CN103940500B - 静电力的检测 - Google Patents

Abstract

本方法用来评估称量对象（2）上的静电荷（5）对天平（1）的称量结果的影响。天平（1）具有测力单元（17）和其上放置了要被称量的对象（2）的负载接收器（6）。在第一预定义正电压（U₁）和第二预定义负电压（U₂）被交替地施加到被布置在称量对象（2）附近的第一电极（12）上时，测量分别在第一电压（U₁）的施加期间和第二电压（U₂）的施加期间作用在测力单元（17）上的力，且该测量被记录为第一测量结果（m_b1、m_c1）和第二测量结果（m_b2、m_c2）。第一测量结果（m_b1、m_c1）和第二测量结果（m_b2、m_c2）之间的差值（Δmb、Δmc）表示驻留在称量对象（2）上的静电荷（5）对称量结果的影响的大小。第一测量结果（m_b1、m_c1）和第二测量结果（m_b2、m_c2）之间的差值（Δmb、Δmc）表示归因于称量对象（2）上的静电荷（5）的力中引起称量结果的变化的基本上成比例的部分，并作为信号发送给处理器单元。

Description

静电力的检测

技术领域

本发明涉及评估天平的称量结果被称量对象的静电荷影响的程度的方法。此外，本发明还涉及具有执行该方法的能力的天平。

背景技术

当必须以高精度对对象进行称量时，需要尽可能地使具有对称量结果的影响的所有因素最小化。这包括，例如，空气气流（其大多数情况下可以通过气流罩的方式来充分地减小，从而它们可以被忽略），或者环境条件的波动（包括温度和湿度，其可通过例如将天平放置在气候受控的环境中来消除）。

影响称量结果的另一因素是称量室中的静电荷的存在，特别是在称量对象附近的或直接在称量对象上的静电荷的存在，它们在当不导电的或包含在非导电材料的容器中的样品被称量时特别显现出来。在称量任务包含小质量差的确定的情况下，特别当使用大的玻璃或聚合物容器时，静电荷的影响存在大问题。在大多数情况下，由于负载接收器通常是由金属制成，并且电荷可以通过到电接地的天平外壳的导电连接来排掉，因此构成该称量负荷的样品和/或容器所被置于的负载接收器本身上没有静电荷的聚积。

在负载接收器之上的称量负载上的静电荷的聚积引起称量负载和天平的接地部分的相应静电势的差别。由于在静电势的这种差别，将存在作用在称量负载和例如称量室的地面之间的力。该力的垂直分量也将作用在称量传感器上（除了由称量对象产生的重力之外）。因此，不正确的称量结果将被生成并显示。

例如，当样品在塑料容器中被称量时，静电荷可能导致2毫克的测量误差。对于20毫克的样品，测量误差由此可高达样品重量的10％。

其他天平部分（例如附加的气流屏蔽或外壳的其他区域）在某种程度上由非导电材料组成，它们同样可以聚积静电荷，并通过所谓的力旁路（force bypass）造成称量结果的误差。

在EP 1106978 A1中描述了被设计用于称量被静电地充电的称量对象的分析天平。拥有气流屏蔽的该天平装备有用于产生离子化空气流的装置。这个装置包括被保持在相反极性的相应电压处的至少两个针尖电极的空气电离器，以及风扇。该设备可以通过气流屏蔽入口的关闭被激活，并在预设时间段过去之后可以被关闭。

该装置在一方面具有风扇可以在负载接收器的区域中产生不需要的空气气流的优势，并且在另一方面具有总是存在固定量的电离空气分子可用于中和静电荷而不管负载接收器上的对象中聚积的静电荷的大小如何的优势。

在EP 1 813 920 A1中公开了带静电荷传感器的天平，用以检测静电荷的存在，并提供代表聚积电荷的量的信号。包括用于称量对象的负载接收器和带测量模块的电子部件的天平配备有静电传感物，该静电传感器被布置为使得能够检测被放置或将要被放置在负荷接收器上的对象的静电荷。

