WO1991006838A2 - Elektrischer verfallsindikator - Google Patents

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Hubert Müller
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Badische Tabakmanufaktur Roth-Händle Gmbh
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    • G—PHYSICS
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    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F1/00—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals without driving mechanisms, e.g. egg timers
    • G04F1/005—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals without driving mechanisms, e.g. egg timers using electronic timing, e.g. counting means

Definitions

  • the invention relates to an electrical expiry indicator according to the preamble of claims 1 and 2.
  • data can be printed on that
  • Such passive indicators can e.g. also on tickets, ski passes,
  • Active indicators are those that automatically display a single time interval or periodically repeating time intervals.
  • a tablet container is known from PE-PS 35 04 431, which has an adjustable interval signal transmitter, which is triggered when a first tablet is removed, and which emits a signal when the next interval in which the next tablet must be removed expires .
  • an electrical aging indicator in which the change in a liquid level, which results from the diffusion of a liquid through a permeable wall, is used as an expiration indicator.
  • the start time of a certain time interval can, for example. are triggered by the fact that the diffusion only begins after a cover film has been removed. The diffusion of such a liquid also depends on the prevailing temperature.
  • JP-OS 62/172290 an indicator which has a timer which indicates the expiry of certain time periods in the form of a bar LCD. You can use this indicator an adhesive tape to be attached to objects.
  • the expiry time should be changeable. In the case of foodstuffs, for example, the expiry date can also shift in the sense of an extension of the shelf life if appropriate cold storage is ensured. On the other hand, it may be necessary to indicate immediate uselessness when certain limit values, such as temperature or humidity, are exceeded.
  • the invention has for its object to provide an electrical expiration indicator, the expiration time not only depends on the expiry of a certain period of time, but in which physical variables such as temperature, radiation, moisture and the like are taken into account as required.
  • the solution specified in claim 1 is based on the known principle in which a counter is clock-controlled, that is to say a specific number of clock pulses corresponds to a specific time period.
  • the clock frequency can be influenced as a function of a physical variable. This can e.g. can be achieved with a divider that divides the frequency of the pulses supplied to the counter.
  • the divider should expediently have a certain working range in which the earliest possible and the latest possible expiry date lie. Irrespective of this working area, a count can expediently be provided, in which, regardless of the possible change in the expiry time, a display signal is generated after a certain period of time. that signals the decay.
  • the solution proposed in claim 2 is based on the fact that the state of charge * of certain energy stores such as batteries, accumulators and capacitors is time-dependent, so this state can be used to implement an expiry indicator. If you discharge such an energy Storage via an electrical consumer, then you can record certain time sequences depending on the initial charge level and size of the consumer. The electrical consumer can in turn depend on a certain physical quantity.
  • Such controllable electrical consumers can be, for example, bipolar transistors whose collector / emitter resistance is controlled via the base, or MOSFETs whose drain / source resistance can be controlled via the GATE electrode. The smaller the resistance value, the faster the energy is drawn. If an inadmissible value occurs, for example for foods that have been exposed to an excessive temperature, the energy store is suddenly discharged.
  • the operating mode of such an energy storage device is expediently chosen so that at the possible time of decay there is still a certain residual energy which is sufficient to trigger a display signal.
  • LCD elements with which a color change and / or a symbol change can be implemented are particularly suitable for such displays.
  • a bistable display device is expediently used, which changes to the stable state when the expiry time is reached and thus enables a display to be made regardless of the remaining energy.
  • the energy store must be rechargeable, for example in the form of an accumulator.
  • the energy storage device can be connected in parallel with the series connection of a rectifier and a coil.
  • An alternating magnetic field induced by the coil from the outside then serves for recharging.
  • the duration and intensity of the magnetic field determine the stored energy.
  • Such coils can be made very thin as printed coils and are therefore suitable for flexible indicators that have to be applied to curved surfaces.
  • the others too Elements of such an indicator can be designed to be sufficiently mechanically flexible.
  • LCD display elements that are flexible are also known. For this purpose, the top and bottom are not made of glass, but of plastic.
  • Fig. 1 is a block diagram of an electronic circuit
  • Fig. 2 shows the basic structure of those used in the indicator of Fig. 1
  • the electronics 5 also contains an evaluation circuit 8 which evaluates signals generated by sensors 4 as a function of information and commands stored in a memory 9. In this way it is possible, for example, that the signal generated by a temperature sensor is evaluated in such a way that the frequency of the clock pulses of the oscillator 3. As a result, the expiry time shifts accordingly, so that the display device switches on at an earlier point in time
  • the actual power supply in the form of energy storage 9 is used directly to record the expiration time.
  • the energy store 9 works via a fuse 12 on a controllable resistor 10, which via a control line 11 depending on a specific physical
  • Size is changeable. As soon as the energy of the memory 9 has reached a certain residual value, one cannot. Display device shown are triggered to signal the expiry time.
  • the fuse 12 is used to prevent the device from being restarted and thus to prevent the expiry indicator from being tampered with.
  • Fig. 4 shows an embodiment in which the controllable resistor 10 additionally contains a switch 13, so that instead of a constant discharge, only a discharge which is dependent on the duration of the closed state of the switch takes place, so that there is a corresponding extension of the discharge time period.
  • FIG. 5 shows the possibility of recharging the energy store 9 via the series connection of a rectifier 15 and a coil 14, in which an alternating magnetic field can be induced for charging.

