温度制御を備えた多モジュール秤量装置
【課題】個々の秤量モジュールの熱的安定性を確保し且つ独立した秤量モジュールの各々の測定結果の再現性又は反復精度を改良した多モジュール秤量装置の提供。
【解決手段】所定の空間配置で相互に堅牢に結合されており且つ相互に独立して作動可能である複数の秤量モジュール（２２）を受け入れるように機能する保持構造（２１）を有し、秤量モジュール（２２）の各々が、少なくとも１つの荷重受け部材（５）を含んでいる多モジュール秤量装置であり、前記秤量モジュール（２２）の各々に対して熱的に結合されている温度自動調節装置に結合されていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【解決手段】所定の空間配置で相互に堅牢に結合されており且つ相互に独立して作動可能である複数の秤量モジュール（２２）を受け入れるように機能する保持構造（２１）を有し、秤量モジュール（２２）の各々が、少なくとも１つの荷重受け部材（５）を含んでいる多モジュール秤量装置であり、前記秤量モジュール（２２）の各々に対して熱的に結合されている温度自動調節装置に結合されていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、秤量モジュールの温度を制御することができる、均一性の対象物を秤量するための複数の秤量モジュールを備えた秤量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多モジュール秤量装置の好ましい用途は、自動化された製造及び試験工場にある。モジュール型の設計の秤、所謂秤量モジュールは、それら自体が、特に、これらの工場における一体化に適している。基本的には、これらの秤量モジュールは、ディスプレイユニットが秤とは別に、例えば、複数のモジュールのための中央ディスプレイを備えた装置内に設けられている秤である。装置内に一体化されたこのタイプの秤量モジュールの適用領域は、小さく且つ比較的高価な部品の製造及び試験のための設備、例えば、製薬工業におけるタブレット、カプセル、バイアル等のための充填及び包装機械又はボールベアリングの点検のための設備である。同じ種類の対象物の秤量又はいわゆる回分秤量は、複数の材料の量が、点検、添加準備、充填等のような目的のために、コンパクトな空間内で個々に秤量されなければならないプロセスである。
【０００３】
同じ種類の対象物を秤量するために使用されるこの種の装置は、現在の技術状況において知られている。これらの装置は、主として、秤量モジュールの直線状の又は二次元の列として形成される。その他の構造は、直線配置の荷重受け装置の周囲の付随体のような二次元配列状態に秤量モジュールを配置するという概念に基づいており、これは、現存の搬送コンベア装置の給送部材間の距離に適合する必要があろう。
【０００４】
他の装置は、コンパクトな秤量モジュールを備えており、これらのモジュールは、相互間距離ができるだけ短く保たれる共有保持構造で相互に固定された間隔で配置されている。
【０００５】
電子秤又は秤量モジュールの秤量結果だけでなく再現精度もまた、秤量モジュールの温度によって影響を受ける。従って、再現可能な秤量のためには、多モジュール装置内に配置されている秤量モジュールの各々がほぼ均一な作動温度を有していることが有利である。
【０００６】
多モジュール秤量装置内の個々の秤量モジュールが極めて近接して隔置されているときには、これは、装置内に不利な温度分布を生じさせ、これは、個々の秤量モジュールの及び／又は装置全体の秤量結果の再現性及び反復精度に影響を及ぼし得る。
【０００７】
秤量モジュールが、相対的に有する温度作用に加えて、雰囲気温度のふらつき、特に、予想しない温度ピークもまた、ゼロ荷重指標、再現性のみならずその他の秤量パラメータに影響を及ぼし得る。製造設備における雰囲気温度のふらつきは、例えば、オフに切り換えられつつある機械、空調装置、太陽からの放射線又はその他のファクタによって惹き起こされ得る。しかしながら、特に製造設備においては、秤が、均一な品質の測定結果を維持しつつ、雰囲気温度への長い適合時期を必要とすることなく、常に動作可能状態にあることが大切である。
【０００８】
秤のための種々の冷却された秤量室が、現在の秤量技術における技術状況において提案されている。EP 1 396 711 B1に開示されている秤の秤量室の温度自動調節は、秤の固定部分の一部であり且つ熱電モジュールに結合されている垂直壁に沿って伝わる温度勾配を使用することによって達成される（特許文献１参照）。
【０００９】
JP 2024528 Aにはまた、電子部品を含んでいるハウジング部品内に配置されているヒートパイプが、ハウジングから発生される熱を伝えて、電子部品によって発生される熱による秤量室の温度上昇が減少せしめられるように配置されている（特許文献２参照）。
【００１０】
JP 2586115 Bにおいては、通気遮蔽部材を開けることによって生じる対流空気の流れを避けるために、秤量室内に配置された熱電モジュールによって、秤量室が温度制御されている秤が開示されている。このモジュールは、電子部品が包囲されるか隔離壁自体によって構成されている壁に沿って延びている冷却プレートと熱接触状態にある。このモジュールの目的は、秤の電子部品によって発生される熱が秤量室へ届かないようにすることである（特許文献３参照）。
【特許文献１】EP 1 396 711 B1公報
【特許文献２】JP 2024528 A公報
【特許文献３】JP 2586115 B公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の解決方法は全て、例えば、通気遮蔽部材によって包囲されている秤量室を有している分析用秤のような単一の秤量セルを備えた秤に関するものである。通常は、秤の電子部品によって発生される熱のみが秤量室から逃がされるか又は近づけないようにされ、雰囲気温度に対して自動温度調節温度管理も温度適応も全くなされていない。特に、分析用秤は、通常は、雰囲気パラメータがほぼ一定に保たれている環境において使用される。従って、分析用秤の場合には、秤をある準備時間内にオンに切り換え且つ秤が作動温度に達するか又は雰囲気温度になるまで待つだけで十分である。
【００１２】
一方、多モジュール秤量装置においては、少なくとも装置が作動している間に、個々の秤量モジュールが同様の作動温度を有し且つ周囲環境に対して熱的に安定していることが有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
多モジュール秤量装置の個々の秤量モジュールの熱的安定性を確保し且つ独立した秤量モジュールの各々の測定結果の再現性又は反復精度を改良するために、本発明による多モジュール秤量装置は、温度のふらつきが起こるときに温度のふらつきを補償するために、適当な温度自動調節装置に接続されている。多モジュール秤量装置は、所定の空間配置において相互に堅固に結合されており且つ互いに独立して作動可能である複数の秤量モジュールのための台として機能する保持構造を含んでいる。秤量モジュールの各々は、少なくとも１つの荷重受け領域と１つの荷重受け部材とを含んでいる。多モジュールの秤量装置は、各秤量モジュールに対して熱的に結合されている温度自動調節装置に結合されている。
【００１４】
多モジュール秤量装置は更に、制御装置及び／又は調節ユニットに結合され、前記調節ユニットは、雰囲気温度を測定する機能を果たす少なくとも１つの第一の温度センサーに結合されている。更に、少なくとも１つの第二の温度センサーが多モジュール秤量装置に割り当てられて、少なくとも当該多モジュール秤量装置に関連付けられた第二の温度を測定する機能を果たす。制御及び／又は調節ユニットは、測定された温度に基づいた温度自動調節装置の冷却力及び／又は加熱力を制御し且つ調整するように設計されている。
【００１５】
制御及び／又は調節ユニットは更に、第一の温度センサー及び／又は第二の温度センサーの測定された温度の値に時間の値を割り当てるように設定されている。
【００１６】
このような構造とされている多モジュール秤量装置においては、多モジュール秤量装置及び／又は個々の秤量モジュールの作動温度を雰囲気温度に対して調節し且つ／又は個々の秤量モジュールが作動状態にあるときに本質的に均一な温度を有し、それによって、個々の秤量モジュールの測定のより良い再現性又は反復精度が達成できるような形態で調節することが可能である。
【００１７】
保持構造上に直に第二の温度センサーを配置することができる。単一の第二の温度センサーが使用されている場合には、当該第二の温度センサーは、本質的に保持構造の中心に配置されるのが有利である。なぜならば、これによって、雰囲気温度に対する最も大きな温度差を測定することができ且つこれを温度調節において使用することができるからである。
【００１８】
実施形態の好ましい例においては、複数の第二の温度センサーを保持構造内に配置して、多モジュール秤量装置の多次元温度プロファイルが時間の関数として決定できる。このことは、温度自動調節装置が、個々の秤量モジュール又は幾つかの秤量モジュールの群の独立した温度調節が可能な場合に特に有利である。
【００１９】
秤量モジュールに少なくとも１つの第三の温度センサーが割り当てられていて、例えば、秤量モジュールの内部の温度及び／又は秤量モジュールと隣接する秤量モジュールとの間の接触面の温度を示すことができるのが、個々の秤量モジュールの独立した温度調節にとって有利である。
【００２０】
多モジュール秤量装置の温度及び／又は多次元温度プロファイルを決定するためには、既に工場において秤量モジュール内に設置された温度センサーを使用することもできる。
【００２１】
