DE4239993A1

DE4239993A1 -

Info

Publication number: DE4239993A1
Application number: DE4239993A
Authority: DE
Inventors: Dale Grover Gritton
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1993-06-03
Also published as: GB2262015B; GB9223785D0; GB2262015A; FR2684220A1; CA2083070C; JPH0660234A; US5237307A; CA2083070A1; FR2684220B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Markie rungen, die in der Lage sind an Gegenständen angebracht zu werden und insbesondere auf eine Veränderungsabfüh lungsvorrichtung in einer Markierung, die abfühlt, ob die Markierung nicht von einem Gegenstand abgenommen und zu einem anderen zugeordnet wurde.

Im allgemeinen ist eine elektronische Markierung eine Vorrichtung, die an einem bestimmten Gegenstand befestigt werden kann, um mit digitaler Information zu antworten, zum Identifizieren des Gegenstandes, wenn die Markierung extern abgefragt wird. Solche Markierungen werden her kömmlicherweise verwendet bei der Inventarkontrolle in sowohl kommerziellen als auch bei Anwendungen im öffent lichen Dienst. In vielen Fällen sind die markierten Ge genstände entweder von der Sicht verdeckt oder nicht leicht durch den Inspektor zu sehen. In solchen Fällen werden Kommunikationskanäle, wie zum Beispiel Telephon leitungen, faseroptische Kabel oder Radio verwendet, um die markierten Gegenstände mit einem entfernt gelegenen Inspektor zu verbinden.

Eine vorgeschlagene Verwendung der elektronischen Mar kierungen liegt im Bereich der Automobile, wobei Autos und Lastwagen markiert werden für automatische Gebühren erhebung. In einem solchen Fall kann ein Fahrzeug, das durch eine Gebührensammelstelle fährt, seine Markierung durch Hochfrequenzsignale abgefragt bekommen. Die Mar kierung würde mit einer digitalen Identifikation antwor ten, wie zum Beispiel der Fahrzeugnummer des Herstellers. Die Gebühr würde dann dem Besitzer des Fahrzeugs in Rech nung gestellt werden. In ähnlicher Weise könnte der Be sitzer einer Fahrzeugflotte jedes Fahrzeug durch Zel lulartelephon abfragen, um Information über das Fahrzeug zu bekommen.

Damit elektronische Markierungen ihrem Zwecke dienen müs sen sie an dem Gegenstand befestigt bleiben, den sie identifizieren sollen. In vielen Fällen könnte es eine Person vorteilhaft finden, die Markierung von einem Ge genstand abzunehmen und auf einen zweiten oder einen Sur rogatgegenstand zu übertragen. In einem solchen Fall würde, wenn die Markierung auf dem Surrogatgegenstand im mer noch das Originalidentifikationssignal geben würde, der Abfrager nicht merken, daß ein Austausch stattgefun den hat.

Daher ist es wünschenswert, daß eine Markierung eine Ver änderungsabfühlung besitzt, die mit dem Gegenstand inte griert ist, um ein einzigartiges und nicht-veränderbares digitales Veränderungsabfühlsignal normalerweise in digi taler Form vorzusehen, das anzeigt, daß die Markierung immer noch an dem Gegenstand befestigt ist. Um unbemerk tes Beseitigen und Befestigen der Markierung an einem Surrogatgegenstand zu verhindern, sollte die Verände rungsabfühlung so konstruiert sein, daß, wenn die Mar kierung noch in der Lage ist, ein Veränderungsabfüh lungssignal zu erzeugen, dies Signal unterschiedlich ist. Somit, wenn die Markierung bei der Abfrage mit überhaupt keinem Veränderungsabfühlungssignal oder einem unter schiedlichen Veränderungsabfühlungssignal antwortet, weiß der Abfrager, daß die Markierung von dem Originalgegen stand entfernt wurde.

In Fällen, wo es sehr vorteilhaft wäre, eine Markierung abzunehmen, und an einem Surrogatgegenstand zu befestigen, könnte ein raffinierter Berater mit Kenntnis des bestimm ten digitalen Veränderungsabfühlungssignals, das von der Markierung abgegeben wird, wenn es an dem Originalgegen stand befestigt ist, in der Lage sein, die Markierung abzunehmen, sie an einem Surrogat zu befestigen und die Elektronik der Markierung derart einzustellen, daß sie wieder das Originalveränderungsabfühlungssignal abgibt. Um dies zu verhindern, sollte die Markierung so konstru iert sein, daß der digitale Wert des bestimmten Verände rungsabfühlungssignals nur einem autorisierten Abfrager bekannt sein kann.

