Beschreibung

Einrichtung zur Erfassung einer unzulässigen über- oder Unterschreitung einer einem temperatursensiblen Gegenstand zu- geordneten Maximal- oder Minimaltemperatur

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung einer unzulässigen über- oder Unterschreitung einer einem temperatursensitiven Gegenstand zugeordneten Maximal- oder Minimal- temperatur.

Verschiedenartigste Gegenstände oder Produkte wie beispiels ^¬ weise Lebensmittel oder Medikamente haben häufig eine zeit ^¬ lich begrenzte Haltbarkeit. Diese maximale Haltbarkeitsdauer kann im Normalfall aber nur dann ausgeschöpft werden, wenn das Produkt nicht bei zu hoher oder niedriger Temperatur gelagert oder transportiert wird. In diesem Zusammenhang ist es nun wichtig, zu erkennen, ob ein Produkt stets in den ver ^¬ langten klimatischen Bedingungen gelagert und transportiert wurde, oder ob sich die Lagerungs- oder Transportbedingungen so geändert haben, dass das Produkt zu hohen oder niedrigen Temperaturen, die seine Eigenschaften beeinträchtigen können, ausgesetzt war. Das Problem einer Erfassung der klimatischen Lagerungs- oder Transportbedingungen stellt sich jedoch nicht nur auf dem Bereich der Lebensmittel oder der Medikamente, sondern bei einer Vielzahl anderer Waren auch, beispielsweise elektronischer Gerätschaften oder dergleichen. Dabei spielt die Erfassung der Temperatur, der das einzelne Produkt ausge ^¬ setzt ist, eine wichtige Rolle, um den tatsächlichen mögli- chen Zustand des einzelnen Gegenstandes erfassen zu können.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Erfas ^¬ sungseinrichtung anzugeben, die es ermöglicht, produktindividuell einen unzulässigen Temperatureinfluss, der produktschä- digend sein kann, auf sichere Weise zu erfassen und erkennen zu können.

Zur Lösung dieses Problems ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, die am Gegenstand anzubringen ist und ein elektronisch auslesbares Speicherelement, insbesonde ^¬ re einen RFID-Chip, mit wenigstens einer Speicherzelle sowie einen der Speicherzelle zugeordneten temperatursensitiven

Sensor aufweist, welcher Sensor bei einer unzulässigen überoder Unterschreitung einer sensorspezifischen Solltemperatur eine irreversible Zustandsänderung erfährt, wobei der ausles ^¬ bare Speicherzelleninhalt in Abhängigkeit des Sensorzustands variiert.

Zur individuellen Temperaturüberwachung wird die erfindungsgemäße Einrichtung zunächst am zu überwachenden Gegenstand, sei es ein Lebensmittel, ein Medikament oder dergleichen, an- gebracht, so dass kontinuierlich und unmittelbar am Gegens ^¬ tand die Temperaturkontrolle erfolgt. Zum Auslesen einer et ^¬ waigen, eine unzulässige Temperaturüberschreitung oder -unterschreitung anzeigenden Information nutzt die erfindungsgemäße Einrichtung ein Speicherelement, zweckmäßigerweise einen RFID-Chip, der als bekanntes Element ein Informationsträger ist, dessen gespeicherte Information im Bedarfsfall über ein Lesegerät ausgelesen werden kann. Dabei sind RFID-Chips mit einer eigenen integrierten Leistungsversorgung bekannt, die den Sendebetrieb im Lesefall ermöglicht. Alternativ sind auch RFID-Chips bekannt, die einen entsprechenden Schwingkreis aufweisen, in den von außen über das Lesegerät Energie induziert werden kann, die dem übertragungsbetrieb dient. Auch andere Speicherelemente sind grundsätzlich verwendbar, wenngleich im Folgenden exemplarisch ein RFID-Chip beschrieben wird.

Ein solcher RFID-Chip weist üblicherweise einen Speicher mit einer Vielzahl separater Speicherzellen auf, in die unterschiedlichste Produktinformationen wie Seriennummer, Herstel- lungsdatum etc. eingespeichert sind. Eine einzige einer sol ^¬ chen Speicherzelle wird nun erfindungsgemäß als Informations ^¬ zelle betreffend den bezogen auf die thermische Vergangenheit des Produktes gegebenen Produktzustand verwendet. Dieser