多モジュール秤量装置の温度は、共有温度自動調節装置及び／又は複数の温度自動調節手段を含んでいる温度自動調節装置によって調節することができる。この場合には、温度自動調節手段は、個々の秤量モジュール又は一群の秤量モジュールに熱的に結合することができる。多モジュール秤量装置の温度自動調節手段は、多モジュール秤量装置の各秤量モジュールに熱的に結合された温度自動調節装置を構成している。温度自動調節手段としては、冷却部材及び／又は加熱部材を使用することができる。
【００２２】
複数の温度自動調節手段が使用されている場合には、当該温度自動調節手段が互いに独立して調節することができて、温度自動調節のふらつきもまた検知でき且つ多モジュール秤量装置内及び／又は互いに隣接する秤量モジュール間で補償することができることが有利である。
【００２３】
多モジュール秤量装置の温度自動調節のためには、保持構造の少なくとも１つのベースプレートを、温度自動調節手段として熱交換流体のための少なくとも１つの導管を含むような構造とすることができる。
【００２４】
温度自動調節手段は、例えば、ヒートパイプ、ペルティエ素子、空冷部材及び／又は温度自動調節流体と協働し且つ温度自動調節装置が同種の及び／又は異種の１以上の温度自動調節手段を含む部材として構成することができる。
【００２５】
実施形態の更に別の例においては、多モジュール秤量装置は、少なくとも１つのハウジング部材によって周囲環境から遮蔽されており、ハウジング部材は、多モジュール秤量装置の能動的及び／又は受動的な隔離を構成しているのが好ましい。周囲環境からの多モジュール秤量装置の熱的隔離は、例えば、装置が製造工場において使用される場合に有利である。なぜならば、製造ライン又は製造ビル内においてさえ、温度のふらつきの影響が最少化されるからである。
【００２６】
この実施形態においては、それ自体、ハウジング部材の外側において雰囲気温度を測定する機能を果たす第一の温度センサーを配置することを示唆している。
【００２７】
温度自動調節すなわち多モジュール秤量装置の温度を制御する方法は、幾つかのステップを含んでいる。多モジュール秤量装置は、所定の空間配置により相互に堅固に結合されており且つ互いに独立して作動可能である複数の秤量モジュールのための台として機能する保持構造を有している。各秤量モジュールは、荷重受け領域、荷重受け部材及び力補償措置を含んでいる。当該多モジュール秤量装置は、制御装置及び／又は調整ユニットに結合され且つ各秤量モジュールに熱的接続されている温度自動調節装置に結合されると共に第一の温度センサーにも接続されている。更に、多モジュール秤量装置に関連付けられた少なくとも１つの第二の温度センサーが設けられている。
【００２８】
初めに、第一の温度である雰囲気温度が、１以上の第一の温度センサーと制御及び／又は調節ユニットとによって、時間の関数として判定される。また、多モジュール秤量装置の少なくとも1つの第二の温度もまた、1以上の第二の温度センサーと制御及び／又は調節ユニットとによって時間の関数として判定される。
【００２９】
次に、測定された第一及び第二の温度／時間データに基づいて、測定された温度間の数学的な関係を確立する関数を決定することができる。この関数は、制御及び／又は調節ユニットのプログラム又は記憶ユニット内に記憶されるのが好ましい。これは、制御及び／又は調節ユニットによって温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却力を制御し且つ／又は調節する目的にかなう。調節は、第二の温度が本質的に第一の温度と一致するか又は第一の温度にほぼ一定のずれで追従するようになされる形態で起こり得る。前記ほぼ一定のずれは、決定された関数に基づく制御及び／又は調節ユニットによって温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却力を適合させることによって達成される。
【００３０】
温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却力を、実験的に又は理論的に決定された関数によって調節することもまた考えられる。例えば空調装置のスタートアッププロファイルのような、例えば、回帰時間依存温度現象の日常のサイクル及び／又は昼夜サイクルは、多モジュール秤量装置の温度自動調節のための基準と考えることができた。
【００３１】
秤量結果の均一な品質を達成するためには、多モジュール秤量装置の適用領域に応じて、測定サイクルの始まり前に少なくとも第一及び第二の温度を一回判定し、次いで、加熱及び／又は冷却のほほ均一な速度を設定することで十分であるかも知れない。雰囲気温度が強く脈動するか又は突然の温度ピークが起こる適用領域に対しては、上記のステップを固定の時間間隔で繰り返し且つ多モジュール秤量装置の作動温度を連続的に又は決定された関数に基づいた特定の時間で再調節することが念頭に浮かぶ。
【００３２】
上記したステップにおいて決定された数学的関数は、実際の雰囲気温度と多モジュール秤量装置の実際の温度との間の単純な相違の形態を有することができ、又は、実際の雰囲気温度と１以上の個々の秤量モジュールの実際の温度との間の関数的な数学的関係を表すことができ、その結果、１以上の個々の秤量モジュールの温度が互いに独立して設定され且つ／又は調節される。制御及び／又は調節ユニット内の所定の関数又は設定点温度を記憶し且つこれを温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却速度の調節のために使用することも更に可能である。
【００３３】
多モジュール秤量装置及び／又は1以上の秤量モジュールの温度を監視するために、第二及び／又は第三の温度センサーを使用することもできる。測定された温度が所定の作動温度外にある場合には、制御及び／又は調節ユニットは警告信号を発生する。
【発明の効果】
【００３４】
理想的には、本発明によれば、全ての秤量モジュールを温度自動調節装置によってほぼ均一な作動温度に調節して本質的に均一な空間温度プロファィルが確立されるようにすることが可能である。
【００３５】
更に、本発明による温度自動調節装置は、例えば、多モジュール秤量装置を迅速にほぼ一定の作動温度にするために、多モジュール秤量装置を加熱する可能性を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、温度制御機能を有する多モジュール秤量装置の幾つかの実施形態を、図面を参照することによって更に詳細に説明する。
【００３７】
図1においては、多モジュール秤量装置２０が簡素化された表現で示されている。多モジュール秤量装置２０は、２０個以下（そのうちの１０個を図面に見ることができる）の秤量モジュール２２のための保持構造２１を備えている。各秤量モジュール２２は、ある種のソケット２３を介して保持構造２１に結合されており且つ荷重受け部材２４を備えている。荷重受け部材２４は、秤量モジュール２２の内側に配置されている秤量セル（図示されていない）に適当な構造とされている連結機構によって結合されている。図１に示されているように、多モジュール秤量装置２０は、少なくとも１つのハウジング要素２５（そのうちの２つを図面に見ることができる）によって、周囲環境から隔離することができる。多モジュール秤量装置２０が全ての側面をハウジング要素２５によって包囲されることもまた可能である。ハウジング要素２５は、熱的な影響のみならず、例えば、汚れに対して多モジュール秤量装置２０を保護する。ハウジング要素２５は、その最も簡単な形態においては、絶縁材料によって構成されるが、ハウジング要素２５を積極的に冷却するか又は加熱することも可能である。これは、多モジュール秤量装置の温度自動調節に対して以下に説明するものと類似した手段によって達成することができる。
【００３８】
保持構造２１の下方には、更に別の搬送構造２６が配置されており、当該搬送構造２６上には、空冷要素２７の形態の幾つかの温度自動調節手段が配置されている。搬送構造２６は、当該構造２６から保持構造２１への衝撃及び振動の伝達を出来るだけ避けるような形態で保持構造２１に結合されている。
【００３９】
空冷要素２７に対しては、図面においては通気ファンによって示されているような例えば市販によって入手可能なＣＰＵファン又はその他の冷却装置を使用することができる。空冷要素２７の主要目的は、多モジュール秤量装置内で発生される熱を除去し且つそれを外部へと運ぶことである。各空冷要素２７は、制御及び／又は調節ユニット３２に結合されており、この制御及び／又は調節ユニットは、主として、空冷要素２７のローターの回転を遅くし且つ／又は速くすることによって、多モジュール秤量装置２０の温度を調節する。
【００４０】
雰囲気温度のみならず多モジュール秤量装置２０の温度を測定するために、多モジュール秤量装置２０は、少なくとも１つの第一の温度センサー２８，２８’と少なくとも１つの第二の温度センサー２９，２９’とを備えている。更に、少なくとも１つの第三の温度センサー３０，３０’，３０”を多モジュール秤量装置２０に配置することができる。各温度センサー２８，２８’，２９，２９’，３０，３０’，３０”が、適当な有線接続又は無線接続によって制御及び／又は調節ユニット３２に接続されている。これらの接続の例が無線接続形態で図面に示されている。
【００４１】
雰囲気温度を測定するための第一の温度センサー２８は、多モジュール秤量装置２０に対する熱的接触を有していない。代替例として又は付加的に、更に別の第一の温度センサー２８’を、例えばハウジング要素２５の外側に配置することができる。
【００４２】
保持構造２１と搬送構造２６との間の空間は更に、例えば、電気的接続のためのケーブルダクト及び個々の秤量モジュール２２、空冷要素２７及び／又は温度センサー２８，２８’，２９，２９’，３０，３０”の導管として使用することができる。
【００４３】
