JP2012507729A - 媒体の計量システム及び計量方法 - Google Patents

Abstract

計量制御部（４）と、計量すべき媒体を収容する少なくとも一つの交換可能な容器（２）と、容器（２）と接続可能な計量バルブ（３，３’）とを有する媒体の計量システム及び計量方法であり、少なくとも計量バルブ（３，３’）の媒体と接触する部分が、交換可能なシステム構成要素（７，１０）として構成されるとともに、機械読取可能な識別コードを有し、交換可能なシステム構成要素（２）としての少なくとも一つの容器（２）が、機械読取可能な識別コードを有し、媒体と接触する交換可能な部分（２，７，１０，１９）が、使い捨ての部分として構成されており、計量制御部（４）が、コード（５）を読み取るための通信ユニット（５）と接続されており、通信ユニット（５）が、交換可能なシステム構成要素（２，７，１０，１９）の各々又はそのコードに対して専用の読み取り接続部（２２）を有する。

Description

本発明は、計量制御部と、計量すべき媒体を収容する少なくとも一つの交換可能な容器と、容器と接続可能な計量バルブとを備えた計量システムに関する。

更に、本発明は、計量制御部によって制御された形で容器と接続された計量バルブを介して計量容器に供給される、計量システムの交換可能な容器内に配置された媒体の計量方法に関する

計量システムは、計量すべき媒体の容器（例えば、袋）や容器と接続されるバルブなどの交換可能なシステム構成要素を備えることができる。

そのような計量システムは、染料、香水、食料、製薬工学及び生命工学の生産物を混合するために使用されている。

特許文献１により、計量すべき媒体を収容する少なくとも一つの交換可能な容器と容器と接続可能なバルブとを有する、制御・調節ユニット又は計量制御部を備えた計量システム及び方法が周知である。その容器と計量バルブの両方は、通信ユニットによって読み取り可能な識別コードを有する。その場合、制御・調節ユニット又は別個の計算ユニット内の少なくとも一つの特性指標又は状態指標を少なくとも一つの閾値と比較して、場合によっては、計量プロセスを中断することが可能である。

この場合、その周知のシステムでは、計量する量又は時間、或いは計量すべき容積を検出すべき流量パラメータに関して比較的負担のかかる形で計測、調節していることが欠点である。更に、交換可能なシステム構成要素が多い場合、それらのコードが、通信ユニットとの共通の読み取り接続部を介して読み出されており、そのことが誤りを発生させる可能性が有ることが欠点である。

特許文献２により、交換可能な使い捨ての袋として構成された、計量すべき媒体を収容する複数の容器が、チューブシステムを介して相互に接続されており、ポンプを介して目的とする容器と接続される計量システムが周知である。その場合、使い捨ての袋の各々に対して専用の計量バルブが後続されている。計量バルブとポンプは、計量制御部によって制御されている。

この場合、使い捨ての袋の交換時にそれぞれ正しく配備すべき容器が繋がれたことを保証することができないことが欠点である。

また、特許文献３により、複数の交換可能な容器又は使い捨ての袋が、チューブシステムを介して目的とする容器、例えば、制御可能なポンプを同時に構成する注射器と接続される、計量制御部を備えた計量システムが周知である。この場合、バルブとして、計量制御部によって制御されるチューブバルブ又はピンチバルブが使用されている。

この計量システムも、前述した欠点を有する。

特許文献４により、染料成分を計量するための計量システムが周知である。個々の染料成分は、それぞれ貯蔵容器から、固定して設置されるとともに、秤と接続された（中間）容器に供給される。染料成分は、圧縮空気を用いて、それぞれの容器から出力配管及び出力配管と接続された計量バルブを介して、共通の目的とする容器に供給され、その重量は、同様に秤によって検査することが可能である。

この場合、貯蔵容器の交換時に、取り違いを排除することができないことが欠点である。更に、秤量容器として、それぞれ秤と接続された、固定して設置された（中間）容器が更に必要であることが欠点である。

