专利名称：传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器。
背景技术：
已知传感器可在货物的运输或储存过程中从远处获取货物所处环境的温度历程。这种传感器用于探知例如冷冻食物等在其抵达零售店或消费者处之前是否一直保持在冷冻状态下。
已经提出了一种技术，其中将此类传感器与IC标签相结合，并且将表示利用该传感器测量的温度历程的数据存储在该IC中。然而，利用这种系统，将表示温度历程的数据存储为电子数据，从而存在数据被篡改的风险。
为了防止这种对数据的篡改，已经提出了一种技术，其中使用随环境变化而不可逆地变化的物体。例如，根据在JP2003-232687A中公开的技术，在透明容器中密封有固体物质和染料。当固体物质熔化时，该物质与染料相混合，使得能够可视地探知已发生了超过固体熔点的温度升高。根据JP 2006-47030A中公开的技术，把互不相溶且具有不同比重的两种液体密封在透明容器中并且进行冷凝。以使得具有更高比重的物质在上的方式将该容器附接到产品上。当两种物质熔化时，它们的位置关系发生改变，使得具有更高比重的液体移向底部，从而能够可视地探知已经发生了超过两种物质的熔点的温度升高。
然而，利用这些可视地探知物质状态变化的方法，必需逐一可视地探知附接到货物上的物质的状态，从而它们需要相当大量的时间。可以构想其中利用光学传感器代替可视确认来检测变化的方法，但是这增加了成本。
发明内容
鉴于上述情况开发了本发明，并且本发明提供了这样一种技术，即，利用该技术可防止篡改表示环境变化的信息，并且可获取这种信息。
为了解决上述问题，根据本发明一方面的传感器包括接收部，其接收从外部发送的信号；电路，其阻抗根据环境变化而不可逆地变化；测量部，其在所述接收部接收到信号的情况下对所述电路的阻抗进行测量；以及发送部，其发送表示所述测量部的测量结果的数据。
在上述传感器中，所述电路可以包括电容器，所述电容器包括当达到预定温度时熔化的电介质。
在上述传感器中，所述电路可以包括电容器，所述电容器包括当达到预定湿度时潮解的电介质。
在上述传感器中，所述电路可以包括电容器，所述电容器包括当暴露于光下时硬化的电介质。
在上述传感器中，所述电路可以包括电容器，所述电容器包括与预定物质发生化学反应的电介质。
在上述传感器中，所述电路可以包括线圈、铁磁体部件以及保持部，所述保持部将所述铁磁体部件保持在所述线圈的外部，并且在超过预定大小的外力作用于所述铁磁体部件的情况下，通过释放所述铁磁体部件使所述铁磁体部件进入所述线圈内。
本发明还提供了一种传感器，该传感器包括接收部，其接收从外部发送的信号；电路，其根据环境变化而在导电与不导电之间不可逆地变化；判断部，其在所述接收部接收到信号的情况下判断所述电路是导电的还是不导电的；以及发送部，其发送表示所述判断部的判断结果的数据。
根据本发明的一方面，可以防止篡改表示环境变化的信息并且可以获取该信息。
下面，基于下列图详细描述本发明的示例性实施例，其中
图1A和1B示出了例示传感器100的构造的图；图2是例示查询装置200的构造的图；图3是示出温度判断表2051的示例的图；图4是示出历史记录表2052的示例的图；图5是例示传感器100和查询装置200的操作流程的图；图6A、6B、6C、6D以及6E示出了例示修改例的图；图7A和7B示出了例示传感器300的图；以及图8A和8B示出了例示传感器400的图。
具体实施例方式
下面，参照附图，对本发明的示例性实施例进行说明。
构造图1A是示出传感器100的构造的图。该传感器100由基板1、设置在基板1上的IC(集成电路)标签3、电容器4以及吸收部5构成。
电容器4的两个电极连接至IC标签3。电容器4由设置成彼此面对的板形电极41和42和插在电极41与42之间的蜡块43构成。该蜡块43充当电介质。
吸收部5由吸收液蜡的材料(如纸)制成，并且被设置成相邻于蜡块43没有与电极41和42相接触的位置。当蜡块43的温度达到蜡的熔点时，蜡块43熔化从而变成液体。熔化的蜡不再保持其在熔化前具有的形状，致使蜡从电极41与42之间流出，如图1B所示。吸收部5吸收已流出的液蜡。由此，电极41与42之间的曾由蜡块43占据的空间被空气填充。空气的介电常数小于蜡的介电常数，致使电容器4的静态电容减小，从而电容器4的阻抗增大。
这种阻抗的增大是不可逆变化。这是因为，如果温度在吸收部5已经吸收了熔化的蜡之后下降到蜡的熔点之下，则蜡按其保持在吸收部5内部的状态凝固，而不会返回其原始位置。因此，在本申请中，“不可逆变化”不是指状态的变化是决不可逆的，而是指因环境变化而发生的变化不管该环境变化的变迁如何都不会返回到原始状态或形状，或者指除非施加除了因环境变化而导致的力之外的外力，否则不会返回至原始状态或形状。
