DE102011001169A1

DE102011001169A1 - Sicherheitseinrichtung und Verfahren zur Verwendung einer Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE102011001169A1
Application number: DE102011001169A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schultes Gerhard; Christoph Tomschitz
Original assignee: Maxim Integrated GmbH
Current assignee: Maxim Integrated GmbH
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: WO2012120062A1; CN103649969A; DE102011001169B4; US20130341393A1; US8985452B2; CN103649969B

Abstract

Ein Sicherheitseinrichtung weist Sensoren zum Überprüfen des unversehrten Zustandes der Sicherheitseinrichtung (1) und der Anwesenheit eines vorbestimmten Trägers (9) der Sicherheitseinrichtung (1) auf, wobei der Träger (9) ein Objekt, insbesondere ein mechanisches oder elektronisches Bauteil ist. Die Sensoren erfassen Bewegungen und/oder Beschleunigungen der Sicherheitseinrichtung (1) gegenüber dem Träger (9) und/oder Materialeigenschaften des Trägers (9) und/oder der Sicherheitseinrichtung (1) und sind zur Signalauswertung mit einer Elektronik (3) verbunden. Bei einem Verfahren zur Verwendung einer solchen Sicherheitseinrichtung (1) wird der Zustand der Sicherheitseinrichtung (1) und die Anwesenheit eines vorbestimmten Trägers (9) mehrfach und auf unterschiedliche Art festgestellt, wobei Signale verwendet werden, welche als Istwerte erhalten werden und welche in einer Elektronik (3) mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden. Bei einer Abweichung von zumindest einem der Istwerte von den Sollwerten wird eine Aktion ausgelöst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung mit Sensoren zum Überprüfen des unversehrten Zustands der Sicherheitseinrichtung und der Anwesenheit eines vorbestimmten Trägers der Sicherheitseinrichtung, wobei der Träger insbesondere ein mechanisches oder elektronisches Bauteil ist sowie ein Verfahren zur Verwendung einer Sicherheitseinrichtung.
Aus der US 7,106,199 B2 ist ein RFID-System mit einem Sensor bekannt. Das RFID-System ist in einem Etikett angeordnet und enthält einen IC-Baustein sowie eine Spule. Darüber hinaus ist dem RFID-System ein Sensor zugeordnet. Der Sensor ist dazu vorgesehen, bestimmte Informationen zu messen, welche beispielsweise die Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Beleuchtung oder andere Merkmale feststellen kann. Mit einem derartigen RFID-System mit Sensor können die Produkteigenschaften des Gegenstands, auf welchen das RFID-System aufgeklebt ist, feststellen und überwachen. Derartige RFID-Systeme können somit beispielsweise bei der Lagerung empfindlicher Lebensmittel eingesetzt werden, bei welchen es nötig ist, die Lebensmittel unter bestimmten Bedingungen, z. B. innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs aufzubewahren.
Nachteilig bei einem derartigen RFID-System ist es, dass nicht überprüft werden kann, ob das RFID-System manipuliert wurde. So könnte beispielsweise das RFID-System von den zu überwachenden Waren entfernt und zu einem späteren Zeitpunkt darauf wieder angebracht werden. Der Sensor könnte hierdurch keine unzulässigen Unregelmäßigkeiten bei der Lagerung der Waren feststellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit eine Sicherheitseinrichtung mit Sensoren zu schaffen, welche insbesondere überwachen kann, ob sie von einem vorbestimmten Träger, beispielsweise einem Lebensmittel, entfernt wurde.