет потока реальных денег от операционной (производственной) деятельности

3.4.2 Расчет потока реальных денег от инвестиционной деятельности

3.4.3 Расчет необходимого прироста оборотного капитала

3.4.4 Расчет потока реальных денег от финансовой деятельности

3.4.5 Расчет показателей коммерческой эффективности проекта

4 Безопасность жизнедеятельности

4.1 Вредные и опасные факторы в цехе изготовления

радиочастотных идентификационных меток на ПАВ

Охрана труда

4.2 Экологические аспекты БЖД

5 Обеспечение безопасности объекта ООО НПЦ «Элион» в чрезвычайных ситуациях

5.1 Определение устойчивости объекта к радиоактивному заражению местности

5.2 Расчет режимов работы объекта в условиях радиоактивного заражения

5.3 Определение возможных радиационных потерь (поражений) в зонах радиоактивного заражения

Заключение

Список литературы

Аннотация

В данном дипломном проекте разработана радиочастотная идентификационная метка на поверхностных акустических волнах. Основными функциональными элементами устройства являются подложка с нанесенными на нее встречно-штыревыми структурами, прикрепляемая к контактным вывода метки антенна, а также согласующий элемент – индуктивность. Разработана методика расчета основных элементов метки, выбраны материал подложки, тип встречно-штырьевых преобразователей и отражательной системы. Также предложен технологический маршрут изготовления разрабатываемой метки. В качестве примера рассмотрен один из способов построения карты идентификации с использованием метки на ПАВ.

Введение

Ежегодный рост мирового товарооборота и масштабное увеличение числа грузоперевозок привело к созданию систем регистрации и идентификации подвижных и неподвижных объектов. Задачей любой системы идентификации является хранение информации об объекте с возможностью ее удобного считывания. Такие системы как правило содержат в своем составе считыватели и метки. Метка может содержать данные о типе объекта, стоимости, весе, температуре, данные логистики, или любой другой информации, которая может храниться в цифровой форме. Они могут быть выполнены в виде карт с магнитной полосой, штрих-кодов, электронных ключей, чиповых или бесчиповых карточек идентификации. Однако в дальнейшем нас будут интересовать системы дистанционного считывания информации об объекте, поэтому остановимся на наиболее распространенных системах штрихового кодирования и радиочастотной идентификации, выявим достоинства и недостатки каждой технологии. Далее определим основные цели и задачи по созданию устройства, позволяющего конкурировать с существующими аналогами. Основная часть дипломного проекта будет посвящена разработке радиочастотной идентификационной метки на ПАВ согласно техническому заданию.

Штриховое кодирование

C помощью штрихового кода зашифрована информация о некоторых наиболее существенных параметрах продукции. Наиболее распространена Европейская система кодирования EAN [1]. Согласно этой системе, каждому виду изделия присваивается свой номер, состоящий чаще всего из 13 цифр (EAN-13). Типовой штрих-код представлен на рисунке 1.1.

Рис.1. - Типовой штрих-код

Цифровые обозначения:

1) Код страны;

2) Код изготовителя;

3) Код товара;

4) Контрольная цифра;

5) Знак товара, изготовленного по лицензии.

Основными преимущества штрихового кодирования являются простота реализации и низкая стоимость. Однако для целого ряда областей эта технология оказывается нерезультативной, особенно там, где требуется контроль перемещения объектов в реальном времени, интеллектуальные решения автоматизации, способность работать в жестких условиях эксплуатации. Все эти проблемы в состоянии решить радиочастотная идентификация, в частности радиочастотные идентификационные (РЧИД) метки.

Чиповые и бесчиповые метки

Чтобы идентифицировать множество производимых объектов, схема памяти должна иметь возможность хранения достаточного числа уникальных кодов. Оптимальным считается объем памяти в 96 бит. Большинство бесчиповых меток в настоящее время позволяют хранить 24 бита или меньше, хотя некоторые позволяют хранить 64 бита. Однако, увеличение размера памяти приводит их стоимости метки.

Из-за возрастания числа и снижения размера объектов, на которые устанавливаются метки, необходимо, чтобы считыватель был способен одновременно считывать множество меток, находящихся в зоне его действия; причем метки могут размещаться близко друг от друга. В настоящее время наилучшим способом решения такой задачи – коллизии сигналов – является наделение самих меток некоторым интеллектом.

Возможно также использование методов пространственного выделения одной метки среди многих других, что приводит к разрешению коллизии,

На рисунках 1.3 представлена типичная чиповая метка и ее конструкцияи. На рисунке изображена чиповая радиочастотная метка для диапазона частот 850–960 МГц, выпускаемые сегодня компанией Omron [6].

Рисунок 1.4 – Метка, работающая в диапазоне частот 850 – 900 МГц

Оба типа меток имеют перемычку, которая представляет собой гибкую печатную плату с установленной микросхемой, соединенной с контуром антенны.

Достоинства чиповых меток:

1) Обладают достаточной памятью, чтобы хранить уникальных идентификационный номер большого числа объектов;

2) Простота реализации считывания нескольких меток одновременно

Бесчиповые метки не имеют в своем составе модуля памяти, и поэтому могут хранить гораздо меньший объем информации. Однако существует множество приемов, специальных кодировок сигнала, которые позволяют в полной мере конкурировать с чиповыми аналогами. Кроме того, также возможно считывание сразу нескольких меток одновременно. Бесчиповые метки – метки самой низкой стоимости, которые обеспечивают оптимальный минимум функциональных возможностей, простые только считываемые устройства с постоянным уникальным идентификационным кодом. Рассмотрим даны вид меток более подробно.

Варианты кодирования данных в метках на ПАВ

В транспондерах на ПАВ применяются в основном следующие методы кодирования данных: кодирование методом включения-выключения импульса (a) и кодирование временной позиции импульса (б).

a) В простейших транспондерах на ПАВ используется метод кодирования данных включением-выключением импульса, при котором каждая возможная позиция импульса кодирует один бит данных. Наличие или отсутствие импульса в ответном сигнале ПАВ-транспондера определяется топологией расположения рефлекторов на пьезоэлектрической подложке. Каждый рефлектор создает свой импульс в ответном сигнале ПАВ-транспондера, при этом время задержки между отдельными импульсами пропорционально пространственному расстоянию между рефлекторами на подложке. Промежутки, свободные от импульсов, отсутствуют. Размещая соответственным образом рефлекторы на подложке, можно сформировать требуемый двоичный код, представляемый последовательностью импульсов ответного сигнала транспондера.

б) В коммерческих системах на ПАВ используется метод кодирования временной позиции импульса.

