DE10205887B4

DE10205887B4 - Messvorrichtung für das spezifische Gewicht

Info

Publication number: DE10205887B4
Application number: DE10205887A
Authority: DE
Inventors: Sakujiro Ueno
Original assignee: Mirage Trading Co Ltd
Current assignee: Mirage Trading Co Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: DE10205887A1; GB2373059A; CN1370986A; US20020117002A1; JP2002243614A; GB0202785D0; US6561025B2; CN1161597C

Abstract

Messvorrichtung zum Messen des spezifischen Gewichts eines Messobjekts (M) mit:
einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsbad (1);
einem ersten Messbereich (2), welcher das Flüssigkeitsbad aufnimmt und trägt;
einem Messobjekt-Aufnahmeelement (3), welches, eingetaucht in die Flüssigkeit, in dem Flüssigkeitsbad (1) angeordnet ist;
einem zweiten Messbereich (4), welcher das Messobjekt-Aufnahmeelement (3) in einem Zustand außer Kontakt mit dem Flüssigkeitsbad (1) trägt;
einer arithmetischen Einheit (5), welche den Wert des spezifischen Gewichts auf Basis von gemessenen Werten des ersten (2) und des zweiten (4) Messbereichs ableitet; und
einer Anzeigeeinheit (6) zum Anzeigen des Werts des spezifischen Gewichts, welcher durch die arithmetische Einheit (5) ermittelt wurde,
wobei das Messobjekt (M) in einem Zustand auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement (3), in dem es in der Flüssigkeit versinkt, anzubringen ist und die Messvorrichtung derart aufgebaut ist,
um durch den ersten Messbereich (2) den Anstieg des Gewichts, welcher mit dem Eintauchen...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für das spezifische Gewicht, welche verwendet wird für die •Messung von verschiedenen Substanzen, und zwar nicht nur für feste Substanzen, die aus einer Vielfalt von festen Materialien inklusive Edelmetall, Legierungen, Kunstharz, Keramik, Gummi, Fasern und so weiter bestehen, sondern auch von pulvrigen Substanzen, granularen Substanzen und flüssigen Substanzen.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen wird, um das spezifische Gewicht von festen Substanzen mit einem unbekannten Volumen festzustellen, zunächst das Volumen der festen Substanz nach dem Prinzip von Archimedes ermittelt. Unter Verwendung eines Prinzips, dass der Auftrieb von Substanz in einem Fluid gleich dem Gewicht des durch die feste Substanz verdrängten Fluids ist, werden ein Gewicht der festen Substanz in der Luft und ein Gewicht in der Flüssigkeit gemessen im vollständig in der Flüssigkeit versunkenen Zustand, welche ihrerseits ein bekanntes spezifisches Gewicht hat (normalerweise Wasser mit dem spezifischen Gewicht 1), um ein Volumen der Festkörpersubstanz aus dem Auftrieb (g) als Unterschied des Gewichts in der Luft und des Gewichts in der Flüssigkeit, und aus dem spezifischen Gewicht (g/cm³) der Flüssigkeit. Dann wird das spezifische Gewicht der wirklichen Festkörpersubstanz abgeleitet als Gewicht in Luft (g)/Volumen (cm³). Wenn die zu verwendende Flüssigkeit Wasser ist, stimmt, da das Gewicht (g) der Flüssigkeit gleich dem Wert des Volumens (cm³) ist, der Wert des Auftriebs (g) mit dem Wert des Volumens (cm³) des Messobjekts überein. Demzufolge kann das spezifische Gewicht (g/cm³) des Messobjekts durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden. Spezifisches Gewicht = Gewicht in Luft/Auftrieb = Gewicht in Luft/(Gewicht in Luft) – (Gewicht in Wasser)
Die herkömmliche Messvorrichtung für das spezifische Gewicht beinhaltet einen ersten Behälter, der eine Flüssigkeit beinhaltet, einen zweiten Behälter, welcher in dem ersten Container ohne Kontakt zu diesem angeordnet ist und es ermöglicht, dass die Flüssigkeit in dem ersten Container hinein- und herausfließt, einen Luftanbringbereich, welcher in dem zweiten Behälter gelagert ist zum Messen des Gewichts des Messobjekts in Luft, und ein Wiegegerät, welches den zweiten Behälter aufnimmt und lagert, um das spezifische Gewicht abzuleiten und anzuzeigen, und zwar abzuleiten aus dem Gewicht, wenn das Messobjekt an dem Luftanbringbereich angebracht ist, und dem Gewicht, wenn das Messobjekt in dem zweiten Behälter versunken ist. Als herkömmliche Messvorrichtung für das spezifische Gewicht ist andererseits eine Vorrichtung bekannt mit einem Hauptkörper der Wichtungsmaschine mit einem Haken und mit einer Hebeplattform, welche einen mit Wasser gefüllten Behälter nach oben und unten bewegt. Zunächst wird das Messobjekt an dem Haken aufgehängt, um das Gewicht in Luft zu messen, dann wird die Hebeplattform angehoben, um das Messobjekt vollständig im Wasser zu versenken, um das Gewicht im Wasser zu messen, um das spezifische Gewicht aus den beiden gemessenen Werten abzuleiten und anzuzeigen.
