DE3102334C2 - Vorrichtung für die Fernmessung an Objekten - Google Patents

Vorrichtung für die Fernmessung an Objekten

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DE3102334C2 DE3102334A DE3102334A DE3102334C2 DE 3102334 C2 DE3102334 C2 DE 3102334C2 DE 3102334 A DE3102334 A DE 3102334A DE 3102334 A DE3102334 A DE 3102334A DE 3102334 C2 DE3102334 C2 DE 3102334C2
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Abstract

Es wird eine Temperatur-Fernmeßvorrichtung, insbesondere zum Messen der Temperatur eines entfernt befindlichen Gegenstandes oder Tieres mittels einer am Gegenstand oder Tier angebrachten oder in ihm implantierten, elektromagnetisch abfragbaren Marke beschrieben. Die Marke vermag ein elektromagnetisches Signal eines Senders zu empfangen, in eine akustische Oberflächenwelle umzuwandeln, diese Welle über eine Laufstrecke auf der Marke laufen zu lassen, die akustische Oberflächenwelle in ein elektromagnetisches Signal rückzuverwandeln und diese einem Empfänger zuzusenden. Die Laufzeit der akustischen Oberflächenwelle entlang der Laufstrecke ist eine Funktion der Temperatur der Laufstrecke, d.h. der Marke. Der Empfänger vermag das Zeitintervall zwischen elektromagnetischen Signalen zu ermitteln, welche bei Durchgang der akustischen Oberflächenwellen durch einen oder mehrere in der Laufstrecke angeordnete Wandler erzeugt werden, wodurch ein die Umgebungstemperatur der Marke anzeigendes Ausgangssignal geschaffen wird. Vorzugsweise weist die Marke eine Vielzahl von kodiert entlang der Laufstrecke angeordneten Wandlern auf, durch die dem Empfänger eine kodierte Sequenz elektromagnetischer Signale zurückgesendet wird, wobei die Sequenz charakteristisch für den Gegenstand oder das Tier, an bzw. in dem die Marke befestigt bzw. implantiert ist, ist (gemäß US-PS 3706094).

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 erwünschten Antwort-Impuls des ersten und des letzten
zeichnet, daß die elektromagnetischen Wellen vom Sender (1) in Form von Radiofrequenz-Impulsen ausgesendet werden und daß der Empfänger (3) zur Aufnahme derartiger Radiofrequenz-Impulse ausgelegt Ist, wot-i der Zeitunterschied des Durchlaufens der mindestens zwei Laufstrecken aus der Phasenverschiebung zwischen den Signalen ermittelt wird.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine geschlossene Laufstrecke vorgesehen ist, in der ein einziger Wandler (64) angeordnet Ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Wandler (60) zwischen zwei Reflektoren (61, 62) angeordnet ist, wobei die Reflektoren (61, 62) unterschiedliche Abstände von dem Wandler (60) haben.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Fernmessung an Objekten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der US-PS 37 06 094 ist eine der Identifizierung von entfernten Objekten dienende Fernmeß-Vorrichtung bekannt. Dabei ist eine Vielzahl von Wandlern entlang der Laufstrecke In codierten Positionen angeordnet, so daß sich die ausbreitende Oberflächenwelle in einem dem Code entsprechenden Zeitrhythmus In elektromagnetisehe Impulse rückgewandelt wird, wobei sich aus dieser Zeltfolge der rückgewandelten Impulse das Objekt Identifizieren läßt.
Bei bestimmten Anwendungsfällen, Insbesondere im Bereich der Viehzucht, sind Vorrichtungen erwünscht, die es ermöglichen, Tiere zu Identifizieren und Ihre Körpertemperatur zu ermitteln, wobei die Temperaturen In einem Bereich zwischen 30 bis 45J C mit einer Genauigkeit von ±0,5° C und einer Reproduzierbarkelt von 0,10C zu ermitteln sein müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Fernmessung an Objekten der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Code-Wandlers ergeöen;
Fig. 8 ein Block-Diagramm des Empfängers;
Fig. 9 eine modifizierte Wandler-Anordnung, bei der nur ein Minimum an Code-Kapazität erforderlich Ist; und
Fig. 10 eine zweite modifizierte Wandler-Anordnung, bei der ebenfalls nur ein Minimum an Code-Kapazität benötigt wird.
