用于监视测量仪器的对准的方法和设备以及测量仪器技术

用以监视测量仪器，尤其是天平（１０００）的对准的方法和设备（１５０）。监视设备（１５０）装备有基于气泡水平仪原理的具有充以液体（１１）的容器（１０）的倾斜传感器（１），液体（１１）中形成有气泡（１２）。气泡（１２）的位置通过辐射元件（Ｄ１）以及传感器元件（Ｄ２）而以光学方式被测量。优选是发光二极管的辐射元件（Ｄ１）和优选是光电二极管的传感器元件（Ｄ２）一起定义了传感器轴线（ｓｘ），只要传感器轴线平行于重力的轴线延伸，气泡就位于传感器轴线（ｓｘ）的中央。此外，至少两个参考元件（Ｄ３；Ｄ３’）位于传感器元件（Ｄ２）侧面，用以测试辐射的强度是否在允许范围之内。在监视设备（１５０）内自动地进行功能测试以验证其是在正常工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于监视测量仪器的对准(alignment)的方法和设备，其中该监视设备装备有倾斜传感器。本专利技术还涉及测量仪器，特别是装备有监视设备的天平。
技术介绍
测量仪器，特别是诸如热重(thermo-gravimetric)仪、重力法水分测定(gravimetric moisture-determination)仪器或天平之类的重力法测量仪器，必须满足有关在使用这些仪器的地点如何设置它们的特殊要求。这尤其适用于装备有用于测量砝码重量的称重单元(cell)和载荷接收器的天平。理想地，天平被设置在天平的测量轴线——即，应该与待测重物的重力的作用线重合的轴线——处于重力场的方向上。该理想位置也可以称为天平的参考位置。如果正常情况下垂直于称重盘平面的天平测量轴线，相对于重力场以一定角度倾斜，那么称重结果将得到一个反映物体实际重量乘以该倾斜角度的余弦的一个值。这就是为什么满足官方认证要求的天平通常装备有倾斜传感器和调平设备，所述调平设备允许天平被设定到由倾斜传感器所指示的参考位置。例如被传送到显示单元的电子倾斜传感器的传感器信号，指示正常情况下与天平的测量轴线对准的传感器轴线偏离重力场方向多少。调平设备，包括例如两个轴向可调的天平支脚，其使得传感器轴线以及由此的测量轴线与重力轴线的偏离能够被校正。DE 32 34 372 A1中公开了一种具有电子倾斜传感器的天平，其中传感器信号没有被用来校正天平的位置，而是用来对天平的与倾斜相关的误差进行数字校正。根据，倾斜传感器可以具有摆质量或者有着气泡的部分填充的液体容器，其中通过光学或者感应装置检测可移动元件的位置。JP 61 108 927 A2中公开了一种由气泡水平仪构成的电子倾斜传感器，具有保存了部分填充导电液体、有气泡的容器。根据，该倾斜传感器被用在天平中，并且当失去水平的状况达到极限值时触发声音警报。DE 38 00 155 A1中详细描述了气泡水平仪的主要构造。根据中提出的观点，倾斜角可以从气泡水平仪直接读取。JP 58033114中公开了一种具有气泡水平仪的装置，其中该气泡水平仪具有位于一侧的发光元件和位于另一侧的多个光学传感器。透光彩色液体以形成气泡的方式被封闭在半球形容器中。该容器本身被封闭在立方形透明外壳中。光学传感器被布置在立方形外壳外部。来自发光元件的光线穿过液体和气泡，落在光学传感器上。如果该气泡水平仪被置于倾斜位置，则气泡移动离开原来位置，光学传感器的信号变化。倾斜的角度和方向都通过该设备被检测。DE 43 16 046 C1中描述了一种具有可变形摆锤的光电倾斜测量系统，其中摆锤被构造成与发射器和接收器单元配合的双平行弹簧链接。除了检测二极管，在接收器侧还可以布置参考二极管，用来检测和补偿诸如温度和电压变化之类的不希望出现的外来因素的影响。DE 199 31 679 A1中描述了工作于二维的具有非常高灵敏度的倾斜仪。其具有包括布置于下侧的光源的气泡水平仪。光电传感器，优选是基于CCD(电荷耦合设备)技术的类型的光电传感器，延伸穿过气泡水平仪的顶部。如果天平没有设置自动倾斜监视装置，那么在与产品质量有关的称重过程中，需要在称重过程开始之前检查气泡水平仪并检验天平的水平位置。但是，实践中并不总是坚持这一规则。另一个方面，在有自动监视的情况下，监视设备可能出现故障。一方面有可能警报被触发，但是倾斜角度并没有超出其预定限制；另一方面可能出现超出限制甚至很长一段操作时间，但没有触发警报。两种错误都可能有严重的后果。对于第一种错误，虚假警报(也称为“假阳性”)可能导致测量或者生产过程的不必要的中断。对于第二种错误(也称为“假阴性”)，测量和/或生产过程继续，而不管已经超出了规定的容许极限的事实。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是要提供一种用于监视测量仪器，尤其是天平的状况的改进的方法和改进的倾斜检测设备，以及提供一种装备有监视设备的测量仪器，尤其是天平。