Zusätzlich sollte der Veränderungabfühler die folgenden Vorteile besitzen, daher sollte er: eine kleine Größe besitzen, leicht zu installieren sein, passiv sein (d. h. keine interne Batterien benötigen), einen geringen Instandhaltungsaufwand besitzen, relativ billig sein, gesichert sein gegen physikalische, chemi sche, Röntgen- oder elektronische Angriffe, geringer (vorzugsweise keine) Falschalarme besitzen, und die Mög lichkeit besitzen, als eine Dichtung für Türen und ähnli chem zu dienen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist das Hauptziel der Erfindung, einen Veränderungs abfühler zum Detektieren des Abnehmens einer elektroni schen Markierung von einem Gegenstand vorzusehen, wobei der Veränderungsabfühler die oben genannten Vorteile be sitzt.

Zusätzliche Ziele, Vorteile und neue Merkmale werden in der folgenden Beschreibung aufgezeigt und werden zum Teil dem Fachmann durch eine Untersuchung des Folgenden ver deutlicht oder werden durch die Anwendung der Erfindung erlernt. Die Ziele und Vorteile der Erfindung werden re alisiert und erreicht mittels der Instrumente und Kombi nationen, die in den Ansprüchen aufgezeigt werden.

Um die vorhergehenden und weitere Ziele gemäß der hier beschriebenen und beanspruchten Erfindung zu erreichen, ist eine Veränderungsabfühlmarkierung vorgesehen mit: ei nem Markierungskörper, der in der Lage ist, gegen Rela tivbewegung zur Oberfläche eines Gegenstandes befestigt zu werden, einem Kondensator mit mindestens einem variablen Kapazi tivabschnitt mit zwei nicht kontaktierenden kapazitiv-ge koppelten Elementen, die voneinander versetzbar sind, um unterschiedliche Kapazitätsgrößen zu erzeugen, wobei ein Element an dem Markierungskörper befestigt ist und das andere Element in der Lage ist, gegen Relativbewegung zur Oberfläche des Gegenstands befestigt zu werden, und Mittel zum Erzeugen eines Veränderungsabfühlungssignals mit einem Wert, der eine Funktion der Kapazitätsgröße des Kondensators ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, daß das Verände rungsabfühlungssignal in der Markierung verschlüsselt wird, so daß der digitale Wert des Signals nur durch Per sonen bekannt sein kann, die die Verschlüsselungsschlüs sel kennen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die folgende Zeichnung, die ein Teil dieser Anmeldung bildet, zusammen mit der Beschreibung, dient zur Erklä rung der Grundbegriffe der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eine elektronischen Markierung und ein Blockdiagramm der elektroni schen Bauteile der Markierung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Markierung aus Fig. 1 mit dem Markierungskörper und dem Bezugselement separat befestigt an einer elektrisch nicht-lei tenden Oberfläche eines Gegenstandes;

Fig. 3 ein Diagramm zum Zeigen der Funktionsweise eines Differentialkondensators;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht der Markierung aus Fig. 1 mit dem Markierungskörper befestigt an einer elektrisch leitenden Oberfläche eines Gegenstandes und dem Bezugselement befestigt an einer nicht-leitenden Haube, die an dem Gegenstand befestigt ist;

Fig. 5 die Verwendung einer Markierung, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, und zwar als eine Türdichtung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines anderen Aus führungsbeispiels der Erfindung.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein bevorzugtes Ausführungs beispiel der Erfindung gezeigt, bei dem die Markierung 10 in der Lage ist, an einer Oberfläche 11 eines zu markie renden Gegenstandes 12 befestigt zu werden und einen Kör per 13 mit einem nicht-leitenden darin befindlichen Sub strat 14 besitzt. Auf einer Fläche des Substrats 14 be findet sich eine Anordnung von parallelen metallischen Übertragungselektroden oder Platten 16 und eine Aufnah meplatte 17. Die Übertragungselektroden 16 und die Auf nahmeplatte 17 werden durch eine metallische Grund- ins besondere Erdungsebene getrennt. Die Markierung 10 ist zum Zusammenwirken mit einer metallischen Bezugsempfangs elektrode oder -platte 19 konstruiert, die an dem Gegen stand 32 befestigt ist. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, besitzt die Bezugselektrode 19 ein Ende gegenüber liegend und kapazitiv gekoppelt mit der Anordnung der Elektroden 16 und das andere Ende liegt gegenüber und ist kapazitiv gekoppelt mit der Aufnahmeplatte 17. Das Ge häuse 12 besitzt einen Rand 21 um seinen Umfang, um das Substrat 18 zu halten, so daß seine Übertragungselektro den 16 und die Aufnahmeplatte 17 mit einem engen Abstand von der Bezugselektrode 19 angeordnet sind.

Die Übertragungselektroden 16 und die Bezugselektrode 19 bilden einen Differentialkondensator, der zum Beispiel im allgemeinen in dem US-Patent 44 37 055 in einem linearen kapazitiven Meßsystem gezeigt und beschrieben ist, das sehr genau eine sehr kleine Versetzung der Elektrode 19 relativ zu der Anordnung von Elektroden 16 messen kann.

