(57)【要約】【課題】  内部空間を有する少なくとも一つの筐体と、この少なくとも一つの筐体の内部空間内に設置された少なくとも一つの力計測セルとを備えた力計の状態の監視及び／又は計測を行うための方法である。【解決手段】  高周波電磁界を検出するための筐体の内部空間内に配置された少なくとも一つのセンサー又は筐体の外に配置された少なくとも一つのセンサーを用いて、存在する高周波電磁界を特徴付ける少なくとも一つのパラメータを計測する。【選択図】  図２
2008122378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間（８０，２８０）を有する少なくとも一つの筐体（２０，１２０，２２０）と、この少なくとも一つの筐体（２０，１２０，２２０）の内部空間（８０，２８０）内に設置された少なくとも一つの力計測セル（１０，４０，１１０，２１０）と、信号の測定及び／又は評価を行うための電子回路部（４１，４２，４３，６０，２０６）とを備えた力計（１００，２００）、特に、天秤の状態の監視及び／又は計測を行うための方法において、
高周波電磁界を検出するための筐体（２０，１２０，２２０）の内部空間（８０，２８０）内に配置された少なくとも一つのセンサー及び／又は筐体（２０，１２０，２２０）の外に配置された少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）を用いて、存在する高周波電磁界を特徴付ける少なくとも一つのパラメータを計測することと、
このようにして計測したパラメータの少なくとも一つの値を少なくとも一つの閾値と比較し、この閾値を超えて逸脱している場合には、力計（１００，２００）のそれに対応した措置を起動することと、
を特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）を用いて、電気通信機器の周波数帯域における電磁界を特徴付ける少なくとも一つのパラメータを計測することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該の計測する少なくとも一つのパラメータに、電磁界の周波数、周波数帯域及び電磁界強度の中の一つ以上が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
力計（１００，２００）が、コンピュータユニット（４３，６０，２０６）とメモリユニットとを有することと、
測定した電磁界強度の値をメモリユニット及び／又はコンピュータユニット（４３，６０，２０６）内に有る変更可能な値として予め定義された少なくとも一つの閾値と比較するプログラムがコンピュータユニット（４３，６０，２０６）で実行されることと、
を特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
力計（１００，２００）がメモリユニットを有し、更なる処理のために、メモリユニット内に測定値を保存することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
力計（１００，２００）内にはクロックが有り、コンピュータユニットが、そのクロックにアクセスすることが可能であり、当該のプログラムが、各測定値に時間値を割り当てて、その値の対をメモリユニット内に保存することを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
当該の測定した電磁界強度の値を電磁界の周波数又は周波数帯域の関数として求めることを特徴とする請求項３から６までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
当該の通り求めた、測定した電磁界強度の値が電磁界強度の周波数又は周波数帯域に依存する関係をメモリユニット内に保存することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
力計（１００，２００）が、出力ユニット（４５，７０，２０７）、特に、表示・操作ユニットの表示スクリーン、少なくとも一つの発光ダイオード及びプリンタの中の一つ以上を備えており、高周波電磁界を特徴付けるパラメータの測定値に依存する信号が出力ユニット（４５，７０，２０７）に送られることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
当該の通り少なくとも一つの閾値を超えて逸脱した場合に、測定の繰り返し、警報の起動、測定プロセスの中断及び／又は停止、操作準備完了表示器の停止、及び値と時間値の両方のメモリユニットのログファイルへの保存の中の一つ以上を行うことを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
当該の通り閾値を超えて逸脱した場合に、その時点で未だ実行されていない校正を実行せず、その後閾値を下回る範囲内に戻るまで実行しないことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）を監視するために、そのセンサーからコンピュータユニット（４３，６０，２０６）に伝送されるセンサー信号が、コンピュータユニット（４３，６０，２０６）内において、メモリユニット内に保存された検証値及び許容可能な検証値との比較によって、少なくとも周期的な間隔で検証されることと、
これらの検証値から逸脱するか、予め定義された許容可能な検証値に違反することが検出された場合に、誤りが登録されて、出力ユニット（４５，７０，２０７）に信号伝送されることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
当該の存在する高周波電磁界を特徴付ける少なくとも一つのパラメータを求めるために、電子測定部（４０，４１，４２，４３，４７，５７，１４７，１５７）から信号をタップオフすること、筐体（２０，１２０，２２０）の中及び／又は外の電磁界を測定すること、及びケーブル接続部、好ましくは、電力供給用ケーブル及び／又は接続ケーブルから信号をタップオフすることの中の一つ以上を行うことを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１４】
