DE2159780A1 - Falschungssicheres Siegelsystem - Google Patents

Description

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DipUng. Richard Müller-Bö^
DipUng. Itaiv""·-:' Berlin, den 29. November 1971

EUROPAEISCHE ATOMGEMEINSCHAFT (EURATOM)

Patentanmeldung

Fälschungssicheres Siegelsystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein fälschungssicheres Siegelsystem, bei dem im Basismaterial des Siegels Fremdstoffe vorgesehen werden und bei dem ein nichtzerstörendes Lesegerät vorhanden ist, das auf die Fremdstoffe anspricht.

Ein Siegel ist ein Gegenstand, der nur schwer zu reproduzieren ist und deshalb zur Sicherung von Anlagen gegen unbefugte Eingriffe verwendet wird. Besonders wirkungsvoll sind Siegel, bei denen die für die Reproduzierbarkeit entscheidende Eigenschaft sich bei dei Siegelherstellung auf Grund eines Zufallsereignisses

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einstellt. Dies trifft beispielsweise auf Siegel an, wie sie in Atomwirtschaft, August 1970, Seite 375» erwähnt sind, wo kurze Metalldrähtchen in das Basismaterial des Siegels in zufälliger Verteilung eingemischt werden. Die Identität dieses Siegels ergibt sich dann aus einem Bild des Siegels, das z.B. mit optischen oder mit Röntgengeräten aufgenommen worden ist.

Besonders die Ortung der Fremdstoffpartikel mit Hilfe eines Ultraschall-Reflexionsverfahrens eignet sich für die Praxis gut, weil nach diesem Verfahren die Identität eines kapselartigen, aus zwei Teilen bestehenden Siegels festgestellt werden kann, ehe das Siegel am Sicherungsort zusammengesetzt wird. Freilich bedingt dieser Vorteil nicht, daß bei diesem Verfahren keine tragbaren Lesegeräte notwendig wären, denn es ist oft erwünscht, die Identität eines unverletzten Siegels zu prüfen, ohne daß dabei das Siegel entfernt und durch ein neues ersetzt wird. Bei der Entwicklung tragbarer Ultraschall-Lesegeräte für Siegelsysteme hat sich jedoch herausgestellt, daß die gewünschte Genauigkeit in der Ortsbestimmung der eingeschlossenen Partikel nur mit verhältnismäig großem mechanischem Aufwand für die Präzision der Abtastung erreichbar ist.

Durch die Erfindung soll dieser Mangel ohne Verlust an Sicherheit gegenüber Fälschungen behoben werden. Die letztere Einschränkung bedeutet, daß nur eine solche Eigenschaft zur Kennzeichnung des Siegels in Frage kommt, die von außen nicht beeinflußt werden kann und die sich bei der Herstellung des Siegels während eines Zufallsereignisses einstellt. Es ist kein fälschungssicheres Siegelsystem bekannt, bei dem nicht die Lage von Fremdstoffeinschlüssen geortet wird.

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Im Gegensatz dazu ist das erfindungsgemäße Siegelsystem dadurch gekennzeichnet, daß als Fremdstoffe Partikel mehrerer verschiedener Stoffe (insbesondere Metalle und Legierungen) Verwsndung finden, die in zufälliger inhomogener Verteilung in das Basis-_ material des Siegels eingemischt werden, und daß das Lesegerät ein Röntgen-Fluoreszenzmeßgerät ist, das das globale Fluoreszenzspektrura von mindestens einer Oberfläche des Siegels ermittelt .

Ein Siegelsystem im Sinne dieser Anmeldung besteht also aus einem Siegel mit einer variablen Identifikationsgröße, sowie aus einem Lesegerät zur Ermittlung dieser Größe. Im vorliegenden Fall ist die variable Größe das Spektrum, welches in einem Röntgen-Fluoreszenzmeßgerät ermittelt wird. Im Grund wird ?.lso das Siegel auf seine Materialzusammensetzung spektrografisch untersucht, wobei jedoch wegen der inhomogenen Verteilung dor Einschlüsse ein zwar wohldefiniertee, aber von der tatsächlichen integralen Zusammensetzung des Siegels unterschiedliches Spektrum ermittelt wird. Wenn man das Siegel von verschiedenen Seiten her bestrahlt, bekommt man wegen der relativ geringen Eindringtiefe der erregenden Röntgenstrahlen für jedt Seite ein anderes Spektrum. Ohne daß also die Lage der einzelnen Einschlüsse bei diesem Verfahren festgestellt würde, beeinflußt doch die zufällige Lage der Einschlüsse die Messung. In der Tatsachs, daß die Messung jeweils eine ganze Seite mit einem einzigen globalen Meßvorgang erfaßt, daß also eine Fläche nicht punktweise abgetastet wird, resultiert, daß das erfindungsgemäße Lesegerät mit einem Minimum an mechanischem Aufwand auskommt und damit leicht mit relativ hoher Genauigkeit in einem tragbaren Gerät realisiert werden kann.

