AT512401B1

AT512401B1 - Behälter mit Füllstandsüberwachung

Info

Publication number: AT512401B1
Application number: AT503092012A
Authority: AT
Original assignee: Seibersdorf Labor Gmbh
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2013-08-15
Also published as: WO2014022869A1; AT512401A4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Behälter (1), vorzugsweise für Flüssigkeiten, insbesondere Flasche, umfassend einen Transponderchip (2) sowie eine an den Transponderchip (2) angeschlossene Antenne (3). Die Erfindung sieht vor, dass zwei mit der Antenne (3) elektromagnetisch gekoppelte Flächenelektroden (41, 42), die auf voneinander beabstandeten Oberflächenbereichen oder Wandungsbereichen des Behälters (1) derart angeordnet sind, dass der durch die beiden Flächenelektroden (41, 42) erstellte Kondensator (4) bei mit einem vorgegebenen Fluid (7) befülltem Behälter (1) und bei unbefülltem Behälter (1) voneinander abweichende Kapazitätswerte aufweist, sodass bei einem vorgegebenen Füllstand des Behälters (1) der durch die Antenne (3) und den Kondensator (4), sowie allenfalls weitere vorhandene Kapazitäten und Induktivitäten, erstellte Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die einer vorgegebenen, insbesondere der bevorzugten, Kommunikationsfrequenz des Transponderchips (2) entspricht und dass dieser Schwingkreis bei zumindest einem davon abweichenden Füllstand des Behälters (1) eine von dieser vorgegebenen, insbesondere der bevorzugten, Kommunikationsfrequenz abweichende Resonanzfrequenz aufweist und dadurch eine Dämpfung, insbesondere zwischen -20 dB und -100 dB, der vom Transponderchip (2) abgegebenen oder empfangenen Wellen bewirkt und insbesondere eine drahtlose Kommunikation des Transponderchips (2) mit einem externen Datenkommunikationsgerät unterdrückt.

Description

österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Behälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bei bekannten Behältern, insbesondere Getränkebehältern und Flaschen, besteht im Stand der Technik das Bedürfnis, Informationen betreffend das jeweilige Produkt für den Benutzer zugänglich zu machen, nachdem die jeweilige Flasche geöffnet und die in der Flasche enthaltene Flüssigkeit zumindest teilweise aus dieser Flasche entnommen wurde. Eine häufig anzutreffende Möglichkeit dazu besteht bei bekannten Flaschen im Aufdrucken von Informationen, wie beispielweise Gewinncodes, auf der Innenseite des Flaschenverschlusses.

[0003] Insbesondere besteht bei bekannten Flaschen auch die Möglichkeit, bestimmte Informationen auf die Innenseite von Etiketten zu drucken, wenn die in die Flasche gefüllte Flüssigkeit undurchsichtig und die Etikette nicht zerstörungsfrei von der Flasche ablösbar ist. In diesem Fall kann eine Information vom Benutzer der Flasche erst dann eingesehen werden, wenn die Flasche zumindest soweit entleert ist, dass das Etikett an der Innenseite der Flasche sichtbar ist. Zu diesem Zweck ist es zwingend erforderlich, dass die Flasche soweit entleert ist, dass der Innenbereich des Etiketts sichtbar ist.

[0004] Bei einer derartigen Vorgehensweise ist zwar zumeist sichergestellt, dass die Flasche vor der Kenntnisnahme der im Innenbereich aufgedruckten Information käuflich erworben werden muss, es besteht jedoch ein wesentliches Problem darin, dass eine solche Informationsweitergabe an den Käufer der Flasche nur für durchsichtige Flaschen oder Getränkebehälter möglich ist, in denen undurchsichtige Flüssigkeit gefüllt ist. Ganz allgemein ist eine Informationsweitergabe an den Benutzer einer Flasche, deren Inhalt teilweise entleert wurde, nicht ohne Weiteres möglich. Insbesondere ist bei allen oben genannten Vorgehensweisen eine systematische Informationsübertragung immer nur vom Produkt bzw. dem Produktbehälter zum Benutzer möglich. Es besteht jedoch keine Möglichkeit für den Benutzer Informationen zum Produktbehälter zu übertragen und auf diesem zum Zwecke einer späteren Verwendung zu speichern.

[0005] Es ist somit objektive Aufgabe der Erfindung, einen Behälter zur Verfügung zu stellen, bei dem eine drahtlose elektronische Übertragung von im Behälter oder am Behälter gespeicherten Informationen zum Benutzer und/oder eine drahtlose elektronische Übertragung bzw. Speicherung von Informationen vom Benutzer zum bzw. am Behälter nur dann möglich ist, wenn zumindest ein Teil der im Behälter befindlichen Flüssigkeit aus diesem entleert wurde.