高周波電磁界を計測する役割を果たす少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）に加えて、更に別のセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）、特に、温度センサー（２９０）が配備されていることと、
この更に別のセンサーにより計測されたパラメータ値が、当該の閾値からの逸脱と共に、電子測定部（４１，４２，４３，６０，２０６）で行われる対応措置を決定するための判断基準として使用されることと、
を特徴とする請求項１から１３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
当該の力測定信号の過去の時間間隔に渡っての時間的な推移を追加して登録することと、
その結果として求めたパラメータ値が、当該の閾値からの逸脱と共に、電子測定部（４１，４２，４３，６０，２０６）で行われる対応措置を決定するための判断基準として使用されることと、
を特徴とする請求項１から１４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１６】
当該の電子測定部（４１，４２，４３，６０，２０６）の対応措置を起動するための閾値に加えて、その閾値より低い第二の閾値を、変更可能な値としてコンピュータユニット（４３，６０，２０６）に保存することができることと、
この第二の閾値を上回った場合に、出力ユニット（４５，７０，２０７）に警報信号を発出することと、
を特徴とする請求項１から１５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１７】
内部空間（８０，２８０）を有する少なくとも一つの筐体（２０，１２０，２２０）と、この少なくとも一つの筐体（２０，１２０，２２０）の内部空間（８０，２８０）内に設置された少なくとも一つの力計測セル（１０，４０，１１０，２１０）と、信号の測定及び／又は評価を行うための電子回路部（４１，４２，４３，６０，２０６）とを備えた、請求項１から１６までのいずれか一つに記載の方法を実施するために動作可能な力計（１００，２００）において、
筐体（２０，１２０，２２０）の内部空間（８０，２８０）内に配置された少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）及び／又は筐体（２０，１２０，２２０）の外に配置された少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が、高周波電磁界を検出するために配備されていることを特徴とする力計。
【請求項１８】
高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が、電子測定部（４１，４２，４３，６０，２０６）と接続されており、高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が、少なくとも一つの予め定義可能な閾値を上回る値を検出した場合に、力計（１００，２００）のそれに対応する措置を発動することができることを特徴とする請求項１７に記載の力計（１００，２００）。
【請求項１９】
コンピュータユニット（４３，６０，２０６）とメモリユニットとが配備されており、コンピュータユニット（４３，６０，２０６）は、高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が少なくとも一つの予め定義可能な閾値を上回る値を検出した場合に、力計（１００，２００）のそれに対応する措置を発動するか、更なる処理のために、検出した値をメモリユニット内に保存するか、或いはその両方を行うことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の力計（１００，２００）。
【請求項２０】
高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が、電子測定部及び／又は電子処理部（４１，４２，４３，６０，２０６）の信号をタップオフするための電気回路として構成されていることを特徴とする請求項１７から１９までのいずれか一つに記載の力計（１００，２００）。
【請求項２１】
高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が、広帯域及び／又は狭帯域の電磁界センサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）の形式及び／又はアンテナの形式で構成されていることを特徴とする請求項１７から１９までのいずれか一つに記載の力計（１００，２００）。
【請求項２２】
高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が、ケーブル、特に、力計測セル（１０，４０，１１０，２１０）及び／又は電子測定部（４１，４２，４３，６０，２０６）に給電するための電力供給ケーブルの周囲に配置された誘導式及び／又は容量式結合ループの形式及び／又はアンテナの形式で構成されていることを特徴とする請求項１７から１９までのいずれか一つに記載の力計（１００，２００）。
【請求項２３】
コンピュータユニット及び／又は出力ユニット（４５，７０，２０７）が、無線又は有線式接続部を介して、少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）に接続されていることを特徴とする請求項１７から２２までのいずれか一つに記載の力計（１００，２００）。
【請求項２４】
メモリモジュール及び／又は測定変換器が、高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）内に組み込まれていることを特徴とする請求項１７から２３までのいずれか一つに記載の力計（１００，２００）。
【請求項２５】
