Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur strukturellen Überwachung eines Objekts, insbesondere für eine Messung von Längenänderungen oder Abstandsänderungen bzw. von Verformungen oder Beschädigungen eines Objekts oder von Objektsystemen.

Eine strukturelle Überwachung von Objekten ist in vielen Bereichen des täglichen Lebens vorteilhaft oder notwendig. Mit einer strukturellen Überwachung ist damit nicht unbedingt nur gemeint, dass alle Türen und Fenster in einem Gebäude aus Gründen der Sicherheit überwacht werden sollen, sondern auch eine Überwachung von z.B. Dehnungsfugen von Brücken, die Unversehrtheit von Förderbändern oder die vollständige Bestückung eines Fahrzeugs.

Möglichkeiten zur strukturellen Überwachung gibt es viele: Eine Überwachung durch den direkten Blick oder ggf. mittels einer Kamera, ein Nachmessen, oder Sensoren, z.B. Lichtschranken, Magnete und Reed-Kontakte oder Signaldrähte.

Alle diese Möglichkeiten haben den Nachteil, dass eine Auslese bzw. eine Messung stets umständlich ist. Entweder muss man sich vor Ort begeben um die Messung selber durchzuführen, oder um Sensoren zu warten oder mit neuen Energiequellen zu bestücken.

Aufgabe der Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein System und ein Verfahren zur strukturellen Überwachung von Objekten zur Verfügung zu stellen, welches mit einem Minimum an Aufwand eine optimale Überwachung erzielt.

Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 , ein Objekt nach Anspruch 7, ein Überwachungssystem nach Anspruch 9 und ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.

Ein erfindungsgemäßes System dient zur strukturellen Überwachung eines Objekts, insbesondere für eine Messung von Längenänderungen oder Abstandsänderungen bzw. von Verformungen oder Beschädigungen eines Objekts oder von Objektsystemen. Die Objekte können dabei Gebäude, z.B. Brücken, Fahrzeuge, Flugzeuge, Straßen, Aufbewahrungssysteme sein oder Förderbänder, z.B. für Gestein, insbesondere für die Erz-, Gold oder Diamantengewinnung. Das erfindungsgemäße System umfasst die folgenden Komponenten:

- eine erste Objektkomponente mit einen RFID-Transponder ausgelegt zum Senden von Daten und einer ersten Antenne, welche mit einem ersten Antenneneingang des RFID- Transponders gekoppelt ist,

- eine zweite Objektkomponente mit einer zweiten Antenne, wobei die beiden Objektkomponenten eine vordefinierte Bestimmungsposition zueinander haben und der RFID-Transponder und die zweite Antenne so an oder in den Objektkomponenten angeordnet sind, dass die zweite Antenne in der Bestimmungsposition der Objektkomponenten mit einem zweiten Antenneneingang des RFID-Transponders reversibel lösbar gekoppelt ist.

RFID-Transponder sind im Stand der Technik weitläufig bekannt. RFID (englisch: „radiofrequency identification“, auf Deutsch: „Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen“) bezeichnet eine Technologie für Sender-Empfänger-Systeme zum automatischen und berührungslosen Datenaustausch im Nahfeldbereich bzw. auch im Fernfeldbereich, insbesondere mit UHF RFID.

Typischerweise umfasst ein RFID-Transponder einen Mikrochip (oftmals mit einer Größe im Millimeterbereich) und ein Antennensystem. Eine Energiequelle ist bei passiven Transpondern nicht notwendig, da die Energieversorgung über das Antennensystem von außen durch ein RFID-Lesegerät erfolgen kann.

Ein RFID-System umfasst normalerweise eine Anzahl von RFID-Transpondern, welche jeweils zumindest Identifizierungsinformationen („Seriennummern“) enthalten und eine Anzahl von RFID-Lesegeräten zum Auslesen der Daten der RFID-Transponder (oder kurz „Transponder“). Die Kopplung eines Transponders mit einem RFID-Lesegerät geschieht durch vom RFID-Lesegerät erzeugte magnetische Wechselfelder in geringer Reichweite oder durch hochfrequente Radiowellen, mittels denen nicht nur Daten übertragen werden, sondern auch der Transponder mit Energie versorgt werden kann. Das RFID-Lesegerät enthält eine Software, die den eigentlichen Leseprozess steuert. Die Kommunikation zwischen Transpondern und RFID-Lesegeräten erfolgt in der Regel in einem definierten Frequenzbereich, der oft regionalen Bestimmungen unterworfen ist. Für die Erfindung besonders vorteilhafte Frequenzbereiche sind „Sehr hohe Frequenzen“ (UHF, 300 MHz - 3 GHz), welche durchaus eine hohe Reichweite haben können. Bei der Übertragung von Daten sendet der RFID Transponder in der Regel zunächst seine Seriennummer (UID) und ggf. danach weitere Daten mittels Lastmodulation, das heißt, er verbraucht einen Teil der Energie des Wechselfeldes. Dies kann das RFID- Lesegerät detektieren.

