CN1145019C - 用于对带静电的物件称重的分析天平 - Google Patents

Abstract

对于具有一个天平盘(2)，一个围绕在天平盘(2)四周的防风装置(3)及一个用于产生电离化空气流以消除被称物件静电电荷的装置的一种分析天平提出：产生离子化空气流的装置包括一个通风机(8)，它在天平室(6)的至少一个限界面(11)上从天平室吸出空气及通过在另一位置上的至少一个出风孔(12)使空气返回到天平室。由此可实现非常有效地消除静电电荷及这样地引导空气流，即在被称物件上不施加任何垂直力。同时其手工操作非常简单。

Description

用于对带静电的物件称重的分析天平

本发明涉及一种分析天平，它具有一个天平盘，一个围绕在天平盘四周的防风装置及一个用于产生电离化空气流、以消除被称物件静电电荷的装置。

这样一种分析天平已由德国专利文献705715公知。

在那里设在称重室下面并与其通过一个滤波器连接的无线电电路室中具有多个垂直向上伸的尖端，它们共同地连接到一个高压电源。该滤波器在此用作大面积反电极。由此将产生向上的所谓“电风”，该风通过无线电电路的变热更为增强。

该垂直空气流从下面击中天平盘，由此引起天平零点偏移并导致测量误差。此外许多离子放电到接地的金属天平盘上，以致对于在天平盘上面导走被称物件的静电电荷仅能提供很小一部分产生的离子。

此外，公知了使用外部离子吹风机来消除静电电荷。这种装置例如描述在US-PS2,264,496及US-PS4,689,715中。其中通过吹风机产生空气流并同时将该空气流通过高压电极离子化。在此情况下，被称物件可首先在天平防风装置外面用离子吹风机的空气流吹及放电，然后放在天平盘上；或是被称物件可在防风装置打开时放在天平盘上用离子吹风机吹并放电。这两种方法在手工操作上均很麻烦。尤其是，当在第一次尝试不能使被称物件足够放电时，需要重新打开防风装置取出被称物件并使被称物件放置在离子吹风机前(第一方法时)或使离子吹风机对准被称物件(在第二方法时)及接着再关上防风装置。这需要多次手工动作，因此每个天平操作者将作出努力来避免这种重复。每个操作者将在第一次时为保险起见尽可能长地用离子吹风机吹。由此在每次将明显地延长了称重时间。此外在第二方法时，空气流导入被防风装置包围的天平室对防风装置内的热平衡产生强的干扰，以致其热平衡慢慢地才能重新确立。

因此本发明的任务在于，对于分析天平提供一种在消除被称物件静电电荷方面的改进可能性。

根据本发明，对于上述类型的分析天平将这样地解决该任务，即用于产生离子化空气流的装置包括一个通风机，它在天平室的至少一个限界面上从天平室吸出空气及通过在另一位置上的至少一个出风孔使空气返回到天平室。

以此方式，与根据刚引证的DE-PS705715的分析天平相比可以将更多数目的离子导入被称物件的附近，以便达到静电电荷的快速消除。此外通过气流的适当导入可以使天平盘附近空气流的垂直分量较小，并由此减小了对被称物件的影响。通过在称重时关掉吹风机可使对被称物件的影响更加减小，以致用根据本发明的天平的称重可达到很高的精确度。

与使用外部吹离子风相比，手工操作极大地简化，因为除了通常将被称物件放在天平盘上外仅需譬如通过按压按钮来起动根据本发明的离子装置。根据本发明的离子化装置将在防风装置关闭的情况下工作及不会从周围吹入天平室任何空气(可能具有另一温度)，而空气仅在天平室中滚动。

当产生离子化空气流的装置不但可产生正的而且可产生负的离子时，则可以特别可靠地不但消除正的而且消除负的电荷。为此它有利地具有至少一个正的尖端电极和至少一个负的尖端电极作为高压电极，还具有反电极。

