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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verwiegungssystem, umfassend eine Mehrzahl von Wägegutbehältern zur Aufnahme von Wägegut und eine elektronische Waage mit einer Waagschale zur Aufnahme jeweils eines Wägegutbehälters, wobei jeder Wägegutbehälter auf seinem Boden eine als Parallelstreifenmuster ausgebildete Codierungsmarkierung und die elektronische Waage eine optische Leseeinheit für die Codierungsmarkierungen der Wägegutbehälter aufweist.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine elektronische Waage mit einer Waagschale zur Aufnahme jeweils eines Wägegutbehälters und mit einer optischen Leseeinheit zum Lesen einer als Parallelstreifenmuster ausgebildeten Codierungsmarkierung des Wägegutbehälters.
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Derartige Verwiegungssysteme und elektronische Waagen, insbesondere als Bestandteil vorgenannter Verwiegungssysteme, sind bekannt aus der
EP 1 912 046 A1 . Diese Druckschrift offenbart eine elektronische Waage mit einem sogenannten Barcode-Lesegerät, mit dem sich ein Barcode lesen lässt, der auf einem Wägegutbehälter angebracht ist. Insbesondere handelt es sich um eine sog. Trocknungswaage zur Bestimmung des Feuchtegehaltes in einer in Tiegel enthaltenen Probe. Zur Kennung der Probe ist auf der Unterseite des Tiegels eine Tiegelkennung in Form eines Parallelstreifenmusters, des sogenannten Barcodes angebracht. Dieser wird vor oder beim Einführen des Tiegels in den Messraum der Waage durch eine mechanisch aufwendige Umlenkspiegel-Konstruktion auf ein Lesegerät gespiegelt. Eine an dem Lesegerät angeschlossene Auswerteeinheit ordnet das Messergebnis der Tiegelkennung und somit der Probe zu. Nachteilig ist, dass zum korrekten Auslesen des Barcodes entweder der Tiegel in wohldefinierter Ausrichtung in den Messraum eingeführt werden muss, was arbeitstechnischen Mehraufwand und daher Zeitverlust bedeutet, oder das Lesegerät optisch so aufwendig, beispielsweise als bildgebende CCD-Kamera (mit entsprechender Bilderkennungssoftware) ausgestaltet sein muss, dass ein Auslesen auch bei beliebiger Ausrichtung des Tiegels möglich ist, was zu erheblichen Mehrkosten führt.
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Die
DE 20 2011 051 217 U1 offenbart ebenfalls eine elektronische Waage mit einem Barcode-Lesegerät, mit dem sich ein Barcode lesen lässt, der auf einem Wägegutbehälter angebracht ist. Diese bekannte Vorrichtung ist zur Ernährungskontrolle gedacht. Hierzu sind in einer Datenbank, zu welcher die elektronische Waage informationstechnischen Zugang hat, insbesondere in einem in der Waage integrierten Datenspeicher, Ernährungswerte unterschiedlicher Lebensmittel gespeichert. Die zu den gespeicherten Werten gehörigen Lebensmittel sind durch ihre im Einzelhandel üblichen Warencodes identifiziert. Diese Warencodes sind als Barcodes auch auf den Etiketten der Behältnisse, in denen die Waren im Einzelhandel verkauft werden, angebracht. Die elektronische Waage besitzt einen mittels Kabel angeschlossenen Handscanner für Barcodes, sodass der Barcode auf dem Etikett des jeweils auf der Waagschale positionierten Behälters eingelesen werden kann. Aus dem gemessenen Gewicht und den in der Datenbank hinterlegten Ernährungswerten für das betroffene Nahrungsmittel errechnet die Waage dann tatsächliche Ernährungswerte und gibt Warnhinweise bzw. Ernährungsempfehlungen aus. Nachteilig bei diesem bekannten System ist die Notwendigkeit eines manuellen Lesevorgangs, bei dem der Ort der Barcodeanbringung zunächst gesucht und dann mit dem Handscanner abgelesen werden muss. Dieser manuelle Vorgang verzögert automatisierte Prozesse.
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Die
US 5,774,865 A offenbart eine Überwachungsvorrichtung für den Medikamentenverbrauch von Patienten mit Hilfe einer Wägevorrichtung, wobei diese über einen Scanner zum Lesen von linearen Barcodes auf dem Boden von Medikamentengefäßen verfügt. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist auch hier der notwendige hohe mechanische Aufwand, um die linearen Barcodes in jeder Lage zu erfassen.