Das Grundprinzip der Erfindung basiert auf einer besonderen Nutzung des Antennensystems für eine Datenübertragung. Der RFID-Transponder umfasst bei dem erfindungsgemäßen System zwei Antennen (elektrische Leiter), die mit seinen Antenneneingängen gekoppelt sind. Die Antennen sind bevorzugt bandförmig, und sind insbesondere aus Metallbändern geformt, z.B. aus Edelstrahl. Alternativ können sie aus Litzen gebildet werden. Eine Antenne kann aber auch aus einem Band und die andere aus einer Litze geformt sein. Die Antennen haben bevorzugt eine Wellenform, was vorteilhaft für die Flexibilität ist. Ist eine Antenne bandförmig, so sind die Wellen bevorzugt entlang der Flächennormalen des Bandes ausgerichtet.

Die Kopplung der Antennen (Leiter) mit dem Antennenanschluss kann elektrisch leitend sein, womit nicht nur gemeint ist, dass die Leiter mit den Antennenanschlüssen verlötet sein müssen, sondern auch, dass sie einfach aufgelegt, -geklebt oder -geklemmt sein können. Die Kopplung der Leiter mit dem Antennenanschluss kann aber auch alternativ kapazitiv sein, was bedeutet, dass keine elektrische Leitung vorhanden ist, sondern Leiter und Antennenanschluss voneinander isoliert sind, z.B. durch eine dünne Schicht Klebstoff oder ein doppelseitiges Klebeband, und die Übertragung des Signals über eine Kapazität zwischen Leiter und Antennenanschluss erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Antennen mit zwei flächigen Kontakten gekoppelt (die zweite Antenne reversibel lösbar), die auf einer Leiterplatte ausgebildet sind. Diese Kontakte können z.B. Kupferkontakte auf dieser Leiterplatte sein. Dabei ist jede Antenne mit einem eigenen Kontakt gekoppelt, z.B. ist die erste Antenne mit dem Kontakt verlötet oder verschweißt und die zweite Antenne aufgelegt. Die Kontakte sind so auf der Leiterplatte angeordnet, dass sie der Anordnung der Antenneneingänge des RFID-Transponders entsprechen. Der RFID-Transponder ist bevorzugt als Klebeetikett ausgeformt, und auf die Leiterplatte aufgeklebt, so dass die Antenneneingänge über den beiden Kontakten liegen. Da die Antennen mit den Kontakten gekoppelt sind, ist es bevorzugt, dass der RFID-Transponder auf derjenigen Seite der Leiterplatte aufgeklebt ist, die den Kontakten abgewandt ist. Die Kopplung zwischen Kontakten und Antenneneingängen erfolgt in diesem Fall kapazitiv. Das System ist bevorzugt verkapselt, insbesondere für eine Anwendung in einem Förderband. Er kann dazu in ein Kunststoffmaterial eingegossen sein (z.B. identisch mit dem Kunststoffmaterial eines Förderbandes) oder zwischen Klebebändern, insbesondere Kaptonbändern, verklebt sein. Die zweite Antenne kann dabei getrennt vom restlichen System gekapselt sein.

Das erfindungsgemäße System zeichnet sich dadurch aus, dass die funktionalen Komponenten RFID-Transponder und Antennen auf eine besondere Weise in (oder an) einem Objekt integriert sind. Ein geeignetes Objekt kann z.B. ein Förderband, ein Fahrzeug oder ein Gebäude sein und weist mindestens zwei Objektkomponenten auf. Diese Objektkomponenten können durchaus als zwei unterschiedliche Elemente erkennbar sein, wie z.B. eine Halterung und ein gehaltenes Objekt, oder eine Tür und ihr Rahmen, dies muss jedoch nicht unbedingt sein. Die Objektkomponenten können durchaus auch über eine Schwächungsline miteinander verbunden sein, z.B. eine Dehnungsfuge, die zwei Teile eines Bauwerks (die Objektkomponenten) miteinander verbindet oder auch eine Verbindungsnaht. Da das Verfahren die Struktur des Objekts überwachen soll, kann auch alleine die Stelle, an der Überwacht wird, die Objektkomponenten definieren. Dort wo sich der RFID-Transponder mit der ersten Antenne befindet, ist die erste Objektkomponente und dort wo sich die zweite Antenne befindet, ist die zweite Objektkomponente. Beispielsweise kann eine Naht in einem Förderband überwacht werden. Die jeweiligen Endstücke des Förderbandes diesseits und jenseits dieser Naht sind dann die beiden Objektkomponenten auch wenn man die Naht optisch nicht mehr erkennen kann.

Die beiden Objektkomponenten haben eine vordefinierte Bestimmungsposition zueinander und liegen dort insbesondere benachbart zueinander. Zwar ist letzteres nicht unbedingt notwendig, jedoch sollte beachtet werden, dass der RFID-Transponder in der einen Objektkomponente und die zweite Antenne in der anderen Objektkomponente so an den Objektkomponenten angeordnet sind, dass die zweite Antenne in der Bestimmungsposition der Objektkomponenten mit einem zweiten Antenneneingang des RFID- T ransponders reversibel lösbar gekoppelt ist.

