人人都能快速、精准称量的电子天平

电子天平是研发与品控领域的关键设备。2018 年，岛津天平事业迎来百年华诞。为实现电子天平技术革新，我们开启了全新挑战。

蓄力沉淀期

故事始于 2013 年初。分析测试事业部天平 BU 天平小组的滨本弘，因客户反馈与公司十年前推出的电子天平产生了交集。

“称量时间能不能再缩短一些？”

滨本为制药企业客户的诉求倍感困扰。客户反馈称试样称量耗时过长，从放置试样到读取数值约需 7 秒。称量速度由设备结构特性决定，该机型上市时因速度远超上代产品而广受好评。但时代需求不断升级，抱怨称量速度慢的客户日益增多。例如新药研发初期，需要制备成百上千个样品，以穷尽所有研发可能性。称量一种合成材料需等待 7 秒，一万种样品便需 7 万秒，两万种则需 14 万秒，累计等待时间接近两天。客户感叹时间太长也不是没有道理。

电子天平与实验室常用的双盘机械天平同理，均基于杠杆原理实现称量。区别在于，电子天平无需砝码，而是依靠电磁力平衡试样重量。通过调节托盘下方线圈的电流，使电流大小与试样重量成正比以维持平衡；检测该电流值并换算为质量数值。2003 年，滨本主导开发的产品可实现 0.1 毫克的超微量称量。

但电子天平存在核心难题：内部电路产生的噪声会干扰电流–数值转换传感器，降低称量速度与精度。因此试样放置后，需等待机构稳定才能完成称量。岛津并未止步于此。自 2003 年上市后持续优化，2008 年，刚入职一年的藤田耕介正式启动降噪改良工作。他逐一检测每颗 IC 的微弱噪声，工作枯燥繁琐，需不断匹配电路板兼容性，组装低噪声样机。

“我将不同特性、不同材质的元器件组合搭配，反复测试摸索。即便能总结规律，仍需极强的毅力坚持。”（藤田耕介）

藤田的坚持在 2013 年 10 月迎来突破，成功研发出可显著降低噪声的电路方案。为高稳定性、高响应速度的新型号开发奠定关键基础。项目获岛津基础技术研究所支持，通过精准识别微量质量变化与外部干扰的数据处理技术，显著提升响应速度。

以称量性能为核心

团队在攻关核心技术的同时同步开展市场调研，发现客户对静电防护有强烈需求。新药研发一线除速度诉求外，还需以 0.1 毫克为单位精准控制化合物质量。称量盘及周边产生的微量静电不可见，却会导致样品吸附残留，即便极微量也会严重影响实验。此外，样品掉落时可能飞溅，或因静电产生火花。同时，静电会吸附称量盘，导致数值波动，其影响比噪声更为严重。以往需单独购买离子发生器除静电，新型号成功将离子发生器集成于天平机身。

岛津天平的核心定位

与此同时，汽车、食品等品控领域客户，对天平的操作便捷性提出诸多建议。显示器图标繁多，难以直观理解含义。电子天平支持克、毫克、百分比等单位切换，客户反馈误切单位后不知如何还原。大量现场操作人员不熟悉复杂操作，面向研发专家设计的界面对普通用户不够友好。

开发团队结合行业需求，开展规格方案研讨。最终确定核心方针：以快速精准称量 + 文字提示简化操作为优先目标。“我们曾考虑搭载触摸屏提升直观性，但会导致成本上升。”权衡有限资源后，我们确定方向：保障基础易用性，拓展性能功能，让用户无需说明书即可快速精准称量，这便是岛津的方案。滨本弘回顾当时决策时说道。选用有机 EL 显示器也遵循这一方针。有机 EL 显示器比液晶触摸屏广视角可读性更佳，可低成本实现易用性升级。

此外，团队深入思考 “岛津天平的核心价值”，最终答案是：与分析测试仪器深度协同。岛津天平搭载配方功能，可预先存储溶液与合成物料的配制流程。用户调用配方后，屏幕会提示试样称量值与添加顺序，并支持 pH 值与目标量选择。该功能可提升液相色谱等分析前处理效率，是岛津作为综合分析仪器厂商的独特优势。

“化学合成的物料用量与步骤，对分析结果可靠性至关重要。”以往需核对物料并手动计算用量，配方功能彻底省去这一环节。即便非专业人员，也能轻松准确完成操作。（滨本弘）

智能感知，全面反馈

2016 年 7 月，历经约三年研发，新型电子天平 AP 系列正式发布，产品成熟度全面提升。试样放置到出值仅需 1.5 秒，较前代缩短 5.5 秒，数万次称量的工作负荷大幅降低。

“客户不仅对性能给予好评，也称赞各类功能让操作更便捷。”电子天平仍在持续进化。未来天平应能自主检测误差诱因并告警，支持联网，并结合 AI 与机器人技术，进一步提升用户工作效率。市场推广负责人服部康治对电子天平的未来充满期待。

我们打造岛津专属高速精准天平的探索，永不止步。

注：本文所登载被采访者所属部门、职务均为采访当时信息