Fig. 3 zeigt die Grundfunktionsweise eines Differential kondensators in einer Meßvorrichtung. Wie gezeigt, ist die Empfangselektrode 19 bewegbar relativ zu den zwei Übertragungselektroden 16a und 16b, und zwar in einer Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist. Die Elemente 16a und 19 weisen einen ersten eine variable Kapazität aufweisenden Kondensatorabschnitt 26 auf, während die Elemente 16b und 19 einen zweiten eine variable Kapazität aufweisenden Abschnitt 27 aufweisen. Eine Abwärtsbewegung der Elektrode 19 in Fig. 3 zu der Position der gestri chelten Linie verringert die Kapazität des Kondensatorab schnitts 26, während die Kapazität des Kondensatorab schnitts 27 erhöht wird. Eine Wechselspannung V₁ wird an die Anschlüsse 28 und 29 angelegt, während eine Wechsel spannung derselben Frequenz mit einer entgegengesetzten Phase an die Anschlüsse 29 und 30 angelegt wird. Die Spannungen V₁ und V₂ induzieren Spannungen in der Elek trode 19, die außer Phase miteinander sind. Wenn die Elektrode 19 in der mit der durchgezogenen Linie gezeig ten Stellung in Fig. 3 ist, so daß die Kapazität des Ab schnitts 26 gleich der Kapazität des Abschnitts 27 ist und die Spannungen V₁ und V₂ gleiche Größe besitzen, dann ist die Nettospannung induziert in der Elektrode 19 gleich Null. Wenn die Elektrode 19 nun nach unten in die Stellung der gestrichelten Linie bewegt wird, und die Spannungen V₁ und V₂ die gleiche Größe beibehalten, dann wird eine Nettospannung in der Elektrode 19 induziert. Die Größe dieser nettoinduzierten Spannung wird detek tiert und verwendet, um die Spannungen V₁ und V₂ zu va riieren, so daß sich V₁ erhöht, während V₂ in der Größe abnimmt oder umgekehrt, so daß die induzierte Nettospan nung in der Elektrode 19 auf Null zurückkehrt. Die Am plituden von V₁ und V₂ sind lineare Funktionen der Größe der Versetzung der Elektrode 19 relativ zu den Elektroden 16a und 16b.

In Fig. 3 kann die Elektrode 19 direkt mit dem Anschluß 29 verbunden sein oder sie kann kapazitiv damit gekoppelt sein, wie durch Kondensator 31 ohne die Versetzungsmeß funktion zu beeinflussen. In Fig. 1 und 2 ist die Elek trode 19 kapazitiv gekoppelt mit der Aufnahmeplatte 17.

In der vorliegenden Markierung wie in dem obengenannten Patent Nr. 44 37 055 liegt ein Stimulationsgenerator 41 Wechselspannungen an die Übertragungselektroden 16 an. Die Nettospannung an der Elektrode 19 ist kapazitiv ge koppelt mit der Aufnahmeplatte 17 und an den Demodulator 42 zusammen mit Signalen von dem Stimulationsgenerator 41 angelegt. Der Ausgang des Demodulators 42 geht zu dem Po sitionsbestimmer 43 wieder zusammen mit Signalen von dem Stimulationsgenerator. Der Posititonsbestimmer umfaßt einen binären Auf/Abzähler und der Ausgang 44 des Posi tionsbestimmers ist ein digitales Signal mit zum Beispiel 12 Bits, die mit hoher Genauigkeit die Position der Be zugselektrode 19 relativ zur Anordnung der Elektroden 16 anzeigt. Kommerzielle Vorrichtungen dieser gerade be schriebenen Art können eine Versetzung in der Größenord nung von 2 Mikron der Elektrode 19 relativ zu den Elek troden 16 messen.

In der vorliegenden Erfindung besitzt das Markierungsge häuse externe Anschlüsse 46, 47, 48, 49, die mit ver schiedenen Leitungen in einem Kommunikationskabel 51 und schließlich mit einer entfernt gelegenen Abfragestation (nicht gezeigt) verbunden sind. Im Betrieb kommt ein Ab fragesignal in die Markierung mittels dem Anschluß 46 zum Starten des Betriebs der Sequenziervorrichtung (sequen cer) 52. Die Sequenziervorrichtung kann zuerst bewirken, daß das Gegenstanddatenhalteregister 53 digitale Daten an den Anschluß 57 ausgibt, die die bestimmte Identität des markierten Gegenstandes anzeigen. Zum Beispiel könnten die Daten die Seriennummer des Herstellers an markierten Autos sein.

