JP2020018208A

JP2020018208A - サイロの管理装置

Info

Publication number: JP2020018208A
Application number: JP2018144036A
Authority: JP
Inventors: 潤勝部; Jun Katsube
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd; Satake Corp
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd; Satake Corp
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP7118353B2

Abstract

【課題】信頼性が低下することのないサイロの管理装置の提供。【解決手段】穀物を貯蔵しているサイロの管理装置１において、穀物の性状を検知する温度センサ３、水分センサ４及び臭気センサ５からなる複数種のセンサを、サイロ２の縦方向に所定間隔毎に複数設けたセンサ群と、該センサ群の検知信号に基づいてサイロ２内の穀物の品質が安全であるか否かを判断する演算手段１１ｃと、該演算手段１１ｃの判断により警報を表示する表示手段１２，１３とを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、サイロの管理装置に関し、詳しくは、粒状体として、特に、穀物の貯蔵を行うサイロにおいて、穀物の腐敗を防止するため品質の監視を行う管理装置に関する。

従来、この種の品質の監視を行う管理装置として、特許文献１に記載されたものがある。

このものは、一つまたは複数のサイロを有する貯蔵設備において、各サイロの複数の測定ポイントに温度センサを設け、該温度センサの検知信号を演算して温度とする温度演算手段と、該温度演算手段の出力の温度と穀物投入時の基準温度との温度上下量を演算する上下量演算手段と、前記温度演算手段及び上下量演算手段の両演算内容を経時的にサンプリングするための標本化手段とからなるデータ処理装置を設け、前記標本化手段でサンプリングした各サイロの複数の測定ポイントの温度を、指定したサイロ及びサンプリング時刻にしたがって表示可能にした表示装置を設けたことを特徴とする温度差による穀物サイロの管理装置としたものである。
これにより、表示装置では、各サイロの複数の測定ポイントにおける各温度データ及び温度差データを、基準温度とサンプリング時刻と一緒に表示することができ、サイロの指定又はサンプリング時刻の指定により、全てのサイロの温度状況を把握することができる。
一方、サイロ内の穀物が悪くなっていく過程においては腐敗熱が出るので、この腐敗熱によってサイロ内の温度が上昇する。この温度上昇を温度センサによって検知し確認するので、穀物の品質の劣化を防止することができる。また、直前の測定値と今回の測定値を複数回比較して同時に表示し、上昇傾向にあるものについて警報を出すことができるものである。

特許文献１にあっては、温度という一つの測定項目のみに依拠して品質管理を行っているから、温度の測定精度が悪く、バラツキがあった場合や、ノイズ等の外乱があった場合に信頼性が低下するという問題があった。

実公平６−８６８３号公報

本発明は上記問題点にかんがみ、信頼性が低下することのないサイロの管理装置を提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するため本発明は、穀物を貯蔵しているサイロの管理装置において、穀物の性状を検知するための複数種のセンサを前記サイロの縦方向に所定間隔毎に複数設けたセンサ群と、該センサ群の検知信号に基づいてサイロ内の穀物の品質が安全であるか否かを判断する演算手段と、該演算手段の判断により穀物の腐敗を回避するように警報を表示する表示手段とを備える、という技術的手段を講じた。

請求項２記載の発明は、前記穀物の性状を検知するための複数種のセンサが、穀物の温度を検出する温度センサ、穀物の水分を検出する水分センサ及び穀物の臭気を検出する臭気センサであることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記演算手段が、前記温度センサ、水分センサ及び臭気センサの検出値に基づいて安全貯蔵限界日数を算出し、実際の穀物の貯蔵経過日数が前記安全貯蔵限界日数を超えた場合に、穀物の腐敗を回避する行動を起こすよう前記表示手段に警報を表示することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記前記穀物の性状を検知するための複数種のセンサが、サイロ内の空気温度を検知する温度センサ及びサイロ外の外気温度を検知する温度センサであることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記演算手段が、前記サイロ内の空気温度を検出する温度センサ及び前記サイロ外の外気温度を検知する温度センサによりそれぞれの温度を検知し、該サイロの壁体を介したサイロ内とサイロ外との間の温度差が一定値を超えた場合に、穀物の腐敗を回避する行動を起こすよう前記表示手段に警報を表示することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、前記演算手段が、ある特定の穀物の温度センサと当該温度センサとは別の穀物の温度センサとを比較し、その温度差が一定値を超えた場合に、穀物の腐敗を回避する行動を起こすよう前記表示手段に警報を表示することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、穀物を貯蔵しているサイロの管理装置において、穀物の性状を検知するための複数種のセンサを前記サイロの縦方向に所定間隔毎に複数設けたセンサ群と、該センサ群の検知信号に基づいてサイロ内の穀物の品質が安全であるか否かを判断する演算手段と、該演算手段の判断により警報を表示する表示手段とを備えたものであり、穀物の性状を検知するために複数の測定項目（例えば、穀物温度、穀物水分、穀物の臭気値、収穫年の天候情報など）を加味して穀物の品質管理を行っているから、信頼性が向上したサイロの管理装置を提供することができる。

