(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-18
(45)【発行日】2024-12-26
(54)【発明の名称】ボディの質量を測定するための装置及び関連する方法
(51)【国際特許分類】
G01G 3/16 20060101AFI20241219BHJP
G01G 19/52 20060101ALI20241219BHJP
【FI】
G01G3/16
G01G19/52 Z
(21)【出願番号】P 2021560973
(86)(22)【出願日】2020-04-17
(86)【国際出願番号】 EP2020060810
(87)【国際公開番号】W WO2020212548
(87)【国際公開日】2020-10-22
【審査請求日】2023-03-17
(32)【優先日】2019-04-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】516299279
【氏名又は名称】エクセル インダストリー
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100108903
【氏名又は名称】中村 和広
(74)【代理人】
【識別番号】100123593
【氏名又は名称】関根 宣夫
(74)【代理人】
【識別番号】100208225
【氏名又は名称】青木 修二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100217179
【氏名又は名称】村上 智史
(72)【発明者】
【氏名】ギヨーム フーベール
(72)【発明者】
【氏名】エルベ ブロシエ-サンドル
(72)【発明者】
【氏名】エリク ジオ
【審査官】櫻井 健太
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第04579482(US,A)
【文献】米国特許第04908776(US,A)
【文献】米国特許第05736054(US,A)
【文献】特開昭62-039725(JP,A)
【文献】特開平05-286323(JP,A)
【文献】特開平08-152352(JP,A)
【文献】特開平09-061226(JP,A)
【文献】国際公開第2015/060319(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01G 1/00 - 9/00
G01G 19/00 - 23/48
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コーティングされる部品に噴霧されるコーティング粉末(P)の貯蔵器(22)の質量を測定するための装置(10)であって、
前記貯蔵器(22)が前記コーティング粉末を含有するコンテナを備え、前記装置(10)が、
支持体(20)であって、前記貯蔵器(22)が前記支持体(20)から取り外し可能であるように前記貯蔵器(22)を支持するために適した
支持面(60)を備える支持体(20)と、
前記貯蔵器(22)からの前記
コーティング粉末(P)の流を受け入れるように、かつ受け入れられた前記
コーティング粉末(P)を
前記コーティングされる部品に噴霧するように構成された噴霧器(30)と、
フレーム(15)
であって、前記支持体(20)が前記フレーム(15)に対して可動であるように、前記支持体(20)が1つ又は複数のダンパー(70)によって前記フレーム(15)に接続されている、フレーム(15)と、
前記フレーム(15)に対して前記支持体(20)を振動させるように構成されたアクチュエータ(25)と、前記支持体(20)の振動の間に、前記支持体(20)の加速度の値を測定するように構成された加速度計(35)と、前記加速度計(35)によって測定された加速度の値から前記フレーム(15)に対する前記支持体(20)の速さの値を計算するように、かつ前記計算された速さの値から前記貯蔵器(22)の前記質量を推定するように構成された電気制御モジュール(40)とを備える、装置(10)。
【請求項2】
前記制御モジュール(40)が、前記計算された速さの値から前記フレーム(15)に対する前記支持体(20)の振動周波数を決定するように、かつ決定された振動周波数から前記貯蔵器(22)の前記質量を推定するために構成されている、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記制御モジュール(40)が、前記決定された振動周波数を少なくとも1つの第一の所定の閾値と比較するように、かつ比較に応じて前記貯蔵器(22)の前記質量を推定するように構成されている、請求項2に記載の装置。
【請求項4】
前記制御モジュール(40)が、前記周波数が前記少なくとも1つの第一の閾値以上であるときに、前記装置(10)の使用者に向けた信号を生成するように構成されている、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記制御モジュール(40)が、前記決定された振動周波数を複数の第一の所定の閾値と比較するように、かつそれぞれの比較に応じて前記貯蔵器(22)の前記質量を推定するように構成されている、請求項4に記載の装置。
【請求項6】
前記制御モジュール(40)が、前記計算された速さの値のフーリエ変換の係数の値を計算するように、かつ計算された係数の値から前記振動周波数を決定するように構成されている、請求項2~5のいずれか1項に記載の装置。
【請求項7】
前記制御モジュール(40)が、