Die Sequenziervorrichtung 52 bewirkt auch, daß der Stimu lationsgenerator 41, die Elektroden 16 und 19, der Demo dulator 42 und der Positionsbestimmer ein digitales Sig nal an dem Ausgang 45 erzeugen, daß die genaue Position der Elektrode 19 relativ zu der Elektrodenanordnung 16 anzeigt. In niedrige Sicherheit aufweisenden Systemen könnte dieses digitale Signal in das Halteregister 54 ge geben werden und direkt zu dem Ausgangsanschluß 48 als ein Veränderungsabfühlungssignal gesendet werden. Wenn das digitale Signal von dem Positionsbestimmer 43 das selbe ist für jede Abfrage der Markierung, dann kann nor malerweise angenommen werden, daß die Markierung noch im mer an dem Originalgegenstand befestigt ist.

Für höhere Sicherheit aufweisende Systeme sollten die Da ten verschlüsselt werden durch Verschlüsselungsmittel 56 gemäß Verschlüsselungsschlüsseln 57, bevor die Verän derungsabfühlerdaten zu dem Ausgangsanschluß 48 gesendet werden. Die Abfragestation würde natürlich dieselben Schlüssel besitzen, so daß die Veränderungsabfragedaten entschlüsselt werden könnten. Mit verschlüsselten Daten am Ausgangsanschluß 48, wäre eine Person, die die Mar kierung abnehmen und an einem Surrogatgegenstand pla zieren möchte, nicht in der Lage aus dem Signal die be stimmte relative Stellung der Elektrode 19 zu der Elek trodenanordnung 26 zu bestimmen, derart daß die Markie rung abgenommen werden könnte und in derselben exakten Beziehung zu einer Bezugselektrode 19 auf einem Surro gatgegenstand installiert werden könnte.

In einigen Fällen könnte ein sehr raffinierter Gegen spieler erkennen, daß die verschlüsselten Veränderungs abfühlerdaten statisch sind, d. h., daß sie denselben verschlüsselten Wert für jede Abfrage besitzen. Mit aus reichendem Ansporn und Fähigkeit könnte ein solcher Ge genspieler in der Lage sein, die Markierung abzunehmen, sie auf einem Surrogatgegenstand zu plazieren und dann die Elektronik der Markierung so zu verändern, daß ein Signal, das identisch zu dem statischen verschlüsselten Veränderungsabfühlersignal ist, zu der Abfragestation ge sendet würde.

Um dies zu verhindern, sollte ein Perioden- oder Zyklus zähler 57 in der Markierung verwendet werden, um binäre Daten auszugeben, die die Zählung des Periodenzählers an zeigen, und zwar in das Halteregister 54 zusammen mit den Veränderungsabfühlerdaten von dem Positionsbestimmer 43. Zum Beispiel könnten bei einem Halteregister 54, das 64 Datenbits halten kann, 52 Bits von dem Periodenzähler 57 kommen und 12 Bits würden von dem Positionsbestimmer 43 kommen. Dieses 64 Bit lange Wort in dem Register 54 würde dann durch die Verschlüsselungsmittel 56 in ein codiertes 64 Bit langes Wort verschlüsselt und durch den Anschluß 48 zu der Abfragestation gesendet werden. An der Abfrage station würde dann das 64 Bit lange Wort entschlüsselt werden. Es wäre auch an der Entschlüsselungsstation be kannt, welche der 64 Bit des entschlüsselten Wortes von dem Periodenzähler kommen würde und welche die Verände rungsabfühlerdatenbits wären. Wenn das verschlüsselte 64 Bit lange Wort gesendet wird, wird das Senden durch den Verschlüsselten Wortdetektor 58 detektiert und der Perio denzähler wird eine Zählung vorgestellt für die nächste Abfrage. Gemäß der vorliegenden Verschlüsselungstech nologie würde die Veränderung von nur einem der 64 Bits in dem Register 54 eine wesentliche veränderte verschlüs selte Nummer erzeugen, und zwar mit einer Veränderung der verschlüsselten Nummer, die nicht vorhersehbar ist.

Die oben beschriebenen Elemente Nr. 41-44 und 52-59 sind durch integrierte Schaltungstechnologie auf der anderen Seite 61 des Substrats 14 innerhalb des Markierungskör pers angeordnet. Drähte 62 erstrecken sich durch den Mar kierungskörper, um die Schaltung mit den externen An schlüssen zu verbinden.

Bei der Verwendung der Markierung, wie in Fig. 2 gezeigt, wird eine Bezugsplatte 19 auf der Oberfläche 11 des Ge genstandes 12 an einer daran erwünschten Stelle befe stigt. Die Platte 19 ist elektrisch leitend und ist so inert wie möglich zu den Umgebungseinflüssen, denen sie ausgesetzt wird. Gold wäre das bevorzugteste Material. Die Platte 19 könnte ein separates integrales Material stück sein, das an dem Gegenstand 12 verbunden ist oder es könnte ein aufgemaltes elektrisch leitendes Material sein.