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Auch in anderen Gebieten der Wägetechnik ist das vorbeschriebene Prinzip der Identifizierung von Wägegutbehältern nützlich. Beispielsweise ist es im Bereich der Farbmischung oder allgemeiner im Bereich von Dosierungssystemen hilfreich, einzelne Wägegutbehälter – seien es gefüllte oder zu füllende Behälter – mittels eines Barcodes identifizierbar zu machen und bei Wiegevorgängen diese Identifizierbarkeit für die Verfahrensoptimierung zu nutzen, was dann eine mit der Waage verbundene Leseeinheit, insbesondere optische Leseeinheit, für den Barcode auf dem Wägegutbehälter voraussetzt. Die im Zusammenhang mit den oben diskutierten Druckschriften erläuterten Probleme haben auch für solche und weitere Anwendungen Gültigkeit.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Wägesystem derart zu verbessern, dass sich der Aufwand an manuellen Arbeitsschritten verringern lässt.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine für solche Wägesysteme geeignete elektronische Waage zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass
- – die Parallelstreifenmuster als konzentrische Ringmuster ausgebildet sind und
- – die optische Leseeinheit als waagschalenseitiger, radial orientierter Zeilendetektor ausgebildet ist.
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Die Aufgabe wird weiter in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 2 dadurch gelöst, dass die Leseeinheit als waagschalenseitiger, radial orientierter Zeilendetektor ausgebildet ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die Codierungsmarkierung auf dem Wägegutbehälter orientierungsunabhängig zu gestalten, ohne von standardisierten Barcode-Systemen abweichen zu müssen, und die elektronische Waage mit einem abgestimmten, gleichwohl technisch besonders einfachen Lesegerät zu versehen. Eine solche elektronische Waage, die zur Verwendung in derartigen, erfindungsgemäßen Verwiegungssystemen geeignet ist, soll hier separat unter Schutz gestellt werden.
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Der Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, dass ein infinitesimal breiter, radial ausgerichteter Ausschnitt eines konzentrischen Ringmusters ununterscheidbar ist von einem infinitesimal breiten, längs orientierten Ausschnitt eines linearen Streifenmusters, wie es ein herkömmlicher Barcode darstellt. Die in einem solchen infinitesimal breiten Ausschnitt enthaltene Information entspricht der Gesamtinformation des Barcodes. Die zweidimensionale Ausdehnung herkömmlicher Barcodes dient lediglich der Fehlertoleranz beim Ablesen, wenn die Leseeinheit schräg zur Barcodeausrichtung steht. Die konzentrische Anordnung des Streifenmusters, d. h. die Gestaltung des „Barcodes” als Ringmuster stellt eine Anpassung an die Bodenform der meisten, üblicherweise zylindrischen Wägegutbehälter im Bereich von Dosiersystemen, insbesondere bei Farbmischsystemen sowie im Bereich der Laboranalytik, dar.
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Der überraschenden Anordnung des Ringmusters auf der Bodenseite der Wägegutbehälter liegt die Abkehr von der üblicherweise anthropozentrischen Gestaltung automatisierter Systeme zugrunde. Typischerweise werden Barcodes nämlich an den Seitenflächen der Wägegutbehälter angebracht, da dies der Ort ist, den eine menschliche Kontrollperson besonders leicht optisch oder mit manuellen Lesegeräten erreichen kann, wenn die Behältnisse beispielsweise auf einem Fließband an einer Kontrollstation vorüberfahren. Für Verwiegungssysteme der genannten Art ist dies jedoch nicht erforderlich, da ein Datenaustausch im Wesentlichen nur zwischen dem Behälter und der elektronischen Waage erforderlich ist. Daher erfolgt die Anbringung der Codierungsmarkierung an der natürlichen Schnittstelle zwischen dem Wägegutbehälter und der Waage, nämlich auf dem Boden des Wägegutbehälters, der während des Wägevorgangs auf der Waagschale der elektronischen Waage steht. Entsprechend ist die optische Leseeinheit waagschalenseitig angeordnet.
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Durch die besondere, oben erläuterte Ausgestaltung der Codierungsmarkierung genügt als optische Leseeinheit ein radial ausgerichteter Zeilendetektor, beispielsweise eine Diodenzeile. Diese stellt nach der quasi punktförmigen Photozelle die einfachste und kostengünstigste Ausgestaltung eines optischen Detektors dar. Selbstverständlich kann der Zeilendetektor auch in anderer Weise, beispielsweise als eindimensionaler Laserscanner oder als im Wesentlichen eindimensional genutzter Bilddetektor, ausgebildet sein.
