DE10243627A1

DE10243627A1 - Thermosensor

Info

Publication number: DE10243627A1
Application number: DE2002143627
Authority: DE
Inventors: Marius Dr. Kölbel; Siegmar Rudakowski; Karsten Reihs; Andrea Marks
Original assignee: Sunyx Surface Nanotechnologies GmbH
Current assignee: Sunyx Surface Nanotechnologies GmbH
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen von Temperaturen mit einer Symbolfläche, mindestens einer Funktionsschicht und mindestens einer Benetzungsflüssigkeit, die bei Unter- oder Überschreitung einer gewissen Temperaturgrenze aus mindestens einem Reservoir strömt und die Funktionsschicht benetzt. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Überwachung einer Temperaturgrenze.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtung zum Überwachen von Temperaturen mit einer Symbolfläche, vorzugsweise mindestens einer Funktionsschicht und mindestens einer Benetzungsflüssigkeit, die bei Unter- oder Überschreitung einer gewissen Temperaturgrenze aus mindestens einem Reservoir strömt und die Funktionsschicht und/oder die Symbolfläche benetzt. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Überwachung einer Temperaturgrenze.
Für die Haltbarkeit vieler Produkte, wie Impfstoffe, Blutkonserven, diverse Medikamente und tiefgekühlte Lebensmittel ist es wichtig, dass diese bis zu ihrer Verwendung bestimmte Temperaturgrenzen nie über- bzw. unterschreiten. Derartige Produkte sind als kühlpflichtig oder kühlkettenpflichtig definiert. Anwender, Kunden oder Logistiker sind interessiert an einem Nachweis dafür, dass die Kühlpflicht nicht verletzt, die Kühlkette nicht unterbrochen wurde.
Es gibt mehrere Geräte auf dem Markt, mit denen die Einhaltung festgelegter Temperaturgrenzen für solche Produkte überwacht werden kann. Diese Geräte basieren entweder auf elektrischen Vorrichtungen wie Thermoelementen oder auf Farbreaktionen und sind entweder großvolumig, nur bedingt lagerfähig, manchmal ungenau, erfordern zuweilen Energiequellen und/oder Lesegeräte und sind oft nicht kostengünstig.
Einige dieser Geräte basieren auf dem Bersten von Gefäßen bei Unterschreitung des Gefrierpunktes von Wasser oder von wässerigen Salzlösungen. Sie ermöglichen also nur eine Überwachung von Temperaturen ≤ 0 °C. Die Überwachung von Temperaturen knapp oberhalb von 0°C gestaltet sich deutlich schwieriger, ist aber aus Sicht der Kühlkettenüberwachung von eminenter Bedeutung, speziell für Impfstoffe und andere medizinische Produkte.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der die Über- oder Unterschreitung bestimmter Temperaturen überwacht werden kann, und die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Überwachen von Temperaturen mit einer Symbolfläche, vorzugsweise mindestens einer Funktionsschicht und mindestens einer Benetzungsflüssigkeit, die bei Unter- oder Überschreitung einer gewissen Temperaturgrenze aus mindestens einem Reservoir strömt und die Funktionsschicht und/oder die Symbolfläche benetzt.
Eine Funktionsschicht im Sinne der Erfindung ist jede Schicht, die vor deren Benetzung zumindest so weitgehend undurchsichtig ist, daß die darunter liegende Symbolfläche nicht zu sehen ist. Die Funktionsschicht ist zwischen der Auswertung der Information und der Symbolfläche angeordnet. Der Fachmann erkennt, daß die Auswertung durch einen Mensch oder eine Maschine erfolgen kann. Die Undurchsichtigkeit der Funktionsschicht wird beispielsweise durch eine entsprechende optische Dichte und/oder durch Spiegeleffekte durch Totalreflektion, die an der Funktionsschicht stattfinden, erzielt. Es wurde überraschend gefunden, dass sich sobald diese Funktionsschicht mit einer Benetzungsflüssigkeit benetzt wird, diese entweder auflöst oder die Totalreflektion aufgehoben wird.
