专利名称：监控产品所接触温度的器件和方法
技术领域：
本发明涉及监控产品所接触温度的器件和方法，还涉及配备这种器件 的标签。
背景技术：
许多产品的质量与安全受到温度的影响。这种情况特别一但非仅仅—存在于冷藏冷冻食品、需要在受控低温下 保存的饮料(例如酒类)以及某些化妆品、医疗用品和药品。导致易腐产品在卫生、营养和外观方面的质量下降的两个主要因素是 时间和温度更准确地说，温度升高到临界温度阈值以上，中断了从产品 生产者到消费者的所谓"冷链"和/或产品长期所接触温度或多或少地高于 为保质期间安全存放所规定的温度。诸如衣物之类的其他产品，如果在例如清洁或洗涤期间处于过高温度 下，也会受到损害。因此，在加工、维护、存储和销售产品的过程中，对温度实施调控和 监控是非常重要的，这已成为一条基本要求。产品温度必须保持在预设水平，在销售链上的每个关键点都必须进行 定期检査。因此，控制器在检査消费品的安全性和质量中是一种重要仪器。检查相关信息需要时间、专门的知识和合适的材料。如果使用温度监 控工具的成本和复杂程度高，那么其结果往往是检查次数减少，甚至不检 查，因而无法确认产品是否安全、质量好不好。已知有些温度指示剂能够指示产品温度是否达到预设阈值，以突显对 产品有危害的事件。时间一温度综合指示剂也是己知的，它们能够同时测定时间和温度， 并将这些信息整合为单一的可见结果。它们通过这种方式提供与之相关联的产品的时间一温度变化的完整历史。这些指示剂一般是也能以自黏标签 的形式提供，贴在要监控的产品上。常规指示剂包括在时间和温度影响下能变色的物质。这些指示剂在使 用前一般需要冷冻保存，因为其中存在对哪怕是很小的温度变化都很敏感 的化学物质，这会引起其相关特性发生不可逆的变化。其他体系是基于具有特定熔点的化学物质的扩散作用。这种化学物质 一旦活化就开始扩散，其扩散速率取决于温度；其扩散程度可用来量度产 品在时间一温度的历史累积，但只能参照由所选化学物质及其浓度所决定 的特定温度阈值。其他己知的温度传感器是基于使用复杂程度各异的电学器件。所有情 况都需要其复杂程度随所需性能而异的器件。因此，人们使用基于识别器件的复杂系统，所述识别器件利用电阻传 感器、二极管、热电偶、热变换器或射频(RFID——射频识别器件)。RFID能够提供随其所接触的温度而变化的信号，可记录每个包装中有关时间一 温度变化历史的信息。此信息可借助扫描仪转移到能够计算保存期的计算 机中。一般而言，为方便读取，已知指示剂被置于表面上，这就带来了对室 温的的反应，这种反应通常比产品内部发生的反应更显著。表面温度与产 品内部温度之间的关系随产品而异，取决于包装材料、物理性质、空隙等 等。温度变化的历史与保存的时间之间的时间一温度关系并非对于所有食 品或医疗产品来说都是一样的。由于生物和化学材料之间差异极大，且它们之间的加工处理方法也差 异极大，所以使用时间—温度指示剂的时候，很难直接对每个产品的实际 质量和安全性作出定量评价。然而，就时间和温度而言，每个产品的保存 质量和剩余保质时间以及任何超出制造商预设温度的情况在任何情况下都 是可以测定和监控的，因此，这就为保障消费者的安全提供了有效的指示 方法。为此，必须要有大量的指示剂，甚至是以不同方式校准的指示剂。因此，为了使指示剂能够再现产品的真实状况，要根据所述指示剂所 用材料的类型、浓度及其随温度而变化的具体物理和化学性质调整指示结 果就变得困难而复杂；不仅如此，目前还没有统一的国际标准规定可接受 的精度水平，用以比较不同制造商生产的器件。这些指示剂常常局限于应用在主包装上，只能看到从生产商到零售商 的销售情况，而没有直接供消费者使用的信息。之所以发生这种情况，是因为将单个指示剂置于包装上或直接置于将 到达消费者手中的产品上时，指示剂的成本，包括施加指示剂的成本，相 对于某些产品来说太高。已知传感器的主要限制不仅在于制造成本，而且在于用来检测指示信 息的系统的复杂性，这使得这些产品不具有竞争力，难以应用于大规模生 产和多样性。