DE10338076A1 - Funkabfragbares Etikett, insbesondere zur Kontrolle einer durchgehenden Kühlkette beim Transport oder bei der Lagerung von gekühlten bzw. tiefgekühlten Lebensmitteln - Google Patents

Funkabfragbares Etikett, insbesondere zur Kontrolle einer durchgehenden Kühlkette beim Transport oder bei der Lagerung von gekühlten bzw. tiefgekühlten Lebensmitteln Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein funkabfragbares Etikett (TAG) zur berührungslosen Abfrage mit einem Schreib-/Lesegerät und mit zumindest einem Mikrocontroller (MC) mit elektrischen Mitteln, welcher mit einer Antenne (ANT) verbunden ist. Das funkabfragbare Etikett weist eine oder mehrere Temperaturmesszellen (Z1-Zn) auf. Die Temperaturmesszellen sind mit dem Mikrocontroller elektrisch verbunden und ändern bei Überschreitung je einer zugehörigen vorgebbaren Temperatur (T1-Tn) ihre elektrische Eigenschaft (R, C) irreversibel. Die elektrischen Mittel des Etiketts erfassen die jeweilige Änderung der elektrischen Eigenschaft, ermitteln einen maximal überschrittenen Temperaturwert und senden einen korrespondierenden Datenwert an das Schreib-/Lesegerät. In einer besonderen Ausführungsform weist die Temperaturmesszelle ein Subtrat (SUB) mit Mikrokapseln auf. Der Messvorgang kann mittels eines Stromimpulses durch eine das Substrat abgrenzende Sicherungslage (SI) initiiert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein funkabfragbares Etikett zur berührungslosen Abfrage mit einem Schreib-/Lesegerät und mit zumindest einem Mikrocontroller, welcher mit einer Antenne verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines derartigen Etiketts in der Lebensmittelindustrie sowie ein Identifikationssystem mit einem Schreib-/Lesegerät und mindestens einem funkabfragbaren Etikett.
  • Aus der US 4,996,104 ist ein temperaturabhängiges Material sowie ein Etikett zur Anbringung an temperatursensible Lebensmittel bekannt, welches mit einem derartigen Material versehen ist. Das Material ist mit einem Farbstoff versehen und weist eine Vielzahl von sog. Mikrokapseln auf, welche bei Druckeinwirkung während der Etikettbeschriftung zerplatzen. Bei Überschreiten einer vorgebbaren Temperatur verflüssigt sich das Material und zerfließt unter Ausbildung einer farbigen Spur, welche das Überschreiten der vorgebbaren Temperatur anzeigt.
  • Unter temperatursensible Lebensmittel werden dabei insbesondere Kühlkost wie z.B. Molkereiprodukte, Gemüse etc. sowie Tiefkühlkost wie z.B. gefrorener Fisch, gefrorenes Fleisch etc. verstanden.
  • Der Nachteil ist dabei, dass bei einer Vielzahl von übereinanderliegenden Lebensmitteln, wie dies z.B. während eines Transports der Lebensmittel in einem Container, während der Lagerung in einem Lebensmittellager oder während der Verkaufsauslage der Fall ist, das Überschreiten einer kritischen Lagertemperatur eines Lebensmittels nicht auf einen Blick erkennbar ist. In diesem Fall sind die temperatursensiblen Le bensmittel per Hand einzeln zu begutachten, und Lebensmittel, welche eine Farbspur aufweisen auszusortieren. Dies ist umständlich, fehlerträchtig und zeitaufwendig.
