用於對帶靜電的物件稱重的分析天平的製作方法
2023-04-26 12:26:01 2
專利名稱：用於對帶靜電的物件稱重的分析天平的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種分析天平，它具有一個天平盤，一個圍繞在天平盤四周的防風裝置及一個用於產生電離化空氣流、以消除被稱物件靜電電荷的裝置。
這樣一種分析天平已由德國專利文獻705715公知。
在那裡設在稱重室下面並與其通過一個濾波器連接的無線電電路室中具有多個垂直向上伸的尖端，它們共同地連接到一個高壓電源。該濾波器在此用作大面積反電極。由此將產生向上的所謂「電風」，該風通過無線電電路的變熱更為增強。
該垂直空氣流從下面擊中天平盤，由此引起天平零點偏移並導致測量誤差。此外許多離子放電到接地的金屬天平盤上，以致對於在天平盤上面導走被稱物件的靜電電荷僅能提供很小一部分產生的離子。
此外，公知了使用外部離子吹風機來消除靜電電荷。這種裝置例如描述在US-PS2，264，496及US-PS4，689，715中。其中通過吹風機產生空氣流並同時將該空氣流通過高壓電極離子化。在此情況下，被稱物件可首先在天平防風裝置外面用離子吹風機的空氣流吹及放電，然後放在天平盤上；或是被稱物件可在防風裝置打開時放在天平盤上用離子吹風機吹並放電。這兩種方法在手工操作上均很麻煩。尤其是，當在第一次嘗試不能使被稱物件足夠放電時，需要重新打開防風裝置取出被稱物件並使被稱物件放置在離子吹風機前(第一方法時)或使離子吹風機對準被稱物件(在第二方法時)及接著再關上防風裝置。這需要多次手工動作，因此每個天平操作者將作出努力來避免這種重複。每個操作者將在第一次時為保險起見儘可能長地用離子吹風機吹。由此在每次將明顯地延長了稱重時間。此外在第二方法時，空氣流導入被防風裝置包圍的天平室對防風裝置內的熱平衡產生強的幹擾，以致其熱平衡慢慢地才能重新確立。
因此本發明的任務在於，對於分析天平提供一種在消除被稱物件靜電電荷方面的改進可能性。
根據本發明，對於上述類型的分析天平將這樣地解決該任務，即用於產生離子化空氣流的裝置包括一個通風機，它在天平室的至少一個限界面上從天平室吸出空氣及通過在另一位置上的至少一個出風孔使空氣返回到天平室。
以此方式，與根據剛引證的DE-PS705715的分析天平相比可以將更多數目的離子導入被稱物件的附近，以便達到靜電電荷的快速消除。此外通過氣流的適當導入可以使天平盤附近空氣流的垂直分量較小，並由此減小了對被稱物件的影響。通過在稱重時關掉吹風機可使對被稱物件的影響更加減小，以致用根據本發明的天平的稱重可達到很高的精確度。
與使用外部吹離子風相比，手工操作極大地簡化，因為除了通常將被稱物件放在天平盤上外僅需譬如通過按壓按鈕來起動根據本發明的離子裝置。根據本發明的離子化裝置將在防風裝置關閉的情況下工作及不會從周圍吹入天平室任何空氣(可能具有另一溫度)，而空氣僅在天平室中滾動。
當產生離子化空氣流的裝置不但可產生正的而且可產生負的離子時，則可以特別可靠地不但消除正的而且消除負的電荷。為此它有利地具有至少兩個尖端電極，它們相對各個反電極具有不同符號的電壓。
本發明其它的有利構型可由從屬權利要求中得到。
以下將藉助附圖來描述本發明，附圖為
圖1一個以截面表示的天平原理圖，圖2一個天平的透視圖，圖3離子化電極的一個有利形式及結構，圖4離子化空氣流產生裝置的一個有利構型，圖5沿圖4中線V-V的一個截面圖，圖6一個天平盤的有利構型，及圖7一個標準天平盤上的頂部。
在圖1中表示出對於說明本發明功能原理重要的天平部分。該天平的組成為一個下部結構1，它包括(公知的並由此不再說明)稱重系統；一個天平盤2，用於接收稱重物件；一個防風裝置3，它包圍天平室6的各側；一個顯示器5，用於顯示稱重結果；及一個後殼體上部件4，它例如可接收天平的電子部分。這些天平部件是一般公知的，因此不再贅述。
