專利名稱：用于易腐貨物的環(huán)境參數(shù)指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種(便攜式)電子設(shè)備，用于隨附于易腐爛的或可退化的貨物以監(jiān)測貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)。本發(fā)明還涉及一種用于監(jiān)測易腐爛貨物經(jīng)歷的環(huán)境參數(shù)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
溫度監(jiān)測器在涉及對溫度靈敏的貨物的任何工業(yè)中都是很重要的。這包括很寬的種類，如食品和飲料，醫(yī)藥和藥劑，生物制品，化學(xué)制品和粘合劑。監(jiān)測貨物的環(huán)境對經(jīng)銷商，供應(yīng)廠商，貯存裝置，或者如醫(yī)院的大型服務(wù)供應(yīng)者或者大型連鎖飯店是很重要的。
某些易腐爛貨物在儲存以及運(yùn)輸過程中的保存需要低溫。如果冷藏環(huán)節(jié)斷裂，那么通常必須在幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)非常迅速地使用這些貨物。食品，如肉或點(diǎn)心用奶油都是典型的例子，但是這些限制也可以用于其他產(chǎn)品，如血液成分。例如，紅細(xì)胞，一旦由輸血設(shè)備分發(fā)就可以以+4℃在血庫中保存42天，如果環(huán)境溫度超過+10℃那么必須非?？焖俚貙⑵涫褂?。其他對溫度敏感的產(chǎn)品，如水基粘合劑，水基墨水，鋁基疫苗，麻醉劑，或者出于移植目的的器官，需要保持在一定溫度之上，或者保持在一定范圍的溫度中，以確保具有活性。
對于數(shù)據(jù)，存在一種類型的商業(yè)溫度監(jiān)測設(shè)備，該設(shè)備基于化學(xué)或有色墨水標(biāo)記。這些設(shè)備通常作為在給定溫度經(jīng)歷突然變色的閾值指示器而工作，或者在窄帶系統(tǒng)中連續(xù)運(yùn)行，作為時(shí)間和溫度的函數(shù)逐漸著色。
其他商業(yè)上可用的溫度監(jiān)測設(shè)備包括數(shù)據(jù)記錄器或者數(shù)據(jù)記錄儀。這種記錄器在打開之后，每隔一定時(shí)間間隔就收集存儲在設(shè)備存儲器中的溫度數(shù)據(jù)，在監(jiān)測期的末尾，數(shù)據(jù)通過接口下載到計(jì)算機(jī)或外部讀出設(shè)備或者顯示器。
產(chǎn)品或者貨物也可以對其他環(huán)境條件敏感。例如，血液制品的紅血球在受到一定程度的加速度或者沖擊的影響下破裂。另外，血液中的血小板需要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動來防止產(chǎn)品的凝塊和/或凝固。
歸入一般范疇的數(shù)據(jù)記錄器的電子監(jiān)測設(shè)備在WO93/08451，US6,122,959和US5,426,595中有所描述，這些設(shè)備用于監(jiān)測溫度，壓力，濕度和/或加速度(即沖擊或振動)。
FR2,774,763描述了一種用于在給定時(shí)間內(nèi)計(jì)算由產(chǎn)品接收的熱量的電子設(shè)備。所描述的設(shè)備每隔一定時(shí)間測量產(chǎn)品受到的溫度，并根據(jù)專門的數(shù)學(xué)算法將測得溫度換算為系數(shù)。該設(shè)備包括用于記錄換算過的系數(shù)并且在存儲器中累積這些系數(shù)的裝置，還包括用于將設(shè)備存儲器中累積的系數(shù)發(fā)送到適當(dāng)?shù)耐獠孔x數(shù)器的裝置。累積的系數(shù)代表監(jiān)測期間內(nèi)產(chǎn)品所承受的熱量的估計(jì)。高的累積系數(shù)表示產(chǎn)品一般暴露于較高溫度下，而低的累積系數(shù)表示一般暴露于較低溫度下(盡管不能由低累積系數(shù)來排除監(jiān)測期間內(nèi)短暫的受高溫的影響)。
WO01/23841描述了一種監(jiān)測設(shè)備，在該設(shè)備中，在觸發(fā)起動信號之后的一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)測量時(shí)間以及一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且在綜合顯示器上同時(shí)且永久顯示關(guān)于儲存和運(yùn)輸條件的按照年代的重要參數(shù)條件。所描述的設(shè)備可以包括一種程序，容許計(jì)算和顯示到期的儲存或運(yùn)輸時(shí)間，和/或在正常的到期時(shí)間下保持儲存或運(yùn)輸時(shí)間，和/或在該時(shí)期內(nèi)通過測得參數(shù)條件保持儲存或減少運(yùn)輸時(shí)間。
發(fā)明概述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述監(jiān)測設(shè)備是不利的，其僅僅提供關(guān)于經(jīng)歷的信息和/或僅僅提供關(guān)于這些設(shè)備監(jiān)測的時(shí)間的信息。
要知道，在易腐爛貨物從生產(chǎn)開始或者產(chǎn)品胚型到其最終使用的壽命期間，這些貨物經(jīng)常由于例如貨物或者貨運(yùn)單位的(再)包裝，分配或者劃分而分成更小的單位或批。如果在任何這種細(xì)分之前用監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測貨物，那么為了連續(xù)監(jiān)測需要利用新的監(jiān)測設(shè)備重新標(biāo)記至少一部分貨物。在用新的監(jiān)測設(shè)備重新標(biāo)記的過程中，會丟失代表以前監(jiān)測期中貨物經(jīng)歷的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)。這樣，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)需要提供一種監(jiān)測設(shè)備和一種監(jiān)測系統(tǒng)，該設(shè)備和系統(tǒng)監(jiān)測基本上易腐爛貨物的整個(gè)壽命，同時(shí)根據(jù)需要或者想要對這種貨物重新標(biāo)記。由于利用基本上完全的環(huán)境參數(shù)歷史的詳細(xì)知識可以更精確地規(guī)定安全限度或者被監(jiān)測貨物的截止日期和剩余壽命的分配，因此也需要提供這樣一種監(jiān)測設(shè)備和系統(tǒng)。
在本發(fā)明的第一方面概括地提出，在易腐爛貨物使用期限的一定時(shí)期中，易腐爛貨物附有電子監(jiān)測設(shè)備。該設(shè)備配有表示在該時(shí)期之前貨物經(jīng)歷的環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)，該設(shè)備包括用于在該時(shí)期中測量環(huán)境參數(shù)的傳感器。該設(shè)備使用提供的數(shù)據(jù)和傳感器的輸出并利用對貨物的特定關(guān)系來計(jì)算在該時(shí)間末尾貨物的特性。
特別地，本發(fā)明的第一方面可以表示為一種電子設(shè)備，該設(shè)備用于在一段時(shí)間內(nèi)隨附于易腐爛貨物以監(jiān)測在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該設(shè)備包括a)用于輸入第一數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入裝置，該第一數(shù)據(jù)代表上一段在前時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)用于產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)的傳感器裝置，該第二數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；c)處理裝置，該處理裝置利用第一和第二數(shù)據(jù)以及特性和參數(shù)之間的貨物特定關(guān)系來計(jì)算在該所述時(shí)間末尾的貨物特性；以及d)用于輸出該特性的輸出裝置。