Vorzugsweise ist die Funktionsschicht deshalb eine mikrostrukturierte Folie, die zumindest auf einer Seite eine Mikrostruktur aufweist, an der die Totalreflektion stattfindet. Besonders bevorzugt ist die Mikrostruktur prismen-, pyramiden und/oder kegelförmig. Ganz besonders bevorzugt liegt die mikrostrukturierte Folie mit der strukturierten Seite direkt auf der Symbolfläche auf. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Folie im unbenetzten Zustand von der nicht-strukturierten Seite aus betrachtet einen Spiegeleffekt aufweist, so daß die darunterliegende Symbolfläche nicht sichtbar ist und daß die Benetzungsflüssigkeit die mikrostrukturierte Folie besonders gleichmäßig benetzt.
Ebenfalls bevorzugt ist die Funktionsschicht aus einer Substanz, die zumindest teilweise undurchsichtig ist und durch die Benetzungsflüssigkeit zumindest teilweise aufgelöst wird. Als undurchsichtige, in der Benetzungsflüssigkeit lösliche Beschichtung auf der Symbolfläche kommen beispielsweise verschiedene handelsübliche Farbstoffe in Frage. Ist die Benetzungsflüssigkeit Wasser oder eine wäßrige Lösung, so bieten sich neben zahlreichen wasserlöslichen Farben auch Beschichtungen auf Basis von Zucker an. Die Beschichtung sollte in einer körnigen oder porösen Form aufgetragen werden, um den Auflösevorgang zu beschleunigen. Vorzugsweise bedeckt die Funktionsschicht die Symbolfläche nur teilweise, so daß beispielsweise zu jedem Zeitpunkt ein Strichcode oder ein ähnlicher Informationsträger sichtbar ist. Nach Auflösung der undurchsichtigen, in der Benetzungsflüssigkeit löslichen Beschichtung verschwindet der Strichcode, so daß sofort erkennbar ist, daß eine gewisse Temperaturgrenze überschritten wurde. Ferner ist es möglich, mit in der Benetzungsflüssigkeit löslicher Farbe einen Text oder ein Symbol auf der undurchsichtigen, in der Benetzungsflüssigkeit löslichen Beschichtung aufzubringen, wodurch ein Wechsel zwischen zwei verschiedenen Texten oder Symbolen vor und nach Unter- oder Überschreitung der zu überwachenden Temperaturgrenzen verwirklicht werden kann.
Eine Symbolfläche im Sinne der Erfindung ist jegliche Fläche, auf der eine wie auch immer geartete Information haltbar gespeichert, vorzugsweise graphisch dargestellt ist. Die Information kann so gestaltet sein, daß sie von einem Mensch und/oder einer Maschine auswertbar ist. Vorzugsweise enthält die Symbolfläche eine Information, die den Auswerter darüber informiert, ob eine bestimmte Temperatur nach der Aufbringung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf dem zu überwachenden Gut zumindest einmal über- oder unterschritten worden ist. Vorzugsweise weist die Symbolfläche eine Beschriftung auf, die erst bei einer Benetzung mit der Benetzungsflüssigkeit sichtbar wird. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist besonders einfach durchzuführen.
Als Benetzungsflüssigkeit eignet sich jede Flüssigkeit, die außerhalb des zu überwachenden Temperaturbereiches nicht aus dem Reservoir strömt und die die Funktionsschicht benetzt. Erst durch eine temperaturbedingte, ausreichende Erniedrigung ihrer Oberflächenspannung fließt die Benetzungsflüssigkeit aus dem Reservoir und benetzt die Funktionsschicht und/oder die Symbolfläche. Die Erniedrigung der Oberflächenspannung kann abhängig von der Benetzungsflüssigkeit durch Temperaturerhöhung oder -erniedrigung erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Benetzungsflüssigkeit zumindest zwei Komponenten auf.
