DE29503370U1 - Elektrische Waage zum Dosieren - Google Patents
Elektrische Waage zum DosierenInfo
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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 Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben und
dabei der Funktionsablauf erläutert. Es zeigt:
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.
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
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 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-
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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 "LO.".
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.
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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 und 29) abgespeicherten Werte relativ zum Wert im 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) das 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.
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