JP2002071434A - 容器付きはかり及びその信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のロードセルそれぞれが正確な荷重検出
を行っているかどうかチェックできる容器付きはかり及
びその信号処理方法を提供すること。 【解決手段】 予め被計量物の計量前に、複数のロード
セルＬＣ１〜ＬＣ４に荷重を負荷して、各ロードセルの
荷重分配値を基準分配値として演算処理手段１で求め、
これを記憶手段３に記憶させ、被計量物の計量時には、
このときの各ロードセルの荷重分配値を演算処理手段１
で求め、この荷重分配値を、比較判定手段４にて、基準
分配値と比較して、これら分配値に所定範囲以上の差が
ある場合には警報する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被計量物を、これ
を収容する容器ごと複数のロードセルで支持して計量す
る容器付きはかり及びその信号処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、容器付きのはかりとして、例え
ばホッパースケール１０を示す。図３はその平面図であ
る。

【０００３】断面凹字形状のベース１３の角形環状に形
成された上面には、複数（図示では４つ）のロードセル
ＬＣ１〜ＬＣ４が、揺動手段１５によって水平方向に揺
動可能に配置されている。揺動手段１５は、球体と、こ
の球体を、曲面状に形成された面で挟んで対向している
一対の受け部材とから成り、受け部材の一方は各ロード
セルＬＣ１〜ＬＣ４に固定され、他方はベース１３上面
に固定されている。

【０００４】また、ベース１３上面には、各ロードセル
ＬＣ１〜ＬＣ４の過剰な水平揺動を規制するべく、スト
ッパー１６が設けられている。

【０００５】被計量物を収容する容器としてのホッパー
１１は、その下部側を、ベース１３の凹所１３ａに遊挿
されて、上部側の外周壁に取り付けられたブラケット１
２を各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に支えられ、ベース１
３に対して揺動可能に支持されている。

【０００６】ホッパー１１上面の中央部には、ホッパー
内部と連通する貫通孔１１ａが被計量物の供給口として
形成され、この貫通孔１１ａ内に被計量物供給用配管１
７が通されて、この配管１７から被計量物がホッパー内
部に供給される。ホッパー１１底面の中央部は、バルブ
１９を介して被計量物排出用配管１８と接続されてい
る。

【０００７】以上のように構成されるホッパースケール
１０において、その計量時には、供給用配管１７を通じ
て、粉体や液体などの被計量物がホッパー１１内に供給
される。このとき、バルブ１９は閉じられているので、
被計量物はホッパー１１内に収容される。この状態でロ
ードセルＬＣ１〜ＬＣ４によって被計量物の計量が行わ
れる（なお、ホッパー１１ごと被計量物を計量している
ので、被計量物の重量はホッパー１１の重量を差し引い
た値である）。その計量時、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ
４は、揺動装置１５によって水平方向に揺動可能となっ
ているので、ホッパー１１に作用する横方向の荷重を逃
がして、精度良い計量が行えるようにしている。そし
て、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の各検出値は、演算処
理手段にて合計され、ホッパー１１の重量分が差し引か
れて、指示計にて被計量物の重量が表示される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の計量時に、例え
ばある１つのロードセルＬＣ１が異常な検出値を出力し
た場合、指示計で示される重量（各ロードセルの検出値
の合計）を見ても、ロードセルＬＣ１における異常の発
生、及び指示計で表示されている重量の値が不正確であ
るということは認識できない。

【０００９】なお、検出値の異常発生の原因としては以
下のものがある。 １．ロードセルＬＣ１がストッパー１６に当たっている
ことによる干渉。 ２．ロードセルＬＣ１とストッパー１６との間の間隙に
ほこりなどが詰まることによる干渉。 ３．供給用配管１７がホッパー１１の供給口１１ａに当
たることによる干渉や、排出用配管１８が、この排出用
配管１８を挿通させるベース１３底部の貫通孔１３ｂに
当たることによる干渉。 ４．ロードセルＬＣ１自体の故障。 ５．ロードセルＬＣ１の検出信号を演算処理部へ伝送す
る配線の断線。 ６．揺動手段１５が、ほこりや砂などをかみ込むことに
より揺動不良となり、ロードセルに偏荷重が作用する。

