专利名称：用于易腐烂消费品的剩余保质期指示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于评估温度变化对易腐烂产品的影响的系统，尤其涉及一种适 合消费品特别是食品的剩余保质期指示器装置。
背景技术：
大多数工业产品，尤其是食品业、农业或医药业的产品，在给定的时间段内有一些 特性会变质直至消失，这个给定的时间段通常显示为产品的有效期或终止期。然而，应当说 明的是，正如所述产品包装上给出的注释所述，这个时间针对的是以最佳方式储存得完好 无损的产品；然而，消费者无法确定产品在被购买前是否以最佳方式得到储存。根据文献US-A-5531180，已知有一种装置能够记录产品特别是深冻产品所经历的 温度变化，并且通过适当的构件指示温度变化范围。然而，该装置并不提供有关产品实际剩 余保质期的任何评估，因此所记录的信息很难传达给消费者；而他们通常既没有相关知识 也没有技术设备去进行这种评估。在文献W0-A-99/44021中，对一种时间_温度指示器进行了描述，其中一个给定材 料的小条受到来自诸如弹簧的牵引负荷，并且给定材料能够根据温度对牵引做出不同的反 应。因此，通过适当地选择可延展材料以及使延展材料承受牵引负荷的构件，即可以获得一 种装置，该装置提供与之相连的产品的剩余保质期的相关信息。然而，就实际应用而言，这 种解决方案显示出了主要与选择上述材料相关的一系列困难。首先，校准指示器时也可能 出现很多困难。此外，这些材料有许多会变得有毒或有害，这一事实很不适合专用于食品或 医药产品的装置。最后一点，为了获得产品的剩余保质期的一个不可逆的指示，这种装置显 得十分复杂。同一申请人提交的专利申请W0-A-2006/128746公开了一种易腐烂消费品剩余保 质期指示器装置，其包括一种特性根据给定函数随温度变化而变的材料、作用在所述材料 上使其显示上述特性的致动构件、以及连接至所述材料/致动构件组合的指示构件。所述 指示构件指示相对于产品保质期的剩余保质期；所述材料为一种粘度随温度而变的流体， 该流体在具有给定截面的管道中流动；所述致动构件包括一个能向所述流体施加基本恒定 压力的装置；所述流体的流动接至所述指示构件。特别地，能向所述流体施加恒定压力的所述元件包括渗透溶剂/溶液力偶，其通 过半透膜分开，并通过位于该元件端部的两个移动构件连接至粘度可变的流体所在管道的 两端。该装置可解决本领域已知的系统所面临的诸多问题，但是仍然存在一些不足之 处。特别是，该指示器无法在制造时间以外的其他时间启动，并且必须在待测货物的储存之 际安装此类指示器。此外，虽然该专利申请中所述的实施例，即利用渗透力偶作为元件向粘 性流体施加恒定压力，有着诸多优势，但是从制造角度来看仍然非常复杂。
3实用新型内容因此，本发明的目的是提供一种用于易腐烂产品的剩余保质期指示器装置，不但 具备上述优势特征，而且其制造和使用可以在两个截然不同的时间，且不影响运行效果。本发明的另一个目的是提供一种如上所述的指示器装置，制造极其简单，同时可 极大地减少为取得可靠结果而必须控制的因素。因此，本发明一种用于易腐烂消费品的剩余保质期指示器装置，包括一种特性根 据给定函数随温度变化而变的材料、作用在所述材料上使其显示上述特性的致动构件、以 及连接至所述材料/致动构件组合的指示构件，所述指示构件指示出相对于产品实际保质 期的剩余保质期；所述材料为一种粘度随温度而变的流体，该流体在具有给定截面的管道 中流动，所述致动构件包括一个向所述流体施加压差的元件，所述流体的流动连接至所述 指示构件；进一步地，包括触发构件，用于触发向所述流体施加压差的所述元件，用于区分 所述装置的制造阶段和运行阶段。