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Abstract

Elektrischer Verfallsindikator mit wählbarem Startzeitpunkt und definiertem Verfallszeitpunkt, bestehend aus einer Einrichtung, deren Zustand sich zeitabhängig ändert, die bei Erreichen des Verfallszeitpunktes ein Anzeigesignal liefert und deren Verfallszeitpunkt durch wenigstens eine bestimmte physikalische Grösse beeinflussbar ist, bei dem der Verfallszeitpunkt nicht nur vom Ablauf einer bestimmten Zeitperiode abhängt. Deshalb wird vorgeschlagen, dass die zeitabhängige Einrichtung als taktgesteuerter Zähler (6) mit einstellbarer Verfallszeit ausgebildet ist, dessen Taktfrequenz in Abhängigkeit von der physikalischen Grösse steuerbar ist.

Description

Elektrischer Verfallsindikator
Die Erfindung betrifft einen elekrischen Verfallsindikator entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
Verfallsindikatoren werden in vielen Bereichen des täglichen
Lebeηs eingesetzt. Die Angabe des Verfallszeitpunktes ist bei Medikamenten und Lebensmitteln gesetzlich vorgeschrieben.
Als Indikator können Daten aufgedruckt werden, die das
Ausgabedatum und/oder das Verfallsdatum darstellen. Derartige passive Indikatoren können z.B. auch auf Fahrkarten, Skipässen,
Parkscheinen, aber auch bei Fahrzeugen wie Aufzügen, Seilbahnen und Kraftfahrzeugen, bei denen eine Wartung oder Überprüfung vorgeschriebBix ist, zur Anwendung gelangen.
Aktive Indikatoren sind solche, die ein einzelnes Zeitintervall oder sich periodisch wiederholende Zeitintervalle automatisch anzeigen. So ist aus der PE-PS 35 04 431 ein Tablettenbehälter bekannt, der einen einstellbaren Intervallsignalgeber aufweist, der bei Entnahme einer ersten Tablette ausgelöst wird, und der beim Ablauf des jeweils nächsten Intervalls, bei dem die nächste Tablette entnommen werden muß, ein Signal abgibt.
Aus der DE-OS 30 29 283 ist ein'.-elektrischer Alterungsindi- kator bekannt, bei dem die Änderung eines Flüssigkeitsniveaus, die sich aufgrund der Diffusion einer Flüssigkeit durch eine permeable Wandung ergibt, als Verfallsanzeige verwendet wird. Der Startzeitpunkt eines bestimmten Zeitintervalls kann z ..B. dadurch ausgelöst werden, daß die Diffusion erst nach Abnahme einer Abdeckfolie beginnt. Die Diffusion einer solchen Flüssigkeit hängt auch von der jeweils herrschenden Temperatur ab.
Aus der JP-OS 62/172290 ist ein Indikator bekannt, der einen Zeitgeber aufweist, der in Form einer Balken-LCD den Ablauf bestimmter Zeitperioden angibt. Dieser Indikator kann mittels eines Klebebandes an Gegenständen befestigt werden.
Elektrische Verfallsindikatoren haben gegenüber nicht, elektrischen Vorteile hinsichtlich des Startzeitpunktes, der Genauigkeit, der Möglichkeit des automatischen Grenzwertvergleichs , der Anzeige und der Fernablesbarkeit.
Allen bekannten elektrischen Indikatoren ist gemeinsam, daß sie in ihrer Funktion Uhren entsprechen, deren Startzeitpunkt
10 und deren AblaufZeitpunkt wählbar sind (DE-AS 26 03 24S, EP.166161). Insbes. der Ablauf- bzw. Verfallszeitpunkt derartiger Indikatoren sollte sich aber aufgrund einer nicht linearen Funktion ergeben, da die 'Haltbarkeit z.B. von Lebensmitteln, Kosmetika oder Medikamenten nicht nur von **-° der Zeit, sondern auch von physikalischen Größen wie der