尽管静电荷的扩散是连续的，但是它们不是均匀分布在空间中。它们的浓度和极性对于每种材料是不同的。这意味着，利用EP 1 813 920 A1的装置检测的电荷主要在静电传感器附近。静电传感器的测量结果取决于传感器在天平中的特定位置。因此用静电传感器来测量静电荷而获得的信息只具有有限的有效性。

作为另外的缺点，静电传感器与从它们起源的力的方向独立地测量静电荷的大小。在天平中，只有静电引力的垂直分量对称量结果有影响，并且垂直力在哪个方向上拉动称量对象（比如向上或向下）也是很关键的。因此，测量出现在静电传感器附近的总的静电荷是不恰当的。

此外，这种天平需要使用除了称量单元之外附加的传感器。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种方法和装置，该方法和装置使得评估称量对象上存在的静电荷对天平的称量结果影响的程度成为可能。其目的是具有最小的附加电子电路的解决方案。

该任务是根据独立方法权利要求的方法和根据主设备权利要求的设备特征完成的。

该天平配备有测力单元和被设计用来支撑待称量的对象的负荷接收器。评估称量对象上的静电荷对天平的称量结果的影响的方法包含以下步骤：

-当第一预定义的正电压和第二预定义的负电压被交替地施加到被布置在称量对象附近的第一电极时；

-作用在测力单元上的力，在第一电压的施加期间以及在第二电压的施加期间分别被测量，并且测量结果被记录为第一测量结果和第二测量结果；其中

-第一和第二测量结果之间的差别表示驻留在称量对象上的静电荷对称量结果的影响的大小；并且

-第一和第二测量结果之间的差别（其表示由称量对象上的静电荷所造成的力的主要成比例的部分，并引起称量结果中的变化），被作为输入信号发送给处理器单元。

该方法通常用于在分析天平和微量天平。电极被布置在称量对象的附近；其不与称量对象接触并且是天平的一部分。作为被施加到第一电极的预定义正电压的结果，该电极会变成被充正电，并且因此，称量对象和电极之间将建立电势和电场的差别。作为电场的结果，力将作用在称量对象与电极之间。关于称量对象的电极的空间布置使得电场对称量结果具有影响。

如果称量对象带有正电荷，则电极和称量对象将因为它们具有相同的极性而相互排斥。另一方面，如果称量对象带有负电荷，吸引力将作用在称量对象和被充正电的电极之间。该力的垂直分量将其自己叠加在重力上，从而导致称量结果的变化。

如果电极被布置在称量对象下方并且称量对象被该电极吸引，则静电力就作为重力的附加而起作用。相反，如果电极被布置在称量对象上面并在称量对象上施加吸引力，则作用在测力单元上的合力代表重力和静电力的绝对量之间的差别。

因此，可以根据所施加的电压的极性、电极相对于称量对象的位置以及称量结果的变化的方向（正或负）来确定称量对象上的静电荷的极性。

作用在测力单元上的力被测量并作为第一称量结果被存储在存储器中。

接着，第二预定义的负电压被施加到电极上。由于电极上的静电荷的极性变化，静电力将作用在相反的方向上。如果正电压在电极和称量对象之间产生吸引力，电极上的负电压将产生斥力，并且反之亦然。因此，称量结果将更大或更小。

作用在测力单元上的力被测量并作为第二称量结果被存储在存储器中。

驻留在称量对象上的静电荷越大，则作用在称量对象上的静电力就越大，并且称量结果就越偏离实际重量。

如果静电荷存在于称量对象上，则所施加的电压越大，称量结果的变化就越大。这意味着测量方法的灵敏度将增大。可以利用根据称量对象、称量对象的材料或称量对象的大小来选择的不同电压水平来工作。已发现，从50到100伏的电压提供了足够高的灵敏度。

