JPH04501169A - 秤に用いられる湿度制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 秤に用いられる湿度制御システム Ｉ豆皮１１ 本発明は、一般には、秤量システムに関し、さらに特定すると、秤内部の湿度を 制御する装置と方法に関する。

秤内部に存在する空気の温度の変化は、秤の出力における変動の原因となり、重 量、大きさ、および数量の不正確な測定結果を生じることとなる。これは、可変 のキャパシタンス変換器を用いて、加えられる測定すべき力を電気的出力信号に 変換する秤にとって特に面倒な問題である。この形態の力の変換器が、本願とと もに譲渡された米国特許第４，４８５，０８５号、第４．５５８．６００号、お よび第４，４６３，６１４号に記載されている。そのような変換器を利用した秤 量システムは、これもまた本願とともに譲渡された米国特許第４．３８２．４７ ９号および第４．５１３．８３１号に記載されている。湿度の変動は、それが、 可変のキャパシタンス間隙にある空気の比誘電率を変化させるので問題であり、 そのことは、出力信号が加えられた力に対応しない態様で、出力信号を直接に変 動させる。湿度はまた、それが、コンデンサの電極に結露をもたらすことに問題 があり、そして、秤内部に存在するインダクタンスコイルとその他の回路素子の 動作を変えることに問題がある・ 簡単な解決法は、秤の内部を単純に密封することであることは明らかであるが、 これは実質的な解決方法ではない。１つの問題は、秤のハウジングの外部に配置 される皿あるいはそれと同様の構造のものが、被検物が皿の上に静止していると きにその秤量される被検物によって生じる力を変換器に伝達するように、内部に 機械的に接続されなければならないことである。代表的には、堅固なシャフトが その力を伝達し、かつ、そのシャフトが孔を介してハウジングに進入する。もし 、シャフト−ハウジング間の遊びが密封されれば、シャフトの縦方向の動きに抵 抗が生じ、そのことは出力信号に誤差をもたらすであろう。したがって、どうし ても、湿度の変動をともなう周囲空気が秤の内部空洞に侵入することとなる。

１つの知られた解決法は、湿度に敏感な素子を、ゴム製あるいは金属製が代表的 であるベローズ（ｂｅｌｌｏｗｓ　）に気密封止することである。この解決法は 、ある程度の大気の変動からは構成部品を隔離するが、大気圧の変化がベローズ に変動する力を生じさせ、そのことが、出力信号の誤差の原因となり得るのであ る。ゴム製のベローズすなわち「ブーツ（ｂｏｏｔｓ）　Ｊもまた、高いヒステ リシス、クリープ（ｃｒｅｅｐ）　、信頼できる封止を達成することの困難性、 および老化のような、素材に関連する問題を有する。

他の知られた方法は、秤の空洞内部の湿度を他に依存することなく測定し、そし て、この測定結果を使用して湿度変動を補償する補正信号を電気的に生成するこ とである。この方法はい（つかの重大な欠点を有する。第１には、相対湿度のみ を測定することは困難である。はとんどの装置は、温度変動と空気の流れによっ て影響され、非常に低い相対湿度と非常に高い相対湿度では良好に応答しない。

第２には、付加的経費を必要とし、また付加的センサおよびそれに関係する電子 工学に付随する信頼性の問題が存在する。

もう１つの方法は、ハウジング内部に配置された冷却器を使用して水蒸気を選択 的にその凝縮表面に凝縮させるものである。この解決法は、安定状態の温度を達 成するのに、数時間、あるいは、ある状態では１日程度の比較的に長い時間期間 を必要とするところに不利益がある。しかしながら、この安定状態でさえも確実 に制御された状態とはいえない。周囲空気の湿度の突然のあるいは大きな変動は 、内部湿度の容認することのできない大きな変動を秤にもたらす。