Die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung sind im Block-Diagramm der Flg. 1 gezeigt. Die Vorrichtung weist einen Sender i für elektromagnetische Weilen, eine Informationen tragende und temperaturempfindliche Marke 2 und einen Empfänger 3 für elektromagnetische Wellen auf. Alle drei Komponenten werden gleichzeitig betrieben. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Marke 2 verwendet, die einen 32 Bit aufweisenden Identifizierungscode und eine eindeutige Temperaturablesung über einen Bereich von ± 9,5° C, also beispielsweise von 28° C bis 47° C, 9,5° C, mit einer Genauigkeit von etwa ±0,004° C bei normalen Einsatzbedingungen zurücksendet.
Der Sender Ist In Fig. 2 im einzelnen dargestellt. Es werden bekannte UHF- und Mikrowellcnelemente verwendet. Die wesentlichen Komponenten sind:
a) Ein beispielsweise mit 915,000000 MHz arbeitender Steueroszillator 4;
b) ein Niederfrequenzpuls-Oszillator 5, der Rechteck-Tastimpulse von 20 nsec Länge mit einer Folgefrequenz von 505,106 Hz erzeugt, dessen Ausgänge mit 6 und 7 bezeichnet sind;
c) ein gepulster Leistungsverstärker 8 mit einer Mittelfrequenz von 915,000000 MHz, einer Bandbreite von 50 MHz, einer Spitzen-Ausgangsleistung von 20 Watt, einer Impulsfolgefrequenz von 505,106 Hz und einem Tastverhältnis von mehr als 150 Dezibel;
d) ein Bandpaß-Filter mit einem Durchlaß bei 915,000000 ±20 MHz, so daß die Ausgangsfrequenzen den behördlichen Bestimmungen anpaßbar sind; und
e) eine Mikrowellenantenne 10, die den Bereich der abzulesenden Marke erfaßt.
Flg. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine bclspicls-
60
weise in Tiere implantierbare Marke 2. Die Marke weist eine in Form von auf einem Kunststoff-Plättchen aufgetragenen Kupfer-Nasen 12, 13 ausgebildete Antenne 11 auf. Als ein wesentliches Element weist die Marke ein Laufstrecken-Verzögerungselement 14 für akustische Oberflächenwellen auf, das eine Lücke zwischen den Nasen 12 und 13 elektrisch überbrückt. Schließlich ist die Marke zum Schutz vor Beschädigungen in einen Kunststoff-Zylinder eingekapselt, der aus geeignetem, biologisch inertem Material besteht. Die Länge der eingekapselten Marke kann zwischen 75 und 150 mm variieren, wobei kleinere Größen einen geringfügigen Verlust an Empfindlichkeit bedeuten.
Das Laufstrecken-Verzögerungselement 14 tür akustische Oberflächenwellen besteht aus einem Material 15 mit geeigneten piezoelektrischen und akustischen Eigenschaften, insbesondere weist das Material eine geeignete Differenz zwischen dem linearen Temperaturausdehnungskoeffizienten und dem Temperaturkoeffizienten der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der akustischen Oberflächenwelle auf. Die Differenz diese: beiden Temperaturkoeffizienten wird im folgenden als Zeitverzögerungs-Temperaturkoeffizient bezeichnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Material eine dünne Schicht von auf Glas aufgestäubten Zinkoxid auf, die einen Zeitverzögerungs-Temperaturkoeffizienten von etwa - 60 Teilen je Million pro ° C aufweist. Es sind auch andere Materialien verwendbar, beispielsweise geeignet orientierte Einkristalle oder Zusammensetzungen mit dünnen Schichten aus Zinkoxid oder anderen plezoelekirischen Materialien auf Glas oder Metallplatten bzw. -folien. Entsprechend dem Bedarf können die verschiedenen Materialien kleinere oder größere Zeltverzögerungs-Temperaturkoeffizienten aufweisen.