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Sicherheitseinrichtung und einem Verfahren zur Verwendung einer solchen Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung weist Sensoren auf zum überprüfen des unversehrten Zustands der Sicherheitseinrichtung. Des Weiteren überprüft sie die Anwesenheit eines vorbestimmten Trägers der Sicherheitseinrichtung. Der vorbestimmte Träger der Sicherheitseinrichtung kann ein beliebiges Objekt, beispielsweise ein mechanisches oder elektronisches Bauteil, ein Fahrzeug oder aber ebenso ein Lebensmittel oder andere Güter sein, für welche es wichtig ist, dass die Sicherheitseinrichtung mit der Ware oder dem Bauteil verbunden bleibt und keine Manipulation durch Entfernung der Sicherheitseinrichtung von dem Objekt stattfinden kann. Insbesondere soll verhindert werden, dass die Sicherheitseinrichtung von dem vorbestimmten Träger entfernt wird oder auf einen anderen Träger aufgebracht wird, um den ursprünglichen Träger einer Überwachung oder Kennzeichnung zu entziehen. Erfindungsgemäß ist die Sicherheitseinrichtung mit Sensoren ausgestattet, welche Bewegungen und/oder Beschleunigungen der Sicherheitseinrichtung gegenüber dem Träger und/oder Materialeigenschaften des Trägers und/oder der Sicherheitseinrichtung erfassen. Zur Auswertung der Signale dieser Sensoren sind die Sensoren mit einer Elektronik verbunden. In der Elektronik werden die Signale der Sensoren ausgewertet und für den Fall, dass festgestellt wird, dass die Signale nicht einem bestimmten Sollsignal entsprechen, wird eine Aktion ausgelöst. Eine derartige Aktion kann beispielsweise das Erzeugen eines akustischen oder optischen Signals, das Absetzen einer drahtlos übertragenen Botschaft (Funkbotschaft) oder das Aussetzen einer drahtlos (Funk) übertragenen Statusinformation sein oder auch nur die Speicherung dieser Signalabweichung, um zu einem späteren Zeitpunkt diese Signalabweichung nachweisen zu können. Aus der Signalabweichung werden sodann Schlüsse auf eine Manipulation der Sicherheitseinrichtung gezogen.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Sensor zur Erfassung der Materialeigenschaften des Trägers und/oder der Sicherheitseinrichtung kapazitiver und/oder induktiver Art. Spannungsänderungen, welche durch die oder während der Entfernung der Sicherheitseinrichtung von dem Träger oder durch den Austausch des Trägers entstehen, werden durch den Sensor erfasst und an die Elektronik zur Signalauswertung weitergeleitet.
Ist in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung der Sensor zur Erfassung der Bewegungen und/oder Beschleunigungen der Sicherheitseinrichtung gegenüber dem Träger ein Beschleunigungs-, Magnetfeld- und/oder Drehratensensor, so können Signale erzeugt werden, welche auf eine Bewegung der Sicherheitseinrichtung relativ zum Träger hindeuten. Insbesondere, wenn der Träger beispielsweise ein großes und träges Objekt, wie etwa ein Fahrzeug ist, werden bestimmte Beschleunigungen oder Bewegungen des Objektes im Normalbetrieb erwartet. Beim Ablösen der Sicherheitseinrichtung von dem Träger werden allerdings auf Grund der wesentlich geringeren Masse der Sicherheitseinrichtung gegenüber dem Trägerobjekt deutlich andere Beschleunigungen und Bewegungen erzielt. Diese Unterschiede der Ist- von den Sollwerten werden zur Auswertung der Manipulation der Sicherheitseinrichtung herangezogen.