高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）に加えて、更に別のセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が、力計測セル（１０，４０，１１０，２１０）に給電するための電力供給ケーブルの電力ピークを検出することを目的として、筐体（２０，１２０，２２０）の内部空間（８０，２８０）内又は筐体（２０，１２０，２２０）上に配置されていることを特徴とする請求項１７から２４までのいずれか一つに記載の力計（１００，２００）。
【請求項２６】
高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）に加えて、更に別の少なくとも一つのセンサー（２４，４６，５０，５６，１４６，１５６，２５０，２５１）が、更に別のパラメータ、特に、温度を検出することを目的として、筐体（２０，１２０，２２０）の内部空間（８０，２８０）内又は筐体（２０，１２０，２２０）上に配置されていることを特徴とする請求項１７から２５までのいずれか一つに記載の力計（１００，２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内部空間を有する少なくとも一つの筐体と、その少なくとも一つの筐体の内部空間内に設置された少なくとも一つの力計測セルと、信号の測定及び／又は評価を行うための電子部とを備えた力計の状態の監視及び／又は計測を行うための方法に関する。また、この発明は、その方法を実施するために動作可能な力計に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御するのが非常に難しい場合も有る力計を使用する環境を考慮して、多くの力計、特に、例えば、実験室や生産設備で特に使われる天秤、小売店の秤、熱重量計、湿度の重量計測用測定器、貯蔵タンク設備及び原子炉容器の重量計測モジュール、充填及び包装ライン内に設置されている重量計測モジュール及び複数の重量計測モジュール等などの重量測定器、トルク測定器及び加速度計は、効果的な測定のために非電離タイプの放射線、特に、電磁界に対して保護されている。このような保護された形での測定は、非特許文献１又は２において相異なる曝露基準に対して記述されている通り、放射線防護等に関する特別な法規制に準拠した使用環境に力計を適合させる手法の中の一つである。
【０００３】
例えば、重量計測モジュール用の力計測セルは、鋼鉄から成る金属製囲壁内に設置される。筐体が、測定信号を弱める放射線の作用から力計測セル及び測定用電子回路を十分に防護している限り、言い換えると、筐体内部への高周波電磁界の侵入を防止している限り、この種の筐体内に封入されている力計測セルは問題無く動作する。
【０００４】
しかし、重量計測器、重量計測モジュール又は天秤が異常に大きな電磁界強度に曝された状況では、或る程度の高周波電磁界が非常に小さい開口部又は隙間を通って筐体内部に侵入して、重量計測モジュールの測定精度を目立つ程悪化させる場合が依然として起こり得る。
【０００５】
測定結果で生じる誤差は、重量計測プロセスを不正確なものとする可能性が有る。測定器が、高度に自動化された産業設備に組み込まれている場合、測定器の擾乱は、不良品の原因となる可能性さえ有る。
【０００６】
商品の販売用に使用されている小売店の秤の場合、商品の計量が不正確又は完全に間違った重量計測結果となると、顧客は、安すぎるか、或いは高すぎる値段を請求される可能性が有る。
【０００７】
電気通信機器における誤操作及び／又は不注意の結果、高周波電磁界が筐体内部に侵入して、力計測セルの部品、或いは信号処理部又は測定用電子回路部の構成要素の測定精度を悪化させる程筐体の内部空間内における放射線密度の増大を引き起こす可能性が有る。この明細書では、「電気通信機器」という用語は、携帯電話機、コードレス電話機、無線通信機器、ワイヤレスデータ伝送機器、ＲＦＩＤ機器などの電磁波による無線伝送原理にもとづく多くの想定可能な機器を包含するものである。
【０００８】
更に、高周波放射線を用いた意図的な操作によって力計の測定結果を変更したいと望む人が居ることも考えられる。
【特許文献１】ドイツ特許公開第１９７２５４５５号明細書
【特許文献２】欧州特許公開第０２６１９５１号明細書
【特許文献３】欧州特許公開第０７１０８２５号明細書
【特許文献４】米国特許公開第４４１３５２７号明細書
【特許文献５】特開平５−２９６８１６号公報
【非特許文献１】欧州規格第４５５０１号
【非特許文献２】国際電気技術委員会規格第６１３２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のことから、この発明の課題は、力計の状態の監視及び／又は計測を行うための改善方法を提案すること、及びその改善方法にもとづき動作させることが可能な力計を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、それぞれ請求項１と１７に記載された特徴を有する方法及び力計によって達成される。
【００１１】
内部空間を有する少なくとも一つの筐体と、その少なくとも一つの筐体の内部空間内に設置された少なくとも一つの力計測セルと、筐体の外に配置することも可能な電子測定部及び／又は信号処理部とを備えた力計の状態の監視及び／又は計測を行うための方法において、高周波電磁界を検出するために、筐体の内部空間内に配置された少なくとも一つのセンサー及び／又は筐体の外に配置された少なくとも一つのセンサーが有る。高周波電磁界が存在する場合、このセンサーを用いて、そのような電磁界を特徴付ける少なくとも一つのパラメータを計測し、そのようにして計測したパラメータの中の少なくとも一つの値を少なくとも一つの閾値と比較して、少なくとも一つの閾値を上回ることが分かった場合に、力計のそれに対応する措置が起動される。
【００１２】
ここで、「電磁界」という用語は、特に、電気通信機器から放出される形式の電磁放射線をも含む一般的な意味で使用されている。
【００１３】