文中所用的術(shù)語“輸入”和“輸出”指的是機(jī)器可讀形式的數(shù)據(jù)傳送，如通過編碼的電信號或者電磁信號。這里所用的術(shù)語“輸出”包括數(shù)據(jù)輸出，也包括對用戶的數(shù)據(jù)顯示。設(shè)備的輸出裝置優(yōu)選包括顯示裝置和數(shù)據(jù)輸出裝置。輸入/輸出設(shè)備可以包括天線，和/或光檢測器，和/或電觸點(diǎn)，和/或超聲檢測器或者等效設(shè)備。超聲傳輸在電磁輻射強(qiáng)烈衰減或者通過貨物或其容器反射(因此電磁傳輸是不方便的)時(shí)或者電磁輻射不允許時(shí)是非常有用的。
貨物特性可以是與貨物的期滿直接有關(guān)的特性(這里稱為“到期數(shù)據(jù)”)，如所希望的截止日期，剩余使用期限，或者過期的使用期限(在每種情況下，假定一組環(huán)境條件，如目前的環(huán)境條件，連續(xù)的)。本發(fā)明可以產(chǎn)生與現(xiàn)有技術(shù)中可用的到期數(shù)據(jù)相比更精確的到期數(shù)據(jù)，因?yàn)楸景l(fā)明基于實(shí)際的儲存/運(yùn)輸條件，而不是所希望的儲存/運(yùn)輸條件。
在這種改進(jìn)的過期數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)中，存在貨物以可接受的形式輸送的更大確定性，因此質(zhì)量控制有所改進(jìn)。而且由于貨物不再會因?yàn)橛械狡诘奈ｋU(xiǎn)而被廢棄，還能夠減少浪費(fèi)；相反，能夠從隨附的監(jiān)測設(shè)備精確地確定貨物是否實(shí)際上已經(jīng)到達(dá)保質(zhì)期的終點(diǎn)。換句話說，能夠顯著地減少為確保貨物還沒有到達(dá)有效期所必須使用的安全限度。因?yàn)楸O(jiān)測設(shè)備能夠輸入第一數(shù)據(jù)，其計(jì)算可以大概地考慮貨物的整個(gè)歷程，甚至在提供監(jiān)測設(shè)備之前的歷程。
另外，貨物特性可以是貨物的預(yù)期質(zhì)量，與貨物的任何規(guī)定的期滿沒有直接關(guān)系。當(dāng)貨物沒有到期但是已經(jīng)有很長時(shí)間了例如酒，這種選擇特別地但不唯一地相關(guān)。在這種情況下，經(jīng)過的時(shí)間實(shí)際上能夠在一定的溫度條件下改善貨物。這樣，對于有用的貨物可以使用該設(shè)備指示貨物的質(zhì)量已經(jīng)變得足夠好。
由于輸入設(shè)備輸入了有關(guān)貨物在先前的時(shí)期經(jīng)歷的環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)可以是環(huán)境參數(shù)的早期值和/或計(jì)算出的特定貨物值)，在給隨后的監(jiān)測設(shè)備重新加標(biāo)簽的過程中，可以不考慮由一個(gè)監(jiān)測設(shè)備收集到的信息。通過這種方式能夠監(jiān)測大體上易腐貨物的整個(gè)使用期限，同時(shí)對需要的或期望的貨物重新加標(biāo)簽。
注意在US5173609中公開了一種設(shè)備，其為了保護(hù)人們免受危險(xiǎn)的放射性輻射用于檢測劑量率和光子輻射劑量的積累。該公開的設(shè)備包括一種使早期的載體劑量測定信息加載到設(shè)備上的裝置和一種將設(shè)備連接到信息處理中心的裝置。然而，該文獻(xiàn)沒有關(guān)于監(jiān)測易腐貨物和貨物特性的估計(jì)，其中貨物特性是例如剩余的使用期限或這種具有其已監(jiān)測到的環(huán)境參數(shù)歷史的貨物的預(yù)期質(zhì)量。
運(yùn)輸或儲存貨物經(jīng)歷的環(huán)境參數(shù)可以是物理本性，如溫度，可見或者不可見光子輻射，帶電或者不帶電粒子，磁場，濕度，壓力，加速度，或者角位置。環(huán)境參數(shù)還可以是化學(xué)特性，如pH值或者物質(zhì)濃度。該參數(shù)也可以是有關(guān)生物學(xué)的，如微生物量。原則上該設(shè)備對于監(jiān)測所有類型的環(huán)境參數(shù)是有利的，特別適合于溫度監(jiān)測。
并且，本發(fā)明可以用于監(jiān)測超過一個(gè)環(huán)境參數(shù)的組合在貨物上的作用，其中該環(huán)境參數(shù)組合是例如溫度和加速度(沖擊和振動)、或者溫度和濕度、或者溫度、濕度和振動的組合。
傳感器裝置優(yōu)選包括至少一個(gè)緊挨著被監(jiān)測的貨物放置的傳感器，以確保測量到的質(zhì)量與貨物經(jīng)歷的環(huán)境參數(shù)相對應(yīng)。還可以有幾個(gè)在貨物的不同位置上測量相同環(huán)境參數(shù)的傳感器。還能夠使不同的傳感器同時(shí)測量不同的環(huán)境參數(shù)。
顯示器可以使用視頻的或音頻的方式輸出信息。例如可以使用低能耗的LCD(液晶顯示器)、光電二極管、傳呼機(jī)、或揚(yáng)聲器。優(yōu)選地，當(dāng)貨物特性是貨物的到期數(shù)據(jù)時(shí)，顯示該到期數(shù)據(jù)。使用這種顯示器每個(gè)人都能清楚地操作或使用貨物，無論貨物的使用期限是否已過期和是否已被勸阻使用該貨物。
優(yōu)選地，監(jiān)測設(shè)備是一次性設(shè)備。對于各種應(yīng)用的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測器，其一次性使用性是一個(gè)重要特征。如果監(jiān)測設(shè)備過于昂貴并需要在運(yùn)輸之后歸還，為了廣泛應(yīng)用用于監(jiān)測貨物的費(fèi)用會變得非常高。這樣，如果設(shè)備的歸還很困難或不能夠?qū)崿F(xiàn)，設(shè)備的一次使用是重要的。而且，由于可以是被編程或以使外部影響非常困難的方式設(shè)計(jì)成的硬件，一次使用的產(chǎn)品將更加抗干擾。
為此，該設(shè)備優(yōu)選地包括不可逆開關(guān)裝置(其可以是一個(gè)開關(guān))，用于觸發(fā)或停止設(shè)備的操作。這種裝置增加了設(shè)備的抗干擾，同時(shí)確保一旦開始監(jiān)測就會連續(xù)地對貨物進(jìn)行監(jiān)測。停止裝置停止監(jiān)測；其具有提供穩(wěn)定監(jiān)測狀態(tài)的證明或文獻(xiàn)的作用。例如，如果產(chǎn)品由幾個(gè)載體運(yùn)輸，一載體可以向另一個(gè)載體證明產(chǎn)品已經(jīng)在其責(zé)任下被正確處理并保持需要的存儲或運(yùn)輸條件。另一方面，載體可以從顯示器得知有關(guān)貨物經(jīng)歷的環(huán)境的歷史。當(dāng)在先前的運(yùn)輸或儲存過程中處理不當(dāng)時(shí)，會產(chǎn)生報(bào)告給例如制造商或貨物的接受者。不可逆的開關(guān)裝置確保監(jiān)測系統(tǒng)的高水平的可靠性，并使監(jiān)測結(jié)果可信。
開啟和/或關(guān)閉裝置可以是一個(gè)開關(guān)，其可以是一個(gè)按鈕式開關(guān)或者這可以包括在易碎部分中的電觸點(diǎn)。一旦在易碎部分切斷了開關(guān)的電觸點(diǎn)，就不再能夠使其連接上。該易碎部分具有不可逆功能。
優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)操作不使用在觸發(fā)和停止設(shè)備之間的整個(gè)周期中測量的值，這是由于在這種情況下，計(jì)算機(jī)操作將包括在該周期中這樣的時(shí)間間隔，其中用戶碰巧意識到傳感器裝置發(fā)出了不正確的參數(shù)值。這種時(shí)間間隔可以包括剛好觸發(fā)設(shè)備之后的時(shí)間，這時(shí)該設(shè)備通常只是已經(jīng)固定在貨物上；剛好停止設(shè)備之前的時(shí)間，這時(shí)其可能已從貨物上取下；以及設(shè)備可從貨物上取下的任何中間時(shí)間，例如使得能夠從設(shè)備中輸出數(shù)據(jù)。為此，最好是如果用戶能夠進(jìn)行操作以確保在這些時(shí)間間隔中，來自傳感器裝置的數(shù)據(jù)不會包含于計(jì)算機(jī)操作中。該操作可以是利用一個(gè)獨(dú)立的開關(guān)進(jìn)行的操作，或者可以是使用開和關(guān)裝置的觸發(fā)/停止設(shè)備的操作。