在後殼體上部件4中現在設有一個內置通風機8的管子7。該管7的上部終止在天平室後壁11的一個吸風口9上；該管7的下部終止在天平室後壁11的一個吹風口10上。相應地該通風機的推進方向是從上向下。吹風口10具有葉片12(不僅在水平方向上-如圖示，而且也在垂直方向上)，它使吹出的空氣流扇形地展寬及在確定方向上引導。該葉片12在需要時可調節及允許適配於不同大小及高度的被稱物件。使空氣流離子化的高壓電極用13及14指示；其中電極3為尖端電極及電極14為相對大面積的反電極，例如是一個小板或線環形式的電極。如果管7是一個金屬管，則該金屬管可直接用作大面積的反電極14。為清楚起見在圖1的原理圖中省略了產生高壓的電路及對電極13及14的配線；對於通風機8的電動機的電源及配線的情況也是如此。
在工作時，通風機經過吸風口9從天平室6吸出空氣，該空氣在擦過高壓電極13／14時將富有離子，並將該變得導電的空氣從出風口10吹出及將該空氣分布在天平盤2上面置有待放電的被稱物件的室中。由此在很大程度上避免了金屬天平盤2的離子放電。因為通過通風機的空氣量實質上大於根據現有技術的對流產生的空氣量，因此被稱物件的靜電電荷的消除比公知的天平有效得多。此外，佔優勢的水平空氣流對天平盤2不施加任何垂直力，以致對稱重結果的影響減小。另外還可關斷通風機8。靜止的通風機葉輪的氣流阻力可用於使通過管7的空氣流實際上立刻停止及在天平室中不再有空氣循環。通過通風機8先前的空氣循環則用於使在天平室6中實際不會建立任何溫度梯度，以使得在關斷通風機後使剩餘的熱對流減至最少。如果通風機8在天平室6關閉後接通譬如20秒，則在此時間中實際可達到被稱物件可能具有的靜電電荷的完全消除，及此外避免了熱梯度的建立，由此隨即形成的是高精確度稱重的理想條件。
在圖2中表示出該電子天平的一個實際結構形式的透視圖。與圖1的原理圖中相同的部分使用相同的標記，即使圖畫得有些不同。在圖2中對於包圍天平室的防風裝置可看到右拉門30，左拉門31-圖示為拉開的，上限板32及(固定的)後壁11；防風裝置前透明壁僅可藉助左側邊緣33來識別。左上吸風口9中可看到護條19，它們將避免大顆粒的進入及由此避免通風機的損壞。對於離子化空氣的排出設置了兩個出風口10』及10」，其中可看到使空氣流轉向的頁片12』及12」。在圖2中看不到離子電極；將藉助圖3來描述它們。
圖3表示在一個有利的形式及結構中通過具有內置的用於離子電離的高壓電極的管7的一個截面。該電極結構包括兩個尖端電極20及21，它們與高壓電源27的正極相連接；及兩個尖端電極22及23，它們與高壓電源27的負極相連接。在兩個尖端電極對之間設有一個反電極24，譬如是一個導線或片形式的電極，它通過一個電阻25接地。高壓電源27的正及負電壓值如此地大，即正好不發生任何火花放電，而僅有所謂靜止放電。在此情況下高壓電源27的兩種電壓通過調節器26這樣地調節，即使得通過電阻25的電流為零。由此可保證，與電極的幾何尺寸的公差無關及與老化現象(如電極變汙)無關地通過兩對電極20及21和22及23各流過相同的電流，由此可產生幾乎同樣多的正離子及負離子。這樣通過出風口10』及10」排出的空氣流既包含了正離子也包含了負離子。因此不僅可使帶正電荷而且可使帶負電荷的被稱物件放電。
在圖4及5中表示了產生離子化空氣流的裝置的一個有利又緊湊的構型。圖4是一個透視圖；圖5是沿圖4中虛線V-V的截面圖。在這些圖中可看到一個Y形的型件15，它實質上由一個連貫的框架40及一個隔板41組成，該隔板大約在框40一半的高度上。該隔板41實際上僅從圖5中可看到，在圖4中它藏在電子線路板42的後面，後者與通風機8實際佔據該型件15的整個內空間。在電子線路板42上的電子元件僅通過方塊43表示，實際上整個電子線路板42上均裝有元件。