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Für den Fachmann ist offensichtlich, dass die rotatorische Orientierung des Wägegutbehälters im Rahmen des erfindungsgemäßen Verwiegungssystems ohne Belang ist. Fehler können jedoch bei einer erheblichen (radialen) Verschiebung auftreten, wenn diese so groß ist, dass ein Endbereich der Codierung außerhalb des Blickfeldes des Zeilendetektors gerät. Daher ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die elektronische Waage Zentriermittel aufweist, die eine wenigstens grob zentrierte Positionierung jedes Wägegutbehälters auf der Waagschale gewährleisten. Solche Zentriermittel können z. B. durch einen Zentrierkegel im Mittelpunkt der Waagschale oder durch seitliche Verschiebungsbegrenzungen auf der Waagschale realisiert sein.
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Für die spezielle Anordnung der optischen Leseeinheit gibt es unterschiedliche Varianten, die hier sämtlich unter dem Begriff „waagschalenseitig” subsummiert werden. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Zeilendetektor unmittelbar in der Waagschale, insbesondere in deren Boden integriert. Dies stellt jedoch nicht die optimale Lösung her, da die Waagschale durch ihren direkten Kontakt mit den Wägegutbehältern leicht zur Verschmutzung und ggf. Beschädigung neigt und daher öfter ausgetauscht wird. Folglich ist es günstig, die Waagschale möglichst kostengünstig zu gestalten. Außerdem würde eine Integration des Zeilendetektors in die Waagschale eine zusätzliche elektrische und informationstechnische Kopplung der Waagschale mit anderen elektronischen Komponenten der Waage erfordern, was zu unerwünschten Kraftnebenschlüssen führen könnte.
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Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Waagschale in ihrem Waagschalenboden ein optisch transparentes Fenster aufweist, unterhalb dessen die optische Leseeinheit positioniert oder positionierbar ist. Der optische Lesevorgang erfolgt somit durch den Waagschalenboden hindurch.
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Grundsätzlich ist es möglich, den gesamten Waagschalenboden transparent zu gestalten. Günstiger ist es jedoch vielfach, wenn das Fenster als länglicher, kreissegmentförmiger oder ringsegmentförmiger, radial ausgerichteter Fensterstreifen ausgebildet ist und die Waagschale eine Verdrehsicherung aufweist. Hierdurch wird der transparente Teil des Waagschalenbodens minimiert, wodurch eine hohe Flexibilität bei der Wahl der Materialien für den größten Teil des Waagschalenbodens bewahrt wird. Die Form und Größe des Waagschalenfensters ist dabei an die Form und Größe der Leseeinheit, nämlich des Zeilendetektors angepasst. Diese Ausgestaltung setzt jedoch voraus, dass das Fenster stets zuverlässig über der Leseeinheit positioniert ist. Hierzu dient die erwähnte Verdrehsicherung der Waagschale.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die optische Leseeinheit in den Waagenkörper unterhalb der Waagschale integriert ist. Als Waagenkörper wird hier unspezifisch derjenige Teil der Waage bezeichnet, aus dem die Waagschale aufragt. Typischerweise ist dies ein Gehäuse, welches die mechanische Wiegeeinheit und die damit gekoppelte Elektronik umfasst. Die Anordnung in oder an der oberen Wandung, d. h. des Deckels eines solchen Gehäuses, führt zu einer sehr kompakten Gerätebauweise und zu kurzen Verbindungswegen zwischen der optischen Leseeinheit und der sie ansteuernden Elektronik.
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Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die optische Leseeinheit an einem Auslegerarm angeordnet ist, der in einen Zwischenraum zwischen der Waagschale und dem Waagenkörper hineinragend positioniert oder positionierbar ist. Diese Variante eignet sich insbesondere für Waagen, die erfindungsgemäß nachrüstbar sind. So genügt es bei solchen Systemen, eine elektrische und datentechnische Schnittstelle am Waagenkörper bereitzustellen, an die die Leseeinheit angeschlossen werden kann. Mechanisch wird die Leseeinheit dann mittels des Auslegerarms unter dem Fenster positioniert und vorzugsweise zusätzlich am Waagenkörper fixiert.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der informationstechnischen Äquivalenz linearer und konzentrischer Barcodes,
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2: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wägegutbehälters,
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3: eine schematische An- und Draufsicht einer erfindungsgemäßen elektronischen Waage.