发明内容本发明的目的是提供用于监控产品所接触的温度的器件和方法，所述 器件要容易以低成本大量制造、能同时针对预设的一种或多种温度和处于 所述一种或多种温度下的时间作出不同的校准。本发明的另一个目标是提供用于监控产品所接触的温度的器件和方 法，所述器件要能够准确指示预设温度是否已被超越、同时指示产品接触 所述温度的时间，其指示方式要简单，容易由普通使用者作出评价。本发明的另一个目标是提供用于监控产品所接触的温度的器件和方 法，所述器件和方法要容易安全地应用于任何种类的产品，包括食品或医 疗一医药产品。本发明的又一个目标是提供用于监控产品所接触的温度的器件和方 法，所述器件应可由已知的在国际上可接受用于特定用途并且在市场上容 易买到的材料得到，比如是在食品部门或医疗一医药部门可接受的。根据本发明，这个目的和上述及其他目标在下文中将能看得更清楚， 这个目的和上述及其他目标是通过用于监控产品所接触的温度的器件来实 现的，其特征在于所述器件包括至少一个空间结构化元件，构成所述元件的材料指示一个预设的温度水平和一个预设的接触时间间隔，所述空间结 构化元件适于施加于所监控的产品上，所述指示材料可选自下述材料一 旦被置于其能够吸收预设量的热的条件下，其形态和/或结构和/或化学和/ 或物理状态就能发生可检测到的变化。本发明还涉及监控产品所接触温度的方法，其包括选择指示材料的步 骤和形成至少一个空间结构化元件的步骤，其中所述指示材料由在预设的 阈值温度下能够改变状态的一种或多种物质构成，而所述空间结构化元件 具有这样的构造当等于或大于预设的时间间隔的一段时间过后时，其总 体积适于确保发生可检测到的状态变化，而且该元件适于施加于所监控的产品上。附图简述借助于对本发明器件和方法的优选但非排他性实施方式的描述，本发明的更多特征和优点将变得更加显而易见，这些实施方式通过附图中的非 限制性实施例加以阐述，其中
图1是显示本发明第一实施方式中的器件在吸热期间可能具有的性质 或作用的示意图，在此期间制备该器件的材料熔化；图2是显示本发明第二实施方式中的器件在吸热期间可能具有的性质 或作用的示意图，在此期间制备该器件的材料晶化；图3是显示本发明第三实施方式中的器件可能具有的性质的示意图， 其中器件吸收的热量引起制备器件的材料发生相偏析，起初分散的物质形 成聚集体；图4是本发明器件的原子力显微图，具体地，其中图4a显示了所述器 件的起始形态，图4b显示了沿图4a中直线1测定的形态轮廓，图4c显示 了所述器件发生作用后的形态，图4d显示了沿图4c中直线2测定的形态 轮廓；图5是图1所示实施方式中的器件在15(TC的温度下，其表面粗糙度 随时间变化的图示，具体表示为其形态轮廓随时间的变化；图6显示了本发明图1所示器件吸热后的非直接结果的一个例子，其可通过白光照射进行检测，具体地，图6a显示了起始状态下的器件，图6b 显示了吸热后的器件；图7显示了用于制造图2所示实施方式中所述器件的轮烷分子的化学式；图8显示了通过形成图2所示实施方式中所述可检测空间晶体来制造 的器件的示例。
具体实施方式
参考附图，根据本发明的用于监控产品所接触温度的器件包括至少一 个空间结构化元件1，构成所述元件的材料可指示预设的阈值温度水平Tes 和预设的接触时间间隔Tis。所述空间结构化元件1以一定方式提供，使得 它适于施加在要监控的产品上。所述指示材料可方便地选自能够改变形态 和/或结构和/或化学和/或物理状态的材料。可将所述材料置于其能够吸收预设的热量的条件下来检测所述状态变 化，这种状态的变化是由所述指示材料吸收在以下过程中产生的热流而确 定的使所述指示材料达到预设阈值温度Tes和/或将所述指示材料在等于 或高于预设阈值温度Tes的温度T下放置一段时间At，其中At大于预设 时间间隔Tis。因此，所述器件是基于指示材料由于热刺激而产生的形态变化和/或其 化学和/或物理表面改变来工作的，所述指示材料可以是块体形式或膜形式 (厚度优选但不限于100微米一1微米)或薄膜形式(厚度优选但不限于1 微米以下)。