Umgebungstemperatur, der Bestrahlung mit Licht oder anderen Energiestrahlen., der Feuchtigkeit oder auch der Einwirkung chemischer Stoffe abhängt, sollte der VerfallsZeitpunkt ver¬ änderbar sein. Auch kann sich z.B. bei Lebensmitteln der 0 Verfallszeitpunkt im Sinne einer Verlängerung der Haltbarkeit verschieben, wenn eine entsprechende Kältelagerung gewähr¬ leistet ist. Andererseits kann es erforderlich sein, bei Überschreiten bestimmter Grenzwerte z.B. der Temperatur oder der Feuchtigkeit eine sofortige Unbrauchbarkeit anzuzeigen.
25
Andere Stoffe oder Geräte sind erschütterungs- oder Lage¬ empfindlich, was ebenfalls Einfluß auf den VerfallsZeitpunkt haben sollte.
30 Der Erhaltungszustand eines Lebensmittels ist darüberhinaus keine lineare Funktion der Zeit, sondern nimmt auch bei richtiger Lagerung z.B. durch das exponentielle Wachsen von Bakterien überproportional schnell ab. So entsprichtes nicht den tatsächlichen Gegebenheiten, daß Lebensmittel ab einem
35 bestimmten Zeitpunkt automatisch wertlos sind, sondern es lassen sich Zeitpunkte angeben, ab denen ein rascher Verbrauch empfehlenswert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Verfallsindikator zu schaffen, dessen Verfallszeitpunkt nicht nur vom Ablauf einer bestimmten Zeitperiode abhängt, sondern bei dem je nach Bedarf physikalische Größen wie Temperatur, Bestrahlung, Feuchtigkeit und dergl. berücksichtigt werden.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die im Anspruch 1 angegebene Lösung beruht auf dem bekannten Prinzip, bei dem ein Zähler taktgesteuert wird, also eine bestimmte Anzahl von Taktimpulsen einer bestimmten Zeitperiode entspricht. Um nun nicht nur eine Zeitabhängigkeit zu erreichen, kann die Taktfrequenz in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe beeinflußt werden. Dies kann z.B. mit einem Teiler erreicht werden, der die Frequenz der dem Zähler zugeführten Impulse teilt. Zweckmäßigerweise sollte der Teiler einen bestimmten Arbeitsbereich aufweisen, in dem der frühestmögliche und der spätestmögliche Verfallszeitpunkt liegen. Unabhängig von diesem Arbeitsbereich kann zweck¬ mäßigerweise ein Zählstand vorgesehen werden, bei dem unabhängig von der möglichen Veränderung des Verfallszeit¬ punkts nach einem bestimmten Zeitablauf ein Anzeigesignal erzeugt -. wird, das den Verfall signalisiert.
Die im Anspruch 2 vorgeschlagene Lösung beruht darauf, daß der Ladezustand* bestimmter Energiespeicher wie Batterien, Akkumulatoren und Kondensatoren zeitabhängig ist, dieser Zusiand also zur Verwirklichung eines Verfallsindikators genutzt werden kann. Entlädtman einen derartigen Energie- Speicher über einen elektrischen Verbraucher, dann lassen sic -je nach Anfangsladezustand und Größe des Verbrauchers bestimmte Zeitabläufe erfassen. Der elektrischeVerbraucher kann wiederum von einer bestimmten physikalischen Größe abhän sein. Derartige steuerbare elektrische Verbraucher können z.B. bipolare Transistoren sein, deren Kollektor/Emitter-Widerstan über die Basis gesteuert wird, oder MOSFETs , deren Drain/Sour Widerstand über die GATE-Elektrode steuerbar ist. Je kleiner der Widerstandswert ist, desto schneller erfolgt die Energie- entna e. Bei Eintritt eines unzulässigen Wertes, z.B. bei Lebensmitteln, die einer zu hohen Temperatur ausgesetzt wurde wird der Energiespeicher schlagartig entladen. Der Arbeitsber eines derartigen Energiespeichers wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß zum möglichen Verfallszeitpunkt noch eine bestimmte Restenergie vorhanden ist, die ausreicht, um ein Anzeigesignal auszulösen. Für solche Anzeigen eignen sich besonders LCD-Elemente, mit denen ein Farbumschlag und/oder eine Symbolanderung verwirklicht werden kann. Zweckmäßigerwei verwendet man eine bistabile Anzeigeeinrichtung, die bei Erreichen des Verfallszeitpunkts in den stabilen Zustand übergehen und damit unabhängig von der vorhandenen Restenergi eine Anzeige ermöglicht.
