JP3486822B2

JP3486822B2 - 穀類などの含水率測定装置

Info

Publication number: JP3486822B2
Application number: JP12681594A
Authority: JP
Inventors: 宏郎加藤
Original assignee: 宏郎加藤; 近江度量衡株式会社
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 2004-01-13
Anticipated expiration: 2019-01-13
Also published as: JPH07311174A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は穀類、材木チップなど
特に大量の籾、米、麦などの含水率を全量又は半量測定
する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来公知の装置乃至技術としては、本件
出願人が先に開発した実用新案登録第1872619号(実公平
2-45805公報）にて知られている通り、カントリーエレ
ベータ（大規模乾燥調整貯蔵施設）、ライスセンタ（共
同乾燥調整施設）などにおいて、大量の生穀類を荷受け
するときの、含水率と重量を測定する装置などがある。
前述の先行技術のものの概略を説明すれば、導電性金属
よりなる計量ホッパ内に電極板が設けてあり、これらの
間の静電容量を含水率に換算して穀物の含水率を測定す
る装置であり、一定重量の穀物の張り込み面の許容位置
が前記電極板の上縁から中段部までとしてあり、この電
極板の面積とその下端から前記ホッパー底面までの間隙
面積が５；２乃至５；６としてあるものである。

【０００３】この先行技術のものは、投入される重量が
一定で、嵩高が前記電極板の高さの範囲内のときは、非
常に精度の高い嵩密度補正測定が出来一応の成果を収め
ている。然し乍ら、ホッパに投入する穀物の重量を正確
にするには、従来は９０％重量の穀物が投入されたなら
ば、その後は少量づつ投入して、１００％のところで投
入をストップさせる２段供給方法が採用されており、ど
うしても一定重量式のバッチとなり、計量能率が悪い。

【０００４】また交互にホッパを用いて前記の２段式投
入方式を止めて一気に投入する一段投入とすれば、すこ
ぶる能率的であるが、今度は各ホッパに供給される穀類
の重量が一定せず、前記の先行技術の装置では正確な含
水率の測定ができない。

【０００５】そこでこの種のホッパを２組設け同様の方
式で行なうと、前記の２段投入方式を繰り返すことにな
り、制御系が複雑になるし、万一測定重量が一定になら
ないと、含水率が正確に計測出来ない。殊に投入穀物が
前記電極板の下縁近傍乃至これより下位になれば大きな
測定誤差を生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は水分を含む
籾、米、麦などの穀類、その他の水分を含む粒状物の含
水率を測定するためであって、能率的な一段投入では計
量ホッパに投入されるこれらの穀類などの重量に相当の
変動があり、かつ嵩密度にも相当差があっても、常に精
度の高い含水率が測定出来る特殊な形状の電極板を用い
た装置を市場に提供する。

【０００７】また計量ホッパに投入される穀類などの流
動性の差などにより、正確に一定重量づつ投入せず、多
少の多い少ないがある場合や、意図的に必要に応じた量
を投入する場合にも、含水率の測定値に殆ど差がない特
殊な形状の電極板を用いた装置を市場に提供する。

【０００８】更に計量ホッパに投入される重量が変化し
ても、含水率に関係なく、重量変化に対し、そのときの
静電容量値が基準重量時の静電容量に対して、その差が
直線的に変化する電極板を備え、この変化に対応した補
正式を設定した実測静電容量を補正する補正値算出置を
設け、嵩密度の変化及び許容範囲内の重量の変化に対し
ても、これに対応して含水率が正確に測定できる装置を
市場に提供する。