    •
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Etikett anzugeben, welches eine automatisierte und zuverlässige Überprüfung von gekühlten bzw. tiefgekühlten Lebensmitteln auf Einhaltung einer durchgehenden Kühlkette hin erlaubt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem funkabfragbaren Etikett zur berührungslosen Abfrage mit einem Schreib-/Lesegerät gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Dabei weist das funkabfragbare Etikett zumindest einen Mikrocontroller mit elektrischen Mitteln, eine Antenne, welche elektrisch mit dem Mikrocontroller verbundenen ist, sowie eine oder mehrere Temperaturmesszellen auf. Die Temperaturmesszellen sind mit dem Mikrocontroller elektrisch verbunden und ändern bei Überschreitung je einer zugehörigen vorgebbaren Temperatur ihre elektrische Eigenschaft irreversibel. Die elektrischen Mittel des Etiketts erfassen die jeweilige Änderung der elektrischen Eigenschaft, ermitteln einen maximal überschrittenen Temperaturwert und senden einen korrespondierenden Datenwert an das Schreib-/Lesegerät. Der Mikrocontroller ist dabei eine vorteilhafte mögliche Ausführungsform einer elektronischen Steuereinheit zur Steuerung des funkabfragbaren Etiketts. Die elektrischen Mittel sind z.B. ein Mikroprogramm oder eine Softwareroutine, welche z.B. von einem elektronischen Schaltwerk des Mikrocontrollers ausgeführt werden.
  • Damit ist der große Vorteil verbunden, dass eine automatisierte Erfassung von gekühlten bzw. tiefgekühlten Lebensmittelgütern in Hinblick auf eine Überschreitung einer Maximaltemperatur möglich. Dies ist vorteilhaft auch bei einer Vielzahl von in einem Behältnis übereinander liegenden Lebensmittelgütern möglich. Dadurch ist vorteilhaft auch eine automa tisch nachgeschaltete Aussortierung der detektierten Lebensmittelgüter möglich, so dass diese nicht mehr in den Handel, zum Verkauf und somit auch nicht zum Verzehr gelangen können.
  • Durch eine Vielzahl von Temperaturmesszellen kann vorteilhaft der Grad der Temperaturüberschreitung ermittelt werden, und ggf. bei geringfügiger Überschreitung einer für das jeweilige Lebensmittel kritischen Temperatur noch als vergünstigte Ware oder als Ware mit verkürztem Verfallsdatum angeboten werden.
  • In einer Ausführungsform weisen die Temperaturmesszellen ein Substrat mit einer Mindestleitfähigkeit auf, welches bei Überschreiten einer je vorgebbaren Temperatur schmilzt.
  • Diese erlaubt vorteilhaft eine messtechnische Erfassung der Änderung der elektrischen Eigenschaft der Temperaturmesszellen, da deren Änderungen hinsichtlich der elektrischen Eigenschaft wie elektrischer Widerstand und elektrische Kapazität messtechnisch auf einfache Weise erfasst werden können. Eine Änderung des Widerstands kann z.B. mittels einer analogen Vergleicherschaltung gemessen werden. Eine Änderung der elektrischen Kapazität kann z.B. dadurch gemessen werden, dass bei einem konstanten Aufladestrom der Kapazität die zugehörige Zeit gemessen und diese mit einem Referenzwert verglichen wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform bildet das Substrat zur Erfassung der jeweiligen Änderung der elektrischen Eigenschaft zumindest eine leitfähige Verbindung zwischen zumindest zwei leitfähigen Elektroden aus, falls das Substrat im geschmolzenen Zustand benetzend wirkt. Im komplementären Sinne verbindet das Substrat zur Erfassung der jeweiligen Änderung der elektrischen Eigenschaft zumindest zwei leitfähige Elektroden, wobei dann zumindest eine leitfähige Verbindung unterbrochen wird, falls das Substrat im geschmolzenen Zustand nichtbenetzend wirkt.
  • Ob eine Flüssigkeit, wie z.B. bei dem o.g. Substrat im geschmolzenen Zustand, benetzend oder nichtbenetzend wirkt, d.h. ob die Flüssigkeit bestrebt ist, auf einem Trägermaterial zu verfließen oder bestrebt ist sich zusammenzuziehen, hängt im Wesentlichen von der Materialpaarung zwischen Flüssigkeit und Träger ab. So unterstützt z.B. eine gewisse Rauheit des Trägers, wie z.B. bei einem Vlies, den Benetzungsvorgang durch den Kapillareffekt.