在一实施方式中，向所述流体施加压差的所述元件可包括通过半透膜隔开的渗透溶 剂/溶液力偶，并且所述触发构件包含可拆卸构件用以控制对所述流体的所述压差的形成。特别地，用于控制所述压差的形成的所述构件可包括一块可拆卸隔板，该隔板设 置在浓溶液腔室与稀溶液腔室之间；实际上，通过移开所述隔板将形成渗透力偶，渗透力偶 造成作用于所述粘性流体的压差。此外，用于控制所述压差形成的所述构件包括用于补偿所述元件所施加的压差的 补偿室，所述补偿室与所述元件相对应，位于所述流体所在的所述管道的另一端。在另一实施方式中，将压差施加给所述流体的所述元件包括含有给定压力的气态 流体的腔室。优选地，所述粘性流体为聚烯烃，特别是聚异丁烯，分子量范围320 1，400，并且 优选分子量为920。
从下面对本发明所述装置一些实施例并结合附图的详细描述，本发明的进一步的 优势和特征将变得显而易见；这些描述仅仅是举例说明而非限制。其中图1是本发明所述装置第一个实施例的分解立体图
图2是图1所示装置的纵剖视图3是图1所示装置的横断面视图4是图1所示装置的另一个横断面视图5是图1所示装置的某个元件的俯视图6是图5的VI-VI剖视图7是显示本发明所述装置第二个实施例的示意图
图8是本发明所述装置第二个实施例的分解立体图
图9是本发明所述装置另一实施例的立体图10是图9所示装置的俯视图；及
图11是图10的XI-XI剖视图。
具体实施例方式图1所示为本发明所述指示器装置的第一个实施例；附图标记1所示为多层结构 的基础层。所述基础层1设有环绕式槽101，其通过一端的开口 111与外部相通，另一端121 与一通孔112连接；所述通孔钻设在第二层2中形成的腔室102的底壁中。在该层上设有 渗透半透膜3，其将所述腔室102与形成于层4底面的腔室104分开；所述腔室通过大的侧 通道114与另一个腔室204相通，所述的另一个腔室形成于所述层4的顶面。腔室104和 腔室204通过可移动销604相互隔开；该可移动销604被插在与开口 114相通的槽134中。 腔室104也通过开口 124与管道304相通；所述管道与毛细管道404相通，所述毛细管道 404流入位于其另一端的贮槽504。所述贮槽504通过通孔115与形成于层5顶面的L形 槽105相通；槽105的主臂设有刻度线125，其可经由透明的覆盖层6提供适当的指示。图2描绘了图1所示装置的纵剖面；相同的附图标记指示相同的元件。图2更加 清楚地显示了腔室102、104和204的排布以及销603的位置，销603作为隔板设于腔室104 和腔室204之间的连接开口 114内。图3显示了图1所示装置的横断面，在此图中，清楚显 示了层1的槽101的端部121与腔室102底部的孔112之间的连通，以及腔室104通过开 口 124与腔室304之间的连通，此外也显示了毛细管道404。在图4这一横断面视图中，再 次显示了用于截阻开口 114空间的销604的位置，以及还显示了毛细管道404与贮槽504 之间的连通，接着的，贮槽504通过通孔115与层5的槽105相通。图5所示为图1所示装置的层4的俯视图；相同的附图标记指示相同的元件；图6 这一剖视图更加详细地显示了该层的结构，腔室104和204形成在层4上相反的两面。图7所示为本发明所述装置第二个实施例的示意图；附图标记10所示为含有加压 气态流体的储罐，其与粘性流体的容积11连通，而容积11又通过毛细管12与指示构件13 连通，所述指示构件13被接至同样含有加压气态流体的补偿室14。图8所示为图7所示实施例的立体图；基础层7沿其厚度方向切有腔室107，并包 有薄膜207，薄膜207上形成有通孔217。所述通孔217使腔室207与层8的腔室108相通， 层8的底壁形成有通孔118 ；该腔室通过毛细管道208与槽308相通，并且槽308通过管道 318与补偿室408相通。整个层8由保护膜508覆盖。