實(shí)際上，該原理提供本發(fā)明第二個(gè)獨(dú)立的方面，其可以與第一方面自由組合，并且能夠表示為一種電子設(shè)備，該設(shè)備用于在一段時(shí)間內(nèi)隨附于易腐爛貨物以監(jiān)測在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該設(shè)備包括a)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳感器裝置，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)利用所述數(shù)據(jù)來計(jì)算在該所述時(shí)間末尾的貨物特性的處理裝置；c)用于輸出該特性的輸出裝置；以及d)中斷裝置，該裝置可由用戶操作以防止計(jì)算采用在所述一段時(shí)間內(nèi)的一間隔中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
中斷裝置可以是開啟和關(guān)閉裝置；其操作實(shí)際上限定了期限。或者，中斷裝置可以是一個(gè)獨(dú)立的中斷裝置(例如一個(gè)開關(guān))。
在本發(fā)明的第一和第二方面，優(yōu)選地由貨物特定相互關(guān)系或描述了根據(jù)環(huán)境參數(shù)貨物退化的函數(shù)計(jì)算出貨物特性。通過測試和建立在環(huán)境歷史和貨物質(zhì)量之間的相關(guān)性實(shí)驗(yàn)確定該退化函數(shù)。對于許多貨物，從所謂的Arrhenius方程可以計(jì)算出退化的水平，因此優(yōu)選地使用這種包括貨物特定的數(shù)值變量的方程可以計(jì)算出貨物特性。實(shí)際上，使用Arrhenius方程監(jiān)測貨物提供了本發(fā)明地第三個(gè)獨(dú)立的方面，其可自由地與第一方面或第二方面結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，該設(shè)備用于在一段時(shí)間內(nèi)隨附于易腐爛貨物以監(jiān)測在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的可變溫度，該設(shè)備包括a)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳感器裝置，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的溫度；b)處理裝置，該處理裝置利用該數(shù)據(jù)以及由Arrhenius方程式給出的貨物特定關(guān)系來計(jì)算在該所述時(shí)間末尾的貨物特性；以及c)用于輸出該特性的輸出裝置。
在本發(fā)明上面的所有方面，處理裝置優(yōu)選地布置成根據(jù)傳感器裝置的瞬間輸出連續(xù)地更新貨物特性“空閑狀態(tài)”。這樣，在所述一個(gè)時(shí)間的末尾將能夠即時(shí)計(jì)算出貨物特性。
在處理裝置布置成操作“空閑狀態(tài)”的情況下，然后大體上對于該設(shè)備能夠不存儲傳感器裝置的輸出進(jìn)行操作。然而，更加優(yōu)選地在本發(fā)明的所有方面，該設(shè)備優(yōu)選地包括一用于存儲傳感器裝置的輸出的存儲器(此處稱為“經(jīng)歷歷史”)，優(yōu)選地還存儲任何空閑狀態(tài)計(jì)算出的貨物特性。連續(xù)地監(jiān)測使用戶能夠追蹤在運(yùn)輸和/或儲存歷史中的失誤和不足。
輸出的數(shù)據(jù)可以包括經(jīng)歷歷史和/或貨物特性和/或其它有關(guān)環(huán)境參數(shù)和貨物的信息。該歷史還可以包括由不同的監(jiān)測系統(tǒng)記錄并輸入到使用數(shù)據(jù)輸入裝置的監(jiān)測設(shè)備中的先前的經(jīng)歷歷史。該先前的經(jīng)歷歷史可以包括有關(guān)貨物在傳感器開始監(jiān)測或者甚至在貨物開始生產(chǎn)之前的時(shí)期之前的歷史信息。例如，如果貨物在生產(chǎn)過程中與異乎尋常的環(huán)境條件經(jīng)歷，該信息可以傳輸?shù)接?jì)算機(jī)操作設(shè)備用于計(jì)算貨物特性。該先前歷史可以包括由另一個(gè)傳感器在更早的時(shí)間和/或在不同的位置收集的信息。
在本發(fā)明的第四方面，可與其他方面自由組合，并明確地提出數(shù)據(jù)在存儲器的存儲的頻率可由數(shù)據(jù)的重要性來決定。
特別地，在本發(fā)明的第四方面中可以表示為一種電子設(shè)備，該設(shè)備用于在一段時(shí)間內(nèi)隨附于易腐爛貨物以監(jiān)測在該時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該設(shè)備包括a)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳感器裝置，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)用于記錄數(shù)據(jù)的存儲器裝置，該數(shù)據(jù)從傳感器裝置獲得并且表示在所述時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的參數(shù)，以及c)用于輸出該數(shù)據(jù)的輸出裝置；所述存儲器裝置設(shè)置為以一個(gè)存儲頻率存儲數(shù)據(jù)，該存儲頻率可從多個(gè)非零值中選則，對于該數(shù)據(jù)的任一部分的存儲頻率基于環(huán)境參數(shù)的對應(yīng)測得值來選取。
例如，通常使用振蕩器(例如時(shí)鐘)以給定的觸發(fā)時(shí)間間隔進(jìn)行采樣以測量環(huán)境歷史，測量值的存儲例如存儲測量值的速率和相應(yīng)地對要存儲的測量值選擇可以選擇成，使得當(dāng)環(huán)境參數(shù)的測量值指示其非常重要時(shí)具有更高的記錄頻率。
另外，但不是優(yōu)選地，采樣本身可以在一個(gè)選定的頻率，反過來這確定了存儲器裝置存儲數(shù)據(jù)的頻率(例如如果存儲器裝置存儲了所有的或者至少一個(gè)恒定比例的由傳感器裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù))。
注意優(yōu)選地該存儲器裝置在整個(gè)所述一個(gè)時(shí)間存儲器儲數(shù)據(jù)，例如在一些非零存儲頻率總是進(jìn)行存儲。然而，在非優(yōu)選的實(shí)施方案中，該存儲器裝置能夠在某些選定的例如由中斷裝置產(chǎn)生的時(shí)間間隔完全停止存儲數(shù)據(jù)。換句話說，除了在許多非零值，該存儲裝置還可以布置成在這種選定時(shí)間間隔(例如具有零頻率)期間停止存儲數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的每一方面可選擇地表示為一種使用用于監(jiān)測易腐貨物的設(shè)備的方法。
利用該方法能夠在從其剛剛開始例如從其生產(chǎn)的時(shí)間或者甚至更早直到其被最終的用戶使用的過程中監(jiān)測產(chǎn)品或貨物的壽命歷史。
在某些條件下，不將所有的有關(guān)貨物的實(shí)質(zhì)信息給每一個(gè)人顯示是有用的。在這種情況下，信息可以只是不在顯示器上顯示或者可以進(jìn)行加密。然而，使用特定的入口，可以將信息提供給經(jīng)過授權(quán)的人。有關(guān)貨物狀態(tài)的部分信息可以只提供給經(jīng)過授權(quán)的人。
可選地，可以對每一個(gè)監(jiān)測設(shè)備加一個(gè)識別數(shù)字。使得具有這種識別數(shù)字的監(jiān)測設(shè)備各不相同，并能夠?qū)γ恳回浳锏倪\(yùn)輸路線進(jìn)行追蹤。在存在該差別和將有關(guān)環(huán)境歷史的信息數(shù)據(jù)傳輸給外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)的情況下，不是關(guān)于環(huán)境歷史的所有信息都需要從前一個(gè)監(jiān)測設(shè)備傳遞到下一個(gè)監(jiān)測設(shè)備。這有助于節(jié)省在監(jiān)測設(shè)備中的存儲器空間。能夠從與存儲在外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的識別數(shù)字相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)中恢復(fù)整個(gè)運(yùn)輸和/或存儲路線。