施加到电极上的电压可以是固定的或可变的。例如，它可以被控制，以使得在第一脉冲时段期间，电压上升到对重量测量的影响被检测到的水平，并且在随后的脉冲时段保持相同的电压水平。为了第一和第二测量结果的差别是有意义的，第一和第二预定义的电压必须在绝对大小上是相等的并且具有相反的极性。施加到电极的电压可以例如具有对称的矩形或正弦脉冲信号的形式。

随着测力单元测量到重量变化，评估的灵敏度还取决于天平的分辨率。天平越敏感，当电压施加到电极时发生的重量变化的测量结果的精度就越高。

在接下来的步骤中，第一和第二测量结果之间的差别被计算出并作为处理器单元的输出被传递。

第一和第二测量结果之间的差别表示称量对象上的静电荷对称量结果的影响的大小。该差别基本上是与由静电荷引起的力成比例，该力转而引起称量结果的变化。

因为在这种方法中感兴趣的不是绝对量而是称量结果的变化，所以根据权利要求1的方法可以在样品被放到天平上后（即在天平的初始瞬时振荡期间）被立即执行。这允许测量结果被较快地传递，而对用户而言无需额外的等待时间。

优选地在天平检测出重量变化之后自动地执行该方法。因此，该方法是在带有未知电荷的新称量对象存在于负载接收器上的假设下开始的。

进一步优选的是，执行该方法造成的重量变化不被显示在天平的显示器上，以便避免天平的用户的混淆。

施加到电极上的电压的频率可以在一定范围内选择。已经发现，测力单元能够充分跟随具有2和10赫兹之间的频率的重量变化。理想地，测力单元的传输功能非常快并且脉冲足够长使得测力单元恰好仍然能够跟随重量变化。典型地，重量测量与施加到电极的电压同步。

对于当该方法被执行时测量信号的同时处理，优先使用并行滤波器路径来进行信号处理，以便过滤掉用于电极的电压供应的频率的信号。理想地，所谓的斩波技术被用于此目的，因为它允许特别的抗干扰的测量。

本发明的一个优点在于以下事实：它能够用通常在天平中使用的电子系统来实现，除了电极的电压供应之外无需任何附加部件，且不使用额外的传感器。这意味着不在现有的天平中引入额外的热源。另外，通过添加用于确定静电荷的影响的设备，仅将天平的制造成本增加到微不足道的程度。

在本发明的一个实施例中，第一和第二测量结果之间的差别的代数符号指示由称量对象携带的静电荷的极性。

在本发明的更进一步发展的应用中，处理器单元将至少一个输出信号发送到指示器单元和/或电离器。

根据本发明的另外优选的方面，来自处理器的至少一个输出信号包括极性和/或大小，其中，大小的值与第一和第二测量结果之间的差别的量成比例。

在另外的实施例中，该至少一个处理器信号包含有关将被采取以排除掉电荷和/或屏蔽称量对象的措施的信息。

在实现该创新方法的进一步优选的元素是通过应用预定义的校正因子和所述第一和第二测量结果之间的差别来校正称量结果。

知道驻留称量对象上的静电荷的极性具有的优点是，用户可以采取针对性的措施，以除去静电。例如，基于所指示的极性，用户可以凭借电离器向称量对象喷射具有相反极性的离子。电离器可以被布置在天平的内部或外部。有利的是，电离器由处理器单元控制。

第一和第二测量结果之间的差别的量可用于控制去离子化的强度和持续时间。可凭经验发现，基于第一和第二测量结果之间的差别来决定去离子化的强度和持续时间的关系。

有利的是，称量对象的位置、尺寸、材料和形态在测量序列的过程中保持恒定。这确保了称量是在一致的测量条件下进行。因此可以更精确地评估静电荷的影响，并且测量误差可通过经验方法来补偿。

优选地，在正执行该方法中的时间段期间，不显示该指示器单元上的称量结果。因此，用户可以免于变化的指示的刺激。此外，最好是，只有在该方法已经执行之后，指示器才显示称量结果。