Die eine Komponente ist eine Flüssigkeit, die außerhalb des zu überwachenden Temperaturbereiches nicht aus dem Reservoir strömt, die die Funktionsschicht benetzt und gegebenenfalls auflöst, die in dem zu überwachenden Temperaturbereich weder fest noch gasförmig und die weitgehend transparent ist. Vorzugsweise kommen als Benetzungsflüssigkeit Wasser, Polyalkohole, Glykole, z. B. Ethylenglykol und Propylenglykol, sowie Polymethylenglykol, Glycerin, wässerige Zuckerlösungen und wässerige Salzlösungen in Frage.
Die andere Komponente ist eine oberflächenaktive Substanz, die die Oberflächenspannung der Flüssigkeit gemäß Komponente eins herabsetzt, vorzugsweise jedoch erst dann, wenn die oberflächenaktive Substanz weitgehend in der Flüssigkeit gemäß Komponente eins gelöst ist.
Bevorzugte oberflächenaktive Substanzen sind:

1. Ionische Tenside, besonders bevorzugt: -Natriumalkylsulfate z. B. Natriumoctylsulfat, Natriumdecylsulfat, Natriumdodecylsulfat (SDS), -Natriumalkylcarboxylate z.B. Natriumdedecanoate, -Natrium 1,4-dialkyl-3-sulfonate-succinate -Alkyltrimethylammoniumbromide, z.B. Hexadecyltrimethylammoniumbromid (CTAB) -Dialkyldimethylammoniumbromide, z.B. Didecyldimethylammoniumbromid (DDAB) -Dialkyldimethylammoniumacetate, z.B. Dihexadecyldimethylammoniumbromid (DHDAA) und/oder eine beliebige Kombination aus diesen Substanzen.
2. Zwitterionische Tenside -Dialkylphosphatidylcholine z.B. Dipalmitoyl-lecithin (DPPC), dimyristoyl-lecithin (DMPC), -Alkyldimethylpropansultaine und/oder eine beliebige Kombination aus diesen Substanzen.
3. Nichtionische Tenside -Alkylethylenglycole, -Alkyldimethylaminoxide z.B. Dodecyldimethylaminoxid, -Alkylglycoside, z.B. β-d-decylglucosid

und/oder eine beliebige Kombination aus diesen Substanzen.
Vorzugsweise ist die oberflächenaktive Substanz eine Kombination von mindestens zwei Tensiden jeweils aus einer anderen der oben genannten Klassen 1 – 3.
Tenside, deren Löslichkeit mit steigender Temperatur zunimmt eignen sich für die Überwachung einer oberen Temperaturgrenze. Bevorzugt werden hierfür ionische und zwitterionische Tenside eingesetzt.
Tenside, deren Löslichkeit mit sinkender Temperatur zunimmt eignen sich für die Überwachung einer unteren Temperaturgrenze. Bevorzugt werden hierfür nichtionische Tenside eingesetzt.
Vorzugsweise liegen die Flüssigkeit und die oberflächenaktive Substanz zunächst getrennt voneinander in separaten Kompartimenten des Reservoirs vor. Besonders bevorzugt sind sie durch ein Trennmittel voneinander getrennt. Als Trennmittel eignet sich jedes Mittel mit dem die Flüssigkeit und die oberflächenaktive Substanz dauerhaft voneinander getrennt werden können. Vorzugsweise ist das Trennmittel jedoch so dünn, daß es beispielsweise durch gezielte mechanische Einwirkung leicht zerstörbar ist. Beispiele für ein Trennmittel sind eine Membrane oder eine Wandung. Die oberflächenaktive Substanz und gegebenenfalls der Farbstoff können auch in einer Kapsel vorliegen. Ganz besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich ein Zerstörungsmittel auf. Als Zerstörungsmittel eignet sich jedes Mittel, mit dem das Trennmittel so zerstörbar ist, daß die Flüssigkeit und die oberflächenaktive Substanz in direkten Kontakt zueinander treten können. Das Zerstörungsmittel ist beispielsweise ein Dorn. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, das die Temperaturüberwachung gezielt aktiviert werden kann, indem das Trennmittel von dem Zerstörungsmittel zerstört wird.
