冻干机产品传感器、冻干机产品传感器组件、干燥器皿和用于运行冻干机产品传感器的方法

摘要

本发明涉及一种冻干机产品传感器(1)。冻干机产品传感器(1)具有用于检测温度的传感器(13)和RFID单元(14)。至少一个对于所述冻干机产品传感器(1)特定的特性参数(29)存储在RFID单元(14)的存储器中。根据本发明，冻干机产品传感器(1)具有仅仅一个天线单元(3)，因此能够减少冻干机产品传感器(1)的结构花费。

权利要求

1.一种冻干机产品传感器(1)，借助其能够在冻干过程期间在冻干机中测量干燥物的产品参数，所述冻干机产品传感器具有a)传感器(13)，所述传感器产生针对产品参数的测量信号，和b)带有存储器(28)的RFID单元(14)，在所述存储器中能够存储至少一个对于所述冻干机产品传感器(1)特定的特性参数(29)，其特征在于，

c)所述冻干机产品传感器(1)具有天线单元(3)，所述天线单元不仅与所述传感器(13)耦合，而且与所述RFID单元(14)耦合，并且所述天线单元能够ca)不仅用于所述传感器(13)的无线供能、所述传感器(13)的无线激励和/或所述传感器(13)的测量信号的无线传输，cb)而且用于所述RFID单元(14)的无线供能、所述RFID单元(14)的无线激励和/或对于所述冻干机产品传感器(1)特定的特性参数(29)的无线传输，所述特性参数存储在所述RFID单元(14)中。

2.根据权利要求1所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，所述天线单元(3)相应于所述传感器(13)的无线供能、所述传感器(13)的无线激励和/或所述传感器(13)的测量信号的无线传输来设计参数。

3.根据权利要求1所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，a)所述天线单元(3)通过第一支路(20)与所述传感器(13)持久地连接并且通过第二支路(22)与所述RFID单元(14)持久地连接，并且b)在所述第一支路(20)中布置有第一滤波器(21)，所述第一滤波器为了所述传感器(13)的无线供能、所述传感器(13)的无线激励和/或所述传感器(13)的测量信号的无线传输而处理所述天线单元(3)的信号，并且c)在所述第二支路(22)中布置有第二滤波器(23)，所述第二滤波器为了所述RFID单元(14)的无线供能、所述RFID单元(14)的无线激励和/或对于所述冻干机产品传感器(1)特定的特性参数(29)的无线传输而处理所述天线单元(3)的信号，所述特性参数存储在所述RFID单元(14)中。

4.根据权利要求3所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，在所述第一支路(20)中的第一滤波器(21)如此设计参数，以使得所述第一滤波器a)不仅为了所述传感器(13a)的无线供能、所述传感器(13a)的无线激励和/或所述传感器(13a)的测量信号的无线传输而处理所述天线单元(3)的信号，b)而且为了一个另外的传感器(13b)的无线供能、一个另外的传感器(13b)的无线激励和/或一个另外的传感器(13b)的测量信号的无线传输而处理所述天线单元(3)的信号，c)其中，所述传感器(13a，13b)在不同的频带内工作。

5.根据权利要求1所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，所述至少一个特性参数(29)是a)标定系数、

b)标定曲线、

c)标定函数(45)或

d)标定特性曲线族。

6.根据权利要求3所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，所述至少一个特性参数(29)是a)标定系数、

b)标定曲线、

c)标定函数(45)或

d)标定特性曲线族。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，a)所述天线单元(3)构造为用于将所述冻干机产品传感器(1)固定在干燥器皿的塞子上的承载和保持装置，或者b)用于将所述冻干机产品传感器(1)固定在干燥容器的塞子上的承载和保持装置固定在所述天线单元(3)上。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，所述RFID单元(14)匹配于所述天线单元(3)的馈电点阻抗。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，存在多个传感器(13a，13b…)，所述多个传感器布置在所述冻干机产品传感器(1)的不同高度上。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，所述天线单元(3)具有天线(4)和套筒(5)。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，所述传感器(13)具有带有石英(27)的振荡回路，所述振荡回路的谐振频率与温度相关。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，a)以aa)868MHz±10MHz或ab)915MHz±10MHz

的激励频率对所述RFID单元(14)进行激励，

和/或

b)以2.4GHz至2.5GHz的载波频率对所述传感器(13)进行激励。

13.根据权利要求12所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，布置在所述第二支路(22)中的第二滤波器(23)具有滤波特性曲线，所述滤波特性曲线适用于，a)不仅当RFID天线输入信号以868MHz±20MHz的激励频率激励所述RFID单元(14)时，b)而且当RFID天线输入信号以915MHz±20MHz的激励频率激励所述RFID单元(14)时，为了所述RFID单元(14)的无线供能、所述RFID单元(14)的无线激励和/或对于所述冻干机产品传感器(1)特定的特性参数(29)的无线传输而处理所述天线单元(3)的RFID天线输入信号，该特性参数存储在所述RFID单元(14)中。

14.根据权利要求3、4或6所述的冻干机产品传感器(1)，其特征在于，在所述第一支路(20)中和/或所述第二支路(22)中布置有调制器和/或解调器。

15.一种具有权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)的组件，其特征在于，a)第一冻干机产品传感器(1a)具有第一传感器(13a)，所述第一传感器在第一频带内工作，b)第二冻干机产品传感器(1b)具有第二传感器(13b)，所述第二传感器在与所述第一频带不同的第二频带内工作，并且c)在所述第一传感器(13a)和所述第二传感器(13b)的第一支路(20a，20b)中布置有结构相同的并且相同地设计参数的滤波器(21a，21b)，所述滤波器为了所述第一传感器(13a)和所述第二传感器(13b)的无线供能、所述第一传感器(13a)和所述第二传感器(13b)的无线激励和/或所述第一传感器(13a)和所述第二传感器(13b)的测量信号的无线传输而处理所述天线单元(3a，3b)的信号。

16.一种用于干燥冻干机中的干燥物的干燥器皿，其具有

a)干燥容器，

b)塞子，借助所述塞子

ba)在第一运行位置上对流体开放地封闭所述干燥容器的开口并且bb)在第二运行位置上对流体密封地封闭所述干燥容器的开口，以及c)根据权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)。

17.一种用于运行根据权利要求1至6中任一项所述的冻干机产品传感器(1)的方法，其具有下述方法步骤：a)通过RFID发射和/或接收单元(52)经由所述天线单元(3)以RFID天线输入信号(33)激励具有所述RFID单元(14)的第二支路(22)，b)借助RFID天线输出信号(35)经由所述天线单元(3)将至少一个对于所述冻干机产品传感器(1)特定的特性参数(29)从所述第二支路(22)无线传输至RFID发射和/或接收单元(52)，c)通过传感器发射和/或接收单元(53)经由所述天线单元(3)借助传感器天线输入信号(36)激励第一支路(20)，在该传感器天线输入信号中叠加有载波信号和传感器激励信号(38)，d)将传感器天线输入信号(38)解调成具有传感器激励频率的传感器激励信号(38)并且以所述传感器激励信号(38)激励所述传感器(13)，e)停止激励所述第一支路(20)并且由此停止以所述传感器激励信号(38)激励所述传感器(13)，f)由于之前以所述传感器激励信号(38)进行的激励，基于所述传感器(13)的瞬态衰减特性产生所述传感器(13)的传感器衰减信号(39)，g)将所述传感器衰减信号(39)以载波信号调制成传感器天线输出信号(37)，h)以所述传感器天线输出信号(37)加载所述天线单元(3)并且i)将所述传感器天线输出信号(37)从所述天线单元(3)无线传输至传感器发射和/或接收单元(53)。

说明书

冻干机产品传感器、冻干机产品传感器组件、干燥器皿和用于

运行冻干机产品传感器的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种冻干机产品传感器，借助其能够在冻干过程期间在冻干机中测量干燥物的产品参数。在下文中优选地涉及冻干机产品传感器作为冻干机温度传感器的设计方案，从而所测量的产品参数是干燥器皿中的干燥物的温度。然而本发明也包括下述实施方式，其中，冻干机产品传感器测量其他的产品参数(例如干燥物的压力或湿度)。

[0002] 优选地，借助冻干机产品传感器实现测量任意干燥器皿中的冻干产品中的产品参数，在所述任意干燥器皿中可以储藏一个或多个冻干产品。为了仅仅列出一些实例，所述干燥器皿可以是冻干机的瓶子、接收盘或者也是搁放面的凹进部。在此，冻干机产品传感器可以相对于干燥容器支撑和保持并且通过测量区域延伸到干燥物中。