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Das Siegel hat vorzugsweise die Form einer zweiteiligen Kapsel, die durch innenliegende Haken irreversibel zu schließen ist. Eine solche Konstruktion wurde bereits für Ultraschall-Siegelsysteme vorgeschlagen; hier wie dort kann die Identität der Kapsel sowohl im geöffneten als auch im geschlossenen Zustand ermittelt werden. Da das erfindungsgemäße Siegelsystem die Siegeloberfläche nicht punktweise abtastet, sondern ganze Flächeneinheiten integral mißt, ist es besonders vorteilhaft, der Kapsel im geschlossenen Zustand klare Oberflächenformen zu geben, welche sich leicht von dem Lesegerät abtasten lassen. Als Beispiel wird hier die Zylinderform gewählt, die den Vorteil einfacher Herstellung besitzt.

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß es aus der deutschen Patentschrift 828 ^>2k bereits bekannt ist, einem Siegel einen Fremdstoff zuzugeben, der spektrografisch nachgewiesen wird. Es handelt sich hier um eine einfache Sicherung des Siegels gsgen Fälschungen, die nur wirksam ist, solange der Fälscher nichts von der Fremdstoffzugabe weiß. Für den vorliegenden Zweck ist diese Sicherung offenbar unzureichend.

Die Erfindung wird nunmehr im letail mit Hilfe zweier Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1 eine Kapsel, die bei dem erfindungsgemäßen Siegelsystem als Siegel Verwendung finden kann, sowie

Figur 2 zwei Schnittdarstellungen dieses Siegels.

Das Siegel gemäß Figur 1 besteht aus zwei Kapselteilen 1 und 2, die durch eine innenliegende, in Figur 2 sichtbare Klammer 3 irreversibel miteinander verbunden sind. Me Klammer verbindet den zyiinderförmigen Rand der Kapselhälfte 2, der von dem Mantel-

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teil der anderen Kapselhälfte 1 ganz umschlossen ist, mit einem pilzförmigen Zentralteil k, das an seinem Fußpunkt über eine Sollbruchstelle an der Kapselhälfte 1 befestigt ist. Im Fall eines gewaltsamen Oeffnungsversuchs bricht das Zentralteil an dieser Stelle ab und erzeugt eine Bruchlinie, die auch nach einer Reparatur von dem die Identität des Siegels ermittelnden Lesegerät als eine Abweichung von der ursprünglichen Identität erkannt wird. Das Zentralteil k hat einen rechteckigen Querschnitt, wodurch eine definierte Winkelstellung der beiden sonst rotationssymmetrischen Kapselhälften zueinander erreicht wird. Man kann jedoch dasselbe Ziel auch durch Nasen oder Nuten in den sich berührenden Flächen erreichen*

In dem Zentralteil sind schließlich noch zwei Löcher 5 vorgesehen, die bis in den Innenraum 6 des Siegels reichen und durch die die beiden Enden eines Siegelbandes eingeführt werden, die in dem Innenraum zu verknoten sind. Als Material für die beiden Kapselhälften kommt beispielsweise Aluminium, Stahl, Zirkonium oder ein Kunststoff in Frage. Bei der Auswahl dieser Materialien ist abgesehen von den übrigen Bedingungen (Kompatibilität mit der Umgebung) darauf zu achten, daß das Material nur verhältnismäßig wenig abeorbierend für Röntgenstrahlen wirkt. In diesem Material verteilt man während des Herstellungsprozesses, z.B. ein Prozeß der Pulvermetallurgie, in inhomogener Form eine gewisse Anzahl unterschiedlicher chemischer Elemente, insbesondere Metalle, in Form von kleinen Partikeln, wie Spänen. Man wählt vorzugsweise solche Materialien, deren charakteristische Frequenz mit der Röntgenfrequenz des Lesegeräts nicht zusammenfällt. Hierfür kommen beispielsweise die chemischen Elemente Eisen, Niob, Kupfer, Nickel, Zirkonium, Wolfram, Blei, Silber oder Zinn in Frage. Die im folgenden als Fremdstoffe bezeichneten

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eingeschlossenen Partikel sind in Figur 2 als Punkte dargestellt. Die Verteilung der Fremdstoffe ist sehr inhomogen und daher unmöglich zu reproduzieren; Es ist nahezu ausgeschlossen, ein Siegel künstlich herzustellen, dessen Röntgenspektren allseitig denen eines Mustersiegels entsprechen.

