用於對易帶電的測量物體進行稱重的方法和裝置的製作方法
2023-06-17 17:51:46
專利名稱：用於對易帶電的測量物體進行稱重的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於測量易帶電的測量物體的重量或質量的方法，該測量物體例如為任何帶電容器或者其中填充了粉末或液體的帶電容器。
背景技術：
在過去，當要以約0.3毫克(mg)的精度來測量重量時，所採用的方法是將電子秤放入到防風盒體中來對物體進行稱重。
然而，當在例如藥物的生產線上以良好的精度來稱出非常小的重量時，溫度、風力、振動、由控制設備所產生的磁力線、靜電等的變化會對電子秤的測量精度產生有害的影響。在這些因素中，因靜電所產生的有害影響是非常難於防範或消除的。
作為可防止或除去靜電的裝置，已經知道了抗靜電棒、抗靜電刷、靜電離子發生器等，它們用於將所產生的靜電釋放到大地中。另外，還已知道了採用導電薄膜、導電塗層等來形成放電電路的方法。這裡，本發明的發明人嘗試了將這些手段應用到稱重裝置中，或者設計出應用這些手段的有效方法，然而都無法達到約0.3毫克的精度。
另一方面，還知道有採用由導體製成的蓋子來覆蓋稱盤上的測量物體以便切斷測量物體和外界之間的電場的方法。
例如，日本經審查的專利出版物(Kokoku)No.8-1394或日本專利No.2612905公開了在藥物生產工藝中用電子秤對小瓶、安瓿或其它藥物容器進行稱重時通過用由導體製成的蓋子來覆蓋測量物體以防止靜電的有害影響。
本發明的發明人同樣嘗試了應用該方法，但發現在測量物體和導體蓋之間會產生電的相互作用，與其它傳統的方法一樣，它也無法達到約0.3毫克的精度。另外，該方法還存在這樣的問題，即需要在稱重時進行用蓋子覆蓋各測量物體的操作，這就降低了工作效率並成為提高生產線速度的一個障礙，而且，該裝置整體上無法避免複雜的機械結構。
另外，作為其它的現有技術，日本未審查的專利出版物(Kokai)No.4-13933公開了一種具有校平器的秤，其中在校平器的附近在秤的機械結構上連接了屏蔽板，以便防止靜電對校平器產生影響。
根據上述現有技術，當對易帶電的測量物體進行稱重時，無法消除因靜電所帶來的影響，因此無法達到0.3毫克的精度。另外，在例如藥物的生產工藝中，很難以良好的工作效率連續地對任何帶電容器或其中填充了粉末狀或液態藥物的帶電容器進行稱重。
發明公開考慮到上述背景進行了本發明，本發明的目的是提供一種用於對易帶電的測量物體進行稱重的方法和裝置，其能夠除去靜電的影響，從而能夠以良好的工作效率和約0.3毫克的精度對帶電物體進行連續的稱重。
為了實現上述目的，根據本發明，提供了一種用於對易帶電的測量物體進行稱重的裝置，其特徵在於，該裝置設有稱臺、設於稱臺頂面上並能夠相對於稱臺垂直地運動很短距離的稱盤、設於稱臺上且處於稱盤周圍以便能夠包圍放在稱盤上的測量物體的導電框架，以及用於順序且連續地將測量物體放到稱盤上並將它們從稱盤上取走的機構。還提供了一種用於對易帶電的測量物體進行稱重的方法，其特徵在於，採用設有稱臺和設於稱臺頂面上並能夠相對於稱臺垂直地運動很短距離的稱盤的稱重裝置來對易帶電的測量物體進行稱重，同時在設於稱臺上的導電框架包圍了稱盤以便圍繞著放在稱盤上的測量物體的狀態下來對測量物體進行稱重。
在本發明中，通過設置由導體構成的框架，就可以實質上切斷測量物體和外界之間的電場。另外，通過調節框架的形狀，就能夠通過作用在測量物體和框架之間的靜電來抵消測量物體和外界之間的殘餘靜電以及測量物體和秤本體之間的靜電，從而實現平衡並因此除去作用在測量物體上的靜電，以便實現精密稱重。應當注意的是，在本說明書中，「精密稱重」指精度要求為約0.3毫克的稱重。