多モジュール秤量装置２０の温度を測定するために、１以上の第二の温度センサー２９，２９’が保持構造２１に接続されている。第二の温度センサー２９，２９’は、保持構造の如何なる所望位置にも配置することができる。第二の温度センサー２９はほぼ中央に配置することが有利である。なぜならば、秤量モジュールのきちんと隔置された配置により、これは、雰囲気温度からの最も大きな偏差が予想されるべきである場合であるからである。
【００４４】
更に、第三の温度センサー３０，３０’，３０”が秤量モジュール２２に且つ／又は秤量モジュール内に配置されている。保持構造２１内に第三の温度センサー３０，３０’，３０”を備えない秤量モジュール２２を配置することが可能である。
【００４５】
雰囲気温度を測定するための少なくとも１つの第一の温度センサー及び多モジュール秤量装置２０の温度を測定するための少なくとも１つの第二の温度センサー２９，２９’及び／又は第三の温度センサー３０，３０’，３０”が設けられている限り、多モジュール秤量装置２０には、図１に示されている温度センサー２８，２８’，２９，２９’，３０，３０’，３０”の全て又は一部分のみを配備することができる。図面に示されているセンサー２８，２８’，２９，２９’，３０，３０’，３０”の配置は例を意味している。本発明による多モジュール秤量装置は、図面に示されているものに付加されたセンサー及び／又は他の位置に配置されたセンサーを有することができる。
【００４６】
図２は、各秤量モジュール２２が別個の温度自動調節手段に直に結合されており、当該別個の温度自動調節手段が、この場合には２つのヒートパイプ３４，３４’の形態を有しており、前記２つのヒートパイプが更に別の冷却部材３３の形態の更に別の温度自動調節手段に結合されている。例を付与するために、冷却部材３３はファンとして表されているが、熱を除去するために他の公知の冷却部材を使用することも可能である。ヒートパイプ３４，３４’は、適切な設計の係合ソケット４３を介して、搬送構造２２６及び／又は保持構造１２１に結合されている。ヒートパイプ３４は、荷重受け構造１２１内にのみ配置することができ、又は同じく図２においてヒートパイプ３４に対しても示されている秤量モジュール内に到達することができ、その結果、これらは、秤量モジュール２２と直接熱接触状態にあるようにすることができる。ヒートパイプ３４，３４’及び冷却部材３３は、温度センサー（同じく図１を参照）によって判定された温度の値に依存する制御及び／又は調節ユニット（図１に示されているが、図２には示されていない）によって制御することができる温度自動調節装置内に結合されている。一例としてここに示されている実施形態においては、個々の秤量モジュール２２の温度は、直に結合されたヒートパイプ３４，３４’及び冷却媒体３３を介して、別個に制御且つ調節することができる。このことは、外部から発生する温度の影響のみならず個々の秤量モジュール２２が相互に有する熱的影響を本質的に補償すること及び各々の独立した秤量モジュール２２が一定の均一な温度／時間プロファイルによって本質的に作動することを確保することを可能にする。
【００４７】
更に別のタイプの温度自動調節装置が図３に示されており、図３は、秤量モジュール２２のための台として機能する保持構造２２１を備えた多モジュール秤量装置の細部のみを示している。当該温度自動調節装置は、冷却部材３５に結合されているペルティエ素子３６の形態の温度自動調節手段を含んでいる。個々の秤量モジュール２２の温度は、ペルティエ素子３６によって調節するか又は設定することができ、秤量モジュールによって発生された熱は、冷却部材３５によって逃がされる。ここに示されているように、各秤量モジュール２２に割り当てられたペルティエ素子３６を設けることができる。ペルティエ素子３６は、一群の秤量モジュール２２に熱的に結合されることもまた可能である。ペルティエ素子３６が冷却部材３５と搬送構造２２１との間に配置されている。ペルティエ素子３６の全てのみならず冷却部材３５の全てが、測定された温度の値に基づいて温度自動調節装置の冷却及び／又は加熱出力を制御し且つ調節するように制御及び／又は調節ユニット（図面には図示されていない）に結合されている。
【００４８】
本発明の更に別の実施形態として、図４は、加熱又は冷却が温度自動調節流体によって提供される温度自動調節装置を示している。多モジュール秤量装置３２０が複数の流体が充填された熱交換器３７に結合されている。流体としては、例えば、流体又は気体状の水又はその他の公知の熱交換流体を使用することができる。流体の交換のみならず温度自動調節は、例えば、適当な温度自動調節及び／又は低温保持装置に結合されている熱交換器３７に結合された入口及び／又は出口の導管４４によってなされる。
【００４９】
温度自動調節装置のための図４に示された構造に加えて、図５に図示されているように、多モジュール秤量装置の保持構造３２１内に温度自動調節装置を組み込むこともまた可能である。保持構造３２１は、２つの部品として構成され、蛇行状の導管４０が保持構造３２１の構成部品構造３８，３９のうちの少なくとも１つ内の温度自動調節手段として位置決めされている。構成部品構造３８，３９は、導管４０が、導管４０内の熱伝達流体が２つのコネクタ４１，４２を介してのみ導管４０内へ或いは導管４０から出ることができるように緊密にシールされるような形態で相互に結合されている。熱交換流体は、コネクタ４１，４２に結合され且つ例えば温度自動調節及び／又は低温保持装置の一部とすることができる適当なポンプによって導管４０内で循環される外部温度自動調節及び／又は低温保持装置（ここでは図示せず）によって制御された温度に保たれる。導管４０は、蛇行状の構造とされており、図５の形状はそのための一つの可能な例を示している。導管４０は、如何なる所望の形状を有することもできる。温度センサーによって測定された温度の値によって並びに制御及び／又は調節ユニットによって、図１〜５に示されている温度自動調節装置は、多モジュール秤量装置の動力学及び／又は空間温度プロファィルを雰囲気温度又は当然ながら如何なる規定された温度に対して調節することができる。通常は、熱は温度自動調節することができる。通常は、熱は、温度自動調節装置によって逃がす必要がある多モジュール秤量装置の作動中に発生される。原理的には、提供された温度自動調節装置はまた、多モジュール秤量装置が例えば低温環境において使用されるべきである場合にも多モジュール秤量装置を加熱する機能をも有している。
【００５０】
ここに提供された温度自動調節装置は、如何なる多モジュール秤量装置にも結合することができる。温度自動調節装置は、一つの均一な種類の及び／又は異なる種類の温度自動調節手段を採用することができ、これらの温度自動調節手段は、純粋な冷却手段、純粋な加熱手段及び／又は結合された加熱／冷却手段として構成することができる。図１〜５は、２〜３の温度自動調節手段の例を示しているが、当該技術状況による他の温度自動調節手段を使用することもまた当然に可能である。
【００５１】
図６は、全体で４８個の独立した秤量モジュール４からなる均一な秤量対象物の秤量のための多モジュール秤量装置の三次元図である。これらは、互いに垂直方向に３つの高さ１，２，３に配置され、高さ１，２，３の各々において秤量モジュール４の２つの平行な列を形成し、第一の高さ１の秤量モジュール４は、第二の高さの秤量モジュールに対してその長さ方向の直線方向のずれを有している。ここに図示されているタイプの秤量モジュール４は、それらの幅に比べて極めて長さが長い。秤量モジュールの各々は、相互に規則正しい間隔で配列された荷重受け部材５，５’，５”を有している。荷重受け部材５，５’，５”は、少なくとも１つの力伝達ロッドのみならず荷重担持部材を含んでおり、当該荷重担持部材は、力伝達ロッド（図面では見えない）によって、各秤量モジュール４のハウジング８の内側の秤量セル（同様に、図面には示されていない）の荷重受け部材に結合されている。図６の荷重担持部材は、力伝達ロッドの端部を形成している設置ボルト７によって示されている。如何なる種類の荷重担持部材又は秤量パンも、荷重担持部材又は秤量パンの大きさが互いに隣接する荷重受け部材５，５’，５”間の距離よりも小さいならば、設置ボルト７上に設定することができる。
【００５２】
第二の高さ及び第三の高さの秤量モジュールに結合された荷重受け部材５，５’，５”は、第一の高さ１の秤量モジュールと比較して長くされていて、設置ボルト７又はこれらのボルトに取り付けられた秤量パンの全てが重力方向に直角に延びる面内に整合されるようになされている。
【００５３】
一つの高さの各列の秤量モジュールは、各々の搬送プラットホーム１０，１０’に取り付けられている。この構造においては、搬送プラットホーム１０は、第一の高さ１を第二の高さ２から隔離し、一方、搬送プラットホーム１０’は第二の高さ２を第三の高さ３から隔離している。この場合には一つの連続したプレートとして形成されているベースプレート１１は、均一な対象物の秤量のための装置の構造全体を支持している。搬送プラットホーム１０，１０’は、必要とされる安定度を均一な対象物のための秤量装置全体に付与するために、ここでは特別に記載されていない一般的な方法でベースプレート１１に結合されている。
【００５４】
各秤量モジュール４のハウジング８は、荷重受け部材５，５’，５”に向かう端部に、狭いテーパーが付けられた形状を有している。これは、荷重担持部材のマトリックス列を形成するために、秤量モジュール４を別の形態で配列することもできる可能性を提案している。
【００５５】