[0006] Umgekehrt kann es zu Werbezwecken auch gewünscht sein, dass der jeweilige Benutzer ausschließlich dann Informationen über ein Produkt, im vorliegenden Fall ein Getränk, erhält, wenn dieses Getränk noch nicht verkauft und somit noch original befüllt ist.

[0007] Somit ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine drahtlose elektronische Kommunikation und den Erhalt bzw. Speicherung von Informationen nur dann zu ermöglichen, wenn sich innerhalb des Behälters eine Flüssigkeitsmenge befindet, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.

[0008] Die Erfindung löst diese Aufgaben bei einem Behälter der eingangs genannten Art mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruches 1.

[0009] Erfindungsgemäß sind bei einem Behälter, vorzugsweise für Flüssigkeiten, insbesondere Flasche, umfassend einen Transponderchip sowie eine an den Transponderchip angeschlossene Antenne, zwei mit der Antenne elektromagnetisch gekoppelte Flächenelektroden vorgesehen, die zwei mit der Antenne elektromagnetisch gekoppelte Flächenelektroden, die auf voneinander beabstandeten Oberflächenbereichen oder Wandungsbereichen des Behälters derart angeordnet sind, dass der durch die beiden Flächenelektroden erstellte Kondensator bei mit einem vorgegebenen Fluid befülltem Behälter und bei unbefülltem Behälter voneinander abweichende Kapazitätswerte aufweist, sodass bei einem vorgegebenen Füllstand des Behälters der durch die Antenne und den Kondensator, sowie allenfalls weitere vorhandene Kapazitäten und Induktivitäten, erstellte Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die einer vorgegebenen, insbesondere der bevorzugten, Kommunikationsfrequenz des Transponderchips 1 /11 österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15 entspricht und dass dieser Schwingkreis bei zumindest einem davon abweichenden Füllstand des Behälters eine von dieser vorgegebenen, insbesondere der bevorzugten, Kommunikationsfrequenz abweichende Resonanzfrequenz aufweist und dadurch eine Dämpfung, insbesondere zwischen -20 dB und -100 dB, der vom Transponderchip abgegebenen oder empfangenen Wellen bewirkt und insbesondere eine drahtlose Kommunikation des Transponderchips mit einem externen Datenkommunikationsgerät unterdrückt. Hierdurch wird eine einfache Möglichkeit geschaffen, abhängig vom Füllstand einer vorgegebenen Flüssigkeit im Behälter eine drahtlose Kommuntkation mit einem Transponderchip zu ermöglichen oder diese zu unterbinden. Auf diese Art kann, je nach Abstimmung des Transponderchips, sowohl erreicht werden, dass bei gefülltem Behälter eine Kommunikation unterbunden wird und bei entleertem Behälter eine Kommunikation ermöglicht wird. Umgekehrt ermöglicht die Erfindung aber auch, dass bei entleertem Behälter eine Kommunikation unterbunden wird und bei gefülltem Behälter eine Kommunikation ermöglicht wird.

[0010] Ein bevorzugter Aspekt der Erfindung, mit dem eine Kommunikation lediglich mit gefülltem Behälter ermöglicht wird, sieht vor, dass bei vollständig mit dem Fluid gefülltem Behälter, der durch die Antenne und den Kondensator, sowie allen anderen vorhandenen Kapazitäten und Induktivitäten der Anordnung erstellte Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die der vorgegebenen, insbesondere der bevorzugten, Kommunikationsfrequenz des Transponderchips entspricht, und dass dieser Schwingkreis bei entleertem Behälter eine von dieser Resonanzfrequenz abweichende Resonanzfrequenz aufweist, bei der eine Dämpfung, insbesondere zwischen -20 dB und -100 dB, der vom Transponder abgegebenen oder empfangenen Wellen besteht.

[0011] Ein bevorzugter Aspekt der Erfindung, mit dem eine Kommunikation lediglich mit entleertem Behälter ermöglicht wird, sieht vor, dass bei entleertem Behälter der durch die Antenne und den Kondensator, sowie allenfalls durch weitere vorhandene Kapazitäten und Induktivitäten, erstellte Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die der bevorzugten Kommunikationsfrequenz des Transponderchips entspricht, und dass dieser Schwingkreis bei vollständig mit dem Fluid gefülltem Behälter eine von dieser Resonanzfrequenz abweichende Resonanzfrequenz aufweist, bei der eine Dämpfung, insbesondere zwischen -20 dB und -100 dB, der vom Transponder abgegebenen oder empfangenen Wellen besteht.

[0012] Um ein einfaches Bestücken von bestehenden Behältern mit einem Transponderchip, der Antenne sowie den Flächenelektroden zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass der Transponderchip, die Antenne und die Flächenelektroden auf einem Etikett, insbesondere einem Klebeetikett, vorzugsweise mit einem Papierträger, angeordnet sind, das auf Wandung, vorzugsweise auf der Außenwandung, des Behälters angeordnet oder befestigt ist, insbesondere aufgeklebt ist.