В этом случае необходим так называемый импульс начала (стартовый импульс), чтобы обеспечить временную синхронизацию для остальных импульсов данных. Каждый импульс может занимать одну из 4 возможных временных позиций (рисунок 1.9). Соответствующая группа данных из 2 битов кодируется этим импульсом. Между группами данных существуют промежутки, свободные от импульсов.

При данном методе кодирования ширина импульсных слотов увеличивается примерно в два раза, чтобы обеспечить четкое разделение смежных позиций, которые могут занимать импульсы.

Рисунок 1.9 – Кодирование данных временной позиции импульсов в транспондере на ПАВ

В целом, кодирование временной позиции импульса и кодирование включением-выключением импульса обеспечивают примерно одинаковую плотность данных на единицу времени. Однако преимуществом метода кодирования временной позиции импульса является 50-процентное уменьшение импульсов данных, что означает 50-процентное уменьшение числа рефлекторов на транспондере. Благодаря использованию ограниченного числа рефлекторов улучшается детектирование данных (в каждой группе данных существует только один импульс) и обеспечивается постоянство амплитуд импульсов данных. Несмотря на то, что каждый рефлектор слегка уменьшает амплитуду сигнала, постоянное число рефлекторов означает, что импульсы сигнала, которые порождаются последними рефлекторами, всегда имеют постоянную амплитуду.

Основная часть

Выбор исходных материалов

2.1.1 Основные требования к материалам подложек устройств на ПАВ

В устройствах на ПАВ в качестве материала подложки, как правило, используются пьезоэлектрики. Это связано со способом возбуждения звуковых волн с помощью встречно-штыревых преобразователей [12].

Перечислим наиболее важные характеристики материалов для устройств на ПАВ:

Квадрат коэффициента электромеханической связи (КЭМС) – дает количественное описание пьезоэлектрического эффекта. Он определяет соотношение между электрической и механической энергиями в пьезоэлектрике.

Данный параметр определяют экспериментально путем изменения времени распространения ПАВ между входным и выходным ВШП до и после нанесения на свободную поверхность между преобразователями металлической пленки.

Такие наиболее важные характеристики устройств на ПАВ, как относительная ширина полосы пропускания и вносимые потери, могут быть представлены в виде явных функций КЭМС. При заданном уровне вносимых потерь материал с большим значением КЭМС позволяет реализовать более широкополосное устройство.

Температурный коэффициент задержки (ТКЗ) – относительное изменение времени задержки, соответствующее изменению температуры на один градус. Значение ТКЗ определяют экспериментально путем измерения температурной зависимости частоты автогенератора с линией задержки на ПАВ.

Обычно материалы с большим значением КЭМС имеют худшую температурную стабильность (т.е. большие значения ТКЗ). Большое значение КЭМС показывает, что механические свойства более чувствительны к изменениям температуры.

Очевидно, что при жестких требованиях к температурной стабильности устройств предпочтительнее использовать материалы с малым значением ТКЗ.

Скорость ПАВ. С этим параметром связаны такие технические характеристики устройств, как рабочие частоты и габаритные размеры. Скорость ПАВ зависит от плотности материала, его упругих и пьезоэлектрических свойств и от состояния поверхности. Для эффективного возбуждения акустической волны и ее отражения от отражательных структур пространственный шаг топологических элементов должен быть равен длине такой волны.

Следует отметить, что фазовые скорости ПАВ на свободной и металлизированной поверхности различны. Скорость на металлизированной поверхности меньше. Это вызвано, прежде всего, закорачиванием электрической составляющей поля и приводит к изменению характеристик акустической волны.

С точки зрения повышения рабочих частот наиболее предпочтительнее материалы с большим значением скорости. Линейные размеры устройств также связаны с длиной волны. Они на практике составляют величину порядка 100 длин волн. Следовательно для низкочастотных приборов на ПАВ (частоты менее 10-100 МГц) необходимо выбирать материалы с низкой скоростью распространения (1000-2000 м/с).

Уровень потерь энергии при распространении ПАВ (коэффициент затухания). Его определяют с помощью зависимости:

B_M=α_Mf+β_Mf ²,(2.1)

где α_M и β_M – коэффициенты, характеризующие потери засчет воздушной нагрузки и вязкостных свойств материала, f – частота, ГГц.

Данная зависимость получена теоретически и подтверждена экспериментально для различных материалов и из срезов. Первое слагаемое вносит свой вклад лишь в том случае, если кристалл находится в воздухе или инертном газе и равно нулю в вакууме. Второе слагаемое обусловлено взаимодействием ПАВ с колебаниями кристаллической решетки.

При проектировании акустоэлектронных устройств, работающих на частотах менее 50 – 100 МГц потерями на распространение волн чаще всего пренебрегают. В то же время, на высоких частотах они вносят весомый вклад и обязательно должны быть учтены при выборе материала для АЭУ.

На рисунке 2.1 изображены зависимости величины вносимых потерь в зависимости от частоты работы устройства для некоторых материалов.

Рисунок 2.1 – Зависимости вносимых потерь от частоты при распространении ПАВ на поверхности монокристаллов ниобата лития, лангасита, ортофосфата галлия.

Затухание ПАВ также существенно зависит от состояния поверхности подложки Следовательно в процессе изготовления АЭУ подложки звукопроводов должны быть тщательно отшлифованы и очищены. Кроме того затухание ПАВ уменьшается и при охлаждении материала.

Параметры дифракции. Как и в оптических структурах, в приборах акустоэлектроники наблюдается явление дифракции звуковой волны (рисунок 2.2). Это приводит к расхождению пучка ПАВ и потере части энергии волны. Наибольшему влиянию дифракции подвержены устройства с аподизированными преобразователями (преобразователи с изменяющейся величиной перекрытия электродов).

Рисунок 2.2 – Дифракция пучка ПАВ

Так как монокристаллы анизотропны и их характеристики акустических волн зависят от выбранного направления распространения, то картина дифракции в них усложняется в сравнении с изотропными материалами. Скорость ПАВ при разных направлениях различна, что приводит к увеличению или уменьшению расходимости пучков. Последний эффект называется автоколлимацией, Она приводит к уменьшению дифракционных потерь и особо важна в линиях задержки с большим временем задержки и в устройствах с протяженными электродными структурами. Степень дифракции для каждого конкретного пьезоэлектрического материала фиксирована. В монокристаллах она оценивается параметром анизотропии γ. Величина и знак определяют степень дифракции поверхностных волн. В изотропной среде γ = 0; при γ > 0 дифракционные потери больше, чем в изотропной среде, при γ < 0 потери меньше, чем в изотропной среде. Если γ = –1, в анизотропной среде наблюдается автоколлимация, при которой расширение акустического пучка минимальное или отсутствует. Приведем значения параметров анизотропии и величины угла отклонения потока энергии для некоторых материалов.