荷重担持プラットホーム１０，１０’及び／又はベースプレート１１の各々は、図１〜５に示されている温度自動調節装置のうちの一つに結合することができる。ここに示されている多モジュール秤量装置のための温度自動調節手段として、特に、搬送プラットホーム１０，１０’のうちの１以上及び／又はここに一例として示されているように熱伝達流体を導くために図５に示されている種類の蛇行状の導管を備えたベースプレート１１を提供することが思い浮かぶ。図６においては、ベースプレート１１の内側で蛇行状の導管に結合されている２つのコネクタ４１，４２を見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、幾つかの秤量モジュールを備えた多モジュール秤量装置の簡素化された三次元図であり、当該秤量モジュールは、複数の温度センサーを備え且つ制御及び／又は調節ユニットのみならず空冷温度自動調節装置にも結合されている。
【図２】図２は、幾つかの秤量モジュールを備えた多モジュール秤量装置の部分破断状態で描かれた簡素化された三次元図であり、温度自動調節装置が、温度自動調節手段としてヒートパイプ及び空冷要素を含み、各秤量モジュールは少なくとも１つの温度自動調節手段に結合されている。
【図３】図３は、簡素化された三次元図で示された多モジュール秤量装置の詳細を示しており、当該秤量装置は、温度自動調節手段が冷却部材に結合されたペルティエ素子を含んでいる温度自動調節装置に結合されている。
【図４】図４は、温度自動調節機能を備えた多モジュール秤量装置の簡素化された三次元図であり、当該多モジュール秤量装置が、温度自動調節手段が温度自動調節流体を供給される熱交換器を含んでいる温度自動調節に接続されている。
【図５】図５は、複数の秤量モジュールのための保持構造を備えた多モジュール秤量幸の部分的破断形態の簡素化された三次元図であり、前記保持構造の少なくとも１つの構成要素の構造が、温度自動調節手段としての温度自動調節流体のための蛇行状の導管を含んでいる。
【図６】図６は、多モジュール秤量装置の簡素化された三次元図であり、当該多モジュール秤量装置は、幾つかの異なる高さに配列されている秤量モジュールと温度自動調節装置とによって自動温度調節することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 第一の高さ、
２ 第二の高さ、
３ 第三の高さ、
４ 秤量モジュール、
５，５’，５” 荷重受け部材、
６ ベース部材、
７ 設置ボルト、
８ 秤量モジュールのハウジング、
９，９’ スリーブ、
１０，１０’ 搬送プラットホーム、
１１ ベースプレート、
２０，３２０ 多モジュール秤量装置、
２１，１２１，２２１，３２１，４２１ 保持構造、
２２ 秤量モジュール、
２３ ソケット、
２４ 荷重受け部材、
２５ ハウジング部材、
２６ 搬送構造、
２７ 空冷部材、
２８，２８’ 第一の温度センサー、
２９，２９’ 第二の温度センサー、
３０，３０’，３０” 第三の温度センサー、
３１ 結合部、
３２ 制御及び／又は調節ユニット、
３３ 空冷部材、
３４，３４’ ヒートパイプ、
３５ 冷却部材、
３６ ペルティエ素子、
３７ 熱交換器、
３８ ３２１の構成部品構造、
３９ ３２１の構成部品構造、
４０ 導管、
４１ コネクタ、
４２ コネクタ、
４３ 接続ソケット、
４４ 入口及び／又は出口導管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、秤量モジュールの温度を制御することができる、均一性の対象物を秤量するための複数の秤量モジュールを備えた秤量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多モジュール秤量装置の好ましい用途は、自動化された製造及び試験工場にある。モジュール型の設計の秤、所謂秤量モジュールは、それら自体が、特に、これらの工場における一体化に適している。基本的には、これらの秤量モジュールは、ディスプレイユニットが秤とは別に、例えば、複数のモジュールのための中央ディスプレイを備えた装置内に設けられている秤である。装置内に一体化されたこのタイプの秤量モジュールの適用領域は、小さく且つ比較的高価な部品の製造及び試験のための設備、例えば、製薬工業におけるタブレット、カプセル、バイアル等のための充填及び包装機械又はボールベアリングの点検のための設備である。同じ種類の対象物の秤量又はいわゆる回分秤量は、複数の材料の量が、点検、添加準備、充填等のような目的のために、コンパクトな空間内で個々に秤量されなければならないプロセスである。
【０００３】
同じ種類の対象物を秤量するために使用されるこの種の装置は、現在の技術状況において知られている。これらの装置は、主として、秤量モジュールの直線状の又は二次元の列として形成される。その他の構造は、直線配置の荷重受け装置の周囲の付随体のような二次元配列状態に秤量モジュールを配置するという概念に基づいており、これは、現存の搬送コンベア装置の給送部材間の距離に適合する必要があろう。
【０００４】
他の装置は、コンパクトな秤量モジュールを備えており、これらのモジュールは、相互間距離ができるだけ短く保たれる共有保持構造で相互に固定された間隔で配置されている。
【０００５】
電子秤又は秤量モジュールの秤量結果だけでなく再現精度もまた、秤量モジュールの温度によって影響を受ける。従って、再現可能な秤量のためには、多モジュール装置内に配置されている秤量モジュールの各々がほぼ均一な作動温度を有していることが有利である。
【０００６】
多モジュール秤量装置内の個々の秤量モジュールが極めて近接して隔置されているときには、これは、装置内に不利な温度分布を生じさせ、これは、個々の秤量モジュールの及び／又は装置全体の秤量結果の再現性及び反復精度に影響を及ぼし得る。
【０００７】
秤量モジュールが、相対的に有する温度作用に加えて、雰囲気温度のふらつき、特に、予想しない温度ピークもまた、ゼロ荷重指標、再現性のみならずその他の秤量パラメータに影響を及ぼし得る。製造設備における雰囲気温度のふらつきは、例えば、オフに切り換えられつつある機械、空調装置、太陽からの放射線又はその他のファクタによって惹き起こされ得る。しかしながら、特に製造設備においては、秤が、均一な品質の測定結果を維持しつつ、雰囲気温度への長い適合時期を必要とすることなく、常に動作可能状態にあることが大切である。
【０００８】
秤のための種々の冷却された秤量室が、現在の秤量技術における技術状況において提案されている。EP 1 396 711 B1に開示されている秤の秤量室の温度自動調節は、秤の固定部分の一部であり且つ熱電モジュールに結合されている垂直壁に沿って伝わる温度勾配を使用することによって達成される（特許文献１参照）。
【０００９】
JP 2024528 Aにはまた、電子部品を含んでいるハウジング部品内に配置されているヒートパイプが、ハウジングから発生される熱を伝えて、電子部品によって発生される熱による秤量室の温度上昇が減少せしめられるように配置されている（特許文献２参照）。
【００１０】
JP 2586115 Bにおいては、通気遮蔽部材を開けることによって生じる対流空気の流れを避けるために、秤量室内に配置された熱電モジュールによって、秤量室が温度制御されている秤が開示されている。このモジュールは、電子部品が包囲されるか隔離壁自体によって構成されている壁に沿って延びている冷却プレートと熱接触状態にある。このモジュールの目的は、秤の電子部品によって発生される熱が秤量室へ届かないようにすることである（特許文献３参照）。
【特許文献１】EP 1 396 711 B1公報
【特許文献２】JP 2024528 A公報
【特許文献３】JP 2586115 B公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の解決方法は全て、例えば、通気遮蔽部材によって包囲されている秤量室を有している分析用秤のような単一の秤量セルを備えた秤に関するものである。通常は、秤の電子部品によって発生される熱のみが秤量室から逃がされるか又は近づけないようにされ、雰囲気温度に対して自動温度調節温度管理も温度適応も全くなされていない。特に、分析用秤は、通常は、雰囲気パラメータがほぼ一定に保たれている環境において使用される。従って、分析用秤の場合には、秤をある準備時間内にオンに切り換え且つ秤が作動温度に達するか又は雰囲気温度になるまで待つだけで十分である。
【００１２】
一方、多モジュール秤量装置においては、少なくとも装置が作動している間に、個々の秤量モジュールが同様の作動温度を有し且つ周囲環境に対して熱的に安定していることが有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
多モジュール秤量装置の個々の秤量モジュールの熱的安定性を確保し且つ独立した秤量モジュールの各々の測定結果の再現性又は反復精度を改良するために、本発明による多モジュール秤量装置は、温度のふらつきが起こるときに温度のふらつきを補償するために、適当な温度自動調節装置に接続されている。多モジュール秤量装置は、所定の空間配置において相互に堅固に結合されており且つ互いに独立して作動可能である複数の秤量モジュールのための台として機能する保持構造を含んでいる。秤量モジュールの各々は、少なくとも１つの荷重受け領域と１つの荷重受け部材とを含んでいる。多モジュールの秤量装置は、各秤量モジュールに対して熱的に結合されている温度自動調節装置に結合されている。
【００１４】
多モジュール秤量装置は更に、制御装置及び／又は調節ユニットに結合され、前記調節ユニットは、雰囲気温度を測定する機能を果たす少なくとも１つの第一の温度センサーに結合されている。更に、少なくとも１つの第二の温度センサーが多モジュール秤量装置に割り当てられて、少なくとも当該多モジュール秤量装置に関連付けられた第二の温度を測定する機能を果たす。制御及び／又は調節ユニットは、測定された温度に基づいた温度自動調節装置の冷却力及び／又は加熱力を制御し且つ調整するように設計されている。
【００１５】
