专利名称：检测砝码以及使其可追踪的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于计量学领域，涉及用于检测天平以及检测或测量其它砝码的砝码。
背景技术：
高灵敏度天平，特别是例如微量天平和超微量天平、分析天平或精密天平，会受到影响因素的影响，经过一段时间后影响因素会导致测量偏差。因此这种天平必须依照正规标准被检测以保证其产生准确的称量结果。这种检测，是在规定机构内进行的所谓例行检 查，特别对于用于药理学、生物工艺学和食品工艺学领域的天平，检查是官方要求的，并且记录在FDA (食品与药品局，U.S.健康与人类服务部)规程里。但是，天平的制造商也向他们的顾客推荐用于商业应用的天平被定期检测。利用具有明确标称值的检测砝码以确定偏差。根据规范标准，例如由国际法制计量组织(OIML, Organisation Internationale de Metrologie LSgale)出版的国际公认的规则R111，这些种类的检测砝码具有公差限，实际重量值必须在与标称重量值相关的所述公差限内。在这个公差系统下，所述砝码依据不同的精度要求被分成不同的砝码等级。例如，在El级(最高准确度等级)的一毫克砝码的公差限为±0. 003mg，而在Ml级(可应用于一毫克砝码的最低准确度等级)公差限为±0. 2mg。检测砝码，作为用在本文中的术语，应当理解为包括用于检测和/或校准和/或证明特别在规定控制的范围内的天平或砝码的所有种类的砝码。这些检测砝码有时也被称为校验砝码或校准砝码。检测砝码可以由一块实心的或几部分的材料制成。单块的检测砝码由一块材料制成，而由更多部分组成的检测砝码其中有一空腔，在空腔中填充所谓调整材料使其上升到达到标称重量的点，然后空腔被封闭。然而，应当注意的是，依据0ML，由多部分组成的检测砝码在最高准确度等级内是不被允许的。由于检测砝码的实际重量值会随着时间由于磨损而改变，当这些砝码被用来检测天平时，这也会造成称量结果或工业过程超出其公差限的后果。因此必须确定在任何给定情况下检测砝码公差都被满足。为实现这个目的，检测砝码自身被定期地对照其它检测砝码(称为校验标准)进行检测。这样的校验检测的时间间隔是依照砝码各自的准确度等级，或根据应用范围和特别的应用环境。对每个单个检测砝码，应要求发放凭证，其说明在特定时间的实际重量值、标称重量值、与给定等级限制相关的准确度等级，以及校准ID号码和校准凭证号码。每次另一校验检测，称为再校准，在之后的日期进行，发放新的凭证，其中新的凭证号码被分配给同一砝码，但同一校准ID号码仍然分配给所述砝码。检测砝码或具有不同重量值的检测砝码组被贮藏在专用的砝码容器盒中，为了分类及之后在其应用的地点为了用户的贮藏。在这样的容器盒中，为每个砝码种类准备有合适尺寸的座槽，那么例如100克的砝码只能被恰好适合地置于100克砝码的凹槽内，但不能放进50克砝码的凹槽内，同时其不能完全填充200克砝码的凹槽，因此砝码和凹槽之间的关联根据尺寸是可能的。单个砝码件的凭证被置于这些容器盒中，因此原则上在凭证和检测砝码之间建立了联系。这通常是明显的，通过贴在容器盒上的标签，在标签上印有校准ID号码，以及另一个标签，在其上印有凭证号码。由于在进行前述的例行检查的过程中对砝码的手动操作，使得砝码件和与其结合的凭证和/或其校准ID号码之间的连接很容易丢失。这会发生在例如假设将对适于400g的天平证明或校准，并且假设为达到此目的——由于目前没有可用的400g砝码——利用一个200g砝码件和2个IOOg砝码件代替。不管所述两个IOOg砝码件是否贮藏在同一个容器盒内或来自于两个不同的容器盒，可能会在此过程中发生操作错误，导致所述两个IOOg砝码件的混淆。