更に、特許文献５により、品質を監視するとともに、容器、有利には、プラスチック製の袋内に保存された液体の媒体を識別する装置と方法が周知である。血液、血漿、注射溶液又はそれらと同等の物を保存するための袋状の容器は、容器の内部と接触するポケットを有し、その中に温度測定用のセンサーが配置されている。更に、そのポケットには、センサーと接続されたプロセッサユニットを上に配置した集積回路が配備されている。通信インタフェースを介して、計算機との接続部が配備されている。

この場合、確かに容器内に有る媒体が正しく保管されているかを検査することができるが、計量システム内で容器を更に活用することができないことが欠点である。

特許文献６により、個々のプロセス機器又はシステム構成要素、例えば、配管を介して容器と接続されたポンプや同様に第二の配管を介して容器と接続されたバルブが、それぞれ読み取り可能なコードを備えたトランスポンダー又はＲＦＩＤタグを有する、プロセス機器の監視システムが周知である。この場合、コードは、手動で操作される別個の読み取り機器を用いて読み出して、データベースに保存することができる。

この場合、確かにそれによって、配備することを許されたシステム構成要素が置かれたのか否かを調べることができるが、読み取り機器を手動でトランスポンダーの所に持って行かなければならないので、それが配備されるべき場所に配置されたのか否かを調べることができないことが欠点である。特に、この周知の装置では、トランスポンダーを備えたシステム構成要素の数が二つを上回る場合、もはや正しい対応付けを決定することができず、手動による誤操作を排除することができない。

米国特許公開第２００８／０１７３６６８号明細書 米国特許第７０５２６０３号明細書 ドイツ特許第６０２１７２０１号明細書 欧州特許公開第１９５０５３８号明細書 国際特許公開第００／４２９６９号明細書 米国特許第７２５９６７５号明細書

本発明の課題は、上記の周知の計量システム及び計量方法を改善して、計量プロセスのために配備を許されたシステム構成要素だけが互いに接続されることを保証することである。特に、システム構成要素との通信の信頼性と周囲環境に対する安全性を向上することである。

この計量システムに関する課題は、計量制御部と、計量すべき媒体を収容する少なくとも一つの交換可能な容器と、容器と接続可能な計量バルブとを備えた計量システムであって、少なくとも計量バルブの媒体と接触する部分が、交換可能なシステム構成要素として構成されるとともに、機械読取可能な識別コードを有し、交換可能なシステム構成要素としての少なくとも一つの容器が、機械読取可能な識別コードを有し、上記の媒体と接触する交換可能な部分が、使い捨ての部分として構成されており、計量制御部が、コードを読み取るための通信ユニットと接続されており、この通信ユニットが、交換可能なシステム構成要素の各々又はそのコードに対して専用の読み取り接続部を有する計量システムによって解決される。

上記の計量バルブの媒体と接触する部分が、交換可能なシステム構成要素として構成されるとともに、機械読取可能な識別コードを有することによって、同じく機械読取可能な識別コードを有する別の交換可能なシステム構成要素としての容器が、計量制御部によって、通信ユニットを用いて読み出されて、そのような交換可能なシステム構成要素の使用を許可するかを調べることができる。

それによって、配備に適さないシステム構成要素の使用が確実に防止することができる。また、それによって、例えば、純粋さを維持すべき計量バルブを常に一つのタイプの液体又は媒体のためだけに使用することを保証することができる。

通信ユニットにおける交換可能なシステム構成要素の各々又はそのコードに対して専用の読み取り接続部によって、通信の信頼性が向上される。この場合、読み取り接続部は、特に、コード又はシステム構成要素に対応した近接する読み取り接続部又はアンテナによって構成することができる。そうすることによって、特に、コードを備えた交換可能なシステム構成要素の数が二つを上回る場合、通信ユニットによるシステム構成要素とそのコードとの確実な割り当てが達成される。

交換可能な部分を使い捨ての部分として構成することによって、それを消毒したり、殺菌したパッケージ内に収納することが可能となる。更に、使い捨ての部分の清掃が不要となり、更に、媒体による周囲環境の汚染を良好に防止することができる。

