專利名稱：防竊啟貨箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于運輸貨箱(集裝箱)、箱子等的安全系統，并且更具體地說，本發明涉及如下安全系統其可以檢測這些貨箱表面的竊啟或者破壞，或者可以檢測來自貯存于這些貨箱內的材料的核輻射。
背景技術：
貨物通常裝在標準貨箱(集裝箱)中，例如用在卡車、火車、輪船和飛機上的貨箱中進行運輸。更小的貨物單元通常裝在紙板箱等中進行運輸。當這些貨箱和箱子在運送中，例如在遠海中時，通常難以或不可能充分地保護它們。另外，有些裝運發生在港口或鐵路安全可能不完善的國家。因此，這些貨箱和箱子常遭受小偷、走私犯、恐怖分子和其它匪徒的竊啟。例如，已破壞的貨箱可能被搶劫或者被暗中裝入違禁品，例如非法藥物、武器、炸藥、污染物或者大規模破壞性武器，例如帶來災難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惡國家或者恐怖組織裝入這種貨箱中進行運輸而不必破壞貨箱。
這些破壞和武器難以發現。每天運輸的貨箱和箱子的數量如此之大使得難以充分檢查每個貨箱和箱子。何況對貨箱外部的視覺檢查不可能發現破壞。運輸貨箱經常遭受起重機和其它重型設備的野蠻搬運。許多貨箱在正常交易過程中就已經遭受多次損壞，隨后進行修補以延長其使用壽命。因此，通過檢查，遭受暗中破壞和修補的貨箱很可能不會引起注意。并且，許多安全專家更喜歡在貨箱進入港口前檢測破壞的貨箱和放射性貨物，如此可能避免這些貨箱進入港口。不管貨箱有無物理破壞，目前的方法是將封印放在貨箱門的鎖閉機構上，該方法作用有限，這是因為恐怖分子可能已經將核武器或者放射性武器作為合法貨物裝入。例如，恐怖分子可能利用邪惡同伙盜取或者篡取存貨控制和貨物清單交付系統。無論采用何種方法僅僅破壞或者盜取交貨系統就可能帶來災難性的后果。
發明內容
本發明的實施例可以檢測運輸貨箱(集裝箱)或者箱子的內表面的破壞，或者可以檢測來自貨箱或者箱子內部或者附近的輻射源的輻射，然后可以啟動報警器或者通知中央監視位置，例如輪船的控制室或者港口通知系統。至少一個襯片(襯板)鋪襯在運輸貨箱或者箱子的至少一個內表面的至少一部分上，以至部分內表面的破壞也損壞襯片，或者來自輻射源，例如核武器或者放射性武器的輻射侵入襯片。也可以將這種襯片附著到其它邊界表面，例如柵欄或者建筑物圍墻，以檢測所述表面的破壞或者表面附近的輻射。襯片限定了延伸穿過片材的至少一部分的光學路徑。監視光學路徑以檢測光學路徑的光學特性的變化，例如連續性的損失或者降低，或者發現光信號特性的變化，例如頻率或者相位變化。如果貨箱、箱子內部或者其它受監視表面遭到破壞或者光學路徑被照射，那么光學路徑的一個或多個部分受到影響并且光學路徑被中斷或者被改變。例如，貨箱或者箱子的破壞可以中斷光學路徑。或者，輻射可以減弱或者改變光學路徑的光傳送性能。已檢測的光學路徑的變化可以用于啟動報警器，例如信號器，或者可以通過任何各種現有網絡，例如因特網和/或無線通信系統，將通知信號發送至監視站。另外，詳細的附帶信息可以提供關于破壞的特性、時間、位置、貨物清單等信息。
參考附圖閱讀下面對本發明實施例的詳細說明，本領域的技術人員將更好地理解本發明的這些和其它特征、優勢、特點和實施例，其中每個附圖標記的首位數字標識相應項目第一次出現的附圖的圖號并且，其中圖1是根據本發明一個實施例的襯片的透視圖，該襯片插入運輸貨箱內。
圖2是根據本發明一個實施例的監視系統的主要部件和可選部件的簡化示意圖；圖3是一個可以有利實施本發明實施例的情境的透視圖；圖4是根據本發明另一個實施例的連在一起的兩個襯片的透視圖；圖5是根據本發明另一個實施例的六片式鉸接襯片的透視圖；圖6是根據本發明另一個實施例的兩個模塊式襯板單元的透視圖；圖7是根據本發明另一個實施例的柔性可卷襯片的透視圖；圖8是可以有利實施本發明實施例的航空貨箱的透視圖；圖9是根據本發明另一個實施例的盒式襯板的透視圖；圖10是根據本發明一個實施例的剛性板件的分解圖；圖11是說明制作襯片，例如圖10所示襯片的過程的簡化流程圖；圖12是根據本發明一個實施例的襯片的織物實施例的透視圖；圖13是根據本發明一個實施例的襯片板件的透視圖，其中襯片板件在表面附著有光纖；圖14和圖15是根據本發明兩個實施例的襯片的平面圖，其中每個襯片具有不止一根光纖；圖16、圖17、圖18和圖19是根據本發明四個實施例的襯片的平面圖，其中每個襯片具有一根光纖；圖20是根據本發明一個實施例的襯片的透視圖，其中襯片具有不止一根光纖；圖21是根據本發明一個實施例、圖14所示襯片和關聯電路的簡化示意圖；圖22是根據本發明另一個實施例、圖14所示襯片和關聯電路的簡化示意圖；圖23是根據本發明一個實施例的貨箱監視方法的簡化流程圖；圖24和圖25是根據本發明其它實施例的監視系統的主要部件的簡化示意圖；圖26是根據本發明另一個實施例的一組襯片的分解透視圖；圖27是圖26所示襯片放平的平面圖；圖28是圖26所示襯片的一部分的俯視圖；圖29是圖28所示俯視圖的一部分的放大圖；圖30是圖29所示實施例的可選實施例圖；以及圖31是根據本發明另一個實施例的襯片的分解透視圖，其中襯片附著到柵欄上。
具體實施例方式
將如下專利文獻的內容在本文中引作參考2004年11月4日提交的名稱為“防竊啟貨箱”的美國專利申請No.10/981836、2004年5月3日提交的名稱為“防竊啟貨箱”的美國專利申請No.10/837883和2004年1月9日提交的名稱為“防竊啟貨箱”的美國臨時申請No.60/535449。
本發明提供了檢測多面型例如六面型或者其它類型的貨箱(集裝箱)或者箱子或者其它表面的竊啟(tempering)的方法和裝置，或者檢測貨箱、箱子或者表面的內部或者附近的輻射源的方法和裝置，以及制造所述裝置的方法。優選實施例檢測貨箱、箱子或者柵欄的受監視表面的破壞，或者檢測來自輻射源的輻射。襯片(襯板)鋪襯在貨箱、箱子或者柵欄的至少一部分內表面上，以至這部分貨箱內表面或者柵欄的破壞損壞襯片或者來自輻射源的輻射至少侵入一部分襯片。襯片形成延伸穿過至少一部分片材的光學路徑。例如，可以將光纖織入襯片內或者夾入襯片層之間。監視光學路徑以檢測光學路徑的光學特性的變化。例如，光源可以照亮光纖的一端，光檢測器可以用于檢測光纖另一端的光照(照明度)或者其中的變化。如果貨箱、箱子或者柵欄表面遭到破壞，那么光纖的一個或多個部分將被切斷或者以其它方式被損壞，并且光學路徑被切斷或者被改變。如果輻射，例如γ射線，照射所有或者部分光纖，那么光纖中被照射部分的傳送性能改變，并且光學路徑被改變。已檢測的光學路徑改變可以用于啟動報警器，例如信號器。另外，可以將信息，例如通過無線通信系統和/或因特網傳送到中央位置，例如輪船的控制室或者港口通知系統。在一些實施例中，可以檢測到光纖的小至單個刻痕、切口、擠壓、彎曲、壓縮、拉伸、扭曲或者其它損壞，因此檢測單根光纖的光傳送性能變化就可以保護整箱貨箱或者箱子。
本發明的實施例可以用在通常用于通過卡車、鐵路、輪船或者飛機運輸貨物的貨箱(集裝箱)內。圖1說明了插入一個所述貨箱(集裝箱)100內的本發明的實施例。在這個實例中，貨箱100是ISO標準集裝箱，但是可以使用其它類型的貨箱或者箱子。圖1所示的實施例包括剛性、半剛性或者柔性的板件102，該板件102具有適當的尺寸用于與貨箱100的內表面，例如內壁104的尺寸對應。板件102可以滑入貨箱100內并且可選地附著到內壁104上，例如通過板件上的金屬圈或者環狀物(未示出)和內壁上的鉤子、螺釘、螺栓、套索或者其它適當的緊固件(未示出)。其他連接機構，例如粘合劑或者搭扣帶系統(商業上可以以商品名稱Velcro獲得)也可以接受。采用這種方式，板件102以后可以從貨箱100移走。無論如何，可以將板件102可移除地附著到內壁104上或者可以永久性地或者半永久性地附著到內壁104上。可選地，可以將輔助板件(未示出)附著到其它內表面上，例如貨箱100的相對壁、頂板、底板、端部或者門。可以將所有這些板件連接到如下所述的檢測電路。作為替代，貨箱100可以由在那里預先安裝的整體板件制作。
