CN105705915A - 具有整合的秤和空调模块的配量设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配量设备，其具有秤和混合配方显示器(30)，该秤具有称重室(16)、处理器(32)、布置在称重室(16)中的空调模块(34)、数据传输线路，利用数据传输线路可以在空调模块(34)与处理器(32)之间交换数据。此外，本发明涉及一种用于能松脱地电联接到根据上述权利要求之一的配量设备上的空调模块，其中，空调模块(34)形成封闭的结构单元并且具有空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)以及数据传输线路的一部分，通过其能够将数据发送给在空气模块之外的处理器。本发明最后还涉及一种用于在使用这种配量设备的情况下对配方进行配量的方法，其中，在对要组合的材料进行配量时检测环境条件，并且根据环境条件直接或间接地调整混合比。

Description

具有整合的秤和空调模块的配量设备
技术领域
本发明涉及一种配量设备，利用该配量设备能够以高精度将液态的和/或固态的材料按预定的混合比，即根据预定的配方组合。
背景技术
按预定的配方对液态的和/或固态的材料进行配量的任务常常在秤上实施。在此，配方通常由数据库要么静态地(固定配方)要么动态地(基于公式的配方)生成。
在DE4407433C2中公开了一种用于配量的秤，借助其可以在配方内在误配量各组分时对其余的组分的配量进行修正。不利的是，在对单组分进行配量时仅考虑单组分的质量百分比。
但是甚至在动态配方的情况下也不考虑在配量的地点以及时间点上的当前的环境条件(温度、湿度、时间……)，从而使得配方可能并不满足后续使用的要求。
对此的一个示例是具有挥发性组成部分的混合物，其比例在后续的处理步骤中根据在称重地点处存在的蒸发率而变化，该蒸发率决定性地由空气温度和空气湿度来确定。这例如涉及具有酒精份额的液体混合物。相反，例如气候参数的影响在对作为配方组成部分的吸湿性材料进行配量时是重要的，尤其是空气温度和空气湿度的影响。
另一示例是粘稠度依赖于环境温度并且在以后的过程步骤中应该具有给定的目标值的混合物，例如具有可变的脂肪和水含量的烘焙混合物。在此期望的是，配方根据当前的和本地的环境条件来修正并且因此得到捏合或成形过程所需的粘稠度值。
此外，环境条件在后续的处理步骤中对最终结果产生影响。例如，环境湿度在被喷涂的漆混合物中产生影响，这是因为干燥过程和硬化过程受制于环境湿度而不同快慢地进行。在此，当应该与环境湿度无关地得到相同的涂装质量时，则需要与之相匹配的溶剂份额。
发明内容
本发明的任务在于改进具有整合的秤的配量设备，从而使得预定的配方可以基于在现场且立即确定的环境参数来修正。
为了解决该任务，根据本发明设置有具有秤和配方显示器的配量设备，该秤具有称重室、处理器、布置在称重室中的空调模块以及数据传输线路，利用数据传输线路可以在空调模块与处理器之间交换数据。本发明基于如下基本构思，即，直接在配量设备中借助空调模块检测气候参数，该气候参数对要组合的材料的配量或计量产生影响。于是，根据所检测到的气候参数可以适当地修正所应用的配方。由此一方面可以补偿气候条件对配量过程产生的影响，例如在基于体积的配量时温度造成的偏差。也可能的是，补偿环境条件对由秤获知的称重值产生的影响，例如温度造成侧测量误差。总之，以该方式可以确保精确得多地保持预定的配方。
根据一个实施方式设置的是，空调模块借助电插接连接与处理器连接。插接连接可以整合到机械容纳部中，该容纳部用于将空调模块安置在精密秤上。以此方式，当空调模块在防风装置内布置在其位置上时，至处理器的数据传输线路自动地建立。根据替选的实施方式设置的是，空调模块无线地与处理器联接。在该情况下，空调模块可以布置在防风装置内的任意部位上或秤的底盘上，例如侧壁上，在该侧壁上对其干扰最小，而不必顾及在该部位处是否能够合理地布置插接连接。此外，省去插接连接是有利的，从而使得称重箱的内部空间可以更光滑并且由此可更好清洁地实施。