[0003] 在此实现冻干机产品传感器的无线运行，其中，冻干机产品传感器也可以“被动地”、即在无自身供能的情况下配有来自外部供能电源的无线供能。

[0004] 此外，本发明涉及一种冻干机产品传感器组件，借助其能够在干燥过程期间在多个在冻干机中的一个放置面和/或不同的放置面上的不同部位上布置的干燥器皿中测量干燥物的产品参数。

[0005] 此外，本发明涉及一种干燥器皿，干燥物可以在冻干期间储藏在所述器皿中。

[0006] 最后，本发明也涉及一种用于运行冻干机产品传感器的方法。

背景技术

[0007] 在冻干机中冻干期间，产品参数、特别是干燥容器中的干燥物的温度是重要的过程参数。例如，干燥物的温度表明干燥物的升华和干燥的进展情况，并且干燥物的温度可以考虑用于确定主干燥过程的结束并且用于过程控制。关于冻干期间流程的、在此相关的冻干机和干燥物的产品参数在冻干期间的改变的一般信息可以参考网页www.martinchrist.de。

[0008] DE 10 2006 019 641 A1提出通过冻干机产品传感器检测干燥容器中的干燥物的温度。冻干机产品传感器具有由金属、玻璃或陶瓷构成的套筒。布置在干燥物中的测量探针从所述套筒的一个端部伸出，而天线从该套筒的另一个端部伸出。所述测量探针通过印刷电路板与天线连接。冻干机产品传感器不具有自身集成的能量供应。确切地说，能量供应通过印刷电路板的振荡回路实现，该振荡回路无接触地被激励至振动。振荡回路的所产生的振动、特别是振动频率在此与测量探针的温度(并且由此与干燥物的温度相关，冻干机产品传感器布置在所述干燥物中)。冻干机产品传感器无接触地发射与振动相关的测量信号。一方面振荡回路的无接触的激励以及另一方面测量信号的无接触的传输都通过从冻干机产品传感器的天线至布置在冻干机的壳体中的天线的无线电信号实现，所述布置在冻干机的壳体中的天线经过通过壳体的真空密封的贯通部与布置在壳体外部的控制装置连接。除了温度的测量信号以外，冻干机产品传感器也传输传感器识别和标定数据。在控制装置中必须为产品传感器提供下述数据，所述数据除了描述当前温度以外也描述壳体内部的放置位置以及测量对象。冻干机产品传感器的测量信号可以被控制装置反复地询问和适时地记录。借助所述的冻干机产品传感器应检测干燥器皿中的温度、放置板的温度、冻干机的冷凝器的温度和/或冻干机的加热或冷却介质的入口和出口中的温度。DE 10 2006 019 641 A1也提出，以相应的无接触的方式检测压力信号。优选地，通过无接触地传输信号可以取消所有在冻干机的壳体内部的电线布设和/或插座连接。也可能的是冻干机壳体的隔离的设计方案。为了实现冻干机产品传感器的天线和与控制装置连接的天线之间无干扰的数据交换，DE 10 2006 019 641 A1提出，冻干机的放置面在冻干过程期间彼此以间距布置，所述间距根据用于无线传输的频率范围的波长的条件来确定大小。为了改善化学稳定性和/或出于卫生原因，冻干机产品传感器可以布置在由惰性材料(例如不锈钢、玻璃、塑料或陶瓷)构成的套筒中。也可能的是，传感器以相应的方式检测干燥物的剩余湿度、电阻或压力并且无接触地传输。

[0009] DE 20 2009 009 107 U1描述了一种从外部真空密封地通过冻干机的壳体的壁贯通部的总线系统。并联或者串联布置的总线模块与所述总线系统上连接，所述总线模块又与放置面、用于检测放置面的温度的传感器、用于检测干燥物的电阻的传感器和/或用于检测干燥物的温度的传感器以及配件例如阀和通风机组件连接。所述总线系统用于能量供应和双向地传输任意信息、例如测量和控制数据。通过所述总线系统可以个别地寻址并且由此控制与该总线系统连接的元件。

[0010] WO 2016/123062 A1公开了一种用于测量温度和湿度的冻干机产品传感器。在出版物中公知的是，基于有线连接的电热耦合器评价如下：所述电热耦合器在安装方面是耗费的，会易受故障影响并且可能导致干燥产品的损失，冻干机产品传感器布置在所述干燥产品中。此外，如下地评价公知的冻干机产品传感器，其测量原理基于对与干燥产品温度相关的谐振频率进行无线的、基于感应的激励：在使用多个此类冻干机产品传感器的情况下出现冻干机产品传感器的不期望的相互影响。在这种背景下在出版物中提出一种冻干机产品传感器，该冻干机产品传感器具有多个测量部位，可以在所述测量部位上测量温度和湿度，并且所述测量部位这样布置在冻干机产品传感器的区域中，以使得这些测量部位可以布置在干燥器皿中的干燥产品的不同高度上。冻干机产品传感器的测量信号的传输通过无线数据通信连接进行。冻干机产品传感器具有支承结构以及试样，所述支承结构布置在管形瓶的开口中并且可以在此被保持，测量部位在纵向方向上分布地布置在所述试样上。冻干机产品传感器还可以具有控制单元，所述控制单元被保持在所述支承结构上并且与所述测量部位连接。测量部位可以在此具有陶瓷电容，其中，所述测量部位具有2mm的延伸尺寸，从而能够沿着整个12mm高度上的测量线布置六个所述测量部位。也可能的是，所述测量部位是电路板的集成元件。冻干机产品传感器的标定系数可以存储在冻干机产品传感器的控制单元中。替换地提出，冻干机产品传感器的标定系数能够以对应的识别码存储在数据库中，布置在干燥室外部的处理单元能够存取该数据库。冻干机产品传感器使用特定的识别码，以便相对于处理单元识别自身。随着干燥器皿装载到干燥室的放置面上，冻干机产品传感器布置在干燥室中的位置被测定并且以表格方式存储。在此，可以在自动装载系统中实现对带有布置在其中的冻干机产品传感器的管形瓶至干燥室的放置面上的相应位置的跟踪。随着接收来自冻干机产品传感器的测量信号，接着根据表格式位置分配可以使特定的识别码与已识别的冻干机产品传感器在干燥室中的位置关联，由此应该能实现，对干燥物接收的测量信号能够被“测绘”用于过程控制和过程分析。可以使用“USB ANT”(注册商标)插入模块用于传输测量信号，该插入模块具有集成的天线以及用于接收数据以及用于控制数据传输的软件。通过布置在干燥室中的发射器给冻干机产品传感器无线地供应能量，所述发射器发射高频激励信号。也可能的是，在干燥室中布置多个用于发射高频信号的天线，以便能够实现高频信号的直接和短的传输路径。用于布置配备有冻干机产品传感器的管形瓶的位置的选择可以基于之前测量的数据或者根据干燥室的定性特征进行。冻干机产品传感器的测量部位上的测量信号与冻干机产品传感器的特定的识别码一起被传输。基于测量到的温度和湿度可能的是控制热的或冷却的流体到放置面上或者到放置面的相应的部分区域中的流动。通过多个布置在干燥物中的不同高度上的测量部位可以在冻干期间检测干燥物中的升华立面的进展，接着所述进展可以在过程控制中被考虑。