本发明其它的有利构型如下：

这样调节不同符号的两个高压电源，使通过正的尖端电极的放电电流正好与通过负的尖端电极的放电电流大小相等；

这样调节不同符号的两个高压电源，使通过正的尖端电极的放电电流与通过负的尖端电极的放电电流的差值取恒定值；

用于产生离子化空气流的装置中的高压低至不会出现任何火花放电；

吸风口位于天平室的后壁的上区域中；

出风口位于天平室的后壁的下区域中；

出风口位于天平盘稍上方；

出风口具有辅助装置，如页片，它们可使离子化空气流偏移到一个优选方向上；

可使离子化空气流偏移到一个优选方向上的辅助装置是可调节的；

通风机是可调节的；

通风机可被接通一个预定持续时间；

通风机可通过设在一个可移动的天平室限界板上的触头或光电装置被接通，并在预定持续时间期满时重新关闭；

在背向天平室的后壁背面装有一个型件，它既提供在吸风口及出风口之间引导空气所需的通道，也提供通风机的固定点及高压电源的位置以及需要时电子调节部分的位置；

该型件的横截面为H形，由此构成两个室；高压电源被设置在一个靠近后壁的室内；及远离后壁的室是引导空气的通道；

型件在其背离后壁的一侧上被一个盖封闭；

型件的整体形状为Y形，并使一个吸风口及两个出风口相连接；

高压电源被安装在型件中，并且该型件同时构成灌注模；

灌注材料是弹性的，并构成型件及后壁之间的密封；

天平盘在其上侧具有多个垂直金属销；

在天平盘上放置一个盘，不但在其上侧，而且在其下侧具有多个垂直金属销。

以下将借助附图来描述本发明，附图为：

图1：一个以截面表示的天平原理图，

图2：一个天平的透视图，

图3：离子化电极的一个有利形式及结构，

图4：离子化空气流产生装置的一个有利构型，

图5：沿图4中线V-V的一个截面图，

图6：一个天平盘的有利构型，及

图7：一个标准天平盘上的顶部。

在图1中表示出对于说明本发明功能原理重要的天平部分。该天平的组成为：一个下部结构1，它包括(公知的并由此不再说明)称重系统；一个天平盘2，用于接收称重物件；一个防风装置3，它包围天平室6的各侧；一个显示器5，用于显示称重结果；及一个后壳体上部件4，它例如可接收天平的电子部分。这些天平部件是一般公知的，因此不再赘述。

在后壳体上部件4中现在设有一个内置通风机8的管子7。该管7的上部终止在天平室后壁11的一个吸风口9上；该管7的下部终止在天平室后壁11的一个吹风口10上。相应地该通风机的推进方向是从上向下。吹风口10具有叶片12(不仅在水平方向上-如图示，而且也在垂直方向上)，它使吹出的空气流扇形地展宽及在确定方向上引导。该叶片12在需要时可调节及允许适配于不同大小及高度的被称物件。使空气流离子化的高压电极用13及14指示；其中电极3为尖端电极及电极14为相对大面积的反电极，例如是一个小板或线环形式的电极。如果管7是一个金属管，则该金属管可直接用作大面积的反电极14。为清楚起见在图1的原理图中省略了产生高压的电路及对电极13及14的配线；对于通风机8的电动机的电源及配线的情况也是如此。

在工作时，通风机经过吸风口9从天平室6吸出空气，该空气在擦过高压电极13/14时将富有离子，并将该变得导电的空气从出风口10吹出及将该空气分布在天平盘2上面置有待放电的被称物件的室中。由此在很大程度上避免了金属天平盘2的离子放电。因为通过通风机的空气量实质上大于根据现有技术的对流产生的空气量，因此被称物件的静电电荷的消除比公知的天平有效得多。此外，占优势的水平空气流对天平盘2不施加任何垂直力，以致对称重结果的影响减小。另外还可关断通风机8。静止的通风机叶轮的气流阻力可用于使通过管7的空气流实际上立刻停止及在天平室中不再有空气循环。通过通风机8先前的空气循环则用于使在天平室6中实际不会建立任何温度梯度，以使得在关断通风机后使剩余的热对流减至最少。如果通风机8在天平室6关闭后接通譬如20秒，则在此时间中实际可达到被称物件可能具有的静电电荷的完全消除，及此外避免了热梯度的建立，由此随即形成的是高精确度称重的理想条件。

在图2中表示出该电子天平的一个实际结构形式的透视图。与图1的原理图中相同的部分使用相同的标记，即使图画得有些不同。在图2中对于包围天平室的防风装置可看到右拉门30，左拉门31-图示为拉开的，上限板32及(固定的)后壁11；防风装置前透明壁仅可借助左侧边缘33来识别。左上吸风口9中可看到护条19，它们将避免大颗粒的进入及由此避免通风机的损坏。对于离子化空气的排出设置了两个出风口10’及10”，其中可看到使空气流转向的页片12’及12”。在图2中看不到离子电极；将借助图3来描述它们。

