KR20070027627A - 온도-기록 방법, 온도-기록 장치 및 온도 기록 데이터 저장매체의 사용 - Google Patents

온도-기록 방법, 온도-기록 장치 및 온도 기록 데이터 저장매체의 사용 Download PDF

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KR20070027627A
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아침 힐거스
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

데이터 저장 매체의 전기 회로에 의해 온도를 기록하는 온도-기록 방법에 있어서, 전기 회로는 데이터 저장 매체로 공급할 수 있는 신호에 의해 에너지가 공급될 수 있고, 방법은 에너지가 공급된 회로에 의해 온도에 따른 물리적 변화를 기록하는 단계를 포함하며, 물리적 변화는 회로와 함께 동작하고, 정렬될 수 있는 전기적 또는 자기적 기초 다이폴을 포함하며, 바람직하게는 압전기 또는 강유전성 재료인 온도-기록 재료에 의해 영향을 받고, 온도-기록 재료에 대해서 큐리 온도가 알려져 있고 이 온도를 초과했을 때 기초 다이폴의 정렬이 해제되며, 온도-기록 재료는 그것의 알려진 큐리 온도가 사전결정된 제한 온도와 동일하도록 선택된다.

Description

온도-기록 방법, 온도-기록 장치 및 온도 기록 데이터 저장 매체의 사용{RECORDING AND STORING A TEMPERATURE}
본 발명은 온도를 기록 및 저장하는 온도-기록 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 온도를 기록 및 저장하는 온도-기록 장치에 관한 것이다.
또한 본 발명은 온도를 기록 및 저장하는 데이터 저장 매체의 사용에 관한 것이다.
이러한 온도-기록 방법, 온도-기록 장치 및 사용은 미국 특허 6,617,963 B1로부터 알 수 있다. 이 문헌에는 무선(비접촉) 호출을 허용하여 자신의 본질 및 자신의 상태를 결정하는 기록 디바이스가 개시되었다. 상태는 하나 이상의 물리적 또는 화학적 현상이 발생했는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 온도가 측정될 수 있고 측정의 결과가 저장될 수 있다. 이를 위해서, 기록 디바이스는 몇몇의 병렬-접속된 개별적인 캐패시터를 포함하고, 전반적인 캐패시턴스는 특정한 차단 또는 개별적인 캐패시터의 추가에 의해 달라진다. 온도 측정 시에, 개별적인 캐패시터는 온도-감응 스위치와 유사하게, 특정 온도에 응답하는 녹을 수 있는 퓨즈에 의해 병렬 접속 으로부터 취소 불가능하게 차단된다. 온도는 결과적인 전체 캐패시턴스를 기록함으로써 측정된다.
알려진 기록 디바이스의 경우, 서로 다른 구성요소를 필요로 하기 때문에 제조가 복잡하고 따라서 비용이 높다는 단점을 갖는다. 또한, 온도-감응 퓨즈는 제조 프로세스 동안 트리밍(trimming)을 필요로 할 수 있으며, 이는 가격 및 작업 시간을 더 증가시킨다.
본 발명의 목적은 전술된 단점을 갖지 않는, 제 1 단락에서 상세히 기술될 온도-기록 방법, 제 2 단락에서 상세히 기술될 온도-기록 장치 및 제 3 단락에서 상세히 기술될 데이터 저장 매체의 사용을 제공하는 것이다.
전술된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 온도-기록 방법에 본 발명에 따른 특징이 제공되어 본 발명에 따른 방법은 후술되는 바와 같이 특징지어진다.
데이터 저장 매체의 전기 회로에 의해 온도를 기록하는 온도-기록 방법에 있어서, 전기 회로는 데이터 저장 매체로 공급할 수 있는 신호에 의해 에너지가 공급될 수 있고, 방법은 에너지가 공급된 회로에 의해 온도에 따른 물리적 변화를 기록하는 단계를 포함하며, 물리적 변화는 회로와 함께 동작하고, 정렬될 수 있는 전기적 또는 자기적 기초 다이폴을 포함하며, 바람직하게는 압전기 또는 강유전성 재료인 온도-기록 재료에 의해 영향을 받고, 온도-기록 재료에 대해서 큐리 온도가 알려져 있고 이 온도를 초과했을 때 기초 다이폴의 정렬이 해제되며, 온도-기록 재료는 그것의 알려진 큐리 온도가 사전결정된 제한 온도와 동일하도록 선택된다.