Speicherzelle zugeordnet ist ein temperatursensitiver Sensor, dem eine produktspezifische Maximal- oder Minimaltemperatur zugeordnet ist. Handelt es sich bei dem Produkt beispielswei ^¬ se um ein Medikament, das eine bestimmte Temperatur nicht überschreiten darf, so ist dem temperatursensitiven Sensor eine Maximaltemperatur, die eben dieser Temperatur entspricht, zugeordnet. Der temperatursensitive Sensor ändert nun irreversibel seinen Zustand, wenn die Maximaltemperatur durch die Umgebungstemperatur, der das Produkt ausgesetzt ist, überschritten wird. Der Sensorzustand ist das definie ^¬ rende Kriterium für den Speicherzelleninhalt, also die Infor ^¬ mation in der einen zugeordneten Speicherzelle oder dem gegebenenfalls aus mehreren Zellen bestehenden Speicherabschnitt. Wird beispielsweise die Maximaltemperatur nicht überschrit- ten, ist also die thermische Kette nicht unzulässigerweise unterbrochen worden, so ist in der Speicherzelle beispiels ^¬ weise eine „0" eingeschrieben, was beim Auslesen über ein Lesegerät sofort erfasst werden kann, das Produkt ist also „thermisch einwandfrei". Bei einer überschreitung und einer irreversiblen Sensorzustandsänderung ist in der Speicherzelle beispielsweise eine „1" eingeschrieben, was über das Lesege ^¬ rät erfasst werden kann und das Produkt dann beispielsweise ausgesondert werden kann, nachdem seine Qualität nicht mehr sichergestellt ist. Unter dem Begriff „Speicherzelle" ist grundsätzlich ein Speicherbereich oder Speicherabschnitt zu verstehen, in dem eine erfindungsgemäß relevante Information, in welcher Form oder Struktur auch immer, abgespeichert ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung lässt damit wie beschrieben eine unmittelbar am einzelnen Produkt oder dem einzelnen Gegenstand erfolgende Temperaturüberwachung auch auf lange Zeit hin zu. Die Verwendung eines RFID-Chips als eines der zentra ^¬ len Einrichtungselemente bietet die Möglichkeit zum einfachen Informations- bzw. Datenaustausch und nutzt eine hinlänglich bekannte Technik. Der temperatursensitive Sensor schließlich, dessen Zustand erfindungsgemäß temperaturabhängig ist und sich mit der Temperatur irreversibel ändert, lässt darüber hinaus die sehr sichere exakte Erfassung einer unzulässigen

Temperaturbeeinflussung zu. Eine aufwändige Datenerfassung über die tatsächlich gemessenen Temperaturen, Messzeitpunkte etc. ist mit dem erfindungsgemäßen Sensor nicht erforderlich, vielmehr kommt es für eine sichere Qualitätserfassung allein darauf an, dass eben eine unzulässige Temperaturüber- oder

-unterschreitung erfolgt ist, weshalb ein derart einfach aus ^¬ geführtes und in seinem Zustand nicht mehr variierbares bzw. manipulierbares Sensorelement zum Einsatz kommt.

Zentrales Element ist wie oben ausgeführt der temperatursen ^¬ sitive Sensor, der eine irreversible Zustandsänderung in Abhängigkeit der tatsächlich herrschenden Temperatur erfahren kann. Hier sind unterschiedliche Sensorausgestaltungen denkbar. Nach einer ersten Erfindungsalternative kann der Sensor bei einer über- oder Unterschreitung der sensorspezifischen Solltemperatur irreversibel zerstört werden, das heißt, es erfolgt eine mechanische Sensorzerstörung, die den letztend ^¬ lich in die eine oder die mehreren Speicherzellen eingeschriebenen Speicherinhalt definiert. Bei dieser Erfindungs- ausgestaltung wird also der Sensor, der beispielsweise die

Form eines sehr dünnen elektrischen Leiters aufweist, der mit dem Speicher oder direkt der Speicherzelle gekoppelt ist, mit überschreiten der zugeordneten Soll-Temperatur irreversibel zerstört und mithin die Leitungsverbindung unterbrochen. Eine Alternative ist darin gegeben, dass der Sensor bei überschreiten der sensorspezifischen Solltemperatur seine elektrische Leitfähigkeit ändert und es beispielsweise zu einer extremen Widerstandserhöhung kommt. Die Leitereigenschaften ändern sich also von gut leitend bei Temperaturen unterhalb der Solltemperatur bis hin zu extrem schlecht leitend bei

überschreiten der Temperatur, wobei der übergang zwischen den unterschiedlichen Leitfähigkeits- bzw. Widerstandszuständen an der Solltemperaturschwelle sehr scharf ist.