Die Marke ist mit einem Identifikationscode versehen, der auf dem Material 15 In Form einer räumlichen Struktur eines leitfähigen Elektrodenfeldes ausgebildet 1st. Die Einzelheiten einer solchen, einen 32 Bit-Blnär-Code 1110 Olli 0110 1OP'. 1000 1110 1111 aufweisenden räumlichen Struktur sind in Fig. 4 gezeigt. Die Anordnung weist einen Wandler 16 und einen Satz von Code-Wandlern 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 und 36 auf. An einer bestimmten Stelle 1st ein Code-Wandler vorhanden bzw. nicht vorhanden, je nachdem, ob die Binär Einheit »1« oder »0« erforderlich ist. Die Wandler sind In Parallel-Schaltung zwischen Leitern 37 und 38 angeordnet. Die Leiter 37, 38 sind mit Konsolen 39,40 verbunden. Die verbindenden Konsolen 39, 40 -argen für eine mechanische und elektrische Verbindung, wobei ein elektrisch leitender Kleber das Laufstreckun-Verzögerungselement 14 mit den Nasen 12, 13 der Antenne 11 gemäß Flg. 3 verbindet. Flg. 5 zeigt Einzelheiten eines Wandlers, der aus einer Anzahl von »fingerartigen« Elektroden 42 besteht, die abwechselnd mit dem Leiter 37 und dem Leiter 38 verbunden sind. Der Mittellinien-Abstand der Elektroden beträgt In diesem Ausführungsbeispiel angenähert 2 μπι, wobei der genaue Abstand so justiert Ist, daß er der Hälfte der Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle mit einer Betriebsfrequenz von 915 MHz entspricht. Der erste und letzte Code-Wandler, d. h. die Wandler 17 und 36 In Fig. 4, sind In jedem Falle vorhanden und Im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Abstand von 2,790 mm getrennt, der mit L bezeichnet ist. Diese Wandler dienen sowohl der Übertragung des IdentlfizierurfvCodes als auch der Temperaturmessung.
Die verbleibenden 30 Blt-Slcllen des Codes stehen zum Codieren der Marke zur Verfugung, wobei der Informationsgehalt durch An- bzw. Abwesenheit des Wandler=, erzeugt wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel wäre es z. B. möglich, alle Elektroden vorzusehen, aber die Elektroden, die einer »Null« entsprechen, mit einem bzw. beiden Leitern 37, 38 schon bei der Herstellung die Verbindung vorzugeben, so daß der Benutzer später die erwünschte Codierung durch Unterbrechung bestimmter Verbindungen zu den Leitern 37, 38 selbst erzeugen kann.
Bei Betrieb empfängt die Marke den elektromagnetischen Impuls über ihre Antenne 11, die mit den Leitern 37 und 38 verbundenen Wandler werden beaufschlagt. Jeder angeschlossene Wandler erzeugt akustische Oberflächenwellen, die in Richtung der Mittellinie CC des Elements 14 verlaufen. Nach einer Laufzelt der Wellen entlang dem freien Abschnitt 41 entsprechenden Zeit werden die elektroakusiischen Oberflächenwellen wieder in elektromagnetische Energie umgewandelt, welche sodann über die Antenne 11 abgezahlt wird. Diese zurückgestrahlte elektromagnetische Energie wird von dem Empfänger 3 empfangen und verarbeitet.
Fig. 6 zeigt eine Impulsabfolge, wie sie der Empfänger sieht. Die Abfolge weist einen großen, direkt vom Sender einfallenden Amplitudenimpuls 43 auf, dem eine Folge von unerwünschten Interferenzimpulsen 44 nachfolgt, weiche aus der Ausbreitung der akustischen Oberflächenwellen zwischen verschiedenen Teilen der Code-Wandler 17 bis 36 entstehen, wonach der erwünschte Satz von Impulsen 45 eintrifft, welcher auf der Ausbreitung der akustischen Oberflächenwelle zwischen dem End-Wandler 16 und den Code-Wandlern 17 bis 36 beruht. Diese letztgenannte Gruppe von Impulsen ist frei von Interferenzen und wird durch den Empfänger 3 in der weiter unten beschriebenen Weise verarbeitet, um sowohl den Code der Marke zu Identifizieren ais auch die Umgebungstemperatur der Marke zu messen.
Die Temperaturmeßmethode wird anhand der fig. 7 erläutert, die schematisch die Radiofrequenz-Wellenform 46, die mit dem direkten Impuls 43 verbunden ist, zusammen mit den Radiofrequenz-Wellenformen 47 und 48, die mit dem ersten bzw. dem letzten Impuls der erwünschten Abfolge von Impulsen 45 verbunden sind, zeigt. Die Radiofrequenz-Wellenformen 47 und 48 resultieren also aus der Ausbreitung der akustischen Oberflächenwelle zwischen dem End wandler 16 und den Code-Wandlern 17 und 36. Die Phasenverschiebung Φ zwischen den Wellenformen ist gleich 2 π {LIλ) radiant, wobei L der Mittellinienabstand zwischen den Wandlern 17 und 36 und Λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle Ist, die sich zwischen den Wandlern 17 und 36 ausbreitet. L und λ sind bekannte Funktionen der Temperatur und hängen von dem Material 15 ab. Eine Messung von Φ ist deshalb eine Messung der Temperatur des Materials 15, die wiederum der Umgebungstemperatur der Marke entspricht. Es kann gezeigt werden, daß die Änderungsrate von Φ mit der Temperatur gleich 2 η (L/λ) Radiant n'il dem oben definierten Zeitverzögerungs-Temperaturkoeffizienten Ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel Ist die Temperaturänderung von Φ angenähert gegeben durch: 2 η χ (2790 um/3,28 μνη) χ - 60 χ 10-*, d. h. 0,32 Radiant pro ° C. Daraus ergibt sich über einen Bereich von 28 bis 473 C eine eindeutige Temperaturmessung mit einer Genauigkeit von etwa ±0,0040° C bei einem Signal-Rausch-Verhältnis von 57 db. Die eingangs genannten Anforderungen werden also voll erfüllt.