制御及び／又は調節ユニットは更に、第一の温度センサー及び／又は第二の温度センサーの測定された温度の値に時間の値を割り当てるように設定されている。
【００１６】
このような構造とされている多モジュール秤量装置においては、多モジュール秤量装置及び／又は個々の秤量モジュールの作動温度を雰囲気温度に対して調節し且つ／又は個々の秤量モジュールが作動状態にあるときに本質的に均一な温度を有し、それによって、個々の秤量モジュールの測定のより良い再現性又は反復精度が達成できるような形態で調節することが可能である。
【００１７】
保持構造上に直に第二の温度センサーを配置することができる。単一の第二の温度センサーが使用されている場合には、当該第二の温度センサーは、本質的に保持構造の中心に配置されるのが有利である。なぜならば、これによって、雰囲気温度に対する最も大きな温度差を測定することができ且つこれを温度調節において使用することができるからである。
【００１８】
実施形態の好ましい例においては、複数の第二の温度センサーを保持構造内に配置して、多モジュール秤量装置の多次元温度プロファイルが時間の関数として決定できる。このことは、温度自動調節装置が、個々の秤量モジュール又は幾つかの秤量モジュールの群の独立した温度調節が可能な場合に特に有利である。
【００１９】
秤量モジュールに少なくとも１つの第三の温度センサーが割り当てられていて、例えば、秤量モジュールの内部の温度及び／又は秤量モジュールと隣接する秤量モジュールとの間の接触面の温度を示すことができるのが、個々の秤量モジュールの独立した温度調節にとって有利である。
【００２０】
多モジュール秤量装置の温度及び／又は多次元温度プロファイルを決定するためには、既に工場において秤量モジュール内に設置された温度センサーを使用することもできる。
【００２１】
多モジュール秤量装置の温度は、共有温度自動調節装置及び／又は複数の温度自動調節手段を含んでいる温度自動調節装置によって調節することができる。この場合には、温度自動調節手段は、個々の秤量モジュール又は一群の秤量モジュールに熱的に結合することができる。多モジュール秤量装置の温度自動調節手段は、多モジュール秤量装置の各秤量モジュールに熱的に結合された温度自動調節装置を構成している。温度自動調節手段としては、冷却部材及び／又は加熱部材を使用することができる。
【００２２】
複数の温度自動調節手段が使用されている場合には、当該温度自動調節手段が互いに独立して調節することができて、温度自動調節のふらつきもまた検知でき且つ多モジュール秤量装置内及び／又は互いに隣接する秤量モジュール間で補償することができることが有利である。
【００２３】
多モジュール秤量装置の温度自動調節のためには、保持構造の少なくとも１つのベースプレートを、温度自動調節手段として熱交換流体のための少なくとも１つの導管を含むような構造とすることができる。
【００２４】
温度自動調節手段は、例えば、ヒートパイプ、ペルティエ素子、空冷部材及び／又は温度自動調節流体と協働し且つ温度自動調節装置が同種の及び／又は異種の１以上の温度自動調節手段を含む部材として構成することができる。
【００２５】
実施形態の更に別の例においては、多モジュール秤量装置は、少なくとも１つのハウジング部材によって周囲環境から遮蔽されており、ハウジング部材は、多モジュール秤量装置の能動的及び／又は受動的な隔離を構成しているのが好ましい。周囲環境からの多モジュール秤量装置の熱的隔離は、例えば、装置が製造工場において使用される場合に有利である。なぜならば、製造ライン又は製造ビル内においてさえ、温度のふらつきの影響が最少化されるからである。
【００２６】
この実施形態においては、それ自体、ハウジング部材の外側において雰囲気温度を測定する機能を果たす第一の温度センサーを配置することを示唆している。
【００２７】
温度自動調節すなわち多モジュール秤量装置の温度を制御する方法は、幾つかのステップを含んでいる。多モジュール秤量装置は、所定の空間配置により相互に堅固に結合されており且つ互いに独立して作動可能である複数の秤量モジュールのための台として機能する保持構造を有している。各秤量モジュールは、荷重受け領域、荷重受け部材及び力補償措置を含んでいる。当該多モジュール秤量装置は、制御装置及び／又は調整ユニットに結合され且つ各秤量モジュールに熱的接続されている温度自動調節装置に結合されると共に第一の温度センサーにも接続されている。更に、多モジュール秤量装置に関連付けられた少なくとも１つの第二の温度センサーが設けられている。
【００２８】
初めに、第一の温度である雰囲気温度が、１以上の第一の温度センサーと制御及び／又は調節ユニットとによって、時間の関数として判定される。また、多モジュール秤量装置の少なくとも1つの第二の温度もまた、1以上の第二の温度センサーと制御及び／又は調節ユニットとによって時間の関数として判定される。
【００２９】
次に、測定された第一及び第二の温度／時間データに基づいて、測定された温度間の数学的な関係を確立する関数を決定することができる。この関数は、制御及び／又は調節ユニットのプログラム又は記憶ユニット内に記憶されるのが好ましい。これは、制御及び／又は調節ユニットによって温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却力を制御し且つ／又は調節する目的にかなう。調節は、第二の温度が本質的に第一の温度と一致するか又は第一の温度にほぼ一定のずれで追従するようになされる形態で起こり得る。前記ほぼ一定のずれは、決定された関数に基づく制御及び／又は調節ユニットによって温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却力を適合させることによって達成される。
【００３０】
温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却力を、実験的に又は理論的に決定された関数によって調節することもまた考えられる。例えば空調装置のスタートアッププロファイルのような、例えば、回帰時間依存温度現象の日常のサイクル及び／又は昼夜サイクルは、多モジュール秤量装置の温度自動調節のための基準と考えることができた。
【００３１】
秤量結果の均一な品質を達成するためには、多モジュール秤量装置の適用領域に応じて、測定サイクルの始まり前に少なくとも第一及び第二の温度を一回判定し、次いで、加熱及び／又は冷却のほほ均一な速度を設定することで十分であるかも知れない。雰囲気温度が強く脈動するか又は突然の温度ピークが起こる適用領域に対しては、上記のステップを固定の時間間隔で繰り返し且つ多モジュール秤量装置の作動温度を連続的に又は決定された関数に基づいた特定の時間で再調節することが念頭に浮かぶ。
【００３２】
上記したステップにおいて決定された数学的関数は、実際の雰囲気温度と多モジュール秤量装置の実際の温度との間の単純な相違の形態を有することができ、又は、実際の雰囲気温度と１以上の個々の秤量モジュールの実際の温度との間の関数的な数学的関係を表すことができ、その結果、１以上の個々の秤量モジュールの温度が互いに独立して設定され且つ／又は調節される。制御及び／又は調節ユニット内の所定の関数又は設定点温度を記憶し且つこれを温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却速度の調節のために使用することも更に可能である。
【００３３】
多モジュール秤量装置及び／又は1以上の秤量モジュールの温度を監視するために、第二及び／又は第三の温度センサーを使用することもできる。測定された温度が所定の作動温度外にある場合には、制御及び／又は調節ユニットは警告信号を発生する。
【発明の効果】
【００３４】
理想的には、本発明によれば、全ての秤量モジュールを温度自動調節装置によってほぼ均一な作動温度に調節して本質的に均一な空間温度プロファィルが確立されるようにすることが可能である。
【００３５】
更に、本発明による温度自動調節装置は、例えば、多モジュール秤量装置を迅速にほぼ一定の作動温度にするために、多モジュール秤量装置を加熱する可能性を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、温度制御機能を有する多モジュール秤量装置の幾つかの実施形態を、図面を参照することによって更に詳細に説明する。
【００３７】
図1においては、多モジュール秤量装置２０が簡素化された表現で示されている。多モジュール秤量装置２０は、２０個以下（そのうちの１０個を図面に見ることができる）の秤量モジュール２２のための保持構造２１を備えている。各秤量モジュール２２は、ある種のソケット２３を介して保持構造２１に結合されており且つ荷重受け部材２４を備えている。荷重受け部材２４は、秤量モジュール２２の内側に配置されている秤量セル（図示されていない）に適当な構造とされている連結機構によって結合されている。図１に示されているように、多モジュール秤量装置２０は、少なくとも１つのハウジング要素２５（そのうちの２つを図面に見ることができる）によって、周囲環境から隔離することができる。多モジュール秤量装置２０が全ての側面をハウジング要素２５によって包囲されることもまた可能である。ハウジング要素２５は、熱的な影響のみならず、例えば、汚れに対して多モジュール秤量装置２０を保護する。ハウジング要素２５は、その最も簡単な形態においては、絶縁材料によって構成されるが、ハウジング要素２５を積極的に冷却するか又は加熱することも可能である。これは、多モジュール秤量装置の温度自動調節に対して以下に説明するものと類似した手段によって達成することができる。
【００３８】
保持構造２１の下方には、更に別の搬送構造２６が配置されており、当該搬送構造２６上には、空冷要素２７の形態の幾つかの温度自動調節手段が配置されている。搬送構造２６は、当該構造２６から保持構造２１への衝撃及び振動の伝達を出来るだけ避けるような形態で保持構造２１に結合されている。