[0011] WO 2016/123177 A1公开了具有多个测量部位的冻干机产品传感器的设计结构和能在此使用的测量原理。

[0012] 不同种类的出版物US 2008/0272131 A1涉及一种大容量的隔热的容器，在处理、分配和存放、运输和装船期间将温度敏感的产品、例如医药产品、营养品、化学产品或者生物产品储存在所述容器中，并且基于隔热被保持在低温中。监测装置用于监测容器中的温度。该监测装置具有RF转发器，从而能够实现温度的无线测量，而不必准备打开容器。RF转发装置有RF天线、温度传感器、电池和开关电路。存储单元应实现存储至少温度、例如关于时间的温度变化曲线的测量。所述容器确定用于在低于-70℃或者甚至低于-80℃的温度下储藏所提及的产品。为了维持低于-70℃的温度将所述产品布置在冷却剂中，所述冷却剂可以是干冰。在所述的温度范围内可能导致监测装置的电池发生故障，因为电池的电解液在低于-30℃的温度下可能已经冻结。该出版物提出，将温度敏感的电池布置在容器的壁的区域中，电池在该区域中由于壁的内侧和壁的外侧之间的温度升高而经受较高的温度，电池的电解液在该温度下可能还没有冻结。为了壁的隔热可以使用聚合物泡沫材料(特别是具有聚氨酯、聚苯乙烯、聚烯烃或者所述材料的组合)。也可能的是，所述壁由真空隔离板(“vacuum isolated panels”，简称“VIPs”)构成。此外可能的是，通过金属箔层导致隔离。监测装置可能的是另外的功能、例如识别、监测和/或跟踪。除了所提及的元件以外，电子元件、例如处理器、存储元件、外部接口元件(有线或者无线)、传感器元件、显示元件例如LCD显示装置、功率供应装置、晶体管、二极管、被动元件例如阻抗、电容和电感、智能标签、智能卡、RF标签、RFID标签、无线标签、数据记录器等等可以集成到所述监测装置中。监测装置还可以补充地检测相对湿度、光强度、电压、压力也或者容器中的振动。监测装置的激活可以通过开关的手动操作也或者有线地或者无线地、例如借助附加的RFID读取装置进行。

[0013] 其他的现有技术由出版物WO 2009/030760 A1和US 2006/239331 A1公知。

发明内容

[0014] 本发明任务在于，提出一种冻干机产品传感器，其在下述方面：

[0015] -结构尺寸，

[0016] -结构费用，

[0017] -成本，

[0018] -效率和信号质量，

[0019] -过程自动化，

[0020] -冻干机产品传感器在干燥器皿的塞子上的固定，

[0021] -冻干机产品传感器的识别和/或标定信息、例如冻干机产品传感器的标定系数的识别和/或

[0022] -阻抗

[0023] 进行改进。此外，本发明的任务在于，提出

[0024] -一种相应改进的冻干机产品传感器组件，

[0025] -一种相应改进的具有冻干机产品传感器的干燥器皿，和

[0026] -一种相应改进的用于运行冻干机产品传感器的方法。

[0027] 根据本发明，本发明的任务通过独立权利要求的特征来解决。其他优选的根据本发明的设计方案可以由从属权利要求出出。

[0028] 现有技术的设计方案(参见例如WO 2016/123062 A1)基于学术界的偏见：一方面为了传感器的运行、特别是传感器的测量信号的无线传输，并且另一方面为了RFID单元的运行而需要不同的发射和/或接收单元和/或天线单元。学术界的所述偏见一方面是由于，一方面用于传感器运行的频率范围和另一方面用于RFID单元运行的频率范围原则上不同，因此使用单独的、与相应频率范围特定匹配的发射和/或接收单元或者天线单元。另一方面是由于，通过用于传感器运行和RFID单元运行的不同的频率范围还应实现一方面传感器的运行与另一方面RFID单元的运行分开。

[0029] 根据本发明提出，在冻干机产品传感器中一方面使用产生针对产品参数(特别是温度)的测量信号的传感器，另一方面使用如同原则上也由现有技术公知的RFID单元。

[0030] 该传感器在此可以基于任意的设计方案和测量原理。为了仅列举一个用于测量温度的传感器的实施方式的实例，该传感器可以具有振荡回路、特别是带有振动的石英的振荡回路，所述石英基于激励被激励至振动，其中，振动的谐振频率相应于已知的关系与温度相关。如此构造的传感器的与振荡回路的振动相关的测量信号接着可以通过天线无接触地发射，所述天线在这种情况中构成发射器。然后由这样传输的测量信号可以求出谐振频率，接着由该谐振频率相应于已知的谐振频率与温度的关系可以求出温度。

[0031] 关于基本的设计方案、可能的结构形式、元件以及可使用在本发明的框架中的RFID单元的激励和与其的通信基本上参考网页www.wikipedia.de上与搜索关键词RFID和RFID单元相关的基础著作和出版物、特别是

[0032] Klaus Finkenzeller：“RFID-Handbuch：Grundlage und praktische Anwendung von Transpondern，kontaktlosen Chipkarten und NFC”，Carl Hanser Verlag GmbH&Co.，第七版，ISBN：9783446439436。

[0033] 在此，RFID单元具有存储器，至少一个对于冻干机产品传感器特定的特性参数存储在所述存储器中。

[0034] 为了仅列举一些不限制本发明的实例，所述特性参数可以是对于相应冻干机产品传感器特定的识别特性参数(在最简单的情况中连续的特定数字1、2.…用于不同的冻干机产品传感器)

[0035] 替换地或者附加地，所述特性参数可以是标定特性参数，所述标定特性参数表示测量信号和产品参数(特别是温度)之间的关系。对于前述的具有带有振动的石英的振荡回路的传感器的设计方案的实例，所述标定特性参数可以表示以石英构成的振荡回路的谐振频率与温度的关系。

[0036] 本发明首先提出，冻干机产品传感器具有天线单元，所述天线单元多功能地使用：

[0037] a)一方面借助天线单元实现传感器的无线供能、传感器的无线激励(这对于具有带有石英的振荡回路的传感器的设计方案是将振荡回路激励至振动)和/或测量信号的无线传输，这对于具有带有石英的振荡回路的传感器的设计方案可以意味着，振荡回路的振动以谐振频率传输。

[0038] b)另一方面使用同一个天线单元，以实现给RFID单元无线供应能量，该能量无线激励RFID单元和/或无线传输对于冻干机产品传感器特定的特性参数，所述特性参数存储在RFID单元中。

[0039] 因此，在本发明的框架内可以不必针对前述功能使用附加的第二天线单元(然而，在有些情况下出于其他目的也可以存在第二天线单元，并未因此而脱离本发明的框架)。

[0040] 基于本发明对前述学术界偏见的克服基于下述的知识实现：尽管一方面用于传感器运行的频率范围和另一方面用于RFID单元运行的频率范围不同，仍然可以使用共同的天线单元，即使共同使用的天线单元在有些情况下不能对于传感器的以及或RFID单元的相应频率范围最优地设计。在此，当一方面用于传感器运行的频率和另一方面用于RFID单元运行的频率是分谐波频率或超谐波频率时，尽管频率范围不同，仍然能够高效地实现单个天线单元的根据本发明的多功能应用。即使不是这种情况，本发明也有针对性地为了减少结构费用而考虑天线单元的对于传感器和/或RFID单元的运行非最优的尺寸。因此，天线单元也可以设计，以使得选择对于传感器和RFID单元的运行非最优的、然而足够其运行的折中方案。

[0041] 对于一个根据本发明的设计方案，天线单元相应于传感器的无线供能、传感器的无线激励和/或传感器的测量信号的无线传输来设计参数或者优化，而天线单元对于RFID单元的无线供能、RFID单元的无线激励和/或对于冻干机产品传感器特定的特性参数的无线传输可能非最优地设计。该设计方案特别是基于下述知识：对于传感器的运行而言需要天线单元的最优设计，因为在冻干机中传感器与接收装置可能隔开间距地布置以无线传输测量信号和/或传感器的测量信号的无线传输必须通过例如在放置面和/或放置面的边缘与冻干机的壳体之间的弯曲的路径进行。也可能的是，对于在冻干过程期间传感器的运行，以激励传感器形式的能量输入应该最小化，以便不干扰冻干过程，从而天线的关于传感器的激励最优的设计方案可以是有利的。反之，冻干机产品传感器的RFID单元在同样输送至冻干机时可能相对靠近地从无线供能装置、无线激励装置和/或用于无线传输对于冻干机产品传感器特定的特性参数的装置旁经过。由此也能够在天线单元的非优化的设计方案中实现供能、激励或者传输。可能也可以在冻干机的外部在RFID单元经过时以相对大的激励能量和/或传输能量作用，这也可以使天线单元的用于与RFID单元相互作用的最优设计方案变得不必要。