【００１０】これら異常に気づかず、指示計にて表示さ
れた重量が正確なものであると認識してしまうと、例え
ば後工程で数種の粉体や液体を所定の重量比で混ぜ合わ
せて所望の生成物を製造するという場合には、所望の性
質を有する生成物が製造できなかったり、得ようとした
ものとは別のものが生成されてしまうおそれがある。

【００１１】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、複数
のロードセルそれぞれが正確な荷重検出を行っているか
どうかチェックできる容器付きはかり及びその信号処理
方法を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
あたり、本発明の容器付きはかりは、予め被計量物の計
量前に、複数のロードセルに荷重を負荷して、このとき
の各ロードセルの荷重分配値を基準分配値として記憶す
る記憶手段と、被計量物の計量時に得られる各ロードセ
ルの荷重分配値と、基準分配値とを比較し、これら分配
値に所定範囲以上の差があるかどうか判定する比較判定
手段とを備えている。

【００１３】また、本発明の容器付きはかりの信号処理
方法によれば、予め被計量物の計量前に、複数のロード
セルに荷重を負荷して、各ロードセルの荷重分配値を基
準分配値として求め、被計量物の計量時には、このとき
の各ロードセルの荷重分配値を求め、この荷重分配値を
基準分配値と比較して、これら分配値に所定範囲以上の
差がある場合には警報するようにしている。

【００１４】複数のロードセルで載台を支持する台はか
りでは、載台に載せられる被計量物の重量が同じであっ
ても、その載せられる位置の違いによって、各ロードセ
ル間の受ける分配荷重の大きさにばらつきが生じる。し
かし、容器付きはかりでは、容器内に液体や粉体などを
収容して、これを容器ごと複数のロードセルで支持して
計量を行うので、各ロードセルには偏荷重が作用しにく
く、被計量物の荷重はほば安定した荷重分配値で各ロー
ドセルに負荷される。本発明はこの点に着目したもので
あり、荷重分配値に大きな乱れが生じた場合には、何れ
かのロードセルに何らかの異常が発生して、正確な計量
が行われていないということを認識できるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１６】図１は、本実施の形態による容器付きはか
りにおける検出信号の処理ブロック図である。なお、は
かりの外観的構成は、上述した図２、３に示すホッパー
スケール１０と同じである。

【００１７】図１において、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ
４それぞれは、伝送線Ａ、Ｂを介して演算処理手段１と
接続されている。演算処理手段１は、バスＣ、Ｄを介し
て記憶手段３と接続され、バスＥ、Ｆを介して比較判定
手段４と接続され、伝送線Ｇを介して指示計２と接続さ
れている。

【００１８】各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の検出信号
は、次のようにして演算処理手段１へと伝送される。演
算処理手段１は伝送線Ａを介して、先ず、例えばロード
セルＬＣ１のみを指定して送信を促し（ポーリング）、
これを受けてロードセルＬＣ１は伝送線Ｂを介して演算
処理手段１に検出信号を送信する。これと同様な操作
を、順次ロードセルＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４についても
行っていき、一度には、各ロードセル１つのみが演算処
理手段１との間でデータリンクが確立される。

【００１９】各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４は、いわゆる
デジタルロードセルであり、アナログの検出信号が、図
示しないＡ／Ｄコンバータによってデジタル値に変換さ
れて演算処理手段１に送られ、その各デジタル値を演算
処理手段１にて合計して指示計２へと送り、指示計２に
て重量がデジタル表示される。

【００２０】ここで、本実施の形態では、実際の被計量
物の計量に先だって、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に、
検出できる限界内で荷重を負荷させて（例えば、ホッパ
ー１１に、予め正確に測定された定格重量の被計量物
を、この１割の重量の被計量物を、２割、３割、・・・
の重量の被計量物を負荷させて）、上述した干渉や故障
などが発生しておらず、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４が
正常に荷重を検出できている状態における、負荷した荷
重ごとの各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の荷重分配値を求
めておく。荷重分配値は、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４
の各検出デジタル値から、演算処理手段１にて容易に得
られ、これをバスＣを介して記憶手段３に基準分配値と
して記憶させておく。