Die verschiedenen Komponenten des Empfängers 3
sind In Flg. 8 In Form eines Block-Diagramms gezeigt. Die Rlcht-Antenne 49 ähnelt Im Aufbau der Sender-Antenne 10. Ein Bandpaß-Filter SO weist mögliche Radiofrequenz-Interferenzen ab, die nlchl zum Meßsystem gehören. Ein Begrenzer 51 schützt den Empfänger vor Sättigung oder Übersteuerung durch den großen Sender-Puls. Ein rauscharmer Radiofrequenzverstärker 52 verstärkt die empfangene Pulsfolge und Ist derart ausgelegt, daß. In diesem Beispiel, 32 parallele Ausgänge vorgesehen sind: ein Ausgang für jede Blnär-Stelle des Codes. Jeder der 32 Ausgänge des Verstärkers 52 treibt einen von 32 Identischen Signalverarbeitungskanälen, von denen In Fig. 8 nur zwei gezeigt sind. Jeder der 32 Ausgänge ist mit einer der 32 Torschaltungen 53 verbunden. Diese Torschaltungen werden durch einen Torschal- is tungstrelber 57 gesteuert, der mittels eines über die Ausgangs-Leitung 7 übermittelten Signals mit dem Senderimpuls synchronisiert ist. Der Torschaltungstrelber 57 erzeugt 32 Ausgangsimpulse, deren Breite der Breite des Sendeimpulses, d. h. In diesem Beispiel 20 nsec, entspricht. Die 32 Ausgangsimpulse des Torschaltungstrelbers 57 steuern die Torschaltung 53 derart, daß aufeinanderfolgende Schaltungen sich öffnen, um Antwortimpulse der Impulsabfolge 45 entsprechend den aufeinanderfolgenden Bit-Stellen I bis 32 des Codes durchzulassen. Die Ausgänge der Schaltungen S3 werden sodann In Mischern 54 herabmoduliert, indem sie mit einem 914,999000 MHz Überlagerungsgenerator, der mit dem Steueroszillator 4 phasensynchronisiert Ist, überlagert werden. Die resultierenden Zwischenfrequenzen von 1000 Hz werden durch schmalbandlge Verstärker 55 verstärkt. Mittels Präzisionsgleichrichtern 56 werden die Ausgangssignale der Verstärker 55 gleichgerichtet. Die Ausgangssignale der Gleichrichter 56 stellen die 32 Bit des Antwort-Codes dar. Wie gesagt, bestehen die durch die Wandler 17 und 36 erzeugten Bits 1 und 32 Immer aus einer »i« und dienen sowohl der Code-Identlflzlerung und der Temperaturmessung, bei der die zugehörige Phasendifferenz Φ zwischen der Radlofrequenz-Wellenformen 47 und 48 gemessen wird. Da die Phase der Radiofrequenz-Wellenform bei der Transformation erhalten bleibt, kann die Phasenverschiebung Φ leicht mittels des Phasenverschlebungs-Detektors 58 gemessen werden, dessen Referenz-Eingänge gemäß Flg. 8 den Ausgangs-Kanälen 1 und 32 des Verstärkers 55 entnommen werden. Verschiedene Phasenverschiebungs-Detektorschaltungen mit eindeutigen Meßbereichen von + π · Winkelelr.heiten können anstelle des Detektors 58 eingesetzt werden, wobei die Phasenmessung durch die in Fig. 8 gezeigte Anordnung wesentlich vereinfacht wird, bei der die Phasenmessung mit der Zwischenfrequenz, d. h. 1000 Hz Im gegenwärtigen Beispiel, mittels einfacher Niederfrequenz-Schaltungen erfolgt.