稱重裝置的特徵在於使用了電子秤。另外，其特徵還有，可將帶電容器或其中填充了粉末或液體的帶電容器作為易帶電的測量物體來進行稱重。
實際上，本發明可將多次劑量式分配器作為易帶電的測量物體來進行稱重，在該分配器的內部填充了粉末狀藥物的多次劑量，並具有可在每次操作中排出預定量粉末狀藥物的一次劑量的機構，在多次劑量式分配器的生產和檢驗工藝中，在噴出粉末狀藥物的最初一次劑量之前和之後均對多次劑量式分配器進行稱重，並檢測重量差。
另一項特徵在於，在將測量物體放在稱盤上之前預先將導電框架置於稱盤的周圍，並且順序且連續地將測量物體放在稱盤上和從稱盤上取走。鑑於此，例如就可以得到一種適合於在藥物等的生產線上連續地稱出非常小的重量的稱重方法。
另外，根據本發明，提供了一種用於對易帶電的測量物體進行稱重的裝置，其特徵在於，該裝置設有稱臺、設於稱臺頂面上並能夠相對於稱臺垂直地運動很短距離的稱盤、設於稱臺上且處於稱盤周圍以便能夠包圍放在稱盤上的測量物體的導電框架，以及用於順序且連續地將測量物體放到稱盤上並將它們從稱盤上取走的機構。還提供了一種用於易帶電的測量物體的稱重裝置，其特徵在於，該裝置設有能夠相對於稱臺垂直地運動很短距離的稱盤以及設於稱臺上且處於稱盤周圍以便能夠包圍放在稱盤上的測量物體的導電框架。在這種情況下，導電框架不僅可以是由金屬或其它導體製成的框架，而且可以是塗覆有導電物質的由塑料製成的非金屬框架或其它非導體框架。
另外，根據本發明，提供了一種用於對易帶電的測量物體進行稱重的裝置，其特徵在於，該裝置設有稱臺、設於稱臺頂面上並能夠相對於稱臺垂直地運動很短距離的稱盤、設於稱臺上且處於稱盤周圍以便能夠包圍放在稱盤上的測量物體的導電框架，以及用於順序且連續地將測量物體放到稱盤上並將它們從稱盤上取走的機構。
圖1是本發明的稱重裝置的示意性側視圖；和圖2是圖1所示的本發明的稱重裝置的示意性平面圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖來詳細地說明本發明的實施例。
圖1和圖2是本發明的稱重裝置的示意性側視圖和平面圖。
在本發明的實施例中，使用了電子秤10作為稱重裝置。電子秤10是可測出測量物體14的重量的電子秤，這是通過將能夠相對於稱臺11垂直地運動很短距離的稱盤12置於稱臺11的頂面上、將測量物體14放在稱盤12上，並且根據測量物體14的重量或質量按照秤的原理使稱盤12下降非常短的距離以測出測量物體14的重量來實現的。
在本發明中，當對易帶電的測量物體14進行稱重時，將適當形狀的導電框架13置於稱臺11上且處於稱盤12的周圍，以便包圍放在稱盤上的測量物體14。框架13的尺寸大於具有圓形平面形狀的稱盤12的直徑，並且不會突出到稱臺11之外。例如，所示的框架13具有方形的平面形狀，其包括由金屬或其它導體製成的框架，或者是由塗覆有導電物質的非金屬材料如塑料製成的框架。另外，框架13的高度製成為在測量物體14處於稱盤12上的狀態下完全地覆蓋了測量物體14，並且不會幹涉到將測量物體14放到稱盤12上和從稱盤12中取出。
易帶電的測量物體14包括導電性容器或填充了粉末或液體的導電性容器，例如用作多次劑量式分配器的容器，在該分配器中填充了粉末狀藥物的多次劑量，並具有用於在每次操作中排出等於預定量粉末狀藥物的一次劑量的機構。
這類容器(測量物體)14是從生產線中提供的約8克的塑料容器，它們通過機械手(未示出)而被放在電子秤10的稱盤12上。電子秤10被放在防振平臺(未示出)上，被防風罩(未示出)所包圍，並且在它的附近未放置任何其它的控制設備等，以便防止因振動、風力或磁力線所帶來的對稱重的有害影響。