[0042] 对于天线单元与传感器以及RFID单元的连接方式，在本发明的框架内存在多种可能性。例如可能的是，在天线单元与一方面传感器及另一方面RFID单元之间布置切换装置。对于应从RFID单元读取特定的特性参数的情况，则该切换装置使天线单元与RFID单元连接，而通过该切换装置不提供天线单元和传感器之间的连接。转换单元的这种切换状态特别是当带有布置在其中的冻干机产品传感器的干燥器皿输送到冻干机时被占据，以便识别冻干机产品传感器并且可能读取标定特性参数。也可能的是，占据转换单元的这种切换状态，以便(例如在工厂或者在冻干机外部)将数据(例如冻干机产品传感器的识别和/或标定特性参数)传输到RFID单元上。如果反之为了产生产品参数(特别是温度)的测量信号而应运行传感器，则转换单元的切换这样进行：使天线单元与传感器连接，而使天线单元和RFID单元之间的连接断开。

[0043] 然而也可能的是，天线单元在任意的切换中持久地不仅与传感器而且与RFID单元连接。对于本发明的一个特别的方案，天线单元通过第一支路与传感器持久地连接。此外，天线单元通过第二支路与RFID单元持久地连接。在这种情况中，可以在第一支路中布置有第一滤波器。第一滤波器为了传感器的无线供能、传感器的无线激励和/或传感器的测量信号的无线传输而处理天线单元的信号。在第二支路中布置有第二滤波器。第二滤波器为了RFID单元的无线供能、RFID单元的无线激励和/或对于冻干机产品传感器特定的特性参数的无线传输而处理天线单元的信号。在此，第一滤波器和第二滤波器的设计方案和设计方案这样实现，以使得在天线单元确定用于传感器的激励中，则第一滤波器可通过，而第二滤波器截止。相应地，对于天线单元确定用于RFID单元的激励，第二滤波器可通过，而第一滤波器截止。在此，“截止”不仅包括完全的截止，而且也包括相对于“完全通过性”而言通过性例如明显减小至少一个数量级或者至少减小到五分之一或十分之一。这两个滤波器可以在本发明的框架内设计为高通滤波器、带通滤波器或者低通滤波器。也可能的是，这两个滤波器由分频器或者所谓的天线分离滤波器构成。

[0044] 在下文中为了简化说明，在冻干过程期间在冻干机的干燥室中共同使用两个冻干机产品传感器，其中，相应的情况也适用于在冻干过程中使用的多个冻干机产品传感器：

[0045] 如果在冻干期间在冻干机中在不同的干燥器皿中使用两个冻干机产品传感器，则这些传感器可能在不同的频带上工作，所述不同的频带不重叠地彼此错开。在不应使本发明局限于这个实例的情况下，第一传感器的振荡回路的谐振频率例如可以在这里相关的产品参数范围内(特别是在-60℃至+140℃的温度范围内)处于70KHz至175KHz的第一频带中，而第二传感器的相应的谐振频率处于175KHz至180KHz的第二频带(不与第一频带重叠)。所述对谐振频率的不同的调谐基于相应振荡回路的不同的调谐，这可以通过使用的不同的石英和/或通过不同的除了石英以外布置在振荡回路中的电子元件(例如电容、电感和/或阻抗)来实现。可能的是，在这种情况中，所述两个传感器的第一滤波器不同地设计，即用于前述的不同的频带，从而所述第一滤波器仅允许相应频带中的频率通过。然而这要求，在冻干机产品传感器中必须分别使用特定地与相应的频带匹配的第一滤波器，这增加了制造费用和元件种类。对于根据本发明的冻干机产品传感器的一个特别的设计方案，冻干机产品传感器的在第一支路中的第一滤波器如此设计参数，以使得所述第一滤波器为了传感器的无线供能、传感器的无线激励和/或传感器的测量信号的无线传输而处理天线单元的信号，并且也为了一个另外的传感器的无线供能、一个另外的传感器的无线激励和/或一个另外的传感器的测量信号的无线传输而处理天线单元的信号，其中，所述两个传感器在不同的频带中工作。对于前述的实例而言这意味着，不仅在所述传感器的冻干机产品传感器中而且在所述另外的传感器的冻干机产品传感器中可以使用同一个第一滤波器，所述第一滤波器对于两个不同的频率都是可通过的，即对于在170KHz至180KHz范围内的频率是可通过的。在相应地同时使用更多数量的冻干机产品传感器的情况中，第一滤波器的带宽(第一滤波器对于所述带宽是可通过的)应该相应更大地选择，从而第一滤波器对于所有的相关的不同的频率都是可通过的。

[0046] 对于存储在RFID单元中的特定的特性参数存在多种可能性。所述特定的特性参数可以例如是标定系数，所述标定系数是冻干机产品传感器经受的产品参数和测量信号的特征参数(例如所述测量信号的振幅或频率)之间的比例常数。然而也可能的是，所述特定的特性参数是标定曲线，所述标定曲线反映了测量信号的特征参数、例如温度相关的谐振频率与温度的关系。此外可能的是，所述特定的特性参数是具有关系的数学表达的标定函数。例如，标定函数能够以多项式或者多项式的相关系数存在来表示关系。也可能的是，特定的特性参数是标定特性曲线族，由此也实现考虑与其他影响参数的关系。

[0047] 在本发明的框架内完全可能的是，冻干机产品传感器通过任意的承载和保持装置保持在干燥器皿或者所述干燥器皿的塞子上。对于本发明的一个特别的方案，天线单元实现了一个另外的功能，其方式是，所述天线单元直接设计为用于将冻干机产品传感器固定在干燥容器的塞子上的承载和固定装置，或者承载和固定装置固定在天线单元上。由此可能可以进一步减小冻干机产品传感器的结构费用。

[0048] 本发明提出一个另外的设计方案，RFID单元匹配于天线单元的馈电点阻抗。

[0049] 完全可能的是，在冻干机产品传感器中仅仅存在一个传感器，该传感器可以在预给定的高度上或者在预给定的高度范围内检测干燥器皿中的干燥物中的产品参数。然而本发明也提出，在冻干机产品传感器中存在多个传感器，所述多个传感器布置在冻干机产品传感器的不同高度上。当冻干机产品传感器符合规定地布置在干燥器皿中并且例如保持在干燥器皿的塞子的区域中时，所述高度在此涉及传感器与干燥器皿的底部的间距。在本发明的框架内，可以为多个传感器使用不同的或者甚至同一个天线单元。优选地，冻干机产品传感器的多个传感器在不同的、不重叠的频带内工作。

[0050] 对于天线单元的设计方案存在多种可能性。对于本发明的一个方案，电作用的并且用于无线发射、激励和接收的天线单元具有纵向延伸的天线以及套筒，其中，天线在背离套筒的端部区域中可以具有例如半球形的加厚部。在此，在套筒的内部中可以布置冻干机产品传感器的被动电子元件、特别是电路板。天线单元的设计方案则通过天线和套筒的电子参数设计来实现。

[0051] 如同开头已述的那样，传感器可以原则上基于任意的测量原理。对于本发明的一个方案，传感器具有带有振动的石英的振荡回路。在此，振荡回路的谐振频率与温度相关，所述谐振频率在这种情况中是待测量的产品参数。所述谐振频率(特别是在这里相关的、例如-40℃至100℃或者-60℃至140℃的温度测量范围内)例如处于一个下述的频带中，该频带对于一个设计方案处于32KHz至67KHz的范围内或者对于一个另外的实例处于170KHz至250KHz的范围内(其中，用于不同的同时使用的传感器的各个不重叠的频带处于所述范围内)。

[0052] 对于RFID单元和/或传感器的选择的激励频率在本发明的框架内存在多种可能性。对于本发明的一个方案，RFID单元的激励频率处于所谓的“SRD-Band Europa”或者所谓的“ISM-Band Region 2”中，其中，激励频率则可以特别是

[0053] -868MHz(优选地±50MHz，±30MHz，±10MHz或者±5MHz)，这可以例如适用于欧盟规定的冻干机产品传感器，或者

[0054] -915MHz(优选地±50MHz，±30MHz，±10MHz或者±5MHz)，这可以例如适用于美国市场规定的冻干机产品传感器。

[0055] 可能的是，传感器的激励仅仅在该传感器的频带范围内、即在传感器的振荡回路的谐振频率的周围范围内进行。然而也可能的是，传感器的激励通过传感器的激励信号进行，在该激励信号中(例如在所谓的ISM Band，带有2.4GHz至2.5GHz范围内的载波频率的Typ B)载波频率叠加在传感器激励频率上。

