DE602004012888T2

DE602004012888T2 - Auf hochfrequenz basierende sensoranordnung

Info

Publication number: DE602004012888T2
Application number: DE602004012888T
Authority: DE
Inventors: Timo Varpula; Heikki SEPPÄ; Juha-Matti Saari
Original assignee: UPM Kymmene Oy
Current assignee: UPM Kymmene Oy
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: EP1695312A1; ATE391327T1; DE602004012888D1; FI20031861A0; US7714593B2; FI20031861A; US20070241762A1; FI121352B; EP1695312B1; WO2005059859A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Dichtigkeit, niedriger Sauerstoffinhalt und geeignet niedrige Speichertemperatur einer Packung sind die wichtigsten Anforderungen für viele verpackte Lebensmittel. Wenn eine Schutzgaspackung leckt, läuft das Schutzgas aus der Verpackung aus, Sauerstoff, der die Konservierung der Qualität vieler Produkte schädigt, kommt in die Verpackung und die zusätzliche Konservierung, die von der ursprünglichen Gasmischung der Packung bereitgestellt wird, wird verloren. Das Passieren von Sauerstoff in die Packung schädigt ebenso im Falle von Vakuumverpackungen. Zusätzlich zu der Ganzheit und Speichertemperatur einer Packung ist die hohe Qualität eines verwendeten Rohmaterials ein wesentlicher Faktor zum Aufrechterhalten von organoleptischer und mikrobiologischer Qualität insbesondere bei nicht-gekochten Produkten. Als ein Ergebnis der Mikrobenaktivität, die während der Verschlechterung eines Produktes auftritt, werden viele Mengen an verdampfenden Gemischen und Gemischen erzeugt, die in dem Produkt verbleiben, deren Qualität und Menge bedeutend von der Natur und der chemischen Zusammensetzung des Lebensmittels beeinflusst werden sowie von den Mikroben, die die Verschlechterung verursachen. Diese erzeugten Gemische beeinflussen einerseits die orgonoleptische Qualität des Lebensmittels und andererseits funktionieren sie als Indikatoren einer mikrobiologischen Qualität des Lebensmittels. Die Zusammensetzung der Gemische, die durch die Verschlechterung erzeugt werden, hängt von dem Lebensmittel ab und im Falle der Verschlechterung von Geflügel ist die Erzeugung unterschiedlicher Typen von Schwefelverbindungen (zum Beispiel Schwefelwasserstoff, Dimethyl-Sulfid, Dimethyl-Disulfid) typisch.
Bekannte Anwendungen, die mit RF-lesenden Techniken verknüpft sind, sind zum Beispiel Einbruchalarme und Fernsensoren (RFID).
Die Einbruchsalarme, die in diesen Anwendungen verwendet werden, werden entweder in einer gesteuerten Weise zerstört oder deaktiviert. Fernsensoren für ihren Teil sind lediglich zur Erkennung eines Produktes oder zum Speichern eines Informationsstückes in den Speicher eines Fernsensors geeignet. Einbruchsalarme und Fernsensoren weisen keine Fähigkeit auf, sich häufende Ereignisse anzuzeigen, wie zum Beispiel einer Verschlechterung innerhalb einer Lebensmittelpackung.
Die Farbänderung zuvor beschriebener Indikatoren, die mit Gemischen reagieren, die bei Verschlechterung erzeugt werden oder mit einem Sauerstoffinhalt der Packung, ist sichtbar. Die Funktion von sichtbaren Indikatoren ist es, dem Verbraucher zu helfen, die Qualität des Produktes zur Zeit eines Kaufs oder zu Hause einzuschätzen. Andererseits würde es auf dem Teil eines Großhandels- und Einzelhandelsverkaufs es effizient sein, die Ganzheit der Packung und die Qualität des Produktes bereits zu verifizieren, bevor ein Verbraucher dieses erwirbt.