力計の使用者に対して、この方法は、異常に大きな電磁界強度又は特に干渉する可能性の高い周波数の高周波電磁界が存在する場合に、力計に影響を及ぼす要因を識別して、誤った測定結果が出力されるのを阻止することができるとともに、場合によっては誤動作の発生に関する情報を与えることができるという利点を提供するものである。従って、それによって、秤の場合、特に、重量計測時における誤った測定結果を生じさせる力の計測が行われることが防止される。このことは、特に、測定されたパラメータ、特に、電磁界強度の値が予め規定することが可能な閾値を上回る場合に適用される。力計の使用者は、問題を認識するとともに、必要な場合、その問題を排除して正しい測定結果に辿り着くための手段を与えられることとなる。この発明による方法では、少なくとも一つのセンサーは、電気通信機器の周波数帯域内の電磁界を計測するために使用され、測定することができるパラメータには、高周波電磁界の周波数、周波数帯域及び電磁界強度の中の一つ以上が含まれる。
【００１４】
好ましい実施形態では、力計は、コンピュータユニットとメモリユニットを有し、コンピュータユニットは、測定した電磁界強度の値をメモリユニット及び／又はコンピュータユニット内の予め設定及び変更可能な少なくとも一つの閾値と比較するプログラムを実行する。測定値は、コンピュータユニットでの更なる処理のために、特に、メモリユニット内に保存することができる。力計は、好ましくは、コンピュータユニットがアクセスすることが可能なクロックを有し、プログラムは、各測定値に時間値を割り当てて、この値の対をメモリユニット内に保存する。こうすることによって、一般的に、問題の原因となった可能性の有るイベントに関して、保存されている値を時間順に追跡することが可能となる。例えば、保守技術者が、電磁界強度値の時間シーケンスを調べるか、或いは測定した強度値が電磁界の周波数又は周波数帯域にどの様に依存しているのかを調査すれば、トレーサビリティーの範囲を拡大することが可能となり、それによって、力計の環境に関する情報を得ることができるとともに、必要な場合に、問題を起こしている要因を排除するための測定を開始することができる。
【００１５】
「コンピュータユニット」という用語は、センサーによって生成されたセンサー信号をコンピュータユニット内に事前に保存又は設定されている値と比較するために動作させることが可能なアナログ回路、デジタル回路、集積回路、プロセッサ、コンピュータ等などの全ての信号処理要素を包含するものとする。これらの値、特に、最大値、閾値及び使用限界値は、国内又は国際標準規格などの法的基準をベースとするか、比較測定によって決定されたものとするか、或いは力計の製造業者によって規定されたものとすることができる。必要な場合、力計は、一つ以上のコンピュータユニットを備えることも可能であり、例えば、設置された各センサーに対して、それぞれ専用のコンピュータユニットを設けることができる。
【００１６】
力計が、出力ユニット、特に、表示・操作ユニットの表示スクリーン、少なくとも一つの発光ダイオード及びプリンタの中の一つ以上を有する場合、この方法は、好ましくは、出力ユニットが高周波電磁界を特徴付けるパラメータの測定値に依存する信号を提供する工程を含む。従って、力計の使用者は、常に高周波電磁界に関する環境状態についての情報を得られることとなる。
【００１７】
「出力ユニット」という用語は、センサーによって生成されるセンサー信号及び／又は音、光、振動、電気信号、電磁パルス、数値出力等などの適切な手段によるコンピュータユニットの出力信号を表示するか、或いはそのような信号を別の機器、例えば、更に別の出力ユニット、上位のシステム、端末等に伝送することが可能な、アナログ又はデジタル式動作原理にもとづく如何なる伝送、通報及び警報システムをも意味するものとする。従って、出力ユニットは、例えば、携帯機器にセンサー信号及び／又は出力信号を送信するトランスポンダー又は送信機とすることもできる。出力ユニットは、使用者に警報を提供するか、イベントをメモリユニットに伝送するか、或いは例えば、インターネットを介して、警報メッセージを製造業者又は保守代行業者に直接送信することさえ可能である。
【００１８】
少なくとも一つの閾値を上回った場合、特に、力計又はそれと接続されたコンピュータユニットが高周波電磁界を特徴付けるパラメータの値を測定信号の安定性に対して十分大きな影響を与えるものであると分類した場合には、それに続いて一回以上の反復測定を行うことができる。それに代わって、或いはそれと同時に、警報を発出するか、測定プロセスを中断／中止するか、或いはその両方を行うことができる。測定用電子回路又は力計の更に別の実行可能な対応措置として、操作準備完了表示器を停止することも可能である。トレーサビリティーに関して、高周波電磁界を特徴付けるパラメータの値を時間値と一緒にメモリユニットのログファイルに保存するのが特に有利である。
【００１９】
校正可能な力計、特に、天秤において、校正が未だ実行されていない場合には、その時点で閾値を上回っていれば校正を実行せず、その後問題となっている値が再び閾値を下回った後でのみ実行する。
【００２０】
少なくとも一つのセンサーの機能検査としての役割を果たす、この方法の有利な工程では、センサーによってコンピュータユニットに伝送されるセンサー信号は、コンピュータユニット内において、その信号とメモリユニット内に保存されている検証値及び許容可能な検証値との比較によって周期的に検査される。これらの検証値との不一致又は予め規定された許容可能な検証値からの逸脱が発見された場合、そのイベントは、誤った測定として登録されるとともに、出力ユニットに伝送される。このことは、この方法の安全性を向上させる。
【００２１】
高周波電磁界が存在する場合、そのような電磁界を特徴付ける少なくとも一つのパラメータを計測するために、様々な解決策が考えられる。特に、電子測定部から信号をタップオフすること、筐体の中又は外の電磁界強度を測定すること、並びに好ましくは、電源コード又はデータ伝送ケーブルのケーブル接続部から信号をタップオフすることの中の一つ以上を行うことができる。
【００２２】