如上所述，優選的是，板件102具有適當的尺寸用于與其所附著的表面對應。例如，ISO標準的20英尺集裝箱具有19.3英尺長、7.8英尺高的內壁。(所有尺寸都是近似的。)該集裝箱具有19.3英尺長×7.7英尺寬的底板和頂板以及7.7英尺寬×7.8英尺高的端部。除了每個最長的內部尺寸是39.4英尺之外，ISO標準的40英尺集裝箱具有類似的尺寸。可以獲得具有其它長度的ISO標準集裝箱，例如8英尺、10英尺、30英尺和45英尺。可以獲得具有幾個標準高度，包括4.25英尺和10英尺的集裝箱。當然，其它實施例可以使用其它尺寸的貨箱，包括非標準尺寸的貨箱。優選的是，板件102略小于其所附著的表面以便于安裝和移走板件。
板件102包括延伸穿過板件某一區域的光纖106。可以以108所示的規則間距像蛇形或者光柵形將所述光纖106定位。可以為所述定位選擇“節距”，使得光纖106的相鄰部分之間的間距108小于可能危及貨箱安全的破壞的尺寸。作為替代，光纖106可以根據另一樣式或者隨意地沿板件102分布，分布實例如下所述。在另一個實施例中，可以除去板件102，光纖可以永久性地或者可移除地直接附著到貨箱100的內表面。例如，可以用膠帶將光纖附著到內表面。光纖可以嵌入膠帶內并且以卷分配，或者在安裝光纖前光纖和膠帶可以是分開的。在其它實施例中，貨箱100采用附著到其內表面或者夾入這些表面內的光纖來制作。
優選的是，將光連接器110和112光學附著于光纖106的端部。所述光連接器110和112可以用于將板件102連接到其它板件(如上所述并且如下面更詳細的描述)或者連接到能夠檢測光纖的光學特性變化的電路上。可以將光連接器110和112直接連接到其它板件或者檢測電路上的類似光連接器上。作為替代，光纖“延長纜線”可以用在該板件和其它板件或者檢測電路之間。
如上所述，檢測電路構成為檢測光纖106的光學特性的變化。如圖2所示，光纖106的一端與可見光或者不可見光光源200光學連接(例如通過光連接器110)。光纖106的另一端與光檢測器202連接。光源200和光檢測器202與檢測電路204連接，該檢測電路構成為檢測光纖106的光學特性的變化。例如，如果光源200連續照亮光纖106，并且因為貨箱100的破壞該光纖被切斷或者以其它的方式被損壞，那么光檢測器202不再能檢測到光照(照明度)，并且檢測電路204可以啟動報警器。與此相似，檢測電路204可以檢測光纖106因為被照射而導致的該光纖的光傳送性能減弱或者完全消失，例如被來自貯存于光纖內部或者附近的放射性武器的γ射線的照射。因此，如果光學特性以預定的量改變，那么檢測電路204可以啟動報警器。光學特性的變化非限制性地包括光纖摻雜物的強度、頻率、相位、色調以及被照射光纖的自退火特性。
光學特性的變化不必是徹底的變化。例如，在運送中，因為貨物在貨箱100內移動位置，一些貨物可能部分地擠壓、壓縮、扭曲、拉伸或者拉緊板件102，因此光纖106的光傳送能力減弱但是不減至零。為了適應這種情況而不發出錯誤的警報，如果所檢測的光量下降至小于，例如系統最初激活時所檢測光量的30％，那么檢測電路204可以啟動報警器。可選地，如果系統檢測到光傳送的減小量未超過這個閾值，系統可以發送信號以表明這種減小并且警告貨物可能移動或者板件的某些環境出現惡化，該信號與貨箱100遭到破壞時的信號相反。
如上所述，根據本發明的系統可以用于檢測來自于貨箱內部或者附近的輻射源的輻射。在這種系統中，光纖的光學特性因為入射在光纖上的輻射而改變，并且檢測這一改變的光學特性。例如，如果光纖暴露于核輻射，因為光纖暗化，光纖的光傳送性能將隨時間減弱。輻射可以是各種類型，包括α輻射、β輻射、中子射線、γ射線或者某些其它類型的電磁輻射。
如果光纖暴露于電離輻射，例如核輻射，光纖的光傳送性能會減弱。輻射誘發吸收(RIA)在光纖內引起電離和產生色心，因此減弱光纖的光傳送性能。所述“輻射誘發暗化”(其削弱光信號)隨時間而累積，導致時間積分效應。因此，經過多天橫渡大西洋的旅程即使是小輻射劑量率也將導致光纖傳送性能的可檢測的減弱。如果再利用由于輻射而部分暗化的光纖，當將包含該光纖的板件密封在隨后的貨箱內時，檢測電路204可以根據光纖的過去-目前的傳送性能對自身進行校準。檢測電路204測量光纖傳送的光量，并且如果檢測器檢測到傳送的光進一步衰減，該檢測器將啟動報警器。作為替代，可以廢棄輻射暗化的光纖。
不是必須測量輻射程度。實際上，可以僅僅檢測是否存在超出某一閾值的輻射以表明存在放射性的或者其它射線發射性的材料或者裝置。因此，根據本發明的系統可以提供存在放射的二進制(YES/NO)表示。可選地，光纖的暗化量或者暗化率可以用于評估輻射源的強度或者輻射源與板件的距離。對多個貨箱進行的這種測量可以用于在許多貨箱中評估裝有輻射源的貨箱的位置。例如，如果多個系統(其大致沿一條線排列)檢測到輻射的程度越來越高，那么輻射源可能沿著該線位于輻射程度變高的方向上。如果兩條或者多條這樣的線(大致)相交，那么輻射源可能位于交點上。
襯入典型的ISO集裝箱的板件可以包括多達4千米或者更多的光纖。因為光沿每個光學路徑的全長行進，所以所述光的衰減與組成光學路徑的所有暗化部分光纖的長度之和成正比。因此，即使沿部分或者全部光纖的少量輻射誘發暗化也“累計”為光纖傳送性能的可檢測的變化。并且，即使輻射源被部分屏蔽以至只有部分板件被照射，所述系統仍然可以檢測輻射源，因為光纖的哪些部分被照射變得無關緊要了。
有些光纖對輻射誘發吸收比其它光纖更敏感。光纖制造商和其他人已經努力開發對輻射誘發吸收不敏感的光纖，例如用于外太空、核反應堆和粒子加速器。這些制造商和其他人已經公布了關于比較各種光纖對輻射誘發吸收的敏感性的信息以及制造對RIA不敏感的光纖的方法。然而，這些出版物的內容與本發明的不同之處在于根據本發明的系統優選地使用對RIA更敏感的光纖。
各種方法可以用于增強光纖對輻射誘發吸收的敏感性。
由光纖傳送的光信號經歷的輻射誘發衰減量取決于信號的波長、光纖的類型(單波形、多波形、偏振保持等)、制造商、型號和其它因素。優選的是，將光源200(圖2)的波長選擇為使光纖對輻射誘發暗化的敏感性最大化。有些光纖具有兩個相對最大的衰減峰值，例如在大約472nm和大約502nm。其它光纖具有不止兩個相對最大的衰減峰值，例如在大約470nm、大約502nm、大約540nm和大約600nm。多數光纖在可用光譜上的短波長比長波長表現出更大的衰減，因此更短的光波長作為優選。例如，如果采用單波長的光源，則可以使用任何波長(長至大約1625nm或者更長)，然而更短的波長作為優選。可接受的波長的實例包括大約980nm、大約830nm、大約600nm、大約540nm、大約502nm和大約472nm，雖然其它相對短的波長可以接受。
也可以選擇其它因素，例如制造商和型號，用于使光纖對輻射誘發暗化的敏感性最大化。例如，可以利用康寧(Corning)公司零件號碼為SMF-28獲得的光纖表現出可接受的輻射誘發暗化特性。單波形、多波形、偏振保持和其它類型的光纖可以接受。
作為替代，如圖24所示，穿過光纖的短波長和長波長的光成分的衰減差可以用于觸發檢測電路204b。如果采用多波長光源200c(例如白熾燈)，到達光纖106遠端的光2400被分光器2402分離。一部分分離的光束穿過使短波長光透過的第一濾光器2404，所述短波長光隨后被光傳感器202c檢測。另一部分分離的光束穿過使長波長光透過的第二濾光器2406，所述長波長光隨后被第二光傳感器202d檢測。例如，第一濾光器可以使波長小于約980nm的光透過，第二濾光器可以使波長大于約980nm的光透過。兩個光傳感器202c和202d的輸出通過差分放大器2410產生差分信號2408。如果光纖106被輻射暗化，該暗化對短波長的影響大于對長波長的影響，因此從第一(短波長)光傳感器202c輸出的信號將小于從第二(長波長)光傳感器202d輸出的信號，并且來自光傳感器的信號之間的差值將被差分放大器2410檢測。就在密封貨箱之前和之后，信號之間的差值被記錄和存儲，例如在檢測電路204b的存儲器(未示出)內。隨后，如果信號之間的差值增大，例如所述差值達到預定的閾值，將啟動報警器。