Außerdem gibt es eine weitere Messvorrichtung für das spezifische Gewicht, welche einen Aufbau hat, um den Auftrieb zu messen anstelle des Gewichts in Wasser (Flüssigkeit). Eine solche Vorrichtung wird aufgebaut durch Platzieren des Luftanbringbereichs innerhalb des ersten Behälters, welcher mit der Flüssigkeit gefüllt ist, und durch Anordnen des zweiten Behälters, der es erlaubt, dass Flüssigkeit hinein- und herausfließt, innerhalb des ersten Behälters ohne Kontakt zu diesem, um das Gewicht zu messen, wenn das Messobjekt an dem Luftanbringbereich angebracht ist, durch Aufnehmen und Lagern des Wiegegeräts. Mit einer solchen Vorrichtung wird nach dem Messen des Gewichts des Messobjekts, wenn dieses an dem Luftanbringbereich angebracht ist, das Gewicht des ersten Behälters gemessen, wenn das Messobjekt in dem Wasser in dem zweiten Behälter eingetaucht ist, um den Auftrieb abzuleiten, um dann das spezifische Gewicht aus dem Auftrieb und dem Gewicht in Luft zu berechnen.
Die Messung des spezifischen Gewichts wird ausschließlich verwendet als Mittel zum Feststellen der Reinheit von Substanzen. In den letzten Jahren wird im Zusammenhang mit dem schnellen Fortschreiten der industriellen Technologie die Messung des spezifischen Gewichts oft verwendet für die Qualitätssicherung, Analyse und so weiter von Substanzen, wie beispielsweise Edelmetall, Legierungen, Kunstharz, Keramik, Gummi, Fasern, Festkörpersubstanzen aus Kompositmaterialien aus diesen Stoffen, und weiter sogar Substanzen wie pulvrigen Substanzen und granularen Substanzen. Da die Messung des spezifischen Gewichts jedoch ein Mittel für einen grundlegenden Test, für die Inspektion und für die Messung ist, besteht ein Wunsch danach, die Arbeitsbelastung im Hinblick auf die Produktionsfähigkeit der Substanz zu vermeiden, während dies wichtig ist. Alle herkömmlichen Messvorrichtung für das spezifische Gewicht erfordern eine zweistufige Messung durch das Messen des Gewichts des Messobjekts in Luft und das Messen des Gewichts oder des Auftriebs des Messobjekts in Wasser (Flüssigkeit) durch Eintauchen des Messobjekts in Wasser (Flüssigkeit), was viel Arbeit und einen langen Messzeitraum bedeutet. Insbesondere sind, wenn die Messung des spezifischen Gewichts nacheinander für verschiedene Messobjekte durchgeführt wird, die herkömmlichen Vorrichtungen relativ ineffizient.
Eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist aus der GB 925 366 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist es das erste Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung für das spezifische Gewicht zu schaffen, welche sicher und augenblicklich das spezifische Gewicht von verschiedenen Festkörpersubstanzen in einem Messvorgang relativ einfach bestimmen kann.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Messvorrichtung für das spezifische Gewicht zu schaffen, welche das Messen des Gewichts des Messobjekts in Luft nicht erfordert, gleichzeitig ein Gewicht in Flüssigkeit und einen Auftrieb durch zwei Messbereiche nur durch Anbringen des Messobjekts an einem Messobjekt-Aufnahmeelement im sinkenden Zustand in einem Flüssigkeitsbad messen kann, um ein spezifisches Gewicht aus dem Messergebnis abzuleiten und anzuzeigen, so dass die spezifischen Gewichte von verschiedenen Substanzen relativ einfach, augenblicklich und sicher in einem Messvorgang gemessen werden können, und welche insbesondere effizient arbeiten kann, wenn spezifische Gewichte von verschiedenen Messobjekten nacheinander gemessen werden.
Andere Ziele und Vorteile werden deutlich aus der folgenden Beschreibung anhand der bevorzugten Ausführungsform.
Um die oben genannten und andere Ziele zu verwirklichen, weist eine Messvorrichtung gemäß der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
In der bevorzugten Ausgestaltung ist das arithmetische Mittel mit einem arithmetischen Korrekturmittel versehen. Das Messobjekt-Aufnahmeelement kann ein poröses Element, wie beispielsweise ein netzartiges Element, sein.
Außerdem kann das Hängeelement ein Drahtelement mit einem unteren horizontalen Element sein, welches an einem Aufnahmesitz des zweiten Messbereichs angebracht ist, mit einem Lagerelement, welches sich von dem unteren horizontalen Element her nach oben erstreckt, und mit einem oberen horizontalen Element, welches sich von unteren Endbereichen des Lagerelements nach jenseits einer oberen Kante des Flüssigkeitsbads erstreckt und horizontal gegenüberliegend einer oberen Fläche des Flüssigkeitsbads. Das Messobjekt-Aufnahmeelement kann aufgehängt sein durch ein Kabel, welches mit dem oberen horizontalen Element am oberen Bereich verbunden ist und in das Flüssigkeitsbad hängt.