前記計算された速さの値に周波数バンドパスフィルタリングを適用するように、
フィルタリングされた速さの値のフーリエ変換の係数の値を計算するように、
それぞれの計算された係数の値の絶対値を第二の所定の閾値と比較するように、かつ
比較の結果に基づいて、前記質量を推定するように構成されている、請求項
2に記載の装置。
【請求項8】
前記制御モジュール(40)が、使用者への信号を生成するように構成されている、請求項7に記載の装置。
【請求項9】
前記アクチュエータ(25)が、前記アクチュエータ(25)が前記支持体(20)を振動させているときに、前記フレーム(15)に対して
単一の方向(D1)で前記支持体(20)を運動させるように構成されていて、前記加速度計(35)が、前記
単一の方向(D1)の前記支持体(20)の加速度の値を測定するように構成されている、請求項1~
5のいずれか1項に記載の装置。
【請求項10】
前記噴霧器(30)が、前記噴霧器(30)と前記コーティングされる部品との間に電位差をかけるように構成された静電噴霧器である、請求項1~5のいずれか1項に記載の装置。
【請求項11】
前記フレーム(15)が、使用者が前記装置(10)を移動するためのシャーシ(50)、ホイール(55)及び把持要素(60)を備える、請求項1~5のいずれか1項に記載の装置。
【請求項12】
コーティングされる部品に噴霧されるコーティング粉末(P)の貯蔵器(22)の質量を測定する方法であって、
前記貯蔵器(22)が前記コーティング粉末(P)を含有するコンテナを備え、前記方法が、請求項1~5のいずれか1項に記載の測定装置(10)によって行われ、
前記アクチュエータ(25)による、前記フレーム(15)に対する前記支持体(20)の振動工程(200)、
振動の間の前記支持体(20)の加速度の値の測定工程(230)、
前記測定された加速度の値からの、前記フレーム(15)に対する前記支持体(20)の速さの値の計算工程(240)、及び
前記電気制御モジュール(40)による、前記計算された速さの値からの、前記貯蔵器(22)の前記質量の推定工程(250)を含む、方法。
【請求項13】
コーティングされる部品に噴霧されるコーティング粉末(P)を噴霧する方法であって、
前記貯蔵器(22)が前記コーティング粉末(P)を含有するコンテナを備え、前記方法が、請求項1~5のいずれか1項に記載の装置(10)によって行われ、
前記貯蔵器(22)から前記噴霧器(30)への前記
コーティング粉末(P)の循環工程(210)、
前記噴霧器(30)による、受け入れられた前記
コーティング粉末(P)の噴霧工程(220)、及び
請求項
12に記載の貯蔵器(22)の質量を測定するための方法(150)の実行工程を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボディの質量を測定するための装置に関するものである。さらに、本発明は、関連する測定方法並びに関連する製品を噴霧するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
多くの適用において、振動運動を受けるボディの質量を測定することが望ましい場合がある。
【0003】
例えば、製品、特にコーティング製品を噴霧するための設備は、一般に、製品を、例えば被覆される1つ又は複数の部品に噴霧することが意図される噴霧器、並びに1つ又は複数の管によって噴霧器に接続された、製品の貯蔵器を備える。このような設備は、特に、流体の形態で、例えば液体又は粉末の形態で、これらの製品を噴霧するために使用される。
【0004】
幾つかの場合において、このようにして噴霧される製品は、それほど流動性ではなく、貯蔵器中で、あまり均一にならない傾向がある。例えば、幾つかの非常に粘性のある液体又は粉末は、貯蔵器を出てスプレーされた製品によって解放された空間を直ちには充填しない傾向がある。従って、吸引された製品が、貯蔵器の残部からの製品によって吸引領域に再配置されないでいるため、貯蔵器が空ではないけれども、製品を吸引して噴霧器に導く管の端部が、空の領域によって少なくとも部分的に囲まれて見られることがあり得る。次いで、噴霧速度の望まれない変化が起こり、これは、噴霧される製品による噴霧器への供給の中断まで進展する場合がある。
【0005】
このような現象が起こるのを回避するために、噴霧の間に貯蔵器を機械的に振動させて、貯蔵器中の製品の運動を促進し、それによって、その均一性を促進する慣行が知られている。従って、噴霧器への噴霧される噴霧製品の供給は、変動を防止されるか、又はさらに、中断されることを防止される。このような振動は、特に粉末噴霧設備のために使用される。
【0006】
さらに、設備の操作者が、仕事の有効性を促進するために、貯蔵器中に残存する製品の量を容易に見積もることができること、及びとりわけ貯蔵器を良好な時間で充填して、噴霧される製品による噴霧器への供給の別の予期しない中断を回避することができることが望ましい。この目的のために、流体、特に粉末を噴霧するための設備は、貯蔵器の質量を、及びそれによって残存する製品の量を評価することを可能とする秤を備えることが知られている。
【0007】
他の場合において、設備は、製品が、例えば農業食料又は化学製品が、例えば、これらの製品から変形される製品の調製に関して、又はコンテナから設備の別の部分への製品流動を促進するために、撹拌されるコンテナを備える。
【0008】
1つ又は複数の他の設備を粉末によって自動的に供給することができる粉末分配ユニットは、振動を受ける設備の別の例であり、それについてボディの質量、ここでは残存する粉末の量が測定されなければならない。