さらに、これもまた本願とともに譲渡された米国特許第４．６４９，７５９号で 開示されるもう１つの知られた解決法は、第２基準あるいは「ダミー」、つまり 、可変間隙の変換器にあるいはその近傍に配置されたコンデンサを使用すること である。この第２のコンデンサは、そのキャパシタンスの変動を監視することに よって大気の変動を測定しそれを補償するように、一定の間隙を有する。この構 成が、相対湿度Ｏ％〜８０％（相対湿度８０％を越えない）の条件下で良好に動 作するが、種々の実際的な理由により、電圧あるいは電流の出力信号を生成する 回路構成に限定され、周波数出力信号を生成する回路構成は除外される。

従来技術においては、温度制御は、秤の設計において、しばしば重大な問題では なかったことにも十分注意すべきである。なぜなら、加えられる力を出力信号に 変換する要素は、通常、歪みゲージ、機械的ばねシステム、あるいは、実質的に 湿度に無感応な（相対湿度が８０％以下の場合）ある他の要素であったからであ る。また、可変キャパシタンスの原理で動作する要素を備えた従来技術での秤で は、通常、頻繁に秤を再較正することが必要であった。ある種の研究用の秤では 、毎日再較正することが推奨されるが、知られたすべての高精度の秤は６力月よ り短い一定間隔で再較正を必要とする。

それゆえに、本発明の主たる目的は、取り巻く周囲空気の相対湿度におけるずっ と大きな変動にもかかわらず、また、力に応答する要素の動きに対する摩擦抵抗 のような、あるいは、湿度制御システムが動作状態になるのを長い間待つような 、あるいは、大気圧の変動に反応するような、副次的作用をもたらすことなしに 、秤のハウジング内部の温度を一般的な一定値に確実に制御する秤に用いられる 湿度制御システムを提供することである。

もう１つの主たる目的は、周波数出力信号を生成する回路を備える、費用効果が あり、変換器とすべての型式の信号処理回路とに互換性がある、前述の利点を有 する湿度制御システムを提供することである。

さらにもう１つの目的は、結露条件下でも動作する前述の利点を有する湿度制御 システムを提供することである。

さらなる目的は、湿度制御システムの安定状態の動作条件を非常に緩やかに（長 い「時定数」で）変化させ、その結果、頻繁な再較正を必要としない、前述の利 点を有する湿度制御システムを提供することである。

その上に、さらなる利点は、秤のすべての内部構成部品のために湿度を制御し、 容易に既存の秤に改善を施すことができる、前述の利点を有する湿度制御システ ムを提供することである。

Ｉ１旦１刀 内部空洞を画定するハウジングを備えろ秤が、空洞への湿気の流れを制限する機 械的な部分的封止部を有する。力の変換器が、特定すれば、測定されるべき力を その力に対応する電気的出力信号に変換する可変間隙の容量性型式の変換器が、 空洞内に配置される。空洞はまた、乾燥剤供給器を保持する。乾燥剤は、空洞内 の空気からまたは空気へ、湿気を吸収しまたは脱離することの両方を行うような 乾燥剤であり、ゆえに、ある意味で、電気的なコンデンサの動作に似たように動 作する。