而且，存在其中阻抗的量增大的一定范围。也就是说，温度已经达到或超过蜡的熔点的时间越长，流出的蜡的量就越多。并且流出的蜡的量越多，在电极41与42之间由空气占据的空间的比例就越大，因此阻抗也越大。如果整个蜡都流出，则阻抗达到最大。因而，如果预先实验确定电容器4的阻抗与温度之间的关系，则能够通过测量电容器4的阻抗来判断蜡块43是否已经熔化。
下面，对IC标签3的构造进行描述。
天线50由线圈51和电容器52构成，电容器52与线圈51并联连接。也就是说，天线50被构造成谐振电路。电容器52由一对电极和插入这一对电极之间的电介质构成。该电介质例如是钙钛化合物，并且具有其介电常数随温度而变化的属性。当介电常数变化时，电容器52的电容也随之变化。由于天线50被构造成谐振电路，所以当电容器52的电容变化时，谐振频率也随之变化。也就是说，谐振电路具有其谐振频率随温度而变化的属性。因而，如果预先实验确定了谐振电路的谐振频率与温度之间的关系，则能够通过测量天线50的谐振频率来确定温度。
电源部71获取在天线50接收到电磁波时感应到线圈51中的电功率，接着向IC标签3的各部提供该电功率。
时钟生成部72基于包括在所接收的电磁波中的载波，生成时钟信号，并且将该时钟信号提供给控制部75。
解调部73通过对利用天线50接收的信号进行解调来获取数据。
调制部74基于表示电容器4的阻抗的数据对信号进行调制。
控制部75接收来自解调部73的数据，并且如果该数据表示命令，则控制部75根据该命令执行处理。命令的示例有写入命令和读取命令，该写入命令指示把所接收的数据写入存储部76中，而该读取命令指示读出并发送写入存储部76中的数据。
存储部76是即使当电源部71不供电时其中的数据也不会被删除的非易失性存储器。存储部76存储用于明确地标识IC标签3的ID(标识码或标识符)。此外，如果从稍后说明的查询装置200发送表示查询装置200的熔化判断部206或温度判断部207的判断结果的数据，则存储部76存储所述数据。
电容器4的两个电极都连接至阻抗测量部77。阻抗测量部77利用从电源部71提供的电功率对电容器4的阻抗进行测量。
图2是示出查询装置200的构造的图。
控制部201从存储部205读出用于控制查询装置200的各部的程序。
天线202向传感器100发送无线电信号并且从传感器100接收无线电信号。
调制部203生成用于判断蜡是否已经熔化和用于测量温度的信号，并且将这些信号提供给天线202。
解调部204对利用天线202接收的无线电信号进行解调并且获取数据。所获取的数据是表示电容器4的阻抗的数据。
存储部205存储电容器4的阻抗的阈值。如上所述，在蜡块43已经熔化的情况下，电容器4的阻抗增大并且呈特定范围内的值。这个范围例如是实验确定的，并且采用所确定范围的下限作为阈值。
存储部205还存储温度判断表2051。图3是示出温度判断表2051的示例的图。温度判断表2051列出了天线50的谐振频率与温度之间的关系。
存储部205还存储历史记录表2052。图4是示出历史记录表2052的示例的图。在历史记录表2052中，彼此关联地存储执行温度判断和熔化判断的日期和时间与这些判断的结果。
如果电容器4的阻抗已经达到阈值，则熔化判断部206判断蜡块43已经熔化。
温度判断部207基于从传感器100接收到的信号的强度和温度判断表2051的内容对温度进行判断。
显示部208例如是液晶显示板，并且显示表示熔化判断部206和温度判断部207的判断结果的图像。
时钟209记录时间和日期。
指令接收部210例如是按钮型开关，并且在用户已经按压此开关的情况下向控制部201发送预定信号。当控制部201已经接收到此信号时，控制部201使查询装置200的各部执行上述处理。
下面，对传感器100和查询装置200的操作进行描述。
图5是例示传感器100和查询装置200的操作流程的图。
首先，在步骤A01，当按下指令接收部210时，天线202向传感器100发送用于温度测量的信号。更具体的说，调制部203通过在存储在温度判断表2051中的范围内从下限向上限逐渐增大其频率来调制信号，并且经由天线202向传感器100发送该信号。
在步骤B01，传感器100利用天线50接收所述信号，并且经由天线50向查询装置200发送响应于该信号的响应信号。
在步骤A02，查询装置200的温度判断部207通过测量所接收的响应信号的强度来确定天线50的谐振频率。更具体的说，所述响应信号的强度在天线50的谐振频率之前从一恒定值急剧下降，并且在该谐振频率处变得最低。接着，所述响应信号的强度在超过所述谐振频率时急剧增大并且返回至所述恒定值。由此，通过确定在所述响应信号的强度具有最低值的情况下的频率，可确定天线50的谐振频率。而且，温度判断部207根据温度判断表2051来确定与所确定的谐振频率相对应的温度。