更に、計量システムに関する課題は、計量制御部と、計量すべき媒体を収容する少なくとも一つの交換可能な容器と、容器と接続可能な計量バルブとを備えた計量システムであって、多数の容器が、交換可能なシステム構成要素として配備されており、計量バルブのそれらに対応する媒体と接触する部分と固定的に接続されており、容器又は計量バルブの媒体と接触する部分が、それぞれ機械読取可能な識別コードを有し、媒体と接触する交換可能な部分が、使い捨ての部分として構成されており、計量制御部が、コードを読み取るための通信ユニットと接続されており、通信ユニットが、交換可能なシステム構成要素の各々又はそのコードに対して専用の読み取り接続部を有する計量システムによって解決される。

上記の媒体と接触する部分が、その容器と固定的に接続されている場合、容器及びバルブを識別するためのコードは、それぞれ一つで十分である。

本発明の別の有利な実施構成では、少なくとも移送すべき媒体と接触する部分が交換可能なシステム構成要素として構成されるとともに、機械読取可能なコードを有するポンプが配備される。

それによって、別の交換可能なシステム構成要素としてのポンプ又は移送すべき媒体と接触する部分が計量システムに統合されて、同じく計量制御部によって、その使用を許可すべきかを調べることができる。

本発明の別の有利な実施構成では、計量制御部は、少なくとも交換可能なシステム構成要素のコードを保存できるシステム構成要素用メモリと接続されている。例えば、計量制御部に割り当てられたシステム構成要素用メモリ内にコードを保存することによって、システム構成要素の交換後においても、コード又は識別データは、文書による記録を目的としても使用することが可能である。

本発明の別の有利な実施構成では、システム構成要素用メモリ内に、計量制御部が計量プロセスを制御する役割を果たすことができるようにするための計量情報を保存することも可能である。

本発明の別の有利な実施構成では、コードは、ラベルのバーコードとして構成される。しかし、コードは、識別メモリ内に保存された識別コードとして構成することもできる。識別メモリを使用する利点は、コードを保有する識別メモリが通信ユニットを介して読み取り可能であるだけでなく、書き込み可能であるということである。それによって、識別メモリ内に、許されない使用の繰り返しを防止することができる使用禁止フラグを書きこむこともできる。

本発明の別の有利な実施構成では、識別メモリは、ＥＥＰＲＯＭ（電気消去可能プログラマブル読出し専用メモリー）、トランスポンダー又はＲＦＩＤ（無線周波数識別）システムとして構成される。

本発明の別の有利な実施構成では、計量バルブは、チューブシステムに統合可能な一回限りで消費される別個のバルブ部分と、計量制御部によって制御できる再利用可能なアクチュエータとから構成される。この場合、計量バルブは、ピンチバルブ、フラップ弁、すべり弁又はダイヤフラム弁として構成することができる。

しかし、計量バルブは、例えば、電磁弁を取り囲む磁気コイルによって、非接触方式で切り換えられる電磁弁として構成することもできる。この場合、磁気コイルは、同時にトランスポンダー式読み取り機器のアンテナとして使用することができる。

本発明の別の有利な実施構成では、ポンプも、チューブシステムに統合可能な一回限りで消費される別個のポンプ部分と、計量制御部によって制御できる再利用可能な駆動部とから構成される。

本発明の別の有利な実施構成では、ポンプは、別個のポンプ部分として、ホースポンプの交換可能なチューブ、或いは回転ポンプ、ピストンポンプ又はダイヤフラムポンプの交換可能なポンプヘッドを有する。

本発明の別の有利な実施構成では、容器の重量を検査するための秤が計量センサーとして配備される。しかし、それに追加して、或いはそれに代わって、計量センサーを構成する秤に、計量すべき媒体を収容する目的とする容器を配置することも可能である。

その利点は、容器の後に配置された配管又はチューブシステム内に残る量が測定結果を誤らせることがないということである。

本発明の方法に関する課題は、計量制御部によって制御された形で容器と接続された計量バルブを介して目的とする容器に供給される、計量システムの交換可能な容器内に配置された媒体の計量方法であって、計量プロセスの開始前に、媒体と接触する、使い捨ての部分として構成された交換可能なシステム構成要素に配置された機械読取可能なコードが、それぞれ専用の読み取り接続部を介して通信ユニットによって読み取られて、通信ユニットと接続された計量制御部によって、そのコードを有するシステム構成要素の使用が許されているかを調べる計量方法によって解決される。