附圖簡述現(xiàn)在僅僅出于舉例的目的，參考下面的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中

圖1是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的設(shè)備的示意圖，該設(shè)備適合隨附于其壽命期內(nèi)的易腐爛貨物；圖2是圖1中設(shè)備的透視圖；圖3是顯示貨物經(jīng)歷的環(huán)境歷史的曲線圖；圖4是圖3的變化；圖5示出對于脊髓灰質(zhì)炎疫苗來說溫度和退化之間的關(guān)系；圖6示出例如通過圖1的設(shè)備所用的監(jiān)測方法；以及圖7是說明控制存儲器的控制邏輯的流程圖。
實(shí)施方式詳述圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)備9的方框圖(圖2的實(shí)際實(shí)施方式中示出)，設(shè)備9用于在其使用期限中伴隨易腐貨物。該設(shè)備9具有與傳感器設(shè)備1相連的處理設(shè)備2，傳感器設(shè)備例如使用溫度傳感器檢測貨物的溫度。優(yōu)選地，傳感器設(shè)備1設(shè)置于接近將要監(jiān)測的貨物。處理設(shè)備2利用微處理器，用于例如計(jì)算貨物的預(yù)期剩余使用壽命。處理設(shè)備2與記錄數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備3相連，該數(shù)據(jù)根據(jù)傳感器設(shè)備1測得的溫度由處理設(shè)備2進(jìn)行處理。
處理設(shè)備2也與提供不可逆功能的開啟開關(guān)10和提供不可逆功能的關(guān)閉開關(guān)11相連。利用不可逆的開啟開關(guān)10開始測量。直到轉(zhuǎn)換為使監(jiān)測操作結(jié)束的不可逆開關(guān)11，才能中斷該測量。振蕩器或者時(shí)鐘7提供具有時(shí)間變量的處理設(shè)備2，并觸發(fā)該測量的采樣。
數(shù)據(jù)輸入設(shè)備6和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備5都使用無線電天線，用于與外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)8建立連接，以交換信息。上述兩個(gè)設(shè)備都與處理設(shè)備2連接。在外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)8的幫助下，在傳感器設(shè)備1開始其測量之前將有關(guān)各個(gè)時(shí)間的環(huán)境信息饋送到設(shè)備9中。外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)8可以傳送到設(shè)備9的信息包括貨物的生產(chǎn)過程中所采集的信息，這些信息是通過在先時(shí)期測量環(huán)境參數(shù)的其他設(shè)備，和/或通過位于該貨物周圍不同地方處的附加設(shè)備獲得的。
顯示器4和輸出設(shè)備5一起構(gòu)成設(shè)備9的輸出。顯示器4優(yōu)選(以某種形式)顯示由處理設(shè)備2完成的貨物特性的計(jì)算結(jié)果。顯示器還可以用于顯示如經(jīng)歷歷史本身或其多個(gè)部分的關(guān)于經(jīng)歷歷史的信息，閾值或任何其他所需的信息。經(jīng)輸出設(shè)備5從設(shè)備9輸出的信息可以包括由處理設(shè)備2完成的計(jì)算結(jié)果和/或存儲在存儲器3中來自傳感器設(shè)備1的累計(jì)測量。這對于提供信息輸出的加密是有利的。
這里將數(shù)據(jù)輸入設(shè)備6和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備5設(shè)計(jì)為適合于數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，一般利用電磁(通常是無線電)信號，盡管原則上可以考慮如聲頻信號的其他信號。遠(yuǎn)程傳輸允許用戶借助于天線來采集關(guān)于一整批貨物的信息，而不需要實(shí)際經(jīng)歷每個(gè)單獨(dú)的貨物。例如，當(dāng)貨車接近外部數(shù)據(jù)系統(tǒng)8時(shí)，可以同時(shí)檢驗(yàn)全部的貨車載荷。關(guān)于貨物情況的所有有關(guān)信息立即成為可利用的。顯示器4提供對有關(guān)貨物的基本信息的直接存取，這些基本信息如預(yù)期的質(zhì)量水平和/或預(yù)期的剩余使用期限。這樣不發(fā)送一個(gè)記錄器，但磁盤或其他信息載體對于估計(jì)經(jīng)歷歷史還是必要的。相反的就是當(dāng)場計(jì)算出貨物特性。如果預(yù)期的剩余使用期限屆滿，那么在運(yùn)輸或存儲過程中，直接存取允許對缺陷的簡單，快速和可靠的追蹤。
注意在其他實(shí)施方式中，設(shè)備5，6之一可以選擇地或者另外被設(shè)計(jì)為包括一電子接口，用于將數(shù)據(jù)電子傳輸?shù)皆O(shè)備9/從設(shè)備9電子傳輸數(shù)據(jù)。
設(shè)備9進(jìn)一步包括供電電源(未示出)，用于向處理設(shè)備2，存儲設(shè)備3和顯示器4提供電力。供電電源可以是電池組或蓄電池。還可以包括天線或用于吸收供給蓄電池或電容器的環(huán)境輻射或光的太陽能電池。
如圖2所示(圖1示出的設(shè)備的透視圖，并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候使用圖1中所用的參考數(shù)字)，設(shè)備9具有信用卡形式的塑料模的形狀。顯示器4向任何人顯示其所涉及的有關(guān)數(shù)據(jù)的選定部分。顯示器4顯示貨物經(jīng)過環(huán)境參數(shù)的影響之后的剩余使用期限和/或預(yù)期的貨物質(zhì)量。借助于顯示器4很容易確定貨物的質(zhì)量是否仍然希望是好的或者不好，和/或剩余使用期限是否屆滿。顯示器4還可以顯示貨物受到不能接收或極端環(huán)境參數(shù)的影響的時(shí)間。當(dāng)需要時(shí)，顯示器還可以提供一般的狀態(tài)信息以及警報(bào)或警戒信息。設(shè)備9的條形碼(26)和/或電子標(biāo)識數(shù)有助于識別貨物和/或單獨(dú)的設(shè)備9。
借助于不可逆的開啟開關(guān)10，可以觸發(fā)監(jiān)測設(shè)備9的操作。借助于不可逆的關(guān)閉開關(guān)11，可以停止設(shè)備9的操作。如圖2所示，開啟/關(guān)閉開關(guān)10，11每個(gè)都可以包括各自的易碎部分12，使該易碎部分破裂而將信號傳送到各個(gè)開關(guān)，從而保證不可逆性。一旦觸發(fā)不可逆的開啟開關(guān)10，就執(zhí)行監(jiān)測的操作，直到不可逆的關(guān)閉開關(guān)11的易碎部分12破裂的時(shí)候。如圖2所示，每個(gè)易碎部分12可以是設(shè)備9的一個(gè)角。另外，開啟/關(guān)閉開關(guān)可以是按鈕型開關(guān)。
設(shè)備9(圖1)進(jìn)一步包括可由用戶操作的開關(guān)14，表示應(yīng)該具有設(shè)備的特定操作或計(jì)算的短暫中斷。特別地，對于短暫中斷(例如1到5分鐘)，忽略來自傳感器設(shè)備1的數(shù)據(jù)，例如在與貨物特性有關(guān)的計(jì)算中該數(shù)據(jù)不被處理設(shè)備2采用。盡管不是優(yōu)選地，但是來自傳感器設(shè)備的數(shù)據(jù)甚至可以不被傳送到存儲設(shè)備3。優(yōu)選地將數(shù)據(jù)傳送到存儲設(shè)備，并且更優(yōu)選地標(biāo)明該數(shù)據(jù)，從而使其能夠確定為在中斷間隔中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在所述間隔的末尾，設(shè)備自動返回到正常操作。在由設(shè)備9監(jiān)測的期限中何時(shí)給短暫的時(shí)間間隔定位取決于當(dāng)操作開關(guān)14時(shí)的期限中的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。例如它可以是以開關(guān)14起作用的時(shí)刻為中心的間隔，或者是以開關(guān)14起作用的時(shí)刻開始或結(jié)束的間隔。這樣，通過操作開關(guān)14，用戶能夠安全地操縱設(shè)備9，而不會破壞例如關(guān)于貨物特性，誤用程度等的計(jì)算，或者，如果需要的話，是隨后經(jīng)輸出設(shè)備5和/或顯示器4輸出的數(shù)據(jù)。
