JP2608760B2

JP2608760B2 - 穀物水分計

Info

Publication number: JP2608760B2
Application number: JP14430088A
Authority: JP
Inventors: 直人杉本
Original assignee: Shizuoka Seiki Co Ltd
Current assignee: Shizuoka Seiki Co Ltd
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JPH01312454A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は穀物水分計に関し、特に試料に混入してい
る異常粒の測定データを確実に除外し、試料の水分値を
正確に測定するものに関する。

［従来の技術］一対のロール電極間で試料を一粒づつ圧砕し、該電極
間に発生する電気抵抗値を検出し、これをデジタル信号
に変換するとともに測定データMnとして順次、メモリー
に記憶し、その測定データMnに基づいて該穀物の水分値
Mvを算出する形式の穀物水分計として、例えば特開昭63
−58244号公報に開示のものがある。

ところで、この形式の穀物水分計は、試料に正常粒
（「整粒」）状態以外の異常粒（例えば、「屑粒」）が
混入して測定データMnがバラツキ、水分値Mvの算出に誤
差が生じるという不都合を防止するために、次のような
手段を設けている。即ち、前記電極間で一粒づつ圧砕す
るときに、測定データMnと同時に圧砕時間Tcを検出し、
この圧砕時間Tcが予め設定しておいた所定の許容値以下
の場合には、そのときの測定データMnを異常粒の測定デ
ータMnとして除外し、残余の測定データMnに基づいて試
料の水分値Mvを算出し、誤差のない水分値Mvを得るよう
にしている。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、前記形式の穀物水分計を穀物乾燥機に装着
するとともに乾燥中の被乾燥穀物を試料として採取し、
得られた測定データMnに基づいて試料粒の水分値Mvを算
出し、得られた水分値Mvに基づいて穀物乾燥機の各種自
動制御を行ったところ、次のような不都合が生じた。

即ち、被乾燥穀物の水分値Mvが低減変化するに従っ
て、次第に算出した水分値Mvに誤差が生じ、このために
適正な穀物乾燥機の各種自動制御が行い得ないと云う不
都合が発生した。

そこで、その原因を究明したところ、次のことが判明
した。即ち、穀物乾燥機においては被乾燥穀物の水分値
Mvは乾燥開始から乾燥終期にかけて、その水分値Mvが大
幅（例えば、30％〜15％の範囲）に低減変化し、同時に
被乾燥穀物の粒径、粘度等も低減変化する。この被乾燥
穀物の粒径、粘度等が低減変化すると、圧砕時間Tcが変
化するために、前記圧砕時間Tcの許容範囲を所定値に固
定設定した形式の水分計においては、水分値Mvの低減変
化につれて許容範囲が適合しなくなり、測定データMn中
から異常粒の測定データMnを正確に除外することが不可
能となり、結果として前述の不都合が発生することにな
った。

［発明の目的］そこでこの発明の目的は、上記不都合が発生するのを
防止するために、測定データMnと圧砕時間データTcnと
の少なくとも１方のデータに基づいて、次回測定時の圧
砕時間Tcの許容範囲（±ΔTc）を算出するとともに、こ
の許容範囲（±ΔTc）を適宜変更して設定することによ
り、異常粒の測定データMnを確実に除外し、残余の測定
データMnに基づいて試料の水分値Mvを正確に測定するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］この目的を達成するためにこの発明の穀物水分計は、（イ）所定時間毎に採取した被乾燥穀物を試料として
一対のロール電極間で一粒づつ圧砕し、該電極間に発生
する電気抵抗値を検出し、これをデジタル信号に変換す
るとともに測定データMnとして順次、メモリーに記憶す
る測定検出手段と、（ロ）該電極間で一粒づつ圧砕したときの圧砕時間Tc
を検出し、これを前記測定データMnと対応する圧砕時間
データTcnとして順次、メモリーに記憶する圧砕時間検
出手段と、（ハ）メモリーに記憶した前記測定データMnと圧砕時
間データTcnとの少なくとも１方のデータに基づいて、
次回測定時の圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔTc）を算出す
る圧砕時間・許容範囲算出手段と、（ニ）前記測定データMnの中から前記圧砕時間Tcの許
容範囲（±ΔTc）外の圧砕時間Tcに該当する測定データ
Mnを除外し、残余の測定データMnに基づいて、試料の水
分値Mvを算出する水分算出手段とから構成したことを特
徴とする。

［作用］上述の如く構成したことにより、圧砕時間・許容範囲
算出手段は、メモリーに記憶した前記測定データMnと圧
砕時間データTcnとの少なくとも１方のデータに基づい
て、次回測定時の圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔTc）を算
出し、水分算出手段は測定データMnの中から前記圧砕時
間Tcの許容範囲（±ΔTc）外の圧砕時間Tcに該当する測
定データMnを除外し、残余の測定データMnに基づいて、
試料の水分値Mvを算出する。