Ganz besonders bevorzugt ist der oberflächenaktiven Substanz, vorzugsweise in ihrem Kompartiment, ein Farbstoff zugesetzt, der sich bei Zerstörung des Trennmittels in der Flüssigkeit löst und durch deren Verfärbung die Aktivierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzeigt. Am meisten bevorzugt weist das Reservoir ein Fenster auf, durch das die Einfärbung und damit die Aktivierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beobachtet werden kann.
Vorzugsweise ist die Wandung des Reservoirs ultraphob.
Das Reservoir, in dem sich die Benetzungsflüssigkeit befindet, ist durch eine oder mehrere enge Öffnungen, beispielsweise Spalte, Kapillaren und/oder Kanäle mit der Funktionsschicht bzw. der Symbolfläche verbunden, die sich vorzugsweise in einer geschlossen Kammer, der Displaykammer, befinden. Die Benetzungsflüssigkeit und die Dimensionen sowie die genaue Beschaffenheit der Öffnungen) werden so gewählt, dass die Benetzungsflüssigkeit aufgrund ihrer Oberflächenspannung die Öffnungen) nur passieren kann, wenn die zu überwachende Temperatur, vorzugsweise nach der Aktivierung der Vorrichtung, zumindest einmal über- oder unterschritten worden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Wand der Öffnung ultraphob, so daß sie von der Benetzungsflüssigkeit zunächst nicht benetzt wird. Die Beschichtung stellt also eine Fließbarriere dar. Erst nachdem bei Über- oder Unterschreiten einer bestimmten Temperatur die Oberflächenspannung der Benetzungsflüssigkeit hinreichend gering ist, benetzt diese die ultraphobe oder ultraphobe Öffnung und die Benetzungsflüssigkeit kann durch die Öffnung fließen.
Eine ultraphobe Oberfläche im Sinne der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktwinkel eines Wasser- und/oder Öltropfens, der an der Oberfläche liegt, mehr als 90°, vorzugsweise mehr als 150 und ganz besonders bevorzugt mehr als 160° beträgt und/oder der Abrollwinkel 10° nicht überschreitet. Als Abrollwinkel wird der Neigungswinkel einer grundsätzlich planen Oberfläche gegen die Horizontale verstanden, bei dem ein stehender Wasser- und/oder Öltropfen mit einem Volumen von 10 μl aufgrund der Schwerkraft bei einer Neigung der Oberfläche bewegt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die ultraphobe Oberfläche eine Oberflächentopographie auf, bei der die Ortsfrequenz der einzelnen Fourierkomponenten und deren Amplitude a(f) ausgedrückt durch das Integral S(log(f)) = a(f)·f errechnet zwischen den Integrationsgrenzen log(f₁/μm^-1) = -3 und log(f₂/μm^-1) = 3 mindestens 0,3 beträgt und die aus einem ultraphoben oder insbesondere oleophoben Material besteht oder mit einem haltbar ultraphobierten und/oder insbesondere haltbar oleophobierten Material überzogen sind. Eine solche ultraphobe Oberfläche ist in der internationalen Patentanmeldung WO 99/10322 beschrieben, die hiermit als Referenz eingeführt wird und somit als Teil der Offenbarung gilt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Öffnung ein dünnes Röhrchen, das in eine Kapillare mündet und nach dem Prinzip der Kapillarpumpe arbeitet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Öffnung und dem Reservoir eine Berstkammer angeordnet. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere zum Überwachen der Unterschreitung von Temperaturen zwischen 0°C und 3,8°C. Erst wenn diese Berstkammer bei Erreichen einer bestimmten Temperatur durch Bersten zerstört wird, kann die Benetzungsflüssigkeit in die Displaykammer einfließen. Die Temperatur, bei der dieser Fall eintritt, entspricht dem Gefrierpunkt der in der Berstkammer eingeschlossenen Flüssigkeit. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Flüssigkeit um Deuteriumoxid (D₂O, schweres Wasser) bzw. um Lösungen bestimmter Substanzen in Deuteriumoxid. Wie gewöhnliches Wasser dehnt sich auch Deuteriumoxid beim Gefrieren aus und läßt ein entsprechend konstruiertes Gefäß – in diesem Falle die Berstkammer – bersten. Der Gefrierpunkt von reinem Deuteriumoxid liegt bei 3,8 °C. Durch Zusatz von Additiven kann er erniedrigt werden. Besonders interessant ist der Temperaturbereich zwischen 3.8°C und 0°C, für den Berstkammern mit gewöhnlichem Wasser nicht realisiert werden können, der aber für die Kühlkettenüberwachung von großer Bedeutung ist. Durch Zusatz von Substanzen, wie z. B. Kochsalz, kann der Gefrierpunkt von Deuteriumoxid auf jede beliebige Temperatur zwischen diesen Werten eingestellt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der 1 – 15 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Prismenfolie vor deren Aktivierung.