"전기적 또는 자기적 기초 다이폴(electric or magnetic elementary dipoles)"이라는 표현은 전기적 전하 캐리어 및 분자 마그넷의 다이폴을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이와 관련하여, 기초 다이폴의 정렬에는 온도-기록 재료의 분극 또는 자화가 포함된다. 또한, 이와 관련하여, 기초 다이폴의 정렬 해제에는 온도-기록 재료의 탈분극 또는 변형이 포함된다.
전술된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 온도-기록 장치에 본 발명에 따른 특징이 제공되어 본 발명에 따른 장치는 후술되는 바와 같이 특징지어진다.
온도를 기록하는 온도-기록 장치에 있어서, 온도-기록 장치는 바람직하게는 압전기 또는 강유전성 재료이며 정렬할 수 있는 전기적 또는 자기적 기초 다이폴을 갖는 온도-기록 재료를 포함하고, 온도-기록 재료는, 초과시에 기초 다이폴의 정렬을 해제시키는 큐리 온도를 가지며, 온도-기록 재료는 그것의 큐리 온도가 사전결정된 제한 온도와 동일하도록 선택되고, 물리적 변화를 기록하는 수단은 온도-기록 재료의 기초 다이폴의 정렬에 의존하며, 온도-기록 장치는 데이터 저장 매체에 의해 인지되고 수단은 데이터 저장 매체의 회로에 의해 인지되며, 전기 회로는 온도-기록 재료와 함께 동작하고 데이터 저장 매체로 공급할 수 있는 신호에 의해 회로에 에너지가 공급되어 회로에 의해 물리적 변화가 기록될 수 있다.
전술된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 사용에 본 발명에 따른 특징이 제공되어 본 발명에 따른 사용은 후술되는 바와 같이 특징지어진다.
온도를 기록하는 데이터 저장 매체의 사용에 있어서, 데이터 저장 매체는 전기 회로를 포함하되, 전기 회로는 데이터 저장 매체로 공급할 수 있는 신호에 의해 에너지가 공급되어 에너지가 공급된 회로에 의해 온도에 따른 물리적 변화가 판독될 수 있고, 바람직하게는 압전기 또는 강유전성 재료인 온도-기록 재료는 온도를 기록하는 데에 사용되고, 회로와 함께 동작하고, 회로에 의해 기록될 수 있는 물리적 변화에 영향을 미치며 정렬될 수 있는 전기적 또는 자기적 기초 다이폴을 포함하고, 온도-기록 재료에 있어서, 초과시에 기초 다이폴의 정렬이 해제되는 큐리 온도가 알려져 있고, 온도-기록 재료는 큐리 온도가 사전결정된 제한 온도와 동일하도록 선택된다.
본 발명에 따른 특징에 의해, 신뢰성 있는 온도-기록 방법의 동작 및 신뢰성 있는 온도-기록 장치의 동작이 제공되고 본 발명에 따른 데이터 저장 매체의 독창적인 사용이 제공되며, 발생되거나 또는 온도 제한 값을 초과한 온도를 저장하는 데에 대기(waiting) 및 외부 에너지 공급이 요구되지 않는다. 특히, 본 발명에 따른 온도-기록 장치는 상대적으로 저렴하게 제조될 수 있고 실질적으로 무한대의 시간 동안 사용될 수 있다는 장점이 있으며, 이것은 온도 제한 값의 발생 후라 할지라도 재-사용하는 데에 장애가 없다는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치는 저온 유통 체계 내에서 제품의 모니터링에 훌륭하게 적합하다. 바람직하게는 접촉하지 않고 판독될 수 있는 데이터 저장 매체 내에 결합되어, 판독 디바이스와 함께 데이터 저장 매체가 사전결정된 온도 제한 값을 초과한 온도에 노출되었는지 아닌지의 여부를 쉽고 빠르게 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 저장 매체 및 판독 디바이스의 결합은 바람직하게는 무선 (비접촉) 트랜스폰더 시스템(예를 들어, RFID 시스템)의 형태일 수 있으며, 이것은 예를 들어, 부패할 수 있는 식료품의 저온 유통 체계를 단순하고 빠르게 접촉하지 않고 모니터링할 수 있다.
특허청구범위 제 2 항 및 제 9 항의 기준에 따라 획득되는 장점은 온도가 간단히 기록될 수 있고 증명된 평가 회로가 사용가능한 물리적 변화를 측정함으로써 간접적으로 기록될 수 있다는 것이다.