該隔板41將型件15的內空間分成兩個區域一個區域(圖4的前方或圖5中的右側)用於電子部分，及另一區域(圖4中不可看到的後方或圖5中的左側)是空氣通道7，它從通風機8通到高壓電極20…24。在通風機8的區域中隔板41穿通，正如在高壓電極區域中那樣。從圖4可以看出，在Y形的型件15的左腿45中未示出高壓電極及其支架28，由此在該位置上可看到隔板41中的孔46。實際上，在左腿45中當然也具有一個電極支架27及高壓電極20…24。同樣左腿45的橫截面與右腿的橫截面(如圖5所示)相同。該型件15在其端面上(圖4中的後方或圖5中的左側)被一個同樣形狀的蓋16封閉。該型件15及通風機8和電極支架28藉助帶孔的連接片44擰在背向天平室6的防風裝置後壁11的背面，如從圖5中看到的；並且通風機8直接地位於吸風口9的後面，而兩個具有高壓電極的電極支架28位於圖2中兩個出風口10』及10」的後面。因此通風機8在工作是通過吸風口9從天平室6吸取空氣，將它向後輸送到型件15的隔板41及蓋16之間的空氣通道7中及使空氣通過孔46壓到電極支架28內及高壓電極20…24上，及最後通過出風口10』及10」又回到天平室6中。
在電子線路板42的上部及其周圍將有利地用一種灌注材料17完全充填，它在圖中用小點表示。在這裡通風機8的外殼及電極支架28可阻止灌注材料通過通風機8下方隔板41中的孔及通過電極支架28下方的孔溢出。該連貫的框架40在注入灌注材料時作為側面限界。
在後壁11的背向天平室6的背面上，圍繞吸風口9及出風口10』及10」的周圍可有利地設有一個連貫的凸緣，它與彈性的灌注材料17一起使吸風口9及出風口10』及10」對周圍密封。以上所述用於產生離子化空氣流的裝置當然還可以在許多有利的細節上改進-例如通風機8可以是轉速可調節的。由此它不但可以適應帶強電荷的被稱物件(高轉速及強空氣循環)，而且也可滿足高稱重精確度及在關斷後短的平息時間(無轉速及小的空氣循環)的要求，及甚至具有通風機緩慢轉動時稱重的可能性。
-通風機的接通譬如可通過電觸頭或通過光電裝置這樣實現，即當側壁30或31或天平上壁32關上時接通。通風機的關斷可在一個預定運行時間後實現。當然也可以，在操作鍵盤的範圍內設置一個通風機手工開／關用的按鈕或開關。高壓電源27通常與通風機一起開／關；但它們也可分開地開關。
-調節器26中的偏置值(電零點)這樣地移動，即電阻25上的電壓不是調節到零電壓，而是通過電極對20／21或22／23的電流大於通過另一電極對的電流。以此方式，將有利地產生出一個極性的離子及使對具有相反極性的靜電電荷的放電作用加強。當要稱重相同類型的樣品及其中電荷的符號不變且已知時，這是有意義的。
-頁片12或12』及12」可以為可調節的，以使離子化的空氣流可適應不同寬度及高度的被稱物件。
所述用於產生離子化空氣流的裝置總地構成一個緊湊的組件，它包括產生離子所需的所有單元。因此在積木式系統的範圍中一種分析天平可僅裝設具有或不具有產生離子化空氣流的裝置的很少插接件。必要時也可事後安裝產生離子化空氣流的裝置。
在圖6中表示出用於帶靜電電荷的被稱物件的天平盤的特別有利的構型。該天平盤34在其上側具有多個細的垂直金屬銷37-象一個針板。由此被稱物件被放在這些銷37上，及可在其下側被離子化空氣流環繞流過並由此被放電。該金屬天平盤及金屬銷可引起許多離子的放電。通過大量地產生離子及離子化空氣流的很好輸送，剩餘的現存離子能足以使被稱物件放電。
在圖7中表示了針板天平盤一個變型的透視圖。這裡一個盤35不僅在上側而且在下側也具有垂直銷36，它可被放置在常規天平盤2(圖1或2)的上面。由此可使被稱物件在所有側上被離子化空氣環繞地流過。
權利要求
1．一種分析天平，它具有一個天平盤，一個圍繞在天平盤四周的防風裝置及一個用於產生電離化空氣流、以消除被稱物件靜電電荷的裝置，其特徵在於用於產生離子化空氣流的裝置包括一個通風機(8)，它在天平室(6)的至少一個限界面(11)上從天平室吸出空氣及通過在另一位置上的至少一個出風孔(12，12』，12」)使空氣返回到天平室。
2．根據權利要求1的分析天平，其特徵在於在通風機(8)及出風孔(12，12』，12」)之間設置有高壓電極(13，14，20-24)。
3．根據權利要求1或2的分析天平，其特徵在於用於產生離子化空氣流的裝置既產生正電荷的離子又產生負電荷的離子，及為此具有至少兩個尖端(20，21及22，23)作為高壓電極，它們相對其反電極(24)具有不同符號的電壓。