根据本发明的一个优选实施方式设置的是，秤是精密秤，其具有防风装置，该防风装置包围称重室。当应该以特别高的精度，例如以毫克或微克的范围内的精度将最小量组合时，该实施方式是特别适合的。
根据本发明的另一实施方式，秤位于具有有限体积的称重箱中。在该情况下，其并不具有独立的防风装置。该实施方式适合于处理在漆混合区域中的混合任务。对此的示例是补充订购漆，用以维修例如对机动车的飞石撞击，其中，仅使用非常少的量。其基于原始配方来制造，其中，在各个应用的独特的配方中可以考虑到要补充的漆实际已经具有何种老化程度。
该实施方式的特别的优点在于，所有对于称重值的气候补偿来说需要的构件和功能整合在具有精密秤的配量设备中。因此，不需要外部计算机、传感器等。取而代之的是，可以为使用者提供紧凑的配量设备，其甚至可以便携地实施。由于空调模块是可更换的(即，可以无损地从秤上松脱)，所以其可以根据需要送至外部机构或服务商以进行校准。在间隔时间中，配量设备可以继续运行，其方式是使用替换空调模块。也就是说，可以一直滚动地让空调模块中的一个或(在多个配量设备的情况下)多个处于校准状态，而利用其余的空调模块进行测量。
在精度方面，根据本发明的具有精密秤的配量设备具有如下优点：测量防风装置中的或直接包围秤的称重箱中的气候参数。因此可以直接在称重位置处获知蒸发率，并且提供相应的修正因数。
优选地，空调模块包含空气压力传感器、空气湿度传感器和空气温度传感器。利用这些传感器可以记录对于精密测量来说重要的气候数据。
根据一个实施方式设置有能够以电子方式控制的配量设备。这能够实现自动化地执行测量过程，而操作者不必单个地给要组合的材料称重。由此避免了由操作者的手动作用形成的误差源。
根据一个改进方案可以设置有处理设备，利用其可以处理，例如加热或冷却要组合的材料中的至少一种。利用该设计方案，在考虑到最佳结果的情况下，即尤其是在考虑到尽可能精确地遵守预定的配方的情况下可以调整要组合的材料，这是因为在配量时间点的密度、粘稠度等对配量精度产生影响。通过调整确保了要组合的材料的物理特性对应于在设立配方时所基于的物理特性。
根据一个实施方式，空调模块具有电子存储器，尤其是EEPROM，其可外部读取，并且用于空调模块的修正值和校准值可以存储在电子存储器上。为了调节，校准值和修正值可以存储在空调模块上的电子存储器上，尤其是EEPROM上。这可以在外部服务商处进行。当空调模块随后又联接到精密秤上时，这些数据直接提供给秤的处理器使用。此外附加地，用于传感器校准的如下信息中的至少一些可以存储在存储器上：校准证书的编号、当前的校准值、校准日期、校准实验室和处理者的名称以及校准历史。在空调模块的存储器上也可以存储针对每个气候变量的所谓的不确定值，从而使得不确定值可供计算测量结果的总不确定性使用，测量结果的总不确定性于是可供协议中的输出使用。
根据一个设计方案设置的是，空调模块也可以作为独立的单元在秤之外使用并且可以经由I2C总线联接到PC的USB端口上。这使得外部校准变得容易。此外，空调模块在其他应用中可以用于记录气候参数，而其没有连接到秤上。空调模块的电路板为此可以在耗费很小的情况下具有插接扩展件，以便能够联接到USB适配器上。
为了解决上述任务也设置有用于在使用前面阐述的类型的配量设备的情况下对配方进行配量的方法，其中，在对要组合的材料进行配量期间检测环境条件并且根据环境条件直接或间接调整配方的混合比。为此，借助所检测到的各个气候参数，尤其是空气温度、空气压力和空气湿度来获知用于各个配方组成部分的修正因数，配方组成部分从数据库中获取。该数据库可以要么直接存储在秤的存储器中要么位于外部存储器位置(例如数据库服务器)上，秤经由数据线路或无线地与外部存储器位置连接。在配量过程的得到的较高的精度方面参照上面的阐述。