Nachdem die Bezugsplatte 19 an dem Gegenstand befestigt wurde, wird der Markierungskörper über die Platte 19 po sitioniert, und zwar mit der Platte 19 kapazitiv gekop pelt mit der Elektrodenanordnung 16 und der Aufnahme platte 17, so daß ein Veränderungsabfühlungssignal beim Abfragen erzeugt wird. Beim Positionieren der Markierung auf den Gegenstand kommt es nicht darauf an, welchen be stimmten Wert das Veränderungsabfühlungssignal besitzt, es ist nur notwendig, daß ein solches Signal existiert. Der Markierungskörper wird dann mit dem Gegenstand ver bunden. Nach dem Verbinden wird die Markierung abgefragt, und das 12 Bit lange Veränderungsabfühlungssignal wird dann durch den Abfrager aufgezeichnet. Wenn ein anderes 12 Bit langes Signal empfangen wird, dann ist bekannt, daß es nun eine unterschiedliche physikalische Beziehung zwischen der Bezugsplatte 19 und der Elektrodenanordnung 16 gibt. Um die nicht-autorisierte und nicht-detektier bare Abnahme der Markierung und Wiederplazierung auf ei nem Surrogatgegenstand zu verhindern, sollte die Markie rung mit der Fähigkeit konstruiert sein, sehr kleine Versetzungen zwischen dem Markierungskörper und der Be zugsplatte zu detektieren. Zum Beispiel, wenn die Elek trodenanordnung 16 und die Bezugsplatte 19 in einer ersten Position relativ zueinander auf dem markierten Ge genstand sind, wird ein bestimmtes Veränderungsabfüh lungssignal erzeugt. Wenn die Elektrodenanordnung 16 und die Bezugsplatte 19 jedoch in einer zweiten, aber sehr engen Position relativ zueinander sind, sollte ein unterschiedliches Veränderungsabfühlungssignal erzeugt werden, so daß die Verschiebung der Relativposition de tektiert wird. Vorzugsweise sollte ein unterschiedliches Veränderungsabfühlungssignal erzeugt werden, wenn sich der Relativabstand zwischen der Elektrodenanordnung 16 und der Bezugsplatte 19 verändert hat, und zwar um nicht mehr als eine Größe in dem Bereich von 2 bis 10 Mikron. Wenn das System innerhalb dieses Bereiches arbeitet, wird es extrem schwierig, den Markierungskörper von dem Ge genstand zu lösen, eine eine gleiche Größe aufweisende Fiduzier- oder Bezugsplatte auf einem Surrogatgegenstand zu plazieren und dann den Markierungskörper an den neuen Gegenstand mit genügend Genauigkeit zu plazieren, daß es nicht mehr als ein paar Mikron Unterschied in der Rela tivposition der Kondensatorplatten im Vergleich zu der Originalposition gibt. Jede Beschädigung der Markierung während solchen Lösens erhöht natürlich die Schwierigkeit des Versuchs, die Originale exakte Beziehung der Konden satorelemente wieder herzustellen.

Wie oben gesagt, sollte das System vorzugsweise zum De tektieren einer relativen Versetzung zwischen dem Konden satorelement in dem Bereich von 2 bis 10 Mikron arbeiten. Wenn eine Relativversetzung von weniger als 2 Mikron de tektierbar ist, könnte das System zu empfindlich sein und es könnten Fehlersignale auftreten sogar wenn keine Ver änderung aufgetreten ist, wie zum Beispiel, wenn Wärmeex pansion oder Kontraktion der Markierung und des Gegen stands auftritt. Andererseits, desto geringer die Emp findlichkeit, desto leichter ist es, die Markierung abzu nehmen und sie auf einem Surrogatgegenstand relativ zu einer Bezugsplatte zu installieren und das gleiche Verän derungsabfühlungssignal zu haben, das die Markierung hatte, als sie auf dem Originalgegenstand war. Eine obere Grenze von 10 Mikron bei der Größenordnung der Verset zung, die auftreten kann, ohne detektiert zu werden, ver hindert in allen außer in den hohen Sicherheitssystemen, das Abnehmen einer Markierung und Befestigen an einem Surrogatgegenstand, ohne detektiert zu werden.

In dem System gemäß Fig. 2 ist die Bezugsplatte 19 in stalliert oder gebildet auf einer elektrisch nicht-lei tenden Oberfläche 11 des Gegenstands 12. Ist die Ober fläche 11 des Gegenstands elektrisch leitend, dann sollte die Markierung 10 mit einer nicht-leitenden Haube 65, wie in Fig. 4 gezeigt, verwendet werden. In diesem Fall sollte die Markierung 10 an dem Gegenstand 12 so befe stigt werden, daß die Elektrodenanordnung 16 von dem Ge genstand weg zeigt. Die Haube 65 mit der Bezugsplatte 19 an ihrer inneren Oberfläche 66 wird dann über die Markie rung plaziert und die Schürze oder Stirnwand 67 der Haube wird dann an der Oberfläche 11 des Gegenstands 12 befe stigt. Die Drähte 65 der Markierung 10 erstrecken sich durch die Haube 62 zu den Anschlüssen 47 bis 49 an der Außenseite der Haube 61 zur Verbindung mit dem Kabel 51. Es muß einen ausreichenden Freiraum zwischen dem Rand 21 der Markierung 10 und der Schürze 67 der Haube 65 geben, so daß es einen weiten Bereich von möglichen relativen Stellungen der Haube und der Markierung gibt, deren jede ein unterschiedliches Veränderungsabfühlungssignal er zeugt.