Таблица 2.1 – Значения параметра анизотропии γ и величины угла отклонения потока энергии для некоторых материалов акустоэлектроники

Материал	Химическая формула	Ориентация пластины и направление распространения ПАВ	Параметр анизотропии γ	Угол отклонения потока энергии φ, ⁰
Кварц	SiO₂	YXl/42⁰45’ (0⁰;132⁰45’; 0⁰)	0,378	0
Ниобат лития	LiNbO₃	YZ	-1,08	0
Ниобат лития	LiNbO₃	41,5⁰-YX	-0,45	0
Танталат лития	LiTaO₃	YZ	-0,211	0
Германат висмута	Bi₁₂GeO₂₀	(001), [100]	-0,304	0
Берлинит	ALPO₄	(90;90;80,4⁰)	0,901	0

По мере удаления от излучателя изменяются и профили интенсивности ПАВ. Как и в классической оптике можно ввести безразмерный параметр Френеля.

где λ - длина волны; D – расстояние от преобразователя до точки наблюдения; H - апертура преобразователя

Значение F < 1 соответствует зоне Френеля (или ближней зоне). В этой зоне наблюдается четко выраженный акустический луч и его энергия сосредоточена в полосе, «освещаемой» апертурой преобразователя. Значение F > 1 соответствует зоне Фраунгофера (или дальней зоне), в которой акустический луч «разваливается». Очевидно, что для того чтобы вся акустическая энергия, излученная входным преобразователем, была принята выходным, преобразователи должны быть расположены в ближней зоне друг относительно друга.

Выбор и расчет отражателей

В качестве отражателей предлагается использовать двунаправленные ВШП, с периодами и апертурой, равными периоду и апертуре приемо-передающего ВШП (рисунок 2.8) вместо традиционных отражающих полосок (канавок). Данный выбор диктуется возможностью варьирования в широких пределах коэффициента отражения каждого отражатели и, кроме того, возможность реализации частотной избирательности метки в пределах полосы пропускания.

Рисунок 2.8 – Двунаправленные ВШП в составе отражателя

На начальном этапе расчетов вычислим максимальный коэффициент отражения от отражателя из двух ВШП.

где M – число периодов в обоих частях отражателя, k²- квадрат коэффициента электромеханической связи.

В то же время необходимо выполнение условия:

где N-число периодов в одном из ВШП отражателя.

Для выполнения данного условия возьмем 1 период ВШП. Коэффициент электромеханической связи для подложки ниобата лития со срезом в направлении Y, X постоянен и равен в относительных единицах 0,053. Тогда:

Условие выполняется.

Следовательно число периодов в обоих частях отражателя будет равно 2 и максимальный коэффициент отражения будет равен:

Для оптимальной кодировки данных и с учетом затуханий в металлической пленке ограничимся числом отражателей N=20.

Рассчитаем расстояния α_i между парциальными ВШП и коэффициент отражения k_i. Полученные данные занесем в таблицу 2.4.

i=0,1,2….N, где N – число отражателей, -коэффициент отражения от отражателя из двух ВШП, λ₀ – период, а M – число периодов в обоих частях отражателя, k²- квадрат коэффициента электромеханической связи.

Отражатель состоит из 2-х половинок, сдвинутых друг относительно друга на расстояние α_i. В этом случае ПАВ, отраженные от каждой половинки отражателя, приходят на приемо-передающий ВШП со сдвигом фаз, определяемым расстоянием между одинаковыми частями отражателя и суммарная амплитуда ПАВ определяется выражением:

где - амплитуда ПАВ, падающей на отражатель, - коэффициент отражения от i-того отражателя, f - частота, - длина ПАВ, - расстояние между половинками в i-том отражателе.

Чтобы переотраженные от соседних отражателей ПАВ не искажали отраженную импульсную последовательность, отражатели выполняются с малым коэффициентом отражения (не более 0,1-0,15). В этом случае переотраженные ПАВ по амплитуде будут почти на порядок меньше, чем отраженные ПАВ, падающие на отражатели от приемо-передающего однонаправленного ВШП. Поэтому отражатели, выполненные в виде ВШП, должны содержать малое число электродов, чтобы коэффициент отражения от них не превышал вышеуказанной величины. Необходимо учитывать, что ПАВ, падающие на следующий отражатель, будут по амплитуде несколько меньше, чем ПАВ, падающие на предыдущий отражатель, так как при каждом отражении часть энергии ПАВ уходит в отраженный сигнал и амплитуда ПАВ по мере распространения в системе отражателей убывает. Следовательно, по мере удаления от приемо-передающего ВШП, амплитуды отраженных ПАВ убывают, а импульсы в отраженной последовательности имеют разную (убывающую) амплитуду. Чтобы этого не происходило, коэффициент отражения уменьшается по мере удаления от приемо-передающего ВШП. Это достигается тем, что отражательные ВШП выполнены из двух одинаковых частей, сдвинутых относительно друг друга на расстояния а_i, которое зависит от номера отражателя, отсчитываемого от приемо-передающего ВШП

Зададим шаг изменения величины α_i равным 1,6 мкм исходя из разрешающей способности обычной контактной фотолитографии, которая будет применяться в дальнейшем при кодировании данных непосредственно в процессе изготовления метки. Также подразумевается наличие всех отражателей на подложке, что соответствует двоичному коду: 11111111111111111111. Допустим, что мощность принимаемого меткой сигнала 100 мВт (максимально допустимая мощность передачи сигнала радиочастотного диапазона) без учета потерь на распространения электромагнитной волны в пространстве. При этом учтены все возможные потери, вносимые как самим приемо-передающим ВШП, так и антенной (п 2.3.4). Произведем расчет и занесем полученные значения в таблицу 2.4

Таблица 2.4 – Результаты расчета

Номер отражателя	Значение α_i , мкм	Коэффициент отражения k_i	Суммарная амплитуда, мВт
0	3,75	0,115	4,83
1	5,35	0,102	3,75
2	6,95	0,102	3,39
3	8,55	0,101	2,98
4	10,15	0,1	2,6
5	11,75	0,098	2,26
6	13,35	0,095	2
7	14,95	0,093	1,67
8	16,55	0,09	1,43
9	18,15	0,086	1,21
10	19,75	0,082	1,03
11	21,35	0,078	0,85
12	22,95	0,074	0,71
13	24,55	0,069	0,59
14	26,12	0,063	0,48
15	27,75	0,058	0,38
16	29,35	0,052	0,29
17	30,95	0,046	0,22
18	32,55	0,039	0,16
19	34,15	0,032	0,11

Из таблицы 2.4 видно, что коэффициент отражения, как и сам сигнал практически линейно уменьшается по мере распространения от приемо-передающего ВШП.