Die Messvorrichtung für das spezifische Gewicht kann außerdem ein Schwimmverhinderungsmittel zum Festhalten eines Messobjekts aufweisen, welches leichter ist als die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbad, auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement in sinkendem Zustand.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird deutlicher aus der nun folgenden genauen Beschreibung und aus den Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche jedoch nicht die Erfindung begrenzen sollen, sondern nur der Erläuterung und dem Verständnis dienen.
In den Zeichnungen:
1 ist eine Vorderansicht des Gesamtaufbaus einer Ausführungsform einer Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Flüssigkeitsbadbereich im Schnitt dargestellt ist;
2 ist eine Seitenansicht der gesamten Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Flüssigkeitsbadbereich im Schnitt dargestellt ist;
3 ist eine Draufsicht auf die gesamte Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung; und
4 ist ein Blockdiagramm eines Mess- und Anzeigemechanismusbereichs der Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die vorliegende Erfindung wird nun genau beschrieben anhand der bevorzugten Ausführungsform einer Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen. In der folgenden Beschreibung sind viele spezifische Details beschrieben, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Es wird für Fachleute jedoch offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung auch ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. Andererseits sind bekannte Aufbauten nicht detailliert dargestellt, um eine unnötige Undurchsichtigkeit der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
1 ist eine Vorderansicht des gesamten Aufbaus einer Ausführungsform einer Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Flüssigkeitsbadbereich im Schnitt dargestellt ist, 2 ist eine Seitenansicht der gesamten Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Flüssigkeitsbadbereich im Schnitt dargestellt ist, 3 ist eine Draufsicht auf die gesamte Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung, und 4 ist ein Blockdiagramm eines Mess- und Anzeigemechanismusbereichs der Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist eine Messvorrichtung für das spezifische Gewicht aufgebaut durch Ausbilden eines Messkörpers 10 durch integrales Verbinden eines oberen ersten Wiegegeräts 11, welches einen ersten Messbereich 2 ausbildet, und eines unteren zweiten Wiegegeräts 12, welches einen zweiten Messbereich 4 ausformt, in zwei Stufen. Ein im Schnitt viereckiges Flüssigkeitsbad 1, gefüllt mit Wasser L, ist auf einem Aufnahmesitz 2a des ersten Messbereichs 2 aufgenommen und darauf gelagert. In dem Flüssigkeitsbad 1 ist ein viereckiges schüsselförmiges Messobjekt-Aufnahmeelement 3 in Netzstruktur in sinkendem Zustand angeordnet.
Insbesondere ist ein schachtelförmiger Verbindungsrahmen 13, welcher über das zweite Wiegegerät 12 hinübergepasst ist, an einer oberen Fläche des zweiten Wiegegeräts mit einem Oberflächenplattenbereich 13d mittels Befestigungsschrauben 9a angebracht. Dann sind an der vorderen und der hinteren Seite des Oberflächenplattenbereichs 13d des Verbindungsrahmens 13 Abstandshalteplatten 13a und 13b, die sich vertikal erstrecken, integral ausgeformt. An den Abstandshalteplatten 13a und 13b ist eine obere Platte 13c integral befestigt. Die obere Platte 13c ist fest an einem unteren Bereich des ersten Wiegegeräts 11 mittels Befestigungsschrauben 9b angebracht. Demzufolge werden das zweite Wiegegerät 12 und das erste Wiegegerät 11 integral im Abstand voneinander gehalten, wobei sie einen Lückenbereich 13e zwischen sich definieren durch die Abstandshalteplatten 13a und 13b, welche vorne und hinten angeordnet sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die Abstandshalteplatten 13a und 13b durch vertikal sich erstreckende vorstehende Platten 13a₁ , 13a₂ , 13b₁ und 13b₂ in wechselseitig gegenüberliegendem Verhältnis ausgeformt werden und durch wechselseitig befestigende passende vorstehende Platten 13a₁ , 13a₂ und 13b₁ und 13b₂ mittels Befestigungsschrauben 13a₃ und 13b₃ . Der Aufbau der Abstandshalteplatten 13a und 13b ist jedoch nicht auf den in der dargestellten Ausführungsform beschriebenen begrenzt, sondern kann auf verschiedene Art und Weise variiert werden. Das erste Wiegegerät 11 ist in eine arithmetische Einheit 5 eingebaut, welche aus einem Mikrocomputer besteht und aus einer Anzeigeeinheit 6 (siehe 4). An einer nach vorne gekippten oberen Fläche 11a sind eine Anzeigetafel 14 und Betätigungstasten 15 vorgesehen, wie in 3 gezeigt.