【００２１】上記の方法では、予め負荷させた被計量物
の重量に対応して離散的にしか基準分配値は得られない
ので、演算処理手段１にて次のような処理を行う。横軸
に負荷荷重を、縦軸に基準分配値をとって、上記離散的
に得られている基準分配値をプロットし、これらプロッ
トされた点を結んで、負荷荷重の変化に対して基準分配
値はどのような値をとるかということを連続的な直線ま
たは曲線で得るようにする。あるいは、ホッパー１１内
に被計量物を満杯に入れた状態から徐々に排出管１８を
介して排出していき、このときの連続的な負荷荷重の減
少に対する基準分配値の連続的な推移を求めるようにし
てもよい。もちろん、空のホッパー１１に徐々に被計量
物を入れていくことで、各荷重ごとの基準分配値を求め
てもよい。

【００２２】そして、実際の被計量物の計量時には、演
算処理手段１にて、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の各検
出デジタル値から、このときの荷重分配値及び各検出デ
ジタル値の合計値を算出する。そして、バスＣを介して
記憶手段３にアクセスして、この計量時に負荷されてい
る荷重（各検出デジタル値の合計値）に対応する基準分
配値をバスＤを介して記憶手段３より読み出す。そし
て、これら、実際の計量時の荷重分配値と、基準分配値
とをバスＥを介して演算処理手段１から比較判定手段４
に送る。

【００２３】比較判定手段４に備えられたメモリには、
実際の計量時の荷重分配値と基準分配値との差が、ある
範囲内であれば、各ロードセルが正常に荷重を検出して
いるとみなすことができる所定範囲が設定されている。
そして、この比較判定手段４にて、両者の差がその所定
範囲内であると判定された場合には、バスＦを介して演
算処理手段１に信号を送り、この信号を受けて演算処理
手段１から伝送線Ｇを介して指示計２に各検出デジタル
値の合計値が送られ、被計量物の重量がデジタル表示さ
れる。

【００２４】比較判定手段４にて、実際の計量時の荷重
分配値と基準分配値との差が上記所定範囲外であると判
定された場合には、何れかのロードセルがストッパー１
６と干渉を起こしていたり、ロードセル自体の故障、あ
るいは伝送線Ｂにおける何れかの箇所で断線しているな
ど、何らかの異常が生じていると判別できる。そして、
この場合における各検出デジタル値の合計値は被計量物
の重量を正確に表しているとは言えず、よって、この場
合には指示計２における重量表示をせず、警報音や警報
ランプの点灯などによって警報を発する。

【００２５】例えば、ロードセルＬＣ１が正常に荷重検
出を行っているときには被計量物の重量の２５％を受け
ており、ロードセルＬＣ１の基準分配値は２５％である
とする。そして、上記所定範囲を、基準分配値から±３
％の範囲と設定した場合、実際の計量時、ロードセルＬ
Ｃ１の荷重分配値が２４％であった場合には基準分配値
からの差が所定範囲内であるので、ロードセルＬＣ１は
正常に荷重検出を行っている判定する。しかし、ロード
セルＬＣ１の荷重分配値が２０％であった場合には基準
分配値からの差が所定範囲外であるので、何らかの異常
によりロードセルＬＣ１は正確に荷重検出を行っていな
いと判定し警報する。異常発生の警報を受けて作業者
は、何らかの対処、例えばロードセルＬＣ１自体が故障
していた場合には、修理あるいは正常なロードセルとの
交換作業を行う。

【００２６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２７】上記実施の形態では荷重分配値をパーセン
テージ（百分率比）で表したが、これに限らず、例えば
総重量の４分の１と表したり、あるいは、総重量５００
ｋｇのうち１２５ｋｇをロードセルＬＣ１は受けている
というように重量そのもので表しても良い。