【０００９】また計測作業の能率を向上させるためであ
る。また２組の計量ホッパを交互に使用して、高速一段
投入により連続供給、連続吐出が行なえるようにして、
大量の穀類の全量の含水率を測定する装置を市場に提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、この発明は導電性金属板よりなる計量ホッパと、
この中に電気的に絶縁して設けた垂直な電極板を一対の
電極とし、これら電極間の静電容量を測定する静電容量
測定装置と、これを含水率に換算する含水率換算装置と
この結果を表示する表示装置を備えた前記計量ホッパ内
の穀類などの含水率を測定する装置において、前記電極
板は計量ホッパの中に一枚起立して装備してあり、その
上縁は計量ホッパに投入される穀類などの最大量の嵩高
乃至これよりやゝ上位にしてあり、下端は前記計量ホッ
パの底部近傍にまで達して形成してあり、その下縁には
上縁に向け、かつ上縁近傍に達するΛ字状の切り込みが
複数箇設けてあって、全体として鋸刃状にしてあること
を特徴とする穀類などの含水率測定装置とする。

【００１１】また前記の課題を解決するために、この発
明の含水率測定装置の前記鋸刃の数は５以上加工可能な
範囲までとしてあることを特徴とすることが好ましい。

【００１２】また前記の課題を解決するために、この発
明の含水率測定装置の前記各切り込みの上端たる頂点は
計量ホッパ内に投入される穀類などの最大許容量時の嵩
高さ程度としてあることを特徴とすることが好ましい。

【００１３】前記電極板はプリント基板によって形成し
て、非常に多くの切り込みが形成してありその表面は非
電導材によって皮覆してあることを特徴とすることが好
ましい。

【００１４】また前記の課題を解決するために、この発
明の含水率測定装置の前記静電容量測定装置と含水率換
算装置の間に、静電容量値を補正する補正値算出装置が
設けてあり、この補正値算出装置の一部若しくは記憶部
には基準重量時における静電容量値に対する実投入重量
時の静電容量比の投入重量による影響と、前記静電容量
測定装置と前記重量測定装置とのそれぞれの出力値を変
数とする補正式が設定してあり、前記補正値算出装置は
前記計量ホッパ内に被計測物が投入される度に、前記静
電容量測定装置と前記重量測定装置とのそれぞれの出力
値を前記補正式に代入して、補正静電容量値を算出し、
この値を含水率換算装置の入力値としてあることを特徴
とすることが好ましい。

【００１５】また前記の課題を解決するために、この発
明の含水率測定装置の前記含水率換算装置と表示装置の
間に、含水率値を補正する補正値算出装置が設けてあ
り、この補正値算出装置の一部若しくは記憶部には基準
重量時における含水率値に対して、重量差による含水率
値の変化比を係数とし、前記含水率換算装置と前記重量
測定装置とのそれぞれの出力値を変数とする補正式が設
定してあり、前記補正値算出装置は前記計量ホッパ内に
被計測物が投入される度に、前記含水率換算装置と前記
重量測定装置とのそれぞれの出力値を前記補正式に代入
して、補正含水率値を算出し、この値を前記表示装置の
入力値としてあることを特徴とする場合もある。

【００１６】また前記の課題を解決するために、この発
明の前記補正値算出装置が設けてある含水率測定装置の
前記電極板を装備した計量ホッパは２組も設けてあり、
その上部は交番分配器を介して共通の供給部に連結して
あり、一対の前記計量ホッパの下部は共通の吐出部に連
結してあることを特徴とする場合ある。

【００１７】計量のみ測定可能なホッパと前記電極板を
装備した合計２組のホッパが設けてあり、その上部は交
番分配器を介して共通の供給部に連結してあり、一対の
前記計量ホッパの下部は共通の吐出部に連結してあるこ
とを特徴とする場合もある。

【００１８】また前記の課題を解決するために、この発
明の前記補正式はＶ／Ｖｎ＝ｆ（ｗ）＝ＡＷ＋Ｂ（図５参照）よってＶｎ＝Ｖ／ｆ（ｗ）＝Ｖ／（ＡＷ＋Ｂ）Ｖ；任意重量Ｗｋｇを投入した時の実測静電容量値Ａ；基準重量時の静電容量と投入重量時の静電容量の比
の投入重量による影響係数Ｂ；ホッパの形状と電極位置による定数Ｖｎ；基準重量時に換算した静電容量値であることを特徴とすることが好ましい。