參考圖2，顯示器4包括(例如LCD)顯示器24，該顯示器用于顯示貨物特性和/或有關(guān)曝光歷史的其他信息。顯示器4還包括用于報(bào)警或警戒型顯示器的其他指示器20，21，22和23。指示器20顯示傳感器設(shè)備1(圖2中未示出)檢測到例如溫度的環(huán)境參數(shù)低于規(guī)定的較低閾值的情況下的信號，而指示器22顯示在測量到環(huán)境參數(shù)值高于規(guī)定的較高閾值的情況下的信號。將許多指示器21點(diǎn)亮，以指示監(jiān)控開始多久貨物暴露到超過用戶規(guī)定的極限(根據(jù)情況是較高閾值和/或較低閾值)的情況下。指示器23顯示處理設(shè)備2完成一次計(jì)算的情況下的信號，其表示貨物已經(jīng)期滿。該設(shè)備可以包括用于運(yùn)載寫入數(shù)據(jù)或標(biāo)記的區(qū)域25，以及用于運(yùn)載該信息的條形碼26。
設(shè)備9的殼體優(yōu)選是體積小于36，更優(yōu)選小于26，更優(yōu)選小于21，最優(yōu)選小于16立方厘米的防水容器。其可以包括用于將設(shè)備9附著于貨物的連接設(shè)備(如粘合劑，鉤，鉤和環(huán)型緊固件，設(shè)計(jì)成滑動到貨物上的固定器的部分，或者用于接受這種設(shè)置在貨物上的部分的固定器)。因此監(jiān)測系統(tǒng)可以很容易地連接到產(chǎn)品或貨物，而不用太大的體積或重量。
圖3示出貨物這里例如疫苗受到的與時(shí)間相對的溫度曲線圖。已經(jīng)在生產(chǎn)和填充過程中監(jiān)測到溫度。在存儲過程中溫度很低。在貼標(biāo)簽，卸載，重新加載以及運(yùn)輸過程中的一定時(shí)間溫度升高。在時(shí)期A，疫苗作為一批被存儲和運(yùn)輸，由依照本發(fā)明的設(shè)備(9’)監(jiān)測。在時(shí)期B，將這批疫苗細(xì)分為兩個(gè)例如大的運(yùn)輸包裝，每個(gè)運(yùn)輸包裝由依照本發(fā)明的設(shè)備(9”)監(jiān)測。這些設(shè)備的每一個(gè)都包括在時(shí)期A中來自疫苗的監(jiān)測經(jīng)歷的輸入數(shù)據(jù)。在時(shí)期C，這些包裝進(jìn)一步分解為尺寸與其最終用途相對應(yīng)的更小的貨運(yùn)單位。每個(gè)貨運(yùn)單位再被單獨(dú)地監(jiān)測，直到使用的時(shí)間，每個(gè)監(jiān)測設(shè)備(9)包括在時(shí)期A和B中來自疫苗的監(jiān)測經(jīng)歷的輸入數(shù)據(jù)。這樣，用于監(jiān)測環(huán)境參數(shù)(例如溫度)的這些設(shè)備和方法通過包括基本上在其整個(gè)使用期限監(jiān)測貨物采集的信息而使貨物的預(yù)期剩余使用期限和/或預(yù)期質(zhì)量得到高精度地計(jì)算。
圖4示出在生產(chǎn)貨物(時(shí)期A)之前的時(shí)期中可以使用設(shè)備有利地監(jiān)測生產(chǎn)貨物的原料。這種監(jiān)測可以是有利的，例如當(dāng)用于生產(chǎn)特殊貨物的原料或部件的經(jīng)歷時(shí)間對其貨物特性(例如其期滿特性或質(zhì)量特性)有影響。如圖4所示，利用依照本發(fā)明的各個(gè)設(shè)備(9)來監(jiān)測在生產(chǎn)貨物中所用的三個(gè)部件。這三個(gè)設(shè)備的輸出傳遞到設(shè)備9’，用于在時(shí)期A過程中監(jiān)測貨物。
我們現(xiàn)在討論處理設(shè)備2的功能性。
處理設(shè)備2的第一優(yōu)選功能是確保已經(jīng)滿足關(guān)于環(huán)境參數(shù)的法定說明書(通常用貨物特定最大/最小閾值，例如閾溫度表示)。這意味著處理設(shè)備2應(yīng)該能夠驗(yàn)證在監(jiān)測時(shí)期沒有其中超過最大/最小環(huán)境參數(shù)例如溫度的極限的重要時(shí)間間隔。例如，一些產(chǎn)品在溫度降低到特定溫度例如0℃以下受到損害。因此，在這種情況下，如果傳感器1檢測溫度低于所述最小閾值，那么處理器2應(yīng)該優(yōu)選地(i)檢測事件，(ii)作出關(guān)于在貨物上作用的事件的結(jié)果的決定(即，輸出貨物特性，該特性表示由于該事件使貨物超出對于這種類型的貨物所規(guī)定的法定說明書)，以及(iii)存儲用于反向跟蹤的事件。
第二優(yōu)選功能是計(jì)算在設(shè)備9的工作期間中的貨物特性，如質(zhì)量/期滿屬性。通常，輸入該設(shè)備一個(gè)相關(guān)性或函數(shù)，來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)貨物特性。例如，可以根據(jù)用實(shí)驗(yàn)方法確定的關(guān)系來輸入環(huán)境參數(shù)和退化的相關(guān)性。特別是，可以輸入對于特定貨物與特定環(huán)境參數(shù)的特定退化關(guān)系。存在許多用于模擬退化關(guān)系的函數(shù)，包括Arrhenius，Weibull，Eyring或Belehradek型函數(shù)。
許多產(chǎn)品具有通過Arrhenius方程給出的如圖5示出的形狀的退化關(guān)系，該圖示出相對于溫度的脊髓灰質(zhì)炎疫苗的退化關(guān)系(例如老化速度)。圖5中，水平軸給出溫度，垂直軸給出每天的老化速度的百分比。圖5的插圖表示得到的天的數(shù)字，對于每一給定溫度，其將認(rèn)為是大體上已經(jīng)完全退化的疫苗。
由于Arrhenius方程描繪了許多產(chǎn)品的狀態(tài)，因此處理設(shè)備2優(yōu)選適合于通過采用基于Arrhenius方程的函數(shù)來計(jì)算特性。在使用關(guān)于熱敏貨物(例如，老化速度＝1/e(a+b(溫度)))的Arrhenius方程時(shí)，除了輸入貨物特定常數(shù)，例如a和b以外，還要輸入隨時(shí)間的溫度信息，如果需要的話還有退化的初始條件。這與上述簡單地觀察極限溫度值和最大時(shí)間值相比是預(yù)測貨物特性的更精確的方式。優(yōu)選地，處理設(shè)備2計(jì)算“空閑狀態(tài)”的特性，即在監(jiān)測期內(nèi)連續(xù)(或者在較短間隔中，優(yōu)選在等間隔中)的特性。希望相對連續(xù)地輸出特性，同時(shí)提供給用戶貨物特性的連續(xù)更新情況。
第三個(gè)優(yōu)選功能是存儲環(huán)境參數(shù)，例如溫度，歷史。在已知的數(shù)據(jù)記錄器中，按照固定時(shí)間間隔中測得值的連續(xù)存儲進(jìn)行存儲。由于最大記錄時(shí)間是數(shù)據(jù)記錄器的存儲容量的函數(shù)，因此在應(yīng)用開始之前必須預(yù)選固定的時(shí)間間隔。例如，為了在30天的時(shí)間內(nèi)用具有10,000個(gè)記錄的存儲容量的數(shù)據(jù)記錄器監(jiān)測裝運(yùn)，通常應(yīng)該使用5分鐘的時(shí)間間隔。因此在記錄持續(xù)時(shí)間和采樣密度之間存在一種折衷的辦法。此外，將漏掉兩次測量之間的間隔內(nèi)發(fā)生的任何潛在的有害事件。與此相反，當(dāng)前實(shí)施方式根據(jù)測得值的重要性自動適應(yīng)將存儲器用盡(存儲的頻率)的速度。對于特定設(shè)備來說，這種存儲功能有利地使最快速(即利用可能的最短時(shí)間間隔)感測或測量環(huán)境參數(shù)成為可能，同時(shí)通過只記錄與規(guī)定的重要性一致的特定測得值來保持存儲器的消耗量達(dá)到最低。這導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲量減小，并使需要的數(shù)據(jù)存儲給出貨物特性的精確測定。這對于具有特定存儲容量的特定設(shè)備提供了更精密的監(jiān)測(由于較短的采樣時(shí)間)和最大的監(jiān)測時(shí)間。此外，監(jiān)測時(shí)間通常能夠大大增長，而不必供給更昂貴的和/或更大的大體積存儲單元。數(shù)據(jù)存儲量減少反過來明顯減少了工作，需要接著評價(jià)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致較低的功率消耗以及減少用于數(shù)據(jù)傳送和/或分析的時(shí)間。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)值的重要性規(guī)定為例如當(dāng)由Arrhenius函數(shù)確定時(shí)的退化速度。