Der Aufnahmesitz 2a des ersten Messbereichs 2 hat Positioniervorsprünge 21 an vier Ecken der oberen Fläche. Beim Anbringen des Flüssigkeitsbads 1 auf dem Aufnahmesitz 2a wird eine viereckige untere Fläche des Flüssigkeitsbads 1 in Eingriff gebracht, um das Flüssigkeitsbad 1 an einer vorbestimmten Position anzuordnen. Andererseits ist selbstverständlich ein Aufnahmesitz 4a des zweiten Messbereichs 4 separat von dem Verbindungsrahmen 13 ausgeformt und nach unten beabstandet von der oberen Platte 13c des Verbindungsrahmens 13 angeordnet. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist der Oberflächenplattenbereich 13d des Verbindungsrahmens mit einer Öffnung in einem Bereich versehen, wo der Aufnahmesitz 4a positioniert ist, um nicht mit dem Aufnahmesitz 4a in Kontakt zu geraten. Durch ein Paar von linken und rechten Hängeelementen 7, welche sich nach oben von dem Aufnahmesitz 4a her erstrecken, wird das Messobjekt-Aufnahmeelement 3 relativ zu dem Flüssigkeitsbad 1 ohne Kontakt zu diesem aufgehängt.
Die Hängeelemente 7 haben eine im Wesentlichen viereckige Rahmengestalt mit sich horizontal erstreckenden kanalförmigen oberen und unteren Bereichen 7a und 7b und sich vertikal erstreckenden vorderen und hinteren Lagerbereichen 7c und 7d, welche ausgebildet werden durch Biegen eines dicken Metalldrahts. Beide Lagerbereiche 7c und 7d sind in beabstandeten Positionen außerhalb des ersten Wiegegeräts 11 angeordnet. Die sich horizontal erstreckenden kanalförmigen unteren Bereiche 7b erstrecken sich von dem unteren Ende der Lagerbereiche 7c und 7d nach innen und sind fest an dem Aufnahmesitz 4a befestigt. Andererseits ist an den sich horizontal erstreckenden kanalförmigen oberen Bereichen 7a, welche sich von dem oberen Ende der Lagerbereiche 7c und 7d nach innen nach jenseits der oberen Kante des Flüssigkeitsbads 1 erstrecken, das Messobjekt-Aufnahmeelement 3 durch zwei Kabel 71 aufgehängt. Daher sind die horizontalen kanalförmigen unteren Bereiche 7b mit dem unteren Ende von beiden Lagerbereichen 7c und 7d durch den Lückenbereich 13e verbunden, welcher durch die vordere und hintere Abstandshalteplatte 13a und 13b definiert wird, um die Hängelemente 7 in einem Zustand ohne Kontakt relativ zu dem Verbindungsrahmen 13 zu halten.
Wie oben beschrieben, sind als die Messvorrichtung für das spezifische Gewicht der Wichtungsmechanismus und der arithmetische Bereich und Anzeigebereich innerhalb des Hauptkörpers des Wiegegeräts untergebracht, und das Flüssigkeitsbad, welches das Messobjekt-Aufnahmeelement aufnimmt, ist oberhalb des Hauptkörpers des Wiegegeräts angeordnet, um die gesamte Vorrichtung funktional zu aggregieren, um ein gutes Erscheinungsbild zu schaffen. Da das Messobjekt-Aufnahmeelement hängt, kann außerdem das Platzieren in dem Flüssigkeitsbad, das Entfernen aus dem Flüssigkeitsbad zum Waschen oder aus anderen Zwecken leicht durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 4 wandeln der erste Messbereich 2 und der zweite Messbereich 4 die Gewichtslast, welche auf die Aufnahmesitze 2a und 4a aufgebracht wird, in elektrische Signale durch gewichtssensitive Sensoren 16 um. Die elektrischen Signale werden durch Verstärker 17 verstärkt, um sie als analoge Signale auszugeben, deren Werte den aufgebrachten Gewichtslasten entsprechen. Die analogen Signale werden durch A/D-Umwandler 18 in digitale Signale umgewandelt, um sie in eine arithmetische Einheit 5 einzugeben. Dann berechnet die arithmetische Einheit 5 das spezifische Gewicht auf der Grundlage der Eingangssignale von dem ersten Messbereich 1 und dem zweiten Messbereich 2, um den ermittelten Wert auf einer Anzeigetafel 14 in der Anzeigeeinheit 6 anzuzeigen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Betätigungstasten 15 einen Hauptschalter beinhalten, welcher eine Energiequelle an- und abschaltet, einen Mess-Startschalter und zusätzlich mehrere Funktionsschalter, wie einen wassertemperaturabhängigen Korrekturschalter, einen Atmosphärendichten abhängigen Korrekturschalter, einen Eingabeknopf für das spezifische Gewicht der Flüssigkeit und/oder einen Auswahlknopf für Flüssigkeit, welcher verwendet wird, wenn eine Flüssigkeit anders als Wasser verwendet wird, usw.