【0009】
しかし、振動するボディの質量の測定は、ボディが受ける機械的な振動によって非常に不正確となる。例えば、ばね又は他の付勢要素に対するボディの重さの作用によって引き起こされる変位の測定から質量が決定されるとき、振動は、その変位の値を連続的に変化させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
従って、従来技術の測定装置よりも正確である、振動するボディの質量を測定するための装置のための要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この目的のために、ボディの質量を測定するための装置であって、ボディを支持するために適した支持体と、フレームと、フレームに対して支持体を振動させるように設計されたアクチュエータとを備え、支持体の振動についての支持体の加速度の値を測定するように設計された加速度計と、測定された加速度の値からボディの質量を推定するように設計された電気制御モジュールとを備える装置が提案される。
【0012】
特定の実施態様によれば、装置は、1つ又は複数の以下の特徴を含み、分離して、又は任意の技術的に可能な組み合わせで採用する。
制御モジュールが、測定された加速度の値からフレームに対する支持体の速さの値を計算するように、かつ計算された速さの値からボディの質量を推定するように設計されている。
制御モジュールが、測定された加速度の値からフレームに対する支持体の振動周波数を決定するように、かつ決定された振動周波数からボディの質量を推定するように設計されている。
制御モジュールが、計算された速さの値から振動周波数を決定するように設計されている。
制御モジュールが、決定された振動周波数を少なくとも1つの第一の所定の閾値と比較するように、かつ比較に応じてボディの質量を推定するように設計されている。
制御モジュールが、周波数が少なくとも1つの第一の閾値以上であるときに、装置の使用者に向けた信号を生成するように設計されている。
制御モジュールが、決定された振動周波数を複数の第一の所定の閾値と比較するように、かつそれぞれの比較に応じてボディの質量を推定するように設計されている。
制御モジュールが、計算された速さの値からフーリエ変換の係数の値を計算するように、かつ計算された係数の値から振動周波数を決定するように設計されている。
制御モジュールが、
計算された速さの値に周波数バンドパスフィルタリングを適用するように、
フィルタリングされた速さの値のフーリエ変換の係数の値を計算するように、
それぞれの計算された係数の値の絶対値を第二の所定の閾値と比較するように、かつ
比較の結果に基づいて、質量を推定するように、特に使用者に向けた信号を生成するように設計されている。
アクチュエータが、アクチュエータが支持体を振動させるときに、フレームに対して、ある方向で支持体を運動させるように設計されていて、加速度計が、その方向の支持体の加速度の値を測定するように設計されている。
ボディが製品の貯蔵器であり、装置が、貯蔵器からの製品の流れを受け入れ、受け入れられた製品を発射するように設計されている発射器をさらに備え、特に製品が粉末である。
【0013】
ボディの質量を測定するための方法であって、ボディを支持する支持体と、フレームと、フレームに対して支持体を振動させるように設計されたアクチュエータとを備える測定装置によって行われ、
アクチュエータによる、フレームに対する支持体の振動工程、
振動工程の間の支持体の加速度の値の測定工程、及び
電気制御モジュールによる、測定された加速度の値からのボディの質量の推定工程を含む方法もまた提案される。
【0014】
製品を噴霧する方法であって、上で規定されるとおりの装置によって行われ、支持体が製品の貯蔵器を支持し、製品が特に粉末であり、
貯蔵器から噴霧器への製品の循環工程、
噴霧器による、受け入れられた製品の発射工程、及び
上で規定されるとおりの、ボディの質量を測定するための方法の実行工程であって、ボディが製品の貯蔵器である実行工程
を含む方法もまた提案される。
【0015】
本発明の特徴及び利点は、単に非限定的な例によって与えられる、かつ添付の図面を参照してされる次の説明を読むことで明確になる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図2】
図1の装置によって行われる製品噴霧方法の工程のフローチャートである。
【
図3】
図2の方法の間に測定された周波数スペクトルの例である。
【
図4】
図2の方法の間に測定された周波数スペクトルの第二の例である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
ボディ22の質量を測定するための装置10の第一の例が、
図1に示されている。
【0018】
装置は、フレーム15と、ボディ22を支持するように設計された支持体20と、アクチュエータ25と、加速度計35と、制御モジュール40と、指示器45とを備える。
【0019】
装置10は、装置10が製品Pを噴霧するための装置である場合で、下で説明される。この場合において、噴霧装置10は噴霧器30をさらに備える。加えて、ボディ22は、例えば製品Pの貯蔵器である。
【0020】
装置10が製品Pを噴霧するための装置ではない装置10の変形も可能であることに注意すべきである。この場合において、装置10は噴霧器30を備えていない。
【0021】
発射装置10は、製品Pを、特に塗料又はニスなどのコーティング製品を噴霧するように設計されている。
【0022】