當然，差分放大器2410可以由比較來自光傳感器202c和202d的信號或者計算所述信號之間差值的任何電路或者軟件替代。例如，可以將兩個數模轉換器(DAC)分別連接到光傳感器202c和202d上，并且可以對所述DAC的輸出進行數字比較或者其中一個輸出可以與另一個輸出進行數字相減，差值可以與閾值進行比較。
作為替代，如圖25所示，可以省略其中一個濾光器。在這種情況下，如上所述，濾光器2404使短波長光透過，該短波長光被光傳感器202c檢測以產生短波長信號S。另一光傳感器202e未經過濾，因此既檢測到短波長光又檢測到長波長光以產生短波長和長波長信號(S+L)。第一差分放大器2500產生差分信號(S+L))-S＝L，該信號表示出現在光纖106中的長波長光量。第二差分放大器2410如上所述工作以產生某一信號，該信號表示出現在光纖106中的短波長和長波長光量之間的差異。
熱退火可以釋放截留在光纖中的電荷，因此至少部分消除了輻射誘發吸收的影響。然而，所述熱退火不能在低溫出現，例如涼爽的氣候下遠洋航線過程中可能遇到的低溫。為了降低貨箱的溫度，并因此減少光纖的熱退火，可以將貨箱裝在輪船貨艙的下面或者其它貨箱的下面以減少或者消除陽光對貨箱的照射。貨箱的平均溫度優選地保持在小于或者等于約25℃。
有些公布的信息建議采用輻射誘發衰減來測量基于光纖的放射量測定器中的輻射，然而這些系統依賴熱退火，所述熱退火可以使光纖在受到照射后迅速恢復并且用于隨后的測量。因此，這些出版物建議選擇或者制作表現出良好恢復特性的光纖。這些出版物的內容與本發明的不同之處在于根據本發明的系統優選地使用具有不良恢復特性的光纖和/或控制光纖以至減少或者避免恢復。
光纖的輻射敏感性很大程度上取決于制造光纖中使用的摻雜物。典型的摻雜物包括鉺、鐿、鋁、磷和鍺。增大光纖的纖芯折射率的摻雜物，例如磷，在增強光纖的輻射敏感性方面尤其有影響。輻射敏感性隨鉺的比例增強。另外，在摻雜了鉺的纖芯中的更大的鋁含量將增強光纖對輻射誘發影響的敏感性。例如，摻雜有大約0.18mol％的鐿(Yb)、大約4.2mol％的三氧化二鋁(Al2O3)和大約0.9mol％的五氧化二磷(P2O5)的光纖表現的衰減比摻雜有幾乎同樣比例的Yb和P2O5但是僅僅大約1.0mol％的Al2O3的光纖大一個數量級。
鑭也可以用作摻雜物。例如，摻雜有大約2.0mol％的鑭(La)和大約6.0mol％的Al2O3的光纖比摻雜了Yb和摻雜了鉺(Er)的光纖對輻射誘發影響更敏感。優選的是，光纖包括一種或者多種上述摻雜物以增強或者最大限度地增加光纖對輻射的敏感性。
摻雜了鐿的光纖和摻雜了鍺的光纖可以使輻射誘發吸收“飽和”。當飽和時，退火影響和輻射誘發陷阱電荷平衡，以至即使增大總的輻射劑量(以常劑量率)，輻射誘發衰減達到定值。因為在檢測電路204啟動報警器前光學特性必須以預定量改變，所以該預定量應該考慮所述飽和。因此，優選的是，檢測電路204在光纖飽和前啟動報警器。
氟和硼有時用于降低光纖覆層的折射率。當采用氟作為纖芯的摻雜物時，氟增大輻射抵抗性，因此，優選的是纖芯中沒有或者僅有最少量的氟。
在美國每年測量有約300毫雷姆的自然出現的背景電離輻射可以長期影響光纖的傳送性能。因為這種背景輻射的作用檢測電路204可以解決光纖傳送性能的緩慢退化問題，因此檢測電路不發出錯誤警報。
γ射線容易穿透運輸貨箱的金屬壁。因此，設置在一個貨箱內的系統可以檢測來自該貨箱內輻射源的輻射和來自鄰近貨箱內輻射源的輻射，即使鄰近貨箱沒有配置自身的輻射檢測系統。在運送中，如圖3所示，貨箱通常并排擺放和上下堆疊。因此，來自一個貨箱的γ射線可能被相鄰貨箱內的系統檢測。輻射被檢測的相鄰貨箱的數量和位置取決于幾個因素，包括輻射源的強度、其它貨箱的居間金屬壁的數量和厚度以及輻射侵入光纖的時間-積分期。即使裝有輻射源的貨箱沒有配置輻射檢測系統，有輻射檢測系統的貨箱的位置和擺放方式(并且可選地，由各自的系統檢測到的輻射量)可以用于識別發射射線的貨箱的位置。
返回圖2，可以通過蓄電池、燃料電池、熱電偶、發電機或者其它合適的電源(未示出)為檢測電路204和位于貨箱100內的竊啟檢測系統的其它部件提供能量。優選的是，電源設置在貨箱的防護部分內，因此電源受到竊啟檢測系統的保護。減弱的光信號可以對即將出現的電源失效或者摧毀竊啟檢測系統的嘗試(企圖)進行預警。如果能量消失，將發出適當的失效/安全警報信號。
作為替代，檢測電路204可以控制光源200為光纖106提供調制照明或者斷續照明，例如脈沖照明，而非連續照亮光纖106。在這種情況下，如果光檢測器202不再能檢測到具有相應調制或者斷續特性的光照(照明度)，或者如果光檢測器檢測到光具有不同的調制或者不同的斷續特性，那么檢測電路204可以啟動報警器。這種非連續照明可以用于阻止犯罪者企圖通過偽造的光源照亮光纖而摧毀竊啟檢測系統。
可以將檢測電路204與位于貨箱100的內部、外部或者其它地方的報警器206連接。例如，報警器206可以是光、喇叭、信號器、顯示板、計算機或者其它指示器或者通過網絡，例如因特網發送的信號。可選地，可以將檢測電路204連接到全球定位系統(GPS)208或者其它定位系統。如果如此連接，當檢測電路周期性地檢測到破壞或者輻射時，檢測電路204可以確定和存儲地理位置信息，并且作為選擇可以確定和存儲時間信息。檢測電路204可以包括用于存儲這些信息的存儲器(未示出)。檢測電路204也可以包括接口209，例如鍵盤、身份標記閱讀器、條形碼掃描器或者與運輸公司的操作電腦的有線或者無線鏈接，通過所述接口可以輸入關于貨箱100的貨物信息。例如，所述信息可以包括當裝貨或者卸貨后貨箱100的貨物日志和貨箱的位置。所述信息也可以包括有機會(有權)進入貨箱100內部的人員的身份。如下所述，這些信息可以存儲在存儲器中和提供給其它系統。
作為選擇或者附加，可以將檢測電路204與發射器210連接，如果檢測電路檢測到光纖106的光學特性發生變化，該發射器將發送信號給接收器212。天線，例如安裝在貨箱100外部的扁繞線圈天線114(圖1)，可以用于傳播通過發射器210發送的信號。接收器212可以位于中央位置或者其它位置。在圖3所示的實施例中，貨箱100位于船300上，接收器212位于輪船的控制室302內。返回圖2，可以將接收器212與報警器214連接(如上所述)，該報警器位于中央位置，例如輪船的控制室302或者其它地方。
有些輪船配置有自動無線港口通知系統，例如自動識別系統(AIS)，當輪船靠近港口時所述系統通知該港口。這種系統通常包括位于船上的港口通知系統發射器216和通常位于港口的接收器218。本發明可以實現這種港口通知系統或者其修改形式，以使港口員工警惕破壞的貨箱或者在內部或附近已檢測到輻射的貨箱，并且可選地注意關于貨箱的有關信息，例如貨箱的貨物、先前的位置、裝貨/卸貨次數等等。接收器212可以存儲其接收的來自發射器210的信息，即關于任何貨箱在運送中遭到破壞或者在貨箱內部檢測到輻射的信息。例如，所述信息可以包括貨箱的特性、出現破壞或者檢測到輻射的時間和位置等。可以將接收器212與港口通知發射器216連接，這樣該接收器可以將所述信息在適當的時間轉送到港口或者實時轉送到恐怖活動監視系統。其它通信系統，例如衛星通信系統或者因特網，可以用于實時地或者以批處理方式將所述信息轉送到其它中央位置，例如運輸公司的控制中心。