2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 nach deren Aktivierung.
3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 nach Überschreitung der oberen Temperaturgrenze.
4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 nach Unterschreitung der unteren Temperaturgrenze.
5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer undurchsichtigen Beschichtung vor deren Aktivierung.
6 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 5 nach deren Aktivierung.
7 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 5 nach Überschreitung der oberen Temperaturgrenze.
8 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 5 nach Unterschreitung der unteren Temperaturgrenze.
9 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer undurchsichtigen Beschichtung und einer Berstkammer vor Unterschreitung der unteren Temperaturgrenze.
10 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 9 nach Unterschreitung der unteren Temperaturgrenze.
11 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Prismenfolie und einer Berstkammer vor Unterschreitung der unteren Temperaturgrenze.
12 zeigt die erfindungsgemäße gemäß 9 nach Unterschreitung der unteren Temperaturgrenze.
13 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Kapillarpumpe vor deren Aktivierung.
14 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 13 nach deren Aktivierung.
15 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 13 nach Überschreitung der oberen Temperaturgrenze.
1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor der Aktivierung in einer Querschnittsdarstellung. Die Vorrichtung weist einen Behälter 1 auf, der eine Displaykammer 2 enthält, auf deren Boden eine Symbolfläche 3 mit einer Beschriftung oder einem Symbol aufgebracht ist. In die Displaykammer 2 ist eine Prismenfolie 4 eingelassen. Zwischen der Symbolfläche 3 und der Prismenfolie 4 befindet sich ein Gas, in dem vorliegenden Fall Luft. Der Behälter ist mit einer durchsichtigen Abdeckung 5 versehen. Er enthält weiterhin zwei Reservoire 6, in denen sich die Flüssigkeit 7', die unterschiedlichen oberflächenaktiven Substanzen 11, 12 sowie der Farbstoff 10 befinden. Sie sind jeweils mit einem Kontrollfenstern 8 ausgestattet. Die Wandungen 9 separieren die Flüssigkeit 7' jeweils von den oberflächenaktiven Substanzen 11, 12 sowie dem Farbstoff 10. Die Dorne 13 dienen zur Aktivierung der Vorrichtung, indem sie die Wandungen 9 zerstören. Die Reservoire 6 sind über die Öffnungen 14 mit der Displaykammer 2 verbunden. Die Öffnungen 14 sind mit der ultraphoben Beschichtung 15 modifiziert. In diesem Zustand erscheint das Displayfeld als eine spiegelnde Fläche, so daß durch die Abdeckung 5 die Symbolfläche 3 nicht sichtbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur gleichzeitigen Überwachung der Über- und der Unterschreitung bestimmter Temperaturen, wobei die Temperaturen nicht identisch sein müssen.