根据另外的实施例，将状态信息用信号通知给用户，其中，状态信号表示该方法的当前状态，用来至少在“根据权利要求1的方法正在进行中”的第一状态和“根据权利要求1的方法已完成”的第二状态之间区分。

这个功能提供的优势是：通知用户关于天平的活动和关于所显示重量的有效性。因此，在根据权利要求1的方法正在实施时，用户将不理会所显示的称量结果。当所述方法已经完成之后，用户可以依靠状态信号来继续天平的正常操作或采取措施去除静电荷。

具有参考意义，天平的固定元件被布置在称量对象或负载接收器的附近，其中，所述固定元件形成第一电极。固定元件可以由例如称量室的底板、气流罩顶板或气流罩的壁构成。

根据进一步的实施例，天平具有第一电极和至少一第二电极，其中每个电极是平面状的。

该方法的灵敏度将得到提高，尤其是如果第一电极被布置在称量对象下方并且第二电极被布置在称量对象上面并且两个电极被充电有相反的电压。

特别有利的是，将天平配置成使得第一或第二电极被布置在称量对象和负载接收器的下面。以这种方式，因为称量对象和电极之间的距离被最小化，力通常是最大的并且该测量方法的灵敏度将相应地被最大化。

在优选的实施例中，在称量对象和负载接收器下方的电极具有负荷承载器在称量室的底板上的垂直投影的轮廓形状的切口。该切口的目的是将力测量尽可能地限制到存在于称量对象上的静电荷，并且避免在电接地的负荷接收器和电极之间建立静电场，并且因此建立静电力。

第一电极优选地被布置为使得它与重力方向垂直地延伸，并且至少一个第二电极被布置为与重力的方向正交或在重力的方向上。

有利的是，天平具有称量室底板和/或气流罩顶板和/或气流罩的壁，称量室底板和/或气流屏蔽顶板和/或气流屏蔽的壁全部或部分被用作第一电极和/或至少一个第二电极。因此，该方法除了需要用于一个或多个电极的可控电压源之外，不需要添加任何装置特征。

在上文以及在权利要求中被命名的以及下面在实施例的示例中被描述的本发明需要的装置部件不受到关于其大小、形状、设计、材料和技术概念的任何特殊和例外的要求，因此可以根据在该应用区域内通常已知的选择标准来自由指定。

附图说明

本发明的主题的进一步的细节、特性特征和优点可在从属权利要求和附图的以下描述中被发现，在附图中呈现了本发明的优选实施例作为例子，并且在附图中

图1表示带有气流屏蔽和被静电充电的称量对象的天平的侧视图；

图2表示带有布置在称量室的底板上的电极的天平的示意性的简化侧视图；

图3示出表示作为时间函数的施加到电极的电压的曲线图3A，以及表示当对分别（3B）不携带静电荷且未连接到地球地、（3C）带有负电荷、（3D）带有正电荷，以及（3E）连接到地球地的对象进行称量时获得的测量结果的图3B、3C、3D、3E；

图4表示带有构成第一电极的称量室底板和构成第二电极的称量室顶板的天平的侧视图；

图5表示具有构成第一电极的分配头的剂量分配装置的侧视图；以及

图6表示带有过滤器和过滤器称量室的天平的侧视图，其中过滤器称量室的底部部分被用作第一电极，而过滤器称量室的顶部部分被用作第二电极。

具体实施方式

图1表示带有气流屏蔽8的天平1。称量对象2停留在负载接收器6上。称量对象2带有正的静电荷，这意味着称量对象2的表面具有赤字（deficit）的电子。在称量对象2的附近的部分，即负载接收器6、称量室底板7、气流屏蔽壁10以及气流屏蔽顶板9因静电感应而在它们表面处被负极化。它们在其表面上具有盈余的电子。

电子盈余和赤字是由非导电材料构成的两个对象的原子之间的电子交换的结果。电子交换通常由于两个对象之间的摩擦接触而发生。因此，当称量对象2或天平的一部分由人处理和/或利用未电接地的工具处理时，这将在称量对象2上和/或天平中不与地球地连接的天平的部分上产生静电荷3、5。电子交换的程度取决于材料以及它们如何彼此接触。