Die vorliegende Erfindung kann auch als eine Dichtung verwendet werden zum Detektieren von Veränderungen bei Containern oder ähnlichem. Zum Beispiel zeigt Fig. 5 einen Container 70 mit einer Tür 71, die relativ zum Rah men 72 des Containers geöffnet oder geschlossen sein kann. Wenn die Tür 71 geschlossen und fest an dem Rahmen durch herkömmliche Vorrichtungen (nicht gezeigt) verrie gelt ist, sind Bezugsplatten 19 an sowohl der Tür 71 als auch dem Rahmen 72 befestigt. Eine Markierung 73, die tatsächlich zwei Markierungen 10 integral miteinander be festigt aufweist, ist über den Bezugsplatten 19 plaziert, und zwar mit einer Elektrodenanordnung 16 gegenüberlie gend jeder Platte 19. Die Markierung 73 wird dann an der Tür und dem Rahmen des Containers befestigt. Beim Abfra gen wird ein spezifisches Veränderungsabfühlungssignal durch die Markierung abgegeben. Ein solches Signal können getrennte Signale von jedem Markierungsteil sein, oder es könnte ein einzelnes Signal von jedem Markierungsteil sein, oder es könnte ein einzelnes Signal sein, das eine Kombination der Signale von jedem Markierungsteil ist. Die Markierung kann nachfolgend abgefragt werden, um zu sehen, ob eine Veränderung aufgetreten ist.

In der obigen Beschreibung wurde die Markierung in Ver bindung mit der Verwendung eines Differentialkondensators beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verwendung dieser spezifischen Art eines Konden sators beschränkt. Zum Beispiel könnte ein Kondensator 70 mit zwei einzelnen Platten 71 und 72 verwendet werden, und zwar mit der Platte 71 befestigt an der Oberfläche 11 eines Gegenstandes 12 als ein Bezugspunkt und mit den Platten 71 und 72 in einer teilweise überlappenden Abstandsbeziehung. Jede Relativbewegung der Platten verän dert natürlich die Kapazität. Ein induktiver Widerstand 73 kann parallel mit dem Kondensator 60 verbunden werden, um eine abgestimmte Schaltung zu bilden. Ein variables Frequenzabfragesignal an Anschlüssen 74 und 75 bewirkt Resonanz mit einer bestimmten Frequenz abhängig von den Werten der Kapazität und Induktivität. Wenn es eine Ver änderung gegeben hat und es eine Änderung der Beziehung der zwei Platten 71 und 72 gibt, ist die Frequenz der Os zillation unterschiedlich, so daß die Veränderung detek tiert werden kann.

In den oben beschriebenen Markierungen sind das Verände rungsabfühlungssignal und die Verschlüsselungsparameter unabhängig von elektrischer Leistung und somit müssen die Markierungen keine internen Batterien besitzen, noch müs sen sie kontinuierlich mit Leistung versorgt werden. Elektrische Leistung wird nur beim Abfragen der Markie rungen benötigt. Wenn die Abfrage durch ein Kabel 51 aus geführt wird, das sich von der Markierung zu der Abfrage station erstreckt, kann Leistung an die Markierung ange legt werden von der Abfragestation. Wenn die Markierung an einem Fahrzeug ist und die Abfrage über ein Radio er folgt, kann die Markierung durch die Batterie des Fahr zeugs während der Abfrage mit Leistung versorgt werden. Ein Wechsel der Batterie des Fahrzeugs beeinflußt nicht die Arbeit der Markierung und ihr Veränderungsabfühler signal bleibt dasselbe, wenn keine Veränderung aufge treten ist.

Die vorhergehende Beschreibung des bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels dient dem Zwecke der Darstellung und Be schreibung. Sie sollte nicht allumfassend sein oder die Erfindung auf die genaue hier beschriebene Form beschrän ken, und natürlich sind andere Modifikationen in der obi gen Lehre möglich. Das Ausführungsbeispiel wurde ausge sucht, um deutlich die Grundzüge der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, wodurch anderen Fach männern ermöglicht wird, die Erfindung in unterschied lichen anderen Ausführungsbeispielen am effektivsten ein zusetzen.