[0056] 对于冻干机产品传感器的一个根据本发明的设计方案，布置在第二支路中的第二滤波器具有这样的滤波特性曲线，以使得不仅当RFID天线输入信号具有868MHz±20MHz的激励频率时，而且当RFID天线输入信号具有915MHz±20MHz的激励频率时，RFID天线输入信号由第二滤波器处理并且特别是可通过第二滤波器。对于这个根据本发明的设计方案，可以在不需要(至少关于第二滤波器)进行结构修改的情况下使冻干机产品传感器不仅用于欧洲市场而且用于美国市场。

[0057] 此外，本发明提出，在第一支路和/或第二支路中布置调制器和/或解调器。这在下文中示例性地对第一支路进行说明：

[0058] 如果天线单元接收到传感器天线输入信号以激励传感器，该传感器天线输入信号是由特别是具有在2.4至2.5GHz范围内的载波频率的载波信号和传感器激励信号组成的调制信号，则该传感器天线输入信号可以为了从传感器发射和/或接收单元良好地传输到天线单元而被优化。此外，该调制信号可以通过分频器或者所述两个滤波器有针对性地输送到第一支路。借助解调器从传感器天线输入信号中提取传感器激励信号，借助所述传感器激励信号接着可以对传感器的振荡回路进行激励。在相反的情况中，传感器的测量信号、即振荡回路的振动信号应通过天线单元传输到传感器发射和/或接收单元上，则传感器响应信号或者传感器的传感器衰减信号可以通过调制器与载波信号叠加，其接着(在通过第一滤波器后)加载天线单元并且可以作为传感器天线输出信号从该天线单元传输到传感器发射和/或接收单元上。原则上，用于两个不同路径的载波频率可以是不同的。在此优选地使用同样的载波频率。

[0059] 对于调制器和/或解调器的设计方案存在多种对于本领域技术人员已知的可能性。因此，可以例如使用包络调制器和解调器，其中，在解调器中借助二极管可能的是正或负的信号区域的检波或分离。在将适当设计参数的低通滤波器连接到二极管、特别是电容器的二极管的下游情况中，该二极管以具有适当符号的信号半波给该电容器充电，而该二极管可以对于具有另一种符号的信号半波被截止并且所述电容器例如通过并联的电阻缓慢地或者在很小程度上放电。在对二极管和连接在下游的低通滤波器最优地设计参数的情况下，这样设计的解调器从调制信号中产生连续的(上或下)包络线，其接着可以构成传感器激励信号。关于调制器和/或解调器的替换的或者改进的设计方案参考现有技术的已知的实施方式。

[0060] 本发明的任务的一个另外的解决方案是具有多个前述类型的冻干机产品传感器的组件。在此，所述组件具有带有第一传感器的第一冻干机产品传感器，该第一传感器在第一频带内工作。此外，所述组件具有带有第二传感器的第二冻干机产品传感器。该第二传感器在第二频带内工作，该第二频带无重叠地不同于第一频带(参见上述实例)。在第一传感器和第二传感器的第一支路中布置有结构相同的并且相同设计参数的(第一)滤波器，该滤波器为了第一传感器和第二传感器的无线供能、第一传感器和第二传感器的无线激励和/或第一传感器和第二传感器的测量信号的无线传输而处理天线单元的信号或者所述处理天线单元的信号与此相关地是可通过的。这个根据本发明的设计方案能够实现制造具有增大的相同部分的多个可同时使用的冻干机产品传感器，因为在所述组件的不同的冻干机产品传感器中能够使用相同的(第一)滤波器，而不需要滤波器的特定匹配。

[0061] 原则上冻干机产品传感器能够以任意方式与干燥物相互作用，这优选地在任意的几何结构和设计方案的干燥容器中实现。本发明的任务也通过配备有冻干机产品传感器的、用于干燥冻干机中的干燥物的干燥器皿来解决。所述干燥容器具有干燥容器和塞子。在优选地在冻干或者主干燥期间被占据的第一运行位置上，塞子对流体开放地封闭干燥容器的开口。反之，如果冻干结束，则塞子这样被压到干燥容器中，以使得所述塞子占据第二运行位置，在所述第二运行位置上塞子对流体密封地封闭干燥容器。在所述干燥器皿中使用前述类型的冻干机产品传感器。在此，优选地冻干机产品传感器的固定借助在塞子上的天线实现。例如，天线可以穿过塞子的孔或者边缘侧的槽从干燥容器内部引导出并且接着在干燥容器和塞子的外部这样弯曲或者弯折，以使得冻干机产品传感器保持在干燥容器中的预给定的高度上。

[0062] 本发明任务的一个另外的解决方案是一种用于运行前述类型的冻干机产品传感器的方法。在所述方法中，在第一方法步骤中通过天线单元对布置有RFID单元的第二支路进行激励，所述天线单元从RFID发射和/或接收单元接收(优选地具有在868MHz或者915MHz范围内的激励频率的)RFID天线输入信号。所述激励优选地在冻干机外部进行，其中，通过自动过程控制可以将冻干机产品传感器以较小的间距在RFID发射和/或接收单元旁边被引导并且也可以将RFID天线输入信号从RFID发射和/或接收单元以大的强度射出。基于所述激励则能够将至少一个对于冻干机产品传感器特定的特性参数(特别是标定系数、标定曲线、标定函数、标定组合特性曲线和/或识别特性参数)从第二支路中的RFID单元借助RFID天线输出信号通过天线单元无线传输到之前使用的RFID发射和/或接收单元或者一个另外的RFID发射和/或接收单元上。

[0063] 在优选地在冻干机内部进行的第二方法步骤中，接着进行产品参数的测量，其中，为此或者为了评估而使用之前传输的特定的特性参数。首先，通过传感器发射和/或接收单元对第一支路进行激励，该传感器发射和/或接收单元在所述第一支路中产生传感器天线输入信号，该传感器天线输入信号可以通过冻干机产品传感器的天线单元接收。在该传感器天线输入信号中叠加有(特别是具有在2.4至2.5GHz范围内的载波频率)的载波信号和传感器激励信号。所述由天线单元接收的传感器天线输入信号接着借助解调器被解调。解调的结果是具有传感器激励频率的传感器激励信号。接着借助传感器激励信号将传感器的振荡回路激励至振动，由此产生受迫振动。优选地，所述激励在大于100、200、500、1000、2000、5000、10000或者甚至大于50000个激励周期上进行，由此产生振荡回路的受迫振动。优选地，激励周期的数量如此大地选择，以使得由于所述激励导致的短暂的瞬态响应衰减。

[0064] 紧接着则停止激励第一支路，由此也停止以传感器激励信号激励传感器。基于所述停止实现传感器的振荡回路的瞬态衰减特性。

[0065] 在根据本发明的方法中，接着基于传感器的瞬态衰减特性产生传感器的传感器衰减信号。接着借助调制器将该传感器衰减信号以载波信号调制，由此接着产生传感器天线输出信号。接着以该传感器天线输出信号加载天线单元。天线单元接着将传感器天线输出信号从天线单元无线传输至之前使用的传感器发射和/或接收单元或者一个另外的传感器发射和/或接收单元。

[0066] 本发明的有利的进一步方案由权利要求、说明书和附图得出。说明书中所提及的、特征和多个特征的组合的优点仅仅是示例性的并且可以替换地或者附加地起作用，而所述优点不必强制地从根据本发明的实施方式获得。由此在不改变附加的权利要求的主题的情况下，关于原始申请文件的和专利的公开内容适用的是：其他特征可以从附图、特别是多个元件的示出的几何结构和彼此的相对尺寸及其相对布置和作用连接获知。本发明的不同实施方式的或者不同权利要求的特征组合同样可以不同于权利要求已选择的引用关系并且由此是有根据的。这也涉及在单独的附图中示出的或者在其说明中提及的特征。所述特征也可以与不同权利要求的特征组合。同样，在权利要求中列出的特征同样可以对于本发明的其他实施方式被取消。

[0067] 在权利要求书和说明书中所提及的特征关于其的数量应该这样理解，恰好存在该数量或者存在大于所提及数量的数量，而不需要明确地使用副词“至少”。也就是说，当例如提及一个传感器，则应这样理解，存在恰好一个传感器、两个传感器或者多个传感器。所述特征可以通过另外的特征补充或者是唯一的特征，相应的产品由所述唯一的特征组成。