Vorzugsweise ist die Sicherheitseinrichtung mit Mitteln versehen für die feste Anbringung der Sicherheitseinrichtung an dem Träger. Dieses Mittel kann beispielsweise eine Klebevorrichtung, aber ebenso eine Schweiß- oder Lötstelle oder auch eine Schraub- oder Nietverbindung sein. Die Sicherheitseinrichtung kann auch in den Träger eingeschweißt oder eingegossen sein. Nachdem der Träger sowohl aus einem leitenden oder nicht leitenden Metall oder Kunststoff oder auch einem anderen Material hergestellt sein kann, ist die Wahl des Anbringungsmittels auch von diesem Material abhängig und kann in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sicherheitseinrichtung an einen metallischen Träger angebracht ist. Dabei kann es ausreichen, dass das zu überwachende Objekt zumindest am Anbringungsort der Sicherheitseinrichtung metallisch ausgebildet ist. Hierdurch kann die Sicherheitseinrichtung besonders einfach und sicher eine Manipulation feststellen, da der metallische Träger sehr deutliche Signale der kapazitiven und induktiven Sensoren sowie der Magnetfeldsensoren erzeugt. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist aber selbstverständlich auch mit nicht-metallischen Trägern einsetzbar, wobei die Messergebnisse der einzelnen Sensoren zwar unterschiedlich zu denen von Metallen, aber genauso auswertbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der kapazitive Sensor eine in der Sicherheitseinrichtung integrierte Elektrode eines Kondensators aufweist, welche mit dem Träger als zweiter Elektrode oder einer weiteren in der Sicherheitseinrichtung integrierten Elektrode zusammenwirkt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Elektroden einander gegenüberstehen, wenn also die erste Elektrode in der Sicherheitseinrichtung und die zweite Elektrode in dem Träger angeordnet ist. Die hierdurch erzeuge Kapazität kann sehr einfach erfasst werden. Wird der kapazitive Sensor beispielsweise mit einem konstanten Wechselstrom beaufschlagt, so ergibt die Änderung des Abstands des Trägers zu der Sicherheitseinrichtung, wie dies beispielsweise beim Ablöseversuch der Sicherheitseinrichtung von dem Träger auftreten würde, eine Änderung der Kapazität bzw. eine Änderung der Amplitude der Wechselspannung. Ebenso ändert sich die Kapazität oder die Amplitude der Wechselspannung, wenn versucht wird, den Träger durch einen anderen Träger, insbesondere einem Träger aus einem anderen Material zu ersetzen. Befinden sich beispielsweise die Elektroden des Kondensators innerhalb der Sicherheitseinrichtung, so wird bei einer nicht auf dem Träger befestigten Sicherheitseinrichtung die gemessene Kapazität sehr klein sein. Befindet sich die Sicherheitseinrichtung auf einem Kunststoffobjekt, so ist die Kapazität mittel, während bei einem Metallobjekt die Kapazität groß sein wird. Die unterschiedlichen Elektrizitätskonstanten führen hierbei zu unterschiedlichen Kapazitätssignalen und erlauben somit einen Rückschluss auf das Material, auf welchem die Sicherheitseinrichtung angebracht wurde bzw. von welchem es abgelöst wurde.
Die in der Sicherheitseinrichtung integrierte Elektrode ist insbesondere eine Metallfolie. Diese lässt sich in der Sicherheitseinrichtung besonders leicht anbringen und als Elektrode des kapazitiven Sensors verwenden.
In besonders vorteilhafter Ausbildung der Sicherheitseinrichtung ist der induktive Sensor der Sicherheitseinrichtung ein Wirbelstromsensor. Ein Ferritkern ist dabei mit einer Wicklung umgeben. Wird diese Wicklung, welche eine Spule darstellt, von einem Wechselstrom durchflossen, so induziert der Träger Wirbelströme. Der Wechselstromwiderstand der Spule ändert sich hierdurch und bewirkt ein elektrisches Signal. Durch dieses elektrische Signal kann der Abstand des Wirbelstromsensors von dem Träger festgestellt werden. Der Wirbelstromsensor benötigt als Träger ein leitfähiges Objekt z. B. ein Metallobjekt. Der Wirbelstromeffekt misst die Energieverluste (Absorption) in einem leitfähigen Medium unabhängig von dessen magnetischen Verhalten. Die Induktivität ändert sich durch die magnetischen Eigenschaften des Trägers unabhängig von dessen Leitfähigkeit. In der Praxis ist z. B. Eisen leitend und magnetisch. Es tritt hier also ein Mischeffekt auf. Ist der Träger aus Eisen, so wird eine hohe Induktivität erzeugt, wohingegen bei einem Träger aus beispielsweise Aluminium oder Kupfer eine niedrige Induktivität erzeugt wird. Mit diesem induktiven Sensor wird somit der Abstand des Sensors und damit der Sicherheitseinrichtung von dem Träger ermittelt. Ändert sich bei einem Ablöseversuch der Sicherheitseinrichtung von dem Träger der Abstand, so wird ein Signal erzeugt, welches ebenso wie das kapazitive Signal aufgezeichnet werden kann oder zu einer von der Sicherheitseinrichtung bewirkten Aktion führen kann, wie beispielsweise die Erzeugung eines optischen oder akustischen Signals, das Absetzen einer drahtlos übertragenen Botschaft (Funkbotschaft) oder das Aussetzen einer drahtlos (Funk) übertragenen Statusinformation.