특허청구범위 제 3 항 및 제 10 항의 기준에 따라 획득되는 장점은 사전결정된 제한 온도의 정확한 모니터링이 실행될 수 있으며, 모니터링의 결과는 쉽고 빠르게 평가될 수 있는 예/아니오로 나타난다. 예를 들어, 부패할 수 있는 식료품에 대해서, 생산으로부터 식료품 가게의 차가운 캐비넷까지 전체 저온 유통 체계에 걸쳐 그들이 노출될 수 있는 최대 온도에 대한 규정이 존재한다. 만약 저온 유통 체계의 오직 한 지점에서라도 규정된 최대 온도가 초과되면, 영향을 받은 식료품은 거절되어야 한다.
특허청구범위 제 4 항 및 제 11 항의 기준에 따라 획득되는 장점은 제품이 노출되는 온도를 확립할 수 있고 이 온도를 기초로 하여 이 제품의 다른 처리에 관해서도 결정을 할 수 있도록 절대 온도를 기록 및 저장할 수 있다는 것이다.
특허청구범위 제 5 항 및 제 12 항의 기준에 따라 획득되는 장점은 측정될 물리적 변화의 초기 상태에서의 변화의 상대적인 측정이 실행되어 일반적으로 온도-기록 재료의 캘리브레이션이 필요치 않다는 것이다. 또한, 상대적인 측정은 절대적인 측정보다 더 단순하고 보다 정확하게 실행될 수 있다.
특허청구범위 제 6 항 및 제 13 항의 기준에 따라 획득되는 장점은 특히 온도-기록 재료 내의 기초 다이폴의 정렬 각도의 간단한 다방면에 대한 평가이다.
특허청구범위 제 7 항 및 제 14 항의 기준에 따라 획득되는 장점은 본 발명에 따른 온도-기록 방법 및 본 발명에 따른 온도-기록 장치는 반복적으로 사용될 수 있으며, 자화될 수 있는 온도-기록 재료의 경우에, 추가적인 장점은 접촉하지 않고 자기장이 인가됨으로써 재-활성화될 수 있다는 것이다.
본 발명의 이러한 측면들과 다른 측면들이 후술될 실시예를 참조로 하여, 제한이 아닌 예시로서의 방법에 의해 명확하고 명백해질 것이다.
도 1은 처리되지 않은 상태(분극되지 않은 상태) 및 활성화된 상태(분극된 상태)에서의 본 발명에 따른 온도-기록 재료를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 온도-기록 재료에 대한 평가 회로의 개략적인 회로도.
도 3은 도 1에 도시된 바와 같은 온도-기록 재료에 기초한 평가 스위치 구조체를 도시한 도면.
도 4는 도 1에 도시된 바와 같은 강유전성 온도-기록 재료에 대한 평가 회로의 개략적인 회로도.
도 5는 도 1에 도시된 바와 같은 온도-기록 재료를 갖는 데이터 저장 매체의 개략적인 블록도를 도시한 도면.
도 1은 본 발명에 따른 온도-기록 방법을 실행하는 데에 사용되는 온도-기록 재료(1)를 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 온도-기록 방법은 동일한 에너지를 필요로하지 않고(즉, 예를 들어 배터리에 의해 제공되는 공급 전압) 주변 온도가 기록 또는 등록되고 사전결정된 최대 온도의 초과분이 검출 및 발신될 수 있게 한다. 어플리케이션의 주요 영역은 식료품의 저온 유통 체계를 보존/모니터링할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 특정 온도에 대해 치명적인 프로세스 및/또는 장치의 온도를 모니터링하는 것과 같은 어플리케이션의 다른 영역이 유사하게 의도될 수 있다.
도 1에 도시된 온도-기록 재료는, 설명을 위해 재료의 단면 영역에 개략적으로 도시된 복수의 전기적인 기초 다이폴을 구비하는 압전기 재료이다. 이것의 동작 모드는 압전기 효과에 기초한다. 압전기 온도-기록 재료(1)의 "열 상태(raw state)"에서, 기초 다이폴(3)은 고정적인 분포를 가지며, 대략, 온도-기록 재료(1)의 대향하는 양 측면 상에 배치되는 전극(2a, 2b)에서 탭 오프(tapped off)되는 전기 전압 U의 값인 이것의 효과는 대략 0이다. 이 "열 상태"에서, 자신의 기초 다이폴(3)이 현저하게 정렬되지 않기 때문에, 온도-기록 재료(1)는 결과적으로 편극되지 않은 재료이다.
