CN1303408C - 用于对易带电的测量物体进行称重的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于对易带电的待称重物体(14)进行称重的方法，其能够通过消除静电的影响而以约0.3毫克的精度来对待称重物体进行高效且连续的称重，其特征在于该方法包括步骤：采用具有固定台(11)和可相对于固定台垂直地运动特定距离的称盘(12)的电子力平衡装置(10)来对该易带电的待称重物体(14)进行称重，这种称重在适当大小的导电框架(13)安装在固定台(11)上的称盘周围以包围了放在称盘上的待称重物体的状态下进行。

Description

用于对易带电的测量物体进行称重的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于测量易带电的测量物体的重量或质量的方法，该测量物体例如为任何带电容器或者其中填充了粉末或液体的带电容器。
背景技术
在过去，当要以约0.3毫克(mg)的精度来测量重量时，所采用的方法是将电子秤放入到防风盒体中来对物体进行称重。
然而，当在例如药物的生产线上以良好的精度来称出非常小的重量时，温度、风力、振动、由控制设备所产生的磁力线、静电等的变化会对电子秤的测量精度产生有害的影响。在这些因素中，因静电所产生的有害影响是非常难于防范或消除的。
作为可防止或除去静电的装置，已经知道了抗静电棒、抗静电刷、静电离子发生器等，它们用于将所产生的静电释放到大地中。另外，还已知道了采用导电薄膜、导电涂层等来形成放电电路的方法。这里，本发明的发明人尝试了将这些手段应用到称重装置中，或者设计出应用这些手段的有效方法，然而都无法达到约0.3毫克的精度。
另一方面，还知道有采用由导体制成的盖子来覆盖称盘上的测量物体以便切断测量物体和外界之间的电场的方法。
例如，日本经审查的专利出版物(Kokoku)No.8-1394或日本专利No.2612905公开了在药物生产工艺中用电子秤对小瓶、安瓿或其它药物容器进行称重时通过用由导体制成的盖子来覆盖测量物体以防止静电的有害影响。
本发明的发明人同样尝试了应用该方法，但发现在测量物体和导体盖之间会产生电的相互作用，与其它传统的方法一样，它也无法达到约0.3毫克的精度。另外，该方法还存在这样的问题，即需要在称重时进行用盖子覆盖各测量物体的操作，这就降低了工作效率并成为提高生产线速度的一个障碍，而且，该装置整体上无法避免复杂的机械结构。
另外，作为其它的现有技术，日本未审查的专利出版物(Kokai)No.4-13933公开了一种具有校平器的秤，其中在校平器的附近在秤的机械结构上连接了屏蔽板，以便防止静电对校平器产生影响。
根据上述现有技术，当对易带电的测量物体进行称重时，无法消除因静电所带来的影响，因此无法达到0.3毫克的精度。另外，在例如药物的生产工艺中，很难以良好的工作效率连续地对任何带电容器或其中填充了粉末状或液态药物的带电容器进行称重。
发明公开
考虑到上述背景进行了本发明，本发明的目的是提供一种用于对易带电的测量物体进行称重的方法和装置，其能够除去静电的影响，从而能够以良好的工作效率和约0.3毫克的精度对带电物体进行连续的称重。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种用于对易带电的测量物体进行称重的装置，其特征在于，该装置设有称台、设于称台顶面上并能够相对于称台垂直地运动很短距离的称盘、设于称台上且处于称盘周围以便能够包围放在称盘上的测量物体的导电框架，以及用于顺序且连续地将测量物体放到称盘上并将它们从称盘上取走的机构。还提供了一种用于对易带电的测量物体进行称重的方法，其特征在于，采用设有称台和设于称台顶面上并能够相对于称台垂直地运动很短距离的称盘的称重装置来对易带电的测量物体进行称重，同时在设于称台上的导电框架包围了称盘以便围绕着放在称盘上的测量物体的状态下来对测量物体进行称重。