如上所述，可能對于特定設(shè)備來說，通常在最短的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的感測或采樣。在每次采樣之后，計(jì)算產(chǎn)品退化或老化速度(例如根據(jù)上述處理設(shè)備2的第二功能)。根據(jù)老化速度，確定測得值的存儲間隔(適當(dāng)?shù)臏y得值被相應(yīng)地存儲)。換句話說，通過老化速度的值來給出存儲間隔。老化速度越高則存儲間隔越短(接近或變?yōu)榕c采樣間隔相等)。
這在圖6中示出，其中水平軸表示時(shí)間。第一線(在大約7天具有峰值)表示關(guān)于圖表左邊垂直軸的溫度。第二線(也在大約7天具有峰值)表示老化速度。根據(jù)上述Arrhenius方程并利用貨物特定參數(shù)來計(jì)算貨物特性。使用該貨物特性來導(dǎo)出第三線(關(guān)于圖表右邊垂直軸，穿過圖6從左至右降低)，第三線表示貨物的剩余使用期限，第二貨物特性。圖6中第一(溫度)線上的正方形表示存儲測得值的時(shí)間點(diǎn)。如在圖6中所見，存儲點(diǎn)之間的(時(shí)間)間隔減小，即存儲的頻率增大，老化速度增大。(應(yīng)該注意為了便于觀察，圖6中描繪的存儲數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量比實(shí)際上使用的點(diǎn)的數(shù)量少很多。)如上所述，這種存儲功能使得被存儲的數(shù)據(jù)的數(shù)量減小。例如，可能的記錄速度應(yīng)該是對于每個(gè)0.1％的退化做一次存儲。對于100％的退化，這將導(dǎo)致理論的、必要的1000個(gè)測量的存儲容量。實(shí)際上對于這種情況，由于許多原因通常會定義更多的測量來進(jìn)行記錄，例如由于增大準(zhǔn)確度或者監(jiān)測過期，并且即使存儲的測量數(shù)量是雙倍的(例如2000)，這也代表了較低的存儲容量。
在更特別的實(shí)施方式中，兩次存儲的測量之間的時(shí)間間隔優(yōu)選在一定范圍內(nèi)，從而使得根據(jù)相應(yīng)的測得環(huán)境參數(shù)的計(jì)算出的退化不超過規(guī)定的退化幅度(step)。優(yōu)選地，退化幅度規(guī)定為0.002或更小，更優(yōu)選從0.001到0.00005，最優(yōu)選從0.0005到0.00008。如果以最新的測得環(huán)境參數(shù)為基礎(chǔ)的實(shí)際退化的積分(integral)大于最后存儲的測得值的退化值與退化幅度的和，那么存儲先前測得的參數(shù)值/時(shí)間(恰好在最新的測量之前)。如果上述實(shí)際的退化小于上述和，那么系統(tǒng)繼續(xù)評價(jià)下一次測量。圖7示出說明用于監(jiān)測設(shè)備的這種存儲器/存儲控制的方法(邏輯控制)的流程圖。一般來說，該方法起始于步驟50，初始化(步驟51)，從溫度傳感器得到第一環(huán)境參數(shù)，這里例如是溫度的測量值(步驟52)，存儲第一測得的溫度和時(shí)間(步驟53)。在緊接著的兩個(gè)步驟(54a和b)中，通常在即將到來的測量的準(zhǔn)備中進(jìn)行時(shí)間同步。(在步驟55)測量溫度，并且計(jì)算來自最后的數(shù)據(jù)存儲的退化差(步驟56)。在步驟57中，確定來自最后的數(shù)據(jù)存儲的退化差是否大于退化幅度。如果不大于退化幅度(并且如果沒有原因而退出循環(huán)(步驟59))，那么該方法返回到循環(huán)的起點(diǎn)(這里是步驟54a)。如果大于退化幅度，那么在步驟58中存儲前一次測量的時(shí)間和溫度。存儲(在步驟58中)之后，如果再次沒有原因而退出循環(huán)(步驟59)，那么該方法返回到循環(huán)的起點(diǎn)。
在關(guān)于環(huán)境參數(shù)/時(shí)間歷史的經(jīng)濟(jì)儲備的更高級別的完善中，連續(xù)的兩次存儲之間的時(shí)間間隔可以有利地從一系列預(yù)定義的間隔中選取，在這些間隔中，最短的間隔優(yōu)選等于感測/采樣間隔。該系列優(yōu)選具有從8到128個(gè)部分，更優(yōu)選從12到128，進(jìn)一步優(yōu)選從12到64，最優(yōu)選從16到64個(gè)部分。通過使用在存儲的測得值之間有限數(shù)量的可能的時(shí)間間隔，能夠明顯降低記錄時(shí)間所需的存儲容量，在該時(shí)間進(jìn)行特別記錄的測量，這是因?yàn)橥ㄟ^使用預(yù)定義的時(shí)間間隔而不是例如在很短時(shí)間內(nèi)的實(shí)際時(shí)間來記錄能夠獲得所述時(shí)間信息。由于通常希望老化速度相對于環(huán)境參數(shù)，例如溫度呈對數(shù)性變化，因此從用于存儲的規(guī)定時(shí)間間隔的近似對數(shù)級數(shù)中選取是有利的。例如，當(dāng)使用每秒1個(gè)感測的感測/采樣速度時(shí)，用于存儲的規(guī)定時(shí)間間隔的合適的系列可以是如下所述1，2，5，10，20，60，120，300，600，1200，3600和7200秒。并且當(dāng)使用上述存儲的規(guī)定時(shí)間間隔系列時(shí)，兩個(gè)存儲的測量之間的時(shí)間間隔優(yōu)選在一個(gè)范圍內(nèi)，從而使基于相應(yīng)的測得環(huán)境參數(shù)的計(jì)算退化不超過規(guī)定的退化幅度(如上面給出的)。在這種情況下，如果基于最新的測得環(huán)境參數(shù)的實(shí)際退化的積分大于在最后存儲的測量值和退化幅度的退化值的和，那么存儲對于上一個(gè)存儲數(shù)據(jù)具有適當(dāng)時(shí)間間隔的在先測得參數(shù)值/時(shí)間。換句話說，這種控制類似于圖7中示出的控制，但是在步驟58中，存儲的時(shí)間/溫度數(shù)據(jù)是上一次的在前時(shí)間和溫度測量數(shù)據(jù)，從而使該時(shí)間和在前存儲之間的間隔是規(guī)定間隔之一。
為了進(jìn)一步增加對(在特定溫度下)監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)值的存儲的壓縮，優(yōu)選根據(jù)連續(xù)測量值之差而不是絕對值來進(jìn)行存儲。例如，由于與采樣時(shí)間相比溫度改變速度通常很低，因此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以線性比例存儲溫度差是一種經(jīng)濟(jì)的存儲壓縮的方法。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，通過被監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)的絕對值本身來規(guī)定數(shù)據(jù)值的重要性。例如可以有利地應(yīng)用于監(jiān)測設(shè)備，其中不會(連續(xù))計(jì)算如老化速度的貨物特性。特別是，考慮到采樣期間貨物對監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)的敏感度和測得的環(huán)境參數(shù)的值，規(guī)定測得值的存儲間隔。例如，對于熱敏貨物，測量溫度越高，存儲間隔就越短(與采樣間隔接近或者相等)。