所述热刺激是通过将产品置于一定温度下达一定时间而产生 的，该温度必须超过Tes，该时间长于Tis，以使所述材料发生转变。在一个优选但非限制性实施方式中，所述器件由薄结构化标签构成， 该标签组成结构化元件1且包含具有表面或界面2的基层4，所述表面或界 面2用于接触周围介质。还可进一步用保护涂层覆盖表面2。所述器件可通 过任何模塑或自结构化或其他已知的合适工艺实现结构化。如果将标签置 于高温(即温度高于或等于Tes)下足够长的时间At(即长于或等于Tis)， 由指示材料制成的结构化元件1就会改变外观和/或尺寸。将器件置于比阈值温度Tes高的温度下会成比例地縮短Tis。同时就温度和接触上述温度的时间对器件进行校准。 所述器件外观的改变(以下称"作用")可以是形态的、结构的和/或 化学的或其他类型的，所述作用可以被检测到以满足本发明目的，且可以发生在几个空间尺度上——宏观尺度所述器件包含横向空间尺寸即宽度d为5毫米一200 微米的结构化元件l;这些结构1的形态改变和结构本身甚至可用裸眼直接 观察到；——微米尺度所述器件包含横向空间尺寸即宽度d为200微米一l ;^脊的^;tel 1,投些^^1 1的形末FKr亦知^始太為R能《尝fth去田读耳)H义或显微镜才能直接观察到；——亚微米和纳米尺度所述器件包含横向空间尺寸即宽度d为1微 米一l纳米的结构1;这些结构1的形态改变和结构本身可借助专用读取仪 或电子显微镜或扫描探针显微镜直接观察到。作为其他情形或除此之外，形态改变可间接地根据物理现象观察到，如光衍射效应的改变或导电性、磁灵敏度或电灵敏度(electrical susceptivity)和/或热容量和/或其他性质的改变。为了描述的简洁，在不失一般性的情况下，下文中仅提及"膜"，但 所表述的意思对于任何厚度的材料同样有效。所述膜由指示材料组成，所述指示材料包含一种或多种纯物质或混合 物质。出于本发明的目的，这种物质可以属于无机类、有机类、聚合物类、 生物类、混合类或其他类。所述膜至少有一个具有结构化构造3的表面或界面2，用于与周围介 质接触，所述膜可用任何模塑技术或其他合适的技术成形；其形态结构(以 下也称模型)也可以是用于制造或沉积膜的技术的自然结果。阈值温度Tes是构成膜的材料发生转变的温度。在特定情况下，Tes 可与构成所述器件的材料在器件的工作环境条件下由固态变为流态的温度 相吻合。作为非限制性例子，在一般情况下，Tes可与构成所述器件的材料 的熔点相吻合，或者与聚合物体系中的玻璃转变温度(Tg)相吻合。所述环境条件包括所述材料向流态的转变还涉及外部试剂的介入(例 如存在用来降低聚合物Tg的溶剂)的情况。所述器件的结构化构造3形成高粗糙度的接触表面2，其糙度来自多 个由相应的空隙7彼此隔开的突起5;在沿垂直于粗糙表面的平面所取横向截面上，突起5和空隙7具有类似于敞口多边形的轮廓，其具有相当尖锐 的边缘6。所述突起5由适合在接触了等于或高于预设阈值温度Tes的温度 之后会发生形状改变的指示材料形成，且其空间尺寸，即高h和宽d，可选 择成使得当其接触所述温度的时间间隔At等于或长于预设时间间隔Tis 时，它们会平坦化，直到它们在空隙7中填满材料。形状改变之后，边缘6 形成圆化区域8，其减小了接触表面2的可检测粗糙度，当时间超过预设时 间间隔Tis时，达到圆化半径r的最大值。的确，由于转变成流态，模塑的 膜失去了其形状，变圆了 (即变得没那么粗糙了)。在另一个实施方式中，所述膜改变了其结构状态，或者更一般地说， 发生了化学的和/或物理的和/或形态的变化，其包括组成膜的各种材料的偏 析、反湿润(即物质因温度变化而由均匀膜转变为"滴状"，这被控为基 层糙度增加)、晶化及其他。作为非限制性例子，图l、 2和3给出了所述器件的作用的三个可能的图示或实施方式。在图1中，吸收的热量使调整部分或突起5熔化，其在表面张力作用 下变圆，直到它们消失。