在將容器14放在稱盤12上之後，機械手(未示出)便運動離開電子秤10，以防止與容器14產生相互作用。在電子秤10的指示值穩定下來之後，將該指示值輸出給序列發生器(未示出)，通過測出重量是否處於預定範圍內來判斷質量，合格的容器被傳送到生產線的下一階段，而不合格的容器被機械手(未示出)傳送到不合格容器的排出線上。應當注意的是，各容器的稱出值被輸出給計算機(未示出)。
示例採用如圖1和2所示的裝置來進行在電子秤10的稱盤12的周圍設置金屬框架13和不設置金屬框架13的對比試驗。所用的金屬框架13為90毫米×90毫米×90毫米(H)。試驗在容易產生靜電的低潮溼環境(相對溼度為30到40％)下進行。使用不帶電的容器和通過摩擦而強迫性帶電的容器來進行稱重數百次。採用由KSD公司製造的KSD-0103型表面電位計來測量靜電的量。所用的電子秤為AD公司製造的AD-4212型電子秤。測量結果顯示於表1中。
表1
從試驗1的結果中可以看到，如果容器14不帶電，那麼即使在未放置金屬框架13的情況下也能進行精密的稱重。然而，從試驗2的結果中可以看到，如果在未放置金屬框架13時容器帶電，那麼稱重的精度顯著地下降。另一方面，從試驗3，4和5的結果中可以看到，通過放置金屬框架13即可進行精密的稱重，與容器14是否帶電或帶電的程度無關，並且由靜電帶來的稱重精度的下降因放置金屬框架13而得到顯著地抑制。應當注意的是，在放置了金屬框架13時每一測量物體即容器的測量時間為1.6秒，也就是說，稱重能夠在非常短的時間內完成。
下面將說明比較示例。
(比較示例1)改變金屬框架13的形狀並進行類似的試驗。所用的金屬框架是比本發明示例中的金屬框架在高度上矮一些即90毫米×90毫米×70毫米(H)的金屬框架，以及在金屬框架的頂面上覆蓋了一塊不會幹涉到容器運動的金屬板的金屬框架(形狀類似於金屬蓋)。結果顯示於表2中。
表2
從試驗6，7和8的結果中可以看到，如果金屬框架13的高度發生變化即高度降低，那麼抑制因帶電而產生的稱重精度下降的效果顯著地減弱。另外，從試驗9的結果中可以看到，如果用金屬板覆蓋在金屬框架的頂面上且將金屬框架製成類似於金屬蓋的形狀，頂面處的金屬板和容器產生相互作用(相間間拉動)，稱重精度顯著地下降。從這些結果中可以看到，金屬框架13的形狀對稱重精度有較大的影響，因此，將金屬框架13設定成適當的形狀並且抵消和平衡帶電容器14的吸引和作用在上秤本體上的靜電是很重要的。
(比較示例2)改變金屬框架13的形狀並進行類似的試驗。所用的框架是將材料變為紙即低導電性材料的框架，以及由塗覆了導電物質的紙製成的框架。框架的尺寸製成為90毫米×90毫米×90毫米(H)。結果顯示於表3中。
表3
從試驗10的結果中可以看到，在使用了低導電性的材料如紙的情況下，抑制因靜電而產生的稱重精度下降的效果更弱。另一方面，從試驗11的結果中可以看到，即使使用塗覆了導電物質的低導電性材料，也能得到與金屬框架類似的效果。
(比較示例3)還研究了將金屬框架設置在稱盤12上而不是電子秤的稱臺11上的方法。將尺寸不會幹涉到容器14的運動且高度為90毫米的金屬框架放置在用於攜帶容器14的稱盤12上，並進行類似的試驗。結果顯示於表4中。
表4
從試驗12的結果中可以看到，雖然對因靜電而產生的稱重精度下降具有一定的抑制效果，然而必須將稱盤12製成較大，這就使得稱盤12更容易受到風力的影響，無法得到與將金屬框架13布置在稱臺11上的稱盤12周圍相同程度的稱重精度。為了減輕風力的影響，嘗試過將金屬框架製成網形等的改進，但稱重精度僅能提高到0到±0.5毫克左右。從中可以知道，必須將金屬框架13布置在稱臺11上且處於稱盤12的周圍。