作為替代或者附加，發射器210可以直接與遠距離中央位置通信，例如港口或者運輸公司的控制中心。在這種情況下，可以使用遠程通信系統，例如基于衛星的通信系統。在另一個實例中，在地面或者在蜂窩通信塔范圍以內運輸貨箱時，可以使用蜂窩通信系統。在檢測電路204的控制下，發射器210可以將信息，例如貨箱的特性以及檢測到破壞或者輻射的時間和位置，發送至中央位置。可選地，即使沒有檢測到破壞或者輻射，發射器210也可以發送信息。例如，檢測電路204可以測試和監視竊啟檢測系統的運行狀態。例如，這些類似于“心跳”形式的信息可以顯示竊啟檢測系統的位置和狀態(例如其蓄電池的情況或者備用電源的狀態，例如燃料電池的剩余壽命)或者貨箱的位置。如果正確地接收這些周期性信息，可以證實貨箱外部的部件，例如天線114還未失效。
如上所述，并且如圖4所示，可以將幾個襯片(襯板，它們的例子如400和402所示)連接到一起以監視貨箱的幾個內表面或者監視單個面的大區域。優選的是，這些襯片400-402包括光連接器404、406、408和410。可以將由襯片400-402確定的光學路徑，例如412和414所示的光學路徑，通過光連接器404-410連接到一起以及連接到檢測電路204和該檢測電路的相關部件(全部顯示于殼416內)上。根據需要，可以使用光纖“延長纜線”418和420。如果將光學路徑412-414串聯到一起，任一襯片400或者402的破壞都將啟動報警器。
輸入光的強度和檢測器的敏感性可以為如下情況，即不必沿光學路徑使用放大器和轉發器來簡單地確定貨箱有/無(yes/no)破壞。作為替代，每個板件或者板件組可以具有各自的光學路徑和關聯的光源和檢測器，以至貨箱板件的光學路徑的破壞可以由貨箱的某個板件或者某個面識別。
在圖5所示的另一個實施例中，單個襯片500可以包括幾個鉸接板件502、504、506、508、510和512。可以沿著鉸鏈514、516、518、520和522(如箭頭524、526、528和530所示)折疊板件502-512以形成用于貨箱的三維襯板。一旦折疊，襯片(襯板)500可以但非必須自支撐，并且因此不是必須將其附著于貨箱的內表面。例如，通過安裝于板件各自邊附近的緊固件(未示出)，鉸接板件512(它對應于貨箱的側面)可以附著于鉸接板件508(它對應于貨箱的頂板)上。與此相似，鉸接板件502和510(它們對應于貨箱的端部)可以附著于鉸接板件506、508和512上。
優選的是，每個鉸接板件502-512根據貨箱內表面的尺寸制作，雖然這些板件可以是其它尺寸。使用前或者使用后，可以將襯片500展開和扁平貯存。可選地，可以將襯片500沿輔助鉸鏈(例如虛線532、534和536所示的鉸鏈)折疊而貯存。這些輔助鉸鏈確定鉸接子板件。
如圖所示，鉸接板件502-512中的光纖(例如538、540和542所示的光纖)可以通過光跳線(例如544和546所示的跳線)串聯到一起。單組光連接器548可以用于將襯片500連接到檢測電路或者其它板件。作為替代，可以將輔助光連接器(未示出)與一組或者多組光纖連接。襯片500具有六個板件502-512以監視矩形貨箱的六個內表面。其它數量和形狀的板件也可以接受，取決于貨箱的內部幾何形狀、受監視的表面數量和受監視的這些表面的部分。當然，可以監視比貨箱所有內表面更少的面或者比任何特定表面的整個區域更小的區域。
如上所述，可以獲得各種長度的ISO標準貨箱。這些長度中有許多是10英尺或者20英尺的倍數。為了避免儲備用于這些貨箱長度中的每種長度的襯片，如圖6所示的可選實施例提供了模塊式襯板單元，例如600和602所示的襯板單元。模塊式襯板單元600-602可以包括四個(或者另一數量)如上所述的鉸接板件。優選的是，每個模塊式襯板單元600-602具有與典型貨箱的尺寸一致的寬度604和高度606。選擇模塊式單元的長度608以至首尾相連放置的整數個模塊式單元可以襯入任意多個不同尺寸的貨箱。例如，長度可以是9.8英尺或者19.8英尺。所述模塊式單元比單個襯片(如圖5所示)更容易安裝，因為模塊式單元比單個襯片更小。
每個模塊式襯板單元600-602優選地包括兩組光連接器610和612，通過這兩組光連接器可以將模塊式襯板單元連接到其它模塊式單元或者檢測電路。通過將“回送”光跳線614連接到末尾的模塊式單元602的光連接器612上而完成光學路徑。
如上面關于圖4所述，可以將幾個襯片連接到一起以監視幾個表面或者監視大區域。另一個這種實施例如圖26所示。在該實施例中，將三個襯片互連以監視貨箱的六個內表面。一個襯片(襯板)2600沿兩條線2602和2604折疊以形成U形結構，該結構鋪襯在貨箱的頂側面、后側面和底側面。另一個襯片(襯板)2606鋪襯在貨箱的右側面。將第三個襯片(襯板)2608沿線2610折疊以形成L形結構，該結構鋪襯在貨箱的左側面和前側面。
第一和第二襯片2600和2606中的光纖(未示出)通過光連接器2612和2614互連。與此相似，第一和第三襯片2600和2608中的光纖通過光連接器2616和2618互連。如果必要，可以使用光“延長纜線”(未示出)。
沿線2610的折疊形成鉸鏈，因此第三襯片2608的前部可以繞鉸鏈轉動，如箭頭2620所示。因此第三襯片2608的前部充當門。把門打開以將貨物裝入貨箱或者將貨物從貨箱中卸走。一旦完成裝貨或者卸貨，并且第三襯片2608的前部關閉，則貨箱的門也可以關閉了。
在圖27中，第一襯片2600、第二襯片2606和第三襯片2608顯示為展開，即展平的狀態。光纖以虛線2716、2718和2720表示。可以根據襯片在其中使用的貨箱的尺寸來選擇襯片2600、2606和2608的尺寸。例如，如果襯片用在10英尺長×10英尺寬×10英尺高的貨箱中，那么該襯片的每個尺寸大約為10英尺或者略小于10英尺以適應將襯片安裝在貨箱中。例如，根據貨箱的寬度，尺寸2700和2702均略小于10英尺；根據貨箱的高度，尺寸2704、2706和2708均略小于10英尺；以及根據貨箱的長度，尺寸2710、2712和2714均略小于10英尺。
如果將襯片2600、2606和2608用在長度為20英尺或者40英尺的貨箱中，尺寸2710、2712和2714相應增加。與此相似，如果將襯片用在較短、較高、較寬或者較窄的貨箱中，相應對適當的尺寸進行調整。
返回圖26，上面關于圖2所述的檢測電路204密封在附著于右側襯片2606上角附近的外殼2622中。第二外殼2624安裝在襯片2608前部(也就是說門)的上角附近。圖28是右側襯片2606、襯片2608的前部以及安裝在2606上的外殼2622和安裝在2608前部的外殼2624的俯視圖。圖29是圖28的2800部分的放大圖。光檢測器202與右側襯片2606內的光纖2718連接。外殼2622內的光源200與襯片2608前部的光纖2720的端部光學連接。
當襯片2608的前部(也就是說門)關閉時，附著在其上的外殼2624將襯片2608前部的光纖2720與附著于右側襯片2606的外殼2622內的光源200對準，從而將光源200與光纖2720進行光學連接。從外殼2624凸出的對準銷2904與另一外殼2622內的凹處2906配合以便于將光源200與光纖2720對準。作為替代，外殼2624可以成錐形并且構成為與另一外殼2622內的錐形凹處配合，而不包括對準銷2904。
當然，可以將光源200和光檢測器202的功能互換。也就是說，可以將光源與右側襯片2606內的光纖2718連接，可以將光檢測器與襯片2608前部的光纖2720連接。也可能存在其它配置，這對于本領域的普通技術人員來說將是顯而易見的。
作為替代，可以對兩個外殼2622和2624內的電路進行電磁連接，而非進行光學連接。例如，如圖30所示，外殼2622包括線圈3000，當襯片2608的前部(也就是說門)關閉時該線圈與另一外殼2624內的第二線圈3002電磁連接。第一線圈3000配置有交流信號。因為兩線圈3000和3002接近，所以交流信號在連接到電路200a上的第二線圈3002內產生感應。電路200a把接收到的交流信號進行整流并且驅動與光纖2720連接的光源。
