专利名称：防窃启货箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于运输货箱(集装箱)、箱子等的安全系统，并且更具体地说，本发明涉及如下安全系统其可以检测这些货箱表面的窃启或者破坏，或者可以检测来自贮存于这些货箱内的材料的核辐射。
背景技术：
货物通常装在标准货箱(集装箱)中，例如用在卡车、火车、轮船和飞机上的货箱中进行运输。更小的货物单元通常装在纸板箱等中进行运输。当这些货箱和箱子在运送中，例如在远海中时，通常难以或不可能充分地保护它们。另外，有些装运发生在港口或铁路安全可能不完善的国家。因此，这些货箱和箱子常遭受小偷、走私犯、恐怖分子和其它匪徒的窃启。例如，已破坏的货箱可能被抢劫或者被暗中装入违禁品，例如非法药物、武器、炸药、污染物或者大规模破坏性武器，例如带来灾难性后果的核武器或者放射性武器。或者，核武器或者放射性武器可能被邪恶国家或者恐怖组织装入这种货箱中进行运输而不必破坏货箱。
这些破坏和武器难以发现。每天运输的货箱和箱子的数量如此之大使得难以充分检查每个货箱和箱子。何况对货箱外部的视觉检查不可能发现破坏。运输货箱经常遭受起重机和其它重型设备的野蛮搬运。许多货箱在正常交易过程中就已经遭受多次损坏，随后进行修补以延长其使用寿命。因此，通过检查，遭受暗中破坏和修补的货箱很可能不会引起注意。并且，许多安全专家更喜欢在货箱进入港口前检测破坏的货箱和放射性货物，如此可能避免这些货箱进入港口。不管货箱有无物理破坏，目前的方法是将封印放在货箱门的锁闭机构上，该方法作用有限，这是因为恐怖分子可能已经将核武器或者放射性武器作为合法货物装入。例如，恐怖分子可能利用邪恶同伙盗取或者篡取存货控制和货物清单交付系统。无论采用何种方法仅仅破坏或者盗取交货系统就可能带来灾难性的后果。
发明内容
本发明的实施例可以检测运输货箱(集装箱)或者箱子的内表面的破坏，或者可以检测来自货箱或者箱子内部或者附近的辐射源的辐射，然后可以启动报警器或者通知中央监视位置，例如轮船的控制室或者港口通知系统。至少一个衬片(衬板)铺衬在运输货箱或者箱子的至少一个内表面的至少一部分上，以至部分内表面的破坏也损坏衬片，或者来自辐射源，例如核武器或者放射性武器的辐射侵入衬片。也可以将这种衬片附着到其它边界表面，例如栅栏或者建筑物围墙，以检测所述表面的破坏或者表面附近的辐射。衬片限定了延伸穿过片材的至少一部分的光学路径。监视光学路径以检测光学路径的光学特性的变化，例如连续性的损失或者降低，或者发现光信号特性的变化，例如频率或者相位变化。如果货箱、箱子内部或者其它受监视表面遭到破坏或者光学路径被照射，那么光学路径的一个或多个部分受到影响并且光学路径被中断或者被改变。例如，货箱或者箱子的破坏可以中断光学路径。或者，辐射可以减弱或者改变光学路径的光传送性能。已检测的光学路径的变化可以用于启动报警器，例如信号器，或者可以通过任何各种现有网络，例如因特网和/或无线通信系统，将通知信号发送至监视站。另外，详细的附带信息可以提供关于破坏的特性、时间、位置、货物清单等信息。
参考附图阅读下面对本发明实施例的详细说明，本领域的技术人员将更好地理解本发明的这些和其它特征、优势、特点和实施例，其中每个附图标记的首位数字标识相应项目第一次出现的附图的图号并且，其中图1是根据本发明一个实施例的衬片的透视图，该衬片插入运输货箱内。
图2是根据本发明一个实施例的监视系统的主要部件和可选部件的简化示意图；图3是一个可以有利实施本发明实施例的情境的透视图；图4是根据本发明另一个实施例的连在一起的两个衬片的透视图；图5是根据本发明另一个实施例的六片式铰接衬片的透视图；图6是根据本发明另一个实施例的两个模块式衬板单元的透视图；图7是根据本发明另一个实施例的柔性可卷衬片的透视图；图8是可以有利实施本发明实施例的航空货箱的透视图；图9是根据本发明另一个实施例的盒式衬板的透视图；图10是根据本发明一个实施例的刚性板件的分解图；图11是说明制作衬片，例如图10所示衬片的过程的简化流程图；图12是根据本发明一个实施例的衬片的织物实施例的透视图；图13是根据本发明一个实施例的衬片板件的透视图，其中衬片板件在表面附着有光纤；图14和图15是根据本发明两个实施例的衬片的平面图，其中每个衬片具有不止一根光纤；图16、图17、图18和图19是根据本发明四个实施例的衬片的平面图，其中每个衬片具有一根光纤；图20是根据本发明一个实施例的衬片的透视图，其中衬片具有不止一根光纤；图21是根据本发明一个实施例、图14所示衬片和关联电路的简化示意图；图22是根据本发明另一个实施例、图14所示衬片和关联电路的简化示意图；图23是根据本发明一个实施例的货箱监视方法的简化流程图；图24和图25是根据本发明其它实施例的监视系统的主要部件的简化示意图；图26是根据本发明另一个实施例的一组衬片的分解透视图；图27是图26所示衬片放平的平面图；图28是图26所示衬片的一部分的俯视图；图29是图28所示俯视图的一部分的放大图；图30是图29所示实施例的可选实施例图；以及图31是根据本发明另一个实施例的衬片的分解透视图，其中衬片附着到栅栏上。
具体实施例方式
将如下专利文献的内容在本文中引作参考2004年11月4日提交的名称为“防窃启货箱”的美国专利申请No.10/981836、2004年5月3日提交的名称为“防窃启货箱”的美国专利申请No.10/837883和2004年1月9日提交的名称为“防窃启货箱”的美国临时申请No.60/535449。
本发明提供了检测多面型例如六面型或者其它类型的货箱(集装箱)或者箱子或者其它表面的窃启(tempering)的方法和装置，或者检测货箱、箱子或者表面的内部或者附近的辐射源的方法和装置，以及制造所述装置的方法。优选实施例检测货箱、箱子或者栅栏的受监视表面的破坏，或者检测来自辐射源的辐射。衬片(衬板)铺衬在货箱、箱子或者栅栏的至少一部分内表面上，以至这部分货箱内表面或者栅栏的破坏损坏衬片或者来自辐射源的辐射至少侵入一部分衬片。衬片形成延伸穿过至少一部分片材的光学路径。例如，可以将光纤织入衬片内或者夹入衬片层之间。监视光学路径以检测光学路径的光学特性的变化。例如，光源可以照亮光纤的一端，光检测器可以用于检测光纤另一端的光照(照明度)或者其中的变化。如果货箱、箱子或者栅栏表面遭到破坏，那么光纤的一个或多个部分将被切断或者以其它方式被损坏，并且光学路径被切断或者被改变。如果辐射，例如γ射线，照射所有或者部分光纤，那么光纤中被照射部分的传送性能改变，并且光学路径被改变。已检测的光学路径改变可以用于启动报警器，例如信号器。另外，可以将信息，例如通过无线通信系统和/或因特网传送到中央位置，例如轮船的控制室或者港口通知系统。在一些实施例中，可以检测到光纤的小至单个刻痕、切口、挤压、弯曲、压缩、拉伸、扭曲或者其它损坏，因此检测单根光纤的光传送性能变化就可以保护整箱货箱或者箱子。
本发明的实施例可以用在通常用于通过卡车、铁路、轮船或者飞机运输货物的货箱(集装箱)内。图1说明了插入一个所述货箱(集装箱)100内的本发明的实施例。在这个实例中，货箱100是ISO标准集装箱，但是可以使用其它类型的货箱或者箱子。图1所示的实施例包括刚性、半刚性或者柔性的板件102，该板件102具有适当的尺寸用于与货箱100的内表面，例如内壁104的尺寸对应。板件102可以滑入货箱100内并且可选地附着到内壁104上，例如通过板件上的金属圈或者环状物(未示出)和内壁上的钩子、螺钉、螺栓、套索或者其它适当的紧固件(未示出)。其他连接机构，例如粘合剂或者搭扣带系统(商业上可以以商品名称Velcro获得)也可以接受。采用这种方式，板件102以后可以从货箱100移走。无论如何，可以将板件102可移除地附着到内壁104上或者可以永久性地或者半永久性地附着到内壁104上。可选地，可以将辅助板件(未示出)附着到其它内表面上，例如货箱100的相对壁、顶板、底板、端部或者门。可以将所有这些板件连接到如下所述的检测电路。作为替代，货箱100可以由在那里预先安装的整体板件制作。