Unabhängig von der Ausgestaltung des Sensors hinsichtlich seiner irreversiblen Zustandsveränderbarkeit weist der Sensor zweckmäßigerweise einen in eine temperatursensitiven Masse eingebetteten Leiter auf, welche Masse bei einer über- oder

Unterschreitung der Solltemperatur einen Phasenwechsel vornimmt, wobei der Leiter freigelegt wird, womit die Zustands- änderung einhergeht. Nach dieser Erfindungsausgestaltung ist also der Sensor bzw. dessen Leiter in einer Masse gekapselt. Die Masse ist eine solche, die einen Phasenwechsel vornehmen kann, wobei dieser Phasenwechsel bei der Solltemperatur eintritt. Dieser Phasenwechsel erfolgt beispielsweise von fest zu flüssig. Wird beispielsweise bei einem keiner hohen Tempe ^¬ ratur aussetzbaren Produkt die zugeordnete Maximaltemperatur überschritten, so entspricht diese Maximaltemperatur der zugeordneten Sensor-Solltemperatur. Mit Erreichen der Solltemperatur setzt der Phasenwechsel ein, die Masse ändert ihren Zustand von fest zu flüssig und gibt dabei den Leiter frei. Mit dem Freilegen des Leiters setzt dann umgehend auch die Zustandsänderung ein, die wie vorstehend beschrieben in unterschiedlicher Weise erfolgen kann. Als eine solche Masse sind unterschiedlichste Massen denkbar, wie beispielsweise ein Wachs, das bei einer bestimmten Solltemperatur von seinem ausgehärteten Zustand in einen flüssigen Zustand übergeht. Denkbar ist auch die Verwendung von Wasser zur Erfassung einer 0 °C-überschreitung, wobei hier das Wasser bei überschreiten der 0°-Grenze schmilzt. Zur Erfassung niedrigerer Temperaturen unter 0 ⁰ C sind Wasser-Salz-Gemische als Masse denkbar. Für die Erfassung sehr tiefer Temperaturen von -7O ⁰ C wären auch kristalliner Stickstoff, der bei einer überschreitung der zugeordneten Solltemperatur verdampft, verwendbar. Für die überwachung hoher Temperaturen oberhalb von 50 ⁰ C ist beispielsweise Bitumen verwendbar, der ebenfalls einen Pha ^¬ senwechsel von fest nach flüssig vornimmt. Diese Aufzählung ist nicht abschließend, selbstverständlich sind auch unterschiedlichste andere Phasenwechselmassen verwendbar, die hinreichend scharfe Phasenwechseltemperaturen aufweisen, so dass mit Erreichen bzw. über- bzw. Unterschreiten der zugeordneten Solltemperatur auch sicher der Phasenwechsel und damit die Zustandsänderung erfolgt.

Wie bereits beschrieben, ist eine Möglichkeit einer irrever ^¬ siblen Zustandsänderung die der Leiterzerstörung. Dabei kann

in einem solchen Fall die Masse den Leiter mechanisch stabilisieren, welcher Leiter nach dem Freilegen, wenn also die Masse beispielsweise aufgeschmolzen ist, stabilitätsbedingt reißt. Dieses Reißen kann noch durch ein den Leiter mecha- nisch belastendes Gewicht unterstützt werden, welches Gewicht bzw. welche Kraft bei „intakter" stabilisierender Masse von dieser kompensiert ist, jedoch bei Aufschmelzen der Masse auf den Leiter wirkt und diesen zerbricht.

Alternativ zur mechanischen Zerstörung steht wie beschrieben die Leitfähigkeitsänderung. In einem solchen Fall ist der Leiter zweckmäßigerweise samt Masse in einer gasgefüllten Umhüllung angeordnet, wobei das Gas mit dem freigelegten Leiter unter änderung seines Zustands reagiert. Wird also der Leiter mit Aufschmelzen der „isolierenden" Masse freigelegt, so wird er der aggressiven Gasumgebung ausgesetzt, welches Gas unmit ^¬ telbar mit dem Leiter reagiert, so dass dieser eine chemisch induzierte Widerstandsänderung erfährt. Je nach verwendetem Leitermaterial ist natürlich ein entsprechendes, aggressives Gas zu verwenden, das die erforderliche Reaktion einleitet.

Alternativ zur Verwendung eines besonderen Gases als Reaktionspartner für den Leiter ist es natürlich auch denkbar, den Leiter aus einem Material zu fertigen, das bei Freilegen des Leiters unter änderung seines Zustands, also seiner elektri ^¬ schen Leitfähigkeit, mit der Umgebungslust reagiert. Hier ist also der Leiter über die „intakte" Masse gegenüber der Umge ^¬ bungsluft isoliert. Mit Freilegen des Leiters kommt das me ^¬ tallische Leitermaterial mit der Luft in Kontakt und reagiert mit dem Luftsauerstoff, so dass es auch in diesem Fall zu ei ^¬ ner chemischen Widerstandsänderung kommt. Als ein solches Material wäre beispielsweise Natrium denkbar, das sehr aggres ^¬ siv mit Luftsauerstoff reagiert.