【００３９】
空冷要素２７に対しては、図面においては通気ファンによって示されているような例えば市販によって入手可能なＣＰＵファン又はその他の冷却装置を使用することができる。空冷要素２７の主要目的は、多モジュール秤量装置内で発生される熱を除去し且つそれを外部へと運ぶことである。各空冷要素２７は、制御及び／又は調節ユニット３２に結合されており、この制御及び／又は調節ユニットは、主として、空冷要素２７のローターの回転を遅くし且つ／又は速くすることによって、多モジュール秤量装置２０の温度を調節する。
【００４０】
雰囲気温度のみならず多モジュール秤量装置２０の温度を測定するために、多モジュール秤量装置２０は、少なくとも１つの第一の温度センサー２８，２８’と少なくとも１つの第二の温度センサー２９，２９’とを備えている。更に、少なくとも１つの第三の温度センサー３０，３０’，３０”を多モジュール秤量装置２０に配置することができる。各温度センサー２８，２８’，２９，２９’，３０，３０’，３０”が、適当な有線接続又は無線接続によって制御及び／又は調節ユニット３２に接続されている。これらの接続の例が無線接続形態で図面に示されている。
【００４１】
雰囲気温度を測定するための第一の温度センサー２８は、多モジュール秤量装置２０に対する熱的接触を有していない。代替例として又は付加的に、更に別の第一の温度センサー２８’を、例えばハウジング要素２５の外側に配置することができる。
【００４２】
保持構造２１と搬送構造２６との間の空間は更に、例えば、電気的接続のためのケーブルダクト及び個々の秤量モジュール２２、空冷要素２７及び／又は温度センサー２８，２８’，２９，２９’，３０，３０”の導管として使用することができる。
【００４３】
多モジュール秤量装置２０の温度を測定するために、１以上の第二の温度センサー２９，２９’が保持構造２１に接続されている。第二の温度センサー２９，２９’は、保持構造の如何なる所望位置にも配置することができる。第二の温度センサー２９はほぼ中央に配置することが有利である。なぜならば、秤量モジュールのきちんと隔置された配置により、これは、雰囲気温度からの最も大きな偏差が予想されるべきである場合であるからである。
【００４４】
更に、第三の温度センサー３０，３０’，３０”が秤量モジュール２２に且つ／又は秤量モジュール内に配置されている。保持構造２１内に第三の温度センサー３０，３０’，３０”を備えない秤量モジュール２２を配置することが可能である。
【００４５】
雰囲気温度を測定するための少なくとも１つの第一の温度センサー及び多モジュール秤量装置２０の温度を測定するための少なくとも１つの第二の温度センサー２９，２９’及び／又は第三の温度センサー３０，３０’，３０”が設けられている限り、多モジュール秤量装置２０には、図１に示されている温度センサー２８，２８’，２９，２９’，３０，３０’，３０”の全て又は一部分のみを配備することができる。図面に示されているセンサー２８，２８’，２９，２９’，３０，３０’，３０”の配置は例を意味している。本発明による多モジュール秤量装置は、図面に示されているものに付加されたセンサー及び／又は他の位置に配置されたセンサーを有することができる。
【００４６】
図２は、各秤量モジュール２２が別個の温度自動調節手段に直に結合されており、当該別個の温度自動調節手段が、この場合には２つのヒートパイプ３４，３４’の形態を有しており、前記２つのヒートパイプが更に別の冷却部材３３の形態の更に別の温度自動調節手段に結合されている。例を付与するために、冷却部材３３はファンとして表されているが、熱を除去するために他の公知の冷却部材を使用することも可能である。ヒートパイプ３４，３４’は、適切な設計の係合ソケット４３を介して、搬送構造２２６及び／又は保持構造１２１に結合されている。ヒートパイプ３４は、荷重受け構造１２１内にのみ配置することができ、又は同じく図２においてヒートパイプ３４に対しても示されている秤量モジュール内に到達することができ、その結果、これらは、秤量モジュール２２と直接熱接触状態にあるようにすることができる。ヒートパイプ３４，３４’及び冷却部材３３は、温度センサー（同じく図１を参照）によって判定された温度の値に依存する制御及び／又は調節ユニット（図１に示されているが、図２には示されていない）によって制御することができる温度自動調節装置内に結合されている。一例としてここに示されている実施形態においては、個々の秤量モジュール２２の温度は、直に結合されたヒートパイプ３４，３４’及び冷却媒体３３を介して、別個に制御且つ調節することができる。このことは、外部から発生する温度の影響のみならず個々の秤量モジュール２２が相互に有する熱的影響を本質的に補償すること及び各々の独立した秤量モジュール２２が一定の均一な温度／時間プロファイルによって本質的に作動することを確保することを可能にする。
【００４７】
更に別のタイプの温度自動調節装置が図３に示されており、図３は、秤量モジュール２２のための台として機能する保持構造２２１を備えた多モジュール秤量装置の細部のみを示している。当該温度自動調節装置は、冷却部材３５に結合されているペルティエ素子３６の形態の温度自動調節手段を含んでいる。個々の秤量モジュール２２の温度は、ペルティエ素子３６によって調節するか又は設定することができ、秤量モジュールによって発生された熱は、冷却部材３５によって逃がされる。ここに示されているように、各秤量モジュール２２に割り当てられたペルティエ素子３６を設けることができる。ペルティエ素子３６は、一群の秤量モジュール２２に熱的に結合されることもまた可能である。ペルティエ素子３６が冷却部材３５と搬送構造２２１との間に配置されている。ペルティエ素子３６の全てのみならず冷却部材３５の全てが、測定された温度の値に基づいて温度自動調節装置の冷却及び／又は加熱出力を制御し且つ調節するように制御及び／又は調節ユニット（図面には図示されていない）に結合されている。
【００４８】
本発明の更に別の実施形態として、図４は、加熱又は冷却が温度自動調節流体によって提供される温度自動調節装置を示している。多モジュール秤量装置３２０が複数の流体が充填された熱交換器３７に結合されている。流体としては、例えば、流体又は気体状の水又はその他の公知の熱交換流体を使用することができる。流体の交換のみならず温度自動調節は、例えば、適当な温度自動調節及び／又は低温保持装置に結合されている熱交換器３７に結合された入口及び／又は出口の導管４４によってなされる。
【００４９】
温度自動調節装置のための図４に示された構造に加えて、図５に図示されているように、多モジュール秤量装置の保持構造３２１内に温度自動調節装置を組み込むこともまた可能である。保持構造３２１は、２つの部品として構成され、蛇行状の導管４０が保持構造３２１の構成部品構造３８，３９のうちの少なくとも１つ内の温度自動調節手段として位置決めされている。構成部品構造３８，３９は、導管４０が、導管４０内の熱伝達流体が２つのコネクタ４１，４２を介してのみ導管４０内へ或いは導管４０から出ることができるように緊密にシールされるような形態で相互に結合されている。熱交換流体は、コネクタ４１，４２に結合され且つ例えば温度自動調節及び／又は低温保持装置の一部とすることができる適当なポンプによって導管４０内で循環される外部温度自動調節及び／又は低温保持装置（ここでは図示せず）によって制御された温度に保たれる。導管４０は、蛇行状の構造とされており、図５の形状はそのための一つの可能な例を示している。導管４０は、如何なる所望の形状を有することもできる。温度センサーによって測定された温度の値によって並びに制御及び／又は調節ユニットによって、図１〜５に示されている温度自動調節装置は、多モジュール秤量装置の動力学及び／又は空間温度プロファィルを雰囲気温度又は当然ながら如何なる規定された温度に対して調節することができる。通常は、熱は温度自動調節することができる。通常は、熱は、温度自動調節装置によって逃がす必要がある多モジュール秤量装置の作動中に発生される。原理的には、提供された温度自動調節装置はまた、多モジュール秤量装置が例えば低温環境において使用されるべきである場合にも多モジュール秤量装置を加熱する機能をも有している。
【００５０】
ここに提供された温度自動調節装置は、如何なる多モジュール秤量装置にも結合することができる。温度自動調節装置は、一つの均一な種類の及び／又は異なる種類の温度自動調節手段を採用することができ、これらの温度自動調節手段は、純粋な冷却手段、純粋な加熱手段及び／又は結合された加熱／冷却手段として構成することができる。図１〜５は、２〜３の温度自動調節手段の例を示しているが、当該技術状況による他の温度自動調節手段を使用することもまた当然に可能である。
【００５１】
図６は、全体で４８個の独立した秤量モジュール４からなる均一な秤量対象物の秤量のための多モジュール秤量装置の三次元図である。これらは、互いに垂直方向に３つの高さ１，２，３に配置され、高さ１，２，３の各々において秤量モジュール４の２つの平行な列を形成し、第一の高さ１の秤量モジュール４は、第二の高さの秤量モジュールに対してその長さ方向の直線方向のずれを有している。ここに図示されているタイプの秤量モジュール４は、それらの幅に比べて極めて長さが長い。秤量モジュールの各々は、相互に規則正しい間隔で配列された荷重受け部材５，５’，５”を有している。荷重受け部材５，５’，５”は、少なくとも１つの力伝達ロッドのみならず荷重担持部材を含んでおり、当該荷重担持部材は、力伝達ロッド（図面では見えない）によって、各秤量モジュール４のハウジング８の内側の秤量セル（同様に、図面には示されていない）の荷重受け部材に結合されている。図６の荷重担持部材は、力伝達ロッドの端部を形成している設置ボルト７によって示されている。如何なる種類の荷重担持部材又は秤量パンも、荷重担持部材又は秤量パンの大きさが互いに隣接する荷重受け部材５，５’，５”間の距離よりも小さいならば、設置ボルト７上に設定することができる。