Ist die Sicherheitseinrichtung zumindest teilweise in einem Etikett integriert, so ist hierdurch eine besonders einfache Anwendung der Sicherheitseinrichtung gegeben. Das Etikett, mit welchem eine bestimmte Ware, Bauteil oder ein anderer Gegenstand gesichert ist, kann die Sicherheitseinrichtung, welche sehr klein ausgeführt sein kann, in geeigneter Weise beinhalten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Elektronik, mit welcher die Signale der Sensoren der Sicherheitseinrichtung ausgewertet werden, ebenfalls mit dem Etikett verbunden ist. Eine aufwändige Verkabelung, wodurch eine weitere Manipulationsmöglichkeit der Sicherheitseinrichtung entstehen würde, wird hierdurch vermieden. Die Elektronik kann dabei beispielsweise ebenso wie die Sensoren in dem Etikett integriert sein und von außen ohne Zerstörung des Etiketts nicht zugänglich sein. Hierdurch ist eine besonders hohe Sicherheit der Sicherheitseinrichtung vor Zerstörung oder Manipulation gegeben.
Ist die integrierte Elektrode des kapazitiven Sensors und/oder der induktive Sensor in einer Schicht des Etiketts angeordnet, so ist eine einfache Herstellung und dennoch äußerst sichere Gestaltung der Sicherheitseinrichtung möglich. Insbesondere der induktive Sensor ist bezüglich seiner Induktivität unabhängig von einer nicht metallischen Schicht des Etiketts. Auch der kapazitive Sensor, der in einer Schicht des Etiketts angeordnet ist, kann eine bestimmte Kapazität feststellen. Da für die Ermittlung des Zustands des Sicherheitsetiketts an dem Träger nicht die Höhe der Kapazität maßgebend, ist, sondern lediglich die Veränderung der Kapazität, ist dies ebenfalls unschädlich. Durch die Anordnung der Sensoren in einer Schicht des Etiketts können die Sensoren gegenüber Umwelteinflüssen geschützt angebracht werden und auch hierdurch vor einer Beschädigung oder Manipulation gesichert sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Etikett zusätzlich einen RFID-Sensor aufweist. Durch den RFID-Sensor können zusätzliche Funktionen der Sicherheitseinrichtung erzeugt werden. So kann beispielsweise die Anwesenheit der Sicherheitseinrichtung bzw. des Etiketts von einem Lesegerät erfasst werden. Ebenso können die Signale der Sensoren über die RFID-Sensoren an ein Lesegerät übermittelt werden. Bei dieser aktiven Statusübermittlung tritt der Alarmfall beispielsweise dann auf, wenn die Statusübermittlung für eine Zeit aufhört oder eine Alarmmeldung abgesetzt wird.
Ist das Etikett selbstklebend ausgeführt, so kann es sehr einfach auf dem Träger angeordnet werden. Bei einem Ablösen des Etiketts von dem Träger werden deutliche Signaländerungen der Sensoren erzeugt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verwendung der Sicherheitseinrichtung wird der Zustand der Sicherheitseinrichtung und die Anwesenheit eines vorbestimmten Trägers mehrfach auf unterschiedliche Art festgestellt. Dabei werden beispielsweise Signale verwendet, welche sowohl durch induktive als auch durch kapazitive Messung als Istwerte erhalten werden und welche in einer Elektronik mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden. Bei einer Abweichung zumindest eines der Istwerte von den Sollwerten kann beispielsweise eine Aktion ausgelöst werden. Durch die mehrfache und unterschiedliche Überwachung der Sicherheitseinrichtung in Bezug auf den vorbestimmten Träger, wird eine besonders hohe Manipulationssicherheit erhalten. Sowohl das Ablösen der Sicherheitseinrichtung von dem Träger oder schon alleine das Übertragen der Sicherheitseinrichtung auf einen anderen Träger löst erkennbare Signalveränderungen der Sensoren aus, welche gespeichert oder zur Erzeugung eines Warnsignals verwendet werden können. Die zugeordnete Elektronik überwacht die Abweichung der vorgegebenen Sollwerte von den tatsächlichen Istwerten und erkennt hierdurch einen Manipulationsversuch der Sicherheitseinrichtung. Durch die unterschiedlichen Sensoren, welche die Manipulation der Sicherheitseinrichtung feststellen, kann sowohl beispielsweise der Abstand als auch das Material des Trägers, auf welchem die Sicherheitseinrichtung angeordnet ist, festgestellt werden.