在本发明中，通过设置由导体构成的框架，就可以实质上切断测量物体和外界之间的电场。另外，通过调节框架的形状，就能够通过作用在测量物体和框架之间的静电来抵消测量物体和外界之间的残余静电以及测量物体和秤本体之间的静电，从而实现平衡并因此除去作用在测量物体上的静电，以便实现精密称重。应当注意的是，在本说明书中，“精密称重”指精度要求为约0.3毫克的称重。
称重装置的特征在于使用了电子秤。另外，其特征还有，可将带电容器或其中填充了粉末或液体的带电容器作为易带电的测量物体来进行称重。
实际上，本发明可将多次剂量式分配器作为易带电的测量物体来进行称重，在该分配器的内部填充了粉末状药物的多次剂量，并具有可在每次操作中排出预定量粉末状药物的一次剂量的机构，在多次剂量式分配器的生产和检验工艺中，在喷出粉末状药物的最初一次剂量之前和之后均对多次剂量式分配器进行称重，并检测重量差。
另一项特征在于，在将测量物体放在称盘上之前预先将导电框架置于称盘的周围，并且顺序且连续地将测量物体放在称盘上和从称盘上取走。鉴于此，例如就可以得到一种适合于在药物等的生产线上连续地称出非常小的重量的称重方法。
另外，根据本发明，提供了一种用于对易带电的测量物体进行称重的装置，其特征在于，该装置设有称台、设于称台顶面上并能够相对于称台垂直地运动很短距离的称盘、设于称台上且处于称盘周围以便能够包围放在称盘上的测量物体的导电框架，以及用于顺序且连续地将测量物体放到称盘上并将它们从称盘上取走的机构。还提供了一种用于易带电的测量物体的称重装置，其特征在于，该装置设有能够相对于称台垂直地运动很短距离的称盘以及设于称台上且处于称盘周围以便能够包围放在称盘上的测量物体的导电框架。在这种情况下，导电框架不仅可以是由金属或其它导体制成的框架，而且可以是涂覆有导电物质的由塑料制成的非金属框架或其它非导体框架。
另外，根据本发明，提供了一种用于对易带电的测量物体进行称重的装置，其特征在于，该装置设有称台、设于称台顶面上并能够相对于称台垂直地运动很短距离的称盘、设于称台上且处于称盘周围以便能够包围放在称盘上的测量物体的导电框架，以及用于顺序且连续地将测量物体放到称盘上并将它们从称盘上取走的机构。
附图说明
图1是本发明的称重装置的示意性侧视图；和
图2是图1所示的本发明的称重装置的示意性平面图。
具体实施方式
下面将参考附图来详细地说明本发明的实施例。
图1和图2是本发明的称重装置的示意性侧视图和平面图。
在本发明的实施例中，使用了电子秤10作为称重装置。电子秤10是可测出测量物体14的重量的电子秤，这是通过将能够相对于称台11垂直地运动很短距离的称盘12置于称台11的顶面上、将测量物体14放在称盘12上，并且根据测量物体14的重量或质量按照秤的原理使称盘12下降非常短的距离以测出测量物体14的重量来实现的。
在本发明中，当对易带电的测量物体14进行称重时，将适当形状的导电框架13置于称台11上且处于称盘12的周围，以便包围放在称盘上的测量物体14。框架13的尺寸大于具有圆形平面形状的称盘12的直径，并且不会突出到称台11之外。例如，所示的框架13具有方形的平面形状，其包括由金属或其它导体制成的框架，或者是由涂覆有导电物质的非金属材料如塑料制成的框架。另外，框架13的高度制成为在测量物体14处于称盘12上的状态下完全地覆盖了测量物体14，并且不会干涉到将测量物体14放到称盘12上和从称盘12中取出。
易带电的测量物体14包括导电性容器或填充了粉末或液体的导电性容器，例如用作多次剂量式分配器的容器，在该分配器中填充了粉末状药物的多次剂量，并具有用于在每次操作中排出等于预定量粉末状药物的一次剂量的机构。
这类容器(测量物体)14是从生产线中提供的约8克的塑料容器，它们通过机械手(未示出)而被放在电子秤10的称盘12上。电子秤10被放在防振平台(未示出)上，被防风罩(未示出)所包围，并且在它的附近未放置任何其它的控制设备等，以便防止因振动、风力或磁力线所带来的对称重的有害影响。