［実施例］以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１〜７図はこの発明の実施例を示すものである。第
１〜２図において、穀物乾燥機１は貯留部２、乾燥部
４、集穀部３を有し、揚穀機５のホッパー６から投入し
た被乾燥穀物を揚上し、上部搬送手段７により前記乾燥
機１の上部中央まで搬送し、前記貯留部２中に均分落下
させ、乾燥部４を流下して、集穀部３に導き、下部搬送
手段８により前記揚穀機５の下部まで移送し、再び揚穀
機５により揚上するという循環を繰り返しつつこの間に
被乾燥穀物の乾燥を行うものである。９は揚穀機５の下
部の側壁５−１に装着した穀物水分計であり、所定時間
毎に採取した被乾燥穀物を試料として一対のロール電極
間（後述）で一粒づつ圧砕し、該試料の水分値Mvを測定
する。穀物水分計９には、揚穀機５内のバケットから溢
流落下している被乾燥穀物を試料として採取し、これを
一粒づつ該ロール電極間に供給する一粒供給機構（図示
せず）を有する。

次に、第３図は前記穀物水分計９内に内蔵された測定
制御回路のブロック図である。前記一粒供給機構で採取
した試料を一対のロール電極間10、11で圧砕し、そのと
き該電極間に発生する電気抵抗値を測定し電圧値として
出力する水分測定回路14と、この水分測定回路14から出
力される電圧値を一定周期でホールドする電圧ホールド
回路15と、ホールドした電圧を連続的に（試料が圧砕さ
れていない場合も）A/D変換し、得られたデジタル信号
を測定データMnとして出力するA/D変換回路16と、各種
演算を実行するCPU17（中央演算処理回路）とからな
る。

前記CPU17は、例えば８ビットのマイクロコンピュー
タで構成され、穀物水分計の測定動作を制御する測定制
御プログラムと各種データとを記憶するROM（リードオ
ンリーメモリー）18と、入力した各種データを一時的
に、記憶するRAM（ランダムアクセスメモリー）21と、
記憶した測定データMnに基づいてA/D変換回路16から入
力したデジタル信号に基づいて試料の水分値Mvを演算す
るALU（演算・論理回路）19等を有する。また、CPU17は
A/D変換回路16から連続的に出力されるデジタル信号の
変動値から、一粒の圧砕時間Tcをカウントする演算を実
行する。

22は各種の制御信号を出力する出力制御回路、23は出
力制御回路22からの信号により動作するリレー回路、24
は測定した水分値Mv等をデジタル表示する表示素子であ
る。

ここで、乾燥中の被乾燥穀物として「籾米」を採取
し、これを試料として一対のロール電極10、11で圧砕し
た場合に、水分測定回路14から出力される電圧波形につ
いて第４図に基づき説明する。

即ち、第４図（イ）は「整粒」の出力電圧の波形であ
り、圧砕初期より電圧の上昇が早く、略直線的に最大値
M_Aに達し、その後圧砕カスがロール電極10、11間から落
下するに従い徐々に電圧が下がり、上昇線と下降線が略
同形状の波形として出力される。このときの測定データ
MnはM_A、または圧砕時間TcはTcAとする。第４図（ロ）
は「未熟粒」の出力電圧の波形である。この場合、未熟
粒は「整粒」に比べ粒や小さく、やわらかく且つ内部の
未熟米に水分を多量に含んでいるために、出力波形は、
圧砕初期には粒が小さいため籾殻が押圧されてそれに伴
う低い電圧が出力され、その後籾殻が粉砕され中の水分
が籾殻の表皮に浸出し、それを測定するため出力電圧が
急激に高く出て上昇線波形が２段状となり、最大値M_Bか
らの下がり方は粒が小さいため急激に下降する波形とし
て出力される。このときの測定データMnはM_B、圧砕時間
TcはTcB（TcB＞TcA）とする。また、一粒供給機構が誤
って一度に２粒を該電極間に供給したとき、即ち「２
粒」の場合も、「未熟粒」と同様の波形を示す。

次に、第４図（ハ）は、籾殻ばかりで実のない籾であ
る「しいな」の波形であり、最大値M_Cが低い波形として
出力される。このときの測定データMnはM_C、圧砕時間Tc
はTcC（TcC＜TcA）となる。また、「破砕粒」の場合
も、「しいな」と同様の波形を示す。