Mitunter ist eine nur sehr kurzzeitige überschreitung der zugeordneten Maximaltemperatur bzw. Unterschreitung der zugeordneten Minimaltemperatur für das Produkt nicht schädlich. Das heißt, dass auch der Sensor bzw. die Einrichtung eine ge-

wisse Trägheit aufweisen sollte, damit nicht jede noch so kurze über- oder Unterschreitung sofort zu einem entsprechenden Eintrag in den Speicher bzw. die Speicherzelle führt, wenngleich die Zeitdauer der Temperaturänderung in keinem Fall schädlich für die Produkteigenschaften oder die Produktqualität war. Zu diesem Zweck ist vorteilhaft die Menge der den Leiter einbettenden Masse derart gewählt, dass bis zum Freilegen des Leiters eine definierte Zeit vergeht. Die Menge der den Leiter umgebenden Masse wird also so gewählt, dass es je nach tatsächlich gegebener Umgebungstemperatur eine bestimmte Zeit dauert, bis die Masse den Phasenwechsel vornimmt bzw. dieser unter Freilegen des Leiters abgeschlossen hat. Ist der Leiter, beispielsweise ein sehr feines Golddrähtchen, in einer Wachshülle eingebettet, so kann je nach Durchmesser dieser Wachshülle die Zeitspanne, die bei einer gegebenen Um ^¬ gebungstemperatur bis zum Aufschmelzen und Freilegen des Leiters vergeht, variiert werden. Denn eine dicke Umhüllung braucht zwangsläufig länger zum Aufschmelzen und Freilegen des Leiters als eine dünne Umhüllung, bezogen auf dieselbe Temperatur. Je höher die Umgebungstemperatur ist, um so schneller schmilzt natürlich die jeweilige Umhüllung auf, so dass auch deutliche Maximaltemperaturüberschreitungen zu einem gegenüber geringen Temperaturüberschreitungen frühzeitigen Einschreiben einer entsprechenden Information in den Speicher bzw. die Speicherzelle führt.

Eine alternative Sensorausführung zu der oben beschriebenen, eine den Leiter umhüllende Masse aufweisenden Ausgestaltung sieht demgegenüber vor, dass der Sensor einen Leiter mit ei- nem Leiterabschnitt aus einer Formgedächtnislegierung aufweist, die bei einem temperaturbedingten Formwechsel bei Erreichen der Solltemperatur den Leiter öffnet. Hier macht man sich den Formgedächtnis- oder Memory-Effekt verschiedener Me ^¬ talle zu Nutze. Solche Metalle zeigen üblicherweise einen Ein-Weg-Effekt , der dadurch bedingt ist, dass bei einem über ^¬ schreiten einer Phasenwechseltemperatur ein übergang von einem Martensit-Gefüge in ein Austenit-Gefüge einsetzt und der Leiter eine ihm aufgeprägte Form einnimmt. Diesen Effekt

nutzt diese Erfindungsausgestaltung dahingehend, dass mit dem Einnehmen dieser aufgeprägten Form durch den thermisch induzierten Phasenwechsel der Sensorleiter geöffnet wird und es mithin zum entsprechenden Eintrag der Speicherinformation kommt. Dieser Effekt ist irreversibel, nachdem eine Rück ^¬ stellkraft zum erneuten Schließen des Leiters nicht vorhanden ist .

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er- geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines eine erfindungsgemäße Einrichtung aufweisenden Gegenstands nebst Leseein- richtung für die erfindungsgemäße überwachungseinrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Prinzipdarstellung der zentralen

Komponenten der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform eines temperatursensiti ^¬ ven Sensors,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines temperatursensi- tiven Sensors,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform eines temperatursensi ^¬ tiven Sensors, und

Fig. 6 eine vierte Ausführungsform eines temperatursensi ^¬ tiven Sensors.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung 1, die an ei ^¬ nem Gegenstand 2, hier beispielsweise ein Medikament, das in einem Medikamentenröhrchen eingebracht ist, angeordnet ist. Bei der Einrichtung 1 handelt es sich um ein Speicherelement in Form eines RFID-Chips, der über eine Leseeinrichtung 3 elektronisch auslesbare Informationen eingespeichert hat, die