如上所述，优选的是，板件102具有适当的尺寸用于与其所附着的表面对应。例如，ISO标准的20英尺集装箱具有19.3英尺长、7.8英尺高的内壁。(所有尺寸都是近似的。)该集装箱具有19.3英尺长×7.7英尺宽的底板和顶板以及7.7英尺宽×7.8英尺高的端部。除了每个最长的内部尺寸是39.4英尺之外，ISO标准的40英尺集装箱具有类似的尺寸。可以获得具有其它长度的ISO标准集装箱，例如8英尺、10英尺、30英尺和45英尺。可以获得具有几个标准高度，包括4.25英尺和10英尺的集装箱。当然，其它实施例可以使用其它尺寸的货箱，包括非标准尺寸的货箱。优选的是，板件102略小于其所附着的表面以便于安装和移走板件。
板件102包括延伸穿过板件某一区域的光纤106。可以以108所示的规则间距像蛇形或者光栅形将所述光纤106定位。可以为所述定位选择“节距”，使得光纤106的相邻部分之间的间距108小于可能危及货箱安全的破坏的尺寸。作为替代，光纤106可以根据另一样式或者随意地沿板件102分布，分布实例如下所述。在另一个实施例中，可以除去板件102，光纤可以永久性地或者可移除地直接附着到货箱100的内表面。例如，可以用胶带将光纤附着到内表面。光纤可以嵌入胶带内并且以卷分配，或者在安装光纤前光纤和胶带可以是分开的。在其它实施例中，货箱100采用附着到其内表面或者夹入这些表面内的光纤来制作。
优选的是，将光连接器110和112光学附着于光纤106的端部。所述光连接器110和112可以用于将板件102连接到其它板件(如上所述并且如下面更详细的描述)或者连接到能够检测光纤的光学特性变化的电路上。可以将光连接器110和112直接连接到其它板件或者检测电路上的类似光连接器上。作为替代，光纤“延长缆线”可以用在该板件和其它板件或者检测电路之间。
如上所述，检测电路构成为检测光纤106的光学特性的变化。如图2所示，光纤106的一端与可见光或者不可见光光源200光学连接(例如通过光连接器110)。光纤106的另一端与光检测器202连接。光源200和光检测器202与检测电路204连接，该检测电路构成为检测光纤106的光学特性的变化。例如，如果光源200连续照亮光纤106，并且因为货箱100的破坏该光纤被切断或者以其它的方式被损坏，那么光检测器202不再能检测到光照(照明度)，并且检测电路204可以启动报警器。与此相似，检测电路204可以检测光纤106因为被照射而导致的该光纤的光传送性能减弱或者完全消失，例如被来自贮存于光纤内部或者附近的放射性武器的γ射线的照射。因此，如果光学特性以预定的量改变，那么检测电路204可以启动报警器。光学特性的变化非限制性地包括光纤掺杂物的强度、频率、相位、色调以及被照射光纤的自退火特性。
光学特性的变化不必是彻底的变化。例如，在运送中，因为货物在货箱100内移动位置，一些货物可能部分地挤压、压缩、扭曲、拉伸或者拉紧板件102，因此光纤106的光传送能力减弱但是不减至零。为了适应这种情况而不发出错误的警报，如果所检测的光量下降至小于，例如系统最初激活时所检测光量的30％，那么检测电路204可以启动报警器。可选地，如果系统检测到光传送的减小量未超过这个阈值，系统可以发送信号以表明这种减小并且警告货物可能移动或者板件的某些环境出现恶化，该信号与货箱100遭到破坏时的信号相反。
如上所述，根据本发明的系统可以用于检测来自于货箱内部或者附近的辐射源的辐射。在这种系统中，光纤的光学特性因为入射在光纤上的辐射而改变，并且检测这一改变的光学特性。例如，如果光纤暴露于核辐射，因为光纤暗化，光纤的光传送性能将随时间减弱。辐射可以是各种类型，包括α辐射、β辐射、中子射线、γ射线或者某些其它类型的电磁辐射。
如果光纤暴露于电离辐射，例如核辐射，光纤的光传送性能会减弱。辐射诱发吸收(RIA)在光纤内引起电离和产生色心，因此减弱光纤的光传送性能。所述“辐射诱发暗化”(其削弱光信号)随时间而累积，导致时间积分效应。因此，经过多天横渡大西洋的旅程即使是小辐射剂量率也将导致光纤传送性能的可检测的减弱。如果再利用由于辐射而部分暗化的光纤，当将包含该光纤的板件密封在随后的货箱内时，检测电路204可以根据光纤的过去-目前的传送性能对自身进行校准。检测电路204测量光纤传送的光量，并且如果检测器检测到传送的光进一步衰减，该检测器将启动报警器。作为替代，可以废弃辐射暗化的光纤。
不是必须测量辐射程度。实际上，可以仅仅检测是否存在超出某一阈值的辐射以表明存在放射性的或者其它射线发射性的材料或者装置。因此，根据本发明的系统可以提供存在放射的二进制(YES/NO)表示。可选地，光纤的暗化量或者暗化率可以用于评估辐射源的强度或者辐射源与板件的距离。对多个货箱进行的这种测量可以用于在许多货箱中评估装有辐射源的货箱的位置。例如，如果多个系统(其大致沿一条线排列)检测到辐射的程度越来越高，那么辐射源可能沿着该线位于辐射程度变高的方向上。如果两条或者多条这样的线(大致)相交，那么辐射源可能位于交点上。
衬入典型的ISO集装箱的板件可以包括多达4千米或者更多的光纤。因为光沿每个光学路径的全长行进，所以所述光的衰减与组成光学路径的所有暗化部分光纤的长度之和成正比。因此，即使沿部分或者全部光纤的少量辐射诱发暗化也“累计”为光纤传送性能的可检测的变化。并且，即使辐射源被部分屏蔽以至只有部分板件被照射，所述系统仍然可以检测辐射源，因为光纤的哪些部分被照射变得无关紧要了。
有些光纤对辐射诱发吸收比其它光纤更敏感。光纤制造商和其他人已经努力开发对辐射诱发吸收不敏感的光纤，例如用于外太空、核反应堆和粒子加速器。这些制造商和其他人已经公布了关于比较各种光纤对辐射诱发吸收的敏感性的信息以及制造对RIA不敏感的光纤的方法。然而，这些出版物的内容与本发明的不同之处在于根据本发明的系统优选地使用对RIA更敏感的光纤。
各种方法可以用于增强光纤对辐射诱发吸收的敏感性。
由光纤传送的光信号经历的辐射诱发衰减量取决于信号的波长、光纤的类型(单波形、多波形、偏振保持等)、制造商、型号和其它因素。优选的是，将光源200(图2)的波长选择为使光纤对辐射诱发暗化的敏感性最大化。有些光纤具有两个相对最大的衰减峰值，例如在大约472nm和大约502nm。其它光纤具有不止两个相对最大的衰减峰值，例如在大约470nm、大约502nm、大约540nm和大约600nm。多数光纤在可用光谱上的短波长比长波长表现出更大的衰减，因此更短的光波长作为优选。例如，如果采用单波长的光源，则可以使用任何波长(长至大约1625nm或者更长)，然而更短的波长作为优选。可接受的波长的实例包括大约980nm、大约830nm、大约600nm、大约540nm、大约502nm和大约472nm，虽然其它相对短的波长可以接受。
也可以选择其它因素，例如制造商和型号，用于使光纤对辐射诱发暗化的敏感性最大化。例如，可以利用康宁(Corning)公司零件号码为SMF-28获得的光纤表现出可接受的辐射诱发暗化特性。单波形、多波形、偏振保持和其它类型的光纤可以接受。
作为替代，如图24所示，穿过光纤的短波长和长波长的光成分的衰减差可以用于触发检测电路204b。如果采用多波长光源200c(例如白炽灯)，到达光纤106远端的光2400被分光器2402分离。一部分分离的光束穿过使短波长光透过的第一滤光器2404，所述短波长光随后被光传感器202c检测。另一部分分离的光束穿过使长波长光透过的第二滤光器2406，所述长波长光随后被第二光传感器202d检测。例如，第一滤光器可以使波长小于约980nm的光透过，第二滤光器可以使波长大于约980nm的光透过。两个光传感器202c和202d的输出通过差分放大器2410产生差分信号2408。如果光纤106被辐射暗化，该暗化对短波长的影响大于对长波长的影响，因此从第一(短波长)光传感器202c输出的信号将小于从第二(长波长)光传感器202d输出的信号，并且来自光传感器的信号之间的差值将被差分放大器2410检测。就在密封货箱之前和之后，信号之间的差值被记录和存储，例如在检测电路204b的存储器(未示出)内。随后，如果信号之间的差值增大，例如所述差值达到预定的阈值，将启动报警器。