Aus WO 95/33991 ist eine Lösung bekannt, in der ein Indikator Elektronik und typischerweise einen Schirm enthält, der in den Indikator integriert ist. Alternativ kann der Indikator einen Ausgang zum Senden eines Signals galvanisch an das äußere Messgerät aufweisen. Ein derartiger Indikator, der mit seinem eigenen Schirm bereitgestellt ist, ist unausweichlich eine teure Lösung. Ein Lesen durch ein äußeres Gerät, das durch eine galvanische Verbindung implementiert wird, ist andererseits ein ziemlich ungünstiger Weg, Information von einzelnen Lebensmittelverpackungen zu erhalten.
Aus z. B. dem US-Patent 5,443,987 , WO 9821120 , dem EP-Patent 0666799 und WO 9904256 sind Indikatoren bekannt, in denen eine Änderung in Farbe oder einer äußeren Erscheinung auftritt, wenn sich das Produkt verschlechtert.
Aus dem US-Patent 5,663,072 ist eine Lösung bekannt, in der durch Hinzufügen geeigneter Chemikalien die Bedingung einer Fleischverpackung durch die Änderungen der Absorptions- oder Reflexionseigenschaften der Packung selbst bei einem Aussetzen an elektromagnetische Strahlung eingeschätzt werden kann. Die Eignung von Chemikalien zur Verwendung in Lebensmitteln kann Probleme erzeugen und zusätzlich ist die Weise einer Messung ziemlich ungenau.
Keiner der oben beschriebenen Schwefelwasserstoff-Sensoren ist über RF-Techniken lesbar noch sind diese geeignet zur Anordnung in einer Lebensmittelverpackung und werden gelesen, ohne die Packung zu zerstören oder zu berühren. Andererseits stellen die oben erwähnten Veröffentlichungen ebenso keine Anwendung von RF-lesender Technologie zum Messen der Qualität des verpackten Lebensmittels dar.
Aus der Anmeldung WO 03/044521 ist eine Lösung bekannt, in der ein Indikator innerhalb einer Packung angeordnet ist, wobei der Indikator eine LC-(Induktor-Kondensator)-Schaltung ist, mit der ein Sensorelement verbunden ist. Die elektrischen Eigenschaften des Sensorelementes ändern sich zunehmend als ein Ergebnis der Verschlechterung des Produktes. Der Sensor reagiert entweder direkt auf eine Verschlechterung des Produktes oder auf Dampfgemische die aus der Verschlechterung resultieren oder auf Sauerstoffgas, das in die Packung geströmt ist. In dieser Lösung ist das Sensorelement durch Verkleben oder elektrisch-leitenden Kleber mit dem LC-Resonator derart verbunden, dass elektrischer Strom, der in die Schaltung induziert wird, durch das Sensorelement fließt. Eine Verschlechterung eines Dampfgemisches, die aus diesem oder Sauerstoff resultiert, verursacht eine Korrosion in dem Sensorelement, weshalb sich der Flächenwiderstand des Sensors erhöht. Die Änderung in den Eigenschaften des Elements beeinflusst entweder den Verlustwiderstand des LC-Resonator oder dadurch den Qualitätsfaktor der Schaltung, den so genannten Q-Faktor oder das Sensorelement ändert die Kapazität oder die Induktanz der Schaltung. Was bei dieser Lösung wesentlich ist, ist, dass der gesamte Indikator, der von der LC-Schaltung und dem Sensorelement gebildet wird, innerhalb der Packung angeordnet ist und das Sensorelement mit der Resonanzschaltung im Wesentlichen galvanisch gekoppelt ist, d. h. durch Verbinden oder Kleben. Der Indikator wird von außerhalb der Packung durch ein Lesegerät gelesen. Dieses erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, dessen Frequenz typischerweise durch die Resonanzfrequenz des LC-Resonators gelöscht wird. In dieser Weise misst das Lesegerät die Resonanzfrequenz und den Q-Faktor des LC-Resonators. Das Messergebnis ist proportional zu der Verschlechterung des Produktes oder zu der Menge an Sauerstoff in der Verpackung.