图9显示了本发明所述装置的另一实施例。单层材料，优选塑料，形成基座9，其中 形成有相互连通的两个腔室109和209。该连通是借助槽309和毛细管道409实现的。该 装置包括一层透明材料509，其充当着覆盖层。基座9的侧壁609上有两个开口 619、629， 其上分别设有闭合构件629、649。图10为图9所示实施例的俯视图；相同的标号指示装置的相同部件。如图所示， 开口 619、629与各自的腔室109、209相通。此外，侧壁609上靠近槽309处形成了另一个 同样配有闭合构件669的开口 659。虚线表示隔板709，通过该隔板的设置可将腔室209分 成两个隔室219、229 ；这两个隔室均配有开口 679和闭合构件689。图11为图10的XI-XI 剖视图，图中重点突出了该实施例所述装置简单而又有效的结构。本发明所述装置的操作将通过以下说明使之一目了然。参照图1 6中所示的第 一个实施例，本发明所述装置拥有一个向流入毛细管道404的粘性流体施加压差的元件， 其包括诸如由水等溶剂与盐溶液组成的渗透力偶；装置制好时，溶剂，即水，包含在通过半 透膜3相互连通的腔室102和104中。根据所示的实施例，优先使用渗透力偶由浓度不同的盐水溶液组成(两种液体中有一种甚至可以是纯水)的反渗透半透膜；或者，也可以使用 渗透力偶由浓度不同的葡萄糖水溶液组成(两种液体中有一种甚至可以是纯水)的反渗透 半透膜。另一个选择可以是渗透力偶由浓度不同的蔗糖或多聚糖水溶液组成(两种液体中 有一种甚至可以是纯水)的反渗透半透膜或纳滤半透膜。很明显，在整个膜上的浓度达到一致之前，不会对层4的管道304中的粘性流体造 成压力。相反，同一层的腔室204拥有高浓度盐溶液，当封闭开口 114的销604被移开时， 该高浓度盐溶液可以流经开口 114，与腔室104中所含的溶剂混合。现在，当溶液包含在两 个腔室104和204中，而溶剂在腔室102中时，形成了产生使粘性液体流入毛细管404的压 差的渗透力偶。与同一申请者先前提交的专利申请中所述的基本恒定压力的应用相比，通 过使用简单压差，该简单压差本身甚至可以是非恒定的，可以考虑这样一个事实对所施加 压力的变化规律进行评定，比保持装置在整个有效寿命期内压力恒定更加简单。此外，粘性流体受所形成的压差影响的变化与专利申请W0-A-2006/128746中所 述情况基本相同。尤其要指出的是，最适合与本发明所述装置一起使用的粘性流体材料为 聚异丁烯，其是异丁烯的一种低聚物，分子量范围320 1，400，优选分子量为920，并且倾 点为-7V。它属于高粘性液体，粘度会因温度而发生大幅度变化，并与水和盐水溶液完全不 相溶。如果分子量较低，可拥有低至_50°C的倾点，而如果分子量较高，可拥有高达10°C的 倾点；通过使用合适的分子量，可以覆盖广泛的应用范围。与同一申请人的上述在先的专利公开的装置相比，本装置拥有相对制造时间可延 迟使用时间的优势；实际上，装置生产好后，销可有效地将高浓度盐溶液与腔室104中所含 的溶剂分离，并且在开口 114放开之前不会对粘性流体造成任何压力。在对本发明进行研究期间，发明人评估了一种结构和制造比前述渗透力偶更简单 的元件向所述流体施加压差的机会。在这种情况下，研究了制造如图7和8所示的另一实 施例的可能性。实际上，压差是通过储罐形成的，即图8所示装置的某一层中形成的腔室， 加压气态流体被输入到这里，从而将压力施加给粘性流体。另一些加压气态流体将被装至 管道的另一端，以平衡储罐中所含流体施加的压力，因此系统将保持平衡直到补偿室408 的结构作为一个整体。为启动装置，在补偿室408的壁体上钻一个孔，使其达到环境压力即 可。该操作将会导致对粘性流体产生压差，并且指示构件的位置将会相应地发生变化。