Zum Messen des spezifischen Gewichts des Messobjekts M durch die wie oben beschrieben aufgebaute Messvorrichtung für das spezifische Gewicht wird eine geeignete Menge Wasser L zuvor in das Flüssigkeitsbad 1 eingefüllt. Vor dem Platzieren des Messobjekts M in dem Flüssigkeitsbad 1 wird der Start der Messung durch den Betätigungsknopf 15 befohlen, Gewichte des ersten Messbereichs 2 und des zweiten Messbereichs 4 werden in einem Zustand gemessen, wo das Messobjekt M nicht aufgeladen ist, um Null-Punkte für den Bezug zu setzen. Dann ist die Vorrichtung bereit zur Messung. Dann wird das Messobjekt M in dem Flüssigkeitsbad 1 platziert, angebracht auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 in sinkendem Zustand. Sobald die Wasseroberfläche des Wassers L stabil wird, wird der Wert des spezifischen Gewichts automatisch berechnet und angezeigt. Es ist natürlich möglich, es so einzustellen, dass die Messung des spezifischen Gewichts des Messobjekts M initiiert wird durch manuelles Befehlen des Starts der Messung durch den Betätigungsknopf 15. In dem zweiten Messbereich 4 wird der Anstieg des Gewichts nach dem Aufladen des Messobjekts M gemessen als Gewicht des Messobjekts M in Wasser. Da andererseits das Gewicht in Wasser nicht auf dem Flüssigkeitsbad 1 aufgeladen wird, stellt der Anstieg des Gewichts, das gemessen wird durch den ersten Messbereich 2, den Anstieg des Wassers L entsprechend dem Volumen des Messobjekts M dar, nämlich den Auftrieb.
Hier gilt, da das spezifische Gewicht von Wasser L gleich 1 ist, die Gleichung [Gewicht in Luft = Gewicht in Wasser + Auftrieb]. Aus der folgenden Gleichung Spezifisches Gewicht = Gewicht in Luft/Auftrieb = (Gewicht in Wasser + Auftrieb)/Auftriebkann das spezifische Gewicht abgeleitet werden aus dem gemessenen Wert des Gewichts in Wasser und dem Auftrieb, ohne das Gewicht in Luft zu messen. Demzufolge kann das spezifische Gewicht durch die arithmetische Einheit 5 aufgrund der vorbeschriebenen Gleichung angeleitet werden. Der abgeleitete Wert wird auf der Anzeigetafel 14 über die Anzeigeeinheit 6 angezeigt.
In dem vorbeschriebenen Verfahren zur Messung des spezifischen Gewichts wird es unnötig, das Gewicht des Messobjekts M in Luft zu messen, und ein spezifisches Gewicht kann erzielt werden durch gleichzeitiges Messen des Auftriebs und des Gewichts in Flüssigkeit durch den ersten Messbereich 2 und den zweiten Messbereich 4 nur durch Anbringen des Messobjekts M auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 in dem Flüssigkeitsbad 1 in sinkendem Zustand. Die Messung des spezifischen Gewichts gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher einfacher und braucht weniger Zeit, verglichen mit dem herkömmlichen Messvorrichtung für das spezifische Gewicht, welcher zwei Stufen des Messvorgangs erforderlich machte. Insbesondere ist das Messen des spezifischen Gewichts gemäß der vorliegenden Erfindung relativ effizient beim Messen von spezifischen Gewichten von verschiedenen Messobjekten M nacheinander. Es wird darauf hingewiesen, dass das Messobjekt M aus dem Flüssigkeitsbad 1 nach der Messung in nassem Zustand entfernt wird und daher das Wasser L reduziert wird um den Betrag, der das Messobjekt M befeuchtet; ein Fehler in der Messung aufgrund der Veränderung der Wassermenge kann jedoch vermieden werden durch erneutes Setzen des Null-Punkts vor der nächsten Messung.
Es wird darauf hingewiesen, dass, während die dargestellte Ausführungsform diskutiert worden ist im Hinblick auf die Messung des spezifischen Gewichts unter der Annahme, dass das spezifische Gewicht von Wasser L gleich 1 ist, Wasser streng genommen das spezifische Gewicht 1 bei 4°C hat. Wenn eine sehr genaue Messung des spezifischen Gewichts notwendig ist, kann eine Korrektur des gemessenen Werts abhängig von der Wassertemperatur durchgeführt werden. Als ein Mittel dafür wird ein Wassertemperatur-abhängiges Korrekturprogramm in die arithmetische Einheit 5 geladen, um die Wassertemperatur zu messen, um sie in die arithmetische Einheit 5 beispielsweise bei einer Messung des spezifischen Gewichts einzugeben. Als Alternative ist ein Temperatursensor zum Erfassen der Wassertemperatur in dem Flüssigkeitsbad 1 vorgesehen, und die durch den Temperatursensor gemessene Wassertemperatur wird automatisch als elektrisches Signal eingegeben.