当然，差分放大器2410可以由比较来自光传感器202c和202d的信号或者计算所述信号之间差值的任何电路或者软件替代。例如，可以将两个数模转换器(DAC)分别连接到光传感器202c和202d上，并且可以对所述DAC的输出进行数字比较或者其中一个输出可以与另一个输出进行数字相减，差值可以与阈值进行比较。
作为替代，如图25所示，可以省略其中一个滤光器。在这种情况下，如上所述，滤光器2404使短波长光透过，该短波长光被光传感器202c检测以产生短波长信号S。另一光传感器202e未经过滤，因此既检测到短波长光又检测到长波长光以产生短波长和长波长信号(S+L)。第一差分放大器2500产生差分信号(S+L))-S＝L，该信号表示出现在光纤106中的长波长光量。第二差分放大器2410如上所述工作以产生某一信号，该信号表示出现在光纤106中的短波长和长波长光量之间的差异。
热退火可以释放截留在光纤中的电荷，因此至少部分消除了辐射诱发吸收的影响。然而，所述热退火不能在低温出现，例如凉爽的气候下远洋航线过程中可能遇到的低温。为了降低货箱的温度，并因此减少光纤的热退火，可以将货箱装在轮船货舱的下面或者其它货箱的下面以减少或者消除阳光对货箱的照射。货箱的平均温度优选地保持在小于或者等于约25℃。
有些公布的信息建议采用辐射诱发衰减来测量基于光纤的放射量测定器中的辐射，然而这些系统依赖热退火，所述热退火可以使光纤在受到照射后迅速恢复并且用于随后的测量。因此，这些出版物建议选择或者制作表现出良好恢复特性的光纤。这些出版物的内容与本发明的不同之处在于根据本发明的系统优选地使用具有不良恢复特性的光纤和/或控制光纤以至减少或者避免恢复。
光纤的辐射敏感性很大程度上取决于制造光纤中使用的掺杂物。典型的掺杂物包括铒、镱、铝、磷和锗。增大光纤的纤芯折射率的掺杂物，例如磷，在增强光纤的辐射敏感性方面尤其有影响。辐射敏感性随铒的比例增强。另外，在掺杂了铒的纤芯中的更大的铝含量将增强光纤对辐射诱发影响的敏感性。例如，掺杂有大约0.18mol％的镱(Yb)、大约4.2mol％的三氧化二铝(Al2O3)和大约0.9mol％的五氧化二磷(P2O5)的光纤表现的衰减比掺杂有几乎同样比例的Yb和P2O5但是仅仅大约1.0mol％的Al2O3的光纤大一个数量级。
镧也可以用作掺杂物。例如，掺杂有大约2.0mol％的镧(La)和大约6.0mol％的Al2O3的光纤比掺杂了Yb和掺杂了铒(Er)的光纤对辐射诱发影响更敏感。优选的是，光纤包括一种或者多种上述掺杂物以增强或者最大限度地增加光纤对辐射的敏感性。
掺杂了镱的光纤和掺杂了锗的光纤可以使辐射诱发吸收“饱和”。当饱和时，退火影响和辐射诱发陷阱电荷平衡，以至即使增大总的辐射剂量(以常剂量率)，辐射诱发衰减达到定值。因为在检测电路204启动报警器前光学特性必须以预定量改变，所以该预定量应该考虑所述饱和。因此，优选的是，检测电路204在光纤饱和前启动报警器。
氟和硼有时用于降低光纤覆层的折射率。当采用氟作为纤芯的掺杂物时，氟增大辐射抵抗性，因此，优选的是纤芯中没有或者仅有最少量的氟。
在美国每年测量有约300毫雷姆的自然出现的背景电离辐射可以长期影响光纤的传送性能。因为这种背景辐射的作用检测电路204可以解决光纤传送性能的缓慢退化问题，因此检测电路不发出错误警报。
γ射线容易穿透运输货箱的金属壁。因此，设置在一个货箱内的系统可以检测来自该货箱内辐射源的辐射和来自邻近货箱内辐射源的辐射，即使邻近货箱没有配置自身的辐射检测系统。在运送中，如图3所示，货箱通常并排摆放和上下堆叠。因此，来自一个货箱的γ射线可能被相邻货箱内的系统检测。辐射被检测的相邻货箱的数量和位置取决于几个因素，包括辐射源的强度、其它货箱的居间金属壁的数量和厚度以及辐射侵入光纤的时间-积分期。即使装有辐射源的货箱没有配置辐射检测系统，有辐射检测系统的货箱的位置和摆放方式(并且可选地，由各自的系统检测到的辐射量)可以用于识别发射射线的货箱的位置。
返回图2，可以通过蓄电池、燃料电池、热电偶、发电机或者其它合适的电源(未示出)为检测电路204和位于货箱100内的窃启检测系统的其它部件提供能量。优选的是，电源设置在货箱的防护部分内，因此电源受到窃启检测系统的保护。减弱的光信号可以对即将出现的电源失效或者摧毁窃启检测系统的尝试(企图)进行预警。如果能量消失，将发出适当的失效/安全警报信号。
作为替代，检测电路204可以控制光源200为光纤106提供调制照明或者断续照明，例如脉冲照明，而非连续照亮光纤106。在这种情况下，如果光检测器202不再能检测到具有相应调制或者断续特性的光照(照明度)，或者如果光检测器检测到光具有不同的调制或者不同的断续特性，那么检测电路204可以启动报警器。这种非连续照明可以用于阻止犯罪者企图通过伪造的光源照亮光纤而摧毁窃启检测系统。
可以将检测电路204与位于货箱100的内部、外部或者其它地方的报警器206连接。例如，报警器206可以是光、喇叭、信号器、显示板、计算机或者其它指示器或者通过网络，例如因特网发送的信号。可选地，可以将检测电路204连接到全球定位系统(GPS)208或者其它定位系统。如果如此连接，当检测电路周期性地检测到破坏或者辐射时，检测电路204可以确定和存储地理位置信息，并且作为选择可以确定和存储时间信息。检测电路204可以包括用于存储这些信息的存储器(未示出)。检测电路204也可以包括接口209，例如键盘、身份标记阅读器、条形码扫描器或者与运输公司的操作电脑的有线或者无线链接，通过所述接口可以输入关于货箱100的货物信息。例如，所述信息可以包括当装货或者卸货后货箱100的货物日志和货箱的位置。所述信息也可以包括有机会(有权)进入货箱100内部的人员的身份。如下所述，这些信息可以存储在存储器中和提供给其它系统。
作为选择或者附加，可以将检测电路204与发射器210连接，如果检测电路检测到光纤106的光学特性发生变化，该发射器将发送信号给接收器212。天线，例如安装在货箱100外部的扁绕线圈天线114(图1)，可以用于传播通过发射器210发送的信号。接收器212可以位于中央位置或者其它位置。在图3所示的实施例中，货箱100位于船300上，接收器212位于轮船的控制室302内。返回图2，可以将接收器212与报警器214连接(如上所述)，该报警器位于中央位置，例如轮船的控制室302或者其它地方。
有些轮船配置有自动无线港口通知系统，例如自动识别系统(AIS)，当轮船靠近港口时所述系统通知该港口。这种系统通常包括位于船上的港口通知系统发射器216和通常位于港口的接收器218。本发明可以实现这种港口通知系统或者其修改形式，以使港口员工警惕破坏的货箱或者在内部或附近已检测到辐射的货箱，并且可选地注意关于货箱的有关信息，例如货箱的货物、先前的位置、装货/卸货次数等等。接收器212可以存储其接收的来自发射器210的信息，即关于任何货箱在运送中遭到破坏或者在货箱内部检测到辐射的信息。例如，所述信息可以包括货箱的特性、出现破坏或者检测到辐射的时间和位置等。可以将接收器212与港口通知发射器216连接，这样该接收器可以将所述信息在适当的时间转送到港口或者实时转送到恐怖活动监视系统。其它通信系统，例如卫星通信系统或者因特网，可以用于实时地或者以批处理方式将所述信息转送到其它中央位置，例如运输公司的控制中心。