unterschiedlichster Natur sein können. Bei diesen kann es sich um Produktinformationen wie beispielsweise eine Seriennummer, ein Herstellungsdatum, eine Chargennummer etc. handeln. Eben diese Eigenschaften kann der RFID-Chip der erfin- dungsgemäßen Einrichtung gleichermaßen aufweisen, zentral ist jedoch, dass der RFID-Chip Teil einer Temperaturerfassungs ^¬ einrichtung ist, worauf nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 eingegangen wird.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung 1 in Form einer detaillierteren Prinzipdarstellung, wobei hier selbstverständlich nur die wesentlichen Komponenten dargestellt sind. Gezeigt ist zum einen der RFID-Chip 4, bestehend aus dem Steuer- und Speicherteil 5, einem zugeordneten elektromagne- tischen Schwingkreis 6 sowie einer Antenne 7. Der Steuer- und Speicherabschnitt 5 weist im gezeigten Beispiel eine Vielzahl separater Speicherzellen 8 auf, von denen hier exemplarisch nur einige wenige dargestellt sind. In diesen ist beispiels ^¬ weise die Seriennummer oder eine sonstige zu übertragende In- formation eingespeichert. Der Schwingkreis 6 dient zur Ener ^¬ gieerzeugung, die benötigt wird, um die gewünschten Informa ^¬ tionen über die Antenne 7 auszusenden. über ein äußeres e- lektromagnetisches Wechselfeld wird der Schwingkreis 6 in Re ^¬ sonanz gebracht. Die dabei aufgenommene bzw. erzeugte Energie wird benutzt, um einen mit dem Inhalt der Speicherzellen 8 modulierten HF-Puls über die Antenne 7 auszusenden. Dieses Wechselfeld kann über die in Fig. 1 gezeigte Leseeinrichtung 3 erzeugt werden, die gleichzeitig zum Empfang der ausgesendeten Speicherinformation dient und die diese Speicherinfor- mation an eine Auswerteeinrichtung weiterleitet. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen RFID-Chips ist hinlänglich be ^¬ kannt .

Der hier erfindungsgemäß verwendete RFID-Chip 4 weist ferner eine weitere Speicherzelle 9 auf, deren Speicherinhalt aus ^¬ schließlich dazu dient, anzugeben, ob die Einrichtung 1 und mit ihr der zugeordnete Gegenstand, an dem sie unmittelbar angeordnet ist, hier also beispielsweise das Medikament 2,

einer unzulässig hohen Temperatur ausgesetzt wurde, so dass die Gefahr einer temperaturbedingten Eigenschafts- oder Qualitätsbeeinflussung des Produktes gegeben sein kann. Um die Temperaturerfassung zu ermöglichen und gleichzeitig erfas- sungsbedingt den Speicherzelleninhalt der Speicherzelle 9 entsprechend einzustellen, ist ein temperatursensitiver Sensor 10 vorgesehen, der in dem zweiten gestrichelten Kästchen über den exemplarisch als Schalter 11 dargestellten Teil gezeigt ist. Der Sensor 10 ist mit dem Steuer- und Speicherteil 5 gekoppelt, gegebenenfalls direkt mit der Temperatur-Spei ^¬ cherzelle 9. Der Sensor 10 ist temperatursensitiv, ihm ist eine sensorspezifische Solltemperatur zugeordnet, die der zu ^¬ lässigen maximalen Produkttemperatur entspricht oder bezogen auf diese definiert wurde. über den Sensor bzw. sein Erfas- sungsergebnis wird nun der Inhalt der Speicherzelle 9 ent ^¬ sprechend programmiert .

Die Funktionsweise des Sensors 10 ist derart, dass er - nach ^¬ dem er in gleicher Weise der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist wie alle anderen Komponenten bzw. das Produkt selbst - in Abhängigkeit der herrschenden Umgebungstemperatur bei einem im Beispielsfall angenommenen überschreiten der sensorspezifischen Solltemperatur eine Zustandsänderung erfährt. Diese Zustandsänderung ist das auslösende Moment für eine änderung des Speicherzelleninhalts der Speicherzelle 9. Denn die Zu ^¬ standsänderung zeigt an, dass eine unzulässig hohe Umgebungs ^¬ temperatur gegeben ist, die sich nachteilig auf das Produkt auswirken kann. Infolgedessen muss eine entsprechende Information in die Speicherzelle 9 eingeschrieben werden, die über das Lesegerät 3 erfassbar ist. Beispielsweise sei angenommen, dass bei einer Temperatur unterhalb der sensorspezifischen Solltemperatur in der Speicherzelle eine „0" eingeschrieben ist, das Produkt ist also thermisch gesehen „unbelastet", was in Fig. 1 mit dem „+" dargestellt ist. Erfährt der Sensor 10 eine temperaturbedingte Zustandsänderung, so wird eine „1" in die Speicherzelle 9 eingeschrieben bzw. ist eine solche Spei ^¬ cherinformation auslesbar, das Produkt ist thermisch belastet, wie in Fig. 1 durch das zugeordnete Symbol „-" darge-

stellt ist. Der Anwender kann also anhand der Speicherzelleninformation sofort erkennen, ob das Produkt thermisch belastet ist, mithin also qualitativ möglicherweise beeinflusst und minderwertig ist, und folglich auszusortieren oder für den menschlichen Verzehr nicht mehr geeignet ist, oder nicht.