Andererseits wird in der dargestellten Ausführungsform Wasser als Flüssigkeit verwendet, welche in das Flüssigkeitsbad 1 eingefüllt wird. Wenn das Messobjekt M jedoch ein Material ist, das nicht mit Wasser in Kontakt kommen sollte, kann eine geeignete Flüssigkeit mit einem bekannten spezifischen Gewicht abhängig von dem Material verwendet werden. Wenn eine Flüssigkeit anders als Wasser verwendet wird, wird das spezifische Gewicht des Messobjekts M abgeleitet durch Multiplizieren des Werts, der auf der Basis des Auftriebs abgeleitet wird, welcher durch den ersten Messbereich gemessen wird, und des Gewichts in Flüssigkeit, welches durch den zweiten Messbereich gemessen wird, und zwar genau wie oben beschrieben, mit dem spezifischen Gewicht der verwendeten Flüssigkeit. Dann wird ähnlich wie im Fall der Korrektur abhängig von der Wassertemperatur ein Programm zum Ableiten des spezifischen Gewichts der Flüssigkeitszufuhr in die arithmetische Vorrichtung 5 geladen, um das spezifische Gewicht der verwendeten Flüssigkeit einzugeben oder um die zu verwendende Flüssigkeit durch den Betätigungsknopf 15 auszuwählen, wenn die Arten der zu verwendeten Flüssigkeiten zuvor bestimmt worden sind.
In der Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn das spezifische Gewicht des Messobjekts M' kleiner ist als das der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbad 1, das Messobjekt M nicht gemessen werden, das Gewicht in Flüssigkeit und der Auftrieb, da es in der Flüssigkeit nach oben schwimmt. Beispielsweise wird, wie in Phantomlinien in 1 gezeigt, ein Schwimmverhinderungsmittel 8 aus einem schweren Material, wie beispielsweise Metall, an dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 angebracht, und das Messobjekt M' wird innerhalb des Schwimmverhinderungsmittels 8 platziert, um das Messobjekt auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 in sinkendem Zustand festzuhalten. Dabei wird das Setzen des Null-Punkts in dem Zustand durchgeführt, wo das Schwimmverhinderungsmittel 8 auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 platziert ist. Das Gewicht des Messobjekts M' in Flüssigkeit wird als negativer Wert gemessen.
Durch Verwenden des Schwimmverhinderungsmittels 8 wie oben beschrieben kann nicht nur das spezifische Gewicht von Materialien mit an sich leichtem Gewicht, wie Kunstharz, Gummi, Schaumstoff, usw. bestimmt werden, sondern auch das spezifische Gewicht von hohlen Substanzen, wie Bällen, Kapseln oder ähnlichem. Da das Schwimmverhinderungsmittel 8 jedoch lediglich das Messobjekt M' auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 in sinkendem Zustand halten soll, kann ein Element, welches mit dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 in Eingriff gebracht wird, oder ein Element, welches integral mit dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 ausgeformt ist, zum Zurückhalten der Messsubstanz auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement anstelle des Elements aus schwerem Material verwendet werden. Im Falle des ersteren Schwimmverhinderungsmittels, welches angebracht wird, ist ein größeres Gewicht erforderlich für einen größeren Auftrieb des Messobjekts M', wohingegen im Fall des eingriffsartigen oder integral ausgebildeten Schwimmverhinderungsmittels es unabhängig vom Eigengewicht verwendet werden kann. Andererseits ist die Gestalt des Schwimmverhinderungsmittels 8 nicht besonders spezifiziert abhängig von der Gestalt des Messobjekts M', solange das Aufladen und Abladen des Messobjekts M' leicht durchgeführt werden kann und das Schwimmen des Messobjekts M' weg von dem Messobjekt-Aufnahmeelement sicher verhindert werden kann.
Als Messobjekt-Aufnahmeelement 3 können zusätzlich zu der Schüsselgestalt wie in der dargestellten Ausführungsform verschiedene Gestalten, wie beispielsweise eine Plattengestalt, eine flache Plattengestalt mit einer nach oben vorstehenden Kante, welche sich in Umfangsrichtung erstreckt, um ein Hinuntertropfen zu verhindern, eine gewölbte Plattengestalt, eine umgekehrte Kegelform, eine Korbform, eine Behältergestalt und so weiter, verwendet werden. Bezüglich der äußeren Gestalt können verschiedene Gestalten, wie beispielsweise ein Dreieck, ein Viereck, ein Rechteck, ein Polygon mit fünf Ecken oder mehr, eine Kreisform, eine Ellipsenform und so weiter, verwendet werden. Auch der Aufbau des Messobjekt-Aufnahmeelements 3 kann ein Aufbau sein, welcher eine poröse Platte verwendet, wie beispielsweise ein gestanztes Metall, ein Aufbau mit Öffnungen oder Schlitzen für den Flüssigkeitsfluss in notwendigen Bereichen und so weiter, anstelle der Netzstruktur. Während außerdem ein Aufbau, um das Messobjekt-Aufnahmeelement 3 durch das Hängeelement 7 durch die Kabel 71 aufzuhängen, in der dargestellten Ausführungsform verwendet wird, kann ein Aufbau, um das Messobjekt-Aufnahmeelement 3 fest auf dem zweiten Messbereich 4 zu lagern, auch verwendet werden. Das hängende Messobjekt-Aufnahmeelement 3 wird jedoch bevorzugt aufgrund der einfachen Installation in dem Flüssigkeitsbad 1 ohne Kontakt damit und aufgrund des einfachen Entfernens aus dem Flüssigkeitsbad 1 zum Waschen oder zu anderen Zwecken.
Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl das linke als auch das rechte Hängeelement 7 einen Aufbau in der dargestellten Ausführungsform hat, in welchem die sich horizontal erstreckenden kanalförmigen unteren Bereiche 7a mit dem oberen Ende jedes der vorderen und hinteren Lagerbereiche 7c und 7d integriert sind. Verschiedene Arten von Hängeelementen können jedoch verwendet werden. Als besonderes Beispiel kann ein Aufbau verwendet werden, in welchem ein oberes Ende eines linken und eines rechten einzelnen Haltebereichs gegabelt ist, wobei die gegabelten Bereiche nach innen vorstehen über dem Flüssigkeitsbad 1 und Kabel 71 zum Aufhängen des Messobjekt-Aufnahmeelements 3 von den Spitzen der gegabelten Bereiche hinunterhängen, ein Aufbau, in welchem zwei wechselseitig unabhängige Lagerbereiche auf der linken und rechten Seite vorgesehen sind, wobei die oberen Bereiche der jeweiligen Lagerbereiche nach innen über das Flüssigkeitsbad 1 hinübergebogen sind und die Kabel 71 von den Spitzen der Lagerbereiche hinunterhängen, oder ein Aufbau, in welchem obere Bereiche von einem linken und einem rechten Lagerbereich nach innen über das Flüssigkeitsbad 1 hinübergebogen sind, wobei zwei Kabel 71 von den Spitzen der Lagerbereiche hinunterhängen und das Messobjekt-Aufnahmeelement 3 daran hängt und die untere Seite der Kabel 71 im Abstand hält, oder ein Aufbau, in welchem obere Enden von zwei Lagerbereichen auf der linken und rechten Seite durch seitliche Stangen verbunden sind, ein oder zwei Lagerarme oder kanalförmige Lagerrahmen nach innen hervorstehen über dem Flüssigkeitsbad 1 von der seitlichen Stange her, und die Kabel von den Lagerarmen oder dem Lagerrahmen hinunterhängen. Auch die äußere Gestalt des Messobjekt-Aufnahmeelements 3 ist kreisförmig, dreieckig, sechseckig oder so weiter, und drei Kabel können verwendet werden zum Aufhängen des Messobjekt-Aufnahmeelements 3 für eine Dreipunkt-Lagerung. Dann kann die Anzahl von Lagerbereichen und deren Gestalt beliebig gewählt werden.
Während der Dichtungshauptkörper 10 aufgebaut ist durch Integrieren des ersten und zweiten Wiegegeräts 11 und 12 über den Verbindungsrahmen 13 in der dargestellten Ausführungsform, ist es auch möglich, den ersten Messbereich 2 und den zweiten Messbereich 4 innerhalb eines Gehäuses zusammenzubauen. Auch kann die Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu der Ausführungsform auf verschiedene Art und Weise modifiziert werden hinsichtlich der Gestalt, des Aufbaus u.s.w. der beschriebenen Komponenten und des detaillierten Aufbaus sowie hinsichtlich der Gestalt des Flüssigkeitsbads 1.
Als Messobjekt M kann zusätzlich zu den bekannten Materialien, wie Metall, Kunstharz, Keramik, Gummi, Fasern, pulverförmigen Messobjekten, granularen Messobjekten, usw. auch das spezifische Gewicht in einer Form gemessen werden, welche innerhalb eines geeigneten Behälters aufgenommen ist, wobei ein Fluss der Flüssigkeit K darin durchgeführt wird (der Null-Punkt wird in einem Zustand gesetzt, wo der leere Behälter in die Flüssigkeit eingetaucht ist). Hinsichtlich der Flüssigkeit kann das spezifische Gewicht auch in einer Form gemessen werden, die aufgenommen ist in einem geeigneten Behälter, wenn die Flüssigkeit als Messobjekt nicht mit der Flüssigkeit L in dem Flüssigkeitsbad 1 gemischt wird und ein spezifisches Gewicht hat, welches größer ist als das der Flüssigkeit L. Wenn andererseits Wasser verwendet wird als Flüssigkeit L in dem Flüssigkeitsbad 1 können möglicherweise Bläschen erzeugt werden durch eine gelöste Gaskomponente zusammen mit einer Temperaturschwankung. Wenn solche Bläschen an dem Messobjekt-Aufnahmeelement 3 anhaften, kann ein Fehler in der von dem Auftrieb anhängigen Messung erzeugt werden. Um zu verhindern, dass die Bläschen anhaften, kann daher ein oberflächenaktives Mittel hinzugefügt werden.