製品Pは、例えば粉末形態である。例えば、製品Pは、部品が粉末の層とともに加熱されるときに、溶融されて、部品の表面にコーティング製品の層を形成することができる粉末形態のコーティング製品である。
【0023】
例えば、フレーム15は、支持体20、ボディ22、アクチュエータ25、制御モジュール40及び指示器45を支持するように設計されている。しかし、支持体20、ボディ22、アクチュエータ25、制御モジュール40及び指示器45のうち少なくとも1つの要素がフレーム15によって支持されていない実施態様もまたあり得る。
【0024】
例えば、フレーム15は、使用者が装置10を移動することを可能とするために適したシャーシ50、特に金属、及びホイール55、並びに把持要素60、特にハンドル、を備える。
【0025】
変形として、フレーム15は固定フレーム、例えばコンクリートスラブ又は任意の他の種類の固定フレームである。
【0026】
支持体20は、ボディ22を支持するように設計されている。従って、フレーム15は、支持体20を介してボディ22を支持する。
【0027】
支持体20は、例えば金属材料で作られる。変形として、支持体20は、少なくとも部分的にプラスチック材料で、例えば複合材料で作られてよい。
【0028】
支持体20は、例えば、支持面60、及び任意選択で1つ又は複数の、ウェッジとも呼ばれるシム65を備える。
【0029】
支持体20は、フレーム15に対して可動である。特に、支持体20は、静止において、かつ外部の機械圧力なしでは、フレーム15に対する平衡の位置に従い、アクチュエータ25によって、平衡の位置とは異なる少なくとも1つの位置に向かって運動させられるように設計されている。
【0030】
支持体20は、例えば、特にエラストマー性材料で作られる1つ又は複数のダンパー70によって、フレーム15に接続される。それぞれのダンパー70は、例えば、フレーム15と支持体20との間に鉛直方向に挿入される。この場合において、ダンパー70の変形は、フレーム15に対する支持体20の相対的な運動を可能とする。
【0031】
変形として、支持体20は、ダンパー70を介して、フレーム15から吊られてよい。別の変形によれば、支持体20は、ピボット接続を介して、又はフレーム15に対する支持体20の相対的な運動を可能とする別の種類の機械的接続によって、フレーム15に取り付けられる。
【0032】
支持面60は、ボディ22を支持するように設けられる。
【0033】
支持面60は、例えば平らである。
【0034】
示されている例によれば、装置10が運転しているとき、支持面60は、水平に対して10度(°)以上の角を形成する。例えば、支持面60に垂直である法線方向Dは、鉛直方向Zに対して10°以上の角を形成する。
【0035】
特に、法線方向Dと鉛直方向Zとの間の角は、85度(°)~95°である。
【0036】
変形として、支持面60は水平面であってよい。
【0037】
シム65は、ボディ22が支持面60によって支持される位置から、ボディ22が支持面60によって支持されない位置への、ボディ22の移動を妨げるように設計されている。特に、それぞれのシム65は支持面60の外周に配置され、支持面60からの突起を形成する。例えば、それぞれのシム65は、支持面60が水平に対して、ある角を形成するとき、支持面60の下端部に配置される。この場合において、それぞれのシム65は、重力の影響のもとで、ボディ22が支持面60から落下することを防止することができる。
【0038】
ボディ22は、支持体20によって支持されている。
【0039】
ボディ22は、特に、支持体20から取り外し可能である。例えば、ボディ22は、支持面60に配置されてよい。
【0040】
変形として、ボディ22は、支持体20に固定されてよい。例えば、ボディ22は、例えばフックによって、支持体20から吊られるか、又はそうでなければ、スナップ嵌めによって支持体20に固定されることができる。
【0041】
別の変形によれば、ボディ22は、支持体20と一体であってよい。
【0042】
支持体20とボディ22とは、多くの形態をとり得ることに注意すべきである。
【0043】
ボディ22の質量は、例えば0キログラム(kg)~25kgであり得る。
【0044】
装置10が製品Pを噴霧する装置であるとき、ボディ22は製品Pの貯蔵器である。言い換えれば、ボディ22は製品Pを含有する。ボディ22は、例えば、バレル、箱又はさらにボトルなどのコンテナである。ボディ22が支持体20と一体であるとき、ボディ22は、支持体20の中空部分によって形成され、それは製品Pで充填されることが意図される。
【0045】
アクチュエータ25は、フレーム15に対して支持体20を振動させるように設計されている。特に、アクチュエータ25は、支持体20と、支持体20によって支持されているボディ22とを、このボディが存在するときに、一緒に振動させるように設計されている。
【0046】
特に、用語「振動」は、フレーム15に対する、周期性の又は疑似周期性の支持体20の運動を意味すると理解される。言い換えれば、振動は揺動である。振動は、例えば0ヘルツ(Hz)~100Hz、特に40Hz~60Hzの第一の時間周波数を有する。
【0047】
アクチュエータ25は、第二の周波数を有する周期性の力を支持体20に及ぼすように設計されている。力は、フレーム15に対して支持体20を運動させる傾向がある。
【0048】
第二の周波数は、例えば10ヘルツ(Hz)~100Hz、特に40Hz~60Hzである。
【0049】