根據本發明的襯片或者板件可以以各種形式實現。例如，上面已經關于圖1和圖5說明了剛性、半剛性和柔性板件。板件可以采用各種材料制作，包括紙板、泡沫板、塑料、玻璃纖維或者復合材料或者編織或非編織的織物材料。光纖可以嵌在板件內或者放在板件表面，并且可以由保護涂層或者片材覆蓋。圖7說明了另一個實施例，其中襯片(襯板)700由柔性的可卷材料制成。可以在襯片700安裝于貨箱內之前將其展開，以后為了貯存重新將其卷起。可以根據上述剛性板件將這種柔性襯片進行附著和連接。
雖然至此已對本發明在ISO貨箱和其它類似的運輸貨箱(集裝箱)中的使用進行了說明，但是其它的實施例也可以用在其它類型的運輸貨箱(集裝箱)或者箱子中。例如，圖8說明了通常用在某些飛機上的LD3貨箱。可以根據本發明的實施例在LD3、中等尺寸的LD3、LD2、其它尺寸和形狀的飛機貨箱或者用于其它類型的運輸工具或飛機的貨箱中的使用來確定實施例的尺寸和形狀。
然而本發明的其它實施例可以用在運輸箱內，例如用于通過Parcel Post服務運輸貨物的運輸箱。例如，圖9說明了可以放在箱內的襯片(襯板)900。襯片900可以包括控制電路902，該控制電路包括檢測電路204(圖2)和上述的其它相關電路。這種襯片不是必須附著于箱子的內表面。襯片900可以僅僅放在箱子內。可選地，控制電路902可以包括數據記錄器以記錄例如檢測到破壞的時間和位置。控制單元902也可以包括發射器，通過發射器可以通知中央位置，例如運輸公司的控制中心，該控制單元的位置以及破壞和輻射狀態。
并且，如上所述，本發明的實施例不限于矩形貨箱，也不限于具有平面的貨箱。例如，可以使襯片折彎、彎曲、成形或者伸長以適應貨箱的表面，例如曲面。
如上所述，根據本發明的襯片可以以各種形式實現。圖10是板件1000的一個實施例的分解圖，該板件具有夾在兩層1004和1006之間的光纖1002。層1004或者1006的其中一層可以作為基板，其它層覆蓋在其上。凹槽，例如1008所示，形成于其中一層1006中，例如通過刻劃、切削、銑削、沖壓或者模制。可選地，相應凹槽1010形成于另一層1004中。將光纖1002插入凹槽1008(-1010)內，并且把兩層1004-1006連接在一起。作為替代，可以將光纖模制至板件內或者當兩層處于軟狀態時將光纖夾在兩層之間，例如在兩層完全硫化之前。可選地，其中一層的表面(例如表面1012)可以由比板件1000的其余部分更堅固的材料制成，或者該表面可以經過處理變得更堅固。用于表面的合適材料包括木頭、橡膠、氈和工業織物或者工業氈。當將板件1000安裝在貨箱內時，可以使該表面1012朝向貨箱內部。這種表面可以更好地抵抗裝貨和卸貨時來自貨物和設備的沖擊并且因此抵抗意外損壞。
圖11說明制作板件的過程，例如上述板件1000。在1100，在基板形成一個或多個凹槽。在1102，在覆蓋到基板上的層中形成一個或多個凹槽。在1104，將光纖插入其中一個凹槽。在1106，用另一層覆蓋基板。
至此，已經說明了具有光纖嵌入其內的板件。作為替代，如圖12所示，光纖1200可以織入編織或者非編織形成(例如旋轉紡織)織物1202內。另外，可以通過絨布、氈或者類似的材料編織或者紡織光纖。如上所述，并且如圖13所示，可以將光纖1300附著到柔性或者剛性板件1304的表面1302上。
如上所述，可以根據將要檢測的貨箱100內的最小破壞尺寸，選擇光纖106(圖1)的相鄰部分之間的節距或者間距108。在圖1所示的實施例中，間距108約等于光纖106中彎曲半徑116的兩倍。然而，許多光纖具有最小的許用彎曲半徑。如果這種光纖以小于該最小值的半徑彎曲，可能出現通過光纖的彎曲部分時光傳遞損失的現象。如圖14所示，為了避免在需要節距小于兩倍的最小彎曲半徑的地方出現這種損失，兩根或者多根光纖1400和1402可以相互交錯。在該實施例中，如果使用N根光纖并且每條光纖以其最小半徑彎曲，那么光纖之間的間距(例如1404)可以近似為單根光纖的最小間距的1/N。光纖可以近似平行，如圖14所示，或者可以不平行。例如，如圖15所示，可以將光纖1500和1502彼此成一定角度進行布置。作為替代(未示出)，可以使用一個在另一個上面的兩個襯片以使兩個襯片鋪襯在貨箱的單個面。這兩個襯片的光纖可以，例如，彼此以一定角度定向、彼此偏離或者為其它方式，以提供比單個襯片所能提供的更密的節距或者提供冗余保護，例如為特別敏感的貨物。
在圖16所示的另一個實施例中，單根光纖1600可以在光纖的端部構成為環狀，例如1602所示的環狀，每段環的彎曲角度大于180°，因此提供減小的間距。提供減小間距的單根光纖的其它構型見圖17、18和19所示。
如上所述，每個襯片內可以包含不止一根光纖。圖20顯示了含有兩根光纖2002和2004的襯片2000。如圖21所示，光纖2002、2004可以彼此串聯，并且可以將各個光纖連接到單個光源200和單個光檢測器202上。作為替代(未示出)，光纖2002、2004可以彼此并聯，并且可以將它們連接到單個光源和單個光檢測器上。
在圖22所示的可選實施例中，可以將每根光纖2002、2004連接到自身的光源200a和200b(分別地)以及自身的光檢測器202a和202b(分別地)上。在這種情況下，可以通過檢測電路204a對來自光纖2002、2004的信號進行串行或者并行處理。
光纖2002、2004的并聯或者對光纖信號的并行處理將容許光纖的少許破壞而不啟動報警器。這種破壞可能在預料之中，因為當貨箱被裝載和卸載時板件可能遭受野蠻處理。由幾個并行光纖傳遞的光量取決于保持完好的光纖的數量。一旦貨箱被裝載，系統可以自動檢測哪些光纖完好并且忽略被損壞的或者被切斷的光纖。作為替代，系統可以自動檢測所傳遞的光量并且把這個值作為參考值。隨后，在傳送中，如果所傳遞的光量降至參考值以下，系統可能發出存在破壞或者貨物移位的信號，如上所述。當然，不是所有的光纖必須同時使用。有些光纖可以留作備用，如果原來的光纖損壞了再使用備用光纖。
任何上述的襯片或者其變化形式可以用于監視貨箱。圖23說明監視貨箱的過程。在2300，用形成光學路徑的材料鋪襯在至少一個內表面或者內表面的部分上。在2302，照亮光學路徑的一端。在2304，監視光學路徑的另一端以發現光學路徑的光學特性的變化。
已經關于密閉(也就是說被完全包圍)貨箱，室等，對本發明進行了說明，然而實施例可以用于保護敞開區域，例如院子。例如，如圖31所示，襯片(襯板)3100可以附著到柵欄3102上，例如金屬防護網，以監視柵欄關于其破壞情況或者在柵欄附近的輻射。例如，可以通過任何適當的緊固件將關于圖7的上述柔性襯片附著到柵欄上。例如，襯片3100可以包括金屬圈，并且可以通過螺釘、絞合線等將該襯片與柵欄連接。作為替代，可以將一個或多個柔性、剛性或者半剛性板件附著到柵欄上并且將這些板件相互串聯，如上所述。附著到柵欄上的相對長的襯片對核輻射進行積聚，如上所述。因此，這種襯片對其附近相對低水平的輻射比較敏感。
在另一個可選應用中，可以利用細電線或者電路而不采用上述的光纖。例如，可以將細電線以z字形路徑布置在板件區或者織入織物以提供類似于上述光纖實施例的破壞檢測。電信號或者能源和電檢測器檢測導電路徑的破壞。
雖然關于優選實施例對本發明進行說明，但是本領域的技術人員將理解和認識到可以進行各種變化，同時這些變化仍然保持在如所附權利要求說明的本發明的主題和范圍內。例如，雖然關于用于運輸貨物的運輸貨箱對一些實施例進行了說明，但是也可以將這些貨箱用于在倉庫、院子等中以及在碼頭裝載和卸載貨箱期間貯存貨物。關于用在輪船等上的運輸貨箱對一些實施例進行了說明。也可以將這些和其它實施例用于運輸箱和其它類型的貨箱。本發明也可以用來檢測竊啟，或者闖入或逃離，建筑物的房間，例如辦公室、保險庫或者牢房。因此，在權利要求中的術語“貨箱”被廣泛地解釋為包括各種類型的運輸貨箱和箱子以及房間和敞開區域，例如由柵欄等包圍的院子。可以通過分立電路、集成電路和/或存儲于存儲器中的處理器執行軟件或者固件實現上述的功能，例如差分放大器、比較器、觸發器和報警器的功能。另外，已經對使用光纖制作的光學路徑進行了說明。然而，其它裝置可以用于制作光學路徑。例如，空管和鏡子或者多種技術的組合可以用于確定經過板件的光學路徑。