Ein Veränderungsabfühlsystem für eine elektronische Mar kierung 10, die an einer Oberfläche 11 eines Gegenstandes 12 befestigt sind, wobei das Veränderungsabfühlsystem einen Kondensator aufweist mit zwei nicht-kontaktierenden kapazitiv gekoppelten Elementen 16, 19. Die Befestigung des Körpers an dem Gegenstand stellt eine genaue Stellung der Kondensatorelemente 16 und 19 relativ zueinander her. Wenn die Markierung abgefragt wird, erzeugt sie ein Ver änderungsabfühlungssignal mit einem Wert, der eine Funk tion der Kapazitätsgröße der Kondensatorelemente ist. Die genaue rerelative Stellung der Kondensatorelemente kann nicht dupliziert werden, wenn die Markierung abgenommen und an einem Surrogatgegenstand mit einem daran befestig ten Bezugskondensatorelement 19 befestigt wird. Eine sehr kleine Versetzung, in dem Bereich von 2 bis 10 Mikron der Kondensatorelemente relativ zueinander, wenn der Markie rungskörper abgenommen und an einem Surrogatgegenstand befestigt wird, hat zur Folge, daß das Veränderungsab fühlungssignal einen unterschiedlichen und detektierbaren Wert besitzt, wenn die Markierung abgefragt wird.

Claims

1. Eine Veränderungsabfühlungsmarkierung, die folgendes aufweist:
einen Markierungskörper, der in der Lage ist, gegen Relativbewegung auf einer Oberfläche eines Gegen standes befestigt zu werden,
einen Kondensator mit mindestens einem eine variable Kapazität aufweisenden Abschnitt mit ersten und zweiten Elementen, wobei das erste Element positio nierbar ist relativ zu dem zweiten Element, und zwar in ersten und zweiten Positionen, die versetzt von einander sind, wobei der eine variable Kapazität aufweisende Abschnitt erste und zweite unterschied liche Kapazitätgrößen besitzt, wenn das erste Ele ment in seinen ersten bzw. zweiten Positionen rela tiv zu den zweitem Element ist,
Mittel zum Erzeugen eines Signals, das eine Funktion der Kapazitätsgröße des eine variable Kapazität aufweisenden Abschnitts ist, wobei das Signal erste und zweite Werte besitzt, die unterscheidbar vonein ander sind, wenn das erste Element in seinen ersten bzw. zweiten Positionen relativ zu dem zweiten Ele ment ist, wobei
eines der ersten und zweiten Elemente gegen Rela tivbewegung an dem Markierungskörper befestigt ist und das andere der ersten und zweiten Elemente in der Lage ist, gegen Relativbewegung auf der Ober fläche des Gegenstandes befestigt zu werden, und mit dem ersten Element in seiner ersten Stellung relativ zu dem zweiten Element ist.

2. Veränderungsabfühlungsmarkierung gemäß Anspruch 1, die weiterhin folgendes umfaßt:
Mittel ansprechend auf externe Abfrage der Markie rung zum Senden von digitaler Information von der Markierung, die den Wert des Signals des eine va riable Kapazität aufweisenden Abschnitts anzeigt.

3. Veränderungsabfühlungsmarkierung gemäß Anspruch 1 oder 2, die weiterhin folgendes umfaßt:
Mittel in der Markierung zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einem Wert, der nicht in Beziehung steht mit der Kapazitätgröße des eine variable Kapazität aufweisenden Abschnitts,
Mittel in der Markierung zum Kombinieren des zweiten Signals und des Signals, das eine Funktion der Ka pazitätsgröße des eine variable Kapazität aufweisen den Abschnitts ist,
Mittel in der Markierung zum Verschlüsseln der kom binierten Signale,
Mittel in der Markierung ansprechend auf externe Ab frage der Markierung zum Senden der verschlüsselten kombinierten Signale von der Markierung, und zwar in digitaler Form,
und wobei die Mittel zum Erzeugen des zweiten Sig nals die Funktion des Ändern des Wertes des zweiten Signals für jede Abfrage der Markierung besitzt.

4. Veränderungsabfühlungsmarkierung gemäß einem der vor hergehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten Positionen des ersten Elements relativ zu dem zwei ten Element voneinander versetzt sind; und zwar in dem Bereich von 2 bis 10 Mikron.

5. Veränderungsabfühlungsmarkierung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eine variable Kapazität aufweisende Abschnitt des Kondensators gegenüberliegende elektrisch leitende Platten besitzt und wobei die ersten und zweiten Elemente die gegenüberliegenden Platten sind.

6. Veränderungsabfühlungsmarkierung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kondensator ein Differentialkondensator mit zwei va riablen Kapazitäten aufweisenden Abschnitten ist, in dem sich die Kapazität in dem anderen Abschnitt ver ringert, und zwar bei der Versetzung des ersten Ele ments von seiner ersten zu seiner zweiten Position relativ zu dem zweiten Element.

7. Veränderungsabfühlungsmarkierung gemäß Anspruch 6, wobei die ersten und zweiten Positionen des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element voneinander versetzt sind in dem Bereich von 2 bis 10 Mikron.