作为替代或者附加，发射器210可以直接与远距离中央位置通信，例如港口或者运输公司的控制中心。在这种情况下，可以使用远程通信系统，例如基于卫星的通信系统。在另一个实例中，在地面或者在蜂窝通信塔范围以内运输货箱时，可以使用蜂窝通信系统。在检测电路204的控制下，发射器210可以将信息，例如货箱的特性以及检测到破坏或者辐射的时间和位置，发送至中央位置。可选地，即使没有检测到破坏或者辐射，发射器210也可以发送信息。例如，检测电路204可以测试和监视窃启检测系统的运行状态。例如，这些类似于“心跳”形式的信息可以显示窃启检测系统的位置和状态(例如其蓄电池的情况或者备用电源的状态，例如燃料电池的剩余寿命)或者货箱的位置。如果正确地接收这些周期性信息，可以证实货箱外部的部件，例如天线114还未失效。
如上所述，并且如图4所示，可以将几个衬片(衬板，它们的例子如400和402所示)连接到一起以监视货箱的几个内表面或者监视单个面的大区域。优选的是，这些衬片400-402包括光连接器404、406、408和410。可以将由衬片400-402确定的光学路径，例如412和414所示的光学路径，通过光连接器404-410连接到一起以及连接到检测电路204和该检测电路的相关部件(全部显示于壳416内)上。根据需要，可以使用光纤“延长缆线”418和420。如果将光学路径412-414串联到一起，任一衬片400或者402的破坏都将启动报警器。
输入光的强度和检测器的敏感性可以为如下情况，即不必沿光学路径使用放大器和转发器来简单地确定货箱有/无(yes/no)破坏。作为替代，每个板件或者板件组可以具有各自的光学路径和关联的光源和检测器，以至货箱板件的光学路径的破坏可以由货箱的某个板件或者某个面识别。
在图5所示的另一个实施例中，单个衬片500可以包括几个铰接板件502、504、506、508、510和512。可以沿着铰链514、516、518、520和522(如箭头524、526、528和530所示)折叠板件502-512以形成用于货箱的三维衬板。一旦折叠，衬片(衬板)500可以但非必须自支撑，并且因此不是必须将其附着于货箱的内表面。例如，通过安装于板件各自边附近的紧固件(未示出)，铰接板件512(它对应于货箱的侧面)可以附着于铰接板件508(它对应于货箱的顶板)上。与此相似，铰接板件502和510(它们对应于货箱的端部)可以附着于铰接板件506、508和512上。
优选的是，每个铰接板件502-512根据货箱内表面的尺寸制作，虽然这些板件可以是其它尺寸。使用前或者使用后，可以将衬片500展开和扁平贮存。可选地，可以将衬片500沿辅助铰链(例如虚线532、534和536所示的铰链)折叠而贮存。这些辅助铰链确定铰接子板件。
如图所示，铰接板件502-512中的光纤(例如538、540和542所示的光纤)可以通过光跳线(例如544和546所示的跳线)串联到一起。单组光连接器548可以用于将衬片500连接到检测电路或者其它板件。作为替代，可以将辅助光连接器(未示出)与一组或者多组光纤连接。衬片500具有六个板件502-512以监视矩形货箱的六个内表面。其它数量和形状的板件也可以接受，取决于货箱的内部几何形状、受监视的表面数量和受监视的这些表面的部分。当然，可以监视比货箱所有内表面更少的面或者比任何特定表面的整个区域更小的区域。
如上所述，可以获得各种长度的ISO标准货箱。这些长度中有许多是10英尺或者20英尺的倍数。为了避免储备用于这些货箱长度中的每种长度的衬片，如图6所示的可选实施例提供了模块式衬板单元，例如600和602所示的衬板单元。模块式衬板单元600-602可以包括四个(或者另一数量)如上所述的铰接板件。优选的是，每个模块式衬板单元600-602具有与典型货箱的尺寸一致的宽度604和高度606。选择模块式单元的长度608以至首尾相连放置的整数个模块式单元可以衬入任意多个不同尺寸的货箱。例如，长度可以是9.8英尺或者19.8英尺。所述模块式单元比单个衬片(如图5所示)更容易安装，因为模块式单元比单个衬片更小。
每个模块式衬板单元600-602优选地包括两组光连接器610和612，通过这两组光连接器可以将模块式衬板单元连接到其它模块式单元或者检测电路。通过将“回送”光跳线614连接到末尾的模块式单元602的光连接器612上而完成光学路径。
如上面关于图4所述，可以将几个衬片连接到一起以监视几个表面或者监视大区域。另一个这种实施例如图26所示。在该实施例中，将三个衬片互连以监视货箱的六个内表面。一个衬片(衬板)2600沿两条线2602和2604折叠以形成U形结构，该结构铺衬在货箱的顶侧面、后侧面和底侧面。另一个衬片(衬板)2606铺衬在货箱的右侧面。将第三个衬片(衬板)2608沿线2610折叠以形成L形结构，该结构铺衬在货箱的左侧面和前侧面。
第一和第二衬片2600和2606中的光纤(未示出)通过光连接器2612和2614互连。与此相似，第一和第三衬片2600和2608中的光纤通过光连接器2616和2618互连。如果必要，可以使用光“延长缆线”(未示出)。
沿线2610的折叠形成铰链，因此第三衬片2608的前部可以绕铰链转动，如箭头2620所示。因此第三衬片2608的前部充当门。把门打开以将货物装入货箱或者将货物从货箱中卸走。一旦完成装货或者卸货，并且第三衬片2608的前部关闭，则货箱的门也可以关闭了。
在图27中，第一衬片2600、第二衬片2606和第三衬片2608显示为展开，即展平的状态。光纤以虚线2716、2718和2720表示。可以根据衬片在其中使用的货箱的尺寸来选择衬片2600、2606和2608的尺寸。例如，如果衬片用在10英尺长×10英尺宽×10英尺高的货箱中，那么该衬片的每个尺寸大约为10英尺或者略小于10英尺以适应将衬片安装在货箱中。例如，根据货箱的宽度，尺寸2700和2702均略小于10英尺；根据货箱的高度，尺寸2704、2706和2708均略小于10英尺；以及根据货箱的长度，尺寸2710、2712和2714均略小于10英尺。
如果将衬片2600、2606和2608用在长度为20英尺或者40英尺的货箱中，尺寸2710、2712和2714相应增加。与此相似，如果将衬片用在较短、较高、较宽或者较窄的货箱中，相应对适当的尺寸进行调整。
返回图26，上面关于图2所述的检测电路204密封在附着于右侧衬片2606上角附近的外壳2622中。第二外壳2624安装在衬片2608前部(也就是说门)的上角附近。图28是右侧衬片2606、衬片2608的前部以及安装在2606上的外壳2622和安装在2608前部的外壳2624的俯视图。图29是图28的2800部分的放大图。光检测器202与右侧衬片2606内的光纤2718连接。外壳2622内的光源200与衬片2608前部的光纤2720的端部光学连接。
当衬片2608的前部(也就是说门)关闭时，附着在其上的外壳2624将衬片2608前部的光纤2720与附着于右侧衬片2606的外壳2622内的光源200对准，从而将光源200与光纤2720进行光学连接。从外壳2624凸出的对准销2904与另一外壳2622内的凹处2906配合以便于将光源200与光纤2720对准。作为替代，外壳2624可以成锥形并且构成为与另一外壳2622内的锥形凹处配合，而不包括对准销2904。
当然，可以将光源200和光检测器202的功能互换。也就是说，可以将光源与右侧衬片2606内的光纤2718连接，可以将光检测器与衬片2608前部的光纤2720连接。也可能存在其它配置，这对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。
作为替代，可以对两个外壳2622和2624内的电路进行电磁连接，而非进行光学连接。例如，如图30所示，外壳2622包括线圈3000，当衬片2608的前部(也就是说门)关闭时该线圈与另一外壳2624内的第二线圈3002电磁连接。第一线圈3000配置有交流信号。因为两线圈3000和3002接近，所以交流信号在连接到电路200a上的第二线圈3002内产生感应。电路200a把接收到的交流信号进行整流并且驱动与光纤2720连接的光源。