만약 압전기의 온도-기록 재료(1)가 (예를 들어, 정의된 온도에서 전기 전압 을 인가함으로써) 편극되었다면, 기초 다이폴(3)은 정렬될 것이다. 쿨링 프로세스(결빙) 후에, 이러한 정렬이 유지되고, U＞0인 전기 전압이 탭 오프될 수 있다. 일반적인 경우에, U＞0인 전압은 주변의 온도가 온도-기록 재료(1)의 큐리 온도(Curie temperature) 보다 큰 값으로 상승할 때까지 다시 감소하지 않는다. 동시에, 기초 다이폴의 편극은 통계적으로 임의로 분포되는 본래 상태에 상응하는 효과로 변경된다.
이제 초과된 특정한 주변 온도를 검출하기 위해, 온도-기록 재료(1)의 큐리 온도가 예를 들어, 모니터링될 제품이 노출될 수 있는 최대 온도와 같은 사전-정의된 제한 온도와 동일하도록 온도-기록 재료(1)의 재료 구성이 선택된다. 만약 온도-기록 재료(1)가 오직 제한 온도가 초과되었는지 아닌지의 여부를 모니터링하는 데에만 사용된다면, 큐리 온도에 도달하는 데에 사용되는 온도-기록 재료의 돌연한 탈분극 특성은 바람직하다.
온도-기록 재료(1)가 사용될 수 있기 전에, 당업계에서 충분히 잘 알려진 방법을 위해, "사전 준비", 즉 먼저 편극되어야만 한다. 그것이 "사전 준비"된 후, 온도-기록 재료(1)가 사전정의된 제한 온도보다 높은 온도, 즉 큐리 온도보다 높은 온도에 노출되었는지 여부를 테스트하기 위해, 온도-기록 재료(1)의 전기 전압 U가 측정된다.
제한 온도가 초과되었는지 여부를 판단하는 가장 단순한 경우에서, 전기 전압이 존재하는지 아닌지의 여부를 체크하는 것이 적절하다. 이것은 예를 들어, 도 2에 도시된 단순화된 전자 평가 회로(4)를 사용하여 달성될 수 있다. 만약 온도-기 록 재료(1)가 여전히 편극되었다면, 즉, 만약 큐리 온도가 초과되지 않았다면, 회로(4)의 출력부에서 실질적으로 0V인 전압(V_검출)이 측정된 결과 압전기 전압이 존재하여 트랜지스터(Q1)가 턴온된다. 다른 한편으로는, 만약 온도-기록 재료(1)가 (큐리 온도가 초과된 결과로서) 감극되면, 즉 압전기 전압이 존재하지 않으면, 트랜지스터(Q1)를 차단하고, 전압(V_검출)은 출력부에서 측정되는 인가된 동작 전압(+V_동작)과 동일하다. 저항(R1, R2)은 각각 전류 제한을 위해 사용되고 직렬-저항으로서 사용된다. 예시적인 전자 평가 회로(4)는 다양한 방법에서 확장될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 예상되는 압전기 전압이 매우 작을 때 개별적인 차동 전압 증폭기 또는 연산 증폭기가 사용될 수 있다. 이 평가 회로(4)의 최신 버전은 예를 들어, 절대 온도를 기록하는 데에도 사용될 수 있다.
온도-기록 재료(1)로서 압전기 재료을 사용하는 것은 제한 온도가 초과되었는지 아닌지의 여부를 검출하는 단순한 기회를 제공한다: 기초 다이폴은 분극 프로세스에 의해 정렬된다. 이것의 효과는 압전기 재료가 기계적으로 변형되는 것이다. 도 3은 압전기의 온도-기록 재료(1)의 기계적 변형을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3의 상단의 도면에서, 온도-기록 재료(1)는 "열 상태", 즉 그것의 기초 다이폴이 임의로 분포된 상태에 있다. 배치된 두 개의 전기 콘택트(A, B)는 온도-기록 재료(1)의 윗면 상에 배치된다. 이 콘택트의 위에 전기 컨덕터(5)가 배치된다. 도 3의 하단의 도면은 온도-기록 재료(1)가 "사전 준비"된 후, 즉 그것이 편극된 후를 도시한다. 편극, 즉 기초 다이폴(3)의 정렬에 의해 발생된 온도-기록 재료(1)의 기계적 팽창은 전기 컨덕터(5)를 통해 두 개의 콘택트(A, B)를 단락시킨다. 제한 온 도에 도달하면, 파선으로 도시된 온도-기록 재료(1)의 팽창이 감소하고, 콘택트(A, B) 사이의 도전성 접촉이 방해된다. 이것은 사전결정된 제한 온도가 초과되었다는 것을 동일하게 나타낼 수 있는 스위칭 옵션을 검출하기 쉽게 한다. 2개의 전기 콘택트를 사용하는 것은 본 발명에서 구성의 변경으로서 기술되어야 한다. 정확하게 기술하자면, 만약 콘택트(A) 또는 콘택트(B) 중 오직 하나의 콘택트와 전기 컨덕터(5)가 사용되어도 스위칭 구조체가 생성될 수 있다.