在步骤B02，传感器100的阻抗测量部77测量电容器4的阻抗。接着，调制部74向天线50提供表示测量结果的信号和IC标签3的ID，接着，天线50向查询装置200发送该信号。
在步骤A03，熔化判断部206根据所述信号判断蜡块43是否已经熔化。更具体的说，天线202接收来自传感器100的信号，解调部204解调该信号，从而获取表示电容器4的阻抗的数据。如果该数据表示的阻抗已经达到阈值，则熔化判断部206判断蜡块43已经熔化。如上所述，在蜡块43已经熔化的情况下，电容器4的阻抗变化是不可逆的。由于熔化判断部206基于该阻抗变化执行熔化判断，所以不存在篡改用于熔化判断的数据的风险。
在步骤A04，显示部208显示表示利用温度判断部207确定的温度和熔化判断部206的判断结果的图像。此外，将该数据与IC标签3的ID相关联并写入到历史记录表2052中。
在步骤A05，把利用温度判断部207确定的温度、熔化判断部206的判断结果、利用时钟209获得的当前时间以及表示写入命令的数据提供给调制部203。调制部203基于该数据对信号进行调制，并且经由天线202向传感器100发送此信号。
在步骤B03，天线50接收从查询装置200发送的信号，解调部73对该信号进行解调，从而把所获信号提供给控制部75。如果该数据包括写入命令，则控制部75把温度和熔化判断的结果与查询装置200的历史记录表2052类似地存储在存储部76中。
修改示例为了例示和描述的目的，已经提供了对本发明的示例性实施例的上述描述。其并非旨在穷尽本发明，或者将本发明限于所公开的精确形式。很明显，大量的修改例和变型例对本领域专业技术人员来说是显而易见的。选择并描述示例性实施例是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用，由此使得本领域其他技术人员能够针对适于预期的特殊用途的各种实施例和各种修改例而理解本发明。
例如，如下所述对上述示例性实施例进行了修改的实施例也是可行的。
图6A是示出一修改示例的图。在该修改示例中，盐块44用作电容器4的电介质。盐块44例如可以是氯化钙。盐块44设置在电极41与42之间，并且盐块44的暴露表面覆盖有可透湿膜，例如空气中的水分子可以通过该可透湿膜。由此，在传感器100周围的湿度达到预定湿度的情况下，盐块44潮解并且从电极41与42之间流出。因此，电容器4的阻抗如在上述示例性实施例中一样发生改变，并且不会返回至其原始值。因此，可以根据电容器4的阻抗来判断传感器100周围的湿度是否已经达到预定值。
如图6B所示，还可以在盐块44与电极和41和42之间设置绝缘体47。在这种情况下，由绝缘体47绝缘的盐块44整体上充任电容器4的电介质。当盐块44与电极41和42绝缘时，即使盐块44潮解并且在测量定时变成导体，电容器4的阻抗也总是取正值，从而可以基于测量值来判断电容4的阻抗在测量定时之间是否存在任何临界变化。
修改示例2图6C是示出一修改示例的图。在该修改示例中，光硬化树脂(其在曝光于例如紫外线光等的预定波长的光下时发生硬化)用作电容器4的电介质。该光硬化树脂45设置在电极41与42之间，并且例如在该光硬化树脂45的暴露表面覆盖有透明树脂。由此，在把传感器100曝光于光下时，光硬化树脂45硬化。因此，电容器4的阻抗如在上述示例性实施例中一样发生改变，并且不会返回至其原始值。由此，可以根据电容器4的阻抗来判断传感器100是否已经曝光于预定波长的光。
修改示例3图6D是示出一修改示例的图。在该修改示例中，诸如金属钠的还原剂46用作电容器4的电介质。由此，在把传感器100设置在氧气环境中时，还原剂46被氧化。因此，电容器4的阻抗如在上述示例性实施例中一样发生改变，并且不会返回至其原始值。因此，可以根据电容器4的阻抗来判断传感器100是否已被放置在氧气环境中。
如图6E所示，还可以在还原剂46与电极41和42之间设置绝缘体47。在这种情况下，由绝缘体47绝缘的还原剂46整体上充任电容器4的电介质。当还原剂46与电极41和42绝缘时，即使还原剂46被氧化并且在测量定时变成导体，电容器4的阻抗也总是取正值，从而可以基于测量值来判断电容器4的阻抗在测量定时之间是否存在任何临界变化。
修改示例4