在图2中，吸收的热量导致构成所述器件的指示材料发生晶化，所述 器件起初包含由一定体积11的材料组成的低糙度接触表面10，该材料增 加、改变其形态，产生突起12和空隙或凹槽13，这导致表面粗糙度增加。在图3中，吸收的热量引起相偏析，结果使起初分散的物质形成聚集体。在图l所示第一实施方式中，所述过程所基于的物理原理是表面张力 作用于流体的效应。当组成所述结构化元件1的材料的表面因热刺激而变 为流体的时候，表面张力倾向于使表面的面积最小化。此过程的效果是使 接触表面2上的调整部分或突起5圆化。在图2所示第二实施方式中，所述过程所基于的物理原理是晶化。组 成结构化元件1的材料或物质吸收热量后发生晶化，形成可作为表面粗糙 度检测的空间结构。在图3所示第三实施方式中，由于吸收热量后引起的状态改变，其他 过程会发生，包括组成结构化元件1的各种物质发生相偏析和/或一种或多 种组分迁移到表面以及小颗粒在该作用过程中聚集成较大的颗粒；这也可以例如作为表面粗糙度增加或光学性质发生改变来检测。所用的物质可彼 此不同，并且能够相互发生化学和/或物理作用，形成的物质甚至可以不同 于起初的物质。因此，所述器件因吸收热量而发生状态改变。S-TAG发生作用所需的 预设时间(Tis)取决于——制成结构化元件l的材料，尤其是其热容。 一般而言，热容越高， 所述器件发生作用所需的时间越长。——接触温度。当所述器件的接触温度相对于Tes增加时，所述器件 发生作用所需的Tis縮短。——随着表面上调整部分或突起5的体积增加，所述器件发生作用所 需的Tis縮短。——当表面上调整部分或突起5的体积相同时，随着突起5的糙度或 高度增加，Tis变短。一般而言，圆化的趋势可根据以下唯象方程估算~ = -尺(r)r"r(/i)"其中h是所述结构的高度，T是温度，V是结构化元件的体积，K取 决于组成所述器件的材料。参数a和e是指数因子，具体取决于所述体系。 a、 g和K的例子是ci-l， 3=1，K = 0.5。对所述器件发生作用的条件，必须通过明确以下内容来针对每种类型 的器件迸行校准材料、以及所述结构化构造3中调整部分或突起5的尺 寸和形状。仅作为非限制性例子，下面参考图l所示实施方式讲述器件的情况。 聚合物(聚碳酸酯)用作感测温度的指示材料，它具体具有以下参数微结构化膜的凹槽或空隙7的间距(pitch)为1.5微米，宽500纳米， 深(h) 220纳米。具体的操作规范参数如下Tes=150°C Tis = 2分钟所发生的形态改变是凹槽7圆化，这可通过原子力显微镜直接观察 到，并通过衍射效应的消失间接观察到。图4显示了结构化元件1的原子力显微图像，其显示了在接触170°C 达2小时后由起初设置在表面2上的凹槽或空隙7的消失所表现出来的具 体作用，。图4a显示了所述器件的初始形态。图4b显示了图4a所示形态沿图4a 中直线l测定的轮廓。图4c显示了所述器件发生作用，即吸热之后的形态。 图4d显示了图4c所示形态在所述器件发生作用后沿图4c中直线2测定的 轮廓。图5的曲线是糙度，即吸热过程中的表面粗糙度与时间的函数关系。 此性质表示为所述结构(突起5)的形态轮廓(高h)的延伸与其处于Tes (即15(TC)下的时间的函数关系。图6是图1所示器件发生作用后可检测的间接结果的一个例子。具体 地，图6a显示了发生作用之前的所述器件。在此情况下，结构化元件l在 白光的适当照射下表现出衍射效应。图6b是所述器件在发生作用之后，即 因吸热而发生形状改变之后的视图。由于形态发生改变，如图1所示，所 述器件不再表现出白光衍射效应。在基于因熔化而圆化的实施方式中，所述器件可采用所有在Tes熔化 的材料，只要它们与应用领域相适应。根据第一实施方式，因发生作用而 减小表面粗糙度的体系的例子有表面经过模塑的冷冻化学溶液、聚合物、 分子材料、低熔点盐、金属及其他。仅作为非限制性例子，下面参考图2所示第二实施方式描述一个器件的情况，也就是，其中由于发生了作用(吸热并改变形状)，表面粗糙度增加。