2 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 nach deren Aktivierung. Mittels der Dorne 13 sind die Wandungen 9 zerstört worden. Die Benetzungsflüssigkeit und die oberflächenaktiven Substanzen 11 und 12 befinden sich jeweils in direktem Kontakt zueinander. Der Farbstoff 10 hat sich in der Flüssigkeit 7' gelöst, was in den Kontrollfenstern 8 durch die Farbänderung sichtbar ist und den Anwender darüber informiert, dass die Vorrichtung aktiviert ist. Die Flüssigkeit 7' und der darin gelöste Farbstoff 10 sowie die oberflächenaktive Substanz 11, 12 stellen jeweils ein Zweiphasensystem (flüssig/flüssig) dar. Das Displayfeld erscheint nach wie vor als eine spiegelnde Fläche.
3 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 nach Überschreitung der oberen Temperaturgrenze . Die oberflächenaktive Substanz 11 hat sich aufgrund der stattgefundenen Temperaturerhöhung in der Flüssigkeit 7' gelöst. Die Benetzungsflüssigkeit 7 hat die Beschichtungen 15 benetzt, die Öffnungen 14 passiert und ist in die Displaykammer 2 eingeflossen. Da die Luft zwischen der Prismenfolie 4 und der Symbolfläche 3 nun durch die Benetzungsflüssigkeit 7 ersetzt ist, fällt der ursprünglich zu beobachtende Spiegeleffekt weg und die Symbolfläche 3 ist für den Anwender sichtbar geworden. Das Zweiphasensystem auf der rechten Seite der Abbildung, das für die Überwachung der Unterschreitung einer bestimmten Temperaturgrenze dient, hat nicht reagiert.
4 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 nach Unterschreitung der unteren Temperaturgrenze. Die oberflächenaktive Substanz 12 hat sich aufgrund der stattgefundenen Abkühlung in der Flüssigkeit 7' gelöst. Die Benetzungsflüssigkeit 7 hat die Beschichtungen 15 benetzt, die Öffnungen 14 passiert und ist in die Displaykammer 2 eingeflossen. Da die Luft zwischen der Prismenfolie 4 und der Symbolfläche 3 nun durch die Benetzungsflüssigkeit 7 ersetzt ist, fällt der ursprünglich zu beobachtende Spiegeleffekt weg und die Symbolfläche 3 ist für den Anwender sichtbar geworden. Das Zweiphasensystem auf der linken Seite der Abbildung, das für die Überwachung der Überschreitung einer bestimmten Temperaturgrenze dient, hat nicht reagiert.
5 zeigt die erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1, wobei die Prismenfolie durch eine undurchsichtige, in der Benetzungsflüssigkeit lösliche Beschichtung 16 ersetzt worden ist. Ansonsten gelten die Ausführungen zu 1.
6 zeigt die erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 5 nach der Aktivierung in Querschnittsdarstellung. Mittels der Dorne 13 sind die Wandungen 9 zwischen den Kompartimenten zerstört worden. Die Flüssigkeit 7' und die oberflächenaktiven Substanzen 11 und 12 befinden sich in direktem Kontakt. Der Farbstoff 10 hat sich in der Flüssigkeit 7" gelöst, was in den Kontrollfenstern 8 sichtbar ist.
7 zeigt die Vorrichtung gemäß 5 nach Überschreitung der oberen Temperaturgrenze. Die oberflächenaktive Substanz 11 hat sich aufgrund der stattgefundenen Temperaturerhöhung in der Flüssigkeit 7" gelöst. Die Benetzungsflüssigkeit 7 hat die Beschichtung 15 benetzt, die Öffnung 14 passiert und ist in die Displaykammer 2 eingeflossen. Da die undurchsichtige, in der Benetzungsflüssigkeit lösliche Beschichtung 16 aufgelöst wurde, ist die Beschriftung 3 für den Anwender sichtbar geworden. Das Zweiphasensystem auf der rechten Seite der Abbildung, das für die Überwachung der Unterschreitung einer bestimmten Temperaturgrenze dient, hat nicht reagiert.