多余的电子被吸引以占据另一个原子中缺少电子的地方。这种吸引在称量对象2上的电荷3、5和天平的部分上的电荷4、5之间形成静电场。该静电场具有以下力场F_E的性质：该力场F_E的垂直分量F_EY将自身添加到称量对象2的重力F_G，并因此对称量结果具有影响。

图2示出停留在负载接收器6上的称量对象2。负载接收器6耦合到测力单元17。

称量对象2带有负静电荷。负载接收器6接地。在非导电的称量对象2的情况下，就不会发生经由接地连接的放电。被充电的称量对象2保持被充电。

电极12形成称量室底板7。在图中可以显见电极12中带有负载接收器6的垂直投影的轮廓形状的切口。电极12连接到DC电压源U_A。当正的DC电压U₁被施加到电极12时，正电荷3被使得流向电极12。被充负电的称量对象2、被充正电的电极12以及它们之间的空气担当电容器。静电场引起称量对象2和电极12之间的吸引，其作为在电极12的方向上的力作用在称量对象2上。测力单元17测量重力和静电吸引的垂直分量的和。

图3A用时间曲线图的形式来示出如何通过将电压U施加到电极12上来实施所要求保护的方法的例子。U₀为本创新方法被实施之前和之后的电极的电压电平且总计为0伏。U₁是正的DC电压和U₂是负的DC电压。U₁和U₂具有相同的绝对值。电压U作为时间的函数而变化，在时间t₀、t₁、t₂、t₃、t₄和t₅时具有特定值，如下所示：

在本创新方法开始前的t₀时间点，电极12连接到机架地，即U=U₀=0伏。

在时间t₁，本创新方法被启动且施加到电极12上的电压U被设置为第一预定义的正电压U₁的值。

在时间t₂，施加到电极12的电压U从第一预定义的正电压U₁的值改变为第二预定义的负电压U₂的值。

在时间t₃，施加到电极12的电压U从第二预定义的负电压U₂的值改变为第一预定义的正电压U₁的值。

在时间t₄，施加到电极12的电压U再次从第一预定义的正电压U₁的值改变为第二预定义的负电压U₂的值。

在时间t₅，本创新方法已经完成，且施加到电极12的电压U从第二预定义的负电压U₂的值改变为值U₀，其中U₀=0伏。

图3B、3C、3D和3E示出了当在根据时间曲线图3A将电压U施加到电极12的情况下对不同的对象2进行称量时的相应测量结果m_a、m_b、m_c、m_d。在图3B的情况下，称量对象未携带静电荷且未连接到地球地，在图3C中称量对象带有负电荷，在图3D中称量对象带有正电荷，而在图3E中称量对象被电连接到地球地。

在图3B至3E中，m_a0、m_b0、m_c0、m_d0是在执行本创新方法之前和之后，即当电压U为电平U₀时的测量结果的相应值。值m_a0、m_b1、m_b2、m_c1、m_c2和m_d1表示当本发明方法正被执行时的时间段期间的测量结果，其中m_b1和m_c1的是当电压U处于电平U1时测量的值，而m_b2和m_c2表示在电压处于电平U2时测得的值。值Δm_b和Δm_c表示第一和第二测量结果之间的差别，或分别表示m_b1和m_b2之间以及m_c1和m_c2之间的差别。

以下是在对应全部五个图来说共同的时间间隔的每个期间的时间曲线图3A、3B、3C、3D和3E的描述，这些图是根据图2的布置，其中，电极12被布置在称量对象2的下方。

时间间隔t₀-t₁：

3A.电极12连接到机架地。

3B.称量对象2不携带静电荷，且未电连接到地。电极12接地，意味着既不存在静电场，也不存在静电力。测力单元17测量称量对象2的真实质量m_a0。

3C.称量对象2带有负电荷，且电极12接地。被充负电的称量对象被静电引力拉向电极12。由测力单元17测得的结果m_b0表示称量对象2的有效重量力与在朝向电极12的方向上拉动称量对象的力的垂直分量的总和。测量结果大于称量对象2的有效重量力。