结果便是在凭证和砝码件之间的错误匹配，这甚至无法被有效地检查，因此 这种错误保持不被发现。此方法存在的问题是没有确定的关联将凭证结合到检测砝码上，例如，结合到实际砝码件自身。因此对这些检测砝码的操作要求极度用心，以确保凭证和校准后的砝码件之间的正确匹配永久保持。尽管如此，也不能保证实现这个目标。不能排除无意中的混淆，也不能在此之后被可靠地发觉。在DE4006375A1中披露了这样的概念，在检测砝码上设置代表重量值的编码标记。这通过将重量值电子地储存在电子电路中来实现，所述电子电路容纳在砝码件本身内。这种方法存在的缺点是，在从砝码件到天平或从天平到砝码件的数据传输时必须通过电接触，而由于这些接触，砝码必须被置于确定的位置，以及特别是，要求使用专用设备，使得制造和使用成为容易出错的过程。电子数据储存也不能完全避免误差，因此，由于对检测砝码的不恰当操作或者也由于材料的疲劳导致的数据误差，以及结果由此产生的校准误差，在这种情况下也无法完全排除。此外，这种检测砝码的制造很昂贵。由于辨别标记中仅包括原始的实际值，此编码系统不提供每一个砝码件的单个辨别标记，而仅是根据重量值分级。在所述参考资料中描述的方法中单个砝码件可以被追踪，仅在输入到砝码的电子数据储存设备中的进行砝码检测的数量的最高可能性范围内，每个砝码检测均被计算直到达到所述上限。超过所述期限或关于其它原因，例如制造的地点或日期、产品批号等等，其可追踪性是不可能的。例如一旦产品批中出现制造错误，对于以这种方法识别的检测砝码来说，可能是必要的召回活动因而变得不可能。
发明内容
因此本发明的目标是对检测砝码的设计进行改进，使得砝码可永久地且独立地被追踪。上述目标通过检测砝码自身携带识别标记的概念来实现，特别是通过在砝码外表上的机器可读的识别编码标记，从而每个砝码件可以单独地被识别。此概念的优点是检测砝码可以永久地并可靠地与其凭证相匹配，并且所有的数据可以通过机器进行读取和操作，如果有要求也可以集中储存。因而可以很大程度地避免在砝码操作中的混淆，或者在其发生后可靠地侦测到。此外，例如如果发现被定级为OML的E级的检测砝码超出了公差范围，所述砝码可以被重新分配到较低准确度等级而没有任何问题。对于整体结构的以及那些由多件组装的检测砝码，这种识别系统是有利的。检测砝码由金属或由在适用的规范标准中规定的恒定材料密度的金属合金制造。将识别编码置于砝码件的外表面的优点是，附加编码和读取编码的过程可以在简单的方式下实现。在有利的实施例中，其设计为将所述识别编码利用二进制表现形式来实现，特别是数据矩阵编码或小型化的条形码。在优选的实施例中，所述识别编码包括被唯一分配到砝码件上的砝码号码。在实际的进一步发展的实施例中，识别编码包括更多的关于相应砝码件的数据，包括例如产品批号和详细日期，特别是生产日期、标记被应用的日期和/或初始校准日期。其优点是在砝码检测过程中，不连接外部数据库或内部存储介质上的数据备份也可以获得检测砝码的数据，因而使得这些过程简单化、迅速化。本发明进一步的目标是提供一种方法，通过所述方法前述的检测砝码可以被及时追踪，这通过以下步骤实现I)建立识别编码，2)将所述识别编码转换成机器可读的编码格式，以及3)将所述机器可读格式的编码作为标记或识别手段置于砝码件上。所述识别编码基本包括被唯一分配给检测砝码的砝码号码。但是，以任何其它期望的方法来设置识别编码也是能想到的。唯一基本的要求是如此建立的识别编码必须适于转换为希望的机器可读编码，其作为标记被置于砝码件上。该程序可以在生产检测砝码后立即执行，或也可以在之后的时间点执行。在生产过程范围内包括标记的优点是使每一个单个砝码件在生产过程完成时已经可识别并且因而可追踪。