檢測砝碼以及使其可追蹤的方法和系統的製作方法

2023-09-21 13:15:10 1

專利名稱：檢測砝碼以及使其可追蹤的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於計量學領域，涉及用於檢測天平以及檢測或測量其它砝碼的砝碼。
背景技術：
高靈敏度天平，特別是例如微量天平和超微量天平、分析天平或精密天平，會受到影響因素的影響，經過一段時間後影響因素會導致測量偏差。因此這種天平必須依照正規標準被檢測以保證其產生準確的稱量結果。這種檢測，是在規定機構內進行的所謂例行檢 查，特別對於用於藥理學、生物工藝學和食品工藝學領域的天平，檢查是官方要求的，並且記錄在FDA (食品與藥品局，U.S.健康與人類服務部)規程裡。但是，天平的製造商也向他們的顧客推薦用於商業應用的天平被定期檢測。利用具有明確標稱值的檢測砝碼以確定偏差。根據規範標準，例如由國際法制計量組織(OIML, Organisation Internationale de Metrologie LSgale)出版的國際公認的規則R111，這些種類的檢測砝碼具有公差限，實際重量值必須在與標稱重量值相關的所述公差限內。在這個公差系統下，所述砝碼依據不同的精度要求被分成不同的砝碼等級。例如，在El級(最高準確度等級)的一毫克砝碼的公差限為±0. 003mg，而在Ml級(可應用於一毫克砝碼的最低準確度等級)公差限為±0. 2mg。檢測砝碼，作為用在本文中的術語，應當理解為包括用於檢測和/或校準和/或證明特別在規定控制的範圍內的天平或砝碼的所有種類的砝碼。這些檢測砝碼有時也被稱為校驗砝碼或校準砝碼。檢測砝碼可以由一塊實心的或幾部分的材料製成。單塊的檢測砝碼由一塊材料製成，而由更多部分組成的檢測砝碼其中有一空腔，在空腔中填充所謂調整材料使其上升到達到標稱重量的點，然後空腔被封閉。然而，應當注意的是，依據0ML，由多部分組成的檢測砝碼在最高準確度等級內是不被允許的。由於檢測砝碼的實際重量值會隨著時間由於磨損而改變，當這些砝碼被用來檢測天平時，這也會造成稱量結果或工業過程超出其公差限的後果。因此必須確定在任何給定情況下檢測砝碼公差都被滿足。為實現這個目的，檢測砝碼自身被定期地對照其它檢測砝碼(稱為校驗標準)進行檢測。這樣的校驗檢測的時間間隔是依照砝碼各自的準確度等級，或根據應用範圍和特別的應用環境。對每個單個檢測砝碼，應要求發放憑證，其說明在特定時間的實際重量值、標稱重量值、與給定等級限制相關的準確度等級，以及校準ID號碼和校準憑證號碼。每次另一校驗檢測，稱為再校準，在之後的日期進行，發放新的憑證，其中新的憑證號碼被分配給同一砝碼，但同一校準ID號碼仍然分配給所述砝碼。檢測砝碼或具有不同重量值的檢測砝碼組被貯藏在專用的砝碼容器盒中，為了分類及之後在其應用的地點為了用戶的貯藏。在這樣的容器盒中，為每個砝碼種類準備有合適尺寸的座槽，那麼例如100克的砝碼只能被恰好適合地置於100克砝碼的凹槽內，但不能放進50克砝碼的凹槽內，同時其不能完全填充200克砝碼的凹槽，因此砝碼和凹槽之間的關聯根據尺寸是可能的。單個砝碼件的憑證被置於這些容器盒中，因此原則上在憑證和檢測砝碼之間建立了聯繫。這通常是明顯的，通過貼在容器盒上的標籤，在標籤上印有校準ID號碼，以及另一個標籤，在其上印有憑證號碼。由於在進行前述的例行檢查的過程中對砝碼的手動操作，使得砝碼件和與其結合的憑證和/或其校準ID號碼之間的連接很容易丟失。這會發生在例如假設將對適於400g的天平證明或校準，並且假設為達到此目的——由於目前沒有可用的400g砝碼——利用一個200g砝碼件和2個IOOg砝碼件代替。