第二の周波数は、第一の周波数とは異なってもよいことに注意すべきである。特に、支持体20の及びボディ22の慣性のために、第二の周波数を有する、アクチュエータ25によって及ぼされる力は、第二の周波数とは異なる第一の周波数で、支持体20の及びボディ22の振動をもたらす。第一の周波数は、特に、支持体20、ボディ22並びに支持体20及びボディ22と一体である要素、例えば
図1に示される実施態様におけるアクチュエータ25、によって形成される組立品の自然周波数である。
【0050】
物体又は物体の組の自然周波数は、特に、物体又は物体の組が外部の束縛なしに自然に振動することができる周波数である。例えば、物体又は物体の組が平衡の位置から移動されて、次いで、この初期の変位によってもたらされたエネルギーを消費するまで、自由に運動するままにされる場合、物体又は物体の組は、最終的にその静的平衡の位置に戻るまで、その自然周波数のうち1つで、その平衡の位置に対する疑似周期性の運動を必然的に行う。
【0051】
物体又は物体の組は、特に異なる運動に対応する複数の自然周波数を有する場合がある。
【0052】
第一の周波数は、一般に、自然周波数と同様に、支持体20の及びボディ22の質量の関数である。
【0053】
例えば、振動の間の支持体20の運動は、鉛直方向Zに垂直な平面における運動である。変形として、運動は、鉛直方向Zの運動であってよい。
【0054】
アクチュエータ25は、例えば支持体20と一体であってよく、特に支持体20によって支持されてよく、特に支持体20から吊られてよい。
【0055】
アクチュエータ25は、例えば、モーター75、特に電気モーター、シャフト80及びバラスト85を備える。
【0056】
モーター75は、シャフト80の軸Aに対してシャフト80を回転させるように設計されている。例えば、モーター75は、10Hz~100Hz、特に40Hz~60Hzの周波数で、シャフト80の軸Aに対してシャフト80を回転させるように設計されている。
【0057】
バラスト85は、シャフト80に取り付けられている。
【0058】
バラスト85は重心を有する。軸Aと重心との距離は、0より確かに大きい。例えば、その距離は5ミリメートル(mm)~500mmであってよい。
【0059】
従って、シャフト80の回転の間に、バラスト85の重心は移動される。言い換えれば、バラストは、シャフト80の回転の間に、不平衡を形成する。次いで、アクチュエータ25を振動させる、従って支持体20もまた振動させる傾向の力が現れる。
【0060】
代わりに、アクチュエータ25は、フレーム15と支持体20との間に挿入されてよく、フレーム15に、及び支持体20に、フレーム15に対して支持体20を振動させる傾向の周期性の力を及ぼすように設計されてよい。
【0061】
噴霧器30は、ボディ22からの製品Pの流れを受け入れるように、かつ例えば使用者が製品Pで被覆しようとする部分に製品Pを発射するように設計されている。
【0062】
噴霧器30は、例えば、噴霧器30と被覆される部分との間に電位差をかけることを可能とする静電噴霧器であってよい。
【0063】
噴霧器30は、例えば、管90によってボディ22に接続されていてよく、管90を介して製品Pを吸引するように設計されてよい。
【0064】
加速度計35は、キャリア20の加速度の値を測定するように設計されている。例えば、加速度計35は、支持体20と一体であってよく、加速度計35の加速度の値を測定するように設計されてよい。
【0065】
加速度計35は、例えば、35ヘルツ(Hz)~50Hzの時間測定頻度で、加速度の値を測定するように設計されてよい。特に、2つの連続する測定値に対応する2つの時点の間の時間間隔は一定である。言い換えれば、測定頻度は一定である。変形として、測定頻度は可変であってよい。
【0066】
加速度計35は、例えば、単一の方向D1の支持体20の加速度の値を測定するように設計されてよい。
【0067】
好ましくは、方向D1は、振動の間の支持体20の運動の振幅が、他の方向の支持体20の運動の振幅以上である方向である。
【0068】
特に、方向D1は、アクチュエータ25が、この方向にフレーム15に対して支持体20を運動させる傾向の力を支持体20に及ぼすように設計されている方向である。
【0069】
方向D1は、例えば、シャフト80の軸Aに垂直な方向であってよい。
【0070】
代わりに、加速度計35は、2つの別個の方向の、特に2つの互いに垂直な方向の支持体20の加速度の値を測定するように設計されてよい。例えば、加速度計35は、軸Aに垂直な2つの方向の支持体20の加速度の値を測定するように設計されてよい。
【0071】
加速度計35は、測定された加速度の値を制御モジュール40に送るように設計されている。例えば、加速度計35は、有線接続によって制御モジュール40に接続されてよく、あるいは、無線周波数波を介して制御モジュール40と通信するように設計されてよい。
【0072】
制御モジュール40は、少なくとも加速度計によって測定された加速度の値から、ボディ22の質量を、特にボディ22中の製品Pの質量を推定するように設計されている。
【0073】
例えば、制御モジュール40は、ある信号を、例えば使用者への、ボディの質量に依存する信号を生成するように設計されてよい。
【0074】
特に、制御モジュール40は、少なくとも測定された加速度の値から、第一の周波数を決定するように、かつ第一の決定された周波数から質量を推定するように設計されてよい。
【0075】
可能な変形によれば、制御モジュール40は、第一の周波数以外のパラメータから、例えば少なくとも1つの加速度の値の絶対値から、例えば、その絶対値を閾値と比較することによって、貯蔵器22の質量を推定するように設計されてよいことに注意すべきである。