この方法の更に改善された有利な実施形態では、高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーに追加して、少なくとも一つの追加センサー、特に、温度センサーを使用することができる。その場合、この更に別のセンサーを用いて計測した値は、高周波電磁界を特徴付けるパラメータ値と相関をとることができるとともに、閾値を超えることと共に、電子測定部で行われる動作を評価するために考慮することができる。
【００２３】
特別な考えでは、力計又は測定及び／又は処理用電子回路自体の如何なる信号又は複数の信号は、これらの信号が大抵の干渉時に力計の信号自体に重畳しており、その結果特別な物理センサーが不要となるので、高周波電磁界を検出するために使用することも可能である。この可能性を考慮すると、高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサーは、その用語の広範な意味として理解すべきである。
【００２４】
更に、この発明の別の側面では、過去の時間間隔における力測定信号の時間的な推移を登録することが可能であり、それから求めたパラメータ値は、閾値を超えることと共に、電子測定部で行われる動作を評価するために考慮することができる。
【００２５】
測定用電子回路の動作を起動する閾値に追加して、変更可能な値として、第二の、好ましくは、より低い閾値をコンピュータユニット内に保存することができ、この第二の閾値を上回った場合に、出力ユニット上に警報信号が発出される。
【００２６】
更に、この発明は、この発明による方法を実施するのに適した力計に関し、その力計は、内部空間を有する少なくとも一つの筐体と、その少なくとも一つの筐体の内部空間内に設置された少なくとも一つの力計測セルと、電子測定部及び／又は信号処理部とを備えている。この力計は、高周波電磁界を検出するために、筐体の内部空間内に設置された少なくとも一つのセンサー及び／又は筐体の外に配置された少なくとも一つのセンサーを備えている。
【００２７】
このセンサーは、好ましくは、測定用電子回路及び／又は処理用電子回路に接続されており、高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサーによって少なくとも一つの予め定義可能な閾値を上回る値が発見された場合に、力計のそれに対応する措置を始動することができる。
【００２８】
力計の有利な実施形態では、力計は、コンピュータユニットとメモリユニットを備えており、コンピュータユニットは、高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサーによって少なくとも一つの予め定義可能な閾値を上回る値が発見された場合に、力計のそれに対応する措置を始動するか、測定した値を更なる処理のためにメモリユニット内の保存するか、その両方を行うプログラムを実行するように動作することが可能である。
【００２９】
高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサーは、測定用電子回路の信号をタップオフするための電気回路、広帯域及び／又は狭帯域の電磁界センサー又はアンテナの形状、並びにケーブル、特に、力計測セル及び／又は測定用電子回路に給電するするための電力供給ケーブルの周囲又はコネクターケーブルの周囲に配置された誘導又は容量型タップオフ用ループ及び／又はアンテナの形式の中の一つ以上で構成することができる。
【００３０】
センサーは、特に、筐体内の力計測セルのハウジングの内壁又は力計測セル自身の上に、或いは例えば、信号処理回路の回路基板上に設置することもできる。好ましくは、センサーは、電磁放射線に敏感な構成部品の直ぐ近くに配置される。例えば、電磁力平衡方式によるシステムの場合、センサーの位置は、コイルの直ぐ近くとするか、センサーをコイルの一部又はコイル自身とするか、或いは電磁力平衡方式による機器の位置検知素子とすることができる。
【００３１】
力計の更に改善された有利な実施形態では、高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーに追加して、力計測セルに給電する電力供給ケーブルで生じる電力ピークを検出するために、更に別のセンサーを筐体の内部空間内又は筐体壁面に配置するものと考える。ここで、高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーに追加して、更に別のパラメータ、特に、温度を検出するために、筐体の内部空間内又は筐体壁面に少なくとも一つの更に別のセンサーを配備することもできる。
【００３２】
この発明の別の有利な実施形態では、コンピュータユニット及び／又は出力ユニットは、無線又は有線式通信により少なくとも一つのセンサーと接続される。
【００３３】
この発明の更に改善された有利な実施形態では、高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーは、メモリモジュール及び／又は測定変換器を含む形式である。
【００３４】
高周波電磁界を検出する役割を果たす力計のセンサーは、メモリモジュール、測定変換器及び送信機の中の一つ以上を各センサーに組み込んだ構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
この発明による方法及びこの発明による力計の詳細は、大幅に簡略化された模式図に図示された実施形態の記述から明らかとなる