根据本发明的衬片或者板件可以以各种形式实现。例如，上面已经关于图1和图5说明了刚性、半刚性和柔性板件。板件可以采用各种材料制作，包括纸板、泡沫板、塑料、玻璃纤维或者复合材料或者编织或非编织的织物材料。光纤可以嵌在板件内或者放在板件表面，并且可以由保护涂层或者片材覆盖。图7说明了另一个实施例，其中衬片(衬板)700由柔性的可卷材料制成。可以在衬片700安装于货箱内之前将其展开，以后为了贮存重新将其卷起。可以根据上述刚性板件将这种柔性衬片进行附着和连接。
虽然至此已对本发明在ISO货箱和其它类似的运输货箱(集装箱)中的使用进行了说明，但是其它的实施例也可以用在其它类型的运输货箱(集装箱)或者箱子中。例如，图8说明了通常用在某些飞机上的LD3货箱。可以根据本发明的实施例在LD3、中等尺寸的LD3、LD2、其它尺寸和形状的飞机货箱或者用于其它类型的运输工具或飞机的货箱中的使用来确定实施例的尺寸和形状。
然而本发明的其它实施例可以用在运输箱内，例如用于通过Parcel Post服务运输货物的运输箱。例如，图9说明了可以放在箱内的衬片(衬板)900。衬片900可以包括控制电路902，该控制电路包括检测电路204(图2)和上述的其它相关电路。这种衬片不是必须附着于箱子的内表面。衬片900可以仅仅放在箱子内。可选地，控制电路902可以包括数据记录器以记录例如检测到破坏的时间和位置。控制单元902也可以包括发射器，通过发射器可以通知中央位置，例如运输公司的控制中心，该控制单元的位置以及破坏和辐射状态。
并且，如上所述，本发明的实施例不限于矩形货箱，也不限于具有平面的货箱。例如，可以使衬片折弯、弯曲、成形或者伸长以适应货箱的表面，例如曲面。
如上所述，根据本发明的衬片可以以各种形式实现。图10是板件1000的一个实施例的分解图，该板件具有夹在两层1004和1006之间的光纤1002。层1004或者1006的其中一层可以作为基板，其它层覆盖在其上。凹槽，例如1008所示，形成于其中一层1006中，例如通过刻划、切削、铣削、冲压或者模制。可选地，相应凹槽1010形成于另一层1004中。将光纤1002插入凹槽1008(-1010)内，并且把两层1004-1006连接在一起。作为替代，可以将光纤模制至板件内或者当两层处于软状态时将光纤夹在两层之间，例如在两层完全硫化之前。可选地，其中一层的表面(例如表面1012)可以由比板件1000的其余部分更坚固的材料制成，或者该表面可以经过处理变得更坚固。用于表面的合适材料包括木头、橡胶、毡和工业织物或者工业毡。当将板件1000安装在货箱内时，可以使该表面1012朝向货箱内部。这种表面可以更好地抵抗装货和卸货时来自货物和设备的冲击并且因此抵抗意外损坏。
图11说明制作板件的过程，例如上述板件1000。在1100，在基板形成一个或多个凹槽。在1102，在覆盖到基板上的层中形成一个或多个凹槽。在1104，将光纤插入其中一个凹槽。在1106，用另一层覆盖基板。
至此，已经说明了具有光纤嵌入其内的板件。作为替代，如图12所示，光纤1200可以织入编织或者非编织形成(例如旋转纺织)织物1202内。另外，可以通过绒布、毡或者类似的材料编织或者纺织光纤。如上所述，并且如图13所示，可以将光纤1300附着到柔性或者刚性板件1304的表面1302上。
如上所述，可以根据将要检测的货箱100内的最小破坏尺寸，选择光纤106(图1)的相邻部分之间的节距或者间距108。在图1所示的实施例中，间距108约等于光纤106中弯曲半径116的两倍。然而，许多光纤具有最小的许用弯曲半径。如果这种光纤以小于该最小值的半径弯曲，可能出现通过光纤的弯曲部分时光传递损失的现象。如图14所示，为了避免在需要节距小于两倍的最小弯曲半径的地方出现这种损失，两根或者多根光纤1400和1402可以相互交错。在该实施例中，如果使用N根光纤并且每条光纤以其最小半径弯曲，那么光纤之间的间距(例如1404)可以近似为单根光纤的最小间距的1/N。光纤可以近似平行，如图14所示，或者可以不平行。例如，如图15所示，可以将光纤1500和1502彼此成一定角度进行布置。作为替代(未示出)，可以使用一个在另一个上面的两个衬片以使两个衬片铺衬在货箱的单个面。这两个衬片的光纤可以，例如，彼此以一定角度定向、彼此偏离或者为其它方式，以提供比单个衬片所能提供的更密的节距或者提供冗余保护，例如为特别敏感的货物。
在图16所示的另一个实施例中，单根光纤1600可以在光纤的端部构成为环状，例如1602所示的环状，每段环的弯曲角度大于180°，因此提供减小的间距。提供减小间距的单根光纤的其它构型见图17、18和19所示。
如上所述，每个衬片内可以包含不止一根光纤。图20显示了含有两根光纤2002和2004的衬片2000。如图21所示，光纤2002、2004可以彼此串联，并且可以将各个光纤连接到单个光源200和单个光检测器202上。作为替代(未示出)，光纤2002、2004可以彼此并联，并且可以将它们连接到单个光源和单个光检测器上。
在图22所示的可选实施例中，可以将每根光纤2002、2004连接到自身的光源200a和200b(分别地)以及自身的光检测器202a和202b(分别地)上。在这种情况下，可以通过检测电路204a对来自光纤2002、2004的信号进行串行或者并行处理。
光纤2002、2004的并联或者对光纤信号的并行处理将容许光纤的少许破坏而不启动报警器。这种破坏可能在预料之中，因为当货箱被装载和卸载时板件可能遭受野蛮处理。由几个并行光纤传递的光量取决于保持完好的光纤的数量。一旦货箱被装载，系统可以自动检测哪些光纤完好并且忽略被损坏的或者被切断的光纤。作为替代，系统可以自动检测所传递的光量并且把这个值作为参考值。随后，在传送中，如果所传递的光量降至参考值以下，系统可能发出存在破坏或者货物移位的信号，如上所述。当然，不是所有的光纤必须同时使用。有些光纤可以留作备用，如果原来的光纤损坏了再使用备用光纤。
任何上述的衬片或者其变化形式可以用于监视货箱。图23说明监视货箱的过程。在2300，用形成光学路径的材料铺衬在至少一个内表面或者内表面的部分上。在2302，照亮光学路径的一端。在2304，监视光学路径的另一端以发现光学路径的光学特性的变化。
已经关于密闭(也就是说被完全包围)货箱，室等，对本发明进行了说明，然而实施例可以用于保护敞开区域，例如院子。例如，如图31所示，衬片(衬板)3100可以附着到栅栏3102上，例如金属防护网，以监视栅栏关于其破坏情况或者在栅栏附近的辐射。例如，可以通过任何适当的紧固件将关于图7的上述柔性衬片附着到栅栏上。例如，衬片3100可以包括金属圈，并且可以通过螺钉、绞合线等将该衬片与栅栏连接。作为替代，可以将一个或多个柔性、刚性或者半刚性板件附着到栅栏上并且将这些板件相互串联，如上所述。附着到栅栏上的相对长的衬片对核辐射进行积聚，如上所述。因此，这种衬片对其附近相对低水平的辐射比较敏感。
在另一个可选应用中，可以利用细电线或者电路而不采用上述的光纤。例如，可以将细电线以z字形路径布置在板件区或者织入织物以提供类似于上述光纤实施例的破坏检测。电信号或者能源和电检测器检测导电路径的破坏。
虽然关于优选实施例对本发明进行说明，但是本领域的技术人员将理解和认识到可以进行各种变化，同时这些变化仍然保持在如所附权利要求说明的本发明的主题和范围内。例如，虽然关于用于运输货物的运输货箱对一些实施例进行了说明，但是也可以将这些货箱用于在仓库、院子等中以及在码头装载和卸载货箱期间贮存货物。关于用在轮船等上的运输货箱对一些实施例进行了说明。也可以将这些和其它实施例用于运输箱和其它类型的货箱。本发明也可以用来检测窃启，或者闯入或逃离，建筑物的房间，例如办公室、保险库或者牢房。因此，在权利要求中的术语“货箱”被广泛地解释为包括各种类型的运输货箱和箱子以及房间和敞开区域，例如由栅栏等包围的院子。可以通过分立电路、集成电路和/或存储于存储器中的处理器执行软件或者固件实现上述的功能，例如差分放大器、比较器、触发器和报警器的功能。另外，已经对使用光纤制作的光学路径进行了说明。然而，其它装置可以用于制作光学路径。例如，空管和镜子或者多种技术的组合可以用于确定经过板件的光学路径。