【００１９】

【作用】前記の請求項１記載の発明の装置を使用すると
きには、前記金属板の高さの丁度中段部を基準重量の時
の張り込み嵩高位置となる様に設計しておく。而してこ
のホッパに穀類などを一応前記基準重量を目標として高
速一段投入する。しかし穀類の流動性の差があるため、
実際の投入量は目標値の±２０％以内の誤差が生じる。

【００２０】このようにして、この時の重量とホッパと
電極板との間の静電容量を測定する。測定された許容
重量範囲内で変動した重量差があっても、その重量にお
ける静電容量測定値と、基準重量時における静電容量値
との比は、直線的な変化となる作用を為す。前記投入重
量については、前記の許容重量の範囲内で変動するが、
その時の重量を測定する。この発明の装置においては、
電極に切り込みを持つため、その充填密度差による嵩高
の変動があったとしても、同一の含水率のものであれば
同一の静電容量となる作用を為す。その他従来技術と同
様、静電容量を含水率に換算し、表示装置に表示する作
用を為す。

【００２１】請求項２記載の発明においては、前述の請
求項１記載の発明の作用に加えて、前記電極板の鋸刃の
数は５以上加工可能な範囲までとしてあるから、電極板
は全幅に渡り、下方ほど平均して電極有効面積が小さく
なっているから、嵩密度補正作用を持つと共に、投入さ
れる穀類などが、左右平均に投入されなくとも、その含
水率の測定結果には差が殆ど生じない作用をなす。また
鋸刃の数が多い程、その測定結果はばらつきが少なく安
定する。

【００２２】請求項３記載の発明においては前述の請求
項１及び請求項２記載の発明の作用に加えて、前記各切
り込みの上端たる頂点は計量ホッパ中される最大許容量
時の嵩高よりも上位としてあるから、全投入許容重量内
であって、その嵩高の変位が様々であっても、基準重量
に対する現実投入重量の静電容量の値の比は図７のよう
にほゞ直線的な変化として表示される作用をなす。

【００２３】請求項４記載の発明においては、電極板の
切り込み数が非常に多いから、測定結果が常に安定する
作用をなし、かつ電極板は非電導材で皮膜されているか
ら、籾などが電極面に直接当たらない。

【００２４】請求項５記載の発明においては、前述のそ
れぞれの請求項記載の発明の作用に加えて、補正値算出
装置が設けてあるから、含水率換算装置に入力される値
は既に基準重量における静電容量値に補正され、この補
正された値が、含水率換算装置で換算されて、表示部に
表示され記録される。従って、計量ホッパに投入される
被計測物はその重量が常に正確に一定しなくとも、基準
重量に対して±２０％以内で変化しても、正しい含水率
が計測される作用をなす。

【００２５】請求項６記載の発明においては、前述のそ
れぞれの請求項４記載の発明の作用に加えて、補正値算
出装置が設けてあるから、表示装置に入力される値は既
に基準重量における含水率値に補正され、この補正され
た値が、表示部に表示され記録される。従って、計量ホ
ッパに投入される被計測物はその重量が常に正確に一定
しなくとも、基準重量に対して±２０％以内で変化して
も、正しい含水率が計測される作用をなす。

【００２６】請求項７記載の発明においては、前記電極
板を装備した計量ホッパは２組設けてあり、その上部は
交番分配器を介して共通の供給部に連結してあり、一対
の前記計量ホッパの下部は共通の吐出部に連結してある
ことを特徴とするから、測定すべき穀類などを連続的に
供給し、ほぼ基準重量に一つのホッパがなれば他方のホ
ッパに供給を切り替えて、交互に計測すれば、それぞれ
の計量ホッパで請求項４又は請求項５記載の発明と同様
の作用をなし、特に連続供給して、全量の重量と含水率
が各ホッパを単位として連続して計測する作用をなす。

【００２７】請求項８記載の発明においては、計量ホッ
パ２組のうち片方のみに前述の含水率測定装置がついて
いるから、２組のホツパで交互に計量される穀類などの
うち、一方のホッパでのみ前述の含水率が測定される。
つまり全量の２分の１順次サンプリングされることにな
る。