[0068] 权利要求中包含的附图标记不意味着对通过权利要求保护的主题的范围的限制。所述附图标记仅仅用于更好地理解权利要求。

附图说明

[0069] 下面借助在附图中示出的优选的实施例进一步解释和说明本发明。

[0070] 图1示出冻干机产品传感器。

[0071] 图2和3示出冻干机产品传感器的不同的实施方式的电子结构的不同的原理图。

[0072] 图4示出滤波器的频率特性，该滤波器布置在冻干机产品传感器中的传感器和RFID单元的上游。

[0073] 图5示出传感器的谐振频率与温度的关系的标定曲线。

[0074] 图6示出过程控制装置与冻干机产品传感器的相互作用，在此关于过程控制装置与在冻干机外部的冻干机产品传感器的RFID单元之间的相互作用。

[0075] 图7示出过程控制装置与冻干机产品传感器的相互作用，在此关于过程控制装置与在冻干机内部的冻干机产品传感器的传感器的相互作用。

[0076] 图8示意性地示出用于运行冻干机产品传感器的方法。

具体实施方式

[0077] 图1示出冻干机产品传感器1。冻干机产品传感器1与冻干机的过程控制装置2(见图6和7)无线通信，其中，冻干机产品传感器1能够被无线供应能量，从而所述冻干机产品传感器设计为“被动”冻干机产品传感器1。

[0078] 冻干机产品传感器1具有带有天线4和套筒5的天线单元3。在此，天线单元3可以设计为谐振的窄频带天线和非谐振的宽频带天线。在此，天线单元3的天线参数(例如馈电点电阻、发射电阻、效率、吸收面、天线系数、有效天线长度)与天线4和套筒5相关。由此，天线4和套筒5彼此直接电耦合。天线4棒状地构造，特别是具有圆形的横截面。套筒5设计为空心柱形的并且在背离天线4的一侧具有任意成形的、特别是半球面形的底部6，而该套筒在对置的侧上基本上是敞开的。

[0079] 对于示例性的设计参数，天线单元3的所提及的元件具有下述设计参数：

[0080] 天线4具有0.35mm的直径7，而所述天线的长度8为25mm。套筒5具有2.7mm的直径9，而所述套筒具有20mm的长度10。然而对于这个实例也可能的是，直径7，9和长度8，10与前述尺寸相差±20％、±15％、±10％或者±5％。

[0081] 在下文中列举对于天线单元3可选的设计方案：例如可能的是，天线4的顶端11半球形地构造，具有环状物或者具有由顶端11熔化所形成的加厚部。对于天线4可以这样选择材料和设计参数，以使得所述天线在边缘上以2mm半径以90°的弯曲角度的弯曲被保证用于至少100次弯曲循环。可能的是，天线4和/或套筒5具有0.4的粗糙度Ra。天线4和/或套筒5可以由(例如具有材料编号1.4404的)不锈钢制造。整个冻干机产品传感器1或者冻干机产品传感器1连同天线4也具有优选地小于5J/gK、3J/gK或2J/gK的热容量和/或小于5g、3g、1g或者甚至0.5g的质量，其中，所提及的质量和热容量的上述边界值可以任意地组合。

[0082] 套筒5中布置具有电或电子控制单元的电子单元12，其中，在单元12中所述电和/或电子元件优选地布置在电路板上。单元12具有传感器13以及RFID单元14。单元12、其他元件和/或单元12和天线单元3之间的连接线缆在套筒5中以包封物15包封。例如电绝缘的环氧材料可以用作包封物15的材料。

[0083] 如果冻干机产品传感器1布置在干燥容器中，则传感器13位于在干燥容器的底部上方的高度16上。在此，长度10和/或高度16这样被确定，以使得天线4暴露地在未润湿的情况下从布置在干燥容器中的干燥物中伸出。优选地，天线4通过塞子和干燥容器之间的孔或者通道从干燥容器引导出并且在塞子的上方通过塑性弯曲而弯折，从而冻干机产品传感器1通过所受弯折可以支撑在塞子或干燥容器的上侧上。

[0084] 对于图1中示出的实施例，冻干机产品传感器1具有仅仅一个传感器13。然而也完全可能的是，冻干机产品传感器1具有多个传感器13a，13b，…，所述多个传感器则可以在不同的高度16a，16b，16c上检测干燥物的温度。可能的是，传感器13在高度16上检测温度或者所述传感器具有一定的高度延伸17，传感器13则在该区域中测量(平均)温度。冻干机产品传感器1可以在套筒5的外周面区域中具有可见的标记18，借助所述标记为使用者指示，在套筒5的哪个部位上布置有传感器13并且由此进行温度的测量。

[0085] 冻干机产品传感器1特别是能够在直至135℃的温度中被蒸汽消毒，其中，所使用的材料这样选择并且包封物15这样设计，以使得能够至少100次循环地进行蒸汽消毒。使用在作为“接触性产品”的分类中具有FDA证书的材料用于所有使用的或者暴露在周围环境的材料。

[0086] 图2极其示意性地示出冻干机产品传感器1的电路图。天线单元3经由分支19在第一支路20中经过第一滤波器21与传感器13连接。此外，天线单元3经由分支19在第二支路22中经过第二滤波器23与RFID单元14连接。第一支路20具有(在从天线单元3到传感器13的方向上起作用的)调制器30以及(在从传感器13到天线单元3的方向上起作用的)解调器31，其中，调制器30和解调器31优选地布置在滤波器21和传感器13之间。可能的是，调制器30和/或解调器31具有带有布置在下游的低通滤波器或者电容的二极管32。

[0087] 优选地，第一滤波器21是高通滤波器24，而第二滤波器23是低通滤波器25。高通滤波器24和低通滤波器25在其通过性方面不重叠。也可能的是，滤波器21，23设计为无重叠的带通滤波器。此外可能的是，支路19和滤波器21，23由分频器26或者所谓的天线分离滤波器构成，天线单元3与该天线分离滤波器的输入端连接，并且传感器13和RFID单元14与该天线分离滤波器的输出端连接。

[0088] 对于可能的设计方案，传感器13构成可振动的系统，其中，传感器13的振荡回路构造具有石英27。该振荡回路的谐振频率基于石英27的特性的温度关系而与传感器13经受的温度相关。

[0089] RFID单元14具有存储器28。对于传感器13特定的特性参数29存储在存储器28中。

[0090] 特性参数29可以例如是识别特性参数，借助所述识别特性参数可以从多个冻干机产品传感器1的一组传感器13a，13b…中明确地识别特定的传感器13。所述的识别特性参数可以例如是连续的数字或者编号或者产品编码。

[0091] 替换地或者附加地，特性参数29可以是标定特性参数，所述标定特性参数与对于每个传感器13a，13b，…特定的、谐振频率与作用于该传感器13a，13b…的温度的关系相关。所述标定特性参数可以例如是标定系数、标定曲线、标定函数(特别是用于模拟所述关系的函数或者多项式的、对于特定传感器13特定的系数)或者标定组合特性曲线。

[0092] 图3示意性地示出冻干机产品传感器1，在所述冻干机产品传感器中，在线路20中通过分支34在并联电路中布置有三个在不同的高度16上起作用的传感器13a，13b，13c。在此，优选地所有传感器13a，13b，13c使用相同的调制器30和相同的解调器21。

[0093] 图4示出在使用直线分度的横坐标的情况下在频率范围内的低通滤波器25的滤波特性曲线41和高通滤波器24的滤波特性曲线42，其中，示例性地提及的传感器频率、载波频率和RFID频率的、在此示出的最小频率可以是800MHz，而示出的最大频率为3GHz。

[0094] 图5借助标定函数45示例性地示出传感器13的具有对温度敏感的石英的振荡回路的谐振频率43与对该传感器作用的温度44的关系的模型。在此，标定函数45是任意的函数或者曲线、例如二次多项式。在这种情况中，存储在RFID单元14的存储器28中的特性参数29是多项式的至少一个系数。然而在此仅仅使用在顶点的右边或者左边的部分支线中的标定函数45。

[0095] 这可以例如说明示例性的测量范围46。如果冻干机产品传感器1在最小温度46和最大温度47之间的测量范围内被使用，则在该温度范围内谐振频率43从在最小温度46下的最大谐振频率48以连续的方式改变直至在最大温度47下的最小谐振频率49。谐振频率48，49由此限定该特定的传感器13的频带。因此，由标定函数45可以从相应的谐振频率分别求出对应的温度，所述相应的谐振频率基于通过过程控制装置2激励传感器13而产生。最大谐振频率48和最小谐振频率49可以例如处于32KHz至67KHz或者170KHz至250KHz的范围内。