按照根据本发明的方法的一个设计方案设置的是，环境条件的参数被用于修正要组合的材料的其中一种的称重值。在该设计方案中，补偿气候参数对称重值的直接影响，即，例如改变的气候参数对称重单元的特性的影响或不同高低的空气压力对称重物的浮力的影响。
按照根据本发明的方法的另一设计方案设置的是，环境条件的参数被用于修正要组合的材料的配量参数。也就是说，环境条件也对能够以何种精度对要组合的材料进行配量产生影响。温度改变可能导致要配量的材料的粘稠度的改变。温度改变也导致不同的密度，这在基于体积以不同的量来配量的情况下变得明显。最后，环境条件对配量设备本身的直接影响可以被补偿。
按照根据本发明的方法的一个变型方案设置的是，环境条件被用于在进行组合之前预处理要组合的材料的至少一种。例如，可以加热或冷却要处理的材料，从而确保要配量的材料的物理特性在预定的公差范围内。类似地，要配量的材料的含水量可以以期望的方式调整，以便获得最佳的配量结果。此外，通过参数可以确定露点的温度和环境湿度，该温度预定了配方组分的最小温度，以便避免对配方组分的不期望的冷凝效应。最后可以设置的是，配方与组合在一起的材料的以后的使用条件匹配。在此情况下，所应用的配方借助如下信息来修改，信息详细地表征组合在一起的材料的以后的使用条件。对于漆的示例来说例如可以说明的是，是否以后在高或低的温度下施加该漆，或者在高或低的空气湿度下施加该漆。根据在涂覆漆时的条件于是可以调整溶剂含量等，从而在以后的处理时间点确保所期望的粘稠度和所期望的干燥特性。同样通过综合的时间测量修正已开始的蒸发过程，其方式是：根据已知的蒸发率、混合过程的所测量的持续时间和处理时间点的知识来调整配方。
附图说明
本发明的其他特征和优点从如下描述和所参考的如下附图中得到。在附图中：
图1示出根据本发明的配量设备的示意图，
图2示出可使用在根据本发明的配量设备中的精密秤的分解图，
图3示出根据本发明的空调模块的立体图，该空调模块可以使用在图2所示的精密秤中，
图4示出不带外壳体的根据图3的空调模块的侧视图，以及
图5示出同样不带外壳体的图3的空调模块的俯视图。
具体实施方式
在图1中示意性示出配量设备1，其具有两个储存容器2，待混合的材料3，例如液态的或固态的材料位于储存容器中。如果混合漆，那么其例如可以是颜料、填充料和溶剂。
由储存容器2可以将材料3经由泵4和配量阀5朝向配量头6输送。可选地可以设置有处理设备7，例如冷却设备或加热设备，利用处理设备可以处理材料3。处理设备也可以是干燥或加湿设备。
尽管在所示的实施例中设置两个带有两种材料3的储存容器，但应理解的是，原则上利用根据本发明的配量设备可以将任意数量的不同材料组合。
此外，配量设备1包含控制装置8，其可以操控配量设备的不同的部件(例如泵4和配量阀5)。
在控制装置8中，也在存储器9中存储配方，即要组合的材料3的混合比。
此外，配量设备1的一部分是秤10，其具有秤盘24和称重单元14。秤盘24布置为使得将组合在一起的材料3被放在那里，从而使得可以由称重单元14确定重力。该重力被提供给控制装置8。
配量设备1的重要组成部分是空调模块34，其布置在秤10附近并且在那里检测不同的气候参数，尤其是温度、空气压力和空气湿度。这些值同样提供给控制装置8。
控制装置8能够基于空调模块34的数据调整存储在那里的配方，从而尽可能最优地补偿在配量设备1中的微气候对当前的混合过程的影响。
在控制装置8中存储合适的修正表，借助修正表可以修正配量参数并且可以修正秤10的称重值。
当配量设备1用于混合高精度的配方时，精密秤用作秤10。对于这样的秤的示例在图2至图5中示出。为了更好的概览性，在这些图中未示出配量设备的其他的构件，即例如配量头和储存容器。