  • Insbesondere weist die jeweilige Temperaturmesszelle bei Ausbildung bzw. Unterbrechung zumindest einer elektrischen Verbindung eine geänderte elektrische Kapazität und/oder einen geänderten elektrischen Widerstand als erfassbare Änderung der elektrischen Eigenschaften auf. Eine Änderung des elektrischen Widerstands ist vorteilhaft messbar, wenn das Substrat zu einem geringen Anteil einen leitfähigen Stoff, insbesondere ein in Wasser gelöstes Salz, wie z.B. NaCl, oder einen Elektrolyten aufweist. Wird eine elektrische Verbindung zwischen zwei leitfähigen Elektroden durch Zusammenziehen des Substrats beim Schmelzen unterbrochen, so wird auch ein zwischen den beiden Elektroden eingeprägter Messstrom unterbrochen. Selbst wenn das Substrat elektrisch nichtleitend wäre, wäre eine Kapazitätsänderung der Temperaturmesszelle feststellbar, da das Substrat zwischen zwei elektrisch leitenden Elektroden wie ein Dielektrikum eines Kondensators wirkt und folglich auch Formveränderungen des Substrats den zugehörigen Dielektrizitätswert ändern.
  • Als Substrat kann vorteilhaft ein Kohlenwasserstoff wie z.B. ein Alkan, insbesondere ein Dodekan, verwendet werden. Die Eigenschaften und Vorzüge von Dodekan sind hinreichend in der eingangs genannten US 4,996,104 beschrieben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das jeweilige Substrat einer Temperaturmesszelle eine unterschiedliche Schmelztemperatur auf, wie z.B. in einem Temperaturbereich von –25°C bis 10°C. So ist z.B. für Tiefgefrorenes, wie z.B. bei Fisch oder Meeresfrüchten, wichtig festzustellen, ob eine Temperatur von –18°C überschritten worden ist. Für Milchprodukte ist z.B. ein Überschreiten einer Temperatur von 6°C von Bedeutung. Es kann dann, in Abhängigkeit vom jeweiligen Lebensmittel, ein Temperaturbereich in 1°C-Schritten um eine kritische Temperatur „herum" sinnvoll sein. Für das zuvor genannte Tiefgefrorene wären dies z.B. neun Temperaturzellen mit einem Messbereich von –22°C, –21°C, .., –15°C, –14°C. Zur Festlegung des jeweiligen Substratsschmelzpunkts können z.B. Alkane mit unterschiedlichen Wertigkeiten und mit unterchiedlichen Schmelztemperaturen, wie z.B. Undekan, Tridekan, Tetradekan, Pentadekan, etc., oder auch Mischungen von diesen verwendet werden, um einen vorgebbaren Schmelzpunkt möglichst genau einstellen zu können. Eine weitere Möglichkeit besteht z.B. darin, die Schmelztemperatur des Substrats aus dem Volumenverhältnis eines Kohlenwasserstoffs und eines leitfähigen Stoffes einzustellen.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Substrat einen Farbstoff auf. Dadurch kann vorteilhaft auch optisch das Überschreiten einer vorgebbaren kritischen Temperatur durch das farbig verflossene Substrat festgestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat in Mikrokapseln mit einem Durchmesser in einem Bereich von 1 bis 50 μm eingebettet. Vorzugsweise weisen die Mikrokapseln eine Hülle aus Gelatine oder aus einem Material mit vergleichbaren physikalischen Eigenschaften auf.
