CH689651A5 - Elektronische Waage zum Dosieren. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage zum Dosieren mit einer Waagschale, mit einem Wägesystem, mit einer Anzeige, mit einer Bedienungstastatur und mit einer digitalen Signalverarbeitungselektronik, wobei in der digitalen Signalverarbeitungselektronik mindestens ein Speicher für den in der Anzeige angezeigten Wägewert vorhanden ist. 



  Waagen dieser Art sind allgemein bekannt und beispielsweise in der DD 265 229 beschrieben. 



  Nachteilig an den bekannten Waagen ist, dass beim Dosieren von Rezepturen ein versehentliches Überdosieren einer Komponente nur schwer rückgängig gemacht werden kann. Im allgemeinen versucht man in diesem Fall, den überdosierten Anteil wieder aus dem Mischgefäss zu entnehmen, was jedoch nur bei körnigen Komponenten einigermassen funktioniert, bei zähflüssigen Komponenten schon problematisch wird und bei dünnflüssigen Komponenten, die sich schnell mischen, ganz unmöglich wird. In allen Fällen besteht zusätzlich die Gefahr, dass versehentlich vorhergehende Komponenten mit entfernt werden, wodurch die Rezeptur vollständig verfälscht wird und bei Wiederverwendung der entnommenen Substanz auch die nächste Rezeptur verfälscht wird.

   Zur Umgehung dieser Problematik weisen grössere, computerunterstützte Dosieranlagen die Möglichkeit auf, Überdosierungen dadurch zu "reparieren", dass  auch die anderen Komponenten im gleichen Verhältnis überdosiert werden. Dazu errechnet die Waage oder der angeschlossene Computer die prozentuale Überdosierung aus und verändert die Empfindlichkeit der Waage für die folgenden Komponenten so, dass das vorgegebene Mischungsverhältnis eingehalten wird und nur die Gesamtmenge etwas höher ausfällt. Die Komponenten vor der Überdosierung müssen natürlich nachdosiert werden. - Voraussetzung dieser Methode ist jedoch, dass die Waage bzw. der Computer sowohl das Soll-Gewicht als auch das eindosierte Ist-Gewicht kennt und daraus die prozentuale Überdosierung errechnen kann.

   Diese Voraussetzung ist jedoch bei einfachen Dosierwaagen ohne Computeranschluss und ohne waageninternen Rezepturspeicher nicht gegeben. 



  Die Waage in der DD 265 229 löst die Problematik der Überdosierung durch je einen Speicher mit zugehöriger Übernahmetaste, zugehöriger Nullstelltaste und zugehöriger Taraanzeigeeinheit für jede Komponente der Rezeptur. Dadurch kann der Ist-Wert jeder Komponente einzeln abgespeichert und angezeigt werden und dadurch kann eine Überdosierung einer Komponente durch eine entsprechende Überdosierung der anderen Komponente "repariert" werden. - Die Vielzahl der Bedienungstasten und der Anzeigen macht die Waage jedoch unübersichtlich, schwer bedienbar und aufwendig in der Herstellung. Trotz des beträchtlichen Aufwandes ist diese Waage nicht in der Lage, die Materialmenge der nachzudosierenden Komponenten auszurechnen, dies muss vielmehr von Hand mit externen Rechenhilfsmitteln erfolgen, was leicht zu Fehlern führt. 



  Aufgabe der Erfindung ist es nun, auch für einfache Dosierwaagen ohne elektronischen Rezepturspeicher eine Möglichkeit zu schaffen, eine versehentliche Überdosierung einer Komponente durch eine prozentual gleiche Überdosierung der restlichen Komponenten auszugleichen. 



  Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass innerhalb der Bedienungstastatur eine erste zusätzliche Taste vorhanden ist, bei deren Betätigung der in der Anzeige angezeigte und in der digitalen Signalverarbeitungselektronik gespeicherte Wägewert dekrementiert wird, und bei deren erster Betätigung zusätzlich der unmittelbar vorher angezeigte Wägewert in einen ersten zusätzlichen Speicher innerhalb der Signalverarbeitungselektronik übernommen wird, dass eine zweite zusätzliche Taste vorhanden ist, bei deren Betätigung der in der Anzeige angezeigte Wägewert in einen zweiten  zusätzlichen Speicher innerhalb der Signalverarbeitungselektronik übernommen wird,

   und dass die digitale Signalverarbeitungselektronik aus der Differenz der in den beiden zusätzlichen Speichern abgespeicherten Werte relativ zum Wert im zweiten zusätzlichen Speicher die prozentuale Abweichung errechnet und die Empfindlichkeit der Waage für die folgenden Komponenten um diesen Prozentsatz verändert. 



  Durch die Dekrementierungs-Taste kann der Bediener der Waage die Anzeige von dem zu grossen Istwert schrittweise auf den richtigen Sollwert dekrementieren. Da die Überdosierung im allgemeinen nur wenige Ziffernschritte der Waagenanzeige beträgt, ist dies mit wenigen Schritten erreicht. Durch Abspeichern der Waagenanzeige vor dem Dekrementieren und beim Abschluss des Dekrementierens kann die Waage die prozentuale Überdosierung ausrechnen und anschliessend in der bekannten Weise die gleiche Überdosierung für die restlichen Komponenten veranlassen. 



  Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. 



  Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben und dabei der Funktionsablauf erläutert. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 eine perspektivische Aussenansicht der Waage; 
   Fig. 2 einen Schnitt durch die Mechanik der Waage und ein Blockschaltbild der Elektronik und 
   Fig. 3 die Anzeige der Waage bei der Nachdosierung der zweiten Komponente. 
 



  Die Waage in Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 20, einer Waagschale 3 zur Aufnahme des Wägegutes, einer Anzeige 19 zur Anzeige der Messergebnisse und zur Bedienerführung sowie mehrere Bedienungstasten 21 ... 26. Die Taste 21 dient zur Nullstellung der Anzeige (Tarierung), die Tasten 22 bis 26 werden weiter unten bei der Beschreibung des Dosiervorganges erläutert. 



  In Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Wägesystem in einer beispielhaften Ausgestaltung und ein Blockschaltbild der zugehörigen Elektronik gezeigt. Das Gehäuse 20 der Waage und die Spannungsversorgung der Elektronik sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. 



  Das Wägesystem besteht aus einem gehäusefesten Systemträger 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 mit den Gelenkstellen 6 ein Lastaufnehmer 2 in senkrechter Richtung beweglich befestigt ist. Der Lastaufnehmer 2 trägt in seinem oberen Teil die Lastschale 3 zur Aufnahme des Wägegutes und überträgt die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft über ein Koppelelement 9 mit den Dünnstellen 12 und 13 auf den Lastarm des Übersetzungshebels 7. Der Übersetzungshebel 7 ist durch ein Kreuzfedergelenk 8 am Systemträger 1 gelagert. Am Kompensationsarm des Übersetzungshebels 7 ist ein Spulenkörper mit einer Spule 11 befestigt. Die Spule 11 befindet sich im Luftspalt eines Permanentmagnetsystems 10 und erzeugt die Kompensationskraft.

   Die Grösse des Kompensationsstromes durch die Spule 11 wird dabei in bekannter Weise durch den Lagensensor 16 und den Regelverstärker 14 so geregelt, dass Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Wägegutes und der elektromagnetisch erzeugten Kompensationskraft herrscht. Der Kompensationsstrom erzeugt am Messwiderstand 15 eine Messspannung, die einem Analog/Digital-Wandler 17 zugeführt wird. Das digitalisierte Ergebnis wird von einer digitalen Signalverarbeitungselektronik 18 übernommen und in der Anzeige 19 digital angezeigt. 