權利要求
1.一種用于具有一個或多個內表面的貨箱的竊啟檢測系統，包括至少一個第一襯片，其鋪襯在貨箱的至少一個內表面的至少一部分上，所述第一襯片具有一個區域并且限定了延伸穿過所述區域的至少一部分的光學路徑，貨箱內表面的至少一部分的破壞將導致光學路徑的光學特性發生變化。
2.根據權利要求1所述的竊啟檢測系統，還包括電路，其構成為檢測光學路徑的光學特性的變化。
3.根據權利要求2所述的竊啟檢測系統，還包括光源，其光學連接著光學路徑的一端；以及光檢測器，其光學連接著光學路徑的另一端，其中所述電路利用來自光檢測器的信號對光學路徑的光學特性的變化進行檢測。
4.根據權利要求3所述的竊啟檢測系統，還包括連接到所述電路的報警器，所述電路構成為如果其檢測到光學路徑的光學特性發生變化則啟動報警器。
5.根據權利要求4所述的竊啟檢測系統，其特征在于，光學路徑包括光纖。
6.根據權利要求5所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片構成為附著在貨箱的內表面的至少一部分上。
7.根據權利要求1所述的竊啟檢測系統，其特征在于，光學路徑包括光纖。
8.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，將光纖織入所述至少一個第一襯片。
9.根據權利要求8所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括氈。
10.根據權利要求8所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括半剛性板件。
11.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，光纖被模制在所述至少一個第一襯片內。
12.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，光纖夾在所述至少一個第一襯片的兩層之間。
13.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，光纖附著在所述至少一個第一襯片的表面上。
14.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，還包括光源，其光學連接著光纖的一端；光檢測器，其光學連接著光纖的另一端；以及電路，其連接著光檢測器，并且構成為如果光學路徑的光學特性發生變化則啟動。
15.根據權利要求14所述的竊啟檢測系統，還包括報警器，其連接著所述電路，并且構成為如果光學路徑的光學特性發生變化則被啟動。
16.根據權利要求14所述的竊啟檢測系統，還包括無線發射器，其連接著所述電路，并且構成為如果電路啟動則發送信號。
17.根據權利要求16所述的竊啟檢測系統，還包括無線接收器，其構成為接收信號；以及報警器，其連接著無線接收器，并且構成為如果光學路徑的光學特性發生變化則提供指示。
18.根據權利要求14所述的竊啟檢測系統，還包括位于船上的無線系統，所述無線系統構成為將船的靠近通知港口系統，還構成為如果光學路徑的光學特性發生變化則通知港口系統。
19.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括柔性的可卷材料，所述材料可在被附著到貨箱的至少一個內表面上之前被展開。
20.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括剛性板件。
21.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括多個鉸接板件。
22.根據權利要求21所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括四個鉸接板件。
23.根據權利要求21所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括六個鉸接板件。
24.根據權利要求21所述的竊啟檢測系統，其特征在于，每個鉸接板件的尺寸被設置成與貨箱的其中一個內表面對應。
25.根據權利要求24所述的竊啟檢測系統，其特征在于，貨箱是矩形運輸貨箱。
26.根據權利要求24所述的竊啟檢測系統，其特征在于，貨箱是飛機運輸貨箱。
27.根據權利要求24所述的竊啟檢測系統，其特征在于，貨箱包括至少一個曲面。
28.根據權利要求24所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括六個鉸接板件。
29.根據權利要求24所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括四個鉸接板件。
30.根據權利要求24所述的竊啟檢測系統，其特征在于，至少一個鉸接板件包括多個鉸接子板件。
31.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述至少一個第一襯片包括第一光連接器，其光學連接在光纖的一端。
32.根據權利要求31所述的竊啟檢測系統，還包括第二襯片，其鋪襯在貨箱的至少一個內表面的至少第二部分上，所述第二襯片具有第二區域并且包括延伸穿過第二區域的至少一部分的第二光纖，貨箱內表面的第二部分的破壞將導致第二光學路徑的光學特性發生變化；以及第二光連接器，其光學連接在第二光纖的一端；其中，第一襯片的光纖與第二襯片的第二光纖通過光連接器進行光學連接。
33.根據權利要求32所述的竊啟檢測系統，其特征在于，第二襯片包括多個鉸接板件。
34.根據權利要求33所述的竊啟檢測系統，其特征在于，第二襯片包括四個鉸接板件。
35.根據權利要求33所述的竊啟檢測系統，其特征在于，每個鉸接板件的尺寸被設置成與貨箱的其中一個內表面對應。
36.根據權利要求7所述的竊啟檢測系統，其特征在于，第一襯片包括第二光纖，所述第二光纖延伸穿過第一襯片的所述區域的至少一部分，并且所述第二光纖提供第二光學路徑。
37.根據權利要求36所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述兩根光纖被光學串聯在一起以形成延長光學路徑；并且所述竊啟檢測系統還包括光源，其光學連接著延長光學路徑的一端；光檢測器，其光學連接著延長光學路徑的另一端；以及電路，其連接著光檢測器，并且構成為如果任何一根光纖的光學路徑的光學特性發生變化則啟動報警器。
38.根據權利要求36所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述兩根光纖被光學并聯在一起；并且所述竊啟檢測系統還包括光檢測器電路，其連接著所述兩根光纖，并且構成為如果所述兩根光纖的光學特性都發生變化則啟動報警器。
39.一種制作竊啟檢測板件的方法，包括在基板的表面形成至少一個凹槽；以及將光纖插入所述至少一個凹槽。
40.根據權利要求39所述的方法，還包括將光纖固定在所述至少一個凹槽內。
41.根據權利要求39所述的方法，還包括用一個層覆蓋基板的表面。
42.根據權利要求41所述的方法，還包括在用所述層覆蓋基板的表面之前，在所述層的表面形成至少一個凹槽，這樣當用所述層覆蓋基板時，所述層的表面凹槽與至少一個基板表面凹槽對準，以將光纖限制在所述層和所述基板之間。