不管所述兩個IOOg砝碼件是否貯藏在同一個容器盒內或來自於兩個不同的容器盒，可能會在此過程中發生操作錯誤，導致所述兩個IOOg砝碼件的混淆。結果便是在憑證和砝碼件之間的錯誤匹配，這甚至無法被有效地檢查，因此 這種錯誤保持不被發現。此方法存在的問題是沒有確定的關聯將憑證結合到檢測砝碼上，例如，結合到實際砝碼件自身。因此對這些檢測砝碼的操作要求極度用心，以確保憑證和校準後的砝碼件之間的正確匹配永久保持。儘管如此，也不能保證實現這個目標。不能排除無意中的混淆，也不能在此之後被可靠地發覺。在DE4006375A1中披露了這樣的概念，在檢測砝碼上設置代表重量值的編碼標記。這通過將重量值電子地儲存在電子電路中來實現，所述電子電路容納在砝碼件本身內。這種方法存在的缺點是，在從砝碼件到天平或從天平到砝碼件的數據傳輸時必須通過電接觸，而由於這些接觸，砝碼必須被置於確定的位置，以及特別是，要求使用專用設備，使得製造和使用成為容易出錯的過程。電子數據儲存也不能完全避免誤差，因此，由於對檢測砝碼的不恰當操作或者也由於材料的疲勞導致的數據誤差，以及結果由此產生的校準誤差，在這種情況下也無法完全排除。此外，這種檢測砝碼的製造很昂貴。由於辨別標記中僅包括原始的實際值，此編碼系統不提供每一個砝碼件的單個辨別標記，而僅是根據重量值分級。在所述參考資料中描述的方法中單個砝碼件可以被追蹤，僅在輸入到砝碼的電子數據儲存設備中的進行砝碼檢測的數量的最高可能性範圍內，每個砝碼檢測均被計算直到達到所述上限。超過所述期限或關於其它原因，例如製造的地點或日期、產品批號等等，其可追蹤性是不可能的。例如一旦產品批中出現製造錯誤，對於以這種方法識別的檢測砝碼來說，可能是必要的召回活動因而變得不可能。

發明內容
因此本發明的目標是對檢測砝碼的設計進行改進，使得砝碼可永久地且獨立地被追蹤。上述目標通過檢測砝碼自身攜帶識別標記的概念來實現，特別是通過在砝碼外表上的機器可讀的識別編碼標記，從而每個砝碼件可以單獨地被識別。此概念的優點是檢測砝碼可以永久地並可靠地與其憑證相匹配，並且所有的數據可以通過機器進行讀取和操作，如果有要求也可以集中儲存。因而可以很大程度地避免在砝碼操作中的混淆，或者在其發生後可靠地偵測到。此外，例如如果發現被定級為OML的E級的檢測砝碼超出了公差範圍，所述砝碼可以被重新分配到較低準確度等級而沒有任何問題。對於整體結構的以及那些由多件組裝的檢測砝碼，這種識別系統是有利的。檢測砝碼由金屬或由在適用的規範標準中規定的恆定材料密度的金屬合金製造。將識別編碼置於砝碼件的外表面的優點是，附加編碼和讀取編碼的過程可以在簡單的方式下實現。在有利的實施例中，其設計為將所述識別編碼利用二進位表現形式來實現，特別是數據矩陣編碼或小型化的條形碼。在優選的實施例中，所述識別編碼包括被唯一分配到砝碼件上的砝碼號碼。在實際的進一步發展的實施例中，識別編碼包括更多的關於相應砝碼件的數據，包括例如產品批號和詳細日期，特別是生產日期、標記被應用的日期和/或初始校準日期。其優點是在砝碼檢測過程中，不連接外部資料庫或內部存儲介質上的數據備份也可以獲得檢測砝碼的數據，因而使得這些過程簡單化、迅速化。本發明進一步的目標是提供一種方法，通過所述方法前述的檢測砝碼可以被及時追蹤，這通過以下步驟實現I)建立識別編碼，2)將所述識別編碼轉換成機器可讀的編碼格式，以及3)將所述機器可讀格式的編碼作為標記或識別手段置於砝碼件上。所述識別編碼基本包括被唯一分配給檢測砝碼的砝碼號碼。但是，以任何其它期望的方法來設置識別編碼也是能想到的。唯一基本的要求是如此建立的識別編碼必須適於轉換為希望的機器可讀編碼，其作為標記被置於砝碼件上。該程序可以在生產檢測砝碼後立即執行，或也可以在之後的時間點執行。在生產過程範圍內包括標記的優點是使每一個單個砝碼件在生產過程完成時已經可識別並且因而可追蹤。