3D.称量对象2带正电荷且电极12接地。被充正电的称量对象被静电引力拉向电极12。由测力单元17测得的结果m_c0表示称量对象2的有效重量力与在朝向电极12的方向上拉动称量对象的力的垂直分量的总和。测量结果大于称量对象2的有效重量力。

3E.称量对象2和电极12电接地，这意味着既不存在静电场，也不存在静电力。测力单元17测量称量对象2的真实质量m_d0。

时间间隔t₁-t₂：

3A.正的DC电压U₁被施加到电极12。

3B.称量对象2不携带静电荷，且不电连接到地。电极12被充正电。在称量对象和电极之间既不存在静电场，也不存在静电力。测力单元17测量称量对象2的真实质量m_a0。

3C.称量对象2带负电荷，且电极12被充正电。在时刻t₁，称量对象2的电势和电极12之间的差别与时间间隔t₀-t₁相比已增大。这意味着，称量对象2和电极12之间的吸引力比时间间隔t₀-t₁期间更高。测量结果m_b1大于称量对象2的有效质量且比时间间隔t₀-t₁期间更大。

3D.称量对象2以及电极12被充正电。因此，称量对象2和电极12彼此排斥。测量结果m_c1比称量对象2的有效重量力更小，且比时间间隔t₀-t₁期间更小

3E.称量对象2连接到地，电极12带有正的静电荷。电接地的称量对象由于静电感应变得被充电，尽管它不携带它自己的电荷，并因此被静电引力拉向被充电的电极12。测量结果m_d1大于称量对象2的有效质量。

时间间隔t₂-t₃：

3A.负的DC电压U₂施加到电极12。因此，电极12被充负电。

3B.称量对象2不携带静电荷，且未电连接到地面。电极12被充负电。称量对象和电极之间既不存在静电场，也不存在静电力。测力单元17测量称量对象2的真实质量m_a0。

3C.称量对象2以及电极12被充负电。静电力的方向发生了变化。称量对象2和电极12彼此排斥。因此，测量结果m_b2比称量对象2的有效质量小，且比时间间隔t₀-t₁期间的小。

3D.称量对象2被充正电而电极12被充负电。在时刻t₂，称量对象2的电势和电极12之间的差别与时间间隔t₀-t₁期间相比已增大。这意味着，称量对象2和电极12之间的吸引力比时间间隔t₀-t₁期间的更大。测量结果m_b2大于称量对象2的有效质量且比时间间隔t₀-t₁期间的大。

3E.称量对象2连接到地，电极12带负静电荷。电接地的称量对象通过静电感应而变得被充电，尽管它不携带它自己的电荷，并因此被静电引力拉向被充电的电极12。如果电压U₁和U₂具有相同的绝对值，测量结果m_d1就保持与时间间隔t₁-t₂期间的相同。

在时间段t₃-t₄期间，发生与时间段t₁-t₂期间相同的事件。

在时间段t₄-t₅期间，发生与时间段t₂-t₃期间相同的事件。

在图3的例子中，本创新方法被执行了两个连续周期，但它也可以只被执行一个周期或两个以上的周期。

测量结果可能受外部干扰。通过反复执行该方法和处理相应测量结果，可以缩小测量结果的蔓延，并因此降低干扰可能影响静电荷的影响的测量的程度。这种技术常被称为术语“斩波稳定（chopper stabilization）”或“锁定放大器（lock-in amplifier）”。