在将容器14放在称盘12上之后，机械手(未示出)便运动离开电子秤10，以防止与容器14产生相互作用。在电子秤10的指示值稳定下来之后，将该指示值输出给序列发生器(未示出)，通过测出重量是否处于预定范围内来判断质量，合格的容器被传送到生产线的下一阶段，而不合格的容器被机械手(未示出)传送到不合格容器的排出线上。应当注意的是，各容器的称出值被输出给计算机(未示出)。
示例
采用如图1和2所示的装置来进行在电子秤10的称盘12的周围设置金属框架13和不设置金属框架13的对比试验。所用的金属框架13为90毫米×90毫米×90毫米(H)。试验在容易产生静电的低潮湿环境(相对湿度为30到40％)下进行。使用不带电的容器和通过摩擦而强迫性带电的容器来进行称重数百次。采用由KSD公司制造的KSD-0103型表面电位计来测量静电的量。所用的电子秤为A&D公司制造的AD-4212型电子秤。测量结果显示于表1中。
                        表1
  试验号   金属框架   带电量(千伏)   称重误差(毫克)
  1 无   0到-0.2   0到±0.3
  2   -5到-6   3到4
  3   有   0到-0.2   0到±0.3
  4   -2到-3   0到±0.3
  5   -5到-6   0到±0.3
从试验1的结果中可以看到，如果容器14不带电，那么即使在未放置金属框架13的情况下也能进行精密的称重。然而，从试验2的结果中可以看到，如果在未放置金属框架13时容器带电，那么称重的精度显著地下降。另一方面，从试验3，4和5的结果中可以看到，通过放置金属框架13即可进行精密的称重，与容器14是否带电或带电的程度无关，并且由静电带来的称重精度的下降因放置金属框架13而得到显著地抑制。应当注意的是，在放置了金属框架13时每一测量物体即容器的测量时间为1.6秒，也就是说，称重能够在非常短的时间内完成。
下面将说明比较示例。
(比较示例1)
改变金属框架13的形状并进行类似的试验。所周的金属框架是比本发明示例中的金属框架在高度上矮一些即90毫米×90毫米×70毫米(H)的金属框架，以及在金属框架的顶面上覆盖了一块不会干涉到容器运动的金属板的金属框架(形状类似于金属盖)。结果显示于表2中。
                        表2
  试验号  框架   带电量(千伏)   称重误差(毫克)
  6 90毫米×90毫米×70毫米(H)   0到-0.2   0到±0.3
  7   -2到-3   0.5到1
  8   -5到-6   2到3
9  顶面被金属板所覆盖 -5到-6 -4到-5
从试验6，7和8的结果中可以看到，如果金属框架13的高度发生变化即高度降低，那么抑制因带电而产生的称重精度下降的效果显著地减弱。另外，从试验9的结果中可以看到，如果用金属板覆盖在金属框架的顶面上且将金属框架制成类似于金属盖的形状，顶面处的金属板和容器产生相互作用(相间间拉动)，称重精度显著地下降。从这些结果中可以看到，金属框架13的形状对称重精度有较大的影响，因此，将金属框架13设定成适当的形状并且抵消和平衡带电容器14的吸引和作用在上秤本体上的静电是很重要的。
(比较示例2)
改变金属框架13的形状并进行类似的试验。所用的框架是将材料变为纸即低导电性材料的框架，以及由涂覆了导电物质的纸制成的框架。框架的尺寸制成为90毫米×90毫米×90毫米(H)。结果显示于表3中。
                          表3
  试验号   框架   带电量(千伏)   称重误差(毫克)
  10   纸   -5到-6   0.5到1
11   涂覆了导电物质的纸 -5到-6 0到±0.3