在再一個(gè)所需的實(shí)施方式中，可以通過監(jiān)測環(huán)境參數(shù)的變化率來規(guī)定數(shù)據(jù)值的重要性，其中通過環(huán)境參數(shù)比時(shí)間的曲線的絕對斜率來給出存儲頻率。
如上面提到的，可以操作開關(guān)14從計(jì)算(例如，像圖6中所示的那樣)中除去很短的時(shí)間間隔(例如1到5分鐘)。這表示通過在該間隔中發(fā)生的由設(shè)備感測的任何事件不會破壞這些計(jì)算的結(jié)果，例如為了讀取而使設(shè)備與存儲在冷箱中的貨物分開之后的高溫。
在觸發(fā)時(shí)間，由于傳感器設(shè)備可能給出貨物溫度的不正確讀數(shù)，因此希望將處理設(shè)備2設(shè)置為使設(shè)備的初始觸發(fā)也從計(jì)算(例如，像圖6中所示的那樣)中除去一個(gè)很短的時(shí)間間隔。例如，規(guī)定監(jiān)測期開始的開啟開關(guān)10的操作被設(shè)置為在規(guī)定的間隔(例如1到5分鐘)之后或者可選擇地在溫度達(dá)到特定的自定義值時(shí)開始計(jì)算。
類似地，在設(shè)備9使用末期，用戶可以將設(shè)備9與貨物分開，從而使傳感器設(shè)備1的輸出與貨物受到的真實(shí)環(huán)境參數(shù)不一致。這樣，可以將設(shè)備布置成使關(guān)閉開關(guān)11的操作(因此規(guī)定了監(jiān)測期的結(jié)束)導(dǎo)致放棄上一個(gè)在前間隔期間(例如1到5分鐘)進(jìn)行的測量，即不用在計(jì)算中。
盡管上面參考單個(gè)實(shí)施方式描述本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很顯然在本發(fā)明范圍內(nèi)的許多變化都是可能的。
例如，盡管圖1中顯示的開關(guān)10，11，14與設(shè)備物理連接，但是實(shí)際上它們也可以遠(yuǎn)離該設(shè)備，并通過遠(yuǎn)程信號系統(tǒng)(例如通過無線電)與該設(shè)備連接。此外，任何一個(gè)開關(guān)(特別是開啟開關(guān))可以根據(jù)環(huán)境參數(shù)(例如通過傳感器設(shè)備1測得的參數(shù))自動觸發(fā)。例如，設(shè)備9可以具有休眠模式，通過開啟開關(guān)10對外部效應(yīng)作出反應(yīng)而從休眠模式中“醒來”，該外部效應(yīng)可以是用戶操作，除非可選擇地是通過傳感器設(shè)備1或者其他傳感器測得的環(huán)境參數(shù)的變化(例如變暗)。
并且，盡管上面詳細(xì)描述的實(shí)施方式通常僅僅涉及溫度的單個(gè)環(huán)境參數(shù)，但是本發(fā)明并不限于這一方面。更合適的是可以考慮多個(gè)環(huán)境參數(shù)，例如用于產(chǎn)生表示人由于所有的這些環(huán)境參數(shù)導(dǎo)致貨物累積退化的單一特性。
利用該設(shè)備還可以計(jì)算貨物的“誤用”級別，這根據(jù)超過用戶定義極限的測得環(huán)境參數(shù)值來計(jì)算。通?？紤]一個(gè)或多個(gè)特殊貨物對監(jiān)測的特定環(huán)境參數(shù)的靈敏度和/或?qū)τ谒鲐浳镆?guī)定的最佳儲藏條件來選擇該極限(看情況可以是上和/或下限)。例如，對于熱敏貨物以及其中的最佳儲藏條件是低于5℃溫度，任何測量到的超過5℃的經(jīng)歷溫度可以認(rèn)為是“誤用”，且在計(jì)算所述的誤用程度的過程中使用相應(yīng)的測量經(jīng)歷值。
可以通過計(jì)算貨物受到超過所述極限的環(huán)境參數(shù)的時(shí)間的總和并且將所述和除以總時(shí)間來計(jì)算誤用的程度，從而得到所述極限之外的百分比經(jīng)歷以作為誤用程度的數(shù)量。
另外，可以通過將超過所述極限的測量參數(shù)值與一個(gè)系數(shù)加權(quán)并將所有系數(shù)相加來計(jì)算誤用程度。利用已測量的環(huán)境參數(shù)的量值來確定加權(quán)。應(yīng)用的加權(quán)表理想地可選擇為關(guān)于特定的一個(gè)或多個(gè)貨物與被監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)的靈敏性和/或在已測量的參數(shù)值和極限之間的差的量值。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，用于在一段時(shí)間內(nèi)隨附于易腐爛貨物以監(jiān)測在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該設(shè)備包括a)用于輸入第一數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入裝置，該第一數(shù)據(jù)代表上一段在前時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)用于產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)的傳感器裝置，該第二數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；c)處理裝置，該處理裝置利用第一和第二數(shù)據(jù)以及特性和參數(shù)之間的貨物特定關(guān)系來計(jì)算在該所述一段時(shí)間末尾的貨物特性；以及d)用于輸出該特性的輸出裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中輸出裝置包括用于向用戶顯示特性的顯示裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的設(shè)備，其中輸出裝置包括用于輸出如電或電磁信號的特性的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，權(quán)利要求2或者權(quán)利要求3的設(shè)備，其中特性是質(zhì)量特性，其表示在由第一和第二數(shù)據(jù)代表的經(jīng)歷之后貨物的預(yù)期質(zhì)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，權(quán)利要求2或者權(quán)利要求3的設(shè)備，其中該特性與貨物的期滿有關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中該特性是貨物預(yù)期的到期日或剩余使用期限。
7.根據(jù)前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的設(shè)備，其中傳感器裝置用于測量溫度，貨物特定關(guān)系由Arrhenius方程式給出。
8.根據(jù)前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于記錄第三數(shù)據(jù)的存儲器裝置，該第三數(shù)據(jù)從傳感器裝置獲得并且表示在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的參數(shù)，除了該特性之外，輸出裝置輸出所述第三數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中第三數(shù)據(jù)等于第二數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9的設(shè)備，其中存儲器裝置用于以一定頻率存儲第三數(shù)據(jù)，該頻率可從多個(gè)非零值中選擇，對于第三數(shù)據(jù)的任一部分的存儲頻率基于環(huán)境參數(shù)的對應(yīng)測得值來選取。
11.根據(jù)前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的設(shè)備，包括中斷裝置，該裝置可由用戶操作以防止所述計(jì)算采用在所述一段時(shí)間內(nèi)的一間隔中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