또한, 스위칭 원리는 MEMs(micro-electro-mechanical switches) 또는 PMEM(piezoelectric micro-electro-mechanical switches)에 의해서도 인지될 수 있다는 점이 언급되어야 한다. 스위칭 구조체를 인지하기 위해서 온도-기록 재료(1) 또한 특별하게 구성될 수 있다는 점 또한 더 언급되어야 한다(예를 들어, "벤더(bender)"의 형태일 수 있다).
보다 복잡한 평가 전자 제품과 결합하여, 전술된 온도-모니터링 모듈은 절대 온도가 검출되는 것을 가능케 한다. 네/아니오 분석에 대조되는 이에 대한 요구는 온도-기록 재료(1)가 "광범위한" 탈분극 특성을 갖는 것이다. 즉, 반대로, 큐리 온도가 초과되었을 때 탈분극은 갑자기 발생하지 않고, 탈분극의 각도는 제한된 온도 범위의 함수이다: 이것은 온도가 증가함에 따라, 탈분극이 심화된다는 것을 의미한다. 따라서 탈분극의 각도는 압전기 전압의 증폭과, 궁극적으로 절대 온도를 정의한다.
특히 알려진 방법으로 온도-기록 재료(1)를 재-분극시킴으로써 온도-기록 재료(1)는 그 자신을 재사용하도록 다시 활성화될 수 있다.
압전기 전압의 변화를 이용하는 대신, 유사하게 이전에 분극된 압전기 온도-기록 재료(1)의 임피던스 변화를 결정하는 것이 가능하다. 적절한 재료의 분극을 통해서, 전기 임피던스를 변화하며, 즉 분극된 구조체의 캐패시턴스가 미세하게 증가하기 때문에 법칙에 따라 리액턴스는 감소된다. 분극된 재료와 탈분극된 재료 사이의 캐패시턴스의 차는 차례로 검출될 수 있다. 예를 들어, 캐패시턴스 또는 리액턴스를 직접 측정하거나 또는 캐패시터의 방전 기간(Tau=R*C)을 결정하거나 또는 공명 주파수(f = 1/(2π*√(L*C)))의 시프트(shift) 또는 그 균등물을 검출하는 단순한 전기 회로는 그러한 목적으로 다시 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 온도-기록 재료는 압전기 재료로 제한되지 않으며, 일반적으로 예를 들어 페라이트(ferrite)와 같은, 분극될 수 있는 재료 및 자화될 수 있는 재료를 포함한다. 하기에서, 강유전성 효과에 기초한 기능을 갖는 온도-기록 재료(1)를 사용하는, 본 발명의 다른 예시적인 실시예가 기술될 것이다. 강유전성 재료는 유전체 자기 이력 현상 루프(dielectric hysteresis loop)에 의해 특징지어지며, 즉, 그들은 외부 필드에 의해 다른 안정적인 위치로 포개질 수 있는(folded over) 자발적인 전기 분극을 일으킨다. 큐리 온도보다 높게 가열되면, 자발적인 분극이 손실되어, 결정 구조체의 보다 낮은 대칭으로의 위상 변화가 발생한다. 도 4는 본 발명에 따른 원리를 단순한 전자 평가 회로를 참조로 하여 예로서 도시한 것이다. 자신의 인덕턴스가 주변 온도와 함께 변화하고, 보다 정확하게는 자신의 인덕턴스가 온도가 증가함에 따라 감소하는 코일을 형성하는 데에 사용되는 온도-기록 재료(7)로부터 시작하는 회로(6)의 동작 모드는 다음과 같다.