  • Damit ist der große Vorteil verbunden, dass das Substrat während der Fertigung auch bei Raumtemperatur auf das funkabfragbare Etikett aufgebracht werden kann. Obwohl die zuvor beispielhaften Kohlenwasserstoffe des Substrats sich im flüssigen Zustand befinden, wird ein Verfließen oder ein sich Zusammenziehen des Substrats durch die Hülle der Mikrokapseln verhindert. Die Wirkung des Substrats zur Ausbildung einer möglichen Änderung der elektrischen Eigenschaften einer Tem peraturmesszelle ist vorteilhaft erst dann freischaltbar oder initiierbar, wenn das funkabfragbare Etikett auf oder an ein zu überwachendes gekühltes oder tiefgefrorenes Lebensmittelgut angebracht worden ist und das funkabfragbare Etikett dann selbst unter die zu überwachende Temperatur abgekühlt ist. Mittels eines mechanischen Drucks auf z.B. eine speziell gekennzeichnete optische Markierung des funkabfragbaren Etiketts zerplatzen die Mikrokapseln. Bei Überschreiten der zu überwachenden Temperatur würde sich das Substrat nun vorteilhaft verfließen bzw. sich zusammenziehen können.
  • Zur Reproduzierbarkeit des vorangegangenen Prozesses haben sich vorteilhaft Mikrokapseln mit einem Durchmesser in einem Bereich von 5 bis 10μm herausgestellt.
  • In einer besonderen Ausführungsform bestehen die Schaltungselemente des funkabfragbaren Etiketts aus hauptsächlich organischen Verbindungen, welche auf einer Kunststoff-Trägerlage des funkabfragbaren Etiketts druckbar sind.
  • Mittels eines Druckverfahrens, wie z.B. eines Tintenstrahldruckverfahrens, werden diese dann auf die Trägerlage aufgedruckt. Derartige flexible Transponder werden auch als „Smart Labels" oder „Integrated Plastic Chips" (IPC) bezeichnet. Die druckbaren organischen Verbindungen sind hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaft leitend, isolierend oder halbleitend. Die auf die Kunststoff-Trägerlage aufgebrachten Leiterbahnen und/oder die auf die Kunststoff-Trägerlage aufdruckbaren Schaltungselemente aus hauptsächlich organischen Verbindungen weisen dabei z.B. eine Dicke von 30 μm auf. Die Energie- und Datenübertragung zwischen dem Transponder und dem Schreib-/Lesegerät erfolgt vorzugsweise auf induktiv gekoppeltem Wege.
  • Ein funkabfragbares Etikett kann vorteilhaft in großen Stückzahlen und i.Vgl. zum monolithischen Verfahren erheblich kostengünstiger hergestellt werden. Zudem sind die funkabfragba ren Etiketten flexibel und können als „Abreißware", aufgewickelt auf einer Rolle, angeboten werden.
  • Das Substrat ist dabei vorzugsweise zwischen zwei flächigen und elektrisch isolierenden Lagen eingebettet und von zumindest zwei leitfähigen Elektroden umgeben. Die flächigen und elektrisch isolierenden Lagen sowie die angrenzenden elektrisch leitenden Elektroden bilden somit eine abgeschlossene Kammer bzw. ein Reservoir für das eingebettete Substrat. Das Substrat ist somit vor Umwelteinflüssen geschützt.
  • In einer besonderen Ausführungsform bildet zumindest eine der leitfähigen Elektroden einen Kanal aus. Bei Schmelzen des Substrats wirkt dieser Kanal wie eine Kapillarröhre. Das Substrat verfließt durch diese Röhre und stellt am Ende des Kanals in einem Kontaktbereich mit einer weiteren leitfähigen Elektrode eine leitfähige Verbindung her. Im umgekehrten Sinne, d.h. im nichtbenetzenden Fall des Substrats, kann in entsprechender Weise ein zuvor gefüllter oder bedruckter Kanal beim Schmelzen sich leeren und eine zuvor bestehende leitfähige Verbindung auflösen.