【００５２】
第二の高さ及び第三の高さの秤量モジュールに結合された荷重受け部材５，５’，５”は、第一の高さ１の秤量モジュールと比較して長くされていて、設置ボルト７又はこれらのボルトに取り付けられた秤量パンの全てが重力方向に直角に延びる面内に整合されるようになされている。
【００５３】
一つの高さの各列の秤量モジュールは、各々の搬送プラットホーム１０，１０’に取り付けられている。この構造においては、搬送プラットホーム１０は、第一の高さ１を第二の高さ２から隔離し、一方、搬送プラットホーム１０’は第二の高さ２を第三の高さ３から隔離している。この場合には一つの連続したプレートとして形成されているベースプレート１１は、均一な対象物の秤量のための装置の構造全体を支持している。搬送プラットホーム１０，１０’は、必要とされる安定度を均一な対象物のための秤量装置全体に付与するために、ここでは特別に記載されていない一般的な方法でベースプレート１１に結合されている。
【００５４】
各秤量モジュール４のハウジング８は、荷重受け部材５，５’，５”に向かう端部に、狭いテーパーが付けられた形状を有している。これは、荷重担持部材のマトリックス列を形成するために、秤量モジュール４を別の形態で配列することもできる可能性を提案している。
【００５５】
荷重担持プラットホーム１０，１０’及び／又はベースプレート１１の各々は、図１〜５に示されている温度自動調節装置のうちの一つに結合することができる。ここに示されている多モジュール秤量装置のための温度自動調節手段として、特に、搬送プラットホーム１０，１０’のうちの１以上及び／又はここに一例として示されているように熱伝達流体を導くために図５に示されている種類の蛇行状の導管を備えたベースプレート１１を提供することが思い浮かぶ。図６においては、ベースプレート１１の内側で蛇行状の導管に結合されている２つのコネクタ４１，４２を見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、幾つかの秤量モジュールを備えた多モジュール秤量装置の簡素化された三次元図であり、当該秤量モジュールは、複数の温度センサーを備え且つ制御及び／又は調節ユニットのみならず空冷温度自動調節装置にも結合されている。
【図２】図２は、幾つかの秤量モジュールを備えた多モジュール秤量装置の部分破断状態で描かれた簡素化された三次元図であり、温度自動調節装置が、温度自動調節手段としてヒートパイプ及び空冷要素を含み、各秤量モジュールは少なくとも１つの温度自動調節手段に結合されている。
【図３】図３は、簡素化された三次元図で示された多モジュール秤量装置の詳細を示しており、当該秤量装置は、温度自動調節手段が冷却部材に結合されたペルティエ素子を含んでいる温度自動調節装置に結合されている。
【図４】図４は、温度自動調節機能を備えた多モジュール秤量装置の簡素化された三次元図であり、当該多モジュール秤量装置が、温度自動調節手段が温度自動調節流体を供給される熱交換器を含んでいる温度自動調節に接続されている。
【図５】図５は、複数の秤量モジュールのための保持構造を備えた多モジュール秤量幸の部分的破断形態の簡素化された三次元図であり、前記保持構造の少なくとも１つの構成要素の構造が、温度自動調節手段としての温度自動調節流体のための蛇行状の導管を含んでいる。
【図６】図６は、多モジュール秤量装置の簡素化された三次元図であり、当該多モジュール秤量装置は、幾つかの異なる高さに配列されている秤量モジュールと温度自動調節装置とによって自動温度調節することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 第一の高さ、
２ 第二の高さ、
３ 第三の高さ、
４ 秤量モジュール、
５，５’，５” 荷重受け部材、
６ ベース部材、
７ 設置ボルト、
８ 秤量モジュールのハウジング、
９，９’ スリーブ、
１０，１０’ 搬送プラットホーム、
１１ ベースプレート、
２０，３２０ 多モジュール秤量装置、
２１，１２１，２２１，３２１，４２１ 保持構造、
２２ 秤量モジュール、
２３ ソケット、
２４ 荷重受け部材、
２５ ハウジング部材、
２６ 搬送構造、
２７ 空冷部材、
２８，２８’ 第一の温度センサー、
２９，２９’ 第二の温度センサー、
３０，３０’，３０” 第三の温度センサー、
３１ 結合部、
３２ 制御及び／又は調節ユニット、
３３ 空冷部材、
３４，３４’ ヒートパイプ、
３５ 冷却部材、
３６ ペルティエ素子、
３７ 熱交換器、
３８ ３２１の構成部品構造、
３９ ３２１の構成部品構造、
４０ 導管、
４１ コネクタ、
４２ コネクタ、
４３ 接続ソケット、
４４ 入口及び／又は出口導管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間配置で相互に堅牢に結合されており且つ相互に独立して作動可能である
複数の秤量モジュール（２２）を受け入れるように機能する保持構造（２１）を有し、秤量モジュール（２２）の各々が、少なくとも１つの荷重受け部材（５）を含んでいる多モジュール秤量装置であり、
前記秤量モジュール（２２）の各々に対して熱的に結合されている温度自動調節装置に結合されていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多モジュール秤量装置であり、
雰囲気温度を測定するための少なくとも１つの第一の温度センサー（２８）に接続されている制御装置及び／又は調節ユニット（３２）に結合されており、当該多モジュール秤量装置に割り当てられた少なくとも１つの第二の温度センサー（２９）が設けられており、前記制御装置及び／又は調節ユニット（３２）が、前記第一の温度センサー（２８）及び前記第二の温度センサー（２９）の測定された温度の値によって前記温度自動調節装置の冷却及び／又は加熱出力を制御し且つ調節する構成とされていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記制御及び／又は調節ユニット（３２）が、前記第一の温度センサー（２８）及び第二の温度センサー（２９）の測定された温度の値に、時間の値を割り当てる構成とされていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記第二の温度センサー（２９’）が保持構造（２１）に配置されていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
各秤量モジュール（２２）に割り当てられた少なくとも１つの第三の温度センサー（３０）が設けられていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節装置が、複数の温度自動調節手段（２７）を含んでいることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項７】
請求項６に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節手段（２７）のうちの１以上が相互に独立して調節することができることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記保持構造（２１）が、少なくとも１つの導管（４０）が熱交換流体に対して形成されているベースプレート（３８，３９）を含んでおり、前記導管（４０）が温度自動調節装置と協働することを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節装置が、温度自動調節手段として少なくとも１つのヒートパイプ（３４）を含んでいることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節装置が、温度自動調節手段（３６）として少なくとも１つのペルティエ素子を含んでいることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節が、温度自動調節手段として、空気及び／又は流体によって温度自動調節される少なくとも１つの温度自動調節素子（２７，３７）を含んでいることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
少なくとも１つのハウジング要素（２５）が多モジュール秤量装置を周囲環境から遮蔽し、前記ハウジング要素（２５）が能動的な又は受動的な温度絶縁を構成していることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記第一の温度センサー（２８’）が、前記少なくとも１つのハウジング要素（２５）の外部に配置されていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１４】
所定の空間配置において相互に堅牢に結合され且つ相互に独立して作動可能である複数の秤量モジュールを受け入れる機能を果たす保持構造を備え、前記秤量モジュールの各々が荷重受け領域と荷重受け部材とを含んでおり、冷却及び／又は調節ユニットに結合されており、前記秤量モジュールの各々と熱的結合状態にある温度自動調節装置を含んでおり、更に少なくとも１つの第一の温度センサーを含み、少なくとも１つの第二の温度センサーが割り当てられている多モジュール秤量装置を、温度自動調節する方法であり、
ａ．前記第一の温度センサーと前記制御及び調節ユニットとによって、周囲環境の第一の温度を時間の関数として測定するステップと、