权利要求
1.一种用于具有一个或多个内表面的货箱的窃启检测系统，包括至少一个第一衬片，其铺衬在货箱的至少一个内表面的至少一部分上，所述第一衬片具有一个区域并且限定了延伸穿过所述区域的至少一部分的光学路径，货箱内表面的至少一部分的破坏将导致光学路径的光学特性发生变化。
2.根据权利要求1所述的窃启检测系统，还包括电路，其构成为检测光学路径的光学特性的变化。
3.根据权利要求2所述的窃启检测系统，还包括光源，其光学连接着光学路径的一端；以及光检测器，其光学连接着光学路径的另一端，其中所述电路利用来自光检测器的信号对光学路径的光学特性的变化进行检测。
4.根据权利要求3所述的窃启检测系统，还包括连接到所述电路的报警器，所述电路构成为如果其检测到光学路径的光学特性发生变化则启动报警器。
5.根据权利要求4所述的窃启检测系统，其特征在于，光学路径包括光纤。
6.根据权利要求5所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片构成为附着在货箱的内表面的至少一部分上。
7.根据权利要求1所述的窃启检测系统，其特征在于，光学路径包括光纤。
8.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，将光纤织入所述至少一个第一衬片。
9.根据权利要求8所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括毡。
10.根据权利要求8所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括半刚性板件。
11.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，光纤被模制在所述至少一个第一衬片内。
12.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，光纤夹在所述至少一个第一衬片的两层之间。
13.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，光纤附着在所述至少一个第一衬片的表面上。
14.根据权利要求7所述的窃启检测系统，还包括光源，其光学连接着光纤的一端；光检测器，其光学连接着光纤的另一端；以及电路，其连接着光检测器，并且构成为如果光学路径的光学特性发生变化则启动。
15.根据权利要求14所述的窃启检测系统，还包括报警器，其连接着所述电路，并且构成为如果光学路径的光学特性发生变化则被启动。
16.根据权利要求14所述的窃启检测系统，还包括无线发射器，其连接着所述电路，并且构成为如果电路启动则发送信号。
17.根据权利要求16所述的窃启检测系统，还包括无线接收器，其构成为接收信号；以及报警器，其连接着无线接收器，并且构成为如果光学路径的光学特性发生变化则提供指示。
18.根据权利要求14所述的窃启检测系统，还包括位于船上的无线系统，所述无线系统构成为将船的靠近通知港口系统，还构成为如果光学路径的光学特性发生变化则通知港口系统。
19.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括柔性的可卷材料，所述材料可在被附着到货箱的至少一个内表面上之前被展开。
20.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括刚性板件。
21.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括多个铰接板件。
22.根据权利要求21所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括四个铰接板件。
23.根据权利要求21所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括六个铰接板件。
24.根据权利要求21所述的窃启检测系统，其特征在于，每个铰接板件的尺寸被设置成与货箱的其中一个内表面对应。
25.根据权利要求24所述的窃启检测系统，其特征在于，货箱是矩形运输货箱。
26.根据权利要求24所述的窃启检测系统，其特征在于，货箱是飞机运输货箱。
27.根据权利要求24所述的窃启检测系统，其特征在于，货箱包括至少一个曲面。
28.根据权利要求24所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括六个铰接板件。
29.根据权利要求24所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括四个铰接板件。
30.根据权利要求24所述的窃启检测系统，其特征在于，至少一个铰接板件包括多个铰接子板件。
31.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，所述至少一个第一衬片包括第一光连接器，其光学连接在光纤的一端。
32.根据权利要求31所述的窃启检测系统，还包括第二衬片，其铺衬在货箱的至少一个内表面的至少第二部分上，所述第二衬片具有第二区域并且包括延伸穿过第二区域的至少一部分的第二光纤，货箱内表面的第二部分的破坏将导致第二光学路径的光学特性发生变化；以及第二光连接器，其光学连接在第二光纤的一端；其中，第一衬片的光纤与第二衬片的第二光纤通过光连接器进行光学连接。
33.根据权利要求32所述的窃启检测系统，其特征在于，第二衬片包括多个铰接板件。
34.根据权利要求33所述的窃启检测系统，其特征在于，第二衬片包括四个铰接板件。
35.根据权利要求33所述的窃启检测系统，其特征在于，每个铰接板件的尺寸被设置成与货箱的其中一个内表面对应。
36.根据权利要求7所述的窃启检测系统，其特征在于，第一衬片包括第二光纤，所述第二光纤延伸穿过第一衬片的所述区域的至少一部分，并且所述第二光纤提供第二光学路径。
37.根据权利要求36所述的窃启检测系统，其特征在于，所述两根光纤被光学串联在一起以形成延长光学路径；并且所述窃启检测系统还包括光源，其光学连接着延长光学路径的一端；光检测器，其光学连接着延长光学路径的另一端；以及电路，其连接着光检测器，并且构成为如果任何一根光纤的光学路径的光学特性发生变化则启动报警器。
38.根据权利要求36所述的窃启检测系统，其特征在于，所述两根光纤被光学并联在一起；并且所述窃启检测系统还包括光检测器电路，其连接着所述两根光纤，并且构成为如果所述两根光纤的光学特性都发生变化则启动报警器。
39.一种制作窃启检测板件的方法，包括在基板的表面形成至少一个凹槽；以及将光纤插入所述至少一个凹槽。
40.根据权利要求39所述的方法，还包括将光纤固定在所述至少一个凹槽内。
41.根据权利要求39所述的方法，还包括用一个层覆盖基板的表面。
42.根据权利要求41所述的方法，还包括在用所述层覆盖基板的表面之前，在所述层的表面形成至少一个凹槽，这样当用所述层覆盖基板时，所述层的表面凹槽与至少一个基板表面凹槽对准，以将光纤限制在所述层和所述基板之间。
43.一种检测货箱的窃启或者在货箱中存在某种物质的方法，所述货箱具有一个或多个内表面，所述方法包括将具有光纤的材料铺衬在货箱的至少一个内表面的至少一部分上，所述光纤延伸穿过所述材料的至少一部分；照亮光纤的一端；以及监视光纤另一端的光照。
44.根据权利要求43所述的方法，还包括检测光纤另一端光照的中止；以及对所检测到的光照的中止作出响应，启动报警器。
45.一种检测货箱的窃启或者在货箱中存在某种物质的方法，所述货箱具有一个或多个内表面，所述方法包括将确定光学路径的材料铺衬在货箱的至少一个内表面的至少一部分上，所述光学路径延伸穿过所述材料的至少一部分；以及监视光学路径以检测光学路径的光学特性的变化。