4．根據權利要求3的分析天平，其特徵在於這樣地調節不同符號的兩個高壓電源(27)，即通過正尖端電極(20，21)的放電電流正好與通過負尖端電極(22，23)的放電電流大小相等。
5．根據權利要求3的分析天平，其特徵在於這樣地調節不同符號的兩個高壓電源(27)，即通過正尖端電極(20，21)的放電電流與通過負尖端電極(22，23)的放電電流的差值取恆定值。
6．根據權利要求1至5中一項的分析天平，其特徵在於用於產生離子化空氣流的裝置中的高壓這樣地低，即不會出現任何火花放電。
7．根據權利要求1至6中一項的分析天平，其特徵在於吸風口(9)位於天平室(6)的後壁(11)的上區域中。
8．根據權利要求1至7中一項的分析天平，其特徵在於出風口(10，10』，10」)位於天平室(6)的後壁(11)的下區域中。
9．根據權利要求1至8中一項的分析天平，其特徵在於出風口(10，10』，10」)位於天平盤(2)稍上方。
10．根據權利要求1至9中一項的分析天平，其特徵在於出風口(10，10』，10」)具有輔助裝置，如頁片(12，12』，12」)，它們可使離子化空氣流偏移到一個優選方向上。
11．根據權利要求10的分析天平，其特徵在於可使離子化空氣流偏移到一個優選方向上的輔助裝置(12，12』，12」)是可調節的。
12．根據權利要求1至11中一項的分析天平，其特徵在於通風機(8)是可調節的。
13．根據權利要求1至12中一項的分析天平，其特徵在於通風機(8)可被接通一個預定持續時間。
14．根據權利要求13的分析天平，其特徵在於通風機(8)可通過設在一個可移動的天平室限界板(30，31，32)上的觸頭或光電裝置被接通及在預定持續時間期滿時重新關閉。
15．根據權利要求7至14中一項的分析天平，其特徵在於在背向天平室(6)的後壁(11)背面裝有一個型件(15)，它既提供在吸風口(9)及出風口(10，10』，10」)之間引導空氣所需的通道(7)，也提供通風機的固定點及高壓電源(27)的位置以及需要時電子調節部分(26)的位置。
16．根據權利要求15的分析天平，其特徵在於該型件(15)構成H形橫截面，由此構成兩個室；高壓電源(27)被設在一個靠近後壁的室內；及遠離後壁的室是引導空氣的通道(7)。
17．根據權利要求16的分析天平，其特徵在於型件(15)在其背離後壁(11)的一側上被一個蓋(16)封閉。
18．根據權利要求15至17中一項的分析天平，其特徵在於型件(15)被構成Y形，及使一個吸風口(9)及兩個出風口(10』，10」)相連接。
19．根據權利要求15至18中一項的分析天平，其特徵在於高壓電源(27)被安裝在型件(15)中及該型件(15)同時構成灌注模。
20．根據權利要求19的分析天平，其特徵在於灌注材料是彈性的並構成型件(15)及後壁(11)之間的密封。
21．根據權利要求1至20中一項的分析天平，其特徵在於天平盤(34)在其上側具有多個垂直金屬銷(37)。
22．根據權利要求1至20中一項的分析天平，其特徵在於在天平盤(2)上放置一個盤(35)，不但在其上側而且在其下側具有多個垂直金屬銷(36)。
全文摘要
對於具有一個天平盤(2),一個圍繞在天平盤(2)四周的防風裝置(3)及一個用於產生電離化空氣流以消除被稱物件靜電電荷的裝置的一種分析天平提出:產生離子化空氣流的裝置包括一個通風機(8),它在天平室(6)的至少一個限界面(11)上從天平室吸出空氣及通過在另一位置上的至少一個出風孔(12)使空氣返回到天平室。由此可實現非常有效地消除靜電電荷及這樣地引導空氣流,即在被稱物件上不施加任何垂直力。同時其手工操作非常簡單。
文檔編號G01G21/30GK1295238SQ0013293
公開日2001年5月16日 申請日期2000年11月8日 優先權日1999年11月8日
發明者約爾格－彼德·馬藤斯, 海因裡希·非爾多特, 史蒂芬·希爾奇, 埃杜亞德·比耶裡希, 古恩特·鮑徹爾 申請人:扎託裡烏斯股份公司