第５図は、圧砕時間データTcnの平均値Tcnと試料の測
定データMnに基づいて算出した水分値Mv（例えば、測定
データMnの平均値）との関係を確認するために行った実
験結果を示すグラフであり、縦軸は水分値Mv、横軸は圧
砕時間Tcとし、試料は穀物乾燥機から所定時間毎（30
分）に採取した乾燥中の被乾燥穀物（籾米）を適用し
た。このグラフにおいて、○点は「整粒」のみの測定デ
ータMnの平均値、△点は「未熟粒」のみの測定データMn
の平均値、×点は「しいな、破砕粒」のみの測定データ
Mnの平均値を示すプロット点である。

また、図において、Ａゾーンは「整粒」、Ｂゾーンは
「未熟粒、２粒」、Ｃゾーンは「しいな、破砕粒」の測
定データMnが分布するゾーンである。また、直線Ｉは
「整粒」の各プロット点から求めた回帰線であり、曲線
IIは「整粒」と「未熟粒、２粒」とを区別する境界線、
曲線IIIは「整粒」と「しいな、破砕粒」とを区別する
境界線である。この第５図の回帰線Ｉによれば、「整
粒」の水分値Mvと圧砕時間Tcとは正比例の関係にあるこ
と。また、境界線II、IIIから、「整粒」と整粒以外の
「異常粒」とを区別する圧砕時間Tcの許容範囲（±Δ
Ｔ）が水分値Mvの低下により狭くなること。等が明らか
になった。

そこで、この実験結果から、所定時間毎に測定した測
定データMvと圧砕時間データTcnとから次回測定時の圧
砕時間Tcの許容範囲（±ΔＴ）を求め、これを予め、CP
U17のROM18に記憶しておき、次回測定時には記憶してお
いた前記圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔＴ）に基づいて、
許容範囲（±ΔＴ）外の測定データMnを除去し、残余の
測定データMnに基づいて試料の水分値Mvするようにすれ
ば、誤差のない水分値が得られることが判明した。

次に、この実施例の作用を第６図のフローチャートに
よって説明する。

まず穀物乾燥機１の乾燥運転スイッチ（図示せず）を
オンさせて乾燥運転をスタートさせると、穀物水分計９
のCPU17のROM18に内蔵された測定制御プログラムがスタ
ート（S100）し、穀物水分計は穀物乾燥機１から被乾燥
穀物を一粒供給装置により採取し、測定開始（S110）の
状態となる。CPU17は、水分測定回路14、電圧ホールド
回路15、A/D変換回路16等の回路手段を介して、採取し
た被乾燥穀物を試料とし、これを一対のロール電極10、
11間で一粒づつ圧砕し、このとき該電極間に発生する電
気抵抗値を検出し、これをデジタル信号に変換して測定
データMnとして入力し、順次、RAM21に記憶（S120）す
る。

同時に、CPU17は入力した一粒づつの測定データMnの
出力電圧波形の幅、即ち圧砕時間Tcを検出（カウント）
し、これを圧砕時間データTcnとして、順次、RAM21に記
憶（S130）する。

次に、所定粒数Ｎ（例えば、200粒）を圧砕したか否
か、即ち１回目の測定が完了したか否かを判定（S140）
する。NOの場合には、再度（S110）にジャンプし、（S1
10）〜（S140）を繰り返す。YESの場合には、今回測定
した圧砕時間データTcnから平均値（▲▼）を算
出するとともに前回の測定時に予めRAM21の所定エリア
に記憶しておいた（後述、S180）、圧砕時間Tcの許容範
囲（±ΔTc）を、CPU17のレジスタ17−１に読み出し（S
150）する。但し、初回目の測定の場合には、RAM21の所
定エリアに圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔTc）は、設定さ
れていないので、予め所定の許容範囲（±ΔTc）のデー
タを設定しておく必要がある。

次に、RAM21に記憶した測定データMnの中から、異常
粒の測定データMnを除外（S160）する。つまり、RAM21
に記憶しておいた圧砕時間データTcnとレジスタ17−１
に読み出した許容範囲（±ΔTc）とを比較し、許容範囲
（±ΔTc）外（即ち、圧砕時間データTcnの平均値▲
▼±ΔTc以外）の圧砕時間Tcに該当する測定データ
Mnを検索し、該当する測定データMnをRAM21の記憶デー
タから除外する。

次に、RAM21から異常粒の測定データMnを除外した残
余の測定データMnに基づいて試料の水分値Mvを算出（例
えば、平均値）する。（S170）次に、今回算出した試料
の水分値Mvに基づいて、次回測定時の圧砕時間Tcの許容
範囲（±ΔTc）を予測し、これをRAM21の前記所定エリ
アに変更設定（S180）する。即ち、次回測定の圧砕時間
Tcの許容範囲（±ΔTc）は、穀物乾燥機１の機種、乾燥
性能（毎時乾減率）に対応した第５図の実験結果に基づ
いて決定される必要があり、具体的には第５図の境界線
II、IIIのデータにより決定される。