43.一種檢測貨箱的竊啟或者在貨箱中存在某種物質的方法，所述貨箱具有一個或多個內表面，所述方法包括將具有光纖的材料鋪襯在貨箱的至少一個內表面的至少一部分上，所述光纖延伸穿過所述材料的至少一部分；照亮光纖的一端；以及監視光纖另一端的光照。
44.根據權利要求43所述的方法，還包括檢測光纖另一端光照的中止；以及對所檢測到的光照的中止作出響應，啟動報警器。
45.一種檢測貨箱的竊啟或者在貨箱中存在某種物質的方法，所述貨箱具有一個或多個內表面，所述方法包括將確定光學路徑的材料鋪襯在貨箱的至少一個內表面的至少一部分上，所述光學路徑延伸穿過所述材料的至少一部分；以及監視光學路徑以檢測光學路徑的光學特性的變化。
46.根據權利要求45所述的方法，還包括對光學路徑的光學特性的變化作出響應，啟動報警器。
47.根據權利要求45所述的方法，還包括對光學路徑的光學特性的變化作出響應，發送無線信號。
48.一種運輸貨箱，包括至少一個壁，其占有一定區域并且限定了延伸穿過所述壁的所述區域的至少一部分的光學路徑，其中光學路徑具有一光學特性，并且，如果所述壁的一部分遭到破壞則光學特性發生變化。
49.根據權利要求48所述的運輸貨箱，還包括電路，所述電路構成為對光學路徑的光學特性的變化進行檢測。
50.根據權利要求49所述的運輸貨箱，還包括光源，其光學連接著光學路徑的一端；以及光檢測器，其光學連接著光學路徑的另一端，其中所述電路利用來自光檢測器的信號對光學路徑的光學特性的變化進行檢測。
51.根據權利要求50所述的運輸貨箱，還包括連接到所述電路的報警器，所述電路構成為如果其檢測到光學路徑的光學特性發生變化則啟動報警器。
52.根據權利要求51所述的運輸貨箱，其特征在于，光學路徑包括光纖。
53.根據權利要求52所述的運輸貨箱，其特征在于，光纖夾在所述壁的各層之間。
54.根據權利要求52所述的運輸貨箱，其特征在于，光纖附著在所述壁的表面上。
55.一種用于具有一個或多個內表面的貨箱的竊啟檢測系統，包括至少一個第一襯片，其鋪襯在貨箱的至少一個內表面的至少一部分上，所述第一襯片具有一個區域并且限定了延伸穿過所述區域的至少一部分的光學路徑，貨箱內表面的至少一部分的破壞導致光學路徑的光學特性發生變化；位置確定系統；以及電路，其與位置確定系統連接，并且構成為檢測光學路徑的光學特性的變化；并且，如果所述電路檢測到所述光學路徑的光學特性發生變化，則確定貨箱的位置。
56.根據權利要求55所述的竊啟檢測系統，還包括存儲器，所述電路還構成為如果其檢測到光學路徑的光學特性發生變化則將貨箱的位置信息存儲在存儲器內。
57.根據權利要求56所述的竊啟檢測系統，其特征在于，所述電路還構成為存儲電路檢測到光學路徑的光學特性發生變化時的時間。
58.根據權利要求55所述的竊啟檢測系統，還包括無線發射器，所述無線發射器與電路連接，并且構成為如果所述電路檢測到所述光學路徑的光學特性發生變化則發送貨箱的位置信息。
59.根據權利要求57所述的竊啟檢測系統，其特征在于，無線發射器還構成為發送電路檢測到光學路徑的光學特性發生變化時的時間信息。
60.根據權利要求55所述的竊啟檢測系統，還包括存儲器，所述電路還構成為在存儲器中存儲關于有機會進入貨箱內部的人員的信息。
61.根據權利要求60所述的竊啟檢測系統，還包括無線發射器，所述無線發射器與電路連接，并且構成為如果所述電路檢測到所述光學路徑的光學特性發生變化則發送關于有機會進入貨箱內部的人員的信息。
62.根據權利要求55所述的竊啟檢測系統，還包括存儲器，所述電路還構成為在存儲器中存儲貨箱的貨物日志。
63.根據權利要求62所述的竊啟檢測系統，還包括無線發射器，所述無線發射器與電路連接，并且構成為如果所述電路檢測到所述光學路徑的光學特性發生變化則發送關于有機會進入貨箱內部的人員的信息。
64.根據權利要求55所述的竊啟檢測系統，還包括存儲器，所述電路還構成為在至少一種預定狀態下將貨箱的位置信息存儲在存儲器中。
65.根據權利要求43所述的方法，還包括檢測光纖另一端的光照特性的變化。
66.根據權利要求65所述的方法，其特征在于，檢測光纖另一端的光照特性的變化包括檢測光照的減弱。
67.根據權利要求65所述的方法，還包括對檢測到的特性的變化作出響應，啟動報警器。
68.根據權利要求43所述的方法，其特征在于，光纖是如下光纖，即光纖的光學特性會受到侵入光纖的輻射的影響。
69.根據權利要求43所述的方法，其特征在于，光纖是如下光纖，即光纖的光學特性會受到侵入光纖的核輻射的影響。
70.根據權利要求43所述的方法，其特征在于，光纖是如下光纖，即光纖的光學特性會受到侵入光纖的γ射線的影響。
71.根據權利要求43所述的方法，其特征在于，光纖是如下光纖，即光纖的光傳遞能力會受到侵入光纖的核輻射的影響。
72.根據權利要求43所述的方法，其特征在于，光纖是如下光纖，即光纖的光傳遞能力會受到侵入光纖的γ射線的影響。
73.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，監視光學路徑包括對光學路徑的光傳遞能力的減弱進行監視。
74.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，光學路徑是如下光學路徑，即光學路徑的光學特性受到侵入光學路徑的輻射的影響。
75.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，光學路徑是如下光學路徑，即光學路徑的光學特性受到侵入光學路徑的核輻射的影響。
76.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，光學路徑是如下光學路徑，即光學路徑的光學特性受到侵入光學路徑的γ射線的影響。
77.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，光學路徑是如下光學路徑，即光學路徑的光傳遞能力的特性受到侵入光學路徑的核輻射的影響。
78.根據權利要求77所述的方法，其特征在于，監視光學路徑包括對光學路徑的光傳遞能力的減弱進行監視。
79.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，光學路徑是如下所述的光學路徑，即光學路徑的光傳遞能力的特性受到侵入光學路徑的γ射線的影響。
80.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，光學路徑包括光纖，光纖的光學特性會受到侵入光纖的核輻射的影響。
81.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，光學路徑包括光纖，光纖的光學特性會受到侵入光纖的γ射線的影響。
82.根據權利要求45所述的方法，其特征在于，光學路徑包括光纖，光學路徑的光學特性是指光纖的光傳遞能力，并且光纖的光傳遞能力會受到侵入光纖的γ射線的影響而減弱。
83.一種用于具有一個或多個內表面的貨箱的輻射檢測系統，包括至少一個襯片，其鋪襯在貨箱的至少一個內表面的至少一部分上，所述襯片具有一個區域并且具有延伸穿過所述區域的至少一部分的光纖，以至侵入光纖的核輻射導致光纖的光學特性發生變化。
84.根據權利要求83所述的輻射檢測系統，其特征在于，光學特性的變化是指光傳遞能力的減弱。
85.根據權利要求84所述的輻射檢測系統，其特征在于，核輻射包括γ射線。
86.根據權利要求84所述的輻射檢測系統，其特征在于，核輻射包括中子射線。
87.根據權利要求83所述的輻射檢測系統，其特征在于，核輻射包括γ射線。
88.根據權利要求83所述的輻射檢測系統，其特征在于，核輻射包括中子射線。
89.根據權利要求83所述的輻射檢測系統，還包括電路，其構成為檢測光纖的光學特性的變化。
90.根據權利要求84所述的輻射檢測系統，還包括光源，其光學連接著光纖的一端；以及光檢測器，其光學連接著光纖的另一端，其中所述電路利用來自光檢測器的信號對光纖的光學特性的變化進行檢測。