[0096] 图6极其示意性地示出冻干设备50。冻干设备50具有(特别是自动的)输送区域和冻干机自身，在所述输送区域中干燥器皿通过输送装置、例如输送带、滑座等被输送到冻干机，所述干燥器皿中的一些干燥器皿配备有冻干机产品传感器1，在所述冻干机区域中进行冻干过程。在此，过程控制装置2不仅用于控制在输送区域中的运行而且用于控制冻干过程。

[0097] 图6示出了在输送区域中输送的干燥器皿的冻干机产品传感器1与过程控制装置2的相互作用。过程控制装置2具有中心控制单元51，RFID发射和/或接收单元52和传感器发射和/或接收单元53与所述中心控制单元连接。RFID发射和/或接收单元52布置在输送区域中，其中，冻干机产品传感器1以小的间距、特别是小于50cm、小于10cm、小于2cm或者甚至小于1cm的间距在RFID发射和/或接收单元52旁边被引导。反之，传感器发射和/或接收单元53布置在冻干机中、即同在所述冻干机的干燥室中。

[0098] 如果冻干机产品传感器1通过输送区域，则冻干机产品传感器1以小的间距在RFID发射和/或接收单元52旁边被引导。RFID发射和/或接收单元52在冻干机产品传感器1被引导经过时产生RFID天线输入信号33，所述RFID天线输入信号以在下文中还详细说明的方式实现从RFID单元14的存储器28中读取至少一个特性参数29以及通过RFID天线输出信号35实现将至少一个特性参数29传输到RFID发射和/或接收单元52，从而将至少一个特性参数29提供在控制单元51中。由此可以借助过程控制装置2准确地识别在RFID发射和/或接收单元52旁边被引导的冻干机产品传感器1，并且可能也可以传输特定的标定特性参数。接着过程控制装置2可能也实现将所述识别的冻干机产品传感器1分配给下述位置，接着之后在冻干机中将具有所述冻干机产品传感器1的干燥器皿布置在该位置上。在此，位置的分配能够仅仅以放置面的规定方式实现，具有所述冻干机产品传感器1的干燥器皿布置在该放置面上。然而也可能的是，可以附加地详细规定，带有冻干机产品传感器1的干燥容器布置在放置面上的哪个位置上。

[0099] 图7示出在冻干期间传感器发射和/或接收单元53之间的相互作用。传感器发射和/或接收单元53产生传感器天线输入信号36，所述传感器天线输入信号(以下文中还详细说明的方式)将传感器13的振荡回路激励至振动。基于由传感器13产生的传感器天线输出信号37和包含在其中的与温度相关的振荡回路谐振频率接着可以求出温度。

[0100] 图8示意性地示出用于运行冻干机产品传感器1的方法：

[0101] 在方法步骤60中将至少一个特性参数29写入冻干机产品传感器1的RFID单元14的存储器28。这可以在制造冻干机产品传感器1的情况中在工厂进行或者也可以在冻干设备的操作员处进行。

[0102] 在方法步骤61中接着使带有布置在其中的干燥物的干燥容器配备有冻干机产品传感器1。

[0103] 在方法步骤62中特别是通过过程控制装置2通过自动装载冻干机使干燥容器中的冻干机产品传感器1在RFID发射和/或接收单元52旁边被引导(参见图6)。在此，在方法步骤63中RFID发射和/或接收单元52产生RFID天线输入信号33，所述RFID天线输入信号通过冻干机产品传感器1的天线单元3接收，由此进行对RFID单元14的电功率供应。由此，使RFID单元14能够在方法步骤64中产生RFID天线输出信号35，所述RFID天线输出信号接着通过天线单元3传输到RFID发射和/或接收单元52。以这种方式使RFID发射和/或接收单元52和控制单元51获知，涉及哪个冻干机产品传感器1(基于借助RFID天线输出信号35传输的识别特性参数)和/或对应于特定的冻干机产品传感器1的标定特性参数(基于包含在RFID天线输出信号35中的标定系数、标定曲线、标定函数或者标定组合特性曲线)。

[0104] 在方法步骤65中将多个干燥器皿装入冻干机中。如果多个干燥器皿具有冻干机产品传感器1，则可以在实施方法步骤63、64的情况下使所述多个干燥器皿分别在方法步骤62中在RFID发射和/或接收单元52旁边被引导。在此，自动的过程控制装置和干燥器皿的传输装置将特定的识别的冻干机产品传感器1分配至对应干燥器皿在冻干机的干燥室中的放置位置。

[0105] 接着在冻干之前和/或期间通过冻干机产品传感器1检测温度。

[0106] 为此，在方法步骤66中这样选择或者评估传感器激励频率，以使得所述传感器激励频率尽可能准确地相应于传感器13的振荡回路的谐振频率。接着产生传感器天线输入信号36，在所述传感器天线输入信号中叠加有带有载波频率的载波信号和带有传感器激励频率的传感器激励信号。

[0107] 在方法步骤67中接着将传感器天线输入信号36从传感器发射和/或接收单元53传输到天线单元3。传感器天线输入信号36的载波频率这样选择，以使得在方法步骤68中借助分频器36将传感器天线输入信号36仅仅或者优先地输送到线路20。

[0108] 在方法步骤69中接着借助调制器30由传感器天线输入信号36产生传感器激励信号38，传感器13的振荡回路借助所述传感器激励信号被作用并且被激励至受迫振动。

[0109] 在方法步骤70中接着切断传感器天线输入信号36。这导致，传感器13的振荡回路可以振动衰减，从而在方法步骤71中传感器13产生传感器衰减信号39。

[0110] 在方法步骤72中借助解调器31将传感器衰减信号39转换成传感器天线输出信号37，其方式是，将传感器衰减信号39叠加在载波信号上。

[0111] 在方法步骤73中接着将传感器天线输出信号37从天线单元3传输到传感器发射和/或接收单元53。因为所述传感器衰减信号的频率包含在传感器天线输出信号37中，所以可以由过程控制装置2从所述传感器衰减信号的频率求出谐振频率并且由此求出温度。

[0112] 在冻干过程期间可以重复地、可能也以小的时间间隔和/或在冻干过程的确定的事件时进行温度的测量。

[0113] 优选地，传感器天线输入信号36和传感器天线输出信号37的载波频率为2.4GHz至2.5GHz，而传感器激励频率和由此传感器13的振荡回路的谐振频率也可以例如处于32KHz至67KHz或者170KHz至250KHz的范围内。高通滤波器24允许传感器天线输入信号36和传感器天线输出信号37通过，而低通滤波器25不允许所述信号通过。

[0114] 优选地，RFID天线输入信号33和RFID天线输出信号35具有868MHz或者915MHz的频率，其中，也可以从所述频率改变±5％或者±10％。

[0115] 方法步骤66中的传感器激励频率的选择具有特别意义。如果传感器激励频率选择为与传感器13的振荡回路的与温度相关的谐振频率偏差过大，则该振荡回路以小的振幅进行受迫振动，这导致传感器天线输出信号37不包含呈传感器衰减信号39形式的显著的信号。因此，可以通过传感器激励频率的改变这样进行探测，以使得谐振频率被“找到”，这可以识别出，即获得可能具有大于预给定的阀值的振幅的显著的传感器衰减信号39。如果一次就已经选择了准确的传感器激励频率，则可以由此出发在冻干过程期间“跟踪”温度变化过程。例如可能的是，传感器13的振荡回路的谐振频率以每绝对温标15赫兹改变，而振荡回路可能如此小地衰减，以使得为了导致具有足够的振幅的受迫振动而需要在±2至3Hz的谐振频率的周围范围内的激励。可能的是，为了选择传感器激励频率也从冻干过程推导出估计值或者经验值。

[0116] 另外，传感器天线输入信号36和传感器天线输出信号37中的载波频率的选择具有重要意义。因此，在此可能为了载波信号的通用的符合的频宽而提供载波频率跳频，以保证频带的均匀的负荷程度。

[0117] 替换地或者附加地也可能的是，改变载波频率，从而尽管过程条件改变仍然保证好的效率和好的信号强度。因此，例如由于温度引起的变形可以使传感器天线输入信号36和传感器天线输出信号37的传输路径改变，从而天线单元3和传感器发射和/或接收单元53之间最优的信号传输需要改变载波频率。在此可能的是，在过程控制装置2中存储有载波频率表，所述载波频率表已证明是特别有效的。则可以在各个存储在所表中的频率之间改变以查找导致最大信号强度的频率。可能的是，所述表也在一个唯一的冻干过程或者相继进行的冻干过程期间被调整，其中，与存储在表格中频率不同地在确定的时间点上通过采样保持单元或者通过查找策略也查找其他有利的频率。如果接着一个频率实际证明是有效的，则以新频率对已存储的频率的表进行补充或者对已存储的频率进行调换。