In diesem Verfahren ist der Nachteil, dass die Herstellung des Indikators, der aus einem LC-Resonator gebildet wird, relativ teuer ist. Insbesondere ist die Befestigung des Sensorelementes durch entweder Verbinden oder Kleben mit elektrisch-leitendem Kleber nicht günstig. Verbinden ist eine teure Technik. Dies ist kein geeignet Kosten-effektives Mittel, das in einer günstigen Massenherstellung zu verwenden ist. Eine Befestigung durch elektrisch-leitenden Kleber für diesen Teil würde einen zu hohen Kontaktwiderstand verursachen. Es ist ersichtlich geworden, dass die Kontaktimpedanz des Sensorelementes und des LC-Resonators in dem Bereich von 0.2 Ohm liegen sollte. In der Praxis ist ein Erreichen einer derart niedrigen Gesamtimpedanz technisch schwierig und teuer.
In den Veröffentlichungen „Design and Application of Wireless, Passive, Resonant-Circuit Enviromental Monitoring Sensor", Sensors and Actuators A 93, 2001, 33–43 und "Monitoring of Bacteria Growth Using Wireless, Remote Query Resonant-Circuit Sensor: Application to Environmental Sensing", Biosensors&Bioelectrics 16, 2001, 305–312 ist ebenso ein Indikator basierend auf einem LC-Resonator beschrieben. In diesen Veröffentlichungen wird das Verfahren auf ein Überwachen einer Umgebung und ein Anzeigen eines Bakterienwachstums angewendet.
Das Ziel dieser Erfindung ist daher, die Nachteile zu beseitigen, die mit dem Stand der Technik verknüpft sind und einen vollständig neuen Typ von Sensoranordnung bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist diese Erfindung gut zum Anzeigen der Bedingung verderblicher Produkte geeignet, wie zum Beispiel Lebensmittel oder medizinische Substanzen.
Die Grundidee der Erfindung ist, dass das Sensorelement entweder über ein magnetisches Wechselfeld (induktiv) oder über ein elektrisches Wechselfeld (kapazitiv) mit dem Lesegerät oder dem LC-Resonator gekoppelt ist.
Insbesondere ist eine Sensoranordnung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil aus Anspruch 1 dargestellt ist.
Durch ein Verwenden der Erfindung werden bedeutende Vorteile erzielt.
Durch Verwenden der Lösung gemäß der Erfindung können die Sensorelemente bei beträchtlich niedrigeren Kosten hergestellt werden als bei einem Verwenden des bekannten Standes der Technik. Eine nicht-galvanische Verbindung zwischen der Messschaltung und dem Sensor ermöglicht eine Vielzahl von technischen Implementierungen bei vernünftigen Kosten, jedoch ohne Kompromisse für die Leistungsfähigkeit der Messung zu treffen. In Lösungen gemäß dem Stand der Technik ist das Bilden eines galvanischen Kontaktes mit einem sehr dünnen Sensorfilm sehr schwierig und manchmal beinahe unmöglich gewesen und dieses Problem beseitigt die Erfindung vollständig. Wenn das Sensorelement in der Praxis ein planarer Bereich ist, ist dieses technisch einfach herzustellen.
Die Erfindung ermöglicht die Herstellung eines Einmalverwendungstyps eines Sensors sehr kosteneffektiv.
Zusätzlich ist der Sensor für viele unterschiedliche Verwendungszwecke geeignet.
In dem Folgenden ist die Erfindung mit der Hilfe von Ausführungsformen gemäß den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein perspektives Diagramm einer induktiv aktivierten Sensoranordnung gemäß der Erfindung.
2 zeigt das Sensorelement aus der Lösung aus 1.
3 zeigt eine Draufsicht einer anderen Sensorstruktur gemäß der Erfindung.
4 zeigt eine Querschnittsansicht der Sensorstruktur wie in 3.
5 zeigt eine Draufsicht einer dritten Sensorstruktur gemäß der Erfindung.
6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Sensorstruktur wie in 5.
7a–c zeigen als Verbindungsdiagramme elektrisch äquivalente Schaltungen eines LC-Resonators, der geeignet zur Lösung gemäß der Erfindung ist.