12.一種電子設(shè)備，用于在一段時(shí)間內(nèi)隨附于易腐爛貨物以監(jiān)測在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該設(shè)備包括a)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳感器裝置，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)利用所述數(shù)據(jù)來計(jì)算在所述一段時(shí)間末尾的貨物特性的處理裝置；c)用于輸出該特性的輸出裝置；以及d)中斷裝置，該裝置可由用戶操作以防止計(jì)算采用在所述一段時(shí)間內(nèi)的一間隔中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
13.一種電子設(shè)備，用于在一段時(shí)間內(nèi)隨附于易腐爛貨物以監(jiān)測在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該設(shè)備包括a)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳感器裝置，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)用于記錄數(shù)據(jù)的存儲器裝置，該數(shù)據(jù)從傳感器裝置獲得并且表示在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的環(huán)境參數(shù)，以及c)用于輸出該數(shù)據(jù)的輸出裝置；所述存儲器裝置設(shè)置為以一個(gè)存儲頻率存儲數(shù)據(jù)，該存儲頻率可從多個(gè)非零值中選擇，對于該數(shù)據(jù)的任一部分的存儲頻率基于環(huán)境參數(shù)的對應(yīng)測得值來選取。
14.一種電子設(shè)備，用于在一段時(shí)間內(nèi)隨附于易腐爛貨物以監(jiān)測在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的可變溫度，該設(shè)備包括a)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳感器裝置，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的溫度；b)處理裝置，該處理裝置利用該數(shù)據(jù)以及由Arrhenius方程式給出的貨物特定關(guān)系來計(jì)算在所述一段時(shí)間末尾的貨物特性；以及c)用于輸出該特性的輸出裝置。
15.根據(jù)前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的設(shè)備，進(jìn)一步包括不可逆開啟和關(guān)閉裝置，分別用于使該設(shè)備觸發(fā)和停止。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中開啟和關(guān)閉開關(guān)包括各自的易碎部分，該易碎部分包括電觸點(diǎn)，各自易碎部分的破裂分別使該設(shè)備起動和不起作用。
17.一種用于建立在一段時(shí)間內(nèi)易腐爛貨物的貨物特性的方法，在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該方法包括a)輸入第一數(shù)據(jù)，該第一數(shù)據(jù)代表上一段在前時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)，該第二數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；c)利用第一和第二數(shù)據(jù)以及特性和參數(shù)之間的貨物特定關(guān)系來計(jì)算在所述一段時(shí)間末尾的貨物特性；以及d)輸出該特性。
18.一種用于記錄數(shù)據(jù)的方法，該數(shù)據(jù)表示易腐爛貨物在一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該方法包括a)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)利用該數(shù)據(jù)來計(jì)算在所述一段時(shí)間末尾的貨物特性；以及c)輸出該特性；該方法進(jìn)一步包括登記由用戶在所述一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的預(yù)定操作，根據(jù)這一登記防止計(jì)算采用在所述一段時(shí)間內(nèi)的對應(yīng)間隔中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
19.一種用于記錄數(shù)據(jù)的方法，該數(shù)據(jù)表示易腐爛貨物在一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)，該方法包括a)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)；b)記錄該數(shù)據(jù)；以及c)輸出該數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)的記錄以一定的存儲頻率進(jìn)行，根據(jù)環(huán)境參數(shù)的對應(yīng)測得值從多個(gè)非零頻率中選取該存儲頻率。
20.一種用于建立在一段時(shí)間內(nèi)易腐爛貨物的貨物特性的方法，在該段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷變化的溫度，該方法包括a)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)代表在所述一段時(shí)間內(nèi)貨物經(jīng)歷的溫度；b)利用該數(shù)據(jù)以及由Arrhenius方程式給出的貨物特定關(guān)系來計(jì)算在所述一段時(shí)間末尾的貨物特性；以及c)輸出該特性。
21.一種用于監(jiān)測易腐爛貨物經(jīng)歷至少一個(gè)環(huán)境參數(shù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于監(jiān)測貨物在其使用期限的一段時(shí)間內(nèi)的經(jīng)歷的監(jiān)測裝置；根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)的電子設(shè)備；以及用于將監(jiān)測裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳送到該電子設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入裝置中的裝置。
全文摘要
提供一種電子設(shè)備，用于在一段時(shí)間中伴隨易腐貨物以監(jiān)測貨物經(jīng)歷的環(huán)境參數(shù)例如溫度。該設(shè)備包括一個(gè)數(shù)據(jù)接口，用于接受表示在上一個(gè)期限中貨物經(jīng)歷的環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)。其還包括一個(gè)傳感器，用于測量環(huán)境參數(shù)。此外，該設(shè)備還包括一個(gè)處理器，用于使用與貨物的特定關(guān)系(如用于該貨物的Arrhenius方程)在期限的末期利用接受的數(shù)據(jù)和傳感器的輸出來計(jì)算貨物特性。該設(shè)備還包括一個(gè)存儲裝置，用于記錄傳感器的輸出。為了節(jié)約使用存儲裝置，在數(shù)據(jù)極其重要(表示很高的溫度)的時(shí)候以更快的速率存儲數(shù)據(jù)。提供一個(gè)開關(guān)，用于表示在短暫的時(shí)間間隔中該計(jì)算不使用數(shù)據(jù)，該時(shí)間間隔是例如設(shè)備正被操縱。
文檔編號C12G1/00GK1602410SQ02824617
公開日2005年3月30日 申請日期2002年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者安東·屈佩爾, 卡爾·海因茨·羅曼 申請人:3M創(chuàng)新有限公司