Конструкция метки

На рисунке 2.9 изображена конструкция предлагаемой метки на ПАВ.

Рисунок 2.9 – Конструкция РЧИД-метки на ПАВ

Кодирование данных

Определим минимальную длительность считывания импульса:

Τ_{и. мин}=1/Δf=1/27*10⁶=37 (нс).

Расстояние между отраженными импульсами должно быть равно удвоенной длительности считывающего импульса (74 нс), что позволяет легко различить отраженные импульсы на импульсном отклике от радиочастотной метки:

R=V_ПАВ* 2Τ_{и. мин} =3409.52*74*10^-9=252,3(мкм)

Возьмем наиболее простой способ кодировки данный включением-выключением импульса. В этом случае наличие отражателя на заданном фиксированном промежутке будет восприниматься как 1, отсутствие как 0. Покажем также возможность одновременного опроса нескольких меток при передвижении массива отражателей на расстояние от 1 до 10 мм. Изобразим это в виде диаграммы, представленной на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 –временная диаграмма положения отражателей при перемещении массива относительно приемо-передающего ВШП

Таким образом, как видно из диаграммы, имеется возможность исключить наложения сигналов перемещением массива отражателей относительно приемо-передающего ВШП при одновременном опросе сразу нескольких меток.

Предварительная очистка подложек ниобата лития

Для получения хорошей адгезии и возпроизводимости электрофизических свойств наносимых на подложку электродов, поверхность звукопровода должна быть подвергнута тщательной очистке. Способ очистки во многом зависит от выбранного метода последующей металлизации.

Стадия предварительной очистки подложек ниобата лития состоит из следующих этапов [17].

Этап 1: промывка в трихлорэтилене (около 10 минут).

Этап 2: промывка в ацетоне (около 10 минут).

Этап 3: промывка в метаноле и воде.

Этап 4: погружение в смесь из трех частей воды, одной части концентрированной щелочи NH₄OH и одной части 30 % - ной нестабильной перекиси водорода H₂O₂ на 10 минут при температуре 75^○С.

Этап 5: ультразвуковая отмывка в ванне с моющим средством при температуре 65^○С (примерно в течение 10 минут).

Этап 6: отмывка от моющего средства водой с удельным сопротивлением 18 МОм (при температуре 65^○С.

Этап 7: промывка в проточной воде, имеющей удельное сопротивление 18 МОм в течение 30-60 минут при температуре 65^○С.

Этап 8: сушка и оценка угла смачиваемости образца.

Этап 9: повторная промывка в воде и просушивание в потоке сухого азота.

Этапы 1, 2 и 3 предназначены для удаления легкорастворимых загрязнений, а на этапе 4 – труднорастворимых. На этапе 5 используется 1%-ный раствор основного моющего средства технической чистоты. Моющее средство может содержать ионные примеси, так как их наличие не имеет значения для технологии устройств на ПАВ.

На этапе 8 оценивается степень очистки поверхности по характеру смачивания поверхности образцов водой. Угол между поверхностью капли воды и поверхностью образца в большей степени зависит от загрязненности поверхности. Для определения этого угла образец фторопластовым вакуумным пинцетом вынимается из ванны с чистой водой. Так как вода и подложка подогреты, вода быстро испаряется и стягивается по направлению от краев пластины к ее центру. Если поверхность образца свободна от загрязнений, то поверхность воды на границе раздела образует острый угол с поверхностью подложки, и в тонком граничном слое воды отчетливо видны интерференционные кольца. В противном случае поверхность воды образует с поверхностью образца тупой угол и интерференционные кольца не наблюдаются. Малые локальные загрязнения приводят к различным значениям угла на разных участках границы.

Антенна

В основе конструкций большинства антенн радиочастотных меток лежит полуволновый диполь [19]. На рисунке 2.13 приведены диаграммы направленности элементарного полуволнового диполя в вертикальной и азимутальной плоскостях. Азимутальная диаграмма направленности диполя представляет собой окружность, а вдоль оси диполя излучение отсутствует.

Рисунок 2.13 - Элементарный полуволновый диполь (а) и его диаграмма направленности в горизонтальной (б) и вертикальной (с) плоскостях

Также известно, что для элементарного диполя лишь одна компонента электрического поля отлична от нуля (или Е_θ, или Еφ), то есть диполь возбуждает линейно поляризованную волну. Так, например, вертикально расположенный диполь возбуждает волну с вертикальной поляризацией, а горизонтально поляризованная волна возбуждается горизонтальным диполем. Такими же поляризационными свойствами обладают приведенные выше антенны. Таким образом, в соответствии с направленными и поляризационными свойствами дипольных антенн наилучшая связь между считывателем и меткой имеет место тогда, когда приемопередающая антенна считывателя и антенна метки находятся в параллельных плоскостях. В этом случае метка успешно идентифицируется считывателем. Если же антенны расположены под углом 90^о одна относительно другой или ориентированы вдоль одной линии, то метка с данного направления идентифицирована не будет. Такая зависимость надежности считываемости идентификационных данных метки, использующую дипольную антенну, от ориентации ее по отношению к антенне считывателя является наиболее важным недостатком используемых радиочастотных меток.

В таблице 2.5 приведены ослабления мощности сигнала при использовании антенн считывающего модуля с линейной поляризацией. В большом потоке приема/выдачи товара в складской логистике, метки, в общем случае, могут быть ориентированы по отношению к антеннам считывателя случайным образом. В этом случае неизбежны ситуации, обусловленные такими положениями метки, при которых объекты (товары) не будут идентифицированы. Ошибки, возникающие в случае не идентификации объектов, могут привести к серьезным экономическим убыткам и проблемам безопасности.

Таблица 2.5 – Ослабление сигнала при различных ориентациях метки

Ориентация метки, º	Ослабление сигнал, дБ
0	0,0
15	0,3
30	1,25
45	3,01
60	6,02
75	11,74
90	∞

Проблемы идентификации меток, связанные с несовпадением плоскостей поляризации антенн метки и считывателя, решаются применением антенн считывающего модуля с круговой поляризацией.

Перейдем непосредственно к расчету антенны.