Wird der Abstand und/oder die Lage der Sicherheitseinrichtung zum Träger und das Material des Trägers durch die Sensoren und deren Signale festgestellt, so kann durch einen Vergleich dieser Kriterien mit einem Sollwert, die Manipulation der Sicherheitseinrichtung ermittelt werden, wenn sich diese Werte ändern sollten.
Wird an die Sensoren ein Wechselstrom angelegt und die Signalamplitude und/oder Signalfrequenz analysiert, so kann hierdurch eine Abstandsänderung, Lageänderung oder eine Änderung des Trägermaterials ermittelt werden.
Vorteilhafterweise werden die Signale aus Messungen der Bewegungen und/oder Beschleunigungen der Sicherheitseinrichtung gegenüber dem Träger und/oder der Materialeigenschaften des Trägers und/oder der Sicherheitseinrichtung erhalten. Manipulationen vielfältiger Art können hierdurch aufgedeckt werden.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung,
2 einen Schnitt durch eine Sicherheitseinrichtung der 1 auf einem Träger,
3 einen Schnitt durch eine Sicherheitseinrichtung im Bereich des kapazitiven Sensors,
4 einen Schnitt durch eine Sicherheitseinrichtung auf einem Kunststoffträger im Bereich des kapazitiven Sensors,
5 einen Schnitt durch eine Sicherheitseinrichtung auf einem Metallträger im Bereich des kapazitiven Sensors,
6 einen induktiven Sensor einer Sicherheitseinrichtung und
7 einen induktiven Sensor einer Sicherheitseinrichtung auf einem Metallträger.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 1 in Draufsicht skizzenhaft dargestellt. Die Sicherheitseinrichtung 1 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Etikett 2, auf welchem eine Elektronik 3 angeordnet ist. In der Elektronik 3 findet die Auswertung der Signale, welche von einem kapazitiv arbeiteten Sensor 5 mit Elektroden 4 und von einem Wirbelstromsensor 6, welcher mit induktiven Signalen arbeitet, erzeugt werden.
Der kapazitive Sensor 5 weist die Elektroden 4 auf, welche als plattenförmige Metallfolien ausgebildet sind und in dem Etikett 2 integriert sind. Die Elektroden 4 sind mittels Leiterbahnen 7 mit der Elektronik 3 verbunden. An deren Enden in der Elektronik 3 kann die Kapazität der Elektroden 4 bzw. des kapazitiven Sensors 5 erfasst und ausgewertet werden.
Der Wirbelstromsensor 6 ist im Bereich der Elektronik 3 angeordnet und damit ebenfalls mit dem Etikett 2 verbunden. Die induktiven Signale des Wirbelstromsensors 6 werden ebenfalls in der Elektronik 3 ausgewertet. Die Sicherheitseinrichtung 1 ist mit einer nicht dargestellten Wechselstromquelle verbunden. Über den Wechselstrom wird sowohl der Wirbelstromsensor 6 als auch der Kondensator 5 betrieben. Änderungen des Wechselstromsignals bzw. Änderungen der Kapazität bzw. Induktivität führen zu der Erkenntnis, dass die Lage der Sicherheitseinrichtung 1 zu einem Träger, auf welchem die Sicherheitseinrichtung 1 angeordnet ist, verändert wird. Diese Signaländerung und damit die Änderung der Lage der Sicherheitseinrichtung 1 in Bezug auf den Träger, kann mittels der Elektronik 3 ausgewertet werden und für eine spätere Analyse gespeichert werden oder sogleich mittels eines akustischen oder optischen Signals angezeigt werden.