구성요소(7, C1)는 교류 전압 분주기를 형성한다. 부분 전압은 다이오드(D1)에 의해 정류되고 캐패시터(C1)에 의해 완만해진다. 저항(R2, R3)은 트랜지스터(Q1)의 구동 전압을 제한하는 전압 분주기를 형성한다. 인가된 제어 전압의 레벨에 따라, 트랜지스터(Q1)는 어느 정도 턴온되고, 이것은 차례로 출력 전압(V_검출)의 변화를 나타낸다. 만약 온도가 상승한다면, 코일(7)의 인덕턴스가 감소될 것이다(그에 따라 리액턴스도 감소된다). 이러한 감소는 궁극적으로 그것이 더 턴온되기 때문에 출력 전압(V_검출)을 차례로 감소시키는 트랜지스터(Q1)의 제어 입력부에서 직류 전압의 상승을 나타낸다. 따라서 어떠한 원하는 전압값(V_검출)에 대해서도 절대 온도가 지정될 수 있다.
인덕턴스의 변화 대신, (전기적 평가 전자제품의 적합한 개조와 결합하여) 다른 적합한 구성요소의 캐패시턴스의 변화 및/또는 저항의 변화가 절대 온도를 결정하는 데에 사용될 수 있다. 대체로, 임피던스도 고려될 수 있다.
만약, 예를 들어 재료 구성에 의해 적합한 재료가 제 1 자화되고 큐리 온도가 최대 또는 제한 온도와 동일하게 조정된다면, 적합한 재료 구성을 갖는 강유전성의 온도-기록 재료는 사전결정된 최대 온도의 초과를 검출하는 데에 동일하게 사용될 수 있다.
특히 전술된 방법은 가역의 방법으로서 사용될 수도 있다. 이 경우에, 강유전성 재료의 "사전 준비"(자화)는 외부 자기장에 의해 영향을 받을 수 있다. 만약 최대 온도가 초과됨에 따라 재료의 자기가 없어진다면, 온도-모니터링 모듈은 안정적인 자기장을 재-인가함으로써 재활성화될 수 있다. 그러나, 전술된 압전기 효과 에 기초한 온도-기록 재료와는 달리, 재활성화는 접촉하지 않고 영향받을 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 완전한 시스템을 도시한 도면으로, 이 시스템은 적어도 하나의 접속된 제어 유닛(12)(예를 들어 PC) 뿐만 아니라 적어도 하나의 판독기 안테나(11)를 구비하는 적어도 하나의 판독기(스캐너)(10) 및 예를 들어, 결함이 있는 제품(예를 들어 상한 식료품)을 거부하는 분류 머신(sorting machine)으로 데이터를 전달하는 데이터 네트워크 접속부(13)(예를 들어 인트라넷/인터넷)를 포함한다.
또한, 도 5는 예시의 방법으로 본 발명에 따른 트랜스폰더(transponder)(데이터 저장 디바이스)(20)를 도시하며, 이것은 본 발명에 따른 온도-검출 모듈(23) 뿐만 아니라 반도체 칩(IC)(21)과, 그것에 접속된 (판독기와의 데이터 커뮤니케이션을 위한) 안테나도 포함한다. 온도-검출 모듈(23)은 온도-기록 재료(예를 들어 압전기 재료와 같은 분극될 수 있는 재료, 또는 예를 들어 페라이트와 같은 변형될 수 있는 재료)를 포함한다. 이것은 주변 온도가 큐리 온도보다 높게 상승할 때 온도에 의존하여 탈분극될 수 있고 변형될 수 있는 본 발명에 따른 온도-기록 재료(1)의 특성이다.
본 발명에 따른 트랜스폰더 시스템은 데이터가 빠르게 전달되고 불편한 케이블 접속이 없는 동일화 시스템의 일부일 수 있다. 약 800MHz보다 낮은 저주파수 시스템은 공명하기 위해 캐패시터에 의해 발생되는 코일의 유도 결합에 기초하며 그에 따라 오직 수 센티미터의 범위 내의 짧은 거리에 대해 적합하다. 물리적인 제약 때문에, 특히 800MHz 이상의 고주파수 트랜스폰더 시스템이 특히 수 미터의 범위 내의 데이터 교환에 매우 적합하다. 이러한 소위 RFID(radio frequency identification) 시스템의 경우에서, 활성 트랜스폰더 또는 태그(tag)(예를 들어 배터리와 같이 자신의 고유 에너지 공급을 보유)와 패시브 트랜스폰더 또는 태그(전기적 정류기 회로와 결합한 HF 장에 의해 에너지 공급이 제공된다) 사이가 구분된다. 최신 트랜스폰더가 오직 적합한 HF 교류 장에 의해 활성화되기 때문에 (그 외에 대해서는 비활성), 본 발명에 따른 온도-기록 재료(1)의 부재시에 이러한 유형이 예를 들어 온도와 같은, 주위 환경의 변화를 모니터링할 가능성이 없다. 그러나, 본 발명은 연속적인 온도 모니터링에 대해 패시브 트랜스폰더를 유용하게 만든다.