Входной импеданс метки в последовательной эквивалентной схеме (рисунок 2.15) будет иметь общий вид R_m=Z_m+jX_m, Исходя из предварительных расчетов, произведенных в п. 2.2.2 входной импеданс имеет большую емкостную составляющую и сравнительно небольшую активную составляющую. Как известно, для максимальной передачи мощности от генератора в нагрузку их импедансы должны быть комплексно-сопряженными. Поэтому импеданс антенны, приведенный к зажимам метки, должен иметь достаточно большую индуктивную составляющую и небольшую активную составляющую, равную активной составляющей импеданса метки.

Рисунок 2.15 – Последовательная эквивалентная схема включения входного приемо-передающего ВШП и антенны.

Расчет согласующих элементов будет произведен из условия компенсации статической емкости входного преобразователя:

1/(2πfL)= 2πfC_ВШП

L=1/((2πf)²* C_ВШП)=27(нГн).

Найдем геометрическую длину вибратора на центральной частоте 909 МГц [20]. Данной частоте соответствует длина волны:

В полуволновом вибраторе можно пренебречь потерями, поэтому основную роль при конструировании данного типа антенн играет активная составляющая импеданса антенны. Оно зависит от соотношения λ/d, где d – диаметр провода. Зависимость входного сопротивления полуволнового вибратора от отношения λ/d приведена на рисунке 2.16.

Рисунок 2.16 - Зависимость входного сопротивления полуволнового вибратора от отношения λ/d

Как уже отмечалось ранее активные составляющие импеданса антенны и метки должны быть равны, а именно:

R_A=R_M=59.5 (Ом).

Тогда по графику:

λ/d=550,

где d=601,82 мкм – диаметр проволоки антенны.

По графику (рисунок 2.17) определим коэффициент укорочения антенны:

К=0,938.

Требуемая длина вибратора будет равна, м.:

L= λ/2*K=0.155235.

Рисунок 2.17 – Коэффициент укорочения полуволнового вибратора в зависимости от отношения λ/d

Однако применение антенны таких размеров нецелесообразно ввиду большой площади, занимаемой антенной. Поэтому преобразуем вибратор, изогнув его в виде меандра. Для этого возьмем типовую конструкцию, исследованную в [21]. Длина плеча такой антенны будет приближенно равна: l=0,0133L (2Lэ=0,7L). Из зависимости (рисунок 2.18) следует, что активное сопротивление при резонансе хорошо согласуется с входным активным сопротивлением приемо-передающего ВШП.

Рисунок 2.18 – Зависимость импеданса меандра от электрической и физической длины.

Меандр имеет угол половинной мощности излучения (в плоскости, перпендикулярной рисунку 2.19) около ±41° (у обычного полуволнового диполя - ±39°).

Рисунок 2.19 – Общий вид полуволнового вибратора в виде меандра.

Коэффициент усилении антенны по отношению к изотропному излучателю 2 дБ.

Порядок расчета печатных и проволочных антенн аналогичен. Ширине печатной дорожки печатной антенны соответствует диаметр провода проволочной антенны.

Экономические расчеты

Расчет затрат на материалы

Затраты на материалы за вычетом возвратных отходов в расчете на 1 экран определяются по формуле:

(3.9)

руб.,

где – масса заготовки детали, кг.

– цена за один килограмм ниобата лития (с учетом транспортно-заготовительных расходов);

– масса реализуемых отходов, кг; – цена 1 кг реализуемых отходов.

Затраты на материал на программу:

т.руб,

где – программа выпуска деталей.

Таблица 3.23 – Расчет срока окупаемости проекта

Показатели	Год
Показатели	0-й	1-й	2-й	3-й	4-й	5-й
1. Денежные поступления (стр.3 табл.22)	-58000000	1556556	1937443	2060867	2184291	2307715
2. Коэффициент дисконтирования	1	0,849473	0,721605	0,612984	0,520714	0,442332
3. Текущая стоимость денежных поступлений (стр.1´стр.2)	-5800000	1322253	1398069	1263279	1137390	1020777
4. Текущая стоимость денежных поступлений нарастающим итогом (последовательное сложение сумм стр.3)	-5800000	-4477746	-3079677	-1816398	-679007	341770
5. ДСИ	5996266
Срок окупаемости
лет	4,67
месяцев	56

Период времени, необходимый для возмещения инвестиций, (срок окупаемости) представим на графике с помощью гистограммы (рисунок 3.3).

Все рассчитанные показатели эффективности сведем в итоговую таблицу 3.24.ї

Таблица 3.24 – Основные показатели эффективности инвестиционного проекта

Показатели	Значение показателя
ЧДД, руб.	341770
ВНД, %	20
ИД	1,06
Срок окупаемости, лет	4,67

Выводы. Рассмотренный проект в целом является эффективным, со сроком окупаемости, превышающим 4,67 лет.

Вибрация

Вибрацией называют колебательное движение, вызванное работающими электродвигателями, двигателями мощных насосов и др. Вибрация возникает вследствие несовершенства их конструкции технических устройств, неправильной эксплуатации, внешних условий. Как правило, шум является следствием вибрации, и оба фактора приводят к снижению производительности труда, виброболезни, ухудшению самочувствия.

Вибрацию от двигателя насоса УВН-75-П1, автомата дисковой резки ЭМ-2065, а также блока вакуумной откачки установки «Плазма-150 ПМ», можно снизить путем его установки на основания из твёрдокаменных пород. Также необходимо использовать демпфирующие прослойки из резины.

Электробезопасность

При воздействии электрического тока на организм человека происходят нарушения основных физиологических функций организма – дыхания, работы сердца, обмена веществ. Электрические травмы – это местные поражения тканей организма, которые делятся на электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи и механические повреждения. Чаще всего у человека, пострадавшего от электричества наблюдается одновременно несколько видов поражения.

По степени опасности поражения электрическим током помещение, где производятся радиочастотные идентификационные метки, относится к помещениям без повышенной опасности, которые характеризуются нормальной температурой и влажностью, отсутствием пыли, наличием нетокопроводящих полов.

Источники опасности возникают: при наличии электрического потенциала на корпусе не заземленного технологического оборудования; во время проведения процессов ремонта и наладки установок, когда сняты защитные крышки и кожухи.

Меры по защите от возможного поражения электрическим током:

1) изоляция проводов и изоляция корпуса оборудования;

2) информационные таблички (с предупреждением);

3) обеспечение недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения;

4) заземление всего производственного оборудования;

5) возможность автоматического отключения повреждённых сетей при авариях.

6) при ремонте оборудования необходимо использовать ручной инструмент с диэлектрическими рукоятками для работ с U ≤ 1000 В, диэлектрические перчатки.

Пожаро- и взрывоопасность.