ある意味で電気的抵抗の動作に似たように動作する機械的な部分的封止部が、ハ ウジング外部に秤量皿を支持するシャフトのためのハウジング開口部に配置され る。

シャフトは、秤量されるべきあるいは計数されるべき被検物によって皿に加えら れる力を変換器に伝達する。小さな運動の態様では、機械的な部分的封止部は面 にょる封止（ｆａｃｅ　５ｅａｌ）で、好ましくは、ハウジングの一部と、近接 して離間する別の板との間の封止である。その離間は、好ましくは、４〜ｌＯミ ル（ｌミル＝１／１０００インチ：約０．　Ｏ１ｃｍ−０，０２５ｃｏ＋）の範 囲内である。大きな運動の、あるいは、小さな容量の秤の態様では、封止部は、 好ましくは、シャフトと、その周りのスリーブとの間の周面による封止（ｒａｄ ｉａｌ　５ｅａｌ　）である。ここで、スリーブは、それ自身とシャフト間に小 さな環状の遊びを有するので、動作中に、シャフトとスリーブ間には機械的な相 互作用は存在しない。その遊びは、好ましくは、１０〜２０ミル（約０．０２５ ｃｍ−０，０５ＣＤ＋）である６空気は、封止部の構成要素間では潤滑性流体で ある。封止領域の寸法は、貫流する湿気の流れに対して抵抗Ｒを生じるように設 計されるが、この抵抗Ｒは乾燥剤の湿気の「キャパシタンス」Ｃと結合して、内 部の相対湿度が時間の関数として長い、好ましくは、はぼ５年あるいはそれ以上 の「時定数Ｊ　（ＲＣ）を有し、かつ周囲空気の温度あるいは相対湿度の、過渡 的あるいは長期間での変化に実質的に感応しないような大きさである。（ここで 使用される「時定数」という用語は、外部の相対湿度が１００％の状態を持続す るとき、秤内部の相対湿度が乾燥剤の吸収容量の６３％に到達するまでの時間期 間を意味する。抵抗とコンデンサが直列に接続された電気的な回路においては、 その時定数は、コンデンサが、その最終的な電圧の値の約６３％に充電されるま での時間期間である。）詳しくは、ＲとＣの値は、５％〜１００％の周囲空気の 相対湿度の変動に対して±５％の内部の相対湿度の変動をもたらすであろう。

好ましい態様においては、乾燥剤は、シリカゲルであって、一般的な大きさの高 精度の秤では、５０〜１００ｇの量を有する。本発明のこれらの、そして、他の 、形態と利点は、添付の図面と照らし合わせることで、以下の詳細な説明によっ て完全に理解されるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による湿度制御システムを利用した可変キャパシタンス型の秤 の縦断面図である。

第２図は、第１図に示される機械的な部分封止部が面によって封止する型の簡単 な縦断面図である。

第３図は、大きな動作をする、あるいは、小さな秤量度である秤の周面による封 止を示す、第２図に対応する簡単な縦断面図である。

第４Ａ図は、本発明を用いた秤の出力信号（ダラム表示の）の時間的変動と、同 じ時間期間での内部空気の温度の変動とを示すグラフである。

第４Ｂ図は、本発明を使用しない同一の秤の出力信号の変動を示す、同一時間期 間の対応するグラフである。

第４Ｃ図は、同じ時間期間での周囲空気（外部の）の湿度の変動を示す、同一時 間期間での対応するグラフである。

第５図は、周囲空気の湿度の変動が出力信号にどのように誤差をもたらすかを図 示し、本発明と比較した、従来技術が出力に影響する湿度を制御しようとするこ とを示す、動作のフローチャートである。

第６Ａ図は、数年期間での内部と外部の相対湿度の予期される代表的な変動を示 すグラフである。

第６Ｂ図は、−年に一度再較正される、本発明を用いた秤の予想される出力信号 を示す、第６Ａ図に対応する時間間隔のグラフである。

第７図は、機械的な部分的封止部のもう一つの実施例を示す、第２図および第３ 図に対応する簡単な断面図である。

ましい　の；細なＨ８ 第１図は、内部空洞１４を定義するハウジング１２を有する高精度の秤１０を示 す。この秤は、米国特許第４゜３８２、４７９号および第４，５１３，８３１号 に詳細に記述される形態のものであってもよい。好ましくは米国特許第４．４４ ８゜０８５号あるいは第４．５５８．６００号に記述され、開示される形態の、 可変キャパシタンスの力変換器１６が、空洞１４内のハウジングの低部１２ａに 取り付けられる。ハウジング支持体である側面壁部１２ｂが、ハウジングカバー 　１２　ｃで密封される。これは、好ましくは、シャフトとカバー１２０（第２ 図の）との間に環状の遊び有する堅固なシャフト２０を収容する中央開口部１８ を備えた平面板である。シャフトの上端部が、秤量される被検物２４を受ける受 け皿２２を支持する。