【0076】
制御モジュール40は、例えば、計算モジュール、決定モジュール及び推定モジュールを備える。
【0077】
制御モジュール40は、特に、プロセッサ95と、ソフトウェア命令が記憶されたメモリ100とを備えるデータプロセッシングユニット92を備える。プロセッサ95によってソフトウェア命令が実行されるとき、計算モジュール、決定モジュール及び推定モジュールが形成される。
【0078】
変形として、計算モジュール、決定モジュール及び推定モジュールは、専用の集積回路の形態で、あるいはプログラム可能な論理回路の形態で製造される。
【0079】
制御モジュール40は、測定された加速度の値から支持体20の速さの値を計算するように、かつ計算された速さの値から質量を推定するように設計されている。例えば、制御モジュール40は、特に計算モジュールは、測定された加速度の値の時間積分によって速さの値を計算するように設計されてよい。
【0080】
制御モジュール40は、特に、支持体20の速さの値を計算するように、かつ計算された速さの値から第一の周波数を決定するように設計されてよい。特に、第一の周波数の決定は、決定モジュールによって行われる。
【0081】
変形として、制御モジュール40は、特に決定モジュールは、少なくとも1つの計算された速さの値の絶対値から、例えば、その絶対値の所定の閾値との比較の結果から、ボディ22の質量を推定するように設計されている。
【0082】
制御モジュール40は、特に決定モジュールは、フーリエ変換の係数の値を計算するように設計されている。例えば、フーリエ変換は、計算された速さの値のフーリエ変換である。
【0083】
変形として、フーリエ変換は、測定された加速度の値の、又はフレームに対する支持体20の変位の値のフーリエ変換であってよい。特に、変位の値は、平衡の位置からの支持体20の距離の値である。例えば、変位の値は、制御モジュール40によって、測定された加速度の値から、特に計算された速さの値の時間積分によって計算される。
【0084】
制御モジュール40は、例えば、高速フーリエ変換によって係数の値を計算するように設計されてよい。しばしば頭字語FFTといわれる高速フーリエ変換は、離散フーリエ変換を計算するためのアルゴリズムである。
【0085】
制御モジュール40は、それ自体が公知である手法で、計算された係数から第一の周波数を決定するように設計されている。
【0086】
制御モジュール40は、特に推定モジュールは、例えば、第一の周波数の、少なくとも1つの所定の周波数閾値との比較に基づいて、ボディ22の質量を推定するように設計されている。特に、制御モジュール40は、第一の周波数の、複数の周波数閾値との比較に基づいて、ボディ22の質量を推定するように設計されている。
【0087】
例えば、推定モジュールは、第一の周波数を、第一の周波数閾値と、及び第一の周波数閾値より確かに大きい第二の周波数閾値と比較するように設計されてよい。
【0088】
制御モジュール40は、例えば、第一の周波数が第一の周波数閾値以上である場合に、第一の信号を生成するように設計されてよい。第一の信号は、特に、ボディ22の質量が第一の質量の値以下であることを使用者に通知することを意図された信号であってよい。
【0089】
第一の周波数閾値は、例えば47Hz~50Hzである。例えば、第一の質量の値は、特に空の貯蔵器に対応する0に等しい。
【0090】
任意選択の付加的なものとして、制御モジュール40は、第一の周波数が、確かに第一の閾値未満であり、かつ第二の閾値以上である場合に、第二の信号を生成するように設計されてよい。
【0091】
制御モジュール40によって生成されるそれぞれの信号は、特に推定モジュールによって生成される。
【0092】
第二の信号は、特に、推定された質量が、確かに第一の質量の値より大きく、かつ第二の質量の値以下であることを使用者に通知することを意図された信号である。
【0093】
第二の質量の値は、例えば25kgに等しい。
【0094】
第二の閾値は、例えば37Hz~41Hzである。
【0095】
任意選択で、制御モジュール40は、さらに、第一の周波数が、確かに第二の閾値より小さい場合に第三の信号を生成するように設計されている。第三の信号は、特に、ボディ22の質量が、第二の質量の値以上であることを使用者に通知することを意図された信号である。
【0096】
制御モジュール40は、第一の信号、第二の信号又は第三の信号を指示器45に伝えるように設計されてよい。
【0097】
例えば、制御モジュール40は、ある期間中にボディ22の質量を推定するように、かつその期間中に信号を、特に第一の信号、第二の信号又は第三の信号を使用者に送るように設計されている。
【0098】
指示器45は、制御モジュール40から受け取られた信号を、使用者が理解可能な信号に変換するように設計されている。
【0099】
例えば、指示器45は、受け取られた信号に依存する視覚的な信号を発するように設計されてよい。視覚的な信号は、例えばランプのオン又はオフであってよい。
【0100】
1つの実施態様において、指示器45は、第一の信号、第二の信号又は第三の信号が受け取られたかどうかに依存する3つのランプのうち1つを点灯するように設計されている。
【0101】
代わりに、指示器45は、受け取られた信号に基づいた聴覚的な信号を発するように設計されてよい。
【0102】
ここで、装置10によって行われるボディ22の質量の測定のための方法150の工程のフローチャートである