이와 관련하여 집적된 전기 회로, 즉 반도체 칩(IC)(20)을 포함하는 데이터 저장 매체(20)에 의해 인지되는 온도-기록 장치 및 집적된 전기 회로의 집적되는 부분인 온도-기록 재료에 대해 특히 바람직하다는 것이 증명되었다. 이와 관련된 장점은 집적 회로와 온도-기록 재료(1) 사이의 상대적으로 간섭받기 쉬운 접속이 생략될 수 있고 회로에 외부적으로 제공된 온도-기록 재료(1)에 관련된 추가적인 생산 단계가 실행될 필요가 없기 때문에 데이터 저장 매체(20)에 대한 회로 제조 또는 데이터 저장 매체(20) 자신의 제조가 실질적으로 단순화될 수 있다는 것이다. 이것은 온도-기록 재료의 바람직한 특성이 회로에 직접 사용될 수 있다는 다른 장점을 제공한다.

Claims (16)

  1. 데이터 저장 매체의 전기 회로 - 상기 전기 회로는 상기 데이터 저장 매체로 공급할 수 있는(feedable) 신호에 의해 에너지를 공급받을 수 있음 - 에 의해 온도를 기록하는 온도-기록 방법에 있어서,
    상기 에너지를 공급받은 회로에 의해 온도에 따른 물리적 변화를 기록하는 단계를 포함하되,
    상기 물리적 변화는 상기 회로와 함께 동작하고(co-operating), 정렬될 수 있는 전기적 또는 자기적 기초 다이폴(elementary dipoles)(3)을 포함하며, 바람직하게는 압전기 또는 강유전성 재료인 온도-기록 재료(1, 7)에 의해 영향을 받고,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)에 대해서 큐리 온도(Curie temperature)가 알려져 있고 상기 온도를 초과했을 때 상기 기초 다이폴의 정렬이 해제되며,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)는 그것의 알려진 큐리 온도가 사전결정된 제한 온도와 동일하도록 선택되는
    온도-기록 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기적 또는 자기적 기초 다이폴의 정렬에 따라 상기 물리적 변화를 기록하는 단계는, 전기 전압, 또는 기계적 변형 또는 전기 저항 및/또는 인덕턴스 및 /또는 전기 캐패시턴스에 있어서의 변화를 기록하는 단계를 포함하는
    온도-기록 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)는 상기 큐리 온도에 도달했을 때 상기 재료의 기초 다이폴(3)의 정렬이 갑자기 해제되도록 선택되는
    온도-기록 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)는 상기 큐리 온도를 초과했을 때 상기 재료의 기초 다이폴(3)의 정렬이 온도가 상승함에 따라 점차 해제되도록 선택되고,
    상기 제한된 온도 범위에 걸친 상기 기초 다이폴의 정렬 손실은 바람직하게는 상기 온도의 함수인
    온도-기록 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기초 다이폴의 정렬에 따라 상기 물리적 변화를 기록하는 단계는
    정렬된 상기 온도-기록 재료의 상기 기초 다이폴(3)로 상기 물리적 변화의 참조 값을 결정하는 단계와,
    상기 물리적 변화의 순간치(instantaneous value)를 그것의 참조 값과 비교하는 단계를 포함하는
    온도-기록 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 기초 다이폴의 정렬에 따라 상기 물리적 변화를 기록하는 단계는 상기 온도-기록 재료(1, 7)의 상기 기초 다이폴의 정렬에 따라 상기 온도-기록 재료(1, 7)의 기계적 변형에 의해 전기 콘택트(A, B, 5)를 개방 또는 폐쇄하는 단계를 포함하는
    온도-기록 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)는, 특히 전기장 또는 자기장을 인가함으로써, 상기 온도-기록 재료(1, 7)의 상기 기초 다이폴의 재-정렬을 통해 재-활성화되는
    온도-기록 방법.