图3表示在一个有利的形式及结构中通过具有内置的用于离子电离的高压电极的管7的一个截面。该电极结构包括两个尖端电极20及21，它们与高压电源27的正极相连接；及两个尖端电极22及23，它们与高压电源27的负极相连接。在两个尖端电极对之间设有一个反电极24，譬如是一个导线或片形式的电极，它通过一个电阻25接地。高压电源27的正及负电压值如此地大，即正好不发生任何火花放电，而仅有所谓静止放电。在此情况下高压电源27的两种电压通过调节器26这样地调节，即使得通过电阻25的电流为零。由此可保证，与电极的几何尺寸的公差无关及与老化现象(如电极变污)无关地通过两对电极20及21和22及23各流过相同的电流，由此可产生几乎同样多的正离子及负离子。这样通过出风口10’及10”排出的空气流既包含了正离子也包含了负离子。因此不仅可使带正电荷而且可使带负电荷的被称物件放电。

在图4及5中表示了产生离子化空气流的装置的一个有利又紧凑的构型。图4是一个透视图；图5是沿图4中虚线V-V的截面图。在这些图中可看到一个Y形的型件15，它实质上由一个连贯的框架40及一个隔板41组成，该隔板大约在框40一半的高度上。该隔板41实际上仅从图5中可看到，在图4中它藏在电子线路板42的后面，后者与通风机8实际占据该型件15的整个内空间。在电子线路板42上的电子元件仅通过方块43表示，实际上整个电子线路板42上均装有元件。

该隔板41将型件15的内空间分成两个区域：一个区域(图4的前方或图5中的右侧)用于电子部分，及另一区域(图4中不可看到的后方或图5中的左侧)是空气通道7，它从通风机8通到高压电极20…24。在通风机8的区域中隔板41穿通，正如在高压电极区域中那样。从图4可以看出，在Y形的型件15的左腿45中未示出高压电极及其支架28，由此在该位置上可看到隔板41中的孔46。实际上，在左腿45中当然也具有一个电极支架27及高压电极20…24。同样左腿45的横截面与右腿的横截面(如图5所示)相同。该型件15在其端面上(图4中的后方或图5中的左侧)被一个同样形状的盖16封闭。该型件15及通风机8和电极支架28借助带孔的连接片44拧在背向天平室6的防风装置后壁11的背面，如从图5中看到的；并且通风机8直接地位于吸风口9的后面，而两个具有高压电极的电极支架28位于图2中两个出风口10’及10”的后面。因此通风机8在工作是通过吸风口9从天平室6吸取空气，将它向后输送到型件15的隔板41及盖16之间的空气通道7中及使空气通过孔46压到电极支架28内及高压电极20…24上，及最后通过出风口10’及10”又回到天平室6中。

在电子线路板42的上部及其周围将有利地用一种灌注材料17完全充填，它在图中用小点表示。在这里通风机8的外壳及电极支架28可阻止灌注材料通过通风机8下方隔板41中的孔及通过电极支架28下方的孔溢出。该连贯的框架40在注入灌注材料时作为侧面限界。

在后壁11的背向天平室6的背面上，围绕吸风口9及出风口10’及10”的周围可有利地设有一个连贯的凸缘，它与弹性的灌注材料17一起使吸风口9及出风口10’及10”对周围密封。以上所述用于产生离子化空气流的装置当然还可以在许多有利的细节上改进：

-例如通风机8可以是转速可调节的。由此它不但可以适应带强电荷的被称物件(高转速及强空气循环)，而且也可满足高称重精确度及在关断后短的平息时间(无转速及小的空气循环)的要求，及甚至具有通风机缓慢转动时称重的可能性。

-通风机的接通譬如可通过电触头或通过光电装置这样实现，即当侧壁30或31或天平上壁32关上时接通。通风机的关断可在一个预定运行时间后实现。当然也可以，在操作键盘的范围内设置一个通风机手工开/关用的按钮或开关。高压电源27通常与通风机一起开/关；但它们也可分开地开关。

-调节器26中的偏置值(电零点)这样地移动，即电阻25上的电压不是调节到零电压，而是通过电极对20/21或22/23的电流大于通过另一电极对的电流。以此方式，将有利地产生出一个极性的离子及使对具有相反极性的静电电荷的放电作用加强。当要称重相同类型的样品及其中电荷的符号不变且已知时，这是有意义的。