[0013] Um eine besonders hohe Abweichung der Kapazität und somit eine besonders große Verstimmung der Resonanzfrequenz und ein sicheres Herstellen bzw. Unterbinden der Kommunikation zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Flächenelektroden auf einander gegenüberliegenden Bereichen der Wandung des Behälters angeordnet sind.

[0014] Eine besonders große Verstimmung kann erreicht werden, indem der Behälter eine bezüglich einer vorgegebenen Achse rotationssymmetrische Außenform aufweist, wobei die Flächenelektroden einander auf derselben Höhe hinsichtlich der Achse und an umfangsseitig gegenüberliegenden Positionen gegenüber liegen, wobei das Etikett insbesondere längs des Umfanges entlang der Außenwand des Behälters angeordnet, insbesondere aufgeklebt, ist [0015] Ebenso kann eine besonders starke Verstimmung erreicht werden, wenn das Etikett die Form eines Streifens, insbesondere eines Klebestreifens, aufweist, an dessen Enden jeweils die Flächenelektroden angeordnet sind, wobei die Antenne im Zwischenbereich zwischen den Flächenelektroden auf dem Etikett angeordnet ist.

[0016] Um eine besonders einfache Realisierung der Erfindung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Flächenelektroden und die Antenne nicht elektrisch leitend verbunden 2/11 österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15 und/oder ausschließlich kapazitiv und/oder induktiv gekoppelt sind.

[0017] Um zu vermeiden, dass durch eine einfache Verkippung des Behälters, zufolge der im Behälter auch in original verschlossenem Zustand vorhandenen Luft, eine für das Herstellen bzw. Unterbinden der Kommunikation hinreichend große Änderung der Kapazität hervorgerufen werden kann, kann vorgesehen sein, dass die Flächenelektroden in Umfangsrichtung des Behälters an gegenüberliegenden Positionen auf derselben Höhe hinsichtlich der Längsachse des Behälters angeordnet sind, wobei von den Flächenelektroden gemeinsam mindestens 10%, insbesondere zwischen 10% und 30%, des Behälterumfangs umschlossen sind.

[0018] Um eine besonders starke Verstimmung der Resonanzfrequenz oder eine besonders gute kapazitive Einkoppelung der beiden Flächenelektroden zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Flächenelektroden, insbesondere beide Flächenelektroden, der Antenne über einen Längenabschnitt von mindestens 5 mm in einem Abstand von weniger als 0,1 mm jeweils gegenüberliegt.

[0019] Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die Antenne eine Anzahl von entlang des Umfangs eines Rechtecks angeordneten Windungen aufweist, wobei der Transponderchip vorzugsweise im Bereich zwischen den Windungen der Antenne angeordnet ist, und/oder dass die Flächenelektroden rechteckig ausgebildet sind, wobei die die zwei einander gegenüberliegenden Seiten, insbesondere die kürzeren Seiten, des durch die Antenne erstellten Rechtecks jeweils an einer Seite der Flächenelektroden anliegen.

[0020] Vorteilhafterweise kann der Behälter mit einem Fluid, insbesondere Wasser, oder einer wässrigen Lösung, insbesondere einem Getränk, gefüllt sein.

[0021] Um eine elektromagnetische Koppelung der Flächenelektroden oder der Antenne mit dem Behälter zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass der Körper des Behälters aus elektrisch nichtleitendem Material besteht.

[0022] Mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungsfiguren näher dargestellt.

[0023] Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung eines erfindungsgemäßen Behälters, der in üblichem Maße befüllt ist.

[0024] Fig. 2 [0025] Fig. 3 [0026] Fig. 4 [0027] Fig. 5 zeigt den in Fig. 1 dargestellten Behälter in teilentleertem Zustand. zeigt ein Klebeetikett, auf dem zwei Elektroden, eine Antenne und ein Transponderchip angeordnet sind. zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild der durch die Getränkeflasche erstellten Antennenanordnung, zeigt die Auswirkung der Verstimmung des Schwingkreises durch Befüllen oder Entleeren der Flasche beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0028] Fig. 6-8 zeigen die Auswirkungen der Verstimmung bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

[0029] In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Behälters 1 dargestellt, der bis in den Bereich seines oberen Randes mit einer Flüssigkeit 7, im vorliegenden Fall mit einem Getränk 7, gefüllt ist. Der Behälter 1, im vorliegenden Fall eine Flasche 1, weist meistens im oberen Bereich ein Öffnungselement 6 auf, das im vorliegenden Fall als Schraubverschluss 6 ausgebildet ist. Selbstverständlich kann der Behälter 1 auch abweichend verschlossen sein, etwa mit einem Kronverschluss oder einem Korkverschluss.