図示されるように、変換器は、好ましくは、１対の力計算部材１６ａおよび１６ ｂと、力計算部材とともに平行四辺形構造を定義する１対の柔軟ビーム１６ｃお よび１６ｄと、六入力アーム１６ｅおよび１６ｆと、前記力計算部材の関連する １つからそれぞれが横方向に突き出しなセンサ部材１６ｇおよび１６ｈと、セン サ部材１６ｇおよび１６ｈとが向かい合った距離でもってお互いに間隔を有する 向かい合って取り付けられる電極１６ｉおよび１６ｊと、を備えたセラミックあ るいは石英の単一片である。受は皿２２に重り２４を置くと、シャフト２０によ って上部六入力アーム１６ｅへ伝達される力Ｆが生じる。（第１図では力の矢印 Ｆが被検物２４の左側に片寄って示されるが、力は被検物の重心に作用する重力 である）これは、図示されるように、柔軟ビーム１６ｃおよび１６ｄとの弾力に 作用されて、左側の力計算部材１６ａが固定されているので、一般に、Ｓ字形の 変形を受けるように、右側の力計算部材１６ｂが距離ｄだけ下側に歪む結果とな る。この歪みは、電極１６ｉと１６ｊとの間の間隙ｇに対応する変位Δｇを生じ る。この間隙の変位Δｇは加えられた力Ｆに対応し、かつ、測定される。

第１図および第２図に示される好ましい態様において、空洞１４はまた、正確に 制御され、かつ、明確に定義されたインダクタンスを有するインダクタ２６を保 持する。そのインダクタは可変のキャパシタンス間隙ｇに電気的に接続されＬＣ 発振器を提供し、それに関連する回路構成２８とともに、主回路構成３０によっ て処理される電気的周波数出力信号を生成し、表示部３２に被検物の重量のディ ジタル読み取り値を生成する。他の形態においては、電気的出力信号は、周波数 信号と対照的に、電圧あるいは電流信号であってもよい、さらに、本発明の湿度 制御システムは、本願とともに譲渡された米国特許第４．６４９．７５９号に記 述される「ダミー」コンデンサの配置と結合して使用され、ダミーコンデンサに よって、あるいは本発明単独で動作することによって達成されるよりもより安定 した出力信号を生成する。

本発明の重要な態様は、機械的な部分的封止部３４であり、それは、空洞１４と 秤を取り巻（周囲空気との間の開口部１８を介しての湿気の流入を抑制する。第 １図および第２図で示される小さな動作をなす形態においては、封止部３４は、 開口部１８でシャフト２０に固定され、かつ、ハウジングカバー１２ｃとの隣接 部１２ｄと大体において平行で相互に一定の間隔を有する関係で伸長する平面板 ３６によって形成される面による封止である。平面板３６とハウジングの部分１ ２ｄとの間の間隙３８は、受は皿２２に力が加わっていないときには４〜１０ミ ル（約０．　Ｏ１ｃｍ　〜０．０２５ｃｍ）の範囲である。この小さな動作での 封正に対して、最大荷重下での平面板の最大行程は、代表的には約０．００４イ ンチ（約０．０１ｃｍ）である。間隙３８は、好ましくは、１゜５〜２．０イン チ（約３．８ｃｍ〜５．０ｃｍ）の平面板直径に対して６〜８ミル（約０．０１ ５ｃｍ〜０．０２ｃｍ）の範囲の値を有する。平面板は、たとえ被検物２４が受 け皿２２の中央からずれた位置に置かれ、それによって、シャフト２２の通常の 垂直方向の向きからシャフトが傾斜を生じても、平面板とハウジングとの間には 機械的相互作用がないような間隙３８で十分に垂直方向の一定間隔を有して取り 付けられるべきである。一方、間隙の間隔は、間隙中の湿気の流れに対して所望 の抵抗を生じさせるように、十分に小さく、かつ開口部からの十分な半径方向距 離にわたって延在すべきである。