Die Ausgangssignale des beschriebenen Empfängers können verschiedenen, nicht gezeigten Anzeigevorrichtungen zugeführt werden, um den Identifizlerungscode und die Temperatur anzuzeigen.
Der Gesamtleistungsverlust auf dem Weg vom Sender zum Empfänger ergibt sch aus dem (a) eleKtromagnetischen Verlust zwischen Sender- und Empfängerantenne von 33 db, dem (b) elektromagnetisch/elektroakustischen Umwandlungsverlust von 44 db, dem (c) elektroakustischen Ausbreitungsverlust von 4 db, dem (d) elektroakustisch/elektromagnetischen Umwandlungsverlust von 37 db und dem (e) elektromagnetischen Verlust zwischen Marken-Antenne und Empfänger-Antenne von db zu 151 db.
Die Bandbreite des Rauschens des Empfängers wird durch den Verstärker 55 bestimmt und beträgt etwa Hz. Der Eingangs-Rauschpegel des Empfängers beträgt - 192 db V. Das Eingangsslgnal-Nlveau beim Empfänger beträgt -135 db W. Das Signal-Rausch-Verhältnis am Empfänger beträgt also 57 db, das System ist daher nicht durch das Empfängerrauschen eingeschränkt. Insbesondere läßt sich zeigen, daß der Fehler Δ Φ der Phasenverschiebungsmessung durch den Detektor 58 etwa der reziproken Quadratwurzel des Empfänger-Slgnal/Rausch-Verhältnisses entspricht, d. h. Δ Φ entspricht etwa +1.41 χ 10° Radiant bei einem Slgnal/Rausch-Verhältnls des Empfängers von 57 db. Daraus ergibt sich für den resultierenden Fehler In der Temperaturmessung ±1,41 χ 10° Radiant 0,321 Radiant pro C, d. h. ± 0,004° C. Auch dies entspricht den oben angegebenen Anforderungen.
Der Erfolg der beschriebenen Vorrichtung hängt wesentlich von Ihrer Fähigkeit ah. die. akustisch verzögerten Signale von Hintergrund-Störungen zu unterscheiden, die durch direkte elektromagnetische Reflexionen erzeugt werden. Da in diesem Ausführungsbelsplcl die akustisch bedingte Verzögerungszelt etwa 1 Mlkrosekunde beträgt, stammen die elektromagnetischen Reflexionen aus Entfernungen von mehr als 300 m, weshalb sie normalerweise vernachlässigbar klein sind.
Im folgenden sollen noch einige Varianten des obenbeschrirbenen Ausführungsbeispiels erläutert werden, die sich aus dem Erfindungsgedanken ergeben.
a) Wechsel der Träger-Frequenv. von 915 MHz. Die Dimension der Laufstrecke Ais Laufstrecken-Verzögerungselements 14 und die Elektroden-Anordnung können der Frequenz und der Bandbreite je nach der verwendeten Herstellungstechnologie angepaßt werden.
b) Die Impulslänge und Impulsfolgefrequenz können variiert werden, um längere oder kürzere Codes zu erhalten.
c) Die Sende-Ausgangsleistung und auch andere Charakteristiken des Senders sind veränderbar.
d) Eine Vielzahl von piezoelektrischen Materlallen 1st verwendbar einschließlich geeignet ausgerichteter Einkristalle sowie Zusammensetzungen mit Zinkoxld-Schichten oder anderen piezoelektrischen Materialien auf Glas, Metall oder Folie. Auch können magnetische Einrichtungen anstelle der piezoelektrischen Materialien Verwendung finden, um die elektroakustische Konversion durchzufahren.
e) Die Anordnung der Wandler kann in Zahl, Form udn in Ihrer Verbindung mit der Antenne modifiziert werden.
f) Bezüglich des von der Marke zurückgesendeten Identifizierungscodes sind auch andere Codlerungsmethoden möglich, wie z. B. eine Codierung der Impulshöhen, Breiten oder Positionen.
g) Die Anordnung der verschiedenen Bauteile in der Marke, ihre Form, Größe und Einkapselung kann entsprechend den speziellen Anforderungen variiert werden.
h) Die Anordnung der Wandler kann vereinfacht werden, indem weniger, beispielsweise nur ein einziger Wandler eingesetzt werden, was beispielsweise insbesondere bei Anwendungen empfehlenswert ist, bei denen nur ein Minimum an Codeidentifizierung erforderlich Ist. Die Fig. 9 und 10 zeigen zwei derartige vereinfachte Ausführungsbeispiele. Die in F i g. 9 gezeigte Anordnung verwendet zwei Reflektoren 61 und 62 für akustische Oberflächenwellen.