另一方面，在之后的时间应用标记的优点是已经在使用中的检测砝码，特别是当与其各自的凭证失去相关性时，可以在后来得到识别，使其重新可追踪。在实际中希望通过将识别编码转换为矩阵编码或小型化条形码来执行编码转换。在利用二进制表现形式的标记方法的有利的执行中，标记过程利用激光器进行。其优点是标记过程的执行可以不损失材料或最坏的情况下仅有最小程度的损失，同时标记可以永久地连接到砝码件上。已知的激光器标记过程可以由糙面精整或通过称为退火色(annealing color)的方法产生识别编码图案。适合于标记施加的其它的写刻方法，包括例如针亥IJ、蚀亥IJ、或电子束亥IJ。但除了那些这里提到的以外的更多的方法同样是可想到的。根据一种有利的进一步发展的方法，在将标记施加于检测砝码后，各自的识别编码被永久地存储在数据库中。这为系统地处理和管理所述注册的识别编码以及其标记过的砝码件的数据创造了有利的可能性。有利的是也可以将凭证数据与所述识别编码一起注册和储存在数据库中。从而单个检测砝码的凭证数据可以被自动地保持可用状态，并且按请求以简单可靠的方式被发送。当为控制砝码作出凭证时，其包括与所述识别编码的唯一关联。特别是当识别编码包括唯一地分配到所述砝码的砝码号码时，所述砝码号码也在凭证中说明。
由于检测、校准或再校准程序也可以包括对又一检测砝码和第一检测砝码作比较，特别是依据校验标准。有利的是，如果第一检测砝码的识别编码，特定的是校验标准，同样被记录在数据库中，其也会在所述凭证中说明。如此，便可达到更高级的可追踪性。凭证数据进一步包括校准ID号码，凭证号码，凭证的发行日期，检测砝码的形状和材料，进行所述砝码检测的人员身份，称量发生的条件，环境条件例如温度和大气压力，现在的重量值，还有关于所述砝码检测的统计数据。砝码件时常被再校准，较佳的实践是依据凭证数据的以年代顺序排列的次序为特定的砝码建立历史文件。根据所述历史文件，测量和/或储存的数据可以与在前的凭证的数据作比较，结果可以被进一步处理，并且如果希望，所述结果可以被用来预测将来所述砝 码仍然可用的范围。当进行例行检查时，例如利用检测砝码来检测天平，在天平的处理器中会执行一程序，以在称量检查开始之前对检测砝码的身份进行调查和确认。本发明进一步的目标是提供一系统，使得检测砝码可以在永久基础上单独地被追踪。其通过权利要求22的特征及涉及权利要求22的权利要求的实施例来实现。这些实施例的优点是，所有单独标记的砝码件可以被系统地管理和保持，特别是在中央控制下，由此可以在任何时间访问属于给定单独砝码件的所有数据。所述一个或更多处理器可以将标记编码转换回到原始识别编码并直接利用后者。所述至少一个记忆单元用于把属于相应砝码件的识别编码，以及有利地，还有进一步的注册数据(包括例如凭证数据)，保存在永久的且可追溯/可重新获取(retrievable)的存储器中。这些数据在数据库中被理想地保持可用，数据库提供集中访问和快速系统处理能力。由此，建立关于给定砝码的可追踪性的根据，这使得在检测砝码的整个使用寿命期间例如允许关于过去磨损的可追踪的评估，从而也允许对将来的推断。这可以例如包括改变再校准间隔或者当发现砝码超出其可应用公差时将其分配到更低等级的建议。从而保证对检测砝码的最高可能性的质量监督，以增加用这些检测砝码校验的天平和/或砝码的可靠度。根据所述系统的进一步有利的实施例，所述至少一个处理器装备有根据结果和/或发生的推断来发送报告的功能，例如关于校验时间间隔到期的通知。其优点是对检测砝码的监督和对其进行的测量可以由中心地点，例如通过砝码的制造商，系统地且可靠地控制。因而保证了对检测砝码的使用者关于任何需要采取的行动的直接并可靠的警告，这提高了各自测量系统的质量。