それによって、配備に適さないシステム構成要素の使用を確実に防止することができる。また、それによって、純粋さを維持すべき計量バルブを常に一つの形式の液体又は媒体だけに使用することを保証することができる。間違った、或いは許されないシステム構成要素の場合、計量プロセスを中断又は停止して、その事象を記録することができる。

本発明の有利な実施構成では、システム構成要素の使用が許されているか（例えば、一回限りの消耗品、計量バルブと構成要素の正しい対応付け、正しい構成要素であるか）を調べるために、計量制御部が、そのコードをシステム構成要素用メモリ、システム構成要素の識別メモリ及びデータベースの中の一つ以上に保存されたデータと比較する。

許されていないシステム構成要素の場合、計量プロセスは中断又は停止される。この場合、少なくともその許されていないシステム構成要素に対応するメモリ内に使用禁止フラグを書き込むことができる。この使用禁止フラグによって、許されていないシステム構成要素が新たに使用されないことが保証される。

容器の識別データは、システム構成要素用メモリ、容器と接続された計量バルブの識別メモリ及びデータベースの中の一つ以上に保存することができる。

計量プロセスに関する計量情報は、特に、文書による記録のために、システム構成要素用メモリ、識別メモリ及びデータベースの中の一つ以上に保存することができる。そうすることによって、製造業者までの計量プロセスの追跡が可能となる。

本発明の更なる細目は、以下における詳細な記述と本発明の有利な実施構成の例を図解する添付図面から明らかとなる。

計量システムの模式図 別の計量システムの模式図 複数の容器を備えた計量システムの模式図 複数の容器が共通の秤の梃子の腕に配置された計量システムの模式図 計量プロセスの開始前の本発明による方法のフローの模式図 計量プロセスの開始前の本発明による方法の代替フローの模式図 計量プロセスの開始前の本発明による方法の別の代替フローの模式図

計量システム１は、基本的に容器２、計量バルブ３、計量制御部４及び通信ユニット５から構成される。

図１の実施例では、容器２と計量バルブ３は、それぞれ個々に機械読取可能な識別コードを有する識別メモリ６を備えている。識別メモリ６は、有利には、通信ユニット５によって読み取り可能でかつ書き込み可能なトランスポンダーの一部である。

この実施例では、容器２は、計量すべき媒体を収容するとともに、交換可能なシステム構成要素を構成する柔軟な使い捨ての袋として構成されている。

計量バルブ３は、一回限りの消耗品として構成されるとともに、交換可能なシステム構成要素を構成する、媒体と接触する別個のバルブ部分７と、計量制御部４によって制御できる再利用可能なアクチュエータ８とから構成されている。

容器２は、秤９と接続することができ、その秤は、容器の重量を計測するとともに、計測した値を計量制御部４に転送する計量センサーとして動作する。

図２の実施例の計量バルブ３’は、電磁弁１０として構成されており、その電磁弁は、識別メモリ６を搭載するとともに、媒体と接触する交換可能なシステム構成要素を構成している。電磁弁１０は、磁気コイル１１によって取り囲まれており、その磁気コイルは、非接触方式で電磁弁１０を切り換えるとともに、計量制御部４と接続されている。

図２〜４の実施例では、通信ユニット５は、識別メモリ６を予め備えたアンテナ１２を有し、そのアンテナは、それぞれ配線１３を介して通信ユニット５と接続されている。

図３の実施例は、複数（例えば、三つ）の容器２、例えば、チューブシステム１４を介して目的とする容器１５と接続された三つの容器２を備えた計量システム１''を図示している。容器２は、それぞれ計量制御部４と接続された秤９に配置することができる。それに追加して、或いはそれに代わって、目的とする容器１５は、同じく計量センサーとして構成されるとともに、計量制御部４と接続された秤１７の天秤皿１６の上に配置される。目的とする容器１５には、ポンプ１８が予め配備されており、そのポンプは、一回限りの消耗品としての別個のポンプ部分１９と、同じく交換可能なシステム構成要素としての識別メモリ６と、計量制御部４によって制御できる再利用可能な駆動部２０とから構成されている。