Die Zustandsänderung des Sensors 10 ist irreversibel, das heißt, der temperaturbedingt eingenommene Zustand kehrt sich bei einem erneuten Abkühlen nicht wieder um. Daraus resul- tiert zwangsläufig auch, dass der Speicherzelleninhalt der

Speicherzelle 9, einmal infolge der Temperaturüberschreitung auf „1" gesetzt, auch remanent gespeichert bleibt, mithin al ^¬ so ebenfalls irreversibel und damit unmanipulierbar ist. Für den Anwender bedeutet dies folglich ein Höchstmaß an Sicher- heit, da er auf diese Weise exakt und unmanipulierbar Kennt ^¬ nis darüber erhält, ob die Temperaturkette, beispielsweise eine Kühlkette oder dergleichen, zu irgendeinem Zeitpunkt seit Aufbringen der Einrichtung 1 unterbrochen wurde oder nicht. Dabei ist der Steuer- und Speicherteil 5 des in Fig. 2 gezeigten RFID-Chips 4 sehr einfach konzeptioniert , es ist lediglich eine Speicherzelle 9 hierfür vorgesehen. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, zwei oder mehr Speicherzellen als Redundanzen vorzusehen. Auf eine Speicherung des Erfassungszeitpunkts der beispielsweise unzulässigen Temperatur- überschreitung kommt es nicht zwingend an, nachdem diese In ^¬ formation für den Anwender, der letztlich nur Sicherheit über die Produktqualität haben möchte, nicht von allzu hoher Be ^¬ deutung ist. Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, dem RFID-Chip ein entsprechendes Zeitglied zuzuordnen, das auch die Erfassung und Abspeicherung des Zeitpunkts, zu dem der Sensor 10 einen unzulässigen Temperaturgang sensiert, in einen entsprechenden Speicherbereich im Steuer- und Speicherteil 5 einspeichert.

Wie beschrieben ist der Sensor temperatursensitiv und vollzieht im Bereich der zugeordneten Solltemperatur eine irreversible Zustandsänderung. Diese Zustandsänderung kann unterschiedlicher Natur sein, sie kann einerseits eine rein mecha-

nische Zustandsänderung sein, alternativ ist auch eine elektrische Zustandsänderung denkbar. Verschiedene Ausgestaltungen eines Sensors sind in den Prinzipskizzen gemäß den Figuren 3 bis 5 dargestellt.

Fig. 3 zeigt einen ersten Sensor 10, bestehend aus einem Leiter 12, der in eine Leitung 13, die zum Steuer- und Speicherteil 5 führt, geschaltet ist. Bei dem Leiter 12 handelt es sich beispielsweise um einen sehr dünnen, im Rahmen eines aus dem Bereich der Chip-Herstellung bekannten Bonding-Verfahrens angebondeten Golddraht, der extrem dünn ist. Die Drahtdicke kann beispielsweise durch ein Abheizen des angebondeten Leiters mittels eines Lasers oder eines darüber geführten Stroms oder dergleichen eingestellt werden. Der Leiter 12 ist so dünn, dass er zwar noch elektrisch leitend ist, mithin also eine dauerhafte elektrische Leitung bzw. signaltragende Ver ^¬ bindung zur Speicherzelle 9 gegeben ist, gleichwohl ist er jedoch mechanisch instabil. Der Leiter 12 ist in einer Masse 14 aufgenommen bzw. vollständig in diese eingebettet. Diese Masse 14 ist in einem festen Zustand, stabilisiert also den mechanisch instabilen Leiter 12. Die Masse 14, bei der es sich beispielsweise um ein ebenfalls temperatursensitives Wachs oder dergleichen handeln kann, vollzieht bei einer bestimmten Temperatur einen Phasenwechsel, sie ändert dabei den Zustand von fest (mechanisch stabilisierend) auf flüssig, tropft also ab und legt den Leiter 12 frei. Diese Phasenwech- seltemperatur entspricht der sensorspezifischen Solltemperatur. In Fig. 3 links gezeigt ist in Form der Prinzipskizze der Zustand, in welchem die Masse 14 den Leiter 12 vollstän- dig einhüllt und umgibt, mithin also mechanisch stabilisiert. Erhöht sich also nun die Temperatur T über die Solltemperatur T ₃ , so beginnt mit übersteigen der Solltemperatur T ₃ die Mas ^¬ se 14 aufzuschmelzen. Sie tropft ab und legt dabei den Leiter 12 frei. Der Leiter 12 wird mit zunehmender Abtropfmenge im- mer weniger von der Masse 14 fixiert und stabilisiert, bis ein Zustand erreicht ist, in dem er weitestgehend freiliegt und aufgrund seiner Instabilität sich verformt und dabei reißt. Dieser Zustand ist in Fig. 3 rechts dargestellt, wobei

unterhalb des Leiters die aufgeschmolzene, abgetropfte Masse 14 dargestellt ist, während der Leiter 12 zerrissen ist. Zur Beschleunigung des Zerreißens ist im gezeigten Beispiel am Leiter 12 ein Gewicht 15 vorgesehen, bei dem es sich bei- spielsweise um eine lokale Leiterverdickung handeln kann, welches Gewicht den Leiter hier in seiner Mitte mechanisch belastet, so dass sein Zerreißen auch in jedem Fall sicherge ^¬ stellt ist.