另一方面，在之後的時間應用標記的優點是已經在使用中的檢測砝碼，特別是當與其各自的憑證失去相關性時，可以在後來得到識別，使其重新可追蹤。在實際中希望通過將識別編碼轉換為矩陣編碼或小型化條形碼來執行編碼轉換。在利用二進位表現形式的標記方法的有利的執行中，標記過程利用雷射器進行。其優點是標記過程的執行可以不損失材料或最壞的情況下僅有最小程度的損失，同時標記可以永久地連接到砝碼件上。已知的雷射器標記過程可以由糙面精整或通過稱為退火色(annealing color)的方法產生識別編碼圖案。適合於標記施加的其它的寫刻方法，包括例如針亥IJ、蝕亥IJ、或電子束亥IJ。但除了那些這裡提到的以外的更多的方法同樣是可想到的。根據一種有利的進一步發展的方法，在將標記施加於檢測砝碼後，各自的識別編碼被永久地存儲在資料庫中。這為系統地處理和管理所述註冊的識別編碼以及其標記過的砝碼件的數據創造了有利的可能性。有利的是也可以將憑證數據與所述識別編碼一起註冊和儲存在資料庫中。從而單個檢測砝碼的憑證數據可以被自動地保持可用狀態，並且按請求以簡單可靠的方式被發送。當為控制砝碼作出憑證時，其包括與所述識別編碼的唯一關聯。特別是當識別編碼包括唯一地分配到所述砝碼的砝碼號碼時，所述砝碼號碼也在憑證中說明。
由於檢測、校準或再校準程序也可以包括對又一檢測砝碼和第一檢測砝碼作比較，特別是依據校驗標準。有利的是，如果第一檢測砝碼的識別編碼，特定的是校驗標準，同樣被記錄在資料庫中，其也會在所述憑證中說明。如此，便可達到更高級的可追蹤性。憑證數據進一步包括校準ID號碼，憑證號碼，憑證的發行日期，檢測砝碼的形狀和材料，進行所述砝碼檢測的人員身份，稱量發生的條件，環境條件例如溫度和大氣壓力，現在的重量值，還有關於所述砝碼檢測的統計數據。砝碼件時常被再校準，較佳的實踐是依據憑證數據的以年代順序排列的次序為特定的砝碼建立歷史文件。根據所述歷史文件，測量和/或儲存的數據可以與在前的憑證的數據作比較，結果可以被進一步處理，並且如果希望，所述結果可以被用來預測將來所述砝 碼仍然可用的範圍。當進行例行檢查時，例如利用檢測砝碼來檢測天平，在天平的處理器中會執行一程序，以在稱量檢查開始之前對檢測砝碼的身份進行調查和確認。本發明進一步的目標是提供一系統，使得檢測砝碼可以在永久基礎上單獨地被追蹤。其通過權利要求22的特徵及涉及權利要求22的權利要求的實施例來實現。這些實施例的優點是，所有單獨標記的砝碼件可以被系統地管理和保持，特別是在中央控制下，由此可以在任何時間訪問屬於給定單獨砝碼件的所有數據。所述一個或更多處理器可以將標記編碼轉換回到原始識別編碼並直接利用後者。所述至少一個記憶單元用於把屬於相應砝碼件的識別編碼，以及有利地，還有進一步的註冊數據(包括例如憑證數據)，保存在永久的且可追溯/可重新獲取(retrievable)的存儲器中。這些數據在資料庫中被理想地保持可用，資料庫提供集中訪問和快速系統處理能力。由此，建立關於給定砝碼的可追蹤性的根據，這使得在檢測砝碼的整個使用壽命期間例如允許關於過去磨損的可追蹤的評估，從而也允許對將來的推斷。這可以例如包括改變再校準間隔或者當發現砝碼超出其可應用公差時將其分配到更低等級的建議。從而保證對檢測砝碼的最高可能性的質量監督，以增加用這些檢測砝碼校驗的天平和/或砝碼的可靠度。根據所述系統的進一步有利的實施例，所述至少一個處理器裝備有根據結果和/或發生的推斷來發送報告的功能，例如關於校驗時間間隔到期的通知。其優點是對檢測砝碼的監督和對其進行的測量可以由中心地點，例如通過砝碼的製造商，系統地且可靠地控制。因而保證了對檢測砝碼的使用者關於任何需要採取的行動的直接並可靠的警告，這提高了各自測量系統的質量。