指 示器设于槽308中，其可以是含有适当的染料的水溶液，也可以是含有适当的颜色的同种 粘性流体。很明显，施加给形成于腔室107中的储罐中的气态流体的压力将比大气压力高大 约十分之几个大气压。气体压力，输入到腔室107中的数量，与补偿室408的体积的相互关 系可通过理想气体状态方程表示出来PV = nRT其中，T是以K为单位的温度。指示器标称工作温度附近的较小温度变化会导致 系统压力的轻微变化，这仅是因为状态方程中的温标是以K为单位。最后，这种作用会对行程速度产生非常小的影响，行程速度主要由流体的粘度来 控制。然而，热效应是增加了而不是减去粘性效应较高的温度会导致较低的粘度和略大的 推动压力；较低温度下反之亦然。描述圆柱管中层流的泊肃叶定律给出了腔室107中现有的压力与粘性流体的行程速度之间的关系。流体收到的压降刚好是腔室107中所含气体的压力P减去环境压力ΔΡ = P气体-P环境泊肃叶定律给出了粘性流体的行程速度
权利要求
用于易腐烂消费品的剩余保质期指示器装置，包括一种特性根据给定函数随温度变化而变的材料、作用在所述材料上使其显示上述特性的致动构件(102、3、104、204；10)、以及连接至所述材料/致动构件组合的指示构件(105；308)，所述指示构件指示相对于产品实际保质期的剩余保质期；所述材料为一种粘度随温度而变的流体，该流体在具有给定截面的管道中流动，其特征在于所述致动构件包括一个向所述流体(102、104、3、204；10)施加压差的元件，所述流体的流动连接至所述指示构件(105；308)，触发构件(604；14)用于启动向所述流体(102、104、204；10)施加压差的所述元件。
2.根据权利要求1中所述装置，其中所述触发构件包括用于控制对所述流体的所述压 差的形成的可拆卸构件(604 ； 14)。
3.根据权利要求1或2中所述装置，其中向所述流体施加压差的所述元件包括通过半 透膜(3)隔离的渗透溶剂/溶液力偶。
4.根据权利要求1或2中所述装置，其中向所述流体施加压差的所述元件包括含有给 定压力的气态流体的腔室(107)。
5.根据权利要求3中所述装置，其中用于控制所述压差形成的所述构件包括可拆卸隔 板(604)，其设于浓溶液腔室(204)与稀溶液腔室(104)之间。
6.根据前述权利要求1 4之一中所述装置，其中用于控制所述压差形成的所述构件 包括用于补偿所述元件所施加的压差的补偿室(408)，所述补偿室与所述元件相对应，位于 所述流体所在的所述管道的另一端。
7.根据前述权利要求1 6之一中所述装置，其中可变粘度流体是聚烯烃。
8.根据权利要求7中所述装置，其中可变粘度流体是聚异丁烯。
9.根据权利要求8中所述装置，其中所述可变粘度流体是聚异丁烯，分子量范围700 1，200，优选分子量为920。
全文摘要
用于易腐烂消费品的剩余保质期指示器装置，包括一种特性根据给定函数随温度变化而变的材料、作用在所述材料上使其显示上述特性的致动构件(102、3、104、204；10)、以及连接至所述材料/致动构件组合的指示构件(105；308)，所述指示构件指示相对于产品实际保质期的剩余保质期；所述材料为一种粘度随温度而变的流体，该流体在具有给定截面的管道中流动，其特征在于所述致动构件包括一个向所述流体(102、104、3、204；10)施加压差的元件，所述流体的流动连接至所述指示构件(105；308)，触发构件(604；14)用于启动向所述流体(102、104、204；10)施加压差的所述元件。
文档编号G01K3/04GK101981423SQ200980111929
公开日2011年2月23日 申请日期2009年4月9日 优先权日2008年4月11日
发明者马尔科·比安基尼, 马尔科·马斯基耶蒂 申请人:蒙塔尔巴诺工农业食品公司