Diese Zustandsänderung ist ersichtlich irreversibel, denn selbst bei einem erneuten Sinken der Temperatur unter die Solltemperatur T ₃ bleibt trotz wieder in den festen Zustand übergehender Masse 14 der Leiter 12 zerrissen und mithin die Verbindung zur Speicherzelle 9 geöffnet. Mit dem öffnen die- ser Verbindung korreliert auch eine änderung des Speicherinhalts der Speicherzelle 9 von der ursprünglich eingeschriebe ^¬ nen „0" in eine „1".

Ersichtlich dauert es eine gewisse Zeit, bis die Masse 14 so- weit abgeschmolzen ist, dass der instabile Leiter 12 zerreißt, wobei an dieser Stelle darauf hinzuweisen ist, dass es sich bei der Menge der Masse 14 um eine minimale geringste Menge handelt, auch der Leiter 12 selbst ist mikroskopisch klein, nachdem die gesamte Einheit in die extrem kleine Ein- richtung 1 (die in Fig. 1 natürlich auch nicht maßstabsgetreu dargestellt ist) integriert werden soll. Das heißt, der Sen ^¬ sor 10 weist eine gewisse Trägheit auf, bis er tatsächlich die Zustandsänderung vollzieht. Diese Trägheit kann nun ge ^¬ nutzt werden, um der Speicherprogrammierung eine Zeitkompo- nente zu verleihen. Denn nicht jede überschreitung der Solltemperatur muss zwangsläufig zu einer Qualitäts- oder Eigen ^¬ schaftsänderung des Produkts führen. Eine sehr kurzzeitige überschreitung kann durchaus unproblematisch sein. Dem kann über die Menge der Masse 14 Rechnung getragen werden. Je nachdem, wie viel Masse 14 vorgesehen ist, kann es mehr oder weniger lange dauern, bis diese aufgeschmolzen ist und die mechanische Instabilität des Leiters 12 zum Zerreißen dessel ^¬ ben führt. Dies kann letztlich auch durch die Wahl des Masse-

materials variiert werden. In jedem Fall besteht auf diese Weise die Möglichkeit einer gewissen produktspezifischen An- passbarkeit eines zulässigen Zeitintervalls für eine Tempera ^¬ turüberschreitung ohne Speicherzellenveränderung.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Sensors 10. Auch hier ist in eine Leitungsverbindung 13 ein Leiter 12 geschaltet, auch hier beispielsweise ein extrem dünnes, gebon- detes Golddrähtchen . Der Leiter 12 ist wiederum in einer ihn vollständig einhüllenden Masse 14 eingebettet. Die Masse 14 wiederum ist in einer sie vollständig kapselnden Umhüllung 16 aufgenommen, die mit einem extrem reaktiven Gas 17 gefüllt ist, welches Gas sofort mit dem Leiter 12 chemisch reagiert, sofern dieser freigelegt ist.

Steigt nun die Temperatur T wieder über die Solltemperatur T ₃ , die hier wieder der Phasenwechseltemperatur der Masse 14 entspricht, so beginnt die Masse 14 abzuschmelzen. Sobald der Leiter 12 an einer Stelle freigelegt ist, siehe Fig. 4 rechts, kommt seine Oberfläche in Kontakt mit dem hoch reak ^¬ tiven Gas 17. An dieser Stelle findet also eine chemische Re ^¬ aktion statt, die dazu führt, dass sich dort lokal die elekt ^¬ rischen Eigenschaften des Leiters 12 ändern, dieser wird lokal sehr hochohmig infolge der Erzeugung der chemischen Reak- tionsprodukte, die die Leitereigenschaften ändern. Dies ist durch das in Fig. 4 rechts gezeigte Widerstandssymbol 18 dar ^¬ gestellt. Aus dem vormals extrem guten Leiter 12 wird nun infolge der temperaturbedingten Zustandsänderung ein extrem schlechter Leiter, mithin also ein Widerstand. Diese Wider- Standsänderung ist das auslösende Moment für eine änderung des Inhalts der Speicherzelle 9, die die unzulässige Tempera ^¬ turüberschreitung wiederum anzeigt. Die verwendete Kombinati ^¬ on Leitermaterial - Gas ist selbstverständlich so aufeinander abgestimmt, dass sich in sehr kurzer Zeit entsprechende wi- derstandserhöhende Reaktionsprodukte am Leiter ergeben und mithin die Zustandsänderung sehr schnell vonstatten geht.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Sensors 10, auch hier wiederum umfassend einen sehr dünnen Leiter 12, der in eine Leitungsverbindung 13 geschaltet ist, und der auch hier von einer Masse 14 umhüllt ist. Der Leiter 12 besteht hier aus einem Material, das extrem reaktiv auf Umgebungsluft reagiert und bei Kontakt mit derselben eine änderung der elektrischen Leitfähigkeit über die erzeugten Reaktionspro ^¬ dukte, also auch hier eine deutliche Widerstandserhöhung eintritt. Ein solches Material wäre beispielsweise Natrium. Steigt die Temperatur T über die Solltemperatur T ₃ , die auch hier wiederum der Phasenübergangstemperatur der Masse 14 entspricht, so schmilzt diese wiederum ab, bis der Leiter 12 an einer Stelle freigelegt ist und in Kontakt mit der Umgebungs ^¬ luft 19 bzw. dem Luftsauerstoff kommt. An genau dieser Posi- tion findet wiederum eine chemische Reaktion unter Erzeugung von Reaktionsprodukten, die widerstandserhöhend sind, statt, so dass auch hier aus dem vormals guten Leiter 12 ein schlechter Leiter mit hohem Widerstand wird, welche Zustands- änderung das auslösende Moment für eine änderung der Spei- cherzelleninformation ist. Das Funktionsprinzip des in Fig. 5 gezeigten Sensors ist also das gleiche wie das des Sensors 10, jedoch kommt hier keine separate Umhüllung und kein be ^¬ sonderes reaktives Gas zum Einsatz.