図2を参照して、装置10の運転が説明される。
【0103】
測定方法150は、振動工程200、測定工程230、計算工程240、推定工程250及び信号工程260を含む。
【0104】
例えば、測定工程150は、下で説明される、製品Pを噴霧するための方法に組み込まれてよい。噴霧方法は、循環工程210及び噴霧工程220をさらに含む。
【0105】
振動工程200の間に、アクチュエータ25は、フレーム15に対して、支持体20及びボディ22を振動させる。例えば、使用者は、アクチュエータ25を起動する。
【0106】
振動運動は、特に、循環工程210、噴霧工程220、測定工程230、計算工程240、推定工程250及び信号工程260の間、維持される。
【0107】
循環工程210の間、製品Pは、ボディ22から噴霧器30へと、管90中を循環する。噴霧器30によって受け入れられた製品Pは、噴霧器30によって、例えば使用者が製品Pで少なくとも部分的に被覆しようとする部分に、噴霧工程220の間に噴霧される。
【0108】
測定工程230は、加速度計35によって、支持体20の少なくとも1つの加速度の値を測定することを含む、例えば、単一の加速度の値を測定することができる。代わりに、加速度の値を、連続的な時点で、その測定頻度で測定することができる。
【0109】
測定された加速度の値は、制御モジュール40に伝えられる。
【0110】
計算工程240は、制御モジュール40による、測定された加速度の値からの速さの値の計算を含む。
【0111】
速さの値は、加速度の値を経時的に積分することによって計算される。
【0112】
推定工程250の間、制御モジュール40は、加速度の値から、特に速さの値から、ボディ22の質量を推定する。
【0113】
制御モジュール40は、特に、計算された速さの値から第一の周波数を決定し、第一の決定された周波数から質量を推定する。
【0114】
特に、制御モジュール40は、速さの値のフーリエ変換の係数の値から、第一の周波数を決定する。
【0115】
特に、制御モジュール40は、第一の周波数を、少なくとも第一の周波数閾値と、任意選択で第二の周波数閾値と比較し、少なくとも比較の結果に基づいた使用者へのメッセージを生成する。
【0116】
例えば、制御モジュール40は、比較の結果に応じた第一のメッセージ、第二のメッセージ又は第三のメッセージを生成する。
【0117】
生成されたメッセージは、信号工程260において指示器45に送られる。次いで、指示器は、制御モジュール40によって生成されたメッセージを、使用者が理解可能なメッセージに変換する。
【0118】
特に、測定工程230、計算工程240、推定工程250及び信号工程260は、この順序で、振動工程200、循環工程210及び噴霧工程220の間に繰り返される。
【0119】
本発明によって、ボディ22の質量が、従来技術の装置によって推定されるよりも、より正確に推定される。実際には、加速度の測定は、程度によっては質量測定に影響を与え得る支持体20及びボディ22の振動によって影響を受けない。
【0120】
一般に使用される質量の値並びに第一の周波数及び第二の周波数のために、装置10の運転の間にボディ22の質量が減少するときに、支持体20の運動の速さは有意に変化する。従って、速さの値からの質量の推定は、加速度の値から直接推定するより正確である。
【0121】
特に、振動周波数からの質量の推定もまた正確である。実際には、振動周波数(すなわち第一の周波数)は、ボディ22によって、及び支持体20によって形成される組立品の質量に依存し、ボディ22が製品Pによって満たされている構成と、ボディ22が空である構成との間で、有意に変化することができる。
【0122】
例えば、関連する周波数f(ヘルツ)の関数として計算された速さの値v(ミリメートル/秒)を表す周波数スペクトル300の第一の例が、
図3に示されている。スペクトル310の第一の例は、支持体20に配置され、かつ5キログラムの質量を有するボディ22に対応する。44.82Hzの周波数の周りに記録されたピーク310が存在する。第一の周波数が44.82Hzに等しいとき、ボディ22の質量は5キログラムに等しいと推測される。
【0123】
関連する周波数f(ヘルツ)の関数として計算された速さの値v(ミリメートル/秒)を表す周波数スペクトル320の第二の例が、
図4に示されている。このスペクトルの第二の例は、ボディ22を支持していない支持体20に、従ってボディ22の質量が0であることに対応する。47.87Hzの周波数の周りに記録されたピーク330が存在する。第一の周波数が47.87Hzに等しいとき、ボディ22の質量は0であると推測される。
【0124】
スペクトル300及び320の比較から分かるように、ボディ22の質量の変化は、第一の周波数の有意な変化をもたらす。
【0125】
第一の周波数を第一の周波数閾値と比較することは、ボディ22の質量を推定するための単純な方法である。第一の周波数が複数の周波数閾値と比較されるとき、質量の推定は、より正確である。
【0126】
フーリエ変換の係数の計算は、周波数を決定するための、速く、かつ効率的な手法である。
【0127】
ここで、装置10の第二の例が説明される。装置10の第一の例と同一の要素は、再度は説明されない。その差のみが強調される。
【0128】
制御モジュール40は、計算された速さの値に周波数フィルタリングを適用して、フィルタリングされた速さの値を得るように設計されている。
【0129】
フィルタリングは、例えばバンドパスフィルタリングである。代わりに、フィルタリングは、ハイパスフィルタリングであってよい。