[0030] Im mittleren Bereich, etwa auf halber Höhe der Flasche 1, ist ein Etikett 5 aufgeklebt, auf dem zwei Flächenelektroden 41, 42, eine Antenne 3 sowie ein Transponderchip 2 angeordnet sind. Das Etikett 5 ist im vorliegenden Fall streifenförmig ausgebildet und weist an der in Fig. 3 nicht dargestellten Seite, d.h. an seiner der Flasche 1 zugewandten Rückseite, eine Klebeschicht auf, mit der das Klebeetikett 5 mit der Flasche 1 verklebt ist. Die Rückseite des Klebe- 3/11 österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15 etiketts 5 ist dabei auf der Außenseite der Flasche 1 aufgeklebt. Alternativ kann, sofern dies fertigungstechnisch möglich ist, das Etikett 5 auch auf der Innenseite der Flasche 1 aufgeklebt werden oder in der Flaschenwand integriert sein, was den Vorteil hat, dass das Etikett 5 nicht ohne Weiteres von der Flasche 1 gelöst oder entfernt werden kann.

[0031] Die Länge des Streifens, der das Etikett 5 bildet, entspricht etwa 55% bis 60% des Umfangs der Flasche 1. Die beiden Flächenelektroden 41,42 sind an den beiden Enden des jeweiligen Etiketts 5 angeordnet und liegen einander aufgrund der Anordnung des Etiketts 5 längs des Umfangs der Außenform der Flasche 1 an dieser gegenüber. Die Flasche 1 ist im vorliegenden Fall rotationssymmetrisch ausgebildet und weist eine rotationssymmetrische Außenform auf. Die Flächenelektroden 41, 42 sind auf derselben Höhe hinsichtlich der Rotationsachse angeordnet und liegen an einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Positionen. In Umfangrichtung betrachtet, decken die beiden Flächenelektroden mindestens 10%, im vorliegenden Ausführungsbeispiel 20% des Gesamtumfangs der Flasche 1 ab.

[0032] Selbstverständlich kann der Behälter 1 eine nicht rotationssymmetrische Form aufweisen, beispielsweise quaderförmig oder würfelförmig sein oder sonst eine unregelmäßige Form aufweisen.

[0033] Die Antenne 3 ist an einen Transponderchip 2 angeschlossen (Fig. 3) und dient diesem als Antenne 3 zur Aufnahme einer Kommunikation mit einem externen, in den Fig. nicht dargestellten, Datenkommunikationsgerät. Ein solches Datenkommunikationsgerät kann beispielsweise ein Mobiltelefon sein, auf dem eine Kommunikationseinrichtung zur Aufnahme einer NFC-oder RFID-Kommunikation vorgesehen ist und auf dem eine Software betrieben wird, mit der der Inhalt der im Transponderchip 2 gespeicherten Information ausgelesen und/oder Information am Transponderchip 2 gespeichert werden kann.

[0034] Auf dem Transponderchip 2 können unterschiedliche Arten von Information, beispielsweise eine codierte URL, unmittelbare Produktinformationen, Werbung usw. Gewinnspielteilnahmecodes enthalten sein.

[0035] Bei dem in Fig. 3 dargestellten Klebeetikett 5 sind die beiden Flächenelektroden 41, 42 in den beiden Endbereichen des streifenförmigen Klebeetiketts 5 in derselben Ebene wie die Antenne 3 angeordnet und jeweils rechteckig ausgebildet. Die Antenne 3 und die Flächenelektroden 41,42 überlappen einander in der in Fig. 3 dargestellten Ansicht nicht. Grundsätzlich sind auch beliebige andere geometrische Formen für die Flächenelektroden 41,42 möglich. Weiters sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Antenne 3 und die Flächenelektroden 41, 42 in unterschiedlichen Ebenen des Klebeetiketts 5 und, in einer Ansicht gemäß Fig.3, einander überlappend angeordnet sind.

[0036] Die Flächenelektroden 41,42 sind mit der Antenne 3 elektromagnetisch verkoppelt bzw. gekoppelt, wobei unter elektromagnetischer Kopplung bzw. Verkopplung hier eine explizite elektrisch leitende Verbindung aber auch eine kapazitive und/oder induktive Verkopplung verstanden wird.

[0037] Ein Ersatzschaltbild des in Fig. 3 dargestellten Klebeetiketts 5 ist in Fig. 4 näher dargestellt. Fig. 4 zeigt den Transponderchip 2 sowie die mit dem Transponderchip 2 verbundene Antenne 3, die eine Induktivität LA aufweist. Durch die Ausbildung der Leitungen weist die Antenne 3 auch eine Parallelkapazität CA auf. Zudem weist auch der Transponderchip 2 eine Eingangskapazität CT auf. Durch diese konkrete Anordnung des Transponderchips 2 sowie der Antenne 3 wird ein Schwingkreis ausgebildet, der eine Resonanzfrequenz fR aufweist.