図４の実施例は、複数（例えば、三つの）容器２が共通の秤９’の荷重検知器に配置された計量システム１''' を図示している。この場合、計量は、時間的に順次実施しなければならない。

図５〜７の通り、計量プロセスの開始前に、システム構成要素２，７，１０，１９のコードとそれに対応するデータが、計量制御部４と接続されたシステム構成要素用メモリ２１から読み出される。

読み出したデータを比較することによって、使用が許されているかの調査が行われる、即ち、データが一致すれば、使用が許可され、データが一致しなければ、使用は許可されない。

システム構成要素２，７，１０，１９の使用が許されていない場合、計量プロセスの停止又は中断が行われる。更に、許可されていないシステム構成要素の使用禁止及び各識別メモリ６への使用禁止フラグの書き込みを行うことができる。

それに追加して、システム構成要素用メモリ２１への使用禁止フラグの書き込みを行うことができる。

システム構成要素２，７，１０，１９の使用が許されている場合、そのシステム構成要素２，７，１０，１９に対応するメモリ、即ち、特に識別メモリ６の更なる情報の読み出しが行われる。この場合、場合によっては、使用禁止又は用法フラグの調査が行われる。使用禁止又は用法フラグが存在する場合、計量プロセスの停止と更なる使用禁止フラグの書き込みが行われる。使用禁止又は用法フラグが存在しない場合、本来の計量プロセスの開始が許可される。

１，１''，１''' 計量システム
２ 容器
３，３’ 計量バルブ
４ 計量制御部
５ 通信ユニット
６ 識別メモリ
７ 計量バルブ３とは別個のバルブ
８ 計量バルブ３のアクチュエータ
９，９’ 秤
１０ 計量バルブ３’の電磁弁
１１ 計量バルブ３’の磁気コイル
１２ 通信ユニット５のアンテナ
１３ 配線
１４ チューブシステム
１５ 目的とする容器
１６ 天秤皿
１７ 秤
１８ ポンプ
１９ ポンプ１８のポンプ部分
２０ ポンプ１８の駆動部
２１ システム構成要素用メモリ
２２ 読み取り接続部

Claims (21)