隨後，將參考附圖更詳細地對本發明作出解釋，如下附圖I表示一檢測砝碼實例的側視圖；附圖2舉例說明一檢測砝碼實例從上面看的情況，其中根據本發明的標記形式的機器可讀的識別編碼被示意性地顯示；附圖3顯示置於砝碼上的矩陣類型標記的放大圖；附圖4是關於檢測砝碼的可追蹤性的系統的示意性表示；以及附圖5表示顯示例行檢查的時序的流程圖。
具體實施例方式附圖I顯示一檢測砝碼I的示例。當然，檢測砝碼I的比例可以變換，或砝碼I可以具有完全不同的形狀，特別是依據標稱重量值(normal weight value)。例如有最小標稱值的砝碼通常被設置成所謂線狀砝碼或金屬片砝碼。附圖2表示一根據本發明的與圖I所示的相同類型的檢測砝碼1，具有矩陣編碼2形式的標記，矩陣編碼2包括識別編碼。矩陣編碼2的形狀和尺寸不是真實的依照比例。依據使用的標記的種類，標記的形狀和尺寸可以改變。但是，在更精確的砝碼等級E和F的情況下，最大尺寸由規範標準規定。標記在砝碼件上的排列方法同樣可改變。有利地，為了易於讀取，標記被置於頂部。但是，將標記置於一些其它位置也是可以想到的，例如側面或下面。附圖3顯示關於所述矩陣形式的標記2的設計實例。例如，顯示的矩陣2是12X 12陣列的矩陣單元3，3』，其中兩個二進位值分別通過黑色矩陣單元3和白色矩陣單元3』來表示。邊界單元行4和4』在矩陣的一個角會合，邊界單元行5和5』在對面的角會合，每個形成一圖案使讀取設備可找到所述矩陣編碼並以正確的方位對其讀取和解釋。在箭頭4，4』的方向上行進的具有統一的二進位值(黑色)的邊界單元行代表所謂探測(finder)圖案，而在箭頭5，5』的方向上沿所述矩陣的分別相對的邊界行進的具有可選擇值的兩個邊界單元行代表所謂方位圖案。探測圖案4，4』用來找出所述砝碼上的矩陣編碼，而沿分別相對的邊界的所述方位圖案5，5』在編碼的讀取和評估中提供正確的方位。被兩個邊界圖案4，4』和5，5』所圍繞的單元代表實際的識別編碼。二進位位的明暗表示可以在製造過程中實現，例如通過對一初始磨光表面應用糙面精整(matte finish)得到圖中所示的黑色的矩陣單元3。也可以使用其它技術來產生二進位表示。一個例子是鋸齒狀的產生，例如通過針刻加工或利用雷射器由表面退火實現變色，或可選擇地通過蝕刻。圖4表示建立根據本發明製造的檢測砝碼I的可追蹤性的系統總體圖解。裝備有處理器10的讀取設備6讀取砝碼上的標記，這裡指矩陣編碼2。處理器10將所述矩陣編碼轉換成識別編碼，並將後者傳送至同樣裝備有一個或更多處理器的計算機7。計算機7連接至資料庫8，資料庫8包含所有需要發布憑證9的數據。根據所述識別編碼，計算機7現在能夠從資料庫8中檢索(retrieve)要求的數據並發布憑證9。為確保每個識別編碼僅被發布一次，產生標記(例如矩陣編碼2)並包括例如雷射器的刻寫設備(此處未示出)裝備有適合的軟體模塊。所述資料庫8具有接受與所存儲的識別編碼相關聯的進一步的數據的功能，特別是憑證所要求的數據，也有僅在之後的時間產生的數據，例如關係到所述檢測砝碼的再校準的數據。進一步包括允許對已經讀入所述系統的矩陣編碼2的誤差檢測的裝置或措施。通過僅象徵性地顯示的數據連接12，數據可以從計算機7的處理器11被傳送到其它處理器和/或計算機(圖中未示出)或由後者接收。這些處理器可以直接連接到所述處理器11，或它們也可以是一個區域網的一部分或通過網際網路可訪問的。所述計算機可以安裝在例如客戶的位置或其它授權的計量實驗室，使所述憑證數據可以傳送至此。通過數據連接12，由讀取設備6獲得的所述識別編碼可以被直接傳送——例如沒有在資料庫8中的中、間儲存一到遙遠位置的處理器(未示出)。進一步的數據連結，例如到一進行校準檢測的天平(未示出)，允許來自於所述檢測天平的數據，例如稱量結果數據，被傳送到計算機7的處理器11，或來自於計算機7的數據，例如憑證數據，被傳送到所述檢測天平。