1. Induktives Koppeln. Das Sensorelement und der Metallring innerhalb der Packung
In dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Element, das gegenüber einem Messbetrag empfindlich ist, innerhalb der Packung angeordnet (nicht gezeigt). Die elektrische Leitfähigkeit oder die magnetische Permeabilität des Elementes variiert akkumulierend gemäß einem Messphänomen. Die elektrischen oder magnetischen Eigenschaften des Elementes werden außerhalb der Packung induktiv gemessen, wobei ein Verschlechterungsereignis zuverlässig angezeigt werden kann.
Das in 2 gezeigte Sensorelement kann zum Beispiel aus Silber oder Kupfer hergestellt werden. Die Dicke der ebenen Metallschicht beträgt typischerweise 30 nm, wobei zum Beispiel bereits eine geringe Konzentration von Schwefelwasserstoff (weniger als 1 Mikrogramm/Liter) innerhalb der Packung innerhalb weniger Stunden eine relativ bedeutende Verringerung in der Durchschnittsdicke des Elementes verursacht.
Gemäß 1 und 2 umrundet das Sensorelement 1 einen Ring, der aus Metall hergestellt ist. Das Metall des Rings, zum Beispiel Aluminium, ist nicht empfindlich auf das zu messende Gas oder Sauerstoff, das von der Verschlechterung erzeugt wird. Wesentlich in dieser Ausführungsform der Erfindung ist, dass die Dicke des Metallrings 2 bedeutend größer als die Eindringtiefe in Metall des magnetischen Wechselfeldes ist. Zum Beispiel beträgt bei einer Frequenz von 8.2 MHz die Eindringtiefe in Aluminium ungefähr 30 Mikrometer. Der Ring 2 muss bedeutend dicker als diese sein, zum Beispiel 100 Mikrometer. Dies bedeutet, dass der Ring im Wesentlichen den Q-Faktor des LC-Resonators nicht verringert. Die Größe des Sensorelementes und des Rings hängen davon ab, wie groß eine Entfernung für das Lesegerät gewünscht ist, um in der Lage zu sein, Änderungen in dem Sensorelement abzutasten. Zum Beispiel erfordert eine Leseentfernung von 2 cm, dass der äußere Durchmesser des Rings 2 ungefähr 6 cm und der innere Durchmesser ungefähr 5 cm beträgt, was ebenso der äußere Durchmesser des Scheiben-förmigen Sensorelementes ist. Der Ring 2 und das Sensorelement 1 können rund, oval, quadratisch oder polygonal sein.
Eine induktive Messung wird derart ausgeführt, dass eine Messspule 5 außerhalb der Packung derart angeordnet wird, dass diese das magnetische Wechselfeld 4 an den Ort des Elementes innerhalb der Packung erzeugt. Die Messspule 5 ist auf Resonanz durch ein paralleles Koppeln einer Kapazität 3 zu dieser abgestimmt. Das magnetische Wechselfeld der Messspule 5 induziert in das Sensorelement 1 und den Metallring 2, der dieses umgibt, einen Wirbelstrom, der für seinen Teil ein magnetisches Feld erzeugt und eine Spannung in die Messspule 5 induziert. Die Wirbelströme, die in dem Sensorelement 1 und dem Ring 2 induziert werden, sind von ihrer elektrischen Leitfähigkeit, magnetischen Permeabilität und der Dicke ihrer Metallschichten sowie der Entfernung der Messspule zu diesen abhängig. Diese Wirbelströme induzieren für ihren Teil eine Spannung in die Messspule 5, die dann von allen der zuvor erwähnten Parameter abhängig ist. Die Frequenz des Wechselstroms, der in die Messspule 5 gespeist wird, wird derart geändert, dass die Messung bei einer Resonanzfrequenz und darum herum auftritt. Eine Resonanzfrequenz kann zum Beispiel in dem Bereich von 7.4–8.8 MHz liegen, was ein lizenzfreier Frequenzbereich für induktive Anwendungen ist. Aus dieser Messung können die Resonanzfrequenz der Messspule 5 und der Qualitätsfaktor der Resonanz bestimmt werden, der so genannte Q-Faktor. Die Leitfähigkeit und Dicke des Metalls des Sensorelementes wird derart gewählt, dass aufgrund der oben beschriebenen