在图3的例子中，方法在时刻t₅结束。随后，情况与时间间隔t₀-t₁中的相同。

在执行完本创新方法之后，测量结果可以凭借Δm_b和Δm_c的相应值来校正。

图4示出带有停留在负载接收器6上的称量对象2的天平。所示实施例具有两个电极12、13。负载接收器6被电接地且被耦合到测力单元17。

第一电极12被布置在负载接收器6的下方，并具有负载接收器6的垂直投影的轮廓形状的切口。该电极形成称量室底板。电极12中的切口具有的目的是为减少电极和接地负载接收器6之间的不希望的静电力。

可以想象，天平1可以配备有不由称量室底板7构成但被配置为天平1的附加部分的第一电极12。第一电极12可以是平的或具有一些其他形状。它可以例如被配置为包围称量对象2的碗。它可以覆盖称量室底板的整个表面或仅一部分。切口可与负载接收器6的垂直投影的轮廓形状精确匹配，也可以是更小或更大。可以将第一电极12配置成不具有切口。

第二电极13可以被布置在称量对象2以上。它形成气流屏蔽顶板9。

上部电极13可以是平的或具有一些其他形状。它可以是天平1的一部分。它也可以被配置为被布置在称量对象2上方的罩。

第一电极12被连接到第一DC电压源U_B，第二电极13被连接到第二DC电压源U_C。有利的是，施加于电极12和13上的相应电压具有相反的极性。

图5示出以安置在天平1上的容器的形式的称量对象2以及用于以物质填充该容器的分配头15。

被用于将受控量的对象分配到容器中剂量分配头15被布置在称量对象2的上方，并构成电极12。它被连接到电压源U_D。本实施例具有这样的优点，由于剂量分配头15与（称量对象2的）容器开口的接近性，静电力主要是集中在这个区域。

负载接收器6被设计为将称量对象2接收在固定且可再现地定义的位置上。负载接收器6电接地。由于已定义的位置，可以在用关于静电作用的影响的可比较的测量条件下执行称量。具有可重复的测量条件中的一个优点是，可以凭经验来确定对由称量对象2上的静电荷5所引起的测量值的误差的校正。

图6示出带有构成称量对象2的粒子过滤器和带有过滤器称量室16a、16b的天平1。该过滤器停留在耦合到测力单元17的负载接收器6上。过滤器称量室16a、16a由两部分16a、16b，即顶部分16a和底部分16b组成。底部分形成第一电极12而顶部分形成第二电极13。两个电极12、13被电流地（galvanically）隔离。第一电极12被布置在过滤器下方，并连接到第一DC电压源U_E。第二电极13被布置在过滤器上方，并连接到第二DC电压源U_F。

粒子过滤器是电的不良导体，并因此特别容易受到静电荷影响。由于过滤器表面的水平位置，过滤器上的静电荷5对称量结果有显著影响。过滤器上的电荷5在两个相反方向上起作用。因此，有利的是利用分别覆盖过滤器的底侧和顶侧的两部分中的电极12、13来配置过滤器称重室。利用该布置，静电荷5对称量结果的影响的主要部分变为可测量。

本发明在过滤器及其他平坦称量对象的称量中具有特别的优势。

附图标记列表

1 天平

2 称量对象

3 正极性的静电荷

4 负极性的静电荷

5 静电荷

6 负载接收器

7 称量室的底板

8 气流屏蔽

9 气流屏蔽的顶板

10 气流屏蔽的壁

11 围绕称量对象的天平部分

12 第一电极

13 第二电极

15 剂量分配头

16, 过滤器称量室(顶部分16a和底部分16b)

16a,16b

17 测力单元

U_A,U_B, 第一可开关式DC电压源

U_D,U_E

U_C,U_F 第二可开关式DC电压源

m_a 不带电荷且未电接地的称重对象的测量结果

m_b 被充正电的称量对象的测量结果

m_c 被充负电的称量对象的测量结果

m_d 被电接地的称量对象的测量结果

F 作用在测力单元上的力

U₁ 第一预定义的正电压

U₂ 第二预定义的负电压

m_a0,m_b0, 运行本创新方法之前和之后的测量结果

m_c0,m_d0

m_a0,m_d1 当本创新方法被执行时的时间间隔期间的测量结果

m_b1,m_c1 第一测量结果

m_b2,m_c2 第二测量结果

Δm_b,Δm_c 第一和第二测量结果之间的差别

Claims (15)