【００２８】請求項９記載の発明においては、実測重量
時における実測静電容量と、その時の実測重量値を前記
補正式によって、補正値算出装置によって演算されて、
補正された値が表示装置に表示され且つ記録される作用
をなす。

【００２９】

【実施例】

実施例１請求項１乃至３記載の発明を含む実施例であり、図１及
び図２に示すものである。図において、１０は軽量ホッ
パであり、通常導電性金属の一種たる鋼板製である。１
１はこの軽量ホッパ１０の丁度中央に垂直に設けた電極
板であり、絶縁材よりなる取付具１２によって、前記軽
量ホッパ１０に若干の間隙（通常２乃至５ｃｍまたはホ
ッパ奥行きの１０〜５０％）１３をおいて取り付けてあ
る。

【００３０】この電極板１１は一枚の板であり、下縁か
ら上縁１４に向けて、∧字形状の切込み１５が設けてあ
り、この切り込み数は５以上加工可能な範囲までが好ま
しく、図示の例においては７箇設けてある。

【００３１】籾の場合において、計量ホッパの基準計量
重量が５５ｋｇの場合、計量ホッパの平面形状は幅６
５．０ｃｍ、奥行４０．０ｃｍの長方形状とし、高さは
７５．０ｃｍとした。電極板１１の大きさが幅４８．０
ｃｍ、高さ３５．０ｃｍの場合において、前記切り込み
１５の数は９箇とし、その先端の頂角または∧字形状の
切込み１５の挟角αは８．２°とした。

【００３２】前記電極板１１と計量ホッパ１０はこの間
の静電容量を測定する静電容量測定装置２０及びこの測
定値を含水率に換算する含水率換算装置２１並びにその
結果を表示する表示装置２２を備えている。

【００３３】また前記計量ホッパ１０はロードセル２５
を介して、装置の機枠４０に支承してあり、このロード
セル２５はこの重量による歪みを電気的な値の変化とし
て検出するロードセル型の重量測定装置２６の一部をな
していて、この測定結果は前記表示装置２２に表示され
る。２７は計量ホッパ１０下端の払い出しゲート、２８
は計量ホッパ１０に被測定物たる穀類などを供給する供
給部２９の供給ゲートである。

【００３４】実施例１の作用先ず、計量ホッパ１０を空にしておいて、払出しゲート
２７を閉じる。このとき供給部２９のゲート２８も閉じ
た状態になっている。次に供給ゲート２７を開け、計量
ホッパに被測定物たる穀類などを供給部２９より投入
し、前記重量測定装置２６が基準重量例えば５５ｋｇで
あれば、５３ｋｇ程度に達したところで、供給ゲート２
８を閉じると、完全にこの供給ゲート２８が閉じるま
で、尚若干の被測定物が投入され、時間をかけて、かつ
制御を正確に行えば能率は低下するが、ほゞ基準重量の
ものが投入される。

【００３５】而して、計量ホッパ１０内に被計量物が入
れられ、その張り込み面は、基準重量であって、基準重
量のときの張り込み面より嵩密度の差のみによって上方
又は下方に、多少偏在（図１のＡ線参照）する。

【００３６】このときの計量ホッパ１０と電極板１１の
間の静電容量を測定し、これを含水率に換算して、表示
装置２２に表示する。また、同時に計量ホッパ１０の重
量も測定し、その中の被計量物の重量を測定し、前記表
示装置２２に表示し記録する。

【００３７】このとき、この実施例においては、投入さ
れる穀類などが、許容範囲内において重量が変化する場
合であっても、その静電容量出力値と、基準重量時にお
ける静電容量値との比が直線的な変化となって表示され
る作用を為す。

【００３８】実施例２請求項４記載の発明を含む実施例であり、図３に示す通
り、電極板１１の形状が実施例１と若干異なり、その他
は実施例１と全く同一の構成である。電極板１１はプリ
ント基板により形成したもので、切り込み１５の数は１
０乃至１００のうちの任意の数としてある。従って、各
切り込み１５の夾角αはより狭くしてあり。プリント基
板の表面は非導電材１７で被覆してある。