大きな動作での形態においては、第３図に簡単に示されるように、機械的な部分 的封止部３４は、シャフト２０と取り巻くスリーブ４０との間による周面による 封止であり、ここでシャフトとスリーブとはお互いで環状空気間隙３８°を定義 する。この周面による封止は、第１図および第２図の面による封止より、縦方向 のシャフトの軸に沿ったシャフト２２の垂直方向のより大きな度合いの動きを可 能にする。大きな動作での実施例でのシャフトの代表的な最大行程は０．２５イ ンチ（約０．６４ｄｍ）である。間隙３８°の寸法は、好ましくは、一様であり 、シャフト直径０．３インチ（約０．７６ｃｍ）でスリーブ長１．０インチ（約 ２．５４ｃｍ）に対してｌＯ〜１５ミル（約０．０２　Ｆ＋〜０．０３８ｃｍ） の範囲の値であり、シャフト直径０．１〜０．１５インチ（約０．２５〜Ｏ−３ ８ｃｍ）でスリーブ長１．０インチ（約２．５４ＣＩ１１）に対して１０〜２０ ミル（約０．０２５〜０．０５ｃｍ）の範囲の値である。繰り返すと、面による 封正による場合、例えば、もし受け皿が中央からずれて荷重されればシャフトが スリーブに接触するように、間隙は機械的相互作用を回避するために十分大きく なければならない。一方、間隙の高さを考え合わせると、間隙３８を介しての空 気の流入に対する所望する抵抗を生じさせるために、間隙は十分に小さくなけれ ばならない。

周面による封止の形態のもう１つの有利な点は、速い周期での大気圧変動に対し て無感応なことである。なぜなら、シャフト２０の直径が平面板３６より非常に 小さいので、その大気圧の影響もまた非常に小さいからである。このことは、小 さな力に対する高精度の測定に重要である。

第７図に示される小さな動きでのさらにもう１つの実施例に右いて、機械的な部 分的封止部３４は、大気に開口した開口部１８を有するハウジングの近接して取 り囲む部分１２ｄの内側に取り付けられるような封止板の間の間隙３８における 面による封止である。平板５０は、第２図の実施例に関連して図示され、かつ、 記述される平面板３６に類似する平面のディスクである。受は皿２２がシャフト ２０によって平板５０に結合せしめられ、ゆえに、その平板５０は力変換器１６ に直接に結合される。間隙３８は、第１図から第３図での封止部３４に関連して 記述される動作の態様を提供するように十分に小さい。第７図の実際例は、垂直 の面による封止の形態とみなすことができ、第２図に示す構成に類似しており、 ここでは、第７図の封止平板５０は、第２図の封止平面板３６の向きから９０° 配向せしめられる。第７図の配置は、普通にある速い周期での大気圧の波からの 影響を制御することが望ましい小さな力の応用装置に有益である。なぜなら、封 止部に作用する速い周期での圧力の波によって影響する力は、加えられる荷重方 向に垂直であるので、これらの速い周期の圧力の影響は出力信号にほとんど関係 しない程度でしか影響を及ぼさない。