  Waagen dieser Art sind sowohl in ihrem Aufbau als auch in ihrer Funktion allgemein bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. 



  Im Rahmen der digitalen Signalverarbeitungselektronik 18 sind mehrere Speicherbereiche vorhanden, von denen in Fig. 2 beispielhaft die Speicherbereiche 27, 28 und 29 dargestellt sind. Von den verschiedenen Bedienungstasten 21 ... 26 sind in Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber nur die beiden Tasten 24 und 25 dargestellt, die anderen Tasten sind in gleicher Weise mit der digitalen Signalverarbeitungselektronik 18 verbunden. Das Zusammenspiel der verschiedenen Tasten und Speicherbereiche bei der Dosierung wird im folgenden erläutert. 



  Das Dosieren vollzieht sich in folgenden Schritten: 
 
   1. Der leere Behälter wird auf die Waagschale gestellt. 
   2. Die Tarataste 21 wird betätigt, damit wird die Anzeige 19 auf Null gestellt. 
   3. Die erste Komponente wird bis zum in der Rezeptur angegebenen Gewicht eindosiert und die Dosierung durch Betätigen der Taste 24 abgeschlossen. Damit wird der in der Waagenanzeige 19 angezeigte Istwert als korrekter Wert, der dem Sollwert entspricht, in den Speicherbereich 29 eingespeichert. Je nach Aufbau der Rezeptur wird dabei gleichzeitig die Anzeige 19 auf 0,0 zurückgestellt. (Falls im Rezept die Soll-Gewichte einzeln aufgeführt sind) oder die Anzeige 19 bleibt unverändert (falls im Rezept jeweils die Summe der Komponenten angegeben ist). 
   4. Anschliessend wird die zweite Komponente eindosiert und der Abschluss wieder mit der Taste 24 bestätigt.

   Dabei wird der korrekte Wert der zweiten Komponente ebenfalls im Speicherbereich 29 eingespeichert. 
   5. Anschliessend wird in gleicher Weise die dritte und alle weiteren Komponenten eindosiert. Passiert bei keiner dieser Komponenten ein Dosierfehler, so ist die Rezeptur abgeschlossen. Die im Speicherbereich 29 gespeicherten Werte werden beim anschliessenden Aufsetzen eines neuen, leeren Behälters durch das Betätigen der Tarataste 21 gelöscht, da sie nicht mehr benötigt werden. 
 



  Wird nun in dem eben beschriebenen Ablauf beispielsweise bei der dritten Komponente versehentlich zuviel eindosiert, beispielsweise also 125,4 g statt 125,0 g, so betätigt die Bedienungsperson die Taste 25 zum Dekrementieren. Dadurch wird zum einen der aktuelle Istwert von 125,4 g in den Speicherbereich 27 übernommen und zum anderen der angezeigte Wert in der Anzeige 19 um einen Ziffernschritt auf 125,3 g dekrementiert. Durch dreimaliges weiteres Drücken der Taste 25 wird die Anzeige 19 auf den Wert 125,0 gebracht und dieser Wert durch Betätigen der Taste 24 als korrekter Wert bestätigt.

   Aus der Differenz des im Speicherbereich 27 abgespeicherten Istwertes zum im Speicherbereich 29 abgespeicherten Sollwertes (im Beispiel 0,4 g) kann die Signalverarbeitungselektronik 18 die prozentuale Abweichung errechnen (im Beispiel +0,32%) und für die folgenden Komponenten die Waagennettoanzeige jeweils durch den Faktor 1,032 dividieren, so dass die folgenden Komponenten automatisch um 0,32% gegenüber dem Rezept zuviel dosiert werden, so dass die relativen Mischungsverhältnisse der dritten und folgenden Komponenten stimmen. - Zur Anzeige dieser Veränderung der Empfindlichkeit der Waage erlischt das Gramm-Symbol 30 in der Anzeige 19 und/oder ein Zusatzsymbol 31 wird angesteuert und angezeigt.