  • In einer besonderen und bevorzugten Ausführungsform des funkabfragbaren Etiketts ist im Kanal eine elektrisch leitfähige Sicherungslage eingebaut, aufgedruckt oder dort einbringbar. Diese Sicherungslage dichtet den Kanal ab. Erfindungsgemäß kann diese Sicherungslage, welche durch ihren engen Querschnitt i.Vgl. zu den flächigen und niederohmigeren leitfähigen Lagen der Elektroden hochohmig ist, mittels eines Stromimpulses den Kanal freigeben. Die Sicherungslage wirkt dabei wie eine elektrische Sicherung, welche bei Überstrom „durchbrennt" und die den Kanal trennende Membran irreversibel zerstört.
  • Der Sicherungskanal ist vorteilhaft mit zumindest zwei der leitfähigen Elektroden verbunden. Über weitere elektrische Mittel des Mikrocontrollers kann dann ein Stromimpuls in den Sicherungskanal eingespeist werden. Ein erfolgreiches „Durchbrennen" der Sicherungslage kann über Abfrage einer der elektrischen leitfähigen Elektroden, wenn diese mit der Sicherungslage verbunden ist, abgefragt werden. Im Bedarfsfall, wenn z.B. die Sicherungslage noch nicht zerstört sein sollte, kann dann ein weiterer Stromimpuls gesteuert vom Mikrocontroller eingespeist werden.
  • Vorzugsweise erfolgt die Daten- und Energieübertragung auf induktiv gekoppeltem Wege wie z.B. auf Basis des ISO/IEC 15693- oder 14443-Standards.
  • Vorteilhaft werden die elektronischen Schaltungsteile des funkabfragbaren Etiketts über das vom Schreib-/Lesegerät ausgesandte magnetische Feld für die Dauer des Datensendens sowie für die Dauer des Datenempfangs mit elektrischer Energie versorgt. Dadurch kann vorteilhaft auf eine Batterie im funkabfragbaren Etikett verzichtet werden.
  • Beim Auslesen, d.h. beim Datenempfang, kann zumindest der maximal überschrittene Temperaturwert in den Temperaturmesszellen ermittelt und ein korrespondierender Datenwert empfangen werden.
  • Beim Datensenden kann z.B. ein Befehl vom Schreib-/Lesegerät an den Mikrocontroller des funkabfragbaren Etiketts gesendet werden, die o.g. Sicherungslage im Kanal in einer oder mehreren Temperaturmesszellen freizugeben. Vorzugsweise erfolgt dies durch Einspeisung der im Schwingkreis aus Antennenspule und aus Speicherkondensator gespeicherten elektrischen Energie. So kann z.B. der gesamte Energieinhalt des Speicherkondensators als kurzer Stromimpuls mit einem relativ hohen Stromwert von einigen Ampere über einen vom Mikrocontroller ansteuerbaren Transistor an die zugehörigen Elektroden der Sicherungslage geschaltet werden.
  • Alternativ ist es auch möglich, eine separate Induktionsspule auf dem funkabfragbaren Etikett anzubringen, in welches mittels einer „Entsicherungspistole" kurzzeitig ein hochfrequentes und sehr starkes Magnetfeld induziert werden kann. Der in der Induktionsspule induzierte hohe Wechselstrom bringt dann in kürzester Zeit die Sicherungslage zum Schmelzen.
  • Zur Freigabe der Temperaturmessung im o.g. Sinne wäre z.B. weiterhin ein Stanzen eines Loches in das funkabfragbare Etikett vorstellbar, um z.B. dann durch eindringenden Sauerstoff den Temperaturmessprozess zu initiieren. Eine weitere Möglichkeit wäre z.B. eine Initialisierung mit UV-Licht. Schließlich wäre es noch eine Möglichkeit, dass bei Überschreiten einer vorgebbaren Temperatur, wie z.B. des Schmelz- oder Siedepunktes eines Substrats, das jeweilige Substrat aus dem gestanzten Loch ausrinnt bzw. ausläuft.
  • Die o.g. funkabfragbaren Etiketten sind in einem Identifikationssystem mit einem Schreib-/Lesegerät einsetzbar sowie vorteilhaft in der Lebensmittelindustrie verwendbar.