die die akustischen Obernächenwellen zu dem einzigen Wandler 60, der die Wellen sowohl erzeugt als auch aufnimmt, zurückwerfen. Die Messung der Radlofrequenz-Phasenverschlebung Φ zwischen dem durch den Reflektor 62 reflektierten Impuls und dem durch den Reflektor 61 reflektierten Impuls gleich 4 η [Li-Lx)Ia. Radiant, wobei Li und i.i die betreffenden Abstände des Wandlers von den Reflektoren sind, liefert ebenfalls eine Messung der Umgebungstemperatur der Marke. In dem In Fig. 10 gezeigten Ausführungsbelsplel wird die akustische Oberflächenwelle durch geeignete Kerbungen 66 begrenzt, welche In der Oberfläche des Materials 63 ausgeätzt sind, so daß diese entlang einer kreisförmigen Ausbreitung verlaufen und wiederholt den einzigen die Wellen erzeugenden und empfangenden Wandler 64 anregen. Wiederum liefert die Messung der Radlofrequenz-Phasendlfferenz Φ zwischen aufeinanderfolgenden Aniwuiiinipulsen gleich 2 π Dl/. Radiant eine Messung der Umgebungstemperatur der Marke, wobei D dem Durchmesser der kreisförmigen Laufstrecke entspricht, während λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist.
25
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
30
40
55
60
65

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung für die Fernmessung an Objekten, wie zum Beispiel Tieren, mit einem Sender für elektromagnetische Wellen, einer am oder im Objekt angebrachten Marke und einem Empfänger, wobei die Marke eine die Wellen empfangende Antenne aufweist sowie zumindest einen Wandler zum Umwandeln einer elektromagnetischen Welle in eine mechanische Oberflächenwelle, weiche unterschiedliche Laufstrecken durchläuft und danach durch den oder die Wandler in elektromagnetische Wellen rückgewandelt wird, die zum Empfänger übertragen werden, und die aus dem Zeitunterschied des Eintreffens der elektromagnetischen Wellen eine Information über die Marke gewinnt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei unterschiedliche Laufstrekken für eine Oberflächenwelle vorgesehen sind und daß der Empfänger (3) eine Schaltung (5Ö, 51,52, 53, 54, 55, 56, 57 und 58) aufweist, welche aus dem Zeltunterschied des Durchlaufens der mindestens zwei Laufstrecken die Temperatur der Marke (2) ermittelt.
Körpertemperatur der Objekte, Insbesondere also der Tiere, feststellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
Die Unteransprüche geben bevorzugte Merkmale dieser Vorrichtung an.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispielc angegeben werden, erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Block-Diagramm der gesamten Vorrichtung;
F',g. 2 ein Block-Diagramm des Senders;
Fig. 3 eine Ansicht der in das Tier implantierbaren Marke;
Fig. 4 den die Laufstrecke für die akustische Oberflächenwelle bildenden Abschnitt der Marke;
F ig. 5 Einzelheiten eines der Wandler, die in der Laufstrecke für die akustischen Oberflächenwellen vorgesehen sind;
F ig. 6 ein Beispiel für eine den Empfänger erreichende Impulsfolge;
Fig. 7 eine Darstellung der Radiofrequenz-Wellenformen, die sich aus dem direkten Sende-Impuis und dem
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GB (1) GB2070393B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4336897C1 (de) * 1993-10-28 1995-03-09 Siemens Ag Identifizierungssystem mit OFW-ID-Tags
DE4405647A1 (de) * 1994-02-22 1995-08-24 Siemens Ag Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Identifizierungsmarke
DE10240159B3 (de) * 2002-08-30 2004-07-15 Nolex Ag Reifenluftdruck-Kontrollvorrichtung
DE102013010275C5 (de) * 2013-06-18 2016-09-15 Ika-Werke Gmbh & Co. Kg Magnetrührer mit SAW-Sensor

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4773428A (en) * 1984-10-15 1988-09-27 Hibshman Corporation Apparatus and method for measuring viscoelastic properties of mammalian cervical mucous
US4691714A (en) * 1984-10-15 1987-09-08 Adamtek Corporation Rheological testing apparatus and method
US4746830A (en) * 1986-03-14 1988-05-24 Holland William R Electronic surveillance and identification