Auf Grund der schematischen Darstellung der 1 kann der als Wirbelstromsensor 6 bezeichnete Sensor auch ein Beschleunigungs- oder Drehratensensor sein. Derartige Sensoren, welche beispielsweise MEMS-Sensoren sind, können ebenfalls in die gezeigte Sicherheitseinrichtung 1 integriert sein. Sie können an Stelle eines oder beider der gezeigten Sensoren 5, 6 verwendet werden oder zusätzlich zu einem oder beiden der Sensoren 5, 6 eingesetzt werden. Wichtig ist jedenfalls, dass eine Manipulation der Sicherheitseinrichtung 1 in Bezug auf den Träger 9 (siehe 2) mittels einer Änderung von Signalen gegenüber dem unmanipulierten Zustand erkannt wird.
In 2 ist ein Schnitt durch eine Sicherheitseinrichtung 1 der 1 dargestellt. Das Etikett 2 beinhaltet die Elektroden 4, welche bei dieser Ausführung in das Etikett 2 integriert, beispielsweise eingegossen, sind. Mit dem Etikett 2 weiterhin verbunden ist die Elektronik 3 sowie der Wirbelstromsensor 6.
Das Etikett 2 ist mittels einer Klebeschicht 8 auf dem Träger 9 befestigt. Bei dem Versuch, die Klebeschicht 8 zu lösen, wird entweder das Etikett 2 in seiner Position bzw. seinem Abstand zu dem Träger 9 verändert oder es wird versucht ein Element zwischen die Klebeschicht 8 und den Träger 9 zu schieben. Auch hierdurch ändert sich der Abstand des Etiketts 2 von dem Träger oder zumindest wird das von den Sensoren der Sicherheitseinrichtung 1 erkannte Material des Trägers 9 durch das Dazwischenschieben einer Ablöseeinrichtung verändert. Beide Arten von Veränderungen werden von den Sensoren erfasst und können entsprechend ausgewertet werden.
In 3 ist ein Ausschnitt aus einem Etikett 2 im Bereich der Elektroden 4 dargestellt. Das Etikett 2 ist nicht auf einem Träger 9 befestigt. Die Elektroden 4 bilden über die Dielektrizität der Luft eine sehr kleine Kapazität. Diese sehr kleine Kapazität kann von der Elektronik 3 erfasst werden und es kann bei der Auswertung daraus geschlossen werden, dass das Etikett 2 auf keinem Träger 9 befestigt ist.
In 4 ist das Etikett 2 aus der 3 auf einem Kunststoffträger 9' befestigt. Die Elektroden 4 haben aufgrund der höheren Dielektrizitätskonstante des Kunststoffmaterials eine mittelhohe Kapazität. Mittels der Elektronik 3 wird somit festgestellt, dass das Material des Trägers 9' des Etiketts 2 weder Luft noch Metall ist.
In 5 ist das Etikett 2 auf einem Metallträger 9'' angeordnet. Das Metall des Trägers 9'' schließt das Feld zwischen den Elektroden 4 kurz, so dass der Spalt zwischen den Kondensatorplatten bzw. Elektroden 4 klein ist. Die dadurch erzielte Kapazität ist groß. Die Elektronik stellt somit fest, dass das Etikett 2 auf einem metallenen Träger 9'' angeordnet ist.
Neben der Eigenschaft des Trägermaterials 9' bzw. 9'' aus den oben genannten Figuren, spielt selbstverständlich auch das Material des Etiketts 2 eine Rolle. Sollte auf irgendeine Weise das Etikett 2 manipuliert werden, so würde sich auch hier die Kapazität verändern, da die Dielektrizitätskonstante durch das Einbringen eines anderen Materials verändert würde und somit zu einer Veränderung der Sollkapazität führen würde.
Mit dem kapazitiv messenden Kondensator 5 ist es somit möglich, die Materialeigenschaften sowohl des Untergrunds, d. h. in der Regel des Trägers 9 als auch die Materialeigenschaften der Sicherheitseinrichtung 1 bzw. des Etiketts 2 zu messen und Veränderungen festzustellen.