8. Ein markierter Gegenstand, der folgendes aufweist:
einen Gegenstand mit einer Oberfläche,
ein Markierungskörper, befestigt gegen Relativbe wegung auf der Oberfläche eines Gegenstands,
einem Kondensator mit mindestens einem eine variable Kapazität aufweisenden Abschnitt mit ersten und zweiten Elementen, wobei das erste Element positio nierbar ist relativ zu dem zweiten Element an ersten und zweiten Positionen, die voneinander versetzt sind, wobei der eine variable Kapazität aufweisende Abschnitt erste und zweite unterschiedliche Kapazi tätsgrößen besitzt, wenn das erste Element in seinen ersten bzw. zweiten Positionen relativ zu dem zwei ten Element ist,
Mittel zum Erzeugen eines Signals, das eine Funktion der Kapazitätsgröße des einen eine variable Kapazi tät aufweisende Abschnitts ist, wobei das Signal er ste und zweite Werte besitzt, die unterscheidbar voneinander sind, wenn das erste Element in seinen ersten bzw. zweiten Positionen relativ zu dem zwei ten Element ist,
wobei eines der ersten und zweiten Elemente gegen Relativbewegung an den Markierungskörper befestigt ist und das andere der ersten und zweiten Elemente gegen Relativbewegung auf der Oberfläche des Gegen standes befestigt ist, und zwar mit dem ersten Ele ment in seiner ersten Stellung relativ zu dem zwei ten Element.

9. Markierter Gegenstand gemäß Anspruch 8, der weiterhin folgendes umfaßt:
Mittel ansprechend auf externe Abfrage der Markie rung zum Senden der digitalen Information von der Markierung, die den Wert des Signals anzeigt.

10. Markierter Gegenstand gemäß Anspruch 8 oder 9, der weiterhin folgendes umfaßt:
Mittel in der Markierung zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einem Wert, der nicht in Beziehung steht mit der Kapazitätsgröße des eine variable Kapazität aufweisenden Abschnitts,
Mittel in der Markierung zum Kombinieren des zweiten Signals und des Signals, das eine Funktion der Ka pazitätgröße des eine variable Kapazität aufweisende Abschnitt ist,
Mittel in der Markierung zum Verschlüsseln des kom binierten Signals,
Mittel in der Markierung ansprechend auf externe Ab frage der Markierung zum Senden des verschlüsselten kombinierten Signals von der Markierung, und zwar in digitaler Form, und wobei die Mittel zum Erzeugen des zweiten Signals die Funktion des Änderns des Wertes des zweiten Signals für jede Abfrage der Mar kierung besitzen.

11. Markierter Gegenstand gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, wobei die ersten und zweiten Positionen des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element voneinander in dem Bereich von 2 bis 10 Mikron versetzt sind.

12. Markierter Gegenstand gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, wobei der eine va riable Kapazität aufweisende Abschnitt des Konden sators gegenüberliegende elektrisch leitende Platten besitzt und wobei die ersten und zweiten Elemente die gegenüberliegenden Platten sind.

13. Markierter Gegenstand gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Kondensator ein Dif ferentialkondensator mit zwei eine variable Kapazi tät aufweisenden Abschnitten ist und indem die Kapa zität in dem anderen Abschnitt abnimmt, bei der Ver setzung des ersten Elements von seiner ersten in seine zweite Position relativ zu dem zweiten Ele ment.

14. Ein markierter Gegenstand gemäß Anspruch 13, wobei die ersten und zweiten Positionen des ersten Ele ments relativ zu dem zweiten Element voneinander in dem Bereich von 2 bis 10 Mikron versetzt sind.

15. Markierter Gegenstand gemäß Anspruch 13, der wei terhin Mittel umfaßt die ansprechen auf externe Ab frage der Markierung zum Senden von digitaler Infor mation von der Markierung, die den Wert des Signals anzeigt.

16. Markierter Gegenstand gemäß Anspruch 13, der wei terhin folgendes umfaßt:
Mittel in der Markierung zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einem Wert, der nicht in Beziehung steht mit der Kapazitätgröße des einen variable Kapazität aufweisenden Abschnitts,
Mittel in der Markierung zum Kombinieren des zweiten Signals und des Signals, das eine Funktion der Ka pazitätsgröße des eine variable Kapazität aufweisen den Abschnitts ist,
Mittel in der Markierung zum Verschlüsseln der kom binierten Signale,
Mittel in der Markierung ansprechend auf externe Ab frage der Markierung zum Senden der verschlüsselten kombinierten Signale von der Markierung, und zwar in digitaler Form, und
wobei die Mittel zum Erzeugen des zweiten Signals die Funktion des Ändern des Wertes des zweiten Sig nals für jede Abfrage der Markierung besitzen.

17. Markierter Gegenstand gemäß Anspruch 16, wobei die ersten und zweiten Positionen des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element voneinander in dem Bereich von 2 bis 10 Mikron versetzt sind.