在此第二实施方式中，将名为轮垸的分子的厚20纳米的薄膜用作对 温度敏感的指示材料，轮烷的分子式示于图7。 具体的操作规范参数如下Tes=50°C Tis = 20分钟发生所述作用之后，所述材料的膜形态因发生晶化而完全改变。可通 过形态的变化、表面粗糙度的增加、相关长度的改变及其他变化监控该作 用。形成晶体的例子示于图8。在此情况下，在10xl0微米2的面积上测定 的体系糙度为1纳米一10纳米。因发生所述作用而增加表面粗糙度的其他体系的例子是由属于液晶类 和其他在预设的已知温度下能够晶化的材料/物质构成的体系。如图3所示情况那样，在一定时间和温度条件下发生所述作用后产生 相偏析的材料的例子是[1^1112012(020:(:12119)16]簇，它一度分散在聚碳酸酯基 质中，但由于温度变化就会自发偏析而形成聚集体。在此情况下，相关参数的例子如下Tes= 150°C Tis = 3分钟在本发明的优选但非限制性实施方式中，所述指示材料的形态的和/或 结构的和/或化学的和/或物理的状态的变化还可包括颜色变化或物理性质 的变化，比如导电性。这种变化例如可作为形状变化之外的效应来获得， 其方法是在所述指示材料中加入另外的物质，当产品处于有害的温度下时， 所述另外的物质能够进一步提供指示信息。在此实施方式中，可对所述器件进行校准，目的是当达到第一阈值温 度Tesl和经过第一接触时间Tisl之后，其形状发生改变；当达到第二阈值 温度Tes2和经过第二接触时间Tis2之后，其发生第二种变化，即颜色或另 一种物理性质发生变化。显然，可适当预设Tesl、 Tes2、 Tisl和Tis2，使 它们相互间具有任何数值，即一个或另一个可以大于另一个数值。当熔化后彼此接触时会变色(光学和光谱性质)和改变物理性质(例如导电性)的多种材料/物质的例子有——石蕊在聚合物基质中分散体。当酸度改变时，此分散体会产生颜 色变化。此分散体具有遇酸性物质变成红色的性质。第二种材料/物质可由含酸基团的聚合物(例如丙烯酸类聚合物和/或共聚物)组成。当两种材料因熔化和发生化学反应而接触时，该体系从无色变为红色， 其强度和在指示材料中的延伸程度总体上取决于所加材料/物质的量。对于 选定的时间和温度，可进行不同的校准。——含酸基团的聚合物因熔化而与聚苯胺接触后，由于掺杂效应，其 导电性发生变化。在此情况中，也可以进行多种校准。从上面对所述器件的一些优选但非限制性实施方式的描述中可以推 断，本发明还提供一种监控产品所接触温度的方法，其包括以下步骤选择由一种或多种物质组成的指示材料，所述物质在预设阈值温度Tes下能 改变状态；形成至少一个具有构造3的空间结构化元件1，所述构造的总体 积能够确保等于或长于预设时间间隔Tis的一个时间段过去之后检测到状态变化，该器件还适合固定在待监控的产品上。在实践中发现，上述用于监控产品所接触温度的器件和方法能够非常 精确地指示产品的保存条件，其成本非常低廉，不会影响产品本身的总体成本。本发明的器件所提供的指示信息，即便是非专业使用者，也能在销售 地点很容易地直接检测到，可避免他们买到有可能被动过或剩余保质期较 短的产品。此外，就这一点而言，所述器件可包含结构化元件1上的一个由对预 设阈值温度不敏感的物质制成的区域，，其初始构造与该元件的其余部分 相同，但即使在温度超过预设阈值温度后，它仍保持不变，从而为使用者 提供了参照/比较元件，当产品处于有害温度下时，此元件能够证明所述器 件的糙度发生了改变。所述发明适用于最广泛的工业和非工业领域，如农副产品(agroalimentary)、医疗和医药、纺织品、鞋类和电子领域，总而言之用于消费品或其他产品。所构想的体系可以作出多种改进和变化，它们全部包含在所附权利要 求所表达的本发明的思想的范围内。本申请要求其优先权的意大利专利申请MI2005A001778的内容通过引用结合在此。如果在任何权利要求中在提到技术特征时加有附图标记，这些附图标 记仅仅是为了增强权利要求的可理解性而引入的，因此，这样的附图标记 对通过举例的方式利用这种附图标记标示的每个要素的诠释没有任何限制 作用。