induktiven Kopplung das Sensorelement 1 lediglich den Q-Faktor der Messspule beeinflusst. Der Q-Faktor der Messspule ist ebenso von der Entfernung zwischen dem Sensorelement und der Spule abhängig. Der Ring um das Sensorelement ist so dick, dass dieser den Q-Faktor lediglich sehr gering oder im Wesentlichen überhaupt nicht beeinflusst. Je näher jedoch im Gegensatz aufgrund einer induktiven Kopplung dieser ist, desto mehr vermindert dieser die effektive Induktanz (L) der Messspule 5. Die Resonanzfrequenz der Messspule kann aus der Formel f = 1(2π√LC) berechnet werden. Daher kann die Entfernung zwischen der Messspule 5 und dem Sensorelement 1 aus den gemessenen Änderungen in einer Resonanzfrequenz bestimmt werden. Wenn diese bekannt ist, kann der Q-Faktor verwendet werden, um eine Abhängigkeit von einer Entfernung zu kompensieren, nach der der Q-Faktor eine Verschlechterung oder den Betrag von Sauerstoff in der Verpackung anzeigt.
2. Induktives Koppeln. Ein Sensorelement zum Beispiel innerhalb des LC-Resonators innerhalb der Packung.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das Sensorelement ein Teil des LC-Resonators derart, dass dieses induktiv (durch ein magnetisches Wechselfeld) mit dem LC-Resonator koppelt. Diese Alternative ist in 3 und 4 gezeigt. Das Sensorelement 1 und der LC-Resonator 3, 5 bilden einen Transponder, der innerhalb der Packung angeordnet ist. Dieser Komplex wird aus der Basis 6 gebildet, die aus dem gleichen isolierenden Material ist, wobei eine der Elektroden 7 des Kondensators 3 sich auf der anderen Seite des Basis 6 befindet und die andere Elektrode 7 des Kondensators 3 durch einen Teil der Spule auf der entgegengesetzten Seite der Basis 6 gebildet ist. Der Transponder bedeutet in diesem Fall eine unabhängige Komponente, die in der Lage ist, Signale bei Funkfrequenzen zu empfangen und zu senden. Das ebene Sensorelement 1 wird in dem Zentrum der Spule 5 auf der entgegengesetzten Seite des Substrats in Beziehung zu der Spule 5 gebildet. Das Sensorelement 1 kann natürlich ebenso mit der Spule 5 auf der gleichen Seite liegen. Eine Messung wird ähnlich wie in der Ausführung aus 1 und 2 ausgeführt, jedoch koppelt der Leser (nicht gezeigt), der außerhalb der Packung lokalisiert ist, induktiv über ein magnetisches Wechselfeld mit dem LC-Resonator 3, 5. Der Leser misst den Q-Faktor und die Resonanzfrequenz des LC-Resonators, der innerhalb der Packung lokalisiert ist, wie in den Ausführungsformen aus 1 und 2 gezeigt. Der Q-Faktor des LC-Resonators ist von einer Verschlechterung des Produktes oder der Menge von Sauerstoff in der Packung abhängig. In diesem Fall ist das Ergebnis einer Messung unabhängig von der Entfernung zwischen dem Leser und dem Sensorelement. Der gemessene Q-Faktor ist direkt proportional zu einer Verschlechterung des Produktes oder der Menge von Sauerstoff in der Packung.
3. Kapazitive Koppeln. Ein Sensorelement innerhalb des LC-Resonators innerhalb der Packung.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich zu der zweiten Ausführungsform. In der in 5 und 6 gezeigten dritten Ausführungsform ist die Kopplung zwischen dem Sensorelement 1 und dem LC-Resonator 3 und 5 jedoch kapazitiv. Dies kann zum Beispiel derart implementiert werden, dass ein ebenes Sensorelement 1 in dem elektrischen Feld angeordnet ist, das von den Drähten einer mehrfach-gedrehten (gewickelten) Spule 5 angeordnet ist, in der Praxis auf der isolierenden Platte 8, die oberhalb der Spule 5 angeordnet ist. Wie in der zweiten Ausführungsform ist der gemessene Q-Faktor direkt proportional zu einer Verschlechterung des Produktes oder der Menge an Sauerstoff in der Packung.