そして、請求項２記載のように、穀物の性状を検知するための複数種のセンサを、穀物の温度を検出する温度センサ、穀物の水分を検出する水分センサ及び穀物の臭気を検出する臭気センサで構成すると、温度の測定精度が悪く、バラツキがあった場合や、ノイズ等の外乱があった場合であっても、水分値と臭気値により補完し、信頼性の向上した精度のよい穀物の品質管理ができる。

さらに、請求項３記載の発明では、温度センサ、水分センサ及び臭気センサの検出値に基づいて安全貯蔵限界日数を算出し、信頼性の向上した精度のよい穀物の品質管理ができる。

請求項４記載乃至請求項６記載の発明によれば、サイロ内の結露異常による穀物の腐敗回避やサイロ内の腐敗熱異常による穀物の腐敗回避の警報を表示することもできる。

本発明の一実施形態の構成を示したブロック図である。演算部においてサイロ内穀物が安全であるか否かを判断するフロー図である。穀物温度及び穀物水分に加え、サイロ内の臭気値を加味して安全貯蔵限界日数を算定するマトリックス表である。

本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態の構成を示したブロック図である。図１において、符号１は穀物サイロの管理装置である。穀物サイロの管理装置１は、複数（ｎ個）に設けられた各サイロ２内の穀物温度、穀物水分及び穀物の臭気値の各項目を検知し、安全であるか否かを判別し、表示するためのものである。主として、各サイロ２内には穀物の性状を検知するセンサ類として温度センサ３、水分センサ４及び臭気センサ５が配置され、該温度センサ３、水分センサ４及び臭気センサ５からは各データを送信するためのデータ信号線６，７，８が配置される。なお、符号１４は穀物サイロ２外の外気温を検知する外気温センサであり、符号１５は外気温センサ１４のデータ信号線である。また、符号３ａは穀物が埋まっていない空気層の温度を測定する温度センサである。

そして、前記温度センサ３、水分センサ４、臭気センサ５及び外気温センサ１４は前記データ信号線６，７，８，１５を介してデータ収録装置９に接続されている。このデータ収録装置９は、センサ６，７，８，１４からのデータをインターネットを経由して後述のクラウドサーバに転送する中継ボックスのことであり、例えば、有線の有線ＬＡＮ（local area network）システム、又は無線の無線ＬＡＮシステム（無線通信を利用してデータの送受信を行うＬＡＮシステムのこと）など適宜採用することができる。
データ収録装置９は、収録したデータを記録・蓄積するためのクラウドサーバ１１にインターネット１０を介して接続される。クラウドサーバ１１には各種情報を記憶する記憶サーバ１１ａと、該記憶サーバ１１ａに記憶された各種情報を分析・解析する制御部１１ｂと、前記各種情報の活用によりサイロ内穀物が安全であるか否かを判断する演算部１１ｃなどが格納されている。また、クラウドサーバ１１は、収穫年の天候情報などをインターネット１０を介して取得することができる。この収穫年の天候情報などの気象情報は、後述の安全貯蔵限界日数の算出、外気温と空気層との温度差の判断、及び穀温センサの高温表示が正常範囲内か否かの判断の一要素として利用してもよい。

前記インターネット１０には、前記クラウドサーバ１１に記録・蓄積されたデータの閲覧・編集を行う管理者用のクライアント用コンピュータ１２と、現場において携帯して閲覧ができる閲覧用の複数のタブレット端末１３とが接続されている。前記タブレット端末１３はノート型の汎用パーソナルコンピュータであってもよい。

次に、図２を参照して前記演算部１１ｃにおいてサイロ内穀物が安全であるか否かを判断する手順を説明する。演算部１１ｃでは、穀物サイロ２に穀物を投入したとき（ステップ１）、当初の穀物の腐敗のない基準の測定項目を設定する（ステップ２）。すなわち、クラウドサーバ１１のカレンダー機能を利用して穀物の投入時の日付［Ｄ０］を記憶するとともに、穀物が腐敗していない状況として臭気センサ５を利用して穀物の投入時の臭気データ［Ｘ０］を記憶しておく。