权利要求
1.一种用于监控产品所接触的温度的器件，其特征在于，它包括至少一个空间结构化元件(1)，该元件由指示预设温度水平(Tes)和预设接触时间间隔(Tis)的材料构成，所述空间结构化元件(1)适于被应用于要监控的产品，所述指示材料(1)可选自一旦其处于可吸收预设热量的状态即可检测地改变它们的形态和/或结构和/或化学和/或物理状态的材料。
2. 如权利要求1所述的器件，其特征在于，适于确定指示材料的状态变 化的预设热量通过由所述指示材料对于籍达到预设阈值温度(Tes)和/或籍所述 指示材料(l)接触等于或者高于预设阈值温度(Tes)的温度达长于预设时间间隔 (Tis)的一个时间间隔(At)而生成的热流的吸收来确定。
3. 如以上权利要求中任一项或多项所述的器件，其特征在于，所述结构 化元件(l)包括由所述指示材料制成的膜，其至少一个表面或者界面(2)可用于 接触具有结构化构造(3)的周围介质，所述表面(2)可任选地用保护涂层遮盖。
4. 如以上权利要求中任一项或多项所述的器件,其特征在于，所述结构化 元件(1)包括一薄的标签，其可被应用于要监控的产品、且由所述指示材料制成。
5. 如以上权利要求中任一项或多项所述的器件，其特征在于，所述结构 化元件(1)由一个包括基层(4)的标签组成，基层(4)有一个表面(2)可用于接触由 所述指示材料制成的结构化构造(3)被应用于其上的周围介质。
6. 如以上权利要求中任一项或多项所述的器件，其特征在于，所述指示 材料(l)包括一种或多种纯净物或混合物状态的物质，所述物质可选自无机物、 有机物、聚合物、生物物质或者混合物质。
7. 如以上权利要求中任一项或多项所述的器件，其特征在于，所述结构 化元件(l)是模制元件。
8. 如权利要求3至7中任一项所述的器件，其特征在于，所述结构化构 造(3)形成一个由多个突起产生的高粗糙度接触表面(2)，其中的突起是由相应 的空隙(7)相互隔开的，所述突起(5)和所述空隙(7)沿垂直于所述粗糙表面所取 的横截面的轮廓在形状上像一个有相当尖锐边缘(6)的敞口多边形。
9. 如权利要求8所述的器件,其特征在于，所述突起(5)由适于在接触等于或高于所述阈值温度(Tes)时进行形变和/或状态改变的指示材料制成。
10. 如权利要求9所述的器件，其特征在于，所述突起(5)的空间高度(h) 和宽度(d)尺寸选择成当过去的接触时间间隔(At)等于或大于预设接触时间间 隔(Tis)时使所述突起平坦化直到其在空隙(7)中填满材料，所述边缘(6)形成圆化 部分(8)，其减少所述接触表面的可检测粗糙度。
11. 如权利要求IO所述的器件，其特征在于，所述圆化部分(8)在所述预 设时间间隔(Tis)过去时达到它们的最大圆化半径(r)。
12. 如权利要求8至11中任一项所述的器件，其特征在于，所述指示材 料的熔化温度或玻璃化温度选为等于预设阈值温度(Tes)。
13. 如权利要求3至7中任一项所述的器件，其特征在于，所述结构化构 造(3)形成一个低粗糙度接触表面(10)，其由一定体积(ll)的所述指示材料构成。
14. 如权利要求13所述的器件，其特征在于，形成所述体积(ll)的所述指 示材料适于在接触等于或者大于所述阈值温度(Tes)超过预设时间间隔(Tis)的 时间间隔(A t)之时发生形变和/或状态改变。
15. 如权利要求14所述的器件，其特征在于，所述指示材料选择成适合 由于所述形变而形成突起(5)、分离突起(5)、或者由凹槽(7)分离的突起(5)，所 述接触表面(2)在所述预设时间间隔(At)过去时其可检测粗糙度相对于起始状 态有所提高。
16. 如权利要求13至15中的任一项所述的器件，其特征在于，所述指示 材料选择成使所述形变由其晶化作用确定。
17. 如权利要求13至15中的任一项所述的器件，其特征在于，所述指示 材料选择成使所述形变由反湿润作用确定。