US4807633A (en) * 1986-05-21 1989-02-28 Indianapolis Center For Advanced Research Non-invasive tissue thermometry system and method
DE3726484A1 (de) * 1987-08-08 1989-02-16 Enguvu Ag Baar Vorrichtung zur uebermittlung von daten aus einem tierkoerper
GB2258588B (en) * 1990-08-03 1995-03-08 Bio Medic Data Systems Inc System monitoring programmable implantable transponder
US5252962A (en) * 1990-08-03 1993-10-12 Bio Medic Data Systems System monitoring programmable implantable transponder
US5497140A (en) * 1992-08-12 1996-03-05 Micron Technology, Inc. Electrically powered postage stamp or mailing or shipping label operative with radio frequency (RF) communication
USRE42773E1 (en) 1992-06-17 2011-10-04 Round Rock Research, Llc Method of manufacturing an enclosed transceiver
US5779839A (en) * 1992-06-17 1998-07-14 Micron Communications, Inc. Method of manufacturing an enclosed transceiver
US5776278A (en) 1992-06-17 1998-07-07 Micron Communications, Inc. Method of manufacturing an enclosed transceiver
DE4345610B4 (de) * 1992-06-17 2013-01-03 Micron Technology Inc. Verfahren zur Herstellung einer Hochfrequenz-Identifikationseinrichtung (HFID)
US6045652A (en) * 1992-06-17 2000-04-04 Micron Communications, Inc. Method of manufacturing an enclosed transceiver
US7158031B2 (en) 1992-08-12 2007-01-02 Micron Technology, Inc. Thin, flexible, RFID label and system for use
US5446452A (en) * 1993-02-05 1995-08-29 Litton; Charles J. Temperature monitoring system
DE4336504C1 (de) * 1993-10-26 1995-03-02 Siemens Ag Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Identifizierungsmarke
DE59708965D1 (de) * 1996-05-07 2003-01-23 Hera Rotterdam Bv Verfahren zum durchführen einer berührungslosen fernabfrage
US6107910A (en) 1996-11-29 2000-08-22 X-Cyte, Inc. Dual mode transmitter/receiver and decoder for RF transponder tags
US5988510A (en) * 1997-02-13 1999-11-23 Micron Communications, Inc. Tamper resistant smart card and method of protecting data in a smart card
US6144288A (en) * 1997-03-28 2000-11-07 Eaton Corporation Remote wireless switch sensing circuit using RF transceiver in combination with a SAW chirp processor
US6329213B1 (en) 1997-05-01 2001-12-11 Micron Technology, Inc. Methods for forming integrated circuits within substrates
US6208062B1 (en) 1997-08-18 2001-03-27 X-Cyte, Inc. Surface acoustic wave transponder configuration
US6339385B1 (en) * 1997-08-20 2002-01-15 Micron Technology, Inc. Electronic communication devices, methods of forming electrical communication devices, and communication methods
US6015390A (en) * 1998-06-12 2000-01-18 D. Krag Llc System and method for stabilizing and removing tissue
DE19911369C2 (de) 1999-03-15 2003-04-03 Nanotron Ges Fuer Mikrotechnik Oberflächen-Wellen-Wandler-Einrichtung sowie Identifikationssystem hiermit
NO322272B1 (no) * 1999-03-26 2006-09-04 Kongsberg Maritime As Sensor og system for overvaking av temperatur inne i vanskelig tilgjengelige, bevegelige deler
US6273339B1 (en) 1999-08-30 2001-08-14 Micron Technology, Inc. Tamper resistant smart card and method of protecting data in a smart card
US6474341B1 (en) * 1999-10-28 2002-11-05 Surgical Navigation Technologies, Inc. Surgical communication and power system
SE0100379D0 (sv) * 2001-02-07 2001-02-07 Siemens Elema Ab Arrangement for and method of acoustic determination of fluid temperature
US7103948B1 (en) * 2002-01-28 2006-09-12 Rf Saw Components, Inc. Method of manufacturing piezoelectric wafers of saw identification tags
US20040236191A1 (en) * 2003-05-19 2004-11-25 Poliska Steven A. System and method for identifying and labeling livestock products, and managing data associated with those products
US7227196B2 (en) * 2003-05-20 2007-06-05 Burgener Ii Robert H Group II-VI semiconductor devices
US7141489B2 (en) * 2003-05-20 2006-11-28 Burgener Ii Robert H Fabrication of p-type group II-VI semiconductors
US7172813B2 (en) * 2003-05-20 2007-02-06 Burgener Ii Robert H Zinc oxide crystal growth substrate