6 zeigt die schematische Darstellung eines Wirbelstromsensors 6. Der Wirbelstromsensor 6 besteht aus einem Ferritkern 10 sowie einer Wicklung 11. Der Wirbelstromsensor 6 ist mit dem Etikett 2 verbunden, beispielsweise in dieses eingegossen. Wird der Wirbelstromsensor 6 mit einem Wechselstrom beaufschlagt, so wird ein Magnetfeld 12 erzeugt. Die Induktivität ist dabei ebenso wie die elektrische Ladung groß, da in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der 6 das Etikett 2 an keinem Träger 9 befestigt ist.
Befindet sich der Wirbelstromsensor 6 gemäß 7 mit dem Etikett 2 auf einem Träger 9, so wird durch das Feld der Spule aus Ferritkern 10 und Wicklung 11 ein Wirbelstrom induziert. Ist der Träger 9 aus Eisenmaterial, so ist die Induktivität groß. Ist der Träger 9 dagegen aus Aluminium, Kupfer oder ähnlichem Metall, so ist die Induktivität gering. Ist der Träger 9 aus einem leitenden Material so ist die Absorption groß, bei einem nichtleitend Material hingegen klein. Ist der Träger 9 aus einem ferromagnetischen Material, so steigt die Induktivität, bei einem paramagnetischen Material sinkt die Induktivität.
Durch den Wirbelstromsensor 6 können Materialeigenschaften, wie z. Bsp. deren Leitfähigkeit oder magnetischen Eigenschaften, des Untergrunds und der Trägerfolie des Etiketts 2 festgestellt werden. Ist das Etikett 2 dahingehend manipuliert, dass Metall zwischen dem Wirbelstromsensor 6 und dem Träger 9 eingebracht wird, so verändert sich die Induktivität. Gleiches gilt für den Fall, dass das Trägermaterial 9 geändert wird. Auch der Abstand des Wirbelstromsensors 6 von dem Träger 9 ist durch eine Änderung der Induktivität feststellbar. Manipulationen der Sicherheitseinrichtung 1, bei welcher die Sicherheitseinrichtung 1 bzw. das Etikett 2 von dem Träger 9 abgehoben wird, werden somit von dem Wirbelstromsensor 6 ebenso erkannt, wie die Änderung des Trägermaterials oder die Änderung des Materials des Etiketts 2.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 1 weist eine sehr hohe Sicherheit gegenüber Manipulationsversuchen auf. Sowohl der Austausch einzelner Materialien als auch die Änderung des Abstands der Sicherheitseinrichtung 1 von einem Träger 9 können von der Elektronik erfasst werden und ausgewertet werden. Bei Verwendung entsprechender Sensoren kann auch die relative Bewegung in Bezug auf den Träger erkannt werden.
Selbstverständlich kann die Sicherheitseinrichtung auch auf andere Elemente als ein Etikett 2 oder einer Folie integriert werden. Alle Bauteile, welche besonders kritisch in Bezug auf ein Ablösen von ihrem Träger sind, können damit ausgestattet werden. Das Etikett 2 bzw. die Sicherheitseinrichtung 1 kann darüber hinaus mit einem nicht dargestellten RFID-Sensor verknüpft werden. Hierdurch können die Signale der Elektronik an ein Lesegerät übertragen werden oder auch weitere Informationen zu dem Etikett 2 bzw. dem Träger 9 übermittelt werden. Die Identifikation des Trägers 9 ist damit ebenso möglich, wie die Auswertung der Historie des Trägers 9. Insbesondere zur Auswertung dieser Historie des Trägers 9 bzw. des entsprechenden Objekts können zusätzliche Sensoren, wie aus dem Stand der Technik bekannt, mit der Sicherheitseinrichtung 1 verknüpft werden. Damit kann sichergestellt werden, dass der Träger 9 bzw. das Objekt eine vorgeschriebene Historie, beispielsweise bezüglich Temperatur, Feuchtigkeit oder Druck, beispielsweise während eines Transport- oder Lagervorgangs erlebt hat. Eine Manipulation durch beispielsweise einen Austausch dieser Sensoren wird durch die zugeordnete Sicherheitseinrichtung 1 vor Manipulationen gesichert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können die einzelnen Sensoren auch in anderer als der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Weise miteinander kombiniert werden. Ebenso sind alle weiteren offenbarten Einzelmerkmale der Erfindung untereinander kombinierbar, auch wenn sie so nicht beschrieben wurden. Dementsprechend sind Änderungen im Rahmen der Patentansprüche jederzeit möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die Erfindung so ausgeführt werden kann, dass die Sicherheitseinrichtung so ausgebildet ist, dass mit der Zerstörung der Sicherheitseinrichtung beim Ablösen auch eine irreversieble Veränderung der Messwerte einhergeht. Insbesondere der Durchgangswiderstand einer Schleife oder die Kapazität wird dabei beim Ablösen so verändert, dass der Ursprungszustand nicht mehr erreicht werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Etikett Sollbruch(reiß)stellen aufweist, damit es beim Ablösen definiert zerstört wird.