Der Ausdruck „reversibel lösbar“ bedeutet, dass eine Lösung und Wiederherstellung der Kopplung zum RFID-Transponder durch eine einfache Bewegung (ohne Reparatur) möglich ist. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die zweite Antenne nicht fest mit dem zweiten Antenneneingang des RFID-Transponders verbunden ist, sondern dort nur aufliegt. Auch durch Aufliegen kann eine elektrisch leitende Kopplung erreicht werden, zumindest aber eine kapazitive. Es ist wichtig, dass die zweite Antenne bei einer Relativbewegung der beiden Objektkomponenten vom Antenneneingang des RFID-Transpon- ders nicht abreißt, sondern danach auch wieder normal koppeln kann.

Beispielsweise können bei der Überwachung der Verbindungsnaht eines Förderbandes der RFI D-T ransponder mit der ersten Antenne diesseits und die zweite Antenne jenseits der Verbindungsnaht so in der Struktur des Förderbandes eingebracht sein (z.B. eingeschmolzen) oder auf diese aufgeklebt sein, dass die zweite Antenne über die Verbindungsnaht hinweg leitenden oder kapazitiven Kontakt zum Antenneneingang des RFID- Transponders hat. Bei der Überwachung einer Tür oder eines Fensters ist der eine funktionale Teil (z.B. der RFID-Transponder mit der ersten Antenne) im Rahmen angeordnet und der andere funktionale Teil (z.B. die zweite Antenne) an oder in dem Türblatt bzw. dem Fenster angeordnet, so dass die zweite Antenne bei geschlossenem Zustand der Tür bzw. des Fensters leitenden oder kapazitiven Kontakt zum Antenneneingang des RFID- Transponders hat. Bei der Überwachung der Anwesenheit von Objektkomponenten, z.B. Notfallkoffern oder Schwimmwesten, ist der eine funktionale Teil (z.B. der RFID- Transponder mit der ersten Antenne) in der Halterung dieser Objektkomponente angeordnet und der andere funktionale Teil (z.B. die zweite Antenne) an der betreffenden Objektkomponente (dem Notfallkoffer bzw. der Schwimmweste), so dass die zweite Antenne bei ordnungsgemäßer Positionierung dieser Objektkomponente leitenden oder kapazitiven Kontakt zum Antenneneingang des RFID-Transponders hat.

Ein erfindungsgemäßes Objekt ist insbesondere ein Förderband, ein Fahrzeug (womit auch ein Flugzeug umfasst ist) oder ein Gebäude, kann aber auch eine Straße sein. Im Grunde ist die Erfindung für jedes Objekt vorteilhaft, dessen Struktur in irgendeiner Weise überwacht werden soll. Das Objekt umfasst eine Anzahl von RFID-Transpondern mit jeweils einer ersten Antenne in oder an einer ersten Objektkomponente, wobei jeder der RFID-Transponder einen zweiten Antenneneingang umfasst und auf eine Weise in oder an der ersten Objektkomponente angeordnet ist, dass er mit einer zweiten Antenne in oder an einer zweiten Objektkomponente koppeln kann, insbesondere im Bereich einer baulichen Schwächungslinie zwischen den zwei Objektkomponenten oder an entnehmbaren Teilen als Objektkomponenten. Im Unterschied zu dem erfindungsgemäßen System ist es also hier nicht unbedingt notwendig, dass das Objekt auch zwingend die zweite Antenne umfasst. Damit ist der Fall mit eingeschlossen, dass die zweite Objektkomponente ein Element ist, welches austauschbar bzw. entnehmbar ist, jedoch das Objekt bestimmungsgemäß mit der zweiten Objektkomponenten vereint sein soll. Damit sind z.B. Schwimmwesten oder Notfallkoffer gemeint, die zwar im Grunde eigenständige Objekte sind, wobei jedoch z.B. in einem Flugzeug die Sitze (Objekte) bestimmungsgemäß mit Schwimmwesten ausgestattet sein sollen oder ein Rettungswagen (Objekt) bestimmungsgemäß mit einem Notfallkoffer ausgestattet sein soll. Trotz allem muss jedoch das Objekt so ausgestaltet sein, dass eine bestimmungsgemäß angeordnete zweite Antenne in einem solchen entnehmbaren Element mit dem zweiten Antenneneingang des RFID-Transponders koppeln kann, wenn sich das betreffende Element in seiner Bestimmungsposition befindet.

Oftmals sind jedoch die zweite Objektkomponente und die zweite Antenne Teil des Objekts und dieses umfasst bevorzugt eine Anzahl von erfindungsgemäßen Systemen.

Die funktionalen Komponenten (RFID-Transponder, Antennen) sind bevorzugt in den jeweiligen Objektkomponenten eingebettet, also von dessen Material umgeben, oder auf deren Oberfläche aufgebracht. Eine Einbettung schützt die funktionalen Komponenten. Beispielsweise kann ein Streifen aus der Oberfläche des Objekts (z.B. eines Förderbandes) ausgeschnitten werden, die funktionalen Komponenten in die entstandene Vertiefung hineingelegt und das herausgeschnittene Element wieder dort eingeklebt oder einvulkanisiert werden.

Ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem zur strukturellen Überwachung eines Objekts umfasst ein erfindungsgemäßes Objekt oder ein erfindungsgemäßes System. Hier ist zu beachten, dass in dem Falle von entnehmbaren Elementen das Überwachungssystem nicht zwingend die zweite Objektkomponente umfassen muss (s. Erläuterungen zum erfindungsgemäßen Objekt).