そして、演算部１１ｃは、穀物が穀物サイロ２に投入されてから所定時間ごとに穀物サイロ２外の外気温（外気温センサ１４）と、穀物サイロ２内の穀物の水分値（水分センサ４）と、穀物の温度（温度センサ３）と、穀物の臭気（臭気センサ５）との管理データの計測が開始される。
これにより、各管理データが良好に推移していれば貯蔵を継続していくが、カビの発生や穀物の色の変化等により穀物が腐敗しそうな状況にあると、穀物の腐敗回避行動として穀物を穀物サイロ２から取出してサイロ換え（ローテーション）を行うか、穀物サイロ２を冷却する等の冷却運転を行う必要がある（図２のステップ４）。本実施形態においては、上記穀物の腐敗回避行動を行うまでに安全貯蔵限界日数による判断（図２のステップＳ５）、外気温と空気層温度との温度差による判断（図２のステップＳ６）及び穀温センサの高温表示が正常範囲内か否かの判断（図２のステップＳ７）の三つの判断基準を備えた点が特徴点となっている。以下、それぞれの判断基準について説明する。

（安全貯蔵限界日数）
安全貯蔵限界日数とは（図２のステップＳ５）、その期間内であれば穀物を貯蔵していても腐敗等の問題は生じない日数のことであり、この安全貯蔵限界日数を越えてしまうと、腐敗等の問題が発生する可能性がある。従来、安全貯蔵限界日数は、穀物温度および穀物水分の二つの条件によって基準が設定されていた（例えば、農業施設第５巻第１号（1975.02）、鋼製サイロによる穀物貯蔵に関する基礎的研究（Ｉ）−穀物の温度および水分とその変敗について-を参照のこと。）。本実施形態の安全貯蔵限界日数の算出は、穀物温度、穀物水分および臭気値の三つの条件によって日数が算出される（図２のステップＳ８）。

以下、日数の算出について図３を参照して説明する。図３は穀物温度及び穀物水分に加え、サイロ内の臭気値を加味して安全貯蔵限界日数を算定するマトリックス表である。一例を示すと、穀物が完全に乾燥していて、穀物水分（（ｗ．ｂ．）％）が１５％以下である場合は、穀物温度（℃）が１３℃以下、１３〜１８℃、１８〜２３℃、２３〜２８℃および２８℃以上のどの領域であっても、２か月乃至６か月間の長期の保管が可能となることを示す（表１の※２で示す欄）。次に、穀物水分が１５〜１６％、１６〜１８％の２つの区分の縦の欄及び１８〜２０％の区分の穀物温度（℃）が１３℃以下、１３〜１８℃に該当する欄では、貯蔵期間を３０日から数日間減算した日数を貯蔵期間として

という関数で示している。このとき、（ｙ）については、

という関数が設定されている。３０という数値は安全貯蔵限界日数の最大値であり、Ｘ１は臭気センサーから取得される値であり、Ｘ２は穀物温度と臭気との関係で算出した係数である。すなわち、演算部１１ｃは、臭気センサ５から得られた、穀物の投入時の臭気値と現在の臭気値とを比較し、その比較値に変化がなければ、今後も腐敗の可能性は低いであろうと推定してＸ１に０が代入される。その結果、式２の値は０となる。よって、式１の値は３０となり、安全貯蔵限界日数の最大値が３０日であると算定される。同様に、

についても順次算出されることになる。図３の表１に示す安全貯蔵限界日数の表示は、穀物水分が１８〜２０％の区分よりも水分が高く、穀物温度が１８〜２３℃の領域よりも温度が高くなるに連れて、日数が短くなる。従って、穀物貯蔵に不利な悪い条件が重なれば、より早い段階でローテーション（サイロ替え）やサイロの冷却運転を促すような設定がなされている。

（外気温と空気層との温度差の判断（結露を起こし易いか否か））
外気温と空気層との温度差の判断とは（図２のステップＳ６）、サイロの壁体を介してサイロの内部（空気層、すなわち、サイロ内の上部で穀物で埋まっていない層）とサイロの外部との間の温度変化に伴って、サイロ内の空気の水蒸気分圧の変化に伴い、露点温度以下となり、結露を起こし易い条件であるか否かを判断することである（図２のステップＳ６）。

この結露を起こし易い条件であるか否かを判断するときは、関数

を設定するとよい。得られたＹ１の値が、所定値よりも大きければ結露を起こし易いので、ローテーション（サイロ替え）やサイロの冷却運転を促すような設定がなされる。すなわち、