【００２８】また、基準分配値を、負荷した荷重ごとに
求めたのは、（ホッパー１１＋被計量物）の重心が、ホ
ッパー内の被計量物の量やホッパー形状に応じて変動す
ることなどにより、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の荷重
分配値も多少変わってくるからである。しかし、ホッパ
ー形状が垂直軸まわりに回転対称な形状で、且つ各ロー
ドセルＬＣ１〜ＬＣ４に均等に荷重がかかるように配置
されており、その中に液体を収容して計量するような場
合では、内容量の変動に応じて重心は、ほぼホッパーの
垂直軸に沿って変動するので、ホッパー１１の周方向に
沿って配置された各ロードセルには重心の変動による偏
荷重は作用し難い。従って、この場合には基準分配値
を、被計量物の量に係わらず、一定値であるとして求め
る。

【００２９】また、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４は揺動
可能ではなく、ベース１３上面に固定させ、揺動手段１
５を各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４とホッパー１１のブラ
ケット１２との間に設けても良い。

【００３０】また、ロードセルの数も４つに限ることは
なく、更に各ロードセルの検出値を演算処理手段へと伝
送する方式も、ポーリング方式によるシリアル転送に限
らず、配線数が多くはなるが、ロードセルの数に対応し
て、各ロードセルと演算処理手段との間に伝送線を設け
てパラレル伝送してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、各ロ
ードセルの荷重分配値を、基準分配値と比較すること
で、今、正確な計量が行われていないということを知る
ことができ、更にどのロードセルにおいて異常な荷重検
出が行われているかを知ることができ、正常な荷重検出
が行われるべく迅速に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による容器付きはかりの信
号処理ブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態による容器付きはかりの概
略図である。

【図３】同平面図である。

【符号の説明】

１ 演算処理手段 ２ 指示計 ３ 記憶手段 ４ 比較判定手段 １０ ホッパースケール １１ ホッパー １３ ベース １５ 揺動手段 １６ ストッパー ＬＣ１〜ＬＣ４ ロードセル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被計量物を収容する容器と、 前記容器を支持し、前記被計量物の荷重が分配されて各
   々に作用する複数のロードセルと、 これらロードセルの各検出値をデジタル値として得て合
   計する演算処理手段とを備えた容器付きはかりにおい
   て、 予め前記被計量物の計量前に、前記複数のロードセル全
   体に荷重を負荷して、このときの各ロードセルの荷重分
   配値を基準分配値として記憶する記憶手段と、 前記被計量物の計量時に得られる各ロードセルの荷重分
   配値と、前記基準分配値とを比較し、これら分配値に所
   定範囲以上の差があるかどうか判定する比較判定手段と
   を備えたことを特徴とする容器付きはかり。
2. 【請求項２】 前記容器は前記複数のロードセルにて支
   持され、前記複数のロードセルは水平方向に揺動可能に
   ベースに設けられ、前記ベースには、各ロードセルの揺
   動を規制するストッパーが設けられていることを特徴と
   する請求項１に記載の容器付きはかり。
3. 【請求項３】 複数のロードセルで支持された容器に被
   計量物を収容して、前記被計量物の荷重を各ロードセル
   に分配させて作用させ、前記各ロードセルの各検出値を
   デジタル値として得て合計する容器付きはかりの信号処
   理方法において、 予め前記被計量物の計量前に、前記複数のロードセル全
   体に荷重を負荷して、各ロードセルの荷重分配値を基準
   分配値として求め、 前記被計量物の計量時には、このときの各ロードセルの
   荷重分配値を求め、この荷重分配値を前記基準分配値と
   比較して、これら分配値に所定範囲以上の差がある場合
   には警報するようにしたことを特徴とする容器付きはか
   りの信号処理方法。
4. 【請求項４】 前記基準分配値を、前記複数のロードセ
   ル全体に負荷される荷重の大きさごとに求め、 前記計量時には、各ロードセルの各検出値の合計より、
   複数のロードセル全体に負荷されている荷重の大きさを
   得て、この荷重の大きさに対応する前記基準分配値を、
   この計量時における荷重分配値と比較することを特徴と
   する請求項３に記載の容器付きはかりの信号処理方法。