1.一种评估称量对象(2)上的静电荷(5)对天平(1)的称量结果的影响的方法，所述天平(1)包括测力单元(17)和负载接收器(6)，在所述负载接收器(6)上放置了待被称量的所述对象(2)，其中，所述方法的特征在于：

a)当第一预定的正电压(U₁)和第二预定的负电压(U₂)被交替地施加到被布置在所述称量对象(2)附近的第一电极(12)时；

b)测量分别在所述第一预定的正电压(U₁)的施加期间以及在所述第二预定的负电压(U₂)的施加期间作用在所述测力单元(17)上的力，并且所述测量被记录为第一测量结果(m_b1、m_c1)和第二测量结果(m_b2、m_c2)；其中

c)所述第一测量结果(m_b1、m_c1)和所述第二测量结果(m_b2、m_c2)之间的差别(Δmb、Δmc)表示驻留在所述称量对象(2)上的所述静电荷(5)对所述称量结果的影响的大小；并且

d)表示归因于所述称量对象(2)上的静电荷(5)的力的基本上成比例的部分并且引起所述称量结果的变化的所述第一测量结果(m_b1、m_c1)和所述第二测量结果(m_b2、m_c2)之间的差别(Δmb、Δmc)被作为信号发送到处理器单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一测量结果(m_b1、m_c1)和所述第二测量结果(m_b2、m_c2)之间的差别(Δm_b、Δm_c)的代数符号表示由所述称量对象(2)携带的所述静电荷(5)的极性。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述处理器单元将至少一个输出信号发送到指示器单元和/或电离器。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，来自所述处理器单元的所述至少一个输出信号包括极性值和/或绝对幅度的值，其中，所述大小的值与所述第一测量结果(m_b1、m_c1)和所述第二测量结果(m_b2、m_c2)之间的差别(Δm_b、Δm_c)的量成比例。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少一个输出信号包含与将被采取的用以消除掉电荷和/或屏蔽所述称量对象(2)的措施有关的信息。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用预定的校正因子和所述第一测量结果(m_b1、m_c1)与所述第二测量结果(m_b2、m_c2)之间的差别(Δmb、Δmc)来校正所述称量结果。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述称量对象(2)的位置、尺寸、材料和形态在测量序列的过程中被保持恒定。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当正在执行所述方法时的时间段期间，不将所述称量结果显示在所述指示器单元上，并且当所述方法已被执行后，将所述称量结果显示在所述指示器单元上。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，传递状态信号，其中，所述状态信号指示所述方法的当前状态，至少将“根据权利要求1所述的方法正在进行”的第一状态与“根据权利要求1所述的方法已完成”的第二状态区分开来。

10.用于执行权利要求1所述的方法的装置，其特征在于，天平(1)的固定元件被布置在称量对象(2)和负载接收器(6)附近，其中，所述固定元件形成第一电极。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置包括第一电极(12)和至少一个第二电极(13)，其中，所述电极(12、13)中的每一个电极具有基本上平坦的、平面形状。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于：所述第一电极(12)或所述第二电极(13)被布置在所述称量对象(2)和所述负载接收器(6)的下方。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述称量对象(2)和所述负载接收器(6)下方的所述电极(12、13)具有所述负载接收器(6)在称量室底板(7)上的垂直投影的轮廓形状的切口。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一电极(12)基本上被定向成正交于重力的方向，而所述第二电极(13)基本上被定向成正交于重力的方向或被定向成重力的方向。

15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述天平(1)具有称量室底板(7)和/或气流屏蔽顶板(9)和/或气流屏蔽壁(10)，并且所述称量室底板(7)、和/或所述气流屏蔽顶板(9)和/或所述气流屏蔽壁(10)能够被全部或部分地用作所述第一电极和/或所述第二电极(12、13)。