91.根據權利要求90所述的輻射檢測系統，還包括連接到所述電路的報警器，所述電路構成為如果其檢測到光學路徑的光學特性發生變化則啟動報警器。
92.一種輻射檢測系統，包括至少一個板件，其具有一個區域并且具有延伸穿過所述區域的至少一部分的光纖，侵入光纖的核輻射導致光纖的光傳遞能力減弱；光源，其光學連接著光纖的一端，并且構成為產生具有小于或者等于約980nm波長的光；光檢測器，其光學連接著光纖的另一端；以及電路，其連接著光檢測器，并且構成為對光纖的光傳遞能力的減弱進行檢測。
93.根據權利要求92所述的輻射檢測系統，其特征在于，光源構成為產生具有小于或者等于約600nm波長的光。
94.根據權利要求92所述的輻射檢測系統，其特征在于，光源構成為產生具有小于或者等于約540nm波長的光。
95.根據權利要求92所述的輻射檢測系統，其特征在于，光源構成為產生具有小于或者等于約502nm波長的光。
96.根據權利要求92所述的輻射檢測系統，其特征在于，光源構成為產生具有小于或者等于約472nm波長的光。
97.一種輻射檢測系統，包括至少一個板件，其具有一個區域并且具有延伸穿過所述區域的至少一部分的光纖，侵入光纖的核輻射導致光纖的光傳遞能力減弱；光源，其光學連接著光纖的第一端，并且構成為產生至少具有短波長成分和長波長成分的光；第一光檢測器，其光學連接著光纖的第二端，并且構成為接收其中一種波長成分而不接收另一種波長成分；第二光檢測器，其光學連接著光纖的第二端；差分電路，其與第一和第二光檢測器連接，并且構成為對所接收的短波長成分和長波長成分的強度之間的差異進行檢測。
98.根據權利要求97所述的輻射檢測系統，其特征在于，第二光檢測器構成為接收所述另一種波長成分而不接收由第一光檢測器所接收的波長成分。
99.一種輻射檢測系統，包括至少一個板件，其具有一個區域并且具有延伸穿過所述區域的至少一部分的光纖，侵入光纖的核輻射導致光纖的光傳遞能力減弱，其中光纖包括摻雜物，所述摻雜物增強光纖的敏感性以至在侵入光纖的核輻射的作用下減弱光纖的光傳遞能力；光源，其光學連接著光纖的一端；光檢測器，其光學連接著光纖的另一端；以及電路，其連接著光檢測器，并且構成為對光纖的光傳遞能力的減弱進行檢測。
100.根據權利要求99所述的輻射檢測系統，其特征在于，摻雜物是鉺、鐿、鋁、磷、鍺和鑭中的至少一種。
101.根據權利要求99所述的輻射檢測系統，其特征在于，光纖包括大約0.18mol％的Yb、大約4.2mol％的Al2O3和大約0.9mol％的P2O5。
102.根據權利要求99所述的輻射檢測系統，其特征在于，光纖包括大約2.0mol％的La和大約6.0mol％的Al2O3。
103.根據權利要求99所述的輻射檢測系統，其特征在于，光纖的纖芯中不包含氟。
104.一種輻射檢測系統，包括至少一個板件，其具有一個區域并且具有延伸穿過所述區域的至少一部分的光纖，侵入光纖的核輻射導致光纖的光傳遞能力減弱，其中光纖包括摻雜物，所述摻雜物增大光纖的纖芯的折射率；光源，其光學連接著光纖的一端；光檢測器，其光學連接著光纖的另一端；以及電路，其連接著光檢測器，并且構成為對光纖的光傳遞能力的減弱進行檢測。
105.根據權利要求104所述的輻射檢測系統，其特征在于，摻雜物是磷。
106.一種檢測核輻射的方法，包括將至少一根光纖布置在運輸貨箱附近；照亮光纖的一端；將光纖暴露于核輻射至少一天，因此光纖上的核輻射效應隨著時間進行積聚；以及監視光纖另一端的光照。107、根據權利要求15所述的方法，還包括對光纖的傳送性能減弱進行檢測。
108.根據權利要求16所述的方法，還包括對檢測到的光纖的傳送性能減弱作出響應，啟動報警器。
109.根據權利要求106所述的方法，其特征在于，將光纖暴露于核輻射包括將光纖暴露于來自運輸貨箱內部的核輻射。
110.根據權利要求107所述的方法，其特征在于，將光纖暴露于核輻射包括將光纖暴露于來自運輸貨箱外部的核輻射。
111.根據權利要求106所述的方法，其特征在于，布置光纖包括將至少1km的光纖布置在運輸貨箱附近。
112.根據權利要求106所述的方法，其特征在于，布置光纖包括將光纖布置在運輸貨箱內部。
113.一種檢測核輻射的方法，包括將光纖布置在多個運輸貨箱的每一個附近，并且將每根光纖與各自的運輸貨箱相關聯；照亮光纖的一端；監視光纖另一端的光照；對至少一部分光纖的傳送性能減弱進行檢測；識別分別與至少一些已經檢測到了傳送性能減弱的光纖相關聯的兩個或更多個運輸貨箱；利用已經識別的運輸貨箱的幾何放置信息對核輻射的位置進行識別。
114.一種竊啟檢測系統，包括第一矩形襯片，其具有第一區域并且限定了延伸穿過第一區域的至少一部分的光纖光學路徑，第一襯片包括兩個平行可折區，每個可折區橫向延伸穿過第一矩形襯片的短邊；第二襯片，其具有第二區域并且限定了延伸穿過第二區域的至少一部分的光纖光學路徑；第三矩形襯片，其具有第三區域并且限定了延伸穿過第三區域的至少一部分的光纖光學路徑，第三襯片包括平行可折區，所述可折區橫向延伸穿過第三矩形襯片的短邊，因此形成了第三襯片的鉸轉部分；將第一襯片的光纖光學路徑和第二襯片的光纖光學路徑互連的連接器；以及將第一襯片的光纖光學路徑和第三襯片的光纖光學路徑互連的連接器。
115.根據權利要求114所述的竊啟檢測系統，還包括電路，所述電路可以用于對第一、第二和第三光纖光學路徑中的至少一個光纖光學路徑的光學特性的變化進行檢測。
116.根據權利要求114所述的竊啟檢測系統，還包括光源，其與穿過第一、第二和第三襯片的光學路徑的一端光學連接；光檢測器，其與穿過第一、第二和第三襯片的光學路徑的另一端光學連接；以及電路，其與光源和光檢測器連接并且可以用于對第一、第二和第三光纖光學路徑中的至少一個光纖光學路徑的光學特性的變化進行檢測。
117.根據權利要求116所述的竊啟檢測系統，其特征在于，當第三襯片的鉸轉部分關閉時，光源和光學路徑端部之間的連接部在第二襯片和第三襯片之間延伸。
118.根據權利要求116所述的竊啟檢測系統，其特征在于，當第三襯片的鉸轉部分關閉時，光檢測器和光學路徑端部之間的連接部在第二襯片和第三襯片之間延伸。
119.根據權利要求116所述的竊啟檢測系統，其特征在于，當第三襯片的鉸轉部分關閉時，光源與所述電路電磁連接。
120.根據權利要求116所述的竊啟檢測系統，其特征在于，當第三襯片的鉸轉部分關閉時，光檢測器與所述電路電磁連接。
121.根據權利要求114所述的竊啟檢測系統，其特征在于，侵入第一、第二和第三襯片中的至少一個襯片的光纖光學路徑的核輻射導致光纖光學路徑的光學特性發生變化。
122.一種附著在柵欄上的竊啟檢測系統，包括至少一個襯片，其具有一個區域并且限定了延伸穿過所述區域的至少一部分的光纖光學路徑；用于將第一襯片附著到柵欄上的裝置；以及用于對光纖光學路徑的光學特性的變化進行檢測電路。
123.根據權利要求122所述的竊啟檢測系統，其特征在于，侵入光纖光學路徑的核輻射導致光纖光學路徑的光學特性發生變化。
全文摘要
一種片材包括光纖，所述光纖延伸穿過片材表面的至少一部分以檢測破壞或者核輻射。所述片材可以鋪襯在貨箱或者柵欄的至少一部分上。片材的破壞或者在片材內部或附近的輻射減弱光纖的光傳送性能。光纖在一定時間和/或在光纖的長度和體積質量上對輻射進行積聚，這使得光纖即使對小劑量的輻射也敏感。監視光纖以發現其傳送性能的變化。傳送性能的減弱，例如低于某一閾值，可以啟動報警器，例如信號器，或者當檢測到破壞或者輻射時可以將關于時間或者貨箱的貨物或者位置的信息發送至中央位置，例如輪船的控制室或者港口通知系統。
文檔編號G08B13/12GK1926414SQ200480042331
公開日2007年3月7日 申請日期2004年12月30日 優先權日2004年1月9日
發明者吉爾伯特·D·貝恩霍克 申請人:吉爾伯特·D·貝恩霍克