  8. 온도를 기록하는 온도-기록 장치에 있어서,
    상기 온도-기록 장치는 바람직하게는 압전기 또는 강유전성 재료이며 정렬할 수 있는 전기적 또는 자기적 기초 다이폴을 갖는 온도-기록 재료(1, 7)를 포함하고,
    상기 온도-기록 재료는, 초과시에 상기 기초 다이폴의 정렬을 해제시키는 큐리 온도를 가지며,
    상기 온도-기록 재료는 그것의 큐리 온도가 사전결정된 제한 온도와 동일하도록 선택되고,
    물리적 변화를 기록하는 수단(4, 6)은 상기 온도-기록 재료의 상기 기초 다이폴의 정렬에 의존하며,
    상기 온도-기록 장치는 데이터 저장 매체(20)에 의해 인지되고 상기 수단(4, 6)은 상기 데이터 저장 매체(20)의 회로에 의해 인지되며,
    상기 전기 회로는 상기 온도-기록 재료와 함께 동작하고 상기 데이터 저장 매체(20)로 공급할 수 있는 신호에 의해 상기 회로에 에너지가 공급되어 상기 회로에 의해 상기 물리적 변화가 기록될 수 있는
    온도-기록 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전기적 또는 자기적 기초 다이폴의 정렬에 따라 상기 물리적 변화를 기록하는 수단(4, 6)은, 전기 전압, 또는 기계적 변형 또는 전기 저항 및/또는 인덕턴스 및/또는 전기 캐패시턴스에 있어서의 변화를 기록하도록 설계된
    온도-기록 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)는 상기 큐리 온도에 도달했을 때 상기 재료의 기초 다이폴의 정렬이 갑자기 해제되도록 선택되는
    온도-기록 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)는 상기 큐리 온도를 초과했을 때 상기 재료의 기초 다이폴의 정렬이 온도가 상승함에 따라 점차 해제되도록 선택되고,
    상기 제한된 온도 범위에 걸친 상기 기초 다이폴의 정렬 손실은 바람직하게는 상기 온도의 함수인
    온도-기록 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 전기적 또는 자기적 기초 다이폴의 정렬에 따라 상기 물리적 변화를 기록하는 수단은 정렬된 상기 온도-기록 재료의 상기 기초 다이폴로 상기 물리적 변화의 참조 값을 결정하도록 설계되고 상기 물리적 변화의 순간치를 그것의 참조 값과 비교하는
    온도-기록 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기적 또는 자기적 기초 다이폴의 정렬에 따라 상기 물리적 변화를 기록하는 수단은 상기 온도-기록 재료(1, 7)의 상기 기초 다이폴(3)의 정렬에 따라 상기 온도-기록 재료(1)의 기계적 변형에 의한 전기 콘택트(A, B, 5)의 개방 또는 폐쇄를 결정하도록 설계되는
    온도-기록 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)는, 특히 전기장 또는 자기장을 인가함으로써, 그것의 상기 전기적 또는 자기적 다이폴의 재-정렬을 통해 재-활성화되는
    온도-기록 장치.
  15. 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도-기록 재료의 상기 기초 다이폴의 정렬에 따라 상기 온도-기록 장치에 의해 기록된 상기 물리적 변화를 판독하는, 바람직하게는 비접촉인 커뮤니케이션 인터페이스(21)를 구비하는
    온도-기록 장치.
  16. 온도를 기록하는 데이터 저장 매체의 사용에 있어서,
    상기 데이터 저장 매체는 전기 회로를 포함하되,
    상기 전기 회로는 상기 데이터 저장 매체로 공급할 수 있는 신호에 의해 에너지가 공급되어 에너지가 공급된 회로에 의해 온도에 따른 물리적 변화가 판독될 수 있고,
    바람직하게는 압전기 또는 강유전성 재료인 상기 온도-기록 재료(1, 7)는 상기 온도를 기록하는 데에 사용되고, 상기 회로와 함께 동작하고, 상기 회로에 의해 기록될 수 있는 상기 물리적 변화에 영향을 미치며 정렬될 수 있는 전기적 또는 자기적 기초 다이폴(3)을 포함하고,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)에 있어서, 초과시에 상기 기초 다이폴의 정렬이 해제되는 큐리 온도가 알려져 있고,
    상기 온도-기록 재료(1, 7)는 상기 큐리 온도가 사전결정된 제한 온도와 동일하도록 선택되는
    온도 기록 데이터 저장 매체의 사용.
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