   - Nach dem Dosieren der letzten Komponente wird durch Betätigen der Taste 23 der Korrektur durchgang gestartet, bei dem die noch nicht im richtigen Verhältnis überdosierten Komponenten nachdosiert werden müssen. Im angegebenen Beispiel der fehlerhaften Dosierung der dritten Komponente sind dies die beiden ersten Komponenten. Die Waage errechnet dabei die fehlende Menge für die Überdosierung von 0,32% und zeigt sie in der Anzeige als negativen Wert an. (In Fig. 3 als Beispiel für die zweite Komponente mit fehlenden 0,6 g gezeichnet.) Die Bedienungsperson muss dann bis zur Anzeige 0,0 g zudosieren und dies durch Betätigen der Taste 24 bestätigen. Anschliessend zeigt die Waage die Nummer der nächsten Komponente und die fehlende Menge an, bzw. bestätigt nach der letzten nachzudosierenden Komponente den Abschluss der Korrektur z.B. durch die Anzeige "i.O.". 



  Die Taste 26 dient zum Inkrementieren des Wertes in der Anzeige 19 und dient vor allem dazu, ein versehentliches Unterschreiten des richtigen Sollwertes in der Anzeige durch zu häufiges Betätigen der Dekrementiertaste 25 rückgängig machen zu können. Die Taste 22 kann je nach Anwendungsfall belegt sein und z.B. ein Druckwerk ansteuern. 



  Die mathematischen Details für den Programmablauf in der Signalverarbeitungselektronik 18 sind im vorstehenden nicht erläutert, sie können von jedem Programmierfachmann leicht erarbeitet werden. 

Claims (5)

1. Elektronische Waage zum Dosieren mit einer Waagschale, mit einem Wägesystem, mit einer Anzeige, mit einer Bedienungstastatur und mit einer digitalen Signalverarbeitungselektronik, wobei in der digitalen Signalverarbeitungselektronik mindestens ein Speicher für den in der Anzeige angezeigten Wägewert vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Bedienungstastatur (21 ...

26) eine erste zusätzliche Taste (25) vorhanden ist, bei deren Betätigung der in der Anzeige (19) angezeigte und in der digitalen Signalverarbeitungselektronik (18) gespeicherte Wägewert dekrementiert wird, und bei deren erster Betätigung zusätzlich der unmittelbar vorher angezeigte Wägewert in einen ersten zusätzlichen Speicher (27) innerhalb der Signalverarbeitungselektronik (18) übernommen wird, dass eine zweite zusätzliche Taste (24) vorhanden ist, bei deren Betätigung der in der Anzeige (19) angezeigte Wägewert in einen zweiten zusätzlichen Speicher (29) innerhalb der Signalverarbeitungselektronik (18) übernommen wird, und dass die digitale Signalverarbeitungselektronik (18) aus der Differenz der in den beiden zusätzlichen Speichern (27, 29) abgespeicherten Werte relativ zum Wert im zweiten zusätzlichen Speicher (29)

die prozentuale Abweichung errechnet und die Empfindlichkeit der Waage für die folgenden Komponenten um diesen Prozentsatz verändert.

2. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Bedienungstastatur (21 ... 26) eine dritte zusätzliche Taste (26) vorhanden ist, bei deren Betätigung der in der Anzeige (19) angezeigte und in der digitalen Signalverarbeitungselektronik (18) gespeicherte Wägewert inkrementiert wird.

3. Elektronische Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Betätigen der ersten zusätzlichen Taste (25) oder der dritten zusätzlichen Taste (26) ein Gramm-Symbol (30) in der Anzeige verschwindet.

4.

Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Betätigen der ersten zusätzlichen Taste (25) oder der dritten zusätzlichen Taste (26) ein Zusatzsymbol (31) in der Anzeige angesteuert wird.

5. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Betätigen der Tarataste (21) die Speicher (27 ... 29) auf Null gesetzt werden.