[0038] Der Transponderchip 2 weist eine bevorzugte oder optimale Kommunikationsfrequenz fT auf, die zur Herstellung einer optimalen Kommunikation der Resonanzfrequenz des Schwingkreises fR entsprechen sollte. Allenfalls können dem Schwingkreis weitere, nicht dargestellte Abstimmkapazitäten, die beispielsweise parallel zum Transponderchip 2 liegen, eingefügt werden. Typischerweise liegen die Resonanzfrequenz fR des Schwingkreises sowie die optimale Kommunikationsfrequenz fT des Transponderchips 2 bei NFC-Anwendungen im Bereich von ca. 13,56 MHz. Hierdurch wird eine einwandfreie Kommunikation des Transponderchips 2 mit 4/11 österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15 einem externen Datenkommunikationsgerät ermöglicht.

[0039] Als Transponderchip 2 wird ein NFC-kompatibler Transponderchip nach IS014443 oder ISO 15693 verwendet, der zur Übermittlung von Nachrichten eine Resonanzfrequenz im Bereich von ca. 13,56 MHz benötigt. Die Resonanzfrequenz fR wird durch konkrete Auswahl einer Antenne 3 bzw. durch Auswahl der Induktivität LA und Parallelkapazität CAder Antenne 3, unter Berücksichtigung aller weiteren, eventuell parasitär im Transponder vorhandenen, relevanten Kapazitäten und Induktivitäten eingestellt, sodass eine Datenkommunikation zwischen dem Transponderchip 2 und dem externen Datenkommunikationsgerät ermöglicht wird.

[0040] Hierfür wird beispielsweise ein Abstimmkondensator bzw. eine Abstimmkapazität CABst in den Schwingkreis eingefügt, sodass die Resonanzfrequenz fR des Schwingkreises der optimalen Kommunikationsfrequenz fT hinreichend entspricht.

[0041] Im Folgenden werden vier Varianten von Ausführungsbeispielen näher dargestellt, die allesamt, wie vorstehend genannt, ausgebildet sind, deren jeweilige Schwingkreise jedoch unterschiedlich abgestimmt sind.

[0042] Beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Datenkommunikation mit einem externen Datenkommunikationsgerät ermöglicht, wenn die Flasche 1 entleert ist oder der Füllstand der Flüssigkeit 7 in der Flasche 1 unterhalb der Flächenelektroden 41,42 liegt. Eine Datenkommunikation wird jedoch unterbunden oder unterdrückt, wenn die Flasche 1 voll ist oder wenn der Füllstand der Flüssigkeit 7 in der Flasche 1 oberhalb der Flächenelektroden 41, 42 liegt.

[0043] Die Abstimmkapazitat CABst des Abstimmkondensators wird bei diesem Ausführungsbeispiel derart eingestellt, dass der Schwingkreis eine Resonanzfrequenz fR aufweist, die der optimalen Kommunikationsfrequenz fT für den Transponder 2 hinreichend gut entspricht, wenn die Flasche 1 entleert ist. Bei dieser Abstimmung wird darauf Rücksicht genommen, dass durch die beiden mit der Antenne 3 elektromagnetisch verkoppelten Flächenelektroden 41, 42 ein zusätzlicher, parallel zum Transponderchip 2 und zur Antenne 3 gelegenen Kondensator 4 mit einer Kapazität von CTUne in den Schwingkreis eingefügt ist, zwischen dessen Elektroden sich Luft befindet.

[0044] Wird die Flasche 1 mit Flüssigkeit 7 gefüllt, so steigt die Kapazität CTUne = ca. 0,2pF des Kondensators 4 auf einen Wert C'tune = ca. 15 pF und die Resonanzfrequenz des Schwingkreises sinkt entsprechend auf einen Wert fR' ab. Entsprechend sinkt, wie in Fig. 5, mit dem Pfeil F dargestellt, die Resonanzfrequenz fR von fT = 13,56 MHz auf fT' = ca. 12,5 MHz ab.

[0045] Bei der Entleerung der Flasche 1 wird die im Zwischenbereich zwischen den Flächenelektroden 41, 42 befindliche Flüssigkeit 7 durch Luft ersetzt, sodass die Kapazität CTune des Kondensators 4, wie in Fig. 5, mit dem Pfeil L dargestellt, wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgeht und die Resonanzfrequenz fR des Schwingkreises nach der Entleerung wieder bei der optimalen Kommunikationsfrequenz des Transponders 2 von fT = 13,56 MHz liegt.

[0046] Eine Datenkommunikation zwischen dem Transponderchip 2 und einem externen Datenkommunikationsgerät ist erst nach dem Entleeren wieder möglich, da die in Fig. 5 dargestellte Übertragungsqualität Q erst nach dem Entleeren für eine Datenübertragung ausreicht.