在图2中示出了高分辨电子秤(精密秤)。其包含带有底座12的称重单元14，在称重单元中安置有未详细示出的称重***。此外，秤10包括称重室16，该称重室通过带有可调节的侧壁18、前壁20以及后壁22的防风装置构造成。称重室16通过防风装置相对于环境隔开。秤盘24用于搁置称重物，即要组合的材料3。
在此实施为独立部分的电子评估***26经由线缆28与称重单元14以电子方式联接。与评估***26联接的显示单元30不仅用作显示单元而且用作数据输入单元。
显示单元30用作混合配方显示器，在其上显示出待制造的配方，尤其是在如下顺序和量中的各个材料，在该顺序和量中，材料应该由操作员进行称重。
此外，在电子评估***26中安置有处理器32，该处理器从称重单元14获得数据。
在称重室16中设置有实施为结构上独立的单元的空调模块34，该空调模块可以经由能松脱的插接连接以机械方式与后壁22联接(即无损地可松脱地安置)，更确切地说优选不借助工具。
为此，后壁22具有两个彼此间隔开的缝隙36，在空调模块的外壳体40上的柔性的卡锁钩38(也参见图2)卡入缝隙中。
在图3至图5中详细示出了空调模块34。
外壳体40具有许多开口42，外壳体40的内部经由开口过渡到称重室16中并且变为称重室16的一部分，从而使得在称重室16的内部中的气候对应于外壳体40的内部中的气候。
空调模块34以电子方式经由电插接连接与后壁22中的相应的插头容纳部44联接。插头容纳部44与处理器32电连接。插头46以空调模块34上的接触部48***插头容纳部44中。因此，插头46形成电插接连接的模块侧的部分。
替选于电插接连接地可以使用无线的传输形式，例如WLAN或蓝牙。
电插接连接(或替选地使用的无线传输)形成数据传输线路，利用数据传输线路可以将数据从空调模块34传输至处理器32并且必要时往回传输。
插头46优选是电路板50的区段，在该区段上布置有多个传感器，用以检测在称重室16中的气候。因此，空气温度传感器52、空气湿度传感器54、直接布置在开口42附近的光传感器56以及必要时其他传感器58与电子存储器60一样设置在电路板50上。空气压力传感器62经由保持件64与电路板50以机械方式和以电方式联接。
这些传感器中的多个也可以联合为组合式传感器。
壁66闭合壳状的外壳体40，从而使得电路板50的狭长的、舌状的、在图4中位于壁66右侧的区段可以***后壁22和插头容纳部44中。
经由相应的接触部48将每个传感器与处理器32联接。同样，存储器60与处理器32联接。
在称重过程中，称重物的密度可以输入到精密秤中，例如通过同时用作数据输入单元的显示单元30。替选地，称重物的密度可以已经被存储好。
于是，称重物被放到秤盘24上，即根据配方的特定量的材料。
空气压力、空气湿度和空气温度经由传感器62、54或52获知，并且相应的数据被传送到处理器32。
在处理器32中处理各个气候参数并且例如确定蒸发率。由此获知各个配方组成部分的修正因数。
此外，在存储器60中存储有用于空调模块34的校准值和修正值，其在校准空调模块34时已经存储好。
校准在精密秤之外进行。为此，空调模块34简单地从称重室16中移除，而不必松开线连接。空调模块34于是被送至相应的校准机构，该校准机构相应重新校准传感器并且例如将校准证书的编号、校准日期、校准实验室和处理者的名称以及校准历史存储在存储器60上。当空调模块34又布置在精密秤中时，重新获知的校准值稍后被应用程序读取并且直接引入计算中。
光传感器56并且必要时其他传感器58的值也被检测。
例如，在提高光入射的情况下，在显示器上提供相应的信号，即例如测量由于在称重室中提高的太阳辐射和随之改变的温度而是不精确的。因此，处理器依赖于光入射地将输出信号输出。
存储器60优选是EEPROM。
在空调模块34与精密秤之间的连接例如可以经由I2C总线来实现。
空调模块34可以经由USB适配器连接到计算机上，以便校准传感器52至58和62，而不必将空调模块34与秤10连接，空调模块***USB适配器中。