随后，将参考附图更详细地对本发明作出解释，如下附图I表示一检测砝码实例的侧视图；附图2举例说明一检测砝码实例从上面看的情况，其中根据本发明的标记形式的机器可读的识别编码被示意性地显示；附图3显示置于砝码上的矩阵类型标记的放大图；附图4是关于检测砝码的可追踪性的系统的示意性表示；以及附图5表示显示例行检查的时序的流程图。
具体实施例方式附图I显示一检测砝码I的示例。当然，检测砝码I的比例可以变换，或砝码I可以具有完全不同的形状，特别是依据标称重量值(normal weight value)。例如有最小标称值的砝码通常被设置成所谓线状砝码或金属片砝码。附图2表示一根据本发明的与图I所示的相同类型的检测砝码1，具有矩阵编码2形式的标记，矩阵编码2包括识别编码。矩阵编码2的形状和尺寸不是真实的依照比例。依据使用的标记的种类，标记的形状和尺寸可以改变。但是，在更精确的砝码等级E和F的情况下，最大尺寸由规范标准规定。标记在砝码件上的排列方法同样可改变。有利地，为了易于读取，标记被置于顶部。但是，将标记置于一些其它位置也是可以想到的，例如侧面或下面。附图3显示关于所述矩阵形式的标记2的设计实例。例如，显示的矩阵2是12X 12阵列的矩阵单元3，3’，其中两个二进制值分别通过黑色矩阵单元3和白色矩阵单元3’来表示。边界单元行4和4’在矩阵的一个角会合，边界单元行5和5’在对面的角会合，每个形成一图案使读取设备可找到所述矩阵编码并以正确的方位对其读取和解释。在箭头4，4’的方向上行进的具有统一的二进制值(黑色)的边界单元行代表所谓探测(finder)图案，而在箭头5，5’的方向上沿所述矩阵的分别相对的边界行进的具有可选择值的两个边界单元行代表所谓方位图案。探测图案4，4’用来找出所述砝码上的矩阵编码，而沿分别相对的边界的所述方位图案5，5’在编码的读取和评估中提供正确的方位。被两个边界图案4，4’和5，5’所围绕的单元代表实际的识别编码。二进制位的明暗表示可以在制造过程中实现，例如通过对一初始磨光表面应用糙面精整(matte finish)得到图中所示的黑色的矩阵单元3。也可以使用其它技术来产生二进制表示。一个例子是锯齿状的产生，例如通过针刻加工或利用激光器由表面退火实现变色，或可选择地通过蚀刻。图4表示建立根据本发明制造的检测砝码I的可追踪性的系统总体图解。装备有处理器10的读取设备6读取砝码上的标记，这里指矩阵编码2。处理器10将所述矩阵编码转换成识别编码，并将后者传送至同样装备有一个或更多处理器的计算机7。计算机7连接至数据库8，数据库8包含所有需要发布凭证9的数据。根据所述识别编码，计算机7现在能够从数据库8中检索(retrieve)要求的数据并发布凭证9。为确保每个识别编码仅被发布一次，产生标记(例如矩阵编码2)并包括例如激光器的刻写设备(此处未示出)装备有适合的软件模块。所述数据库8具有接受与所存储的识别编码相关联的进一步的数据的功能，特别是凭证所要求的数据，也有仅在之后的时间产生的数据，例如关系到所述检测砝码的再校准的数据。进一步包括允许对已经读入所述系统的矩阵编码2的误差检测的装置或措施。通过仅象征性地显示的数据连接12，数据可以从计算机7的处理器11被传送到其它处理器和/或计算机(图中未示出)或由后者接收。这些处理器可以直接连接到所述处理器11，或它们也可以是一个局域网的一部分或通过互联网可访问的。所述计算机可以安装在例如客户的位置或其它授权的计量实验室，使所述凭证数据可以传送至此。通过数据连接12，由读取设备6获得的所述识别编码可以被直接传送——例如没有在数据库8中的中、间储存一到遥远位置的处理器(未示出)。进一步的数据连结，例如到一进行校准检测的天平(未示出)，允许来自于所述检测天平的数据，例如称量结果数据，被传送到计算机7的处理器11，或来自于计算机7的数据，例如凭证数据，被传送到所述检测天平。