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
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1 ist eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Grundgedankens der informationstechnischen Äquivalenz eines linearen Barcodes 10 und eines konzentrischen Ringcodes 12. Schneidet man virtuell mittels einer radialen Maske 14 einen radialen Ausschnitt aus dem Ringcode 12 aus, wie im mittleren Teil von 1 angedeutet, so erhält man eine Abfolge von Punkten, die bei Verlängerung senkrecht zur Längserstreckung der Maske 14, d. h. senkrecht zur radialen Schnittrichtung, den Strichcode 10 ergeben. Daher lassen sich sämtliche Informationen, die sich in dem Strichcode 10 codieren lassen, ohne jeglichen Informationsverlust in dem Ringcode 12 ebenfalls codieren, wobei jeder Radialschnitt den vollständigen Informationsgehalt trägt.
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2 zeigt in stark schematisierter Darstellung einen Wägegutbehälter 16, dessen Boden 18 mit einem konzentrischen Ringcode 12 markiert ist. Dieser kann aufgeprägt, eingelasert, aufgedruckt oder aufgeklebt sein. Er kann zur Individualisierung des Wägegutbehälters 16 genutzt werden, wobei der Grad an Individualisierung den Anforderungen des Einzelfalls anzupassen ist. Beispielsweise kann eine behälterweise oder eine chargenweise oder ähnliche Individualisierung vorgenommen werden.
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3 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine elektronische Waage 20 mit einem Waagenkörper, der hier als Gehäuse 22 ausgebildet ist, welches eine nicht näher gezeigte Wägemechanik sowie eine damit verbundene Elektronik umfasst. Das Gehäuse 22 kann zusätzlich mit Benutzerschnittstellen, wie etwa einer Tastatur und einem Display versehen sein. Aus dem Gehäuse 22 ragt eine Waagschale 24 heraus, die in herkömmlicher Weise mit der Wägemechanik gekoppelt ist.
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Unterhalb der Waagschale ist ein Zeilendetektor 26 im Gehäuse 22 angeordnet, dessen Detektoroptik auf den Boden der Waagschale 24 gerichtet ist.
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An dieser Stelle weist der Boden der Waagschale 24 ein Fenster 28 auf, welches bei der dargestellten Ausführungsform ringsegmentförmig ausgebildet ist. Dieses Fenster 28 ist relativ zu dem Zeilendetektor 26 so ausgerichtet, dass die Detektoroptik durch das Fenster 28 „hindurchblicken” kann. Um eine rotatorische Versetzung des Fensters 28 zum Zeilendetektor 26 zu vermeiden, ist die Waagschale 24 mit nicht im Detail dargestellten Verdrehsicherungsmitteln gegen Verdrehen gesichert.
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Weiter weist die Waagschale 24 einen zentral angeordneten Zentrierring 30 auf, der auf die Abmessungen des Wägegutbehälters 16 abgestimmt ist, sodass dieser nahezu mittig auf der Waagschale 24 positioniert werden kann. Vorzugsweise ist die Zentrierung 30 zur Anpassbarkeit an unterschiedliche Behälterdurchmesser austauschbar.
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Der Fachmann wird erkennen, dass im Fall eines auf der Waagschale 24 positionierten Wägegutbehälters 16 dessen Ringcode auf seinem Boden 18 mittels des radial angeordneten Zeilendetektors 26 detektiert und durch Weiterleitung an eine entsprechend eingerichtete Auswerteeinheit die bevorzugt in der Elektronik der Waage 20 in deren Gehäuse 22 integriert ist, ausgelesen, d. h. interpretiert werden kann.
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere ist der in dem Ringcode codierte Informationsgehalt vom Fachmann an die Anforderungen des Einzelfalls anzupassen. Analoges gilt auch für die Verarbeitung und Nutzung der ausgelesenen Information. Selbstverständlich ist der Anwendungsbereich der Erfindung auch nicht auf die hier explizit erwähnten Teildisziplinen der Wägetechnik beschränkt, sondern lässt sich universell für jede Wägeanwendung einsetzen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Barcode
- 12
- Ringcode
- 14
- Maske
- 16
- Wägegutbehälter
- 18
- Boden von 16
- 20
- elektronische Waage
- 22
- Gehäuse
- 24
- Waagschale
- 26
- Zeilendetektor
- 28
- Fenster
- 30
- Zentrierring