46.根据权利要求45所述的方法，还包括对光学路径的光学特性的变化作出响应，启动报警器。
47.根据权利要求45所述的方法，还包括对光学路径的光学特性的变化作出响应，发送无线信号。
48.一种运输货箱，包括至少一个壁，其占有一定区域并且限定了延伸穿过所述壁的所述区域的至少一部分的光学路径，其中光学路径具有一光学特性，并且，如果所述壁的一部分遭到破坏则光学特性发生变化。
49.根据权利要求48所述的运输货箱，还包括电路，所述电路构成为对光学路径的光学特性的变化进行检测。
50.根据权利要求49所述的运输货箱，还包括光源，其光学连接着光学路径的一端；以及光检测器，其光学连接着光学路径的另一端，其中所述电路利用来自光检测器的信号对光学路径的光学特性的变化进行检测。
51.根据权利要求50所述的运输货箱，还包括连接到所述电路的报警器，所述电路构成为如果其检测到光学路径的光学特性发生变化则启动报警器。
52.根据权利要求51所述的运输货箱，其特征在于，光学路径包括光纤。
53.根据权利要求52所述的运输货箱，其特征在于，光纤夹在所述壁的各层之间。
54.根据权利要求52所述的运输货箱，其特征在于，光纤附着在所述壁的表面上。
55.一种用于具有一个或多个内表面的货箱的窃启检测系统，包括至少一个第一衬片，其铺衬在货箱的至少一个内表面的至少一部分上，所述第一衬片具有一个区域并且限定了延伸穿过所述区域的至少一部分的光学路径，货箱内表面的至少一部分的破坏导致光学路径的光学特性发生变化；位置确定系统；以及电路，其与位置确定系统连接，并且构成为检测光学路径的光学特性的变化；并且，如果所述电路检测到所述光学路径的光学特性发生变化，则确定货箱的位置。
56.根据权利要求55所述的窃启检测系统，还包括存储器，所述电路还构成为如果其检测到光学路径的光学特性发生变化则将货箱的位置信息存储在存储器内。
57.根据权利要求56所述的窃启检测系统，其特征在于，所述电路还构成为存储电路检测到光学路径的光学特性发生变化时的时间。
58.根据权利要求55所述的窃启检测系统，还包括无线发射器，所述无线发射器与电路连接，并且构成为如果所述电路检测到所述光学路径的光学特性发生变化则发送货箱的位置信息。
59.根据权利要求57所述的窃启检测系统，其特征在于，无线发射器还构成为发送电路检测到光学路径的光学特性发生变化时的时间信息。
60.根据权利要求55所述的窃启检测系统，还包括存储器，所述电路还构成为在存储器中存储关于有机会进入货箱内部的人员的信息。
61.根据权利要求60所述的窃启检测系统，还包括无线发射器，所述无线发射器与电路连接，并且构成为如果所述电路检测到所述光学路径的光学特性发生变化则发送关于有机会进入货箱内部的人员的信息。
62.根据权利要求55所述的窃启检测系统，还包括存储器，所述电路还构成为在存储器中存储货箱的货物日志。
63.根据权利要求62所述的窃启检测系统，还包括无线发射器，所述无线发射器与电路连接，并且构成为如果所述电路检测到所述光学路径的光学特性发生变化则发送关于有机会进入货箱内部的人员的信息。
64.根据权利要求55所述的窃启检测系统，还包括存储器，所述电路还构成为在至少一种预定状态下将货箱的位置信息存储在存储器中。
65.根据权利要求43所述的方法，还包括检测光纤另一端的光照特性的变化。
66.根据权利要求65所述的方法，其特征在于，检测光纤另一端的光照特性的变化包括检测光照的减弱。
67.根据权利要求65所述的方法，还包括对检测到的特性的变化作出响应，启动报警器。
68.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，光纤是如下光纤，即光纤的光学特性会受到侵入光纤的辐射的影响。
69.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，光纤是如下光纤，即光纤的光学特性会受到侵入光纤的核辐射的影响。
70.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，光纤是如下光纤，即光纤的光学特性会受到侵入光纤的γ射线的影响。
71.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，光纤是如下光纤，即光纤的光传递能力会受到侵入光纤的核辐射的影响。
72.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，光纤是如下光纤，即光纤的光传递能力会受到侵入光纤的γ射线的影响。
73.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，监视光学路径包括对光学路径的光传递能力的减弱进行监视。
74.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，光学路径是如下光学路径，即光学路径的光学特性受到侵入光学路径的辐射的影响。
75.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，光学路径是如下光学路径，即光学路径的光学特性受到侵入光学路径的核辐射的影响。
76.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，光学路径是如下光学路径，即光学路径的光学特性受到侵入光学路径的γ射线的影响。
77.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，光学路径是如下光学路径，即光学路径的光传递能力的特性受到侵入光学路径的核辐射的影响。
78.根据权利要求77所述的方法，其特征在于，监视光学路径包括对光学路径的光传递能力的减弱进行监视。
79.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，光学路径是如下所述的光学路径，即光学路径的光传递能力的特性受到侵入光学路径的γ射线的影响。
80.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，光学路径包括光纤，光纤的光学特性会受到侵入光纤的核辐射的影响。
81.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，光学路径包括光纤，光纤的光学特性会受到侵入光纤的γ射线的影响。
82.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，光学路径包括光纤，光学路径的光学特性是指光纤的光传递能力，并且光纤的光传递能力会受到侵入光纤的γ射线的影响而减弱。
83.一种用于具有一个或多个内表面的货箱的辐射检测系统，包括至少一个衬片，其铺衬在货箱的至少一个内表面的至少一部分上，所述衬片具有一个区域并且具有延伸穿过所述区域的至少一部分的光纤，以至侵入光纤的核辐射导致光纤的光学特性发生变化。
84.根据权利要求83所述的辐射检测系统，其特征在于，光学特性的变化是指光传递能力的减弱。
85.根据权利要求84所述的辐射检测系统，其特征在于，核辐射包括γ射线。
86.根据权利要求84所述的辐射检测系统，其特征在于，核辐射包括中子射线。
87.根据权利要求83所述的辐射检测系统，其特征在于，核辐射包括γ射线。
88.根据权利要求83所述的辐射检测系统，其特征在于，核辐射包括中子射线。
89.根据权利要求83所述的辐射检测系统，还包括电路，其构成为检测光纤的光学特性的变化。
90.根据权利要求84所述的辐射检测系统，还包括光源，其光学连接着光纤的一端；以及光检测器，其光学连接着光纤的另一端，其中所述电路利用来自光检测器的信号对光纤的光学特性的变化进行检测。