Fig. 6 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 10, der auch hier wiederum in eine Leitungsverbindung eingeschaltet ist. Der Sensor 10 besteht aus einem Leiterabschnitt 20 aus einem Formgedächtnismetall (Memorymetall) . Ein solches Metall wird häufig für Stellauf- gaben verwendet. Diese Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie in Abhängigkeit ihrer Temperatur die Form ändern können. Man erreicht dies dadurch, dass man ihnen durch geeignete Formglühung eine Vorzugsrichtung aufprägt, in welcher sich die Körner bei der temperaturbedingten Phasenumwandlung bevorzugt ausrichten. Bei dem hier verwendeten Leiterabschnitt 20 handelt es sich um einen Ein-Weg-Aktor, der bei einer Temperaturerhöhung ab Erreichen einer bestimmten Umwandlungstemperatur, die hier der sensorspezifischen Solltem-

peratur entspricht, von der Form des kalten Zustands in eine andere, nämlich die aufgeprägte Form wechselt, was durch eine Phasenänderung von Martensit zu Austernit und das Kornwachs ^¬ tum in Richtung der aufgeprägten Vorzugsrichtung geschieht. Gängige Formgedächtnis-Materialien sind beispielsweise CuAl- Ni-Legierungen und NiTi-Legierungen .

Steigt nun die Temperatur T über die Solltemperatur T ₃ , so kommt es zur Phasenumwandlung des Formgedächtnismaterials in- folge des metallurgischen Phasenwechsels, der Leiterabschnitt 20 nimmt seine eingeprägte Form ein, die hier leicht gebogen ist, siehe Fig. 6 rechts. In dieser Form öffnet sich die über den Leiterabschnitt 20 vormals geschlossene Leitung, wie in Fig. 6 rechts dargestellt ist. Die Signalleitung ist unter- brochen, der Sensor 10 hat seinen Zustand geändert, es kommt zu einer änderung des Speicherzellendatums. Nachdem es sich bei dem Leiterabschnitt 20 um einen Ein-Weg-Aktor handelt, der nur eine Formänderung in die eine Richtung bei einer Temperaturerhöhung über die Umwandlungstemperatur vornehmen kann, jedoch keine Rückstellung mehr bei einer erneuten Temperaturerniedrigung durchführt, bleibt zwangsläufig die Lei ^¬ tungsverbindung 13 auch bei einer erneut erfolgenden Temperaturerniedrigung irreversibel geöffnet, der Speicherzustand der Speicherzelle 9 ändert sich nicht mehr.

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständ ^¬ lich die obigen Ausführungsbeispiele des Sensors 10 wie auch des verwendeten RFID-Chips 4 nur exemplarischer Natur sind. Selbstverständlich können beliebig andere Sensorausgestaltun- gen verwendet werden, so lange sie sicherstellen, dass eine irreversible Zustandsänderung in Abhängigkeit der Temperatur durchlaufen wird, die zu einer entsprechenden Belegung einer Speicherzelle im RFID-Chip führt. Der in Fig. 2 gezeigte RFID-Chip ist auch lediglich exemplarischer Natur. Selbstver- ständlich wäre es auch denkbar, einen Chip mit einer von Haus

aus integrierten Leistungsversorgung oder dergleichen zu verwenden .