Die Identität des Siegels ergibt sich aus wählbaren Charakteristiken der Spektren, die von den einzelnen Oberflächen der geschlossenen Kapsel aufgenommen werden. Wegen der geringen Eindringtiefe der Röntgenstrahlen werden die einzelnen Spektren praktisch nur VOB den Fremdstoffpartikeln in den oberflächennahen Gebieten des Siegele bestimmt. Dabei ist es keineswegs notwendig, daß alle möglichen Seiten der Kapsel abgetastet werden, falls bereits aus den Spektren einer oder weniger Oberflächen hinreichend Informationen für eine unverwechselbare Identität zu entnehmen sind. Hierfür empfiehlt es sich, insbesondere solche Oberflächen auszuwählen, deren Identität sich ändern würde, wenn das Siegel aufgeschnitten oder sonstwie in fälschtrischor Absicht geöffnet wird.

Das Lesegerät besitzt entweder eine weite wirksame Blendenöffnung, die die abzutastende Fläche ganz abdeckt, oder aber es weist nur einen schmalen Abtastspalt auf, unter dem das Siegel mit definierter Geschwindigkeit hindurchbewegt wird, wobei die Teilspektren zu einem Globalspektrum zeitlich integriert werden. Dieses letztere Verfahren wird vorzugsweise angewandt bei endlosen Flächen wie den Mantelflächen des erwähnten zylinderförmigen Siegels. Aber auch endliche ebene Flächen wie die Stirnflächen dieses Siegels können auf diese Weise abgetastet werden, indem ein kreissektorförmiger Abfcastspalt verwendet wird.

Wenn zu den Oberflächen des Siegels,die unbedingt abzutasten sind, auch die Trennflächen zwischen den beiden Kapselflächen gehören - in unserem Beispiel also die Mantelfläche -, dann kann

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die Identität des Siegels nicht alleine durch die Teilidentitäten der beiden Hälften bestimmt werden. Um trotzdem die Identität des Siegels vor dem Anbringen an den zu sichernden Gegenstand ermitteln zu können, setzt man die Siegelhälften ohne die Klammer zusammen und mißt dann die Trennflächen. Dabei muß durch konstruktive oder sonstige Maßnahmen (Markierung) eine eindeutige Drehstellung der beiden Teile zueinander gewährleistet werden, die auch der Drehstellung nach dem Anbringen des Siegels entspricht. Damit entfallt die Notwendigkeit, bei dem Versiegeln einer Anlage das Lesegerät mitzuführen.

Versuche haben ergeben, daß Kratzer in der Oberfläche des Siegels die Meßresultate nur wenig und in annehmbaren Grenzen verändern. Es hat sich jedoch als nützlich erwiesen, daß Siegel vor der Messung in einem organischen Reinigungsmittel zu entfetten. Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit empfiehlt es sich außerdem, die gemessenen Spektren mit einer charakteristischen Linie der erregenden Röntgenröhre selbst zu vergleichen.

An Stelle eines Röntgengeräts könnte auch eine Isotopenquelle verwendet werden, die zwnr wegen der Abschirmung schwerer zu transportieren ist, die jedoch den Vorteil hat, daß sie für schwere Fremdstoffelemente eine höhere Auflösung und eine bessere Empfindlichkeit zuläßt.

Die Erfindung ist auch keineswegs auf die in den Figuren dargestellte Kapselform beschränkt, sondern sie kann auch mit Siegeln realisiert werden, die aus nur einem Stück bestehen. Es wurde beispielsweise bereits vorgeschlagen, einem Siegel eine Form zu geben, die der einer der beiden Kapselhälften gemäß den Figuren

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entspricht. Das Gegenstück, mit dem dieses Siegel in der Praxis verbunden wird, stellt ein nicht mit Fremdstoffen markiertes Konstruktionselement der zu sichernden Anlage dar, beispielsweise ein Haltebolzen für die Gitterplatte, in dem die Brennelemente eines Kernreaktors gehalten werden. Durch konstruktive Maßnahmen kann man verhindern, daß der nicht markierte Teil des Haltebolzens in Fälschungsabsicht durchtrennt bzw. wieder zusammengeschweißt werden kann.

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Claims (3)

Patentansprüche

1.) Fälschungssicheres Siegelsystem, bei dem im Basismaterial des Siegels Fremdstoffe vorgesehen werden und bei dem ein nichtzerstörendes Lesegerät vorhanden ist, das auf die Fremdstoffe anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß als Fremdstoffe Partikel mehrerer verschiedener Stoffe, insbesondere Metallteile und Legierungen, Verwendung finden, die in zufälliger inhomogener Verteilung in das Basismaterial des Siegels eingemischt werden, und daß das Lesegerät ein Eöntgen-Fluoreszenzmeßgerät ist, das Spektren von mindestens einer Oberfläche des Siegels erstellt.

2. Siegelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siegel die Form einer zweiteiligen Kapsel hat, die durch innenliegende Haltemittel irreversibel schließbar ist.

3. Siegelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeici?" ":, daß das Lesegerät nur einen schmalen wirksamen Abtastspalt aufweist, und eine Drehvorrichtung, mit deren Hilfe die zu messende Oberfläche des Siegels unter dem Abtastspalt hindurchgeführt wird, wobei ein Globalspektrum durch Integration der Meßwerte über die Abtastdauer ermittelt wird.

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