應當注意的是，在上述示例和比較示例中用作測量物體的容器的大小為直徑2.5釐米，高度5.8釐米。關於各容器包裝與藥物的重量比，包括藥物在內的容器整體重約8.8克，其中的藥物重1.2克，這樣，各容器包裝重約7.6克。因此重量比為7.6∶1.2。
雖然在上文中已經就實施例和示例介紹了本發明，然而本發明並不限於這些實施例和示例。在本發明的精神或範圍內存在著許多種形式、修改和修正。例如，在上文中，金屬框架13顯示為具有方形的平面形狀，但也可以使用類似於稱盤12的平面形狀的圓形框架。
工業應用性從上述介紹中可以清楚，根據本發明，可以與過去不同的方式來測量易帶電容器的重量，其具有不超過0.3毫克的高精度和1.6秒的非常短的測量時間。這是在例如藥物的生產線中對容器填充少量粉末時控制填充量的一種非常有效的手段，或者是控制吸入劑的細微噴射重量的一種非常有效的手段。另外，該裝置非常簡單，可以容易地結合到生產線中，因此其實用性非常高。
權利要求
1.一種用於對易帶電的測量物體進行稱重的方法，其特徵在於，採用設有稱臺和設於所述稱臺的頂面上並能夠相對於所述稱臺垂直地運動很短距離的稱盤的稱重裝置來對所述易帶電的測量物體進行稱重，同時，在設於所述稱臺上的導電框架包圍了所述稱盤以便圍繞著放在所述稱盤上的測量物體的狀態下來對所述測量物體進行稱重。
2.根據權利要求1所述的稱重方法，其特徵在於，使用電子秤作為稱重裝置。
3.根據權利要求1所述的稱重方法，其特徵在於，可將任何帶電容器或其中填充了粉末或液體的帶電容器作為易帶電的測量物體來進行稱重。
4.根據權利要求3所述的稱重方法，其特徵在於，可將多次劑量式分配器作為易帶電的測量物體來進行稱重，在所述分配器的內部填充了粉末狀藥物的多次劑量，並具有可在每次操作中排出預定量粉末狀藥物的一次劑量的機構，在所述多次劑量式分配器的生產和檢驗工藝中，在噴出粉末狀藥物的最初一次劑量之前和之後均對所述多次劑量式分配器進行稱重，並檢測重量差。
5.根據權利要求1所述的稱重方法，其特徵在於，在將所述測量物體放在所述稱盤上之前預先將導電框架放在所述稱盤的周圍，並且順序且連續地將所述測量物體放在所述稱盤上和從所述稱盤上取走。
6.一種用於對易帶電的測量物體進行稱重的裝置，其特徵在於，所述裝置設有稱臺、設於所述稱臺的頂面上並能夠相對於所述稱臺垂直地運動很短距離的稱盤，以及設於所述稱臺上且處於所述稱盤的周圍以便能夠包圍放在所述稱盤上的測量物體的導電框架。
7.根據權利要求6所述的稱重裝置，其特徵在於，所述導電框架是金屬框架，或者是塗覆有導電物質的非金屬框架。
8.一種用於對易帶電的測量物體進行稱重的裝置，其特徵在於，所述裝置設有稱臺、設於所述稱臺的頂面上並能夠相對於所述稱臺垂直地運動很短距離的稱盤、設於所述稱臺上且處於所述稱盤的周圍以便能夠包圍放在所述稱盤上的測量物體的導電框架，以及用於順序且連續地將測量物體放到所述稱盤上並將它們從所述稱盤上取走的機構。
全文摘要
一種用於對易帶電的待稱重物體(14)進行稱重的方法，其能夠通過消除靜電的影響而以約0.3毫克的精度來對待稱重物體進行高效且連續的稱重，其特徵在於該方法包括步驟採用具有固定臺(11)和可相對於固定臺垂直地運動特定距離的稱盤(12)的電子力平衡裝置(10)來對該易帶電的待稱重物體(14)進行稱重，這種稱重在適當大小的導電框架(13)安裝在固定臺(11)上的稱盤周圍以包圍了放在稱盤上的待稱重物體的狀態下進行。
文檔編號G01G7/00GK1592846SQ03801508
公開日2005年3月9日 申請日期2003年7月17日 優先權日2002年7月17日
發明者財滿泰弘, 土肥雅彥, 望月勢司, 北田明美 申請人:帝人株式會社