8 zeigt die Vorrichtung gemäß 5 nach Unterschreitung der unteren Temperaturgrenze . Die obertlächenaktive Substanz 12 hat sich aufgrund der stattgefundenen Abkühlung in der Flüssigkeit 7' gelöst. Die Benetzungsflüssigkeit 7 hat die Beschichtungen 15 benetzt, die Öffnungen 14 passiert und ist in die Displaykammer 2 eingeflossen. Da die undurchsichtige, in der Benetzungsflüssigkeit lösliche Beschichtung 16 aufgelöst wurde, ist die Beschriftung 3 für den Anwender sichtbar geworden. Das Zweiphasensystem auf der linken Seite der Abbildung, das für die Überwachung der Überschreitung einer bestimmten Temperaturgrenze dient, hat nicht reagiert.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung weist einen Behälter 1 auf, der eine Displaykammer 2 enthält, auf deren Boden eine Symbolfläche 3 mit Beschriftungen oder einem Symbol aufgebracht ist. Über der Beschriftung 3 liegt eine undurchsichtige, in der Benetzungsflüssigkeit lösliche Beschichtung 16. Die Displaykammer ist mit einer durchsichtigen Abdeckung 5 versehen. Der Behälter enthält weiterhin ein Reservoir 6, in dem sich die Benetzungsflüssigkeit 7 befindet. Es ist mit der ultraphoben Beschichtung 19 versehen und grenzt an die Berstkammer 17. Die Berstkammer 17, die die Flüssigkeit 18 enthält, grenzt an die Öffnung 14, die in die Displaykammer 2 mündet.
Der Fachmann erkennt, daß das Prinzip der Deuteriumoxid-Berstkammer auch mit den weiter oben in dieser Patentanmeldung beschriebenen Auslösemechanismen für die Indikation der Über- bzw. Unterschreitung von Temperaturen kombiniert werden und/oder die dort beschriebenen Auslösemechanismen für die Indikation der Unterschreitung einer Temperaturgrenze ersetzen kann. Gleichermaßen kann es mit der in der weiter oben beschriebenen Displayvariante kombiniert werden, bei der eine Prismenfolie als Abdeckung der Displaykammer Verwendung findet.
10 zeigt die Vorrichtung gemäß 9 nach Unterschreitung der Temperaturgrenze. Die Berstkammer ist geborsten und die Benetzungsflüssigkeit 7 ist durch die Öffnung 14 in die Displaykammer 2 eingeflossen. Da die undurchsichtige, in der Benetzungsflüssigkeit lösliche Beschichtung 16 aufgelöst wurde, ist die Symbolfläche 3 für den Anwender sichtbar geworden.
11 zeigt die erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 9, wobei die undurchsichtige, in der Benetzungsflüssigkeit lösliche Beschichtung 16 durch eine Prismenfolie ersetzt worden ist. Ansonsten gelten die Ausführungen zu 9.
12 zeigt die Vorrichtung gemäß 11 nach Unterschreitung der Temperaturgrenze. Die Berstkammer ist geborsten und die Benetzungsflüssigkeit 7 ist durch die Öffnung 14 in die Displaykammer 2 eingeflossen. Da die Luft zwischen dem Boden der Displaykammer und der Prismenfolie 4 durch die Benetzungsflüssigkeit ersetzt wurde, ist die Beschriftung 3 für den Anwender sichtbar geworden.
13 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung weist einen Behälter 1 auf, der eine Displaykammer 2 enthält, auf deren Boden eine Symbolfläche 3 mit Beschriftungen oder einem Symbol aufgebracht ist. Über der Beschriftung 3 liegt eine undurchsichtige, in der Benetzungsflüssigkeit lösliche Beschichtung 16. Die Displaykammer ist mit einer durchsichtigen Abdeckung 5 versehen. Der Behälter enthält weiterhin ein Reservoir 6, in dem sich die Benetzungsflüssigkeit 7 befindet. Des weiteren weist die Vorrichtung ein Röhrchen 20 und eine Kapillare 21 auf, die mit Gas gefüllt sind. Die Membrane 9 trennt die Benetzungsflüssigkeit 7 von dem Röhrchen 20. Des weiteren weist die Vorrichtung einen Dorn 13 auf, mit dem die Membrane 9 durchstoßen werden kann. Unterhalb der Membrane befindet sich ein Farbstoff 10. Die Kapillare ist mit der Displaykammer verbunden.