本発明のもう１つの重要な態様は、水蒸気を吸収し、また、脱離する乾燥剤の供 給器４２である。好ましい素材はシリカゲルである。この乾燥剤は水蒸気を収集 し、かつ、放出し、それは電気的コンデンサの態様と類似した態様で動作するか らである。約１００インチ３　（約１６４０ｃ＋ｎ”）の内部容積を有する空洞 に対して、１００ｇのシリカゲルが、空洞へのそして空洞からの周囲空気の自由 な流れと、そしてまた、湿気の拡散とを抑止するように、機械的な部分的封止部 ３４と組み合わせて用いられるとき、空洞１４内部での相対湿度の優れた制御を 生みだすことが分かった。しかしながら、類似した内部容積に対し本発明による 機械的な部分的封止との組み合わせで用いられるとき、５０ｇ〜１００ｇのシリ カゲルの供給によってもまた良好な結果が得られる。さらに詳しく言うと、周囲 空気の相対湿度の変動が５％〜１００％の範囲にもかかわらず、本出願人は、空 洞１４内部の相対温度を基準値（外部湿度が一定のときの秤内部の安定状態の温 度）の±５％以内に制御し得たのである。本発明による制御システムは、非常に 高い相対湿度に関連する結露状態下で有効に動作し得たのである。これらのすべ ての動作において、乾燥剤は吸収と脱離の両方をなすので、乾燥剤の供給器は取 り替える必要がなかった。

そればかりか、従来技術での秤内部に設置される冷却器の場合のように、制御シ ステムが所望の湿度制御の程度状態を提供する用意ができる以前に運転しなけれ ばならない期間である「暖気運転Ｊを必要としないのである。

第４Ａ図〜第４Ｃ図は、４０時間を越える期間での本発明の代表的な動作を例証 するグラフであり、この期間において、秤ｌＯ外部の空気の相対湿度は、図示さ れるように、約１０％から９０％の間で変動している。使用された秤は、セトラ システム社製（Ｓｅｔｒａ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、　Ｉｎｃｌ、）の容量性型式の高 精度のモデル２０００　（最大秤量２０００ｇ　）であるが、乾燥剤供給器４２ と面による封止形態の機械的な部分的封止部３４とを含むよう改良され、第４Ａ 図に示す結果を提供する。内部空洞は約１００インチ３の容積を有する。第４Ａ 図に示されるように、４０”　Ｆ〜１１０’　Ｆ　（４，４℃〜４３．３℃）の 間のいずれの安定温度においても、電気的出力信号は（重量の表示としてダラム で表現される）、−０，３１ｇ〜＋０．４２ｇの範囲内にとどまるように制御さ れる。本発明が使用されない場合、第４Ｂ図に示されるように、同一状態下での 出力表示は、−１，４５ｇ〜＋７．７ｇで変化する。

数日あるいは数週間さえの期間を越える間、空洞内部の相対湿度の変動である基 準値はほぼ一定であり、内部の相対湿度の平均値の変化は非常に緩やかである。

この緩やかな変化は、数年の期間にわたって発生し、一般に、「時定数」Ｔに対 応する。ここで、Ｔ＝ＲＣであり、Ｒは部分的封止部３４によって提供される温 気の流れに対する抵抗値であり、Ｃは乾燥剤供給器４２によって提供されるキャ パシタンス値である。したがって、封止部３４によって与えられる抵抗における 、あるいは。

乾燥剤供給器４２によって提供される水蒸気に対する［キャパシタンス」におけ る調節は、時定数を適切な値、例えば、５年のような値に、調節するであろう。

この長い時定数は、それが数カ月のようなより短い時間期間を越えて、基準値あ るいは平均湿度の変化が非常に小さいことを確実にする点で重要である。結果と して、環境状態での変化を調節するために秤を頻繁に再較正する必要がない。

第６Ａ図および第６Ｂ図は、多年にわたる本発明の動作を論証しており、ここで 第６Ａ図に示されるように、外部環境の湿度はそれぞれの年に約Ｏ％の値から１ ００％あるいはほぼ１００％の値まで変化している。第６Ａ図で同一のグラフに プロットされたものは同一の時間期間にわたる秤の空洞１４内部の相対湿度であ る。容易に分かるように、内部の相対湿度は非常に緩やかに推移するが、動作の 最初の１０年にわたっては数％から約４０％まで一様に増加し、その後、大田、 約４０％の相対温度のレベルで一定のままである。このグラフは、秤内部の湿度 に対する相対湿度の基準値を表している。第６Ｂ図は、同一時間期間での本発明 を利用した秤１０の出力信号を示す。実際の出力である大田鋸切歯状のグラフに よって示されるように、最初の１０年の各年に対する出力信号は、秤空洞１４内 部の湿度の緩やかな増加に対応することを反映して、その年の間中、単調に増加 する。