【００３９】実施例２の作用としては、実施例１と同様
であるが、また電極板の切り込み１５数が非常に多いか
ら投入される籾などが左右に偏ったとしても、測定結果
は常に安定する。

【００４０】実施例３請求項５及び７並びに請求項９記載の発明を含む実施例
であり、図４に示すものである。図中実施例１と図１符
号のところは同一の構成部分であり、同一の作用を為
す。

【００４１】異なるところは前記電極板１１を装備した
計量ホッパ１０が２組設けてあり、共通の供給部２９が
交番分配器３０を介して、前記計量ホッパ１０に接続し
てある。また払出しゲート２７の下側には共通の吐出ホ
ッパ３１が設けてあって、この吐出部３３となってい
る。前記交番分配器３０とその上流側に供給ゲート２８
及び２つの払出ゲート２７、含水率測定をする静電容量
測定装置２０及び重量測定装置２６を順次作動させるシ
ーケンサ４１が設けてある。

【００４２】更に図示の例においては、前記含水率換算
装置２１で換算する含水率の値をより正確にするため、
前記静電容量測定装置２０の出力値を更に重量差による
補正を行うための補正値算出装置２３が設けてある。

【００４３】前述の補正値算出装置２３としては、前記
静電容量測定装置２０と重量測定装置２６の出力値を変
数とし、基準重量時の静電容量と重量差による静電容量
の比に因る値を係数として、基準重量よりづれた実測重
量値の時の静電容量を前記基準重量時の静電容量値Ｖｎ
に換算するものであり、補正式の一般式としては、Ｖｎ＝Ｖ／ｆ（ｗ）＝Ｖ／（ＡＷ＋Ｂ）（１）Ｖ；投入量Ｗｋｇの時の実測静電容量値Ａ；基準重量時の静電容量と投入重量時の静電容量の比
の投入重量による影響係数Ｂ；ホッパの形状と電極位置による定数Ｖｎ；基準重量時に換算した静電容量値例えば、基準重量を５５ｋｇとした場合、換算した静電
容量値をＶ₅₅とすればＶ₅₅＝Ｖ／（０．０４Ｗ−１．２）＝２５×Ｖ／（Ｗ−３０）（２）実施例３の装置には、更に温度補正、粒形補正表面水分
補正などの装置を付加したものも、この実施例に含まれ
る。

【００４４】前述の実施例において、含水率換算装置２
１、補正値算出装置２３ａ、記憶部４２、及びシーケン
サ４１は通常これらの機能を有するコンピータを用い
る。

【００４５】実施例３の作用先ず、供給ゲート２８を閉じて或いは供給部２９を完全
に空の状態において、２組みの計量ホッパ１０の払出ゲ
ート２７を空にした後、シーケンサ４１よりの信号によ
り、一方の払出しゲート２７を閉じ、交番分配器３０を
払出しゲート２７が閉じられた側にする。次に供給部２
９より連続して穀類などを供給すると穀類などは交番分
配器３０を通って、払出しゲート２７がとじている方に
順次投入される。而して、その投入量が基準重量近に達
すると、重量測定装置２６の出力信号によりシーケンサ
が４１今空の計量ホッパ側の払出しゲート２７を閉じ、
次いで交番分配器３０を反対側に切り替える。交番分配
器３０から計量ホッパ１０に至るまでの投入中の穀類な
どはこの引き続き投入中の計量ホッパ１０に投入され、
基準重量の±２０％以内に達する。次にこの投入された
穀類の重量を重量測定装置２６で測定する。同時に静電
容量測定装置２０で静電容量を測定し、これらの結果を
記憶部４２に記憶させる。その後、前記の計測した静電
容量測定装置２０と重量測定装置２６の出力値を記憶装
置４２に記憶されている補正式に代入して、補正値算出
装置２３において基準重量時における静電容量値に換算
し、その出力値を含水率換算装置２１よって含水率に変
換し、また先の重量測定と共に表示装置２２に表示し、
かつ記録する。補正値算出装置２３自体に記憶部を有す
る場合には、前記補正式はこれに記憶しておく。