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur strukturellen Überwachung eines Objekts, insbesondere einem Förderband, einem Gebäude, einem Fahrzeug oder einem Aufbewahrungssystem, mit einem erfindungsgemäßen Überwachungssystem umfasst die folgenden Schritte:

- Auslesen von Daten, insbesondere zumindest der Seriennummer, eines RFID- Transponders des Überwachungssystems mit einem RFID-Lesegerät des Überwachungssystems, wobei die Daten des RFID-Transponders bevorzugt mehrfach ausgelesen werden, bevor die Daten eines anderen RFID-Transponders ausgelesen werden, - Ableiten eines Werts für eine strukturelle Änderung in dem Objekt von der Anzahl der ausgelesenen Daten und/oder aus einem zusätzlich zur Auslese gemessenen RSSI-Wert.

Der Wert für die strukturelle Änderung in dem Objekt kann dann ausgegeben werden oder für eine Steuerung einer Alarmvorrichtung oder einer Anlage verwendet werden. Beispielsweise kann der Wert einfach in einem Datensatz abgespeichert und später zur Auswertung verwendet werden. Es kann aber auch ein Alarm ausgegeben werden, wenn eine strukturelle Änderung (z.B. ein Riss) aufgetreten ist. Zusätzlich oder alternativ zu einer Warnung kann ein Prozess angehalten werden, z.B. ein Förderband gestoppt werden, wenn eines der Systeme einen Riss (durch einen Ausfall der Datenübertragung) anzeigt. Das Verfahren kann also noch den zusätzlichen Schritt enthalten:

- Steuerung eines Prozesses und/oder eine Alarmanlage mittels des Wertes und/oder Ausgabe des Wertes, insbesondere auf einer Anzeigevorrichtung und/oder in eine Speichereinrichtung.

Hierzu ist zu beachten, dass die Seriennummer eines Transponders sehr schnell ausgelesen werden kann (vielfach innerhalb einer Sekunde). Zwar ist es durchaus möglich, zusätzlich weitere Informationen auszulesen bzw. zu bestimmen wie z.B. den RSSI-Wert (Der Received Signal Strength Indicator; ein Maß für die Empfangsfeldstärke kabelloser Kommunikationsanwendungen) oder zusätzlich Sensorinformationen, jedoch funktioniert das Grundprinzip der Erfindung bereits mit einem einfachen Auslesen der Seriennummer.

Wird die zweite Antenne vom RFID-Transponder entfernt, dann ist die Übertragung schlecht, was mittels des RSSI-Werts ermittelt werden könnte. Schneller geht es jedoch durch die Auslese der Seriennummer. Bei einem sehr einfachen Überwachungsprinzip kann einfach aus der Abwesenheit einer „Antwort“ eines RFID-Transponders auf das Vorliegen einer nachteilhaften Situation, z.B. einer Beschädigung des Objekts geschlossen werden. Es kann aber auch sein, dass bei einer schlechten Verbindung (z.B. einer schlechten Kopplung von Antenne zum RFID-Transponder) der RFID Transponder nur für einen Bruchteil der Anfragen der RFID-Lesegeräts Daten gesendet hat. Aus diesem Bruchteil lässt sich jedoch bereits ein Maß für die Kopplung zwischen Antenne und RFID-Transponder und damit für den Abstand der Antenne zum RFID-Transponder ableiten. Beispielsweise ist ein Förderband gemäß eines erfindungsgemäßen Systems ausgestaltet und weist RFID-Transponder mit Antennen auf, die in regelmäßigen Abständen längs über das Förderband verlaufen. Ein RFID-Lesegerät liest die Seriennummern der RFID- Transponder. Fehlt nun bei der Auslese eine der Seriennummern, was ggf. bei einem weiteren Umlauf des Bandes und/oder durch mehrfache Auslese nochmals überprüft werden kann, dann kann davon ausgegangen werden, dass ein Quer-Riss im Förderband vorliegt.

Risse in einer Straße können sehr einfach durch Abfahren der Straße mit einem Fahrzeug, an dessen Boden ein RFID-Lesegerät angebracht ist, erkannt werden.

Eine Brücke kann RFID-Transponder mit Antennen an ihrer Dehnungsfuge aufweisen, wobei die zweite Antenne insbesondere kapazitiv mit dem RFID-Transponder gekoppelt und an einer Seite der Dehnungsfuge angebracht ist und RFID Transponder und die erste Antenne an der anderen Seite. Vergrößert sich der Abstand der Dehnungsfuge, dann entfernt sich die Antenne vom RFID-Transponder und die Datenauslese wird zunehmend gestört. Fährt man nun mit dem vorgenannten Fahrzeug mit dem RFID-Lesegerät am Boden über die Dehnungsfuge, so kann der RFID-Transponder mehrfach ausgelesen werden, z.B. 10 Mal. Werden bei der Auslese jedoch nur 5 Seriennummern empfangen, so kann auf einen gewissen Abstand der Dehnungsfuge geschlossen werden, der größer ist, als wenn 8 Seriennummern empfangen würden und kleiner ist, als wenn 3 Seriennummern empfangen würden.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Patentansprüche einer bestimmten Kategorie auch gemäß den abhängigen Ansprüchen einer anderen Kategorie weitergebildet sein können und Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.