図１は、大幅に簡略化された模式図により、重量計測技術分野での使用に適した形式、特に、電磁力平衡原理にもとづき動作する天秤形式の力計測セル１０を図示している。力計測セル１０は、静止部分１と垂直に変位可能な荷重受容部分２とを有する平行ガイドステムによる力伝達機構を備えており、これらの部分１と２は、曲げピボット５を介した一対のガイド部材４との接続によって、ガイド運動に対して互いに相対的に拘束されている。荷重受容部分２は、測定する荷重を受け止める役割を果たす片持ち梁１５を有する。荷重によって発生する力の垂直成分は、荷重受容部分２からカプラー部材９を介してレバー６の短い方のアーム８に伝達される。レバー６は、曲げ支点７を用いて静止部分１の一部上で支持されている。力計測セル１０は、更に、静止部分１と固く接続された、空隙１７を有するカップ形状の永久磁石システム１６を有する。コイル１９は、レバー６の長い方のアーム１８によって保持された形で空隙１７内に配置されている。レバー６に加わる力に依存した大きさの平衡電流は、コイル１９を通って流れる。レバー６の位置は、レバー６が常に同じ位置に保持されるか、或いは荷重の変化後に同じ位置に戻るように、入力される測定信号に応じて平衡電流を調節するフィードバックサーボ回路と接続された電気光学測定器２３によって測定される。高周波電磁界を検出する役割を果たす広帯域センサー２４は、力計測セル１０上に配置されており、外部から侵入して、その位置に到来する可能性の有る高周波電磁界を測定することを目的とする。従って、過度に大きい電磁界強度が検出された場合、即ち、電磁界強度が予め定義することが可能な閾値を上回った場合に、天秤のそれに対応した措置を起動することが可能である。
【００３６】
図２は、力計１００、特に、天秤の断面を模式的に図示している。力計測セル１１０は、中間部分１３によって互いに接続された静止部分１１と荷重受容部分１２とを有する。力計測セル１１０は、筐体２０の内部空間８０内に配置されており、その静止部分１１は、筐体に堅固に取り付けられた支持部２１を介して筐体２０と固く接続されている。筐体２０の外に配置された重量計測皿の形式の荷重受容器３０は、力伝達ロッド１４を介して内部空間８０内の力計測セル１１０の荷重受容部分１２と接続されている。力伝達ロッド１４は、貫通開口部２２を介して、隙間を残し接触しない形で筐体２０内に入っている。貫通開口部２２は、高周波電磁放射線の侵入が出来る限り防止されるか、或いは少なくとも大きく低減されるように構成される。更に、高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサー５０が内部空間８０内に配置されており、このセンサー５０は、高周波電磁界の少なくとも一つのパラメータを測定する。特に、このパラメータは、電磁界の強度及び／又は周波数を表すことができるものである。この測定値に対応するセンサー信号は、更なる処理のためにコンピュータユニット接続部５１を介してコンピュータユニット６０に送られるか、出力接続部５２を介して、ここでは発光ダイオードとして図示されている出力ユニット７０に送信されるか、その両方が行われる。コンピュータユニット６０は、コンピュータユニット出力接続部６２を介して、出力ユニット７０と接続されており、コンピュータユニット６０によって生成された出力信号を出力ユニットに伝送する。
【００３７】
出力ユニット７０は、筐体２０の外面上に直接又は筐体２０とは別に配置するか、或いは筐体２０の（音を通す、透明な）デザインが出力信号を聞いたり、見たりすることを可能とする場合には、筐体内に設置することもできる。伝える通報内容又は警報の性質に特別に適合されたシンボル又は警報信号は、人とのコミュニケーションを強化することができる。従って、例えば、図形による道路標識などの広く知られた絵文字又は通報する警報を表すために特別に作られたシンボルを使用することが考えられる。可視表示の点滅する周波数を変化させるによって、或いは可聴出力手段の音量及びピッチ周波数を変化させることによって、警報又は通報内容の重大さのレベルを変えることが可能である。図２の実施形態における接続部５１，５２，６２の各々は、信号ケーブル、バスシステム等などのケーブル接続部又は無線接続部とすることができる。
【００３８】
内部空間８０のパラメータ、この例では高周波電磁放射線の電磁界強度が変化するか、或いは予め定義された許容可能な閾値を上回ると直ちに、天秤のそれに対応する対応措置が起動される。この対応措置は、コンピュータユニット６０を用いて、或いはコンピュータユニットをその一部とすることもできる、天秤の電子測定部及び／又は電子処理部で直接実行することができる。重量計測結果を登録しようとしている場合、天秤の電子測定システムは、安定性の欠如又は最初に計測された測定値に対して相当に低い荷重又は高い荷重を発見しているので、予め定義された閾値を超えたことに対応する措置は、測定を繰り返すことを伴うことができる。少なくとも或る許容可能な時間長に渡って、１回を超える測定を繰り返すことも可能であるが、それは、測定した電磁界強度が閾値を下回る値に減少した後でのみ可能である。前記の許容可能な時間長を超えるか、或いは測定したパラメータ値が大きすぎる場合、測定プロセスを中断又は停止するか、操作準備完了表示器を停止するか、或いはその両方を行うことができる。測定した電磁界強度の値及び特にその周波数の関数としての分布は、時間値と共にコンピュータユニットのメモリユニットのログファイルに保存される。こうすることによって、データを後で時間順に追跡することが可能となる。
【００３９】
天秤、特に、電子測定部及び／又は電子処理部の更なる対応措置として、センサー信号又は出力信号は、それを適切に表示する出力ユニット７０に伝送される。これは、音響信号、点滅光などの光学信号又はディスプレイパネル上に表示される警報又は掲示の形で行うことができる。
【００４０】
図３は、この発明による方法で監視されている、タンクの重量計測モジュールの形式の力計２００を図示している。タンクの重量計測モジュールは、特に、釜、タンク、原子炉容器等の内容物の重量を計測するための産業設備で使用される。一般的に、一つのコンテナの重量を計測するために、幾つかの重量計測モジュールがコンテナの脚部２３０と土台２３１との間に配備されている。従って、コンテナの各脚部２３０は、力計２００の上に載っている。コンテナ及び／又はその内容物の重量を計測するためには、力計２００によって生成される信号は、各信号が全重量の一部を表しているので、互いに加算する必要が有る。そのため、重量計測モジュールの形式の力計２００は、通常個々の出力を提供しない。コンテナの個々の力計２００の重量計測信号は、例えば、メインコンピュータの形式のコンピュータユニット２０６に伝送され、そこで処理されて、メインコンピュータに組み込まれた出力ユニット２０７に、大抵は全体的なシステム表示の一部として表示される。