具体而言，本专利技术的目的是提出一种在超出倾斜角的至少一个极限值时确保精确检测并且基本上避免虚假消息或虚假警报问题的方法和监视设备。此外，监视设备应该具有简单的构造和成本效率高的设计，并且其应该简单地用在天平或者其他测量设备中。而且，监视性能应该不受诸如电气和光学元件的部件的特性变化或者诸如杂散光的外来因素的负面影响。因此，根据本专利技术的测量仪器应该接收有关失去水平位置的优化监视监测。满足以上目的的方案通过分别具有权利要求1、8和14中所指定的特征的方法、监视设备和测量仪器来提供。其他权利要求中定义了本专利技术的有利的进一步改进的实施例。所述方法和设备起到监视测量仪器，尤其是天平的对准的作用。为了实现该功能，监视设备具有倾斜传感器，该传感器基于气泡水平仪的原理，即，具有部分填充有液体因此形成气泡的容器。气泡的位置是可以通过位于气泡一侧的辐射发射器元件和位于气泡的相反侧的辐射传感元件用光学方式测量的。优选为发光二极管的发射器元件和优选为光电二极管的传感器元件定义了传感器轴线，如果该传感器轴线平行于重力场的方向，则该轴线穿过气泡的中心。此外，至少两个辐射传感参考元件被侧向布置为位于传感器元件的侧面，以检验辐射强度在允许范围内。为了检查监视设备，在该监视设备内自动进行功能测试。这样，可以检测和校正发射器元件发射的和/或参考元件接收的辐射强度的变化，例如，由于提供给发射器元件的功率变化或者由于光路中元件的色彩变化造成的变化。如果来自发射器元件的光强度例如过低，那么以上结构防止了这样的问题，即气泡被错误地认为位于传感器轴线上并且衰减来自发射器元件的光，而事实上气泡处于传感器轴线以外的位置上。换句话说，防止了倾斜被错误地记录为位于容限范围之内的情形。相反，如果来自发射器元件的光强度过高，那么该创造性的结构还可以防止这样的问题，即气泡被错误地认为位于传感器轴线以外，其中它不会衰减来自发射器元件的光，而事实上气泡居于传感器轴线的中央。这样，该创造性的结构还防止了倾斜被错误地记录为位于容限范围之外的情形。如上所述设计并不复杂的倾斜传感器由此可以记录来自发射器的辐射强度何时过高或者过低，并且这可以通过简单措施被校正，现在将对所述措施进行描述。以电子方式被监视的倾斜传感器或者气泡水平仪可以被布置在测量仪器外壳内部的封闭空间中。通过这种结构，倾斜传感器与外来光隔离。但是气泡的位置不能再通过视觉检查来检验了。在优选实施例中，倾斜传感器或者气泡水平仪以这样一种方式布置在外壳上，使得气泡的位置能够被视觉检验，以便使电子监视能够通过由使用者进行的视觉检验的可能性而得以补充。由于辐射元件是小尺寸的，因此它不会妨碍对气泡的视觉检查。优选地通过将辐射、传感和参考元件选择为工作于一定波长范围上，来防止来自外来光的与气泡的电子监视的可能的干扰，所述波长范围例如是红外范围，其基本上位于引起干扰的外来光的范围之外。对测量的外来影响可以通过发射周期或者非周期脉冲形式的辐射来进一步抑制，所述脉冲优选间隔5至15毫秒并且具有5至15毫秒的脉冲宽度。例如，脉冲可以以10毫秒间隔的恒定周期或者略微波动的周期彼此跟随并具有5毫秒的脉冲宽度。所希望的辐射强度通过改变脉冲的高度来设定。具有周期特性的干扰信号可以通过使用波动周期长度来进一步地抑制。参考元件优选沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过监视设备（１５０）监视测量仪器，尤其是天平（１０００）的对准的方法，该监视设备（１５０）装备有根据气泡水平仪原理工作的倾斜传感器（１），所述倾斜传感器包括其中充有形成有气泡（１２）的液体（１１）的容器（１０），其中所述气泡（１２）的位置通过布置在所述气泡（１２）的第一侧并用以发射辐射的辐射元件（Ｄ１），以及通过布置在所述气泡（１２）的第二侧并用以接收所述辐射的传感器元件（Ｄ２）而以光学方式被测量，其中所述辐射元件（Ｄ１）和所述传感器元件（Ｄ２）一起定义出传感器轴线（ｓｘ），其中至少两个参考元件（Ｄ３；Ｄ３’）位于处在所述第二侧的所述传感器元件（Ｄ２）的两侧，分别在相对所述传感器元件的相反位置上，并且其中所述参考元件用于测试所述辐射的强度是否在允许范围之内，其特征在于：在所述监视设备（１５０）内自动执行－功能测试以验证所述监视设备（１５０）是在正常工作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯鲁埃迪金兹，罗杰莱辛格，
申请(专利权)人：梅特勒托利多公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]