Gemäß einem bevorzugten System sind die beiden Objektkomponenten in der Bestimmungsposition miteinander verbunden oder dazu ausgelegt, dass sie über eine vorbestimmte Bewegung relativ zueinander in die Bestimmungsposition gebracht werden können und so zu verbleiben. Mit „verbunden“ ist eine feste Verbindung gemeint. Die Objektkomponenten können als ein Bauteil miteinander verbunden sein und lediglich eine theoretische Unterteilung der Objektkomponenten stattfinden (der Bereich, in dem die zweite Antenne liegt ist die zweite Objektkomponente), oder sie können miteinander verzahnt, verklebt oder verschraubt sein. Die Alternative ist, dass sie nicht miteinander verbunden sind. Dann sollten sie aber anderweitig auf stabile Weise einander nahe sein, was mit „so zu verbleiben“ gemeint ist). Die diesbezügliche „vorbestimmte Bewegung“ ist diejenige Bewegung, mit der die Objektkomponenten bestimmungsgemäß zueinander angeordnet werden. Beispielsweise kann dies nach einem Bauplan erfolgen. Werden z.B. Bauteile entsprechend der Erfindung ausgestaltet, so dass sich bei ihrem korrekten Zusammenbau ein RFID-Transponder mit einer ersten Antenne in einem ersten Bauteil (erste Objektkomponente) befindet und mit der zweiten Antenne in einem weiten Bauteil (zweite Objektkomponente) koppelt, dann kann der korrekte Aufbau einer Struktur (dem Objekt) einfach überwacht werden. Wenn Bauteile nicht korrekt zueinander ausgerichtet sind, dann werden die betreffenden RFID-Transponder keine Daten senden, da sie nicht mit den betreffenden Antennen gekoppelt sind. Es müssen in diesem Falle jedoch nicht unbedingt Bauteile sein. Auch bei anderen Objektkomponenten, die sich bestimmungsgemäß an einem Ort befinden sollen, kann eine ordnungsgemäße Anwesenheit mit der Erfindung überwacht werden. Beispielsweise können Schwimmwesten in Flugzeugen, Ausrüstung in Rettungsfahrzeugen oder einfach Container, die an vorbestimmte Positionen gestellt werden müssen, auf diese Weise überwacht werden. In einer Halterung oder einfach eine Bodenposition (erste Objektkomponente), wo die betreffende zweite Objektkomponente positioniert wird, wird der RFID-Transponder angebracht und in der entnehmbaren (zweiten) Objektkomponente die zweite Antenne. Selbstverständlich kann das Arrangement von RFID-Transponder und zweiter Antenne auch vertauscht sein, also sich der RFID-Transponder im Austauschelement befinden.

Der RFID-Transponder und die zweite Antenne sind so an den Objektkomponenten angeordnet, dass die Kopplung der zweiten Antenne mit dem zweiten Antenneneingang des RFID-Transponders abnimmt, wenn sich die Objektkomponenten relativ zueinander aus der Bestimmungsposition fortbewegen, insbesondere durch eine Objektbewegung oder eine Verformung eines oder beider Objektkomponenten (also wenn z.B. ein Riss auftritt oder eine Objektkomponente entnommen wird). Dadurch kann z.B. eine Überwachung von Ermüdungserscheinungen von Verbindungslinien in Gebäuden oder von der Bestückung von Rettungsfahrzeugen erreicht werden. Alternativ bevorzugt sind der RFID-Transponder und die zweite Antenne so an den Objektkomponenten angeordnet, dass die Kopplung der zweiten Antenne mit dem zweiten Antenneneingang des RFID-Transponders mit zunehmender Falschausrichtung der Objektkomponenten zueinander abnimmt. Dies ist vorteilhaft zur Überwachung eines korrekten (insbesondere fugenlosen) Zusammenbaus von Strukturen.

Gemäß einem bevorzugten System sind die beiden Objektkomponenten in der Bestimmungsposition miteinander verbunden und der RFID-Transponder ist auf der einen Seite einer Schwächungslinie angeordnet und die zweite Antenne ist (bis auf einen Kopplungsbereich, mit dem sie an den RFID-Transponder koppelt) auf der anderen Seite der Schwächungsline angeordnet. Dabei ist die Schwächungslinie insbesondere eine Verbindungsnaht der Objektkomponenten, eine Dehnungsfuge zwischen den Objektkomponenten oder eine Sollbruchstelle der Objektkomponenten, insbesondere eine Slicing-Naht eines Förderbandes eine Fuge in einem Gebäude oder eine Schweißnaht.

Gemäß einem bevorzugten System sind die beiden Objektkomponenten so geformt, dass sie formschlüssig ineinander greifen, insbesondere mittels Schienen oder Wandungen, und zueinander über den Formschluss in die Bestimmungsposition verschoben werden können. Es ist dabei bevorzugt, dass die erste Objektkomponente eine Aufbewahrungseinheit ist und die zweite Objektkomponente ein entnehmbares Element. Die zweite Objektkomponente kann z.B. eine Schwimmweste, ein Nothammer in Zügen oder Bussen, eine Kiste oder ein Koffer, insbesondere ein Erste-Hilfe-Koffer, ein Flugzeugcontainer oder ein Teil der Ausrüstung in Rettungsfahrzeugen sein.