であり、このときの所定値は任意の温度差を設定すればよいが、推奨値としては１５℃である。

（穀温センサの高温表示が正常範囲内か否かの判断）
穀温センサの高温表示が正常範囲内か否かの判断とは（図２のステップＳ７）、ある特定の穀温センサの高温表示の値を、周囲の穀温センサと比較し、その温度差が一定以上であれば、穀物の腐敗の可能性があるとして、ローテーション（サイロ替え）やサイロの冷却運転を促す設定である。

上記判断の関数としては、

であり、条件として、差分値のＹ２が１０℃以上の温度差があり、かつ、周囲の穀温センサが３０℃以上となれば、周囲の温度が過酷な条件であるために、演算部１１ｃは、直ちに、ローテーション（サイロ替え）やサイロの冷却運転を促し、腐敗回避行動を指示する。

以上説明したように、穀物を貯蔵しているサイロ２の管理装置１において、穀物の性状を検知するための複数種のセンサ、特に、穀物の温度を検出する温度センサ３、穀物の水分を検出する水分センサ４及び穀物の臭気を検出する臭気センサ５をサイロ２の縦方向に所定間隔毎に複数設けたセンサ群と、該センサ群の検知信号に基づいてサイロ２内の穀物の品質が安全であるか否かを判断する演算手段１１ｃと、該演算手段１１ｃの判断により警報を表示する表示手段１２，１３とを備えると、穀物の性状を検知するために複数の測定項目（例えば、穀物温度、穀物水分、穀物の臭気値、収穫年の天候情報など）を加味して穀物の品質管理を行うことができ、信頼性が向上したサイロ２の管理装置１を提供することができるようになった。

また、演算手段１１ｃが、温度センサ３、水分センサ４及び臭気センサ５の検出値に基づいて安全貯蔵限界日数を算出し、実際の穀物の貯蔵経過日数が前記安全貯蔵限界日数を超えた場合に、穀物の腐敗を回避する行動を起こすよう表示手段１２，１３に警報を表示すると、信頼性の向上した精度のよい穀物の品質管理ができる。

さらに、演算手段１１ｃは、サイロ内の結露異常による穀物の腐敗回避やサイロ内の腐敗熱異常による穀物の腐敗回避の警報を表示することもできる。

本発明は、サイロの管理装置に適用することができる。

１管理装置
２サイロ
３温度センサ
４水分センサ
５臭気センサ
６データ信号線
７データ信号線
８データ信号線
９データ収録装置
１０インターネット
１１クラウドサーバ
１１ａ記億サーバ
１１ｂ制御部
１１ｃ演算部
１２クライアント用コンピュータ
１３タブレット端末
１４外気温センサ
１５データ信号線

Claims

穀物を貯蔵しているサイロの管理装置において、
穀物の性状を検知するための複数種のセンサを前記サイロの縦方向に所定間隔毎に複数設けたセンサ群と、該センサ群の検知信号に基づいてサイロ内の穀物の品質が安全であるか否かを判断する演算手段と、該演算手段の判断により警報を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするサイロの管理装置。
前記穀物の性状を検知するための複数種のセンサが、穀物の温度を検出する温度センサ、穀物の水分を検出する水分センサ及び穀物の臭気を検出する臭気センサである請求項１記載のサイロの管理装置。
前記演算手段は、前記温度センサ、水分センサ及び臭気センサの検出値に基づいて安全貯蔵限界日数を算出し、実際の穀物の貯蔵経過日数が前記安全貯蔵限界日数を超えた場合に、穀物の腐敗を回避する行動を起こすよう前記表示手段に警報を表示してなる請求項２記載のサイロの管理装置。
前記前記穀物の性状を検知するための複数種のセンサが、さらに、サイロ内の空気温度を検知する温度センサ及びサイロ外の外気温度を検知する温度センサを備えている請求項２記載のサイロの管理装置。
前記演算手段は、前記サイロ内の空気温度と前記サイロ外の外気温度とを検知し、該サイロの壁体を介したサイロ内とサイロ外との間の温度差が一定値を超えた場合に、穀物の腐敗を回避する行動を起こすよう前記表示手段に警報を表示してなる請求項４記載のサイロの管理装置。
前記演算手段は、ある特定の穀物の温度センサと当該温度センサとは別の穀物の温度センサとを比較し、その温度差が一定値を超えた場合に、穀物の腐敗を回避する行動を起こすよう前記表示手段に警報を表示してなる請求項２記載のサイロの管理装置。