次に、今回算出した試料の水分値Mvを穀物乾燥機１の
制御装置（図示せず）にデータ転送するとともに、表示
素子24に水分値Mvをデジタル表示（S190）する。

次に、所定時間（例えば、10分）経過したか否かを判
定し、NOの場合には測定を一時停止したままで待機し、
YESの場合には前記（S110）にジャンプ（S200）する。
以後、穀物乾燥機の制御装置が、乾燥運転を停止するま
で前述の測定動作を継続する。

なお、上記実施例においては、圧砕時間Tcの許容範囲
（±ΔTc）を測定データMnと圧砕時間データTcnとの両
データに基づいて算出するようにしたが、第５図のよう
に水分値Mvと圧砕時間Tcとの相関関係が実験により明確
に設定できる場合には、測定データMnまたは圧砕時間デ
ータTcnのいずれか一方のデータに基づいて、より簡略
化して算出することも可能である。

まず、第７図（イ）に示すものは、予め水分値Mvの変
化するゾーンに対応する最適の圧砕時間Tcの許容範囲
（±ΔTc）をデータ表としてROM18等に記憶しておき、
このデータ表に基づいて圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔT
c）を算出するものである。同様にして、第７図（ロ）
示すものは水分値Mvの変化に代わり、測定データMnのバ
ラツキ状態ΔMn（例えば、標準偏差）に対応して圧砕時
間Tcの許容範囲（±ΔTc）を算出するデータ表であり、
また第７図（ハ）示すものは、水分値Mvの変化に代わ
り、算出した圧砕時間データTcnの平均値Tcnに対応して
圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔTc）を算出するデータ表で
ある。

また、許容範囲（±ΔＴ）以外の測定データMnに基づ
いて、異常粒の種類（例えば、しいな、未熟粒）、また
それらの混入率等を、判定、算出することも可能であ
る。

［発明の効果］以上詳細に説明したように、この発明によれば、圧砕
時間・許容範囲算出手段は、メモリーに記憶した前記測
定データMnと圧砕時間データTcnとの少なくとも１方の
データに基づいて、次回測定時の圧砕時間Tcの許容範囲
（±ΔTc）を算出し、水分算出手段は測定データMnの中
から前記圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔTc）外の圧砕時間
Tcに該当する測定データMnを除外し、残余の測定データ
Mnに基づいて、試料の水分値Mvを算出するようにしたの
で、測定データMnの中から異常粒の測定データMnを確実
に除去し誤差のない試料の水分値Mvを算出できる。ま
た、算出した水分値Mvに基づいて、穀物乾燥機の乾燥制
御を実行すれば、被乾燥穀物の品質を向上させることが
できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図はこの発明の一実施例を示し、第１図は穀物
乾燥機の正面図、第２図は穀物乾燥機の右側面図、第３
図は穀物水分計の測定制御回路のブロック図、第４図は
試料の種類別の出力電圧波形と圧砕時間Tcとの関係を説
明するための図、第５図は水分値Mvと圧砕時間Tcとの関
係を示す実験データのグラフ、第６図は穀物水分計の動
作、及び第１の実施例の作用を説明するフローチャー
ト、第７図は圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔTc）を算出す
る他の実施例を説明する表である。１……穀物乾燥機、３……集穀部、４……乾燥部、９…
…穀物水分計、10、11……ロール電極、14……水分測定
回路、15……電圧ホールド回路、16……A/D変換回路、1
7……CPU、18……ROM、21……RAM

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）所定時間毎に採取した被乾燥穀物
を試料として一対のロール電極間で一粒づつ圧砕し、該
電極間に発生する電気抵抗値を検出し、これをデジタル
信号に変換するとともに測定データMnとして順次、メモ
リーに記憶する測定検出手段と、（ロ）該電極間で一粒づつ圧砕したときの圧砕時間Tc
を検出し、これを前記測定データMnと対応する圧砕時間
データTcnとして順次、メモリーに記憶する圧砕時間検
出手段と、（ハ）メモリーに記憶した前記測定データMnと圧砕時
間データTcnとの少なくとも１方のデータに基づいて、
次回測定時の圧砕時間Tcの許容範囲（±ΔTc）を算出す
る圧砕時間・許容範囲算出手段と、（ニ）前記測定データMnの中から前記圧砕時間Tcの許
容範囲（±ΔTc）外の圧砕時間Tcに該当する測定データ
Mnを除外し、残余の測定データMnに基づいて、試料の水
分値Mvを算出する水分算出手段とから構成されることを特徴とする穀物水分計。