Soll ein solcher Indikator wiederverwendbar sein, muß der EnergieSpeicher z.B. in Form eines Akkumulators wieder aufladbar sein. Für eine kontaktlose Ladung kann der Energiespeicher mit der Reihenschaltung eines Gleichrichters und einer Spule parallelgeschaltet werden. Ein der Spule von außen induziertes Wechsel-Magnetfeld dient dann zur Wiederaufladung. Dauer und Intensität des Magnetfeldes bestimmen die gespeicherte Energie. Derartige Spulen können sehr dünn als gedruckte Spulen ausgeführt werden und eignen sich .daher für biegsame Indikatoren, die auf gewölbten Oberflächen aufgebracht werden müssen. Auch die anderen Elemente eines solchen Indikators können ausreichend mechanisc flexibel gestaltet werden. Es sind auch LCD-Anzeigeelemente bekannt, die biegsam sind. Hierzu werden Ober- und Unterseite nicht aus Glas, sondern aus Kunststoff hergestellt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 5 beispie weise erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektronischen
Verfallsindikators unter Verwendung eines taktgesteuerten Zählers ,
Fig. 2 den grundsätzlichen Aufbau der beim Indikator der Fig. 1 verwendeten
Elektronik, und
Fig. 3, 4 und 5 Blockschaltbilder von unter Verwendung eines Energiespeichers arbeitenden Verfallsindikators .
Der Verfallsindikator der Fig. 1 hat einen Oszillator 3, der ein Taktsignal erzeugt, das einer Elektronik 5 zugeführt wird, die einen Zähler 6 (Fig. 2 ψ enthält, der nach Ablauf einer einstellbaren Zeitperiode an einer Anzeigeeinrichtung 1 ein Signal auslöst. Die Elektronik 5 enthält auch eine Auswerteschaltung 8, die von Sensoren 4 erzeugte Signale in Abhängigkeit von in einem Speicher 9 gespeicherten Informationen und Befehlen auswertet. Auf diese Weise ist es z.B. möglich, daß das von einem Temperatursensor erzeugte Signal dahingehend ausgewertet wird, daß die Frequenz der Taktimpulse des Oszillators 3 erhöht wird. Dadurch verschiebt sich der Verfallszeitpunkt entsprechend, so daß die Anzeigeeinrichtung zu einem früheren Zeitpunkt ein
Alarmsignal auslösen kann. Die Energieversorgung des Indikators * sowie einen vorgeschalteten Teiler 7 - 6 -
erfolgt durch eine gemeinsame Stromversorgung 2.
Bei dem in'Eig. 3 gezeigten Verfallsindikator dient die eigentliche Stromversorgung in Form des Energiespeichers 9 unmittelbar dazu, den Verfallszeitpunkt zu erfassen.
Der Energiespeicher 9 arbeitet über eine Sicherung 12 auf einen steuerbaren Widerstand 10, der über eine Steuerleitung 11 in Abhängigkeit von einer bestimmten physikalischen
Größe veränderbar ist. Sobald die Energie des Speichers 9 einen bestimmten Restwert erreicht hat, kann eine nicht . gezeigte Anzeigeeinrichtung ausgelöst werden, um den VerfallsZeitpunkt zu signalisieren. Die Sicherung 12. dient dazu, eine Wiede inbetriebnahme und damit eine unerlaubte Manipulation des Verfallsindikators zu verhindern.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der steuerbare Widerstand 10 zusätzlich einen Schalter 13 enthält, so daß statt einer ständigen Entladung nur eine von der Dauer des geschlossenen Zustands des Schalters abhängige Entladung erfolgt, sich also eine entsprechende Verlängerung der Entladezeitperiode ergibt.
Fig. 5 zeigt die Möglichkeit der Wiederaufladung des Energiespeichers 9 über die Reihenschaltung eines Gleichrichters 15 und' einer Spule 14, in der zur Aufladung ein Wechsel-Magnetfeld induziert werden kann.