进一步的系统结构也是可想到的。附图5中的流程图显示了利用根据本发明标记的砝码件I对天平进行检测的例行检查的时间顺序。砝码件I上的机器可读的识别编码，例如以附图2中所示的矩阵编码2的形式，在这里被用作校验和验证的目的。例如，可能用于确定所述特定的砝码件I是否与检测程序中描述的砝码件相匹配，所述检测程序可以是内部产生或外部命令程序。在天平的处理器中执行的程序控制称量检测的进行及相应地指导用户。开始后的第一步，所述砝码件I被呈送给读取设备6，读取设备6读取矩阵编码2，并对相应的识别编码与储存在计算机7内用于称量检测的数据作比较。计算机7可以是一个与天平分离设置的计算机，或者可以被合并在天平中，其可以基本上由天平的处理器构成。如果所述识别编 码与可允许的，例如注册的，砝码件I的编码数据相匹配，那么砝码检测程序被允许执行，并且所述例行检查可以继续。如果没有发现与所述识别编码相匹配的，那么砝码检测程序被中断，并发布失败信息。可以由连接于所述天平和/或计算机7的打印机产生关于所述结果的记录。在数据库8中设置连接于计算机7的相应入口也是可想到的。上述附图表示对实施例的示意性说明，其仅意味着作为示例。除在单独的砝码件上对标记的不同的布置外，不同种类的标记也是可想到的。为了使中央可追踪系统更加全面，将任何其它想要的信息项目包括在编码中也是可能的。
权利要求
1.用于重量测量仪器的计量检测砝码(1)，所述计量检测砝码(I)用于计量学领域以检测和/或校准和/或证明在规定控制的范围内的天平或砝码，所述计量检测砝码由金属或恒定材料密度的金属合金构成，且具有辨别标记，其特征是所述计量检测砝码(I)在其外表面上带有永久附加的机器可读的识别编码，标记过程的执行没有材料损失或最坏的情况下仅有最小程度的损失，所述识别编码使特定砝码件可被单独地辨认。
2.根据权利要求I的计量检测砝码(I)，其特征是所述计量检测砝码(I)是整体结构的。
3.根据权利要求I或2的计量检测砝码(I)，其特征是所述机器可读的识别编码利用二进制表现形式来实现。
4.根据权利要求I或2的检测砝码(I)，其特征是所述机器可读的识别编码被设定为矩阵编码(2)。
5.根据权利要求I或2的计量检测砝码(1)，其特征是所述机器可读的识别编码被设定为小型化的条形码。
6.根据权利要求I或2的计量检测砝码(I)，其特征是所述识别编码包括砝码号码，所述砝码号码被唯一地分配到砝码件。
7.根据权利要求6的计量检测砝码(I)，其特征是所述识别编码包括关于特定砝码件的进一步信息项目。
8.根据权利要求7的计量检测砝码(I)，其特征是所述进一步信息项目是产品批号和具体日期。
9.根据权利要求8的计量检测砝码(I)，其特征是所述具体日期是生产日期，所述标记被应用时的日期和/或初始校准的日期。
10.根据权利要求I或2的计量检测砝码(1)，所述重量测量仪器是天平。
全文摘要
本发明涉及一种用于重量测量仪器的计量检测砝码(1)，所述计量检测砝码(1)用于计量学领域以检测和/或校准和/或证明在规定控制的范围内的天平或砝码，所述计量检测砝码由金属或恒定材料密度的金属合金构成，且具有辨别标记，其特征是所述计量检测砝码(1)在其外表面上带有永久附加的机器可读的识别编码，标记过程的执行没有材料损失或最坏的情况下仅有最小程度的损失，所述识别编码使特定砝码件可被单独地辨认。
文档编号G01G21/26GK102778283SQ201210269378
公开日2012年11月14日 申请日期2008年7月4日 优先权日2007年7月6日
发明者H·J·布克哈德, H·豪斯曼, M·格罗伊特, P·冯阿里克斯, R·内特 申请人:梅特勒-托利多公开股份有限公司