[0047] Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung soll eine Kommunikation mit dem externen Datenkommunikationsgerät nur dann möglich sein, wenn die Flasche 1 gefüllt ist. Bei entleerter Flasche 1 oder wenn der Füllstand der Flüssigkeit 7 unterhalb der Flächenelektroden 41,42 liegt, soll eine Kommunikation mit dem externen Datenkommunikationsgerät unterdrückt werden.

[0048] Die konkrete Abstimmung des Schwingkreises wird für den Fall einer gefüllten Flasche 1 vorgenommen. Die Induktivität LA der Antenne 3, die Kapazität CA der Antenne 3 sowie die Eingangskapazität CT des Transponderchips 2 werden, unter Berücksichtigung aller weiteren, eventuell parasitär im Transponder vorhandenen, relevanten Kapazitäten und Induktivitäten so festgelegt, dass die Resonanzfrequenz fR des so erstellten Schwingkreises der Kommunikati- 5/11 österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15 onsfrequenz des Transponderchips 2 hinreichend gut entspricht.

[0049] Zusätzlich oder alternativ kann wiederum ein Abstimmkondensator mit einer Abstimmkapazität Cabst parallel zum Schwingkreis geschaltet werden, um die Resonanzfrequenz einzustellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die jeweiligen Bestandteile des Schwingkreises derart eingestellt oder gewählt, dass der Schwingkreis eine Resonanzfrequenz fR aufweist, die der optimalen Kommunikationsfrequenz fT für den Transponderchip 2 entspricht, wenn die Flasche 1 befüllt ist.

[0050] Bei dieser Abstimmung wird darauf Rücksicht genommen, dass durch die beiden mit der Antenne 3 elektromagnetisch verkoppelten Flächenelektroden 41, 42 ein zusätzlicher, parallel zum Transponderchip 2 und zur Antenne 3 gelegenen Kondensator 4 mit einer Kapazität von Ctune Schwingkreis eingefügt ist, zwischen dessen Elektroden sich die Flüssigkeit 7 befindet.

[0051] Wird die Flasche 1 mit Flüssigkeit 7 entleert, so sinkt die Kapazität Ctune = ca. 15 pF des Kondensators 4 aufgrund der gegenüber der Permittivität der Flüssigkeit 7 verringerten Per-mittivität der Luft auf einen Wert C'tune = ca. 0,2 pF. Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises steigt entsprechend auf einen Wert fR'. Entsprechend steigt, wie in Fig. 6, mit dem Pfeil L dargestellt, die Resonanzfrequenz fR von fT = 13,56 MHz auf fT" = 14,6 MHz.

[0052] Bei einer erneuten Befüllung der Flasche 1 wird die im Zwischenbereich zwischen den Flächenelektroden 41, 42 befindliche Luft durch Flüssigkeit 7 ersetzt, sodass die Kapazität Ctune des Kondensators 4, wie in Fig. 6, mit dem Pfeil F dargestellt, wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgeht und die Resonanzfrequenz fR des Schwingkreises nach der Befüllung wieder bei der optimalen Kommunikationsfrequenz des Transponders 2 von fT = 13,56 MHz liegt.

[0053] Eine Datenkommunikation zwischen dem Transponder 2 und einem externen Datenkommunikationsgerät ist nur bei gefülltem Behälter 1 möglich, da die in Fig. 6 dargestellte Übertragungsqualität Q nur im befüllten Zustand für eine Datenübertragung ausreicht.

[0054] Es besteht die Möglichkeit, dass die Änderung der Kapazität, die durch das Befüllen oder Entleeren der Flasche 1 bewirkt wird, nicht ausreicht, um einen Schwingkreis aus seiner optimalen Kommunikationsfrequenz fT heraus derart zu verstimmen, dass eine Kommunikation mit einem externen Datenkommunikationsgerät unmöglich wird. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, den Schwingkreis durch Variation der Resonanzfrequenz fR, insbesondere durch Variation der Abstimmkapazität, vorab zu verstimmen, sodass bereits eine geringe zusätzliche Verstimmung ausreicht, um eine Kommunikation wirksam zu unterbinden. Weiters kann zu diesem Zweck, nämlich einer vorab bewusst herbeigeführten Verringerung der Übertragungsqualität, zusätzlich auch die elektrische Leitfähigkeit der die Antenne 3 bildenden Leiterbahnen reduziert werden. Dadurch werden die ohmschen Verluste in der Antenne erhöht und die für die Datenkommunikation zur Verfügung stehende Energie verringert.