[0118] 力求的是，在冻干过程期间以传感器天线输入信号36和传感器天线输出信号37的尽可能小的功率施加给干燥容器中的干燥物。也可能的是，传感器发射和/或接收单元53的功率调节这样进行，以使得所述传感器发射和/或接收单元53仅产生传感器天线输入信号36，所述传感器天线输入信号保证传感器衰减信号39或者传感器天线输出信号37的足够的信号强度。

[0119] 可能的是，滤波器21，23有助于匹配天线单元3的阻抗。通过借助滤波器21，23提供的阻抗由此可以补偿支路20，22之间的馈电点阻抗差。

[0120] 如果在冻干机中在冻干期间使用多个冻干机产品传感器1a，1b，1c…，所述多个冻干机产品传感器(在传感器谐振频率的之前特定的频带内)具有用于传感器13a，13b…的谐振频率的不同的、不重叠的频带。根据相应的冻干机产品传感器1a，1b，1c…的识别可以对于相应的传感器13a，13b，13c在控制单元51中求出对应于特定的冻干机产品传感器1的频带，从而传感器发射和/或接收单元53接着可以为了检测不同的温度而产生在不同的频带中的连续的传感器激励信号并且接着可以将求出的谐振频率与冻干机产品传感器1a，1b，…对应并且由此也与冻干机中的干燥器皿的位置对应。然而也可能的是，冻干机产品传感器1的频带作为特性参数29存储在RFID单元14的存储器28中并且由RFID发射和/或接收单元52读取。

[0121] 优选地，传感器13具有至少一个从-60℃至+140℃的温度的测量范围，其中，精确度在此可以例如为±0.5K。RFID单元14可以具有至少56Bit的大小的存储器28。在该存储器28中可以存储编号、标定函数45的系数和质量指标，其中，所述数据也可以加密地存储。可能的是，RFID单元14的激励和读取在带有冻干机产品传感器1的干燥器皿的输送运动期间进行或者为了激励和读取而中断输送运动。

[0122] 优选地为此考虑的是，一方面传感器13的测量和另一方面RFID单元14的读取不相互影响。，RFID单元14和RFID发射和/或接收单元52之间的传输可以例如这样定向，以使所述传输不朝向冻干机的门的方向定向。例如也可能的是，冻干机的窗或者门配备有附件、具有低辐射通过性的层或者涂层，如同在欧洲专利申请EP 3 070 425 A1中公开的那样。

[0123] RFID发射和/或接收单元52可以设计为传统可购买的、根据EPCglobal v1.2.0标准的UHF RFID读/写装置。特别是可以使用RFID芯片“NXP Semiconductor SL3S1013FTB0”作为RFID单元14。

[0124] 对于本发明的一个特别的实施方式，同时读取RFID单元和传感器13，为此特别是这样选择合适的电路设计方案，以使得在不相互影响的情况下实现同时读取。

[0125] 天线单元3的有效长度设计成半个波长用于以传感器频率施加给传感器13。然而也可能的是，天线单元3的有效长度设计成四分之一波长。RFID单元14通过电路技术措施与天线单元3的产生的馈电点阻抗匹配。

[0126] 也可能的是，玻璃珠熔化到天线4的顶端11上。此外可能的是，使用者在操作区指明，识别的冻干机产品传感器1布置在冻干机中的哪个位置上。

[0127] 也可能的是，通过RFID发射和/或接收单元52不仅仅激励和读取RFID单元14。更准确地说，也可以通过RFID发射和/或接收单元52进行RFID单元14的写入。因此，也可以例如关于冻干机产品传感器1的多个使用周期在RFID单元14中存储了，冻干机产品传感器1已经经历了多少个传感器周期。随着达到预给定数量的允许的传感器周期则可以通过过程控制装置2通过相应的警告提示使用者，冻干机产品传感器1已经达到预给定的使用寿命并且需要更换。在此，一个周期相应地表示冻干机中的冻干机产品传感器1在冻干过程期间的一次使用，其中，在这个周期内完全可以进行多次温度测量。

[0128] 在附图说明中优选地涉及冻干机产品传感器作为冻干机温度传感器的设计方案，从而冻干机产品传感器的传感器检测作为产品参数的干燥物温度。然而本发明不局限于这个设计方案，更准确地说，可以借助根据本发明的冻干机产品传感器测量任意的产品参数(特别是也即压力和/或湿度)。如果产品参数不是温度，则特性参数29以相应的方式考虑测量信号与不设计为温度的产品参数的关系。

[0129] 为了传感器天线输入信号36的发射、RFID天线输入信号33的发射、传感器天线输出信号37的接收和RFID天线输出信号35的接收可以在冻干机及其过程控制装置2中使用同一个发射和/或接收装置或者为此使用不同的布置在相同的位置或者不同的位置上的发射和/或接收装置。例如可能的是，多个发射和/或接收装置与冻干机的不同的放置面相邻地布置，以便使至布置在所述放置面上的干燥器皿的天线单元3的传输路径保持为尽可能短的和/或可能避免多次弯曲的传输路径。

[0130] 附图标记列表

[0131] 1   冻干机产品传感器

[0132] 2   过程控制装置

[0133] 3   天线单元

[0134] 4   天线

[0135] 5   套筒

[0136] 6   底部

[0137] 7   天线直径

[0138] 8   天线长度

[0139] 9   套筒直径

[0140] 10  套筒长度

[0141] 11  天线顶端

[0142] 12  单元

[0143] 13  传感器

[0144] 14  RFID单元

[0145] 15  包封物

[0146] 16  高度

[0147] 17  高度延伸

[0148] 18  标记

[0149] 19  分支

[0150] 20  第一支路

[0151] 21  第一滤波器

[0152] 22  第二支路

[0153] 23  第二滤波器

[0154] 24  高通滤波器

[0155] 25  低通滤波器

[0156] 26  分频器

[0157] 27  石英

[0158] 28  存储器

[0159] 29  特性参数

[0160] 30  解调器

[0161] 31  调制器

[0162] 32  二极管

[0163] 33  RFID天线输入信号

[0164] 34  分支

[0165] 35  RFID天线输出信号

[0166] 36  传感器天线输入信号

[0167] 37  传感器天线输出信号

[0168] 38  传感器激励信号

[0169] 39  传感器衰减信号

[0170] 41  滤波特性曲线

[0171] 42  滤波特性曲线

[0172] 43  谐振频率

[0173] 44  温度

[0174] 45  标定函数

[0175] 46  最小温度

[0176] 47  最大温度

[0177] 48  最大谐振频率

[0178] 49  最小谐振频率

[0179] 50  冻干设备

[0180] 51  控制单元

[0181] 52  RFID发射和/或接收单元

[0182] 53  传感器发射和/或接收单元

[0183] 60  方法步骤：

[0184] 以至少一个参数写入RFID单元的存储器

[0185] 61  方法步骤：

[0186] 使干燥容器配备有冻干机产品传感器

[0187] 62  方法步骤：

[0188] 使冻干机产品传感器在RFID发射和/或接收单元旁边被引导

[0189] 63  方法步骤：

[0190] RFID发射和/或接收单元产生RFID天线输入信号

[0191] 64  方法步骤：

[0192] RFID单元产生RFID天线输出信号

[0193] 65  方法步骤：

[0194] 将干燥容器装入冻干机中

[0195] 66  方法步骤：

[0196] 选择合适的传感器激励频率并且产生传感器天线输入信号

[0197] 67  方法步骤：

[0198] 将传感器天线输入信号传输到天线单元

[0199] 68  方法步骤：

[0200] 将传感器天线输入信号36通过分频器输送到第一支路

[0201] 69  方法步骤：

[0202] 解调

[0203] 70  方法步骤：

[0204] 切断传感器天线输入信号

[0205] 71  方法步骤：

[0206] 产生传感器衰减信号39

[0207] 72  方法步骤：

[0208] 调制

[0209] 73  方法步骤：

[0210] 将传感器天线输出信号从天线单元传输到传感器发射和/或接收单元。