各年の終わりに、秤は再較正されて、その結果、出力は正しい位置に復帰する。

１年に１度の頻度で実施される再較正が本発明で可能であるとともに、秤ｌＯは 少なくとも６か月ごとに再較正されて極めて高精度の出力示度を生成することが 勧められる。

さらに、本出願人は、第１図に示される形態での標準の秤（機械的な部分的封止 部３４と乾燥剤供給器４２を備えない）と本発明による湿度制御システムによっ て保護された秤との性能を比較するさらにほかの試験を行った。そのデータは、 外部湿度変動によって引き起こされる、百方分率（ｐｐｍ）で表現される出力値 の変動によって下記に示される。

温度　湿度変動　標準柱　本発明の秤　５年後　ｌＯ年接子５°Ｆ　１５％〜８ ８％２０８５ｐｐｍ　−２８ｐｐｍ　−２０ｐｐｍ　−１８ｐｐｍ４０”Ｆ２３ ％〜８９％１５４０ｐｐｍ　２ｐｐｍ　４ｐｐｍ　６ｐｐｍ１］０’Ｆ９％〜８ ４％３８００ｐｐｍ　−１１０ｐｐｍ　−９８ｐｐｍ−１０２ｐｐｍここで、５ 年ごと１０年後の数値は、１年間のデータから推定し、かつ、例えば１００％の 連続する湿度の状態はないように、類似した動作状態と仮定する。温度に依存し て、本発明では、本発明を使用しない同一の秤より湿度に対する応答において３ ０〜２００倍の改善が得られる。

第５図は、外部から秤への環境上の湿度の変動が、被検物２４の重量あるいは数 量の測定結果を提供する秤の出力信号を変化させる仕組みをフローチャート形式 で示す。第５図から明らかなように、４つの従来技術が、外部空気が秤の内部空 洞に侵入することを許した後に、湿度の変動を制御するためのそれぞれの図示さ れる試みに取り組む。ゴム製ブーツによる解決法が、湿気が変換器１６の可変容 量性間隙に影響を及ぼす前に、センサ（変換器）を封止することを試みる。ダミ ーのコンデンサ解決法および温度センサ解決法が、外部空気が可変容量性間隙に 侵入することを許すが、そこで、環境上の湿気における変動を打ち消すような方 法で正味の出力信号を調節することに使用される基準信号あるいは補償信号を生 成する０本発明は、第５図の左上にある部分的封止によって表されるように、空 洞内への空気の流れのどんな制御でも利用した出願人によってなされた新規な湿 度制御システムであり、かつ、空気から水蒸気の吸収および脱離の両方を行う乾 燥剤によって空洞内に供給された空気の湿度のレベルを制御するものである。第 ５図からも明らかなように、第５図の下側の「出力変動」ブロックに達する相互 作用の中央と右側の経路とによって表され、るように、本発明は、内部冷却器の ような、電極での結露の問題、およびインダクタンスコイルと回路のような秤の 他の内部構成部品に対する空洞内の水蒸気の変動の影響とを取り扱う湿度制御シ ステムである。これらの問題を取り扱う従来技術の唯一の解決法は内部冷却器で あったが、それは、「暖気運転」時間や付加的経費のような、上で言及した欠点 を有する。

ここに、高精度柱のための湿度制御システムについて、特定すれば、可変容量性 変換器を備えた秤の動作について論述された。そこでは、秤は、環境上の湿度変 動に実質的に無感応で、比較的に頻度の少ない再較正でことが足りるのである。

本発明による温度制御システムはまた、周波数出力信号を含むいかなる出力信号 をも生成する変換器を有する秤において動作することができ、結露状態で動作す ることができ、待ち時間あるいは暖気期間が無く、そして高い信頼性を有する。