Die erste Objektkomponente ist bevorzugt eine tragende Struktur des Objekts, z.B. ein Bauteil oder eine Struktur, die eine externe Last tragen kann (z.B. ein Teil eines Förderbands) oder eine Aufbewahrungsstruktur des Objekts. Die zweite Objektkomponente ist bevorzugt eine weitere tragende Struktur oder ein bestimmungsgemäß entnehmbares Element.

Gemäß einem bevorzugten System sind die beiden Objektkomponenten so geformt, dass sie drehbar, klappbar oder kippbar zueinander sind und über eine Drehbewegung zueinander in die Bestimmungsposition gebracht werden können. Es ist dabei bevorzugt, dass eine der Objektkomponenten, insbesondere die zweite Objektkomponente, eine Klappe, eine Tür oder ein Fenster ist, z.B. eines Fahrzeugs, eines Gebäudes oder eines Flugzeugs, z.B. eine Klappe zu einem Gepäckfach.

Ein bevorzugtes System umfasst zusätzlich mindestens einen Sensor der Gruppe

Temperatursensoren, Drucksensoren, Feuchtigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Helligkeitssensoren und Magnetfeldsensoren. Das System ist dabei bevorzugt dazu ausgelegt, Sensordaten des mindestens einen Sensors über den RFID-Transponder zu senden. Hier sollte jedoch beachtet werden, dass die Auslese des Sensors und das Senden dessen Daten vergleichsweise viel Zeit in Anspruch nehmen könnte. Es kann diesbezüglich von Vorteil sein, diese Daten nur wenige Male zu senden (z.B. nur einmal oder zweimal) und die Seriennummer des RFID-Transponders häufiger.

Da Objekte neben einer Zerstörung auch einer Abnutzung unterworfen sein können, ist es vorteilhaft, mehrere Vorrichtungen in unterschiedlichem Abstand zur Oberfläche des Objekts in dem Objekt einzubetten. Insbesondere bei Förderbändern ist dies vorteilhaft (im Hinblick auf deren Transportoberfläche). So können z.B. unterschiedlich tiefe Ausnehmungen in einem Förderband erzeugt werden bzw. Ausnehmungen mit unterschiedlich dicken Abstandhaltern unter den Vorrichtungen versehen werden, so dass unterschiedliche Vorrichtungen in unterschiedlichem Abstand zur Oberfläche des Objekts, z.B. des Förderbandes, angeordnet werden. Es ist aber auch möglich, Vorrichtungen übereinander in einer Ausnehmung anzuordnen. Wird nun die Oberfläche abgenutzt, so werden die Antennen, die dieser Oberfläche am nächsten liegen, durch mechanische Belastungen und/oder Walken zuerst vom RFID-Transponder getrennt, was eine Abnutzung anzeigt.

Da der Effekt des Walkens bei abnehmender Dicke des Förderbandes mit einer zunehmenden Amplitude verbunden ist, kann auch der Effekt auftreten, dass die RFID- Transponder, die näher zur Oberfläche liegen, zunehmend schlechter ausgelesen werden können, was auch als Maß für die Abnutzung verwendet werden kann.

Es kann durchaus sein, dass Objekte kein homogenes Inneres aufweisen, sondern Strukturen, die der Festigkeit dienen. So können Förderbänder Matten aus einem Gewebe, z.B. Glasfasermatten, in ihrem Inneren (oftmals der Mitte) aufweisen oder Drahtseile, die oftmals unterhalb der Mitte (gesehen von der Förderoberfläche) angeordnet sind. Die Vorrichtungen können dabei sowohl oberhalb als auch unterhalb einer solchen Struktur angeordnet sein. Eine Auslese muss dabei nicht zwingend von der zur Struktur hin abgewandten Seite erfolgen. Die Struktur kann auch zwischen Antenne und RFID-Lesegerät liegen. Was Drahtseile betrifft, können diese durchaus aufgrund ihrer reflektierenden Eigenschaft einen positiven Effekt auf die Signalübertragung haben.

Was Gewebematten, insbesondere Glasfasermatten, betrifft, können auch diese einen positiven Effekt auf die Signalübertragung haben. Es ist somit bevorzugt, dass die Vorrichtung zumindest an einer Seite eine Gewebematte aufweist, die zumindest eine der Antennen (insbesondere beide) und bevorzugt auch den RFID-Transponder vollflächig überdeckt. Eine solche Gewebematte kann auch aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften vorteilhaft auf die Stabilität der Vorrichtung wirken.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:

Figur 1 ein Beispiel für eine Kopplung von Antennen mit einem RFID-Transponder,

Figur 2 ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes System, ein erfindungsgemäßes Objekt und ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem,

Figur 3 ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Objekt und ein erfindungsgemäßes System in perspektivischer Ansicht,

Figur 4 ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäßes Objekt und ein erfindungsgemäßes System in Aufsicht,

Figur 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 6 eine praktische Anwendung der Erfindung,

Figur 7 ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Objekt mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen in Seitenansicht.