14 zeigt die Vorrichtung gemäß 13 nach der Aktivierung. Der Dorn 13 hat die Membrane 9 zerstört und der Farbstoff hat die Benetzungsflüssigkeit 7 verfärbt. Das Röhrchen 20 ist teilweise mit der Benetzungsflüssigkeit gefüllt, hat jedoch die Kapillare noch nicht erreicht. Die Benetzungsflüssigkeit 7 steigt und sinkt in dem Röhrchen je nach Temperatur.
15 zeigt die Vorrichtung gemäß 13 nach überschreiten der zu überwachenden Temperatur. Die Benetzungsflüssigkeit hat die Kapillare 21 erreicht und wird durch die Kapillarkraft aus dem Röhrchen 20 und dem Reservoir 6 in den Displayraum gepumpt und löst dort die lösliche Beschichtung 16 auf, so daß die Symbolfläche 3 sichtbar wird. Die Displaykammer weist noch kleine Kapillare (nicht dargestellt) als die Kapillare 21 auf, damit eine gleichmäßige Benetzung der Displaykammer erfolgt.
Der Fachmann erkennt, daß das Röhrchen 20 nicht unbedingt nötig ist, wenn der Effekt ausgenutzt wird, daß die Flüssigkeit in einer Kapillare bei sinkender Temperatur steigt, oder bei sinkender Temperatur steigt.
Der Fachmann erkennt ferner, daß bei allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise ein Druckausgleich zwischen dem Reservoir und dem Displayraum stattfindet.
Weiterhin erkennt der Fachmann, daß jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beliebig miteinander kombinierbar sind.
Außerdem erkennt der Fachmann, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht notwendigerweise eine Abdeckung aufweisen muß.

Claims

Vorrichtung zum Überwachen von Temperaturen mit einer Symbolfläche (3), vorzugsweise mindestens einer Funktionsschicht (4, 16) und mindestens einer Benetzungsflüssigkeit (7), die bei Unter- oder Überschreitung einer gewissen Temperaturgrenze aus mindestens einem Reservoir (6) strömt und die Funktionsschicht (4) und/oder die Symbolfläche benetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht (4) eine mikrostrukturierte Folie ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht (16) zumindest weitgehend undurchsichtig und in der Benetzungsflüssigkeit zumindest teilweise löslich ist.
Vorrichtung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzungsflüssigkeit (7) aus einer Flüssigkeit (7") und einer oberflächenaktiven Substanz (12) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (7") und die Substanz (12) durch ein Trennmittel (9) zunächst voneinander getrennt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (9) mit einem Zerstörungsmittel (13), vorzugsweise einem Dorn zerstörbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzungsflüssigkeit (7) nach der Zerstörung des Trennmittels (9) zunächst als Zweiphasensystem bestehend aus der Flüssigkeit (7") und der Substanz (12) vorliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz (12) einen Farbstoff enthält, der in der Flüssigkeit (7") einfärbt.
Vorrichtung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (6) ein Kontrollfenster (8) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 – 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reservoir (6) eine, vorzugsweise ultraphob, Öffnung (14) nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (14) eine Kapillarpumpe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Reservoir (6) und Öffnung (14) eine Berstkammer (18) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir ultraphobe Wände aufweist.
Verfahren zur Überwachung von Temperaturen mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei unter- oder überschreiten einer bestimmten Temperatur die Funktionsschicht (4) benetzt wird, so daß diese zumindest teilweise deren Spiegelwirkung verschwindet und/oder daß sie aufgelöst wird.