[0055] Bei einer dritten Ausführungsform, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform entspricht, wird der jeweilige Schwingkreis nicht bei der vom Transponderchip 2 vorgegebenen optimalen Kommunikationsfrequenz fT betrieben, sondern bei einer gegenüber der optimalen Kommunikationsfrequenz fT verringerten Kommunikationsfrequenz fTi, bei der eine Kommunikation gerade noch stattfinden kann (Fig. 7). Die bei der verringerten Kommunikationsfrequenz fTi erzielte Übertragungsqualität Q ist für eine Datenkommunikation ausreichend und übersteigt den Schwellenwert QT der zur Durchführung einer Datenkommunikation erforderlichen Kommunikation.

[0056] Eine zusätzliche Erhöhung der Kapazität CTune des Kondensators 4 des Schwingkreises, die durch das Befüllen der Flasche 1 bewirkt wird, führt zu einer weiteren Verringerung der Resonanzfrequenz auf einen Wert f'Ti (Fig. 7, Pfeil F) und zu führt zu einem Absinken der Ubertragungsqualität Q unter den Schwellenwert QT und somit dazu, dass eine Kommunikation überhaupt unmöglich wird.

[0057] Bei der Einstellung der Resonanzfrequenz fTi des Schwingkreises im entleerten Zustand wird eine Resonanzfrequenz so lange schrittweise verringert, bis eine Kommunikation nicht 6/11 österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15 mehr möglich ist. Anschließend wird die letzte zuvor verwendete Resonanzfrequenz fR, bei der eine Kommunikation noch möglich war, als Resonanzfrequenz fT1 des Schwingkreises im entleerten Zustand gewählt.

[0058] In diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Frequenzen fT, fn, f'n wie folgt festgelegt bzw. gewählt: [0059] fT = 13,56 MHz; fTi = 13,2 MHz; fTi = 12,5 MHz; [0060] Bei einer vierten Ausführungsform, die im Wesentlichen der zweiten Ausführungsform entspricht, wird der jeweilige Schwingkreis nicht bei der vom Transponderchip 2 vorgegebenen optimalen Kommunikationsfrequenz fT betrieben, sondern bei einer gegenüber der optimalen Kommunikationsfrequenz fT erhöhten Kommunikationsfrequenz fT2, bei der eine Kommunikation gerade noch stattfinden kann (Fig. 8). Die bei der erhöhten Kommunikationsfrequenz erzielte Übertragungsqualität Q ist für eine Datenkommunikation ausreichend und übersteigt den Schwellenwert QT der zur Durchführung einer Datenkommunikation erforderlichen Kommunikation.

[0061] Eine zusätzliche Verringerung der Kapazität CTune des Kondensators 4 des Schwingkreises, die durch das Entleeren der Flasche 1 bewirkt wird, führt zu einer weiteren Erhöhung der Resonanzfrequenz auf einen Wert f'T2 (Fig. 8, Pfeil L) und zu einem Absinken der Übertragungsqualität Q unter den Schwellenwert QT und somit dazu, dass eine Kommunikation überhaupt unmöglich wird.

[0062] Bei der Einstellung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises im befüllten Zustand wird eine Resonanzfrequenz so lange schrittweise vergrößert, bis eine Kommunikation nicht mehr möglich ist. Anschließend wird die letzte zuvor verwendete Resonanzfrequenz, bei der eine Kommunikation noch möglich war, als Resonanzfrequenz fT2 des Schwingkreises im entleerten Zustand gewählt.

[0063] In diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Frequenzen fT, fT2, f'T2 wie folgt festgelegt bzw. gewählt: [0064] fT = 13,56 MHz; fT2= 13,9 MHz; fT2= 14,6 MHz; 7/11