从试验10的结果中可以看到，在使用了低导电性的材料如纸的情况下，抑制因静电而产生的称重精度下降的效果更弱。另一方面，从试验11的结果中可以看到，即使使用涂覆了导电物质的低导电性材料，也能得到与金属框架类似的效果。
(比较示例3)
还研究了将金属框架设置在称盘12上而不是电子秤的称台11上的方法。将尺寸不会干涉到容器14的运动且高度为90毫米的金属框架放置在用于携带容器14的称盘12上，并进行类似的试验。结果显示于表4中。
                        表4
  试验号   框架   带电量(千伏)   称量误差(毫克)
  12   设于称盘上   -5到-6   0到±1
从试验12的结果中可以看到，虽然对因静电而产生的称重精度下降具有一定的抑制效果，然而必须将称盘12制成较大，这就使得称盘12更容易受到风力的影响，无法得到与将金属框架13布置在称台11上的称盘12周围相同程度的称重精度。为了减轻风力的影响，尝试过将金属框架制成网形等的改进，但称重精度仅能提高到0到±0.5毫克左右。从中可以知道，必须将金属框架13布置在称台11上且处于称盘12的周围。
应当注意的是，在上述示例和比较示例中用作测量物体的容器的大小为直径2.5厘米，高度5.8厘米。关于各容器包装与药物的重量比，包括药物在内的容器整体重约8.8克，其中的药物重1.2克，这样，各容器包装重约7.6克。因此重量比为7.6∶1.2。
虽然在上文中已经就实施例和示例介绍了本发明，然而本发明并不限于这些实施例和示例。在本发明的精神或范围内存在着许多种形式、修改和修正。例如，在上文中，金属框架13显示为具有方形的平面形状，但也可以使用类似于称盘12的平面形状的圆形框架。
工业应用性
从上述介绍中可以清楚，根据本发明，可以与过去不同的方式来测量易带电容器的重量，其具有不超过0.3毫克的高精度和1.6秒的非常短的测量时间。这是在例如药物的生产线中对容器填充少量粉末时控制填充量的一种非常有效的手段，或者是控制吸入剂的细微喷射重量的一种非常有效的手段。另外，该装置非常简单，可以容易地结合到生产线中，因此其实用性非常高。

Claims (8)

1.一种用于对易带电的测量物体进行称重的方法，其特征在于，采用设有称台和设于所述称台的顶面上并能够相对于所述称台垂直地运动很短距离的称盘的称重装置来对所述易带电的测量物体进行称重，同时，在设于所述称台上的导电框架包围了所述称盘以便围绕着放在所述称盘上的测量物体的状态下来对所述测量物体进行称重。
2.根据权利要求1所述的称重方法，其特征在于，使用电子秤作为称重装置。
3.根据权利要求1所述的称重方法，其特征在于，可将任何带电容器或其中填充了粉末或液体的带电容器作为易带电的测量物体来进行称重。
4.根据权利要求3所述的称重方法，其特征在于，可将多次剂量式分配器作为易带电的测量物体来进行称重，在所述分配器的内部填充了粉末状药物的多次剂量，并具有可在每次操作中排出预定量粉末状药物的一次剂量的机构，在所述多次剂量式分配器的生产和检验工艺中，在喷出粉末状药物的最初一次剂量之前和之后均对所述多次剂量式分配器进行称重，并检测重量差。
5.根据权利要求1所述的称重方法，其特征在于，在将所述测量物体放在所述称盘上之前预先将导电框架放在所述称盘的周围，并且顺序且连续地将所述测量物体放在所述称盘上和从所述称盘上取走。
6.一种用于对易带电的测量物体进行称重的装置，其特征在于，所述装置设有称台、设于所述称台的顶面上并能够相对于所述称台垂直地运动很短距离的称盘，以及设于所述称台上且处于所述称盘的周围以便能够包围放在所述称盘上的测量物体的导电框架。
7.根据权利要求6所述的称重装置，其特征在于，所述导电框架是金属框架，或者是涂覆有导电物质的非金属框架。
8.根据权利要求6所述的称重装置，其特征在于，所述装置还设有用于顺序且连续地将测量物体放到所述称盘上并将它们从所述称盘上取走的机构。
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