91.根据权利要求90所述的辐射检测系统，还包括连接到所述电路的报警器，所述电路构成为如果其检测到光学路径的光学特性发生变化则启动报警器。
92.一种辐射检测系统，包括至少一个板件，其具有一个区域并且具有延伸穿过所述区域的至少一部分的光纤，侵入光纤的核辐射导致光纤的光传递能力减弱；光源，其光学连接着光纤的一端，并且构成为产生具有小于或者等于约980nm波长的光；光检测器，其光学连接着光纤的另一端；以及电路，其连接着光检测器，并且构成为对光纤的光传递能力的减弱进行检测。
93.根据权利要求92所述的辐射检测系统，其特征在于，光源构成为产生具有小于或者等于约600nm波长的光。
94.根据权利要求92所述的辐射检测系统，其特征在于，光源构成为产生具有小于或者等于约540nm波长的光。
95.根据权利要求92所述的辐射检测系统，其特征在于，光源构成为产生具有小于或者等于约502nm波长的光。
96.根据权利要求92所述的辐射检测系统，其特征在于，光源构成为产生具有小于或者等于约472nm波长的光。
97.一种辐射检测系统，包括至少一个板件，其具有一个区域并且具有延伸穿过所述区域的至少一部分的光纤，侵入光纤的核辐射导致光纤的光传递能力减弱；光源，其光学连接着光纤的第一端，并且构成为产生至少具有短波长成分和长波长成分的光；第一光检测器，其光学连接着光纤的第二端，并且构成为接收其中一种波长成分而不接收另一种波长成分；第二光检测器，其光学连接着光纤的第二端；差分电路，其与第一和第二光检测器连接，并且构成为对所接收的短波长成分和长波长成分的强度之间的差异进行检测。
98.根据权利要求97所述的辐射检测系统，其特征在于，第二光检测器构成为接收所述另一种波长成分而不接收由第一光检测器所接收的波长成分。
99.一种辐射检测系统，包括至少一个板件，其具有一个区域并且具有延伸穿过所述区域的至少一部分的光纤，侵入光纤的核辐射导致光纤的光传递能力减弱，其中光纤包括掺杂物，所述掺杂物增强光纤的敏感性以至在侵入光纤的核辐射的作用下减弱光纤的光传递能力；光源，其光学连接着光纤的一端；光检测器，其光学连接着光纤的另一端；以及电路，其连接着光检测器，并且构成为对光纤的光传递能力的减弱进行检测。
100.根据权利要求99所述的辐射检测系统，其特征在于，掺杂物是铒、镱、铝、磷、锗和镧中的至少一种。
101.根据权利要求99所述的辐射检测系统，其特征在于，光纤包括大约0.18mol％的Yb、大约4.2mol％的Al2O3和大约0.9mol％的P2O5。
102.根据权利要求99所述的辐射检测系统，其特征在于，光纤包括大约2.0mol％的La和大约6.0mol％的Al2O3。
103.根据权利要求99所述的辐射检测系统，其特征在于，光纤的纤芯中不包含氟。
104.一种辐射检测系统，包括至少一个板件，其具有一个区域并且具有延伸穿过所述区域的至少一部分的光纤，侵入光纤的核辐射导致光纤的光传递能力减弱，其中光纤包括掺杂物，所述掺杂物增大光纤的纤芯的折射率；光源，其光学连接着光纤的一端；光检测器，其光学连接着光纤的另一端；以及电路，其连接着光检测器，并且构成为对光纤的光传递能力的减弱进行检测。
105.根据权利要求104所述的辐射检测系统，其特征在于，掺杂物是磷。
106.一种检测核辐射的方法，包括将至少一根光纤布置在运输货箱附近；照亮光纤的一端；将光纤暴露于核辐射至少一天，因此光纤上的核辐射效应随着时间进行积聚；以及监视光纤另一端的光照。107、根据权利要求15所述的方法，还包括对光纤的传送性能减弱进行检测。
108.根据权利要求16所述的方法，还包括对检测到的光纤的传送性能减弱作出响应，启动报警器。
109.根据权利要求106所述的方法，其特征在于，将光纤暴露于核辐射包括将光纤暴露于来自运输货箱内部的核辐射。
110.根据权利要求107所述的方法，其特征在于，将光纤暴露于核辐射包括将光纤暴露于来自运输货箱外部的核辐射。
111.根据权利要求106所述的方法，其特征在于，布置光纤包括将至少1km的光纤布置在运输货箱附近。
112.根据权利要求106所述的方法，其特征在于，布置光纤包括将光纤布置在运输货箱内部。
113.一种检测核辐射的方法，包括将光纤布置在多个运输货箱的每一个附近，并且将每根光纤与各自的运输货箱相关联；照亮光纤的一端；监视光纤另一端的光照；对至少一部分光纤的传送性能减弱进行检测；识别分别与至少一些已经检测到了传送性能减弱的光纤相关联的两个或更多个运输货箱；利用已经识别的运输货箱的几何放置信息对核辐射的位置进行识别。
114.一种窃启检测系统，包括第一矩形衬片，其具有第一区域并且限定了延伸穿过第一区域的至少一部分的光纤光学路径，第一衬片包括两个平行可折区，每个可折区横向延伸穿过第一矩形衬片的短边；第二衬片，其具有第二区域并且限定了延伸穿过第二区域的至少一部分的光纤光学路径；第三矩形衬片，其具有第三区域并且限定了延伸穿过第三区域的至少一部分的光纤光学路径，第三衬片包括平行可折区，所述可折区横向延伸穿过第三矩形衬片的短边，因此形成了第三衬片的铰转部分；将第一衬片的光纤光学路径和第二衬片的光纤光学路径互连的连接器；以及将第一衬片的光纤光学路径和第三衬片的光纤光学路径互连的连接器。
115.根据权利要求114所述的窃启检测系统，还包括电路，所述电路可以用于对第一、第二和第三光纤光学路径中的至少一个光纤光学路径的光学特性的变化进行检测。
116.根据权利要求114所述的窃启检测系统，还包括光源，其与穿过第一、第二和第三衬片的光学路径的一端光学连接；光检测器，其与穿过第一、第二和第三衬片的光学路径的另一端光学连接；以及电路，其与光源和光检测器连接并且可以用于对第一、第二和第三光纤光学路径中的至少一个光纤光学路径的光学特性的变化进行检测。
117.根据权利要求116所述的窃启检测系统，其特征在于，当第三衬片的铰转部分关闭时，光源和光学路径端部之间的连接部在第二衬片和第三衬片之间延伸。
118.根据权利要求116所述的窃启检测系统，其特征在于，当第三衬片的铰转部分关闭时，光检测器和光学路径端部之间的连接部在第二衬片和第三衬片之间延伸。
119.根据权利要求116所述的窃启检测系统，其特征在于，当第三衬片的铰转部分关闭时，光源与所述电路电磁连接。
120.根据权利要求116所述的窃启检测系统，其特征在于，当第三衬片的铰转部分关闭时，光检测器与所述电路电磁连接。
121.根据权利要求114所述的窃启检测系统，其特征在于，侵入第一、第二和第三衬片中的至少一个衬片的光纤光学路径的核辐射导致光纤光学路径的光学特性发生变化。
122.一种附着在栅栏上的窃启检测系统，包括至少一个衬片，其具有一个区域并且限定了延伸穿过所述区域的至少一部分的光纤光学路径；用于将第一衬片附着到栅栏上的装置；以及用于对光纤光学路径的光学特性的变化进行检测电路。
123.根据权利要求122所述的窃启检测系统，其特征在于，侵入光纤光学路径的核辐射导致光纤光学路径的光学特性发生变化。
全文摘要
一种片材包括光纤，所述光纤延伸穿过片材表面的至少一部分以检测破坏或者核辐射。所述片材可以铺衬在货箱或者栅栏的至少一部分上。片材的破坏或者在片材内部或附近的辐射减弱光纤的光传送性能。光纤在一定时间和/或在光纤的长度和体积质量上对辐射进行积聚，这使得光纤即使对小剂量的辐射也敏感。监视光纤以发现其传送性能的变化。传送性能的减弱，例如低于某一阈值，可以启动报警器，例如信号器，或者当检测到破坏或者辐射时可以将关于时间或者货箱的货物或者位置的信息发送至中央位置，例如轮船的控制室或者港口通知系统。
文档编号G08B13/12GK1926414SQ200480042331
公开日2007年3月7日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年1月9日
发明者吉尔伯特·D·贝恩霍克 申请人:吉尔伯特·D·贝恩霍克