ｂ．前記第二の温度センサー並びに前記制御及び調節ユニットによって、前記多モジュール秤量装置の少なくとも１つの温度を時間の関数として測定するステップと、
ｃ．前記制御及び／又は調節ユニットによって、前記測定された温度間の数学的関係を確立し且つ前記温度自動調節ユニットの加熱及び／又は冷却出力を制御且つ／又は調節する機能を果たす関数を決定するステップと、
ｄ．ステップｃにおいて決定された関数に基づいた前記制御及び／又は調節ユニットによって、前記温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却出力を調節するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であり、
前記ステップｂにおいて、前記多モジュール秤量装置の多次元温度プロファィルが、第二の温度センサーによって時間の関数として決定されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の方法であり、
前記ステップａ〜ｄが、規則正しく規定された時間間隔で繰り返されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の方法であり、
前記多モジュール秤量装置が作動できる状態にあるときに、前記ステップａ〜ｄが連続的に繰り返されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の方法であり、
少なくとも１つの第三の温度センサーが秤量モジュールの各々に対して割り当てられ、独立した個々の秤量モジュールの温度が雰囲気温度に関して調節されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の方法であり、
前記秤量モジュールの全てが、温度自動調節装置によって調節されて、ほぼ均一な空間温度プロファィルが確立することを特徴とする方法。
【請求項１】
所定の空間配置で相互に堅牢に結合されており且つ相互に独立して作動可能である
複数の秤量モジュール（２２）を受け入れるように機能する保持構造（２１）を有し、秤量モジュール（２２）の各々が、少なくとも１つの荷重受け部材（５）を含んでいる多モジュール秤量装置であり、
前記秤量モジュール（２２）の各々に対して熱的に結合されている温度自動調節装置に結合されていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多モジュール秤量装置であり、
雰囲気温度を測定するための少なくとも１つの第一の温度センサー（２８）に接続されている制御装置及び／又は調節ユニット（３２）に結合されており、当該多モジュール秤量装置に割り当てられた少なくとも１つの第二の温度センサー（２９）が設けられており、前記制御装置及び／又は調節ユニット（３２）が、前記第一の温度センサー（２８）及び前記第二の温度センサー（２９）の測定された温度の値によって前記温度自動調節装置の冷却及び／又は加熱出力を制御し且つ調節する構成とされていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記制御及び／又は調節ユニット（３２）が、前記第一の温度センサー（２８）及び第二の温度センサー（２９）の測定された温度の値に、時間の値を割り当てる構成とされていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記第二の温度センサー（２９’）が保持構造（２１）に配置されていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
各秤量モジュール（２２）に割り当てられた少なくとも１つの第三の温度センサー（３０）が設けられていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節装置が、複数の温度自動調節手段（２７）を含んでいることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項７】
請求項６に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節手段（２７）のうちの１以上が相互に独立して調節することができることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記保持構造（２１）が、少なくとも１つの導管（４０）が熱交換流体に対して形成されているベースプレート（３８，３９）を含んでおり、前記導管（４０）が温度自動調節装置と協働することを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節装置が、温度自動調節手段として少なくとも１つのヒートパイプ（３４）を含んでいることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節装置が、温度自動調節手段（３６）として少なくとも１つのペルティエ素子を含んでいることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記温度自動調節が、温度自動調節手段として、空気及び／又は流体によって温度自動調節される少なくとも１つの温度自動調節素子（２７，３７）を含んでいることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の多モジュール秤量装置であり、
少なくとも１つのハウジング要素（２５）が多モジュール秤量装置を周囲環境から遮蔽し、前記ハウジング要素（２５）が能動的な又は受動的な温度絶縁を構成していることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の多モジュール秤量装置であり、
前記第一の温度センサー（２８’）が、前記少なくとも１つのハウジング要素（２５）の外部に配置されていることを特徴とする多モジュール秤量装置。
【請求項１４】
所定の空間配置において相互に堅牢に結合され且つ相互に独立して作動可能である複数の秤量モジュールを受け入れる機能を果たす保持構造を備え、前記秤量モジュールの各々が荷重受け領域と荷重受け部材とを含んでおり、冷却及び／又は調節ユニットに結合されており、前記秤量モジュールの各々と熱的結合状態にある温度自動調節装置を含んでおり、更に少なくとも１つの第一の温度センサーを含み、少なくとも１つの第二の温度センサーが割り当てられている多モジュール秤量装置を、温度自動調節する方法であり、
ａ．前記第一の温度センサーと前記制御及び調節ユニットとによって、周囲環境の第一の温度を時間の関数として測定するステップと、
ｂ．前記第二の温度センサー並びに前記制御及び調節ユニットによって、前記多モジュール秤量装置の少なくとも１つの温度を時間の関数として測定するステップと、
ｃ．前記制御及び／又は調節ユニットによって、前記測定された温度間の数学的関係を確立し且つ前記温度自動調節ユニットの加熱及び／又は冷却出力を制御且つ／又は調節する機能を果たす関数を決定するステップと、
ｄ．ステップｃにおいて決定された関数に基づいた前記制御及び／又は調節ユニットによって、前記温度自動調節装置の加熱及び／又は冷却出力を調節するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であり、
前記ステップｂにおいて、前記多モジュール秤量装置の多次元温度プロファィルが、第二の温度センサーによって時間の関数として決定されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の方法であり、
前記ステップａ〜ｄが、規則正しく規定された時間間隔で繰り返されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の方法であり、
前記多モジュール秤量装置が作動できる状態にあるときに、前記ステップａ〜ｄが連続的に繰り返されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の方法であり、
少なくとも１つの第三の温度センサーが秤量モジュールの各々に対して割り当てられ、独立した個々の秤量モジュールの温度が雰囲気温度に関して調節されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の方法であり、
前記秤量モジュールの全てが、温度自動調節装置によって調節されて、ほぼ均一な空間温度プロファィルが確立することを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１２９０１４（Ｐ２００８−１２９０１４Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９４２３０（Ｐ２００７−２９４２３０）
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（５９９０８２２１８）メトラー−トレド アクチェンゲゼルシャフト (130)
【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｌａｎｇａｃｈｅｒ， ８６０６ Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（５９９０８２２１８）メトラー−トレド アクチェンゲゼルシャフト (130)
【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｌａｎｇａｃｈｅｒ， ８６０６ Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
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