    •
  • Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
  • 1 : einen beispielhaften Aufbau eines funkabfragbaren Etiketts auf induktiv gekoppelter Basis in einer Draufsicht,
  • 2 : eine beispielhafte Messbeschaltung zur Erfassung des geänderten Widerstands einer Temperaturmesszelle,
  • 3 : einen beispielhaften Aufbau einer Temperaturmesszelle mit einer Sicherungslage gemäß der Erfindung in einer Draufsicht, und
  • 4 : die beispielhafte Temperaturmesszelle aus 3 in einer Schnittdarstellung.
  • 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines funkabfragbaren Etiketts TAG auf induktiv gekoppelter Basis in einer Draufsicht, welches mittels eines nicht weiter dargestellten Schreib-/Lesegeräts abgefragt bzw. ausgelesen werden kann. Im Inneren des funkabfragbaren Etiketts TAG ist ein Mikrocontroller MC, insbesondere ein RFID-Chip erkennbar. An diesem ist eine spiralförmige Spulenantenne ANT angeschlossen. Spulenantenne ANT und Mikrocontroller MC bilden dabei einen so genannten Transponder TAG. Die Spulenantenne ANT selbst besteht aus einer auf einer Trägerlage aufgebrachten, wie z.B. aufgedampften Leiterbahn. Der Mikrocontroller MC ist weiterhin über Verbindungsleitungen +,-,1-n mit Temperaturmesszellen T1-Tn verbunden. Die Temperaturmesszellen Z1-Zn sind weiterhin von einer nicht weiter dargestellten Messbeschaltung MB umgeben, um ein Auslesen derer zu ermöglichen. Mit + und – sind dabei die positive und negative Versorgungsspannung bezeichnet.
  • 2 zeigt eine beispielhafte Messbeschaltung zur Erfassung des geänderten Widerstands R einer Temperaturmesszelle Z1. Entsprechend dem schaltungstechnischen Symbol wurde die Temperaturmesszelle Z1 als Widerstand dargestellt. Das Bezugszeichen T1, welches rechts und tiefgestellt zum Bezugszeichen R eingetragen ist, soll dabei die Temperatur T1 anzeigen, bei welcher sich der Widerstand R der Temperaturmesszelle T1 irreversibel gemäß der Erfindung ändert. Zur messtechnischen Auswertung ist in Serie zur Temperaturmesszelle Z1 ein selbstleitender Transistor TR, welcher wie ein Lastwiderstand wirkt, geschaltet. Die Messschaltung wird dabei über die beiden Versorgungsspannungen +, -, A2 versorgt. Über den zum Mikrocontroller MC rückgeführten Anschluss 1, A1 erfolgt die Auswertung der über die Temperaturmesszelle Z1 abfallenden Spannung. Ändert sich der Widerstand R der Temperaturmesszelle Z1 so ändert sich auch der Betrag der rückgeführten Spannung.
  • 3 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Temperaturmesszelle Z1-Zn mit einer Sicherungslage SI gemäß der Erfindung in einer Draufsicht. Im Beispiel der vorliegenden Figur sind die elektrischen Schaltungselemente, Elektroden A1, A2, A3, LF1, LF2 TL etc. aus einem organischen Material gefertigt und auf einer isolierenden Trägerlage TL aufgedruckt. Die elektrischen Anschlüsse A1-A3 zum Mikrocontroller MC sind dabei als elektrisch leitende Elektroden, d.h. als elektrisch leitende Flächen LF1, LF2 ausgebildet. Im Inneren der Temperaturmesszelle Z1-Zn ist ein Substrat SUB gemäß der Erfindung zwischen der Trägerlage TL und einer das Substrat SUB abdeckenden Isolierlage ISO eingebettet. Dies ist im Beispiel von 4 in der zugehörigen Schnittdarstellung erkennbar. Das Substrat SUB wird im Beispiel von zwei leitenden Elektroden A2, A3 umschlossen, wobei diese zur rechten Seite der Figur hin einen Kanal KAN ausbilden. Der Kanal KAN ist dabei durch eine Sicherungslage SI vom eigentlichen Reservoir des Substrats SUB getrennt (siehe dazu 4). Zwischen den beiden Elektroden A2, A3 ist weiterhin zur galvanischen Trennung eine Lücke LU eingezeichnet. Anstelle des druckbaren Materials der Elektroden A2, A3 wird dieser Raum durch die darüberliegende und ebenfalls druckbare elektrisch isolierende Isolierlage ISO ausgefüllt. Auf diese Weise ist der gesamte innere Raum mit dem Substrat SUB ausgefüllt und abgedichtet.