Figur 1 zeigt ein Beispiel für eine Kopplung von Antennen 3, 4 mit einem RFID- Transponder 2. Dies stellt die funktionale Komponente eines erfindungsgemäßen Systems 1 dar, wie es z.B. in den nachfolgenden Figuren gezeigt wird.

Das obere Bild zeigt den Zustand, in dem die erste Antenne 3 und die zweite Antenne 4 mit den Antenneneingängen 2a, 2b des RFID-Transponders 2 gekoppelt sind. Auch wenn die erste Antenne 3 durchaus mit dem RFID-Transponder 2 fest verlötet sein kann, so ist zumindest bei der Kopplung der zweiten Antenne 4 am RFID-Transponder 2 darauf zu achten, dass diese reversibel lösbar gekoppelt ist, also ihre Kopplung vom RFID- Transponder 2 gelöst werden kann (z.B. durch Verschieben der zweiten Antenne 4 wie im unteren Bild gezeigt) und wieder hergestellt werden kann (wie im oberen Bild gezeigt).

Das untere Bild zeigt im Unterschied zum oberen die funktionale Komponente ohne eine Kopplung der zweiten Antenne 4 mit dem RFID-Transponder 2. Wie rechts angedeutet wird, können bei einer Auslese im oberen Bild Daten N empfangen werden, z.B. eine Seriennummer N des RFID-Transponders 2, im unteren Bild hingegen nicht, was durch ein durchgestrichenes Datensymbol dargestellt ist.

Figur 2 zeigt ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes System 1 , ein erfindungsgemäßes Objekt 6 und ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem 8, wobei in dem Objekt e eine funktionale Struktur aus zumindest dem RFID-Transponder 2 und der ersten Antenne 3 eingebettet ist (die zweite Antenne 4 in der zweiten Objektkomponente 6b kann Teil des Objekts 6 sein, muss es aber nicht zwingend, z.B. wenn es sich um eine Austauschkomponente handelt). Das System 1 wird aus der funktionalen Komponente (Antennen 3, 4 mit einem RFID-Transponder 2) und den beiden Objektkomponenten 6a, 6b gebildet, wobei die Objektkomponenten 6a, 6b Teile bzw. Bereiche eines ausgedehnten Körpers repräsentieren, welcher zusammen mit der funktionalen Komponente ein hier ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Objekt 6 bilden.

Dargestellt ist der Fall, der im unteren Bild der Figur 1 gezeigt wird, und bei dem die zweite Antenne 4 vom RFID-Transponder 2 getrennt ist, da die beiden Objektkomponenten 6a, 6b sich voneinander entfernt haben oder noch nicht zusammengefügt worden sind. Das darüber als Kasten angedeutete RFID-Lesegerät 7 kann also keine Daten N des RFID-Transponders empfangen, was dann auf den gezeigten Zustand hindeutet, dass die beiden Objektkomponenten 6a, 6b sich nicht in ihrer Bestimmungsposition befinden (zumindest nicht relativ zueinander) und z.B. ein Riss X zwischen den beiden Objektkomponenten 6a, 6b vorliegt.

Figur 3 zeigt ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Objekt 6 und ein erfindungsgemäßes System 1 in Aufsicht. Das Objekt 6 ist hier ein Förderband 6 und umfasst eine Anzahl von funktionalen Komponenten (RFID-Transponder 2 und Antennen 3, 4) wie sie z.B. in den vorangehenden Figuren gezeigt worden sind. Diese funktionalen Komponenten 2, 3, 4 werden hier in Rillen R des Förderbandes 6 eingelegt und durch Verschließen der Rillen R fixiert. Bei Förderbändern 6 wie sie zur Förderung von Kohle oder Gestein verwendet werden, kann dies z.B. dadurch geschehen, dass zuerst ein Streifen des Materials des Förderbandes 6 zur Bildung der Rille R herausgeschnitten wird, dann die RFID-Transpon- der 2 und Antennen 3, 4 eingelegt werden und zuletzt der herausgeschnittene Streifen wieder eingeklebt oder einvulkanisiert wird. Die Objektkomponenten 6a, 6b sind in diesem Beispiel Bereiche des Förderbandes 6 diesseits und jenseits einer Verbindungsnaht.

Figur 4 zeigt ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäßes Objekt 6 und ein erfindungsgemäßes System 1 , welches ein Förderband 6 sein kann, wie in Figur 3 gezeigt, jedoch mit mehreren funktionalen Komponenten und einem Riss X in der Mitte. Durch diesen Riss X hat sich die Kopplung der Antenne 4 bei dem mittleren RFID-Transponders 2 gelöst und dieser RFID-Transponder 2 würde bei einer Auslese durch ein RFID-Lesegerät 7 wie in Figur 2 gezeigt wird, keine Daten N senden (z. Figur 1).

Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur strukturellen Überwachung eines Objekts 6 mit einem Überwachungssystem 8 wie es z.B. in Figur 2 gezeigt ist.