Согласно СНиП, производство радиочастотных идентификационных меток по степени взрывопожароопасности относится к категории «Б». Эта категория содержит в себе производства, в которых используются горючие жидкости (растворители, ацетон, смачиватель ОП 10, применяемые для очистки подложек; азотная кислота (операция травления), при контакте со многими горючими материалами вызывает их самовозгорание) с температурой вспышки выше 28 и до 61°С включительно.

Незащищенным источником нагрева легковоспламеняющихся веществ, применяющихся для очистки пластин ниобата лития от загрязнений, служит установка химической очистки «Лада-М», где происходит их нагрев до 160 ⁰С. При неправильной эксплуатации данного оборудования или при неисправности узлов, либо повреждении токоведущих частей возможно возгорание.

Операция напыления алюминиевой пленки производится на УВН-75-П1 , для которой необходимо создание вакуума в рабочей камере. Данная технологическая операция требует создания инертной среды при помощи аргона и продувки камеры сухим водородом для предотвращения окисления алюминиевой пленки. Баллоны, содержащие водород и аргон находятся под давлением и взрывоопасны.

На установке вакуумного напыления и на автоматической установке плазмохимического травления алюминия "Плазма-150 ПМ" имеются криосорбционные ловушки, использующие жидкий азот. Во время повреждения шлангов для подачи вещества в установку, а также при разрушении сосуда Дьюара может происходить конденсация на охлажденных жидким азотом поверхностях кислорода и возгорание при контакте с горючими материалами. Для уменьшения вероятности таких аварий необходима надежная изоляция проводов электропитания установок для исключения их повреждения износо- и влагостойкими материалами. Перед началом эксплуатации установок УВН-75-П1, «Плазма-150 ПМ» необходима проверка на герметичность рабочей камеры. Баллоны с водородом и аргоном следует хранить вдали от возможных источников воспламенения и тепла в специальном шкафу и внимательно следить за их состоянием и давлением газа.

Также необходимо следить за состоянием труб и шлангов, соединяющих баллоны с установкой, и вовремя выявлять утечки. Перед проведением работ необходимо проверять внешним осмотром исправность сосудов Дьюара, подсоединительных шлангов, запорной арматуры. В производственном помещении обязательно должны быть средства пожаротушения, не вызывающие замыканий (химпенные ОХП-10 и углекислотные ручные ОУ-5, ОУ-8).

Нормирование микроклимата

Нормирование микроклимата в рабочих помещениях осуществляется в соответствии с санитарными правилами и нормами, изложенными в “СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений”.

Факторы, нарушающие микроклимат: нагревающиеся поверхности работающего оборудования (ЭВМ и электронные системы управления, камера вакуумного напыления, рабочая камера установки плазмохимического травления, установка химобработки, шкаф для сушки подложек); нагрев растворителей, кислот и щелочей для ускорения химических реакций очистки подложек от загрязнений; испарение жидких веществ (вода для уборки и промывки изделий, очищающие растворы и жидкости); присутствие людей.

При температуре воздуха более 30 ⁰С работоспособность человека начинает падать. Переносимость человеком температуры в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха.

Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Повышенная влажность (более 85%) затрудняет терморегуляцию, а низкая (ниже 20%) вызывает пересыхание слизистых оболочек. Движение воздуха в помещениях является важным фактором, влияющим на самочувствие человека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи теплоты организмом и улучшает его состояние, но оказывает неблагоприятное воздействие при низкой температуре воздуха.

Оптимальные микроклиматические условия обеспечивают ощущение теплового комфорта в течение рабочей смены, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, поддерживают высокий уровень работоспособности.

В производственных помещениях при производстве радиочастотных меток должны обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата для категории работ «1а» и «1б» в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими нормативами микроклимата. К этим категориям относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 150 ккал/ч, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением. Оптимальные параметры микроклимата должны быть соблюдены в соответствии со значениями, указанными в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих метах производственных помещений

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, ^оС	Температура поверхностей, ^оС	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Iа (до 139) Iб (140-174)	22-24 21-23	21-25 20-24	60-40 60-40	0,1 0,1
Теплый	Ia (до 139) Iб (140-174)	23-25 22-24	22-26 21-25	60-40 60-40	0,1 0,1

Принимаемые меры по нормированию микроклимата:

1) В холодный период года температура и влажность поддерживается регулируемой системой водяного отопления от городской ТЭЦ.

2) В теплое время года для нормирования температуры и влажности воздуха используется кондиционирование с равномерной подачей воздуха.

3) Использование искусственной местной и общей вентиляции. для поддержания нормальных, соответствующих нормам условий микроклимата, а так же для уменьшения концентрации вредных химических веществ в воздухе. Установки резки пластин ниобата лития, фотолитографии, химической обработки, имеют герметичные крышки, таким образом, источник производственных вредностей заключён внутри пространства. В них установлены собственные вытяжные воздухопроводы.

4) Обязательна спецодежда рабочих.

Ацетон.

Легковоспламеняющая жидкость. Слаботоксичен. Ацетон обладает возбуждающим и наркотическим действием, поражает центральную нервную систему, способен накапливаться в организме, в связи с чем токсическое действие зависит не только от его концентрации, но и от времени воздействия на организм. Для человека ЛД₅₀ оценивается в 1.159 г/кг. ПДК 200 мг/м³.

2) Химические вещества, используемые на стадии окончательной очистки подложек ниобата лития.

Натрия метасиликат

Метасиликат натрия пожаро- и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса опасности.

При попадании на влажную кожу, слизистые оболочки и особенно глаза вызывает химические ожоги. Вдыхание метасиликата натрия вызывает изменения в легких – силикоз. При пожаре возможны ожоги.

Смачиватель ОП-10

Смачиватель ОП-10 является пожароопасным, по степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. Воспламеняется от открытого пламени при нагревании

Опасен при проглатывании. Вызывают раздражение кожи и глаз. Имеют аллергенное действие. Попадание на кожу вызывает контактный дерматит. При попадании в глаза развивается конъюктивит.

Натрий едкий технический (сода каустическая, натрия гидрат окиси технический, гидрат окиси натрия, едкий натрий, гидроокись натрия, гидроксид натрия, натр едкий, натриевая щелочь) применяется на стадии очистки металлизированной подложки пьезоэлектрика от окислов.

Технический едкий натрий пожаро- и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса опасности.

При попадании на кожу вызывает химические ожоги, а при длительном воздействии может вызвать язвы и экземы. Сильно действует на слизистые оболочки. Опасно попадание в глаза. Опасен при вдыхании, проглатывании, попаданию на кожу и слизистые оболочки. Вызывает кашель, стеснение в груди, насморк, слезотечие, долго не заживающие ожоги слизистой оболочки полости рта, пищевода, желудка и тяжелые ожоги слизистой глаз до потери зрения.