US7161173B2 (en) * 2003-05-20 2007-01-09 Burgener Ii Robert H P-type group II-VI semiconductor compounds
KR100535405B1 (ko) * 2003-12-30 2005-12-08 현대자동차주식회사 타이어의 압력 및 온도 측정용 표면탄성파 센서
US7285894B1 (en) 2004-02-13 2007-10-23 University Of Maine System Board Of Trustees Surface acoustic wave devices for high temperature applications
US7888842B2 (en) * 2004-02-13 2011-02-15 University Of Maine System Board Of Trustees Ultra-thin film electrodes and protective layer for high temperature device applications
US7691353B2 (en) * 2004-06-17 2010-04-06 Burgener Ii Robert H Low dielectric constant group II-VI insulator
DE102004045199B4 (de) * 2004-09-17 2006-08-17 Siemens Ag Messvorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Temperatur und/oder Druck und Verwendung der Messvorrichtung
JP2006108766A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Fuji Xerox Co Ltd 無線応答装置および画像形成装置
DE102006033318A1 (de) * 2006-07-17 2008-01-24 Ziehl Industrie-Elektronik Gmbh + Co Vorrichtung zur Temperaturerfassung in Umgebungen mit starken elektromagnetischen Wechselfeldern und/oder an rotierenden Teilen
US7651267B2 (en) * 2006-08-08 2010-01-26 Ford Global Technologies, Llc Sensor arrangement and method for using same
US9303309B2 (en) 2013-01-11 2016-04-05 The Aerospace Corporation Systems and methods for enhancing mobility of atomic or molecular species on a substrate at reduced bulk temperature using acoustic waves, and structures formed using same
CN104062029B (zh) * 2014-06-23 2017-02-22 浙江大学 一种基于声表面波的电主轴温度测量装置
US10173262B2 (en) 2016-02-04 2019-01-08 The Aerospace Corporation Systems and methods for monitoring temperature using acoustic waves during processing of a material
US10160061B2 (en) 2016-08-15 2018-12-25 The Aerospace Corporation Systems and methods for modifying acoustic waves based on selective heating
AU2020294325B2 (en) * 2020-01-17 2021-11-18 Shenzhen Hypersynes Co., Ltd. Tag antenna and passive temperature detection apparatus
CN111141409A (zh) * 2020-01-22 2020-05-12 国网上海市电力公司 一种输电线路电缆温度监测装置
CN113804328A (zh) * 2021-10-09 2021-12-17 深圳竹芒科技有限公司 体温探测方法、设备及存储介质

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3341845A (en) * 1964-11-13 1967-09-12 Thomson Houston Comp Francaise System for automatic radio transfer of digital information and for distance computation
US3453546A (en) * 1966-11-04 1969-07-01 Nasa Telemeter adaptable for implanting in an animal
US3706094A (en) * 1970-02-26 1972-12-12 Peter Harold Cole Electronic surveillance system
SE364677B (de) * 1970-05-05 1974-03-04 Sfim
US3893111A (en) * 1974-03-14 1975-07-01 Albert Albert F System and method for remote monitoring of animal temperature
US4087791A (en) * 1974-09-09 1978-05-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electromagnetically responsive device and system for detecting the same
US4138998A (en) * 1976-08-18 1979-02-13 Rca Corporation Indicating temperature within living tissue
JPS54138480A (en) * 1978-04-20 1979-10-26 Toshiba Corp Temperature detector
US4253469A (en) * 1979-04-20 1981-03-03 The Narda Microwave Corporation Implantable temperature probe

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4336897C1 (de) * 1993-10-28 1995-03-09 Siemens Ag Identifizierungssystem mit OFW-ID-Tags
DE4405647A1 (de) * 1994-02-22 1995-08-24 Siemens Ag Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Identifizierungsmarke
DE4405647C2 (de) * 1994-02-22 1999-04-15 Siemens Ag Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Identifizierungsmarke
DE10240159B3 (de) * 2002-08-30 2004-07-15 Nolex Ag Reifenluftdruck-Kontrollvorrichtung
DE102013010275C5 (de) * 2013-06-18 2016-09-15 Ika-Werke Gmbh & Co. Kg Magnetrührer mit SAW-Sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0137797B2 (de) 1989-08-09
JPS56149696A (en) 1981-11-19
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GB2070393A (en) 1981-09-03
US4399441A (en) 1983-08-16
CA1142621A (en) 1983-03-08
DE3102334A1 (de) 1981-12-10
AU533981B2 (en) 1983-12-22
GB2070393B (en) 1983-12-07

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