【0130】
さらに、制御モジュール40は、フィルタリングされた速さの値から、フーリエ変換の係数の値を計算するように設計されている。
【0131】
さらに、制御モジュール40は、係数の値を係数の閾値と比較するように、かつ比較の結果に応じて質量を推定するように設計されている。
【0132】
例えば、制御モジュール40は、少なくとも1つの係数が、係数の閾値以上の絶対値を有するとき、第一の信号を生成するように設計されてよい。
【0133】
第二の例は、加速度の値の減少した処理時間を可能とする利点、及びそれによって信号を発することを速める利点を有する。従って、質量測定は、より正確である。
本発明の実施形態としては、以下の実施形態を挙げることができる。
(付記1)
ボディ(22)の質量を測定するための装置(10)であって、前記装置(10)が、前記ボディ(22)を支持するために適した支持体(20)と、フレーム(15)と、前記フレーム(15)に対して前記支持体(20)を振動させるように構成されたアクチュエータ(25)とを備え、前記装置(10)が、前記支持体(20)の振動の間に、前記支持体(20)の加速度の値を測定するように構成された加速度計(35)と、測定された加速度の値から前記ボディ(22)の前記質量を推定するように構成された電気制御モジュール(40)とを備えることを特徴とする、装置(10)。
(付記2)
前記制御モジュール(40)が、前記測定された加速度の値から前記フレーム(15)に対する前記支持体(20)の速さの値を計算するように、かつ計算された速さの値から前記ボディ(22)の前記質量を推定するように構成されている、付記1に記載の装置。
(付記3)
前記制御モジュール(40)が、前記測定された加速度の値から前記フレーム(15)に対する前記支持体(20)の振動周波数を決定するように、かつ決定された振動周波数から前記ボディ(22)の前記質量を推定するために構成されている、付記1又は2に記載の装置。
(付記4)
前記制御モジュール(40)が、前記計算された速さの値から前記振動周波数を決定するように構成されている、付記2に従属する付記3に記載の装置。
(付記5)
前記制御モジュール(40)が、前記決定された振動周波数を少なくとも1つの第一の所定の閾値と比較するように、かつ比較に応じて前記ボディ(22)の前記質量を推定するように構成されている、付記3又は4に記載の装置。
(付記6)
前記制御モジュール(40)が、前記周波数が前記少なくとも1つの第一の閾値以上であるときに、前記装置(10)の使用者に向けた信号を生成するように構成されている、付記5に記載の装置。
(付記7)
前記制御モジュール(40)が、前記決定された振動周波数を複数の第一の所定の閾値と比較するように、かつそれぞれの比較に応じて前記ボディ(22)の前記質量を推定するように構成されている、付記6に記載の装置。
(付記8)
前記制御モジュール(40)が、前記計算された速さの値のフーリエ変換の係数の値を計算するように、かつ計算された係数の値から前記振動周波数を決定するように構成されている、付記2に従属する付記3~6のいずれか1項に記載の装置。
(付記9)
前記制御モジュール(40)が、
前記計算された速さの値に周波数バンドパスフィルタリングを適用するように、
フィルタリングされた速さの値のフーリエ変換の係数の値を計算するように、
それぞれの計算された係数の値の絶対値を第二の所定の閾値と比較するように、かつ
比較の結果に基づいて、前記質量を推定するように、特に使用者への信号を生成するように構成されている、付記4に記載の装置。
(付記10)
前記アクチュエータ(25)が、前記アクチュエータ(25)が前記支持体(20)を振動させているときに、前記フレーム(15)に対して方向(D1)で前記支持体(20)を運動させるように構成されていて、前記加速度計(35)が、前記方向(D1)の前記支持体(20)の加速度の値を測定するように構成されている、付記1~9のいずれか1項に記載の装置。
(付記11)
前記ボディ(22)が製品(P)の貯蔵器であり、前記装置(10)が、前記貯蔵器(22)からの前記製品(P)の流を受け入れるように、かつ受け入れられた前記製品(P)を噴霧するように構成された噴霧器(30)をさらに備え、前記製品(P)が特に粉末である、付記1~10のいずれか1項に記載の装置。
(付記12)
ボディ(22)の質量を測定する方法であって、前記ボディ(22)を支持する支持体(20)と、フレーム(15)と、前記フレーム(15)に対して前記支持体(20)を振動させるように構成されたアクチュエータ(25)とを備える測定装置(10)によって行われ、
前記アクチュエータ(25)による、前記フレーム(15)に対する前記支持体(20)の振動工程(200)、
振動の間の前記支持体(20)の加速度の値の測定工程(230)、及び
電気制御モジュール(40)による、測定された加速度の値からの前記ボディ(22)の前記質量の推定工程(250)を含む、方法。
(付記13)
製品(P)を噴霧する方法であって、付記11に記載の装置(10)によって行われ、前記支持体(20)が前記製品(P)の貯蔵器(22)を支持し、前記製品(P)が特に粉末であり、
前記貯蔵器(22)から前記噴霧器(30)への前記製品(P)の循環工程(210)、
前記噴霧器(30)による、受け入れられた前記製品(P)の噴霧工程(220)、及び
付記12に記載のボディ(22)の質量を測定するための方法(150)の実行工程であって、前記ボディ(22)が前記製品(P)の前記貯蔵器(22)である実行工程を含む、方法。