1. 計量制御部（４）と、計量すべき媒体を収容する少なくとも一つの交換可能な容器（２）と、容器（２）と接続可能な計量バルブ（３，３’）とを有する計量システムであって、
   少なくとも計量バルブ（３，３’）の媒体と接触する部分が、交換可能なシステム構成要素（７，１０）として構成されるとともに、機械読取可能な識別コードを有し、
   上記の交換可能なシステム構成要素（２）としての少なくとも一つの容器（２）が、機械読取可能な識別コードを有し、
   上記の媒体と接触する交換可能な部分（２，７，１０，１９）が、使い捨ての部分として構成されており、
   計量制御部（４）が、コード（５）を読み取るための通信ユニット（５）と接続されており、
   通信ユニット（５）が、交換可能なシステム構成要素（２，７，１０，１９）の各々又はそのコードに対して専用の読み取り接続部（２２）を有する、
   計量システム。
2. 計量制御部（４）と、計量すべき媒体を収容する少なくとも一つの交換可能な容器（２）と、容器（２）と接続可能な計量バルブ（３，３’）とを有する計量システムであって、
   複数の容器（２）が、交換可能なシステム構成要素として配備されるとともに、それらに対応する計量バルブ（３，３’）の媒体と接触する部分と固定的に接続されており、
   上記の容器（２）又は計量バルブ（３，３’）の媒体と接触する部分が、それぞれ機械読取可能な識別コードを有し、
   上記の媒体と接触する交換可能な部分（２，７，１０，１９）が、使い捨ての部分として構成されており、
   計量制御部（４）が、コード（５）を読み取るための通信ユニット（５）と接続されており、
   通信ユニット（５）が、交換可能なシステム構成要素（２，７，１０，１９）の各々又はそのコードに対して専用の読み取り接続部（２２）を有する、
   計量システム。
3. ポンプ（１８）が配備されており、そのポンプの少なくとも当該の移送すべき媒体と接触する部分が、交換可能なシステム構成要素（１９）として構成されるとともに、機械読取可能なコードを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の計量システム。
4. 計量制御部（４）が、少なくとも交換可能なシステム構成要素（２，７，１０，１９）のコードを保存することが可能なシステム構成要素用メモリ（２１）と接続されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の計量システム。
5. システム構成要素用メモリ（２１）に計量情報を保存することが可能であることを特徴とする請求項４に記載の計量システム。
6. 当該のコードが、ラベルのバーコードとして構成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の計量システム。
7. 当該のコードが、識別メモリ（６）に保存された識別コードとして構成されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の計量システム。
8. 当該のコードを有する識別メモリ（６）が、通信ユニット（５）によって書き込み可能であることを特徴とする請求項７に記載の計量システム。
9. 識別メモリ（６）がＥＥＰＲＯＭ又はトランスポンダーであることを特徴とする請求項７又は８に記載の計量システム。
10. 当該の媒体と接触する部分が消毒可能な形に構成されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の計量システム。
11. 計量バルブ（３，３’）が、チューブシステムと統合可能な一回限りの消耗品としての別個のバルブ部分（７）と、計量制御部（４）によって制御できる再利用可能なアクチュエータ（８）とから構成されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の計量システム。
12. 計量バルブ（３）が、ピンチバルブ、フラップ弁、すべり弁又はダイヤフラム弁として構成されていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の計量システム。
13. ポンプ（１８）が、チューブシステムと統合可能な一回限りの消耗品としての別個のポンプ部分（１９）と、計量制御部（４）によって制御できる再利用可能な駆動部（２０）とから構成されていることを特徴とする請求項３から１２までのいずれか一つに記載の計量システム。
14. ポンプ（１８）が、別個のポンプ部分（１９）として、ホースポンプの交換可能なチューブ、或いは回転ポンプ、ピストンポンプ又はダイヤフラムポンプの交換可能なポンプヘッドを有することを特徴とする請求項１３に記載の計量システム。
15. 計量センサーとして、容器（２）の重量を検査するための秤（９，９’）と、計量すべき媒体を収容する目的とする容器（１５）の重量を検査するための秤（１７）との中の一つ以上が配備されていることを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一つに記載の計量システム。
16. 計量システム（１，１’，１''，１''' ）の交換可能な容器（２）内に配置された、計量制御部（４）によって制御された形で容器（２）と接続された計量バルブ（３，３’）を介して目的とする容器（１５）に供給される媒体の計量方法であって、
    計量プロセスの開始前に、媒体と接触する、使い捨ての部分として構成された交換可能なシステム構成要素（２，７，１０，１９）に配置された機械読取可能なコードが、それぞれ専用の読み取り接続部（２２）を介して、通信ユニット（５）によって読み出されて、通信ユニット（５）と接続された計量制御部（４）によって、そのコードを有するシステム構成要素（２，７，１０，１９）の使用が許されているかが調べられる計量方法。
17. システム構成要素（２，７，１０，１９）が許可されているかを調べるために、計量制御部（４）によって、そのコードをシステム構成要素用メモリ（２１）、システム構成要素（２，７，１０，１９）の識別メモリ（６）及びデータベースの中の一つ以上に保存されたデータと比較することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 許可されていないシステム構成要素（２，７，１０，１９）の場合、計量プロセスを中断することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 許可されていないシステム構成要素（２，７，１０，１９）の場合、少なくともその許可されていないシステム構成要素に対応するメモリに使用禁止フラグを書き込むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 容器（２）の識別データが、システム構成要素用メモリ（２１）とその容器と接続された計量バルブ（３，３’）の識別メモリ（６）との中の一つ以上に保存されていることを特徴とする請求項１７から１９までのいずれか一つに記載の方法。
21. 計量プロセスに関する計量情報が、システム構成要素用メモリ（２１）、識別メモリ（６）及びデータベースの中の一つ以上に保存されていることを特徴とする請求項１７から２０までのいずれか一つに記載の方法。

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