  • Wird nun gemäß der Erfindung ein Stromimpuls über die Anschlüsse A2, A3 geleitet, so fließt dieser über die Sicherungslage SI und zerstört diese. Bei Überschreiten der kritischen vorgebbaren Temperatur T2-Tn zerfließt nun das Substrat SUB in den Kanal KAN. In einem Kontaktbereich KB verbindet nun das Substrat SUB, wenn dieses eine gewisse elektrische Leitfähigkeit aufweist, die Elektroden A2, A3 mit der Elektrode A1 elektrisch. Die elektrisch hergestellte Verbindung ist nun über die zum Mikrocontroller MC rückgeführte Leitung A1, 1 messtechnisch erfassbar. Wie eingangs bereits beschrieben, ist es vorteilhaft, wenn das Substrat SUB aus Mikrokapseln besteht, welche nach Erreichen einer Temperatur unterhalb einer vorgebbaren Temperatur T1-Tn zum Zerplatzen gebracht werden, wie z.B. mittels eines mechanischen Drucks. Dadurch wird der eigentliche Temperaturüberwachungsprozess erst gestartet.
  • 4 zeigt abschließend die beispielhafte Temperaturmesszelle Z1-Zn aus 3 in einer Schnittdarstellung. Deutlich ist die abtrennende Wirkung der Sicherungslage SI gegenüber dem Substrat SUB zu sehen. Die Pfeilrichtung zeigt, in welcher Richtung sich das Substrat SUB bei durchtrennter Sicherungslage SI im Kanal KAN ausbreiten würde. Im Kontaktbereich KB wären dann die beiden elektrischen Anschlüsse A2, A1 elektrisch verbunden. Im Beispiel von 4 ist das Substrat SUB mit noch nicht mechanisch zerplatzten Mikrokapseln gezeigt.

Claims (22)

  1. Funkabfragbares Etikett (TAG) zur berührungslosen Abfrage mit einem Schreib-/Lesegerät, wobei das funkabfragbare Etikett (TAG) zumindest aufweist a) einen Mikrocontroller (MC) mit elektrischen Mitteln, b) eine Antenne (ANT), welche mit dem Mikrocontroller (MC) elektrisch verbunden ist, c) eine oder mehrere Temperaturmesszellen (Z1-Zn), welche mit dem Mikrocontroller (MC) elektrisch verbunden (1-n) sind und welche bei Überschreitung je einer zugehörigen vorgebbaren Temperatur (T1-Tn) ihre elektrische Eigenschaft (R, C) irreversibel ändern, und d) die elektrischen Mittel, welche die jeweilige Änderung der elektrischen Eigenschaft (R, C) erfassen, einen maximal überschrittenen Temperaturwert (T1, ..,Tn) ermitteln und einen korrespondierenden Datenwert an das Schreib-/Lesegerät senden.
  2. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 1, wobei die Temperaturmesszelle (Z1-Zn) ein Substrat (SUB) mit einer Mindestleitfähigkeit aufweist, welches bei Überschreiten einer je vorgebbaren Temperatur (T1-Tn) schmilzt.