Claims

österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15 Patentansprüche 1. Behälter (1), vorzugsweise für Flüssigkeiten, insbesondere Flasche, umfassend einen Transponderchip (2) sowie eine an den Transponderchip (2) angeschlossene Antenne (3), gekennzeichnet durch zwei mit der Antenne (3) elektromagnetisch gekoppelte Flächenelektroden (41, 42), die auf voneinander beabstandeten Oberflächenbereichen oder Wandungsbereichen des Behälters (1) derart angeordnet sind, dass der durch die beiden Flächenelektroden (41, 42) erstellte Kondensator (4) bei mit einem vorgegebenen Fluid (7) befülltem Behälter (1) und bei unbefülltem Behälter (1) voneinander abweichende Kapazitätswerte aufweist, sodass bei einem vorgegebenen Füllstand des Behälters (1) der durch die Antenne (3) und den Kondensator (4), sowie allen falls weitere vorhandene Kapazitäten und Induktivitäten, erstellte Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die einer vorgegebenen, insbesondere der bevorzugten, Kommunikationsfrequenz des Transponderchips (2) entspricht und dass dieser Schwingkreis bei zumindest einem davon abweichenden Füllstand des Behälters (1) eine von dieser vorgegebenen, insbesondere der bevorzugten, Kommunikationsfrequenz abweichende Resonanzfrequenz aufweist und dadurch eine Dämpfung, insbesondere zwischen -20 dB und -100 dB, der vom Transponderchip (2) abgegebenen oder empfangenen Wellen bewirkt und insbesondere eine drahtlose Kommunikation des Transponderchips (2) mit einem externen Datenkommunikationsgerät unterdrückt.
2. Behälter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage und/oder Form und/oder Größe der Flächenelektroden (41,42) derart gewählt wird, - dass bei vollständig mit dem Fluid (7) gefülltem Behälter (1), der durch die Antenne (3) und den Kondensator (4), sowie allen anderen vorhandenen Kapazitäten und Induktivitäten der Anordnung erstellte Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die der vorgegebenen, insbesondere der bevorzugten, Kommunikationsfrequenz des Transponderchips (2) entspricht, und - dass dieser Schwingkreis bei entleertem Behälter (1) eine von dieser Resonanzfrequenz abweichende Resonanzfrequenz aufweist, bei der eine Dämpfung, insbesondere zwischen -20 dB und -100 dB, der vom Transponder abgegebenen oder empfangenen Wellen besteht.
3. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage und/oder Form und/oder Größe der Flächenelektroden (41, 42) derart gewählt wird, - dass bei entleertem Behälter (1) der durch die Antenne (3) und den Kondensator (4), sowie allenfalls durch weitere vorhandene Kapazitäten und Induktivitäten, erstellte Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die der bevorzugten Kommunikationsfrequenz des Transponderchips (2) entspricht, und - dass dieser Schwingkreis bei vollständig mit dem Fluid (7) gefülltem Behälter (1) eine von dieser Resonanzfrequenz abweichende Resonanzfrequenz aufweist, bei der eine Dämpfung, insbesondere zwischen -20 dB und -100 dB, der vom Transponder abgegebenen oder empfangenen Wellen besteht.
4. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponderchip (2), die Antenne (3) und die Flächenelektroden (41,42) auf einem Etikett (5), insbesondere einem Klebeetikett (5), vorzugsweise mit einem Papierträger, angeordnet sind, das auf Wandung, vorzugsweise auf der Außenwandung, des Behälters (1) angeordnet oder befestigt ist, insbesondere aufgeklebt ist.
5. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelektroden (41, 42) auf einander gegenüberliegenden Bereichen der Wandung des Behälters angeordnet sind. 8/11 österreichisches Patentamt AT 512 401 B1 2013-08-15
6. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) eine bezüglich einer vorgegebenen Achse rotationssyrnmetrische Außenform aufweist, wobei die Flächenelektroden (41, 42) einander auf derselben Höhe hinsichtlich der Achse und an umfangsseitig gegenüberliegenden Positionen gegenüber liegen, wobei das Etikett (5) insbesondere längs des Umfanges entlang der Außenwand des Behälters angeordnet, insbesondere aufgeklebt, ist.
7. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Etikett (5) die Form eines Streifens, insbesondere eines Klebestreifens, aufweist, an dessen Enden jeweils die Flächenelektroden (41,42) angeordnet sind, wobei die Antenne (3) im Zwischenbereich zwischen den Flächenelektroden (41,42) auf dem Etikett (5) angeordnet ist.
8. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelektroden (41,42) und die Antenne (3) nicht elektrisch leitend verbunden und/oder ausschließlich kapazitiv und/oder induktiv gekoppelt sind.
9. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelektroden (41,42) in Umfangsrichtung des Behälters an gegenüberliegenden Positionen auf derselben Höhe hinsichtlich der Längsachse des Behälters angeordnet sind, wobei von den Flächenelektroden (41, 42) gemeinsam mindestens 10%, insbesondere zwischen 10% und 30%, des Behälterumfangs umschlossen sind.
10. Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Flächenelektroden (41, 42), insbesondere beide Flächenelektroden (41, 42), der Antenne (3) über einen Längenabschnitt von mindestens 5 mm in einem Abstand von weniger als 0,1 mm jeweils gegenüberliegt.
11. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (3) eine Anzahl von entlang des Umfangs eines Rechtecks angeordneten Windungen aufweist, wobei der Transponderchip (2) vorzugsweise im Bereich zwischen den Windungen der Antenne (3) angeordnet ist, und/oder dass die Flächenelektroden (41,42) rechteckig ausgebildet sind, wobei die die zwei einander gegenüberliegenden Seiten, insbesondere die kürzeren Seiten, des durch die Antenne (3) erstellten Rechtecks jeweils an einer Seite der Flächenelektroden (41,42) anliegen.
12. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit dem Fluid (7), insbesondere mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, insbesondere mit einem Getränk, befüllt ist.
13. Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper des Behälters (1) aus elektrisch nichtleitendem Material besteht. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 9/11