图7A是示出传感器300的平面图。在该修改示例中，设置线圈6来代替电容器4，并且把线圈6的两个电极都连接至IC标签3。邻接于线圈6设置有保持部61。保持部61由框架611和挡部(latch)612构成。当按俯视图观看时框架611的形状像日文字符コ(即，像缺少左侧边的矩形)，而挡部612设置在字符コ的两个端部。例如由铁制成的铁磁体部件62被形成为尺寸从上方看去稍微小于保持部61内部的空间。两个挡部612的梢部之间的距离小于图中的铁磁体部件62的垂直宽度。因此，在没有诸如惯性的外力作用于铁磁体部件62上的状态下，铁磁体部件62保持在保持部61的内部并且不会脱离保持部61。
图7B是例示铁磁体部件62的运动的图。在诸如惯性的外力按图中向左的方向作用于铁磁体部件62并且该外力的大小超过预定值的情况下，铁磁体部件62推开挡部612，铁磁体部件62从保持部61中弹出并且进入线圈6内的空间。在线圈6的与保持部61相对的另一侧的一位置处，设置有阻止铁磁体部件62的运动的止动器63。当铁磁体部件62从保持部中完全弹出时，挡部612因其弹性而恢复到其原始形状。由此，两个挡部612的梢部之间的距离小于铁磁体部件62的垂直宽度，从而即使按图中向右的外力作用于铁磁体部件62，铁磁体部件62也不会进入保持部61中。也就是说，在铁磁体部件62从保持部61中完全弹出的情况下，铁磁体部件62的运动是不可逆的。
因此，在铁磁体部件62从保持部61中弹出并且进入到线圈6中的情况下，线圈6的阻抗发生改变并且不会返回至其原始值。因此，可以根据线圈6的阻抗来判断预定大小的外力是否已经作用于传感器100上。
修改示例5图8A是示出传感器400的平面图。在该修改示例中，设置开关8来代替电容器4，并且把开关8的两个触点81和82连接至IC标签3。邻近于开关8的活动部83设置有支承部84。支承部84例如是板形部件。在开关断开的状态下，例如通过蜡块85把活动部83和支承部84连接在一起。在这种状态下，活动部83弹性形变，并且与活动部83的弹力相对抗，按开关8断开的状态保持蜡块85。IC标签3具有测试电路的导电性的功能，并且可以判断开关8是否断开。
图8B是例示开关8的断开状态和闭合状态的图。在传感器100周围的温度达到蜡的熔点的情况下，蜡块85熔化，活动部83因其弹性而恢复到其原始形状，并且开关8闭合。当蜡块85熔化时，开关8不会返回到其断开状态。因此，通过测试电流是否流过电路，可以判断传感器100周围的温度是否已经达到蜡的熔点。
此外，如果使用具有潮解性的盐块代替蜡块85，则通过测试电流是否流过电路，可以判断传感器100周围的湿度是否已经达到预定值。
权利要求
1.一种传感器，该传感器包括接收部，其接收从外部发送的信号，电路，其阻抗根据环境变化而不可逆地变化，测量部，其在所述接收部接收到信号的情况下对所述电路的阻抗进行测量，以及发送部，其发送表示所述测量部的测量结果的数据。
2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电路包括电容器，所述电容器包括当达到预定温度时熔化的电介质。
3.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电路包括电容器，所述电容器包括当达到预定湿度时潮解的电介质。
4.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电路包括电容器，所述电容器包括当暴露于光时硬化的电介质。
5.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电路包括电容器，所述电容器包括与预定物质发生化学反应的电介质。
6.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电路包括线圈、铁磁体部件以及保持部，所述保持部将所述铁磁体部件保持在所述线圈的外部，而在超过预定大小的外力作用于所述铁磁体部件的情况下，通过释放所述铁磁体部件，使所述铁磁体部件进入到所述线圈中。
7.一种传感器，该传感器包括接收部，其接收从外部发送的信号，电路，其根据环境变化而在导电与不导电之间不可逆地变化，判断部，其在所述接收部接收到信号的情况下判断所述电路是导电的还是不导电的，以及发送部，其发送表示所述判断部的判断结果的数据。
全文摘要
本发明提供了一种传感器，该传感器包括接收部，其接收从外部发送的信号；电路，其阻抗根据环境变化而不可逆地变化；测量部，其在所述接收部接收到信号的情况下对所述电路的阻抗进行测量；以及发送部，其发送表示所述测量部的测量结果的数据。
文档编号G01D5/00GK101089908SQ200710001919
公开日2007年12月19日 申请日期2007年1月15日 优先权日2006年6月13日
发明者不野浩之, 渡部雅夫, 饭田靖, 水谷良太, 小西泰彰 申请人:富士施乐株式会社