4) На стадии травления алюминиевой пленки применяются следующие химические вещества:

Ортофосфорная кислота пожаро- и взрывобезопасная, негорючая жидкость относится к веществам умеренной куммулятивности. При контакте с кожей вызывает ожоги, воспалительные заболевания кожи, при вдыхании кашель, при попадании в глаза жжение. Класс опасности – 2.

Уксусная кислота ледяная.

Азотная киcлота.

Производственное освещение

Равномерное распределение яркости в поле зрения имеет важное значение для поддержания работоспособности человека. Если в поле зрения постоянно находятся поверхности, значительно отличающиеся по яркости (освещенности), то при переводе взгляда с ярко- на слабоосвещенную поверхность глаз вынужден переадаптироваться. Частая переадаптация ведет к развитию утомления зрения и затрудняет выполнение производственных операций.

Необходимые уровни освещенности нормируются в соответствии со СНиП 23-05-95. К гигиеническим требованиям, отражающим качество производственного освещения, относятся:

- равномерное распределение яркостей в поле зрения и ограничение теней;

- ограничение прямой и отраженной блесткости;

- ограничение или устранение колебаний светового потока.

В производственном помещении используется 3 вида освещения: естественное (источником его является солнце), искусственное (когда используются только искусственные источники света); совмещенное или смешанное (характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения).

Для работ в дневное время используется совмещенное естественное освещение: верхнее - через световые фонари в перекрытиях и боковое - через светопроемы (окна) окна.

При недостаточном естественном освещении следует применять комбинированное освещение - сочетание естественного и искусственного света. Искусственное освещение в системе комбинированного может функционировать постоянно (в зонах с недостаточным естественным освещением) или включаться с наступлением сумерек.

В качестве источников общего искусственного освещения следует применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).. При этом светильники должны быть с зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА). Допускается использование многоламповых светильников. Светильники должны быть снабжены рассеивателями и экранирующими решетками.

Вспомогательное и управляющее оборудование имеет большое количество индикаторов, кнопок и переключателей, требующих дополнительной подсветки. Такое оборудование необходимо разместить напротив оконных проемов. При недостаточном освещении наряду с общим освещением следует применять местное освещение, осуществляемое с помощью светильников местного освещения с применением ламп накаливания, в том числе галогенных.

Аварийное освещение устраивается в производственных помещениях и на открытой территории для временного продолжения работ в случае аварийного отключения рабочего освещения (общей сети). Оно должно обеспечивать не менее 5% освещенности от нормируемой при системе общего освещения.

Для предотвращения нарушений нормирования производственного освещения следует проводить чистку стёкол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

Рабочее место оператора ПЭВМ должно быть ориентировано боковой стороной к световым проемам. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и освещенность не должна быть более 300 лк.

Экологические аспекты БЖД

Виды отходов при производстве радиочастотных идентификационных меток на ПАВ: твердые, жидкие, газообразные [26].

1) Твердые отходы: материалы, образующиеся при резке, шлифовке, полировке пластин ниобата лития.

Утилизация: все бракованные и отработанные материалы тщательно собираются и упаковываются и затем отправляются на специализированные предприятия, или предприятие-поставщик подложек ниобата лития на переработку. Излишки алюминия или его россыпь могут быть повторно вовлечены в технологический процесс.

2) Жидкие отходы: отработанное масло (образующееся при чистке вакуумных насосов), использованная после промывки подложек вода, отработанные кислые и щелочные воды.

Утилизация: транспортировка веществ в специализированные организации по утилизации и переработке.

3) Газообразные вещества образуются при технологической операции напыления алюминиевой пленки в среде аргона и при пайке антенны устройства к корпусу. К этой же группе отходов можно отнести и технологическую пыль.

Основное направление защиты воздушного бассейна от загрязнений вредными веществами – создание новой безотходной технологии с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. Наиболее целесообразны при очистке газов адсорбционные, абсорбционные и каталитические методы.

Очистка газов от взвешенных частиц, например, пыли осуществляется следующими методами:

- гравитационное оседание;

- центрифугирование;

- электростатическое оседание;

- инерционное соударение;

- прямой захват;

- диффузия.

Все процессы очистки осуществляются с помощью специальных фильтров, скрубберов и т.д. в составе вентиляционной системы.

В процессе деятельности предприятия образуются сточные воды, которые также могут оказать негативное влияние на экологическую обстановку. Одним из способов решения данной проблемы является создание и проектирования бессточных технологических схем:

1 Разработка научно обоснованных требований к качеству воды, используемой во всех технологических процессах и операциях. Нет необходимости в использовании воды питьевого качества.

2 Максимальное внедрение систем воздушного охлаждения вместо водного. Здесь большую роль сыграло бы внедрение агрегатов большой единичной мощности. При этом высокоэнергетическое тепло используется для технологических целей, а низкоэнергетическое – для обогрева. Так, например, в результате внедрения установок воздушного охлаждения на предприятиях нефтепереработки потребление воды в среднем сократилось на 110–160 млн м³/год (Омский нефтеперерабатывающий завод и др.).

3 Размещение на промышленных площадях комплекса производств (так называемых территориально-производственных комплексов – ТПК) должно обеспечить возможность многократного (каскадного) использования воды в технологических процессах и операциях.

4 Последовательное многократное использование воды в технологических операциях должно по возможности обеспечить получение небольшого объема максимально загрязненных сточных вод.

5 Использование воды для очистки газов от водорастворимых соединений целесообразно только тогда, когда из газов извлекают, а затем утилизируют ценные компоненты.

6 Применение воды для очистки газов от твердых частиц допустимо только в замкнутом цикле.

Очистка сточных вод:

1. Механическая очистка стоков: отстой сточных вод в специальных отстойниках, в которых происходит оседание взвешенных частиц на дно отстойников; сбор нефтепродуктов и других нерастворимых в воде жидкостей с поверхности стоков устройствами типа механических рук и, наконец, фильтрация вод через слой песка примерно 1,5-метровой толщины.

2. Химическая, или реагентная, очистка

а) Реакции нейтрализации.

б) Реакции окисления-восстановления.

3. Биохимическая очистка

а) Аэробная биохимическая очистка

б) Анаэробная биохимическая очистка.

4. Обеззараживание воды озонированием.

5. Специальные методы очистки воды применяют для обессоливания сточных вод.

а) Дистилляция (выпаривание)

б) Вымораживание.

