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SENSORI RFID

La ricerca riguarda lo sviluppo di un sensore di vapore e/o di umidità basato su tecnologia RFID passiva a 13.56 MHz. Il sensore dovrebbe essere costituito da una spira planare conduttiva da realizzare su supporto dielettrico chiusa su un carico resistivo/capacitivo, sulla quale è prevista la deposizione di film polimerici sensibili a varie specie di vapori e all’umidità. Il sensore viene interrogato per accoppiamento induttivo con un campo magnetico generato da una seconda spira planare conduttiva (lettore) percorsa da una corrente ac (13.56 MHz), disposta parallelamente al sensore ad una determinata distanza (da determinare). In termini circuitali, l’interazione tra sensore e lettore può essere descritta da un’impedenza ZT nel circuito che modella il lettore e può essere valutata misurando l’impedenza d’ingresso della spira. La modifica delle caratteristiche conduttive del film sensibile, dovute alla presenza o meno di vapore o umidità, altera i parametri circuitali del sensore e quindi modifica sia ZT che Zi. In questa prima fase, la ricerca intende: 1)mettere a punto i codici di simulazione numerica che consentano di studiare il problema dell’accoppiamento induttivo tra due spire planari in presenza di un mezzo interposto sia omogeneo, sia stratificato. I codici saranno sviluppati con un metodo agli elementi finiti (HFSS) e consentiranno l’individuazione della configurazione ottimale delle spire, sia del sensore sia del lettore, che massimizzia l’accoppiamento induttivo. Saranno analizzate spire di diversa geometria (quadrata, rettangolare, circolare) variando il numero di avvolgimenti ed i parametri geometrici della traccia (spessore e spaziatura). 2)verificare sperimentalmente i risultati della simulazione numerica. A tale scopo le spire saranno realizzate su supporti dielettrici metallizzati con un apparato per circuiti stampati a microforgia. Per la misura dei parametri circuitali (impedenza) della singola spira si utilizzerà un analizzatore di reti mediante il quale misurare i parametri scattering della spira dai quali ricavare i parametri d’impedenza. 3)simulare l’accoppiamento tra le due spire al variare delle caratteristiche elettriche del film sensibile depositato sulla spira del sensore. A tale scopo si farà riferimento a film sensibili già utilizzati per sensori di altro tipo, ricavandone i parametri dai dati disponibili in letteratura. La simulazione consentirà di valutare la variazione dell’impedenza d’ingresso della spira al variare delle caratteristiche del film sensibile (e quindi della concentrazione del vapore o dell’umidità) e ottenere quindi una curva di calibrazione del sensore. I risultati ottenuti consentiranno di individuare il parametro d’impedenza ottimale (frequenza di risonanza, frequenza di anti-risonanza, valori dell’impedenza a tali frequenze) da monitorare in un sensore reale.