Eine Sensoranordnung gemäß der Erfindung, wie in den obigen Ausführungsformen beschrieben, kann zum Beispiel eine der folgenden Kombinationen sein:

a) Eine Kombination von LC-Resonator 3 und 5, der in dem Leser für einen getrennten Sensor 1 enthalten ist und seinem angrenzenden Ring 2 (Beispiel 1).
b) Eine Kombination von Sensor 1 und Transponder (Spule und Kondensator) (Beispiele 2 und 3), in der das Sensorelement 1 und der LC-Resonator aus den gleichen mechanischen Komplexen bestehen.

Gemäß 7a ist ein LC-Resonator mit idealen Bauteilen eine rein parallele Kopplung einer Spule 5 und eines Kondensators. In diesem Fall beeinflusst ein Sensorelement gemäß der Erfindung induktiv oder kapazitiv die Eigenschaften entweder der Spule 5 oder des Kondensators 3.
Gemäß 7b kann in der äquivalenten Schaltung, die geeignet für die Erfindung ist, ein serieller Widerstand R1 zwischen der Spule 5 und den Polen des Kondensators 3 verwendet werden. Einige LC-Resonatoren R1 des bekannten Stands der Technik haben ein Element aufgewiesen, das empfindlich auf Änderungen ist. Der Widerstand R1 kann dann eine reale Komponente sein oder kann eine Imperfektion der Spule darstellen, eine Widerstandskomponente. In dieser Alternative beeinflusst ebenso ein Sensorelement gemäß der Erfindung induktiv oder kapazitiv die Eigenschaften entweder der Spule 5 oder des Kondensators 3.
In 7c wird zusätzlich zu den Komponenten aus 7b ein Widerstand R2 gezeigt, der parallel mit dem Kondensator 3 gekoppelt ist, wobei der Widerstand eine reale Komponente sein kann oder alternativ eine Imperfektion des Kondensators darstellen kann. In dieser Alternative beeinflusst ebenso ein Sensorelement gemäß der Erfindung induktiv oder kapazitiv die Eigenschaften entweder der Spule 5 oder des Kondensators 3.
Statt einem kumulativen Sensor können ebenso andere Typen Widerstands-enthaltender Sensoren verwendet werden. Zum Beispiel kann der Sensor einen Spitzenwert anzeigen, wobei ein irreversibles nicht-kumulatives Sensorelement verwendet wird. Alternativ kann der Sensor einen Momentanwert anzeigen, wobei ein reversibles Sensorelement verwendet wird.
Ebenso sind nicht-lineare Sensoren, wie zum Beispiel logarithmisch oder exponentiell reagierende Sensoren, in dem Umfang der Erfindung insgesamt mögliche Anwendungen.
Ebenso sind indizierende Sensoren für die Grundidee der Erfindung geeignet. Diese Typen von Sensoren sind insbesondere in dem Fall praktisch, dass es gewünscht wird, das Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes anzuzeigen.
Zusätzlich zu unterschiedlichen Gasen kann das Sensorelement z. B. Feuchtigkeit (Wasser in unterschiedlichen Zuständen oder relative Feuchtigkeit), Flüssigkeiten, Temperatur, elektromagnetische Strahlung oder zum Beispiel Druck anzeigen.
Gemäß der Erfindung ist ein Sensorelement mit dem LC-Resonator in Form von Schaltungstechnologien lediglich kapazitiv oder induktiv ohne einen galvanischen Kontakt gekoppelt. Innerhalb der Verpackung kann es eine Hochwiderstandsverbindung über die Inhalte der Packung zwischen dem Sensor und dem LC-Resonator geben, jedoch ist dies im Sinne einer Messtechnologie unbedeutend. In dem Umfang der Erfindung bedeutet eine kapazitive oder induktive Kopplung, dass im Sinne von Schaltungstechnologie der LC-Resonator und der Sensor nicht galvanisch in Kontakt sind.