  3. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 2, wobei das Substrat (SUB) zur Erfassung der jeweiligen Änderung der elektrischen Eigenschaft zumindest eine leitfähige Verbindung zwischen zumindest zwei leitfähigen Elektroden (A1-A3) ausbildet, falls das Substrat (SUB) im geschmolzenen Zustand benetzend wirkt.
  4. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 2, wobei das Substrat (SUB) zur Erfassung der jeweiligen Änderung der elektrischen Eigenschaft (R, C) zumindest zwei leitfähige Elektroden (A1-A3) verbindet, wobei dann zumindest eine leitfähige Verbindung unterbrochen wird, falls das Substrat (SUB) im geschmolzenen Zustand nichtbenetzend wirkt.
  5. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die jeweilige Temperaturmesszelle (Z1-Zn) bei Ausbildung bzw. Unterbrechung zumindest einer elektrischen Verbindung eine geänderte elektrische Kapazität (C) und/oder einen geänderten elektrischen Widerstand (R) als erfassbare Änderung der elektrischen Eigenschaften (R, C) aufweist.
  6. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 5, wobei das Substrat (SUB) aus einem Kohlenwasserstoff wie z.B. aus einem Alkan, insbesondere aus einem Dodekan besteht.
  7. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 6, wobei das Substrat (SUB) zu einem geringen Anteil einen leitfähigen Stoff, insbesondere ein in Wasser gelöstes Salz oder einen Elektrolyten aufweist.
  8. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 7, wobei die Schmelztemperatur (T1-Tn) des Substrats (SUB) aus dem Volumenverhältnis eines Kohlenwasserstoffs und eines leitfähigen Stoffes einstellbar ist.
  9. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 8, wobei der Schmelzpunkt des Substrats (SUB) in einem Bereich von –25°C bis 10°C liegt.
  10. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 9, wobei das Substrat (SUB) einen Farbstoff aufweist.
  11. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche bis 2 bis 10, wobei das Substrat (SUB) in Mikrokapseln mit einem Durchmesser in einem Bereich von 1 bis 50 μm eingebettet ist.
  12. Funkabfragbares Etikett (TAG) Ansprüche 11, wobei das Substrat (SUB) in Mikrokapseln mit einem Durchmesser in einem Bereich von 5 bis 10μm eingebettet ist.
  13. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Mikrokapseln eine Hülle aus Gelatine oder aus einem Material mit vergleichbaren physikalischen Eigenschaften aufweist.
  14. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit Schaltungselementen (MC, ANT, LF1, LF2, A1, A2, A3) aus hauptsächlich organischen Verbindungen, welche auf einer Kunststoff-Trägerlage (TL) des funkabfragbaren Etiketts (TAG) druckbar sind.
  15. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 14, wobei das Substrat (SUB) zwischen zwei flächigen und elektrisch isolierenden Lagen (TL, ISO) eingebettet und von zumindest zwei leitfähigen Elektroden (A1-A3) umgeben ist.
  16. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 15, wobei zumindest eine der leitfähigen Elektroden (A2, A3) einen Kanal (KAN) ausbildet.
  17. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 16, wobei im Kanal (KAN) eine leitfähige Sicherungslage (SI) einbringbar ist, welche den Kanal (KAN) abdichtet, wobei mittels eines Stromimpulses durch die Sicherungslage (SI) der Kanal (KAN) freigebbar ist.
  18. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 17, wobei der Sicherungskanal (KAN) mit zumindest zwei der leitfähigen Elektroden (A2, A3) verbunden ist.
  19. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach Anspruch 17 und 18, wobei der Mikrocontroller (MC) weitere elektrische Mittel zur Einspeisung des Stromimpulses in den Sicherungskanal (SI) aufweist.
  20. Funkabfragbares Etikett (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer induktiv gekoppelten Daten- und Energieübertragung.
  21. Verwendung eines funkabfragbaren Etiketts (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche in der Lebensmittelindustrie.
  22. Identifikationssystem mit einem Schreib-/Lesegerät und zumindest einem funkabfragbares Etikett (TAG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 20.
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