-页片12或12’及12”可以为可调节的，以使离子化的空气流可适应不同宽度及高度的被称物件。

所述用于产生离子化空气流的装置总地构成一个紧凑的组件，它包括产生离子所需的所有单元。因此在积木式系统的范围中一种分析天平可仅装设具有或不具有产生离子化空气流的装置的很少插接件。必要时也可事后安装产生离子化空气流的装置。

在图6中表示出用于带静电电荷的被称物件的天平盘的特别有利的构型。该天平盘34在其上侧具有多个细的垂直金属销37-象一个针板。由此被称物件被放在这些销37上，及可在其下侧被离子化空气流环绕流过并由此被放电。该金属天平盘及金属销可引起许多离子的放电。通过大量地产生离子及离子化空气流的很好输送，剩余的现存离子能足以使被称物件放电。

在图7中表示了针板天平盘一个变型的透视图。这里一个盘35不仅在上侧而且在下侧也具有垂直销36，它可被放置在常规天平盘2(图1或2)的上面。由此可使被称物件在所有侧上被离子化空气环绕地流过。

Claims (22)

1.一种分析天平，它具有一个天平盘，一个围绕在天平盘四周的防风装置及一个用于产生电离化空气流、以消除被称物件静电电荷的装置，其特征在于：用于产生离子化空气流的装置包括一个通风机(8)，它在天平室(6)的至少一个限界面(11)上从天平室吸出空气及通过在另一位置上的至少一个出风孔(12，12’，12”)使空气返回到天平室。

2.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：在通风机(8)及出风孔(12，12’，12”)之间设置有高压电极。

3.根据权利要求1或2的分析天平，其特征在于：用于产生离子化空气流的装置既产生正电荷的离子又产生负电荷的离子，及为此具有至少一个正的尖端电极(20，21)和至少一个负的尖端电极(22，23)作为高压电极，还具有反电极(24)。

4.根据权利要求3的分析天平，其特征在于：这样地调节不同符号的两个高压电源(27)，即通过正的尖端电极(20，21)的放电电流正好与通过负的尖端电极(22，23)的放电电流大小相等。

5.根据权利要求3的分析天平，其特征在于：这样地调节不同符号的两个高压电源(27)，即通过正的尖端电极(20，21)的放电电流与通过负的尖端电极(22，23)的放电电流的差值取恒定值。

6.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：用于产生离子化空气流的装置中的高压这样地低，即不会出现任何火花放电。

7.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：吸风口(9)位于天平室(6)的后壁(11)的上区域中。

8.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：出风口(10，10’，10”)位于天平室(6)的后壁(11)的下区域中。

9.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：出风口(10，10’，10”)位于天平盘(2)稍上方。

10.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：出风口(10，10’，10”)具有辅助装置，如页片(12，12’，12”)，它们可使离子化空气流偏移到一个优选方向上。

11.根据权利要求10的分析天平，其特征在于：可使离子化空气流偏移到一个优选方向上的辅助装置(12，12’，12”)是可调节的。

12.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：通风机(8)是可调节的。

13.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：通风机(8)可被接通一个预定持续时间。

14.根据权利要求13的分析天平，其特征在于：通风机(8)可通过设在一个可移动的天平室限界板(30，31，32)上的触头或光电装置被接通及在预定持续时间期满时重新关闭。

15.根据权利要求7或8的分析天平，其特征在于：在背向天平室(6)的后壁(11)背面装有一个型件(15)，它既提供在吸风口(9)及出风口(10，10’，10”)之间引导空气所需的通道(7)，也提供通风机的固定点及高压电源(27)的位置以及需要时电子调节部分(26)的位置。

16.根据权利要求15的分析天平，其特征在于：该型件(15)的横截面为H形，由此构成两个室；高压电源(27)被设在一个靠近后壁的室内；及远离后壁的室是引导空气的通道(7)。

17.根据权利要求16的分析天平，其特征在于：型件(15)在其背离后壁(11)的一侧上被一个盖(16)封闭。

18.根据权利要求15的分析天平，其特征在于：型件(15)的整体形状为Y形，及使一个吸风口(9)及两个出风口(10’，10”)相连接。

19.根据权利要求15的分析天平，其特征在于：高压电源(27)被安装在型件(15)中及该型件(15)同时构成灌注模。

20.根据权利要求19的分析天平，其特征在于：灌注材料是弹性的并构成型件(15)及后壁(11)之间的密封。

21.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：天平盘(34)在其上侧具有多个垂直金属销(37)。

22.根据权利要求1的分析天平，其特征在于：在天平盘(2)上放置一个盘(35)，不但在其上侧而且在其下侧具有多个垂直金属销(36)。

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