18. 如以上权利要求中任一项或几项所述的器件，其特征在于，所述结构 化构造(3)包括至少两个相互分离的结构化元件(1)，它们是由不同的由于所述 形变而能够发生反应的物质组成的。
19. 如以上权利要求中任一项或几项所述的器件，其特征在于，所述指示 材料包括多种物质，所述突起(5)由互不相同的、能够在所述材料的所述形变之 后相互发生化学反应和/或相互发生物理作用并能够生成不同于所述起始物质 的物质的物质构成。
20. 如权利要求17、 18或19所述的器件，其特征在于，所述物质之一对 超过所述预设阈值温度的温升不敏感、且构成一个参考结构化元件(l)，它适于 提供一个针对其它结构化元件(l)的状态变化的比较元件。
21. 如以上权利要求中任一项所述的器件，其特征在于，所述状态变化是 所述材料的化学性质和/或物理性质的改变，比如颜色和/或导热性和/或导电性 和/或衍射指数和/或磁灵敏度和/或电灵敏度和/或热容量和/或光学性质和/或光 谱性质。
22. 如以上权利要求中任一项或几项所述的器件，其特征在于，所述适于 确定所述指示材料的任何状态变化的预设时间(Tis)由一个或多个所述空间结 构化元件(l)的体积确定。
23. 如以上权利要求中任一项或几项所述的器件，其特征在于，所述适于 确定所述指示材料的任何状态变化的预设时间(Tis)由一个或多个所述空间结 构化元件(l)的体积和形状确定。
24. 如以上权利要求中任一项或几项所述的器件，其特征在于，所述适于 确定所述指示材料的状态变化的预设时间由一个或多个所述空间结构化元件 (l)的表面粗糙度的量确定。
25. 如以上权利要求中任一项或几项所述的器件，其特征在于，所述适于 确定所述指示材料的状态变化的预设时间由一个或多个所述空间结构化元件 (l)的体积、形状和表面粗糙度以任意比例组合来确定。
26. 如以上权利要求中任一项或几项所述的器件，其特征在于，所述适于 确定所述指示材料的状态变化的预设时间(Tis)由所述空间结构化元件(l)的体 积和热容量确定。
27. 如权利要求20至26中任一项或几项所述的器件，其特征在于，所述 材料的化学性质和/或物理性质的所述改变，比如颜色和/或导热性和/或导电性 和/或衍射指数和/或磁灵敏度和/或电灵敏度和/或热容量是形状改变之余的额 外改变，较佳地通过接触阈值温度(Tes)和/或通过预置为不同于确定形状改变 的时间间隔的接触时间间隔(T i s)的流逝来确定。
28. —种借助如以上权利要求中任一项所述的器件来监控产品所接触的 温度的方法，所述方法包括以下步骤选择由一种或多种能够在预设阈值温度(Tes)下改变状态的物质组成的指 示材料；形成至少一个空间结构化元件(l)，所形成的元件的构造的总体积适于确 保在大于或等于一个预设时间间隔(Tis)的时间间隔(At)过去时有可检测的状 态变化，所述元件适于被应用于要监控的产品。
全文摘要
一种用于监控产品所接触温度的器件，其包含至少一个空间结构化元件(1)，该元件由指示预设水平的温度(Tes)和预设接触时间间隔(Tis)的材料组成，所述空间结构化元件(1)适合施加在待监控的产品上。指示材料可选自以下材料一旦该材料被置于它能够吸收预设热量的条件下，其形态和/或结构和/或化学和/或物理状态就能发生可检测到的变化。用于监控产品所接触温度的方法包括选择指示材料和形成空间结构化元件(1)，其中所述指示材料由一种或多种物质组成，所述物质在预热阈值温度(Tes)下能改变状态；所述空间结构化元件的总体积能确保当等于或长于预设时间间隔(Tis)的时间间隔(Δt)过去之后，它能发生可检测到的状态变化；元件(1)适合应用于待监控的产品上。
文档编号G01K11/06GK101268347SQ200680034751
公开日2008年9月17日 申请日期2006年9月19日 优先权日2005年9月23日
发明者F·C·马塔科塔, F·比斯卡里尼, M·卡瓦利尼, P·A·斯托利亚 申请人:斯可利巴纳米技术有限公司