【００４６】前述の測定操作が開始されるときには、反
対側の計量ホッパ１０には交番分配器３０通じて、次の
穀類などが投入される。計測の終った計量ホッパ１０の
払出ゲート２７はシーケンサ４１よりの指令信号で開
き、中の穀類などは払い出され、計量ホッパ１０は空に
なる。

【００４７】これとほゞ同時にシーケンサ４１よりの指
令信号により反対値の計量ホッパの重量の計測が開始さ
れる。同様にこの反対側の計量ホッパ１０の重量が基準
重量に近付ければ、今空になった側の計量ホッパ１０の
払出ゲート２７が閉じられ、交番分配器３０が再び元の
状態に転する。以下同様に重量計測、含水率の計測をし
て、順次表示装置２２に表示し、記録する。重量測定装
置の計測結果は順次累積されこれまた記録する。また必
要に応じてこれら表示事項は記憶部４２に記憶する。

【００４８】最後に計量すべき最後のバッチにおいて、
基準重量に達しなくともこれより２０％減以内の重量で
あれば、同様に含水率と重量を計測する。最後のバッチ
の量が２０％減よりも少ないときは、重量のみを計測
し、含水率については、例えば直前のバッチの含水率と
する。前述の計測において、穀類の種類粒径や流動性な
どにより前述の補正式で算出出来ないものについては、
その被測定物に合致した係数を定めた補正式を経験側に
より用いる。穀類の種類、粒径などによる種別毎の補正
式を多数前記記憶部４２に記憶（メモリー）しておき、
これら種別毎に、入力部において最適な補正式を選択し
て、前記補正値算出装置２３によって演算して、表示部
２２に表示し、記録する。

【００４９】実施例４図５に示すものであって、請求項１乃至請求項６、請求
項８及び請求項９を含む実施例である。実施例３と異な
るところは、電極板１１は２つの計量ホッパ１０、１０
ａのうち片側の計量ホッパ１０のみで他側の計量ホッパ
１０ａは計量のみの機能を有するものである。また電極
板１１としては図３に示すプリント基板よりなるものを
用いた。その他実施例３と同一符号のところは同一の構
成部分よりなる。

【００５０】実施例４の作用計量作用については、実施例３同様穀類などを供給部２
９より交番分配器３０を介して、交互に供給され、順次
計量され、累積される。この実施例においては、片側の
計量ホッパ１０においてのみ実施例３同様の測定が行わ
れるので説明は省略する。従って、供給される穀類は丁
度半分の量がサンプリングされて、その含水率が測定さ
れることになる。また電極板１１はプリント基板によっ
て形成されたもので、表面は非電導材によって被覆して
あるからこの表面に沿って穀類などは流下する。

【００５１】実施例５請求項５、請求項６及び請求項７記載の発明を含む実施
例であり、前記補正値算出装置２３が含水率換算装置２
１と表示装置２２の間に装備したものである。これに使
用される補正式はまったく実施例３のものと同様であ
り、実施例３とことなるところは、変数の一つある静電
容量測定装置の出力値ではなく、この代わりに含水率換
算装置の出力値を用いたもので、前記補正値算出装置で
算出した値は直ちに表示装置２２に表示される。その他
は実施例３と同様であり、説明を省略する。

【００５２】前述の各実施例において、電極板１１は計
量ホッパ１０の中央に設けたが、多少偏在させ一方の計
量ホッパ１０の側壁に接近して設けても、この発明の実
施例に含まれる。一側壁を非電導性の材質、例えば硬質
合成樹脂板、セラミックなどで形成してある場合におい
てはこの非電導性のホッパ１０の側壁に前記電極板１１
を固着し、これと相対する導電性のホッパ１０の側壁と
の間の静電容量を測定する構造のものも、この発明の実
施例に含まれる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明は前述の通りの構成
をし、作用をなすから電極板の中段部分を基準重量にお
ける基準張り込み面の高さとしておけば、穀類などの投
入時に含水率の変化、集荷農家別の個有の含水率差など
により、重量測定装置による重量が基準重量直前の値で
供給を停止すれば、充填密度差による張り付け面の高さ
にばらつきがあったとしてもこの装置においては、同一
の含水率のものは同一の含水率値となる。即ち、本願の
電極板のように∧字型の切り込みのないものにおいて
は、投入重量が一定でも嵩密度が大きい程誘電率が急増
するため、穀類などの張り込み面が低くなるにもかかわ
らず、両電極板の静電容量値はおおきくなるが、本件発
明においては、前述の通りの切り込みが設けてあるた
め、その有効面積が下位程狭く、その部分の静電容量が
小さくなる。