【００４１】
力計２００は、筐体２２０によって取り囲まれた力計測セル２１０を有する。筐体２２０は、通常力計測セルと溶接されるとともに、力計２００の周囲環境に対して密閉されている。力計２００が測定を行う場所に有る場合、力計測セル２１０と筐体２２０の両方は、弾力的に圧縮される。筐体の剛性が重量計測信号に及ぼす影響は、部分的に補償することができるとともに、重量計測モジュールのヒステリシスは、測定範囲と比べて無視することができる。高周波電磁界が力計測セルの内部空間に侵入する可能性が比較的小さい場合には、高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサー２５０，２５１が内部空間内に配備され、一方のセンサーが広帯域構成であるのに対して、他方のセンサーは、特定の周波数帯域、例えば、一般的な電気通信機器の帯域をカバーする狭帯域センサーとして構成される。これらのセンサー２５０，２５１は、物理的な接続部２５２及び／又は無線接続部２５３、送信機２０２、測定変換器２０３、セグメントカプラー２０４及びバスシステム２０５を介してコンピュータユニット２０６と接続される。力計測セル２１０の重量計測信号は、これらの接続部又は重量計測信号専用の接続部２５４を介して、コンピュータユニット２０６に伝送することができる。
【００４２】
図３に図示されている力計２００は、更に筐体２２０の内部空間２８０内に温度センサー２９０を有する。互いに独立して動作可能なセンサー２５０，２５１は、内部空間のパラメータを表す測定値をコンピュータユニット２０６に伝送する。図３のコンピュータユニット２０６は、例えば、プロセス制御システムのメインコンピュータである。力計２００及びコンピュータユニット２０６の構成に依存して、センサー２５０，２５１は、連続的に、周期的に、ランダムな間隔で、或いは変化の検出後に、センサー信号をコンピュータユニット２０６に自動的に伝送する。勿論、コンピュータユニット２０６は、連続的に、周期的に、或いはランダムなパターンでセンサー２５０，２５１をポーリングすることによって、センサー信号を取得することもできる。一つのコンテナに対して、幾つかの力計２００が使用されているので、一つの力計２００内の高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサーのセンサー信号は、別の力計２００から来るセンサー信号と比較することによって検証することができる。しかし、センサー２５０，２５１又はコンピュータユニット２０６内に検証値を事前に保存しておくことも可能である。検証値は、例えば、別の器具を用いて、或いはインターネット上で公表されているデータから値を取得した公表されている表をベースとすることができる。例えば、大気圧、温度及び放射線の範囲などの力計が設置されている場所に特有のデータ又は地震振動に関するデータは周知であり、センサー信号の検証に使用することができる。センサー信号の一部が、機器の履歴という意味でコンピュータユニット２０６内に保存されている場合、この履歴の分析は、力計測セル２１０とセンサー２５０，２５１の両方の状態に関する追加的な知識を得るのに役立てることができる。
【００４３】
高周波電磁放射線用に使用可能なセンサーには、計測すべき変化又は測定量を表すセンサー信号を生成することが可能な従来技術により周知の如何なるセンサーをも含めることができる。
【００４４】
図４〜８のブロック図は、高周波電磁放射線を検出する役割を果たすセンサーを力計の中又は上における相異なる構成及び相異なる配置で図示している。図４〜８において、比較可能な構成要素は、同じ符号で表示するとともに、各個別の図面に関して繰り返し記述していない。
【００４５】
図４は、力計測セル４０を荷重受容器４８と連結した天秤形式の力計のブロック図を示している。力計測セル４０の測定信号は、アナログ部分４１とデジタル部分４２とを備えた電子測定部によって処理され、その結果値がコンピュータユニット４３内で作り出されている。測定信号の結果値は、出力ユニット４５によって荷重の重量値として表示される。結果値は、ハードウェア又はソフトウェアによるインタフェースとすることができるインタフェース接続部４４を介して、更なる活用に向けて転送するか、或いは結果値が天秤の更なる対応措置を起動することもできる。高周波電磁界が存在する場合、そのような電磁界を特徴付けるパラメータを電子処理モジュール４７によって測定するために、高周波電磁界を検出する役割を果たす一つ以上のセンサー４６を筐体１２０の外側に配備することができる。測定され、コンピュータユニット４３に伝送されるパラメータ値は、特に、電磁界の強度及び／又は周波数の値である。ここで、予め定義することが可能であり、コンピュータユニット４３のメモリユニット内に保存されている閾値は、特に、比較可能な周波数における電磁界強度と比較されて、閾値を超える場合には、天秤のそれに対応する措置が起動され、その対応措置としては、測定の繰り返し、警報の起動、測定プロセスの中断及び／又は停止、操作準備完了表示器の停止、及び値と時間値の両方のメモリユニットのログファイルへの保存の中の一つ以上を実施することができる。
【００４６】
図５も、図４と同様のブロック図で天秤を図示している。筐体１２０内には、高周波電磁界を検出する役割を果たす一つ以上のセンサー１４６が配置されており、存在する高周波電磁界を特徴付けるパラメータ、特に、電磁界強度の値が、電子処理モジュール１４７によって求められている。このようにして求めたパラメータ値は、コンピュータユニット４３に伝送される。この値は、周波数又は周波数帯域の関数として求めることができる。予め定義して、コンピュータユニット４３のメモリユニット内に保存することが可能な閾値は、電磁界強度と比較され、閾値を超えて逸脱していることが発見された場合、天秤のそれに対応する措置が前述通り起動される。
【００４７】