Andererseits ist es möglich, eine Speichervorrichtung in dem Mikrocomputer anzubringen, welcher die arithmetische Einheit bildet, um die ermittelten gemessenen spezifischen Gewichte zu speichern. Hinsichtlich der Anzeige in der Anzeigeeinheit 6 ist es möglich, nicht nur das spezifische Gewicht anzuzeigen, sondern auch ein Ergebnis der Entscheidung des Zulassens oder Ausscheidens oder ob ein Produkt echt oder falsch ist durch Vergleichen des gemessenen spezifischen Gewichts mit in der Speichervorrichtung gespeicherten Daten. Hinsichtlich Funktionen der arithmetischen Einheit oder der Anzeigeeinheit ist es auch möglich, eine externe Steuerung zu verwenden, wie beispielsweise einen Personal Computer, welcher mit dem Hauptkörper des Wiegegeräts verbunden ist, anstelle des Einbaus in den Hauptkörper des Wiegegeräts. Außerdem ist es auch möglich, das Aufladen und Abladen des Messobjekts M in das Flüssigkeitsbad 1 hinein oder daraus heraus automatisch durchzuführen mittels eines Roboters oder ähnlichem oder die Messvorrichtung für das spezifische Gewicht gemäß der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem Roboter in eine Inspektionslinie oder Herstellungslinie einzubauen, welche für einen automatischen Transport des Messobjekts sorgt.

Claims

Messvorrichtung zum Messen des spezifischen Gewichts eines Messobjekts (M) mit: einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsbad (1); einem ersten Messbereich (2), welcher das Flüssigkeitsbad aufnimmt und trägt; einem Messobjekt-Aufnahmeelement (3), welches, eingetaucht in die Flüssigkeit, in dem Flüssigkeitsbad (1) angeordnet ist; einem zweiten Messbereich (4), welcher das Messobjekt-Aufnahmeelement (3) in einem Zustand außer Kontakt mit dem Flüssigkeitsbad (1) trägt; einer arithmetischen Einheit (5), welche den Wert des spezifischen Gewichts auf Basis von gemessenen Werten des ersten (2) und des zweiten (4) Messbereichs ableitet; und einer Anzeigeeinheit (6) zum Anzeigen des Werts des spezifischen Gewichts, welcher durch die arithmetische Einheit (5) ermittelt wurde, wobei das Messobjekt (M) in einem Zustand auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement (3), in dem es in der Flüssigkeit versinkt, anzubringen ist und die Messvorrichtung derart aufgebaut ist, um durch den ersten Messbereich (2) den Anstieg des Gewichts, welcher mit dem Eintauchen des Messobjekts (M) in die Flüssigkeit zusammenhängt, als Auftrieb zu messen; durch den zweiten Messbereich (4), der gleichzeitig mit dem ersten Messbereich (2) arbeitet, das Gewicht des Messobjekts (M) in der Flüssigkeit zu messen; und durch die arithmetische Einheit (5) den Wert des spezifischen Gewichts aus dem gemessenen Wert für den Auftrieb und dem Gewicht des Messobjekts in der Flüssigkeit abzuleiten, um ihn auf der Anzeigeeinheit (6) anzuzeigen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messbereich (2), der zweite Messbereich (4), die arithmetische Einheit (5) und die Anzeigeeinheit (6) integral in einem Hauptkörper (10) eines Wiegegeräts zusammengebaut sind, wobei der Hauptkörper (10) des Wiegegeräts mit einem ersten Wiegegerät (11), welches den ersten Messbereich (2) bildet, und mit einem zweiten Wiegegerät (12), welches den zweiten Messbereich bildet, versehen ist, wobei das erste (10) und das zweite (12) Wiegegerät über einen Verbindungsrahmen (13) mit einer Lücke dazwischen integral verbunden sind, und dass das Messobjekt-Aufnahmeelement (3) über ein Hängeelement (7) aufgehängt ist, welches sich vertikal von dem zweiten Messbereich (4) her erstreckt.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die arithmetische Einheit (5) mit einem arithmetischen Korrekturmittel versehen ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Messobjekt-Aufnahmeelement (3) ein poröses Element, wie beispielsweise ein netzartiges Element ist.
Messvorrichtung für das spezifische Gewicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Hängeelement (7) ein Drahtelement ist mit einem unteren horizontalen Element (7b), welches an einem Aufnahmesitz (4a) des zweiten Messbereichs (4) angebracht ist, mit einem Lagerelement (7c, d), welches sich von dem unteren horizontalen Element (7b) her nach oben erstreckt, und mit einem oberen horizontalen Element (7a), welches sich von unteren Endbereichen des Lagerelements nach jenseits einer oberen Kante des Flüssigkeitsbads (1) erstreckt und horizontal gegenüberliegend einer oberen Fläche des Flüssigkeitsbads (1) angeordnet ist.
Messvorrichtung für das spezifische Gewicht nach Anspruch 4, wobei das Messobjekt-Aufnahmeelement (3) aufgehängt ist durch ein Kabel (71), welches mit dem oberen horizontalen Element (7a) am oberen Bereich verbunden ist und in das Flüssigkeitsbad (1) hängt.
Messvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, welche außerdem ein Schwimmverhinderungsmittel (8) zum Festhalten eines Messobjekts(n), welches leichter ist als die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbad (1), auf dem Messobjekt-Aufnahmeelement (3) in sinkendem Zustand aufweist.