Bezugszeichenliste

1: Sicherheitseinrichtung
2: Etikett
3: Elektronik
4: Elektroden
5: kapazitiver Sensor
6: Wirbelstromsensor
7: Leiterbahnen
8: Klebeschicht
9: Träger
9': Kunststoffträger
9'': Metallträger
10: Ferritkern
11: Wicklung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7106199 B2 [0002]

Claims

Sicherheitseinrichtung mit Sensoren zum Überprüfen des unversehrten Zustandes der Sicherheitseinrichtung (1) und der Anwesenheit eines vorbestimmten Trägers (9) der Sicherheitseinrichtung (1), wobei der Träger (9) ein Objekt, insbesondere ein mechanisches oder elektronisches Bauteil ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Bewegungen und/oder Beschleunigungen der Sicherheitseinrichtung (1) gegenüber dem Träger (9) und/oder Materialeigenschaften des Trägers (9) und/oder der Sicherheitseinrichtung (1) erfassen und zur Signalauswertung mit einer Elektronik (3) verbunden sind.
Sicherheitseinrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5, 6) zur Erfassung der Materialeigenschaften des Trägers (9) und/oder der Sicherheitseinrichtung (1) kapazitiver und/oder induktiver Art ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) zur Erfassung der Bewegungen und/oder Beschleunigungen der Sicherheitseinrichtung (1) gegenüber dem Träger (9) ein Beschleunigungs-, Magnetfeld- und/oder Drehratensensor ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (1) Mittel aufweist für die feste Anbringung an dem Träger (9).
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (1) zur Anbringung an einen zumindest am Anbringungsort metallischen Träger (9) vorgesehen ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitive Sensor (5) eine in der Sicherheitseinrichtung (1) integrierte Elektrode (4) eines Kondensators aufweist, welche mit dem Träger (9) als zweiter Elektrode oder einer weiteren in der Sicherheitseinrichtung (1) integrierten Elektrode (4) zusammenwirkt.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Elektrode (4) eine Metallfolie ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der induktive Sensor (6) ein Wirbelstromsensor ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (1) zumindest teilweise in einem Etikett (2) integriert ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (3) mit dem Etikett (2) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Elektrode (4) des kapazitiven Sensors (5) und/oder der induktive Sensor (6) und/oder der Beschleunigungs-, Magnetfeld- und/oder Drehratensensor in einer Schicht des Etiketts (2) angeordnet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Etikett (2) einen RFID-Sensor aufweist.
Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Etikett (2) selbstklebend ist.
Verfahren zur Verwendung einer Sicherheitseinrichtung (1) gemäß den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der Sicherheitseinrichtung (1) und die Anwesenheit eines vorbestimmten Trägers (9) mehrfach und auf unterschiedliche Art festgestellt wird, wobei Signale verwendet werden, welche als Istwerte erhalten werden und welche in einer Elektronik (3) mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden und bei einer Abweichung von zumindest einem der Istwerte von den Sollwerten eine Aktion ausgelöst wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand und/oder die Lage der Sicherheitseinrichtung (1) zum Träger (9) und das Material des Trägers (9) durch die Sensoren und deren Signale festgestellt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Sensoren ein Wechselstrom angelegt wird und die Signalamplitude und/oder Signalfrequenz analysiert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale aus Messungen der Bewegungen und/oder Beschleunigungen der Sicherheitseinrichtung (1) gegenüber dem Träger (9) und/oder der Materialeigenschaften des Trägers (9) und/oder der Sicherheitseinrichtung (1) erhalten werden.