In Schritt I erfolgt ein Auslesen von Daten N, hier ggf. nur einer Seriennummer N, eines RFID-Transponders 2 eines der Systeme 1 des Überwachungssystems 8 mit einem RFID-Lesegerät 7 des Überwachungssystems 8. Dabei können die Daten N durchaus mehrfach aus dem RFID-Transponder 2 ausgelesen werden bevor die Daten N eines anderen RFID-Transponders 2 ausgelesen werden.

In Schritt II erfolgt ein Ableiten eines Werts W für eine strukturelle Änderung in dem Objekt 6 von der Anzahl der ausgelesenen Daten N. Es können dazu auch weitere Daten ausgelesen werden, z.B. ein RSSI-Wert. Es genügt jedoch einfach zu ermitteln, wie oft eine Seriennummer N rückgemeldet worden ist (z.B. kein Mal: „Es liegt ein Defekt vor“, weniger als Ausleseversuche: „Es könnte eine Beeinträchtigung vorliegen“).

In Schritt III wird dieser Wert für spätere Untersuchungen oder eine Statistik abgespeichert und zur Ausgabe einer Warnung verwendet, wenn erkannt wurde, dass ein kritischer Zustand vorliegt, z.B. wenn eine Seriennummer N eines RFID-Transponders nicht empfangen werden konnte. Es sei angemerkt, dass bei einem Förderband 6 die RFID- Transponder 2 regelmäßig wiederholend am RFID-Lesegerät 7 vorbeigeführt werden, so dass eine gewisse statistische Auswertung möglich ist. Bei einer überwachten Straße oder Brücke kann einfach ein RFID-Lesegerät 7 am Boden eines Fahrzeugs montiert werden und diese für eine Statistik auch mehrfach abgefahren werden.

Figur 6 zeigt eine praktische Anwendung der Erfindung. Dargestellt ist eine Sitzreihe in einem Flugzeug oder Schiff mit Schwimmwesten (zweite Objektkomponente 6b), die in Halterungen (erste Objektkomponente 6a) unter den einzelnen Sitzen angeordnet sind. Jede Halterung ist mit einer ersten Antenne 3 und einem RFID-Transponder 2 ausgestattet, jede Schwimmweste mit einer zweiten Antenne 4, die so angeordnet ist, das sie mit dem RFID-Transponder koppelt, wenn die Schwimmweste ordnungsgemäß in der Halterung angeordnet ist. Ein einzelner Sitz mit funktionaler Komponente, Halterung, RFID-Transponder 2 und erster Antenne 3 kann dabei als ein erfindungsgemäßes Objekt 6 angesehen werden (da die Schwimmwesten austauschbar sind), die Halterung mit Schwimmweste (mit Antennen 3, 4 und RFID-Transponder 2) als erfindungsgemäßes System 1. Mittels eines RFID-Lesegeräts 7, das an der Sitzreihe vorbeigeführt wird, können die Seriennummern N der RFID-Transponder 2 ausgelesen werden, wie hier am mittleren Sitz gezeigt.

Im rechten Sitz fehlt die Schwimmweste. Würde nun das RFID-Lesegerät 7 an diesem Sitz vorbeigeführt (gestrichelt angedeutet), kann keine Seriennummer N des betreffenden RFID-Transponders 2 ausgelesen werden (daher ist das entsprechende Symbol durchgestrichen).

Auf diese Weise kann durch ein einfaches Begehen des Flugzeugs bzw. des Schiffes festgestellt werden, ob alle Sitze ordnungsgemäß mit Schwimmwesten ausgestattet sind. Dies kann dadurch geschehen, dass jedem Sitz eine vorgegebene Seriennummer N zugeordnet ist und nach der Begehung überprüft wird, ob alle Seriennummern N von dem RFID-Lesegerät empfangen wurden, oder das RFID-Lesegerät kann mit einem Positionssensor ausgestattet sein und überprüfen, ob es an vorgegebenen Positionen auch eine (ggf. beliebige) Seriennummer N empfangen hat. Letztere Alternative ist dazu geeignet bei unbekannten Seriennummern N aber bekannten Bestimmungsorten Überprüfungen durchzuführen.

Figur 7 zeigt ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Objekt 6 in Form eines Förderbandes 6 mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 in Seitenansicht. Die Vorrichtungen 1 liegen hier in unterschiedlichen Tiefen des Förderbandes 6. Die obenliegenden Vorrichtungen 1 werden bei einer Abnutzung dessen Förderoberfläche (hier im Bild oben) als erstes zerstört. Dadurch kann ein Abnutzungsgrad angegeben werden. Wie im Bild zu sehen, können Vorrichtungen 1 auch direkt übereinander angeordnet werden.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe wie „Element“ oder "System" nicht aus, dass diese auch aus mehreren, gegebenenfalls auch räumlich getrennten, Untereinheiten bestehen. Der Ausdruck „eine Anzahl“ ist dahingehend zu verstehen, dass die Anzahl größer als Null ist (also als „mindestens eins“).

Bezugszeichenliste

1 System

2 RFID-Transponder 2a Antennenanschluss

2b Antennenanschluss

3 Leiter / Antenne

4 Leiter / Antenne

5 Dielektrikum 6 Objekt / Förderband

6a Objektkomponente

6b Objektkomponente

7 RFID-Lesegerät

8 Überwachungssystem N Seriennummer / Daten

R Rille

W Wert

X Riss