論述された制御システムはまた、比較的に簡単であり、既知の技術が利４、６４ ９．７５９号で論じられたダミーコンデンサの配置のような環境上の他の補償シ ステムを利用する秤を含む既存の秤に簡単に改善が施されることができる。

本発明が、その好ましい実施例に関連して論じられると同時に、種々の変更や変 形が、添付された図面と照らし合わせてこの分野に精通したものにとって考えら れるであろう。例えば、ラビリンスシールが、シャフト２０とハウジング１２の 近接する部分との間に形成できるであろう。しかしながら、さらに複雑なこの形 態の封止は製造により経費がかかるし、取り付けと整列させるのにより困難が伴 う。ゆえに、それらは秤の価格を増加させることとなる。また、本発明が、受は 皿２２と変換器との間に伸長する単一のシャフト２０に関して論じられているが 、それは、受は皿が複数のシャフトあるいはそれに機械的に等価な物によって支 持されることができることが理解されるであろう。ゆえに、特許請求の範囲で受 け皿を変換器に結合する「堅固な部材」として言及しているが、これは、複数の 堅固な部材を包含し、そのそれぞれが機械的な部分的封止に関連し、そして、こ こで論じられ、また図示されるシャフト２０以外の１つの堅固な部材あるいは複 数の堅固な部材と解釈されるべきである。これらの、そしてその他の変形と変更 は特許請求の範囲に包含されることを意図するものである。

相ｎ潔ｙ！（％） 国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．変換器、特に、堅固な部材によって前記変換器に伝達される秤外部の測定さ れるべき荷重をこの荷重に対応する電気的出力信号に変換する可変間隙の容量性 変換器を有する前記秤を取り巻く周囲空気の湿度の変動にかかわりなくその秤内 部の湿度を制御する装置であって、前記堅固な部材を取り巻く開口部を除いて周 囲に対して掩われかつ封止される空洞内に取り付けられる前記変換器を備えた前 記内部空洞を有するハウジングと、前記秤の性能を劣化させるような前記堅固な 部材による機械的相互作用を伴うことなく、前記ハウジングの外部と内部との間 の空気の流れに対する抵抗を生成する、前記開口部における前記空洞の機械的な 部分的封止部と、 前記空洞内に配置されていて前記空気から湿気を吸収しかつ脱離する形態の乾燥 剤の供給器と、を備えた秤内部の湿度を制御する装置。
2. ２．前記機械的な部分的封止部が前記開口部に近接する前記堅固な部材に取り付 けられた平面板と前記ハウジングの対向離間配置された部分との間の面による封 止からなる特許請求の範囲第１項記載の秤内部の湿度を制御する装置。
3. ３．前記堅固な部材が細長形状であり、前記機械的な部分的封止部が前記堅固な 部材とそれを取り巻くスリーブとの間の周面による封止からなる特許請求の範囲 第１項記載の秤内部の湿度を制御する装置。
4. ４．前記平面板が測定される荷重に直交する特許請求の範囲第２項記載の秤内部 の湿度を制御する装置。
5. ５．前記面による封止の間隔が４〜１０ミル（約０．０１〜０．０２５ｃｍ）の 範囲である特許請求の範囲第４項記載の秤内部の湿度を制御する装置。
6. ６．前記平面板が測定される荷重に平行である特許請求の範囲第２項記載の秤内 部の湿度を制御する装置。
7. ７．前記周面による封止の間隔が１０〜２０ミル（約０．０２５〜０．０５ｃｍ ）の範囲である特許請求の範囲第３項記載の秤内部の湿度を制御する装置。
8. ８．前記乾燥剤がシリカゲルである特許請求の範囲第１項記載の秤内部の湿度を 制御する装置。
9. ９．前記乾燥剤が５０〜１００グラムの範囲の量である特許請求の範囲第８項記 載の秤内部の湿度を制御する装置。