進一步的系統結構也是可想到的。附圖5中的流程圖顯示了利用根據本發明標記的砝碼件I對天平進行檢測的例行檢查的時間順序。砝碼件I上的機器可讀的識別編碼，例如以附圖2中所示的矩陣編碼2的形式，在這裡被用作校驗和驗證的目的。例如，可能用於確定所述特定的砝碼件I是否與檢測程序中描述的砝碼件相匹配，所述檢測程序可以是內部產生或外部命令程序。在天平的處理器中執行的程序控制稱量檢測的進行及相應地指導用戶。開始後的第一步，所述砝碼件I被呈送給讀取設備6，讀取設備6讀取矩陣編碼2，並對相應的識別編碼與儲存在計算機7內用於稱量檢測的數據作比較。計算機7可以是一個與天平分離設置的計算機，或者可以被合併在天平中，其可以基本上由天平的處理器構成。如果所述識別編 碼與可允許的，例如註冊的，砝碼件I的編碼數據相匹配，那麼砝碼檢測程序被允許執行，並且所述例行檢查可以繼續。如果沒有發現與所述識別編碼相匹配的，那麼砝碼檢測程序被中斷，並發布失敗信息。可以由連接於所述天平和/或計算機7的印表機產生關於所述結果的記錄。在資料庫8中設置連接於計算機7的相應入口也是可想到的。上述附圖表示對實施例的示意性說明，其僅意味著作為示例。除在單獨的砝碼件上對標記的不同的布置外，不同種類的標記也是可想到的。為了使中央可追蹤系統更加全面，將任何其它想要的信息項目包括在編碼中也是可能的。
權利要求
1.用於重量測量儀器的計量檢測砝碼(1)，所述計量檢測砝碼(I)用於計量學領域以檢測和/或校準和/或證明在規定控制的範圍內的天平或砝碼，所述計量檢測砝碼由金屬或恆定材料密度的金屬合金構成，且具有辨別標記，其特徵是所述計量檢測砝碼(I)在其外表面上帶有永久附加的機器可讀的識別編碼，標記過程的執行沒有材料損失或最壞的情況下僅有最小程度的損失，所述識別編碼使特定砝碼件可被單獨地辨認。
2.根據權利要求I的計量檢測砝碼(I)，其特徵是所述計量檢測砝碼(I)是整體結構的。
3.根據權利要求I或2的計量檢測砝碼(I)，其特徵是所述機器可讀的識別編碼利用二進位表現形式來實現。
4.根據權利要求I或2的檢測砝碼(I)，其特徵是所述機器可讀的識別編碼被設定為矩陣編碼(2)。
5.根據權利要求I或2的計量檢測砝碼(1)，其特徵是所述機器可讀的識別編碼被設定為小型化的條形碼。
6.根據權利要求I或2的計量檢測砝碼(I)，其特徵是所述識別編碼包括砝碼號碼，所述砝碼號碼被唯一地分配到砝碼件。
7.根據權利要求6的計量檢測砝碼(I)，其特徵是所述識別編碼包括關於特定砝碼件的進一步信息項目。
8.根據權利要求7的計量檢測砝碼(I)，其特徵是所述進一步信息項目是產品批號和具體日期。
9.根據權利要求8的計量檢測砝碼(I)，其特徵是所述具體日期是生產日期，所述標記被應用時的日期和/或初始校準的日期。
10.根據權利要求I或2的計量檢測砝碼(1)，所述重量測量儀器是天平。
全文摘要
本發明涉及一種用於重量測量儀器的計量檢測砝碼(1)，所述計量檢測砝碼(1)用於計量學領域以檢測和/或校準和/或證明在規定控制的範圍內的天平或砝碼，所述計量檢測砝碼由金屬或恆定材料密度的金屬合金構成，且具有辨別標記，其特徵是所述計量檢測砝碼(1)在其外表面上帶有永久附加的機器可讀的識別編碼，標記過程的執行沒有材料損失或最壞的情況下僅有最小程度的損失，所述識別編碼使特定砝碼件可被單獨地辨認。
文檔編號G01G21/26GK102778283SQ201210269378
公開日2012年11月14日 申請日期2008年7月4日 優先權日2007年7月6日
發明者H·J·布克哈德, H·豪斯曼, M·格羅伊特, P·馮阿里克斯, R·內特 申請人:梅特勒-託利多公開股份有限公司