в) Мембранный метод.

г) Ионный обмен.

6. Удаление остаточных органических веществ

После биохимической очистки могут остаться органические вещества, плохо усваиваемые микроорганизмами. Лучший способ их удаления – адсорбция активированным углем, который затем регенерируется при нагревании.

Заключение

В основном части настоящего дипломного проекта был произведен выбор материала подложки метки на ПАВ, материала напыляемых электродных структур, вида приемо-передающего ВШП и ВШП отражательной системы. Определена конструкция устройства. Произведен расчет выбранных конструктивных элементов. Кроме того предложен технологический маршрут изготовления метки. Также рассмотрен возможный вариант корпусировки метки и вариант согласования метки с антенной. Таким образом спроектировано устройство, готовое к последующим измерительным испытаниям.

В разделе «Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды» рассмотрены опасные и вредные факторы при производстве РЧИД-меток на ПАВ и необходимые мероприятия по их устранению.

В следующем разделе была произведена оценка устойчивости работы предприятия ООО НПЦ «Элион» в в условиях проникающей радиации и радиационного загрязнения местности после ядерного взрыва, на котором будут производиться метки. Рассчитаны режимы работы персонала в данной чрезвычайной ситуации. Производство оснащено необходимыми средствами противорадиационной безопасности, убежищем. Таким образом обеспечиваются нулевые потери персонала во время ядерного взрыва.

В экономическом разделе произведена оценка эффективности производства предлагаемого устройства. Рассчитана себестоимость РЧИД-метки на ПАВ. Произведенный расчет коммерческой эффективности проекта подтверждает возможность внедрение разработки в крупносерийное производство.

В целом удалось решить задачи по проектированию конкурентоспособного устройства, имеющего низкую стоимость, малые габаритные размеры, хорошие эксплуатационные характеристики, такие как долговечность, приемлемые вносимые затухания в передаваемый сигнал.

Выбранная технология изготовления устройства позволит создавать в дальнейшем более высокочастотные и, следовательно, более быстродействующие метки, а так же повысить емкость хранимых меткой данных.

Список литературы

1. Справочник на ОнРу.ру - Штрихкоды, штрих код, расшифровка, сканер штрихкода, штрих коды стран. 2009. – URL: http://www.onru.ru (дата обращения: 10.05.09).

2. М. Гудин., В. Зайцев, Технология RFID: реалии и перспективы//Компоненты и технологии –2003. – №4.

3. Технологии радиочастотной идентификации (RFID). 2009. – URL: http://www.bitlite.ru (дата обращения: 25.01.09).

4. Что такое RFID? - Штрих Центр. – URL: http://shtrih-center.ru (дата обращения: 25.01.09).

5. Т. Шарфельд. Системы RFID низкой стоимости / Под ред. С. Корнеева. - Москва, - 2006 г.

6. О. Гуреева. JOMFUL – новая технология производства радиочастотных меток // Компоненты и технологии. – 2006. – №11.

7. О. Гуреева. Система радиочастотной идентификации на поверхностных акустических волнах // Компоненты и технологии. – 2006. - №6.

8. В. Ф. Катаев, А. В. Гусаков, В. А. Жуков. Устройство обнаружения (идентификации) объектов с помощью линии задержки на ПАВ//Новые методы теоретических и экспериментальных исследований материалов, приборов и технологий: сб. науч. тр./Волгодонский ин-т. ЮРГТУ. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. – С.56-58.

9. М. Федоров, Стандарты и тенденции развития RFID-технологий//Компоненты и технологии. – 2006. – № 1.

10. Документация СКУД ЭСКОР |ESCOR-SAW. 2009. – URL: http://www.sawpik.com (дата обращения: 10.05.09).

11. О. Гуреева. Новый протокол Gen 2 для систем радиочастотной идентификации // Компоненты и технологии. – 2006. – №1.

12. Материалы для акустоэлектронных устройств: учебное пособие / Балышева О.Л.; ГУАП. СПб., 2005. 50с.: ил.

13. Карапетьян Г.Я., Багдасарян С.А. «Однонаправленный преобразователь поверхностных акустических волн», Патент на изобретение 2195069, приоритет 08.04.2002 г. БИ №35, 2002.

14. Устройства интегральной электроники: Акустоэлектроника. Основы теории, расчета и проектирования: учеб. пособие / Дмитриев В.Ф.; ГУАП. – СПб., 2006. – 169 с.: ил.

15. Проектирование фильтров на поверхностно-акустических волнах: учебно-методическое пособие / Чернышова Т.И.; ТГТИ – Тамбов., 2006. – 48 с.: ил.

16. Орлов В.С., Бондаренко В.С. Фильтры на поверхностных акустических волнах. – М.: Радио и связь, 1984. – 272 с., ил.

17. Фильтры на поверхностных акустических волнах (расчет, технология и применение): Пер. с англ./Под ред. Г. Мэттьюза. – М.: Радио и связь, 1981. – 472 с., ил.

18. С. Бобков, Э. Врублевский, В. Киреев, В. Недзвецкий, А. Трепалин, И. Томпсон, Г. Дойл, Н. Хуснатдинов, Д. Лабрейк. Возможности и особенности наноимпринтлитографии для производства интегральных микросхем//Наноиндустрия. – 2007. – №3.

19. 3D RFID Tag Invariant to its Orientation P. A. Turalchuk; D. V. Kholodnyak; I. B. Vendik; A. B. Mikhailov; S. Yu. Dudnikov Microwave and Telecommunication Technology, 2006. CriMiCO apos;06. 16th International Crimean Conference Volume 2, Issue , Sept. 2006 Page(s):613 - 615

20. Ротхаммель К. Антенны: Пер. с нем. – 3-е изд., доп. – М.: Энергия, 1979. – 320 с., ил. – (Массовая радиобиблиотека; Вып. 998).

21. Как укоротить диполь//Радио. – 1986. – №6. – С. 64.

22. Расчет и изготовление плоских катушек//Радио. – 1976. – №11. – С. 40-41.

23. Методические указания к выполнению индивидуальных домашних заданий по курсу «Организация и планирование производства» / Круглова Е.Ю., Плотникова Е.Н.; ВИ ЮРГТУ – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2008. – 31 с.

24. Методические указания к выполнению раздела «Безопасность жизнедеятельности» в дипломном проекте (для технических специальностей) / Ермолаева Н.В., Бубликова И.А., Салов Е.В.; ВИ ЮРГТУ – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2002. – 20 с.

25. Химпэк. О компании. 2009. – URL http://www.chempack.ru (дата обращения: 5.05.09).

26. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.

27.