Statt einem kumulativen Sensorelement kann ein Sensorelement verwendet werden, das einen Spitzenwert zeigt, der reversibel ist. Ebenso sind nicht-lineare Sensorelemente, wie zum Beispiel logarithmisch oder exponentiell-reagierende Sensoren in dem Umfang der Erfindung insgesamt mögliche Anwendungen. Ebenso sind indizierende Sensoren für die Grundidee der Erfindung geeignet.
In der Sensor- oder Transponderstruktur selbst kann natürlich ein Mikrochip eingeschlossen sein, der andere Funktionen durchführt.
Eine Lösung gemäß der Erfindung kann ebenso weiter zum Beispiel durch Hinzufügen von Schichten verbessert werden, um das Sensorelement oder den Transponder zu schützen oder zu verstärken, befestigender Kleber kann zu diesem zum Befestigen hinzugefügt werden, es kann direkt auf die Verpackung oder unterschiedliche Typen von Strukturen laminiert werden oder es kann ein diskreter Sensor sein. Zusätzlich kann ein Sensorelement oder ein Transponder gemäß der Erfindung durch viel mehr Lösungen implementiert werden, als in den Beispielen gezeigt worden ist, innerhalb der Grenzen, die durch die Ansprüche definiert werden.

Claims

Sensoranordnung (1, 3, 5), die über Funkfrequenzen fernlesbar ist, zu Bestimmen gewünschter Beträge aus den Quellen, wobei die Anordnung umfasst: – einen LC-Resonator (3, 5), der einen Kondensator (3) und eine Spule (5) umfasst, und – ein Sensorelement (1), das mit dem LC-Respnator (3, 5) gekoppelt ist, dessen Eigenschaften sich als eine Funktion eines gemessenen Größe ändern, dadurch gekennzeichnet, dass – das Sensorelement (1) keinen direkten galvanischen Kontakt mit dem LC-Resonator (3, 5) bildet, sondern die Kopplung kapazitiv oder induktiv implementiert ist, und – die Sensoranordnung (1, 3, 5) derart ist, dass bei einem Betrieb: – der Kondensator (3) oder die Spule (5) des LC-Resonators (3, 5) ein elektrisches Feld oder magnetisches Feld (4) an dem Ort des Sensorelementes (1) erzeugt, und – das Sensorelement (1) direkt das elektrische oder magnetische Feld (4) des Kondensators (3) oder der Spule (5) des LC-Resonators (3, 5) beeinflusst.
Anordnung (1, 3, 5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement anwachsend variabel ist.
Anordnung (1, 3, 5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese geeignet zur Verwendung beim Überwachen eines Verderbens von Nahrungsmitteln oder medizinischen Substanzen ist.
Anordnung (1, 3, 5) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (1) angepasst ist, kapazitiv mit dem den LC-Schaltkreis (3, 5) zu koppeln.
Anordnung (1, 3, 5) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitiv koppelbare Sensorelement oben an der Spule (5) angeordnet ist.
Anordnung (1, 3, 5) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitiv koppelbare Sensorelement (1) einzeln innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Anordnung (1, 3, 5) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (1) angepasst ist, induktiv mit dem den LC-Schaltkreis (3, 5) zu koppeln.
Anordnung (1, 3, 5) nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das induktiv koppelbare Sensorelement in der Mitte der Spule (5) angeordnet ist.
Anordnung (1, 3, 5) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das induktiv koppelbare Sensorelement (1) einzeln innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Anordnung (1, 3, 5) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das induktiv koppelbare Sensorelement (1) innerhalb des Rings (2) angeordnet ist, der dicker als das messende Element (1) und elektrisch leitfähig ist.
Anordnung (1, 3, 5) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2) kreisförmig, oval oder vieleckig ist.