図６のブロック図で図示されている実施形態では、高周波電磁界を検出する役割を果たすセンサー５６の機能は、誘導結合及び／又は容量結合により、或いはアンテナを用いて力計測セル４０の測定信号から高周波信号をタップオフすることによって実現されており、タップオフされた信号は、電子処理モジュール５７を介してコンピュータユニット４３に転送される。実際の測定信号に重畳している、この種の高周波信号は、場合によっては内部空間内に存在して、外部から天秤に過度の、そのため有害な影響を及ぼす可能性の有る高周波電磁界の指標とすることができる。
【００４８】
高周波信号のタップオフは、図７のブロック図で図示されている通り、アナログ電子モジュール４１から行うこともできる。更に、そのような信号は、天秤の電力供給配線又は接続導線からタップオフすることもできる。
【００４９】
図８のブロック図は、更に別のセンサー、例えば、温度センサーの測定値又は力計自身の測定値との相関にもとづき、存在する高周波電磁界を特徴付けるパラメータ値が閾値から逸脱していることが内部空間内に侵入した高周波電磁界によって引き起こされている可能性が有るか否かを如何にして検査することができるかを図示している。これには、そのようなパラメータ値を可変レベルで予め定義することが可能な高周波電磁界の閾値と比較するための評価プログラム５３が必要である。天秤の適切な対応措置は、この特別な評価プログラム５３によって同様に起動することができる。
【００５０】
例えば、ヒステリシス及び／又はドリフト現象を補償するために従来技術で使用されている形式の追加的な測定センサーの設置を回避することが可能な手法として、測定結果の補正のために、少なくとも一つのセンサーによって生成される好適なセンサー信号を使用することもできる。しかし、そのような測定値の補正及び／又は誤差の補償のためのアプローチは、大いに関連するが、ここでは詳しく考察しない。
【００５１】
この明細書に示した実施形態は、この発明をただ一つの筐体内にただ一つの力計測セルを配置することに限定するような意味に解釈すべきではない。当業者には容易に理解される通り、この発明は、一つの筐体内に少なくとも二つの重量計測セルを有する構成にも等しく適用可能である。更に、測定を各警報信号と組み合わせる手法は、この発明の課題と無関係である。掲示又は警報は、リアルタイムに、即ち、各測定時に発生させることができるとともに、各測定とは異なる時間に発生させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】電磁力平衡方式にもとづく力計測セルを側方から見た原理図
【図２】内部空間を有する筐体と筐体内に配置された力計測セルとを備え、この発明による方法を実施するために動作可能な少なくとも一つのセンサーが内部空間内に有る、天秤形式の力計の模式的な断面図
【図３】内部空間を有する筐体と筐体内に配置された力計測セルとを備え、接続機器を介して筐体外に配置された出力ユニットと接続された、この発明による方法を実施するために動作可能な少なくとも一つのセンサーが内部空間内に有る、貯蔵タンク用重量計測モジュール形式の力計の模式的な断面図
【図４】第一の構成による高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーを備えた力計のブロック図
【図５】第二の構成による高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーを備えた力計のブロック図
【図６】第三の構成による高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーを備えた力計のブロック図
【図７】第四の構成による高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーを備えた力計のブロック図
【図８】第五の構成による高周波電磁界を検出する役割を果たす少なくとも一つのセンサーを備えた力計のブロック図
【符号の説明】
【００５３】
１，１１    静止部分
２，１２    負荷受容部分
４    ガイド部材
５    曲げピボット
６    レバー
７    曲げ支点
８，１８    レバーのアーム
９    カプラー部材
１０，１１０，２１０    力計測セル
１３    中間部分
１４    力伝達ロッド
１５    片持ち梁
１６    永久磁石
１７    空隙
１９    コイル
２０，１２０，２２０    筐体
２１    筐体に取り付けるための支持部
２２    貫通開口部
２３    電気光学測定器
２４    高周波電磁界を検出するための広帯域センサー
３０    荷重受容器
４０    力計測セル
４１    アナログ電子モジュール
４２    デジタル電子モジュール
４３    コンピュータユニット
４４    インタフェース
４５    出力ユニット
４６，１４６    高周波電磁界を検出するためのセンサー
４７，１４７    電子処理モジュール
４８    荷重受容器
５０    センサー
５１    コンピュータユニット接続部
５２    出力接続部
５３    評価プログラム
５６，１５６    高周波信号をタップオフする形式のセンサー
５７，１５７    電子処理モジュール
６０    コンピュータユニット
６２    コンピュータユニットから出力ユニットへの接続部
７０    出力ユニットとしての役割を果たす発光ダイオード
８０，２８０    内部空間
１００，２００    力計
２０２    送信機
２０３    測定変換器
２０４    セグメントカプラー
２０５    バスシステム
２０６    コンピュータユニット／メインコンピュータ
２０７    出力ユニット／メインコンピュータ出力ユニット
２０８    オペレーティングプログラム
２３０    コンテナの脚部
２３１    土台
２５０    電磁放射線用のセンサー
２５１    電磁放射線用の更に別のセンサー
２５２    有線接続部
２５３    無線接続部
２５４    重量計測信号接続部
２９０    温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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