Claims

Elektrischer VerfallsindikatorPatentansprüche
1. Elektrischer Verfallsindikator mit wählbarem Startzeitpunkt und definiertem Verfallszeitpunkt, bestehend aus einer Einrichtung, deren Zustand sich zeitabhängig ändert, die bei Erreichen des Verfallszeitpunktes ein Anzeigesignal liefert und deren Verfallszeitpunkt durch wenigstens eine bestimmte physikalische Größe beeinflußbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zeitabhängige Einrichtung als taktgesteuerter Zähler (6) mit einstellbarer Verfallszeit ausgebildet ist, dessen Taktfrequenz in Abhängigkeit von der physikalischen Größe steuerbar ist.
2. Elektrischer Verfallsindikator mit wählbarem Startzeitpunkt und definiertem Verfallszeitpunkt, bestehend aus einer Einrichtung, deren Zustand sich zeitabhängig ändert, die bei Erreichen des Verfallszeitpunktes ein Anzeigesignal liefert und deren Verfallszeitpunkt durch wenigstens eine bestimmte physikalische Größe beeinflußbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zeitabhängige Einrichtung als elektrischer Energiespeicher (9) ausgebildet ist, der zeitabhängig über einen von der physikalischen Größe abhängigen elektrischen Verbraucher (10) entladen wird.
ERSATZBLATT ■1 3. Verfallsindikator nach Anspruch 1 , g e k e n n z e i c h n e t durch dem Zähler (6) vorgeschalteten Teiler (7) dessen Teilungs¬ faktor in Abhängigkeit von der physikalischen Größe veränder-
° bar ist.
4. Verfallsindikator nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Teiler (7) einen bestimmten, vom möglichen Verfallszeit- Iβ punkt abhängigen Arbeitsbereich hat.
5. Verfallsindikator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zähler (6) einen wählbaren Zählstand hat, bei dem das ■■-5 Anzeigesignal unabhängig von der physikalischen Größe ausge¬ löst wird.
6. Verfallsindikator nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß 0 bei Erreichen eines bestimmten Entladezustands des Energie- Speichers (9) das Anzeigesignal ausgelöst wird, der so ge¬ wählt ist, daß die verbleibende Restenergie ausreicht, um das Anzeigesignal zu halten.
2° 7. Verfallsindikator nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Anzeigesignal von einer bistabilen Einrichtung erzeugt wird, die bei Erreichen des bestimmten Entladezustands des Energiespeichers in den stabilen Zustand übergeht. 0
8. Verfallsindikator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verbraucher (10) mit einem zeitabhängigen Schalter (13) in Reihe geschaltet ist. 5
9. Verfallsindikator nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Energiespeicher (9) wiederauf ladbar ist.
ERSATZBLATT
10. Verfallsindikator nach Anspruch 6 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Energiespeicher (9) zur kontaktlosen Wiederaufladung der Reihenschaltung eines Gleichrichters (15) und einer Spule (14) parallelgeschaltet ist.
11. Verfallsindikator nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verbraucher (10) als Transistor ausgebildet ist.
12. Verfallsindikator nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Energiespeicher (9) als Batterie ausgebildet ist.
13. Verfallsindikator nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Energiespeicher (9) als Kondensator ausgebildet ist.
ERSATZBLATT
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