如可以获知的那样，空调模块以如下方式构造，即，其也可以在秤之外作为独立的单元使用并且例如可以通过I2C总线与PC联接。
利用这样的精密秤可以保持具有高精度的配方或混合比，其中，补偿归因于在配量设备的区域中并且尤其是在秤10的区域中的微气候的潜在的影响因素。
附图标记表
1配量设备
2储存容器
3材料
4泵
5配量阀
6配量头
7处理设备
8控制装置
9存储器
10秤
12底座
14称重单元
16称重室
18侧壁
20前壁
22后壁
24秤盘
26评估***
28线缆
30显示单元
32处理器
34空调模块
36缝隙
38卡锁钩
40外壳体
42开口
44插头容纳部
46插头
48接触部
50电路板
52空气温度传感器
54空气湿度传感器
56光传感器
58传感器
60存储器
62空气压力传感器
64保持件
66壁

Claims (14)

1.一种配量设备，所述配量设备具有秤和显示单元(30)，所述秤具有称重室(16)、处理器(32)、布置在所述称重室(16)中的空调模块(34)以及数据传输线路，利用所述数据传输线路能够在所述空调模块(34)与所述处理器(32)之间交换数据。
2.根据权利要求1所述的配量设备，其特征在于，所述空调模块(34)借助电插接连接或无线传输与所述处理器(32)连接。
3.根据上述权利要求中任一项所述的配量设备，其特征在于，所述空调模块(34)包含空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的配量设备，其特征在于，所述秤是精密秤，所述精密秤具有防风装置(18，20，22)，所述防风装置包围所述称重室(16)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的配量设备，其特征在于，在所述称重室(16)中存在光传感器(56)，所述光传感器与所述处理器(32)联接。
6.根据上述权利要求中任一项所述的配量设备，其特征在于，设置有能以电子方式控制的配量设备。
7.根据上述权利要求中任一项所述的配量设备，其特征在于，设置有处理设备，利用所述处理设备能处理要组合的材料中的至少一种材料。
8.一种用于能松脱地电联接到根据上述权利要求中任一项所述的配量设备上的空调模块，其中，所述空调模块(34)形成封闭的结构单元并且具有空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)以及能将数据发送给在所述空气模块之外的处理器的数据传输线路的一部分。
9.根据权利要求8所述的空调模块，其特征在于，设置有电子存储器(60)，所述电子存储器能从外部读取，并且针对所述空调模块(34)的校准值和修正值能存储在所述电子存储器上。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的空调模块，其特征在于，所述空调模块能在秤之外作为独立的单元使用并且能连接到PC上。
11.一种用于在使用根据权利要求1至7中任一项所述的配量设备的情况下混合配方的方法，其中，在对要组合的材料进行配量期间检测环境条件，并且根据所述环境条件直接或间接地调整混合比。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述环境条件被用于修正要组合的材料的配量参数。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的方法，其特征在于，所述环境条件被用于在进行组合之前处理所述要组合的材料中的至少一种材料。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，使所述配方与所述要组合的材料的以后的使用条件匹配。
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