【００５４】従って前記穀類などの充填密度が上昇し、
誘電率が増大する事による静電容量の増加分と、張り込
み面の低下による電極板面積が下位程減少することによ
る静電容量の減少分が丁度相殺され、前記電極板と計量
ホッパ間の静電容量を単に含水率に変換するだけで、殆
ど誤差のない計測ができる。また計量ホッパに投入され
る被測定物の重量が許容範囲内であれば、重量差による
静電容量変化は基準重量時の静電容量と投入重量時の静
電容量の比が投入重量に関しほゞ直線的関係で変化する
ため、その補正は極めて簡単な方法及び装置で正確に行
なえる（図７参照）。

【００５５】従って、従来のように面倒な2段階供給方
式により穀類などの重量を正確に投入する装置が不要と
なり、この供給装置及び制御系が簡素化されるだけでな
く、計測作業の能率が向上し、穀類など全量の含水率の
計測が容易となる。

【００５６】また前記∧字型の切り込みが複数個設けて
あるから、張り込み面が左右にづれたとしても、全体と
して静電容量は平均化され、実測上殆ど影響がない。

【００５７】請求項２記載の発明においては、前記∧字
型切り込みの数が５以上加工可能な範囲までであるか
ら、前記の穀類などの張り込み面が左又は右に偏りを生
じたとしても、殆ど計測結果には影響がない。前記切り
込みが５箇未満のときは、張り込み面が左右何れかに偏
在したとき前記含水率の誤差が多少大きくなる。

【００５８】請求項３記載の発明においては、切り込み
の頂点の位置が最大許容量時の嵩高よりも上位としてあ
るから嵩密度が低いため、嵩高が高くなっても、その差
による静電容量値の補正効果が充分に発揮する。

【００５９】請求項4記載の発明においては、電極板が
プリント基板であるから、前記切り込み数を非常に細か
くすることができ、穀類などの遍寄りがあっても、正確
な測定ができる。また表面が非導電材で皮膜されている
から、丈夫で長期の使用に耐える。

【００６０】請求項５及び６記載の発明においては、前
述の基準重量時の静電容量値と実測重量時の静電容量値
の比が図５のように含水率に係らず一定であるから、経
験則により前記補正式を用いて、重量測定装置と静電容
量測定装置または含水率換算装置の出力値を変数とし
て、基準重量時の含水率に換算して、表示部に表示及び
記録する。

【００６１】従ってその算出結果は更に精度が高く、計
量ホッパ毎に単一の電極であっても、前記補正値を適切
に設定することによって、含水率は極めて正確に計測で
きる。また毎回計量される被計量物の重量がそれほど正
確でなくなくともよく、従来の様に約９０％までを大量
投入し、その後少量づつ投入して、正確な重量になるよ
うにする非能率な投入方法を実施しなくともよく、能率
の向上は勿論、この２段投入のための装置を不要にし、
装置が簡素化される。請求項７記載の発明においては、
請求項５または６記載の発明のうち前記電極板を設けた
計量ホッパが２組設けてあり、分配器で供給される穀類
を連続して供給しながら交互に二つの計量ホッパに切り
替えて供給することができるから、すこぶる能率がよ
く、かつ、計量された穀類などの含水率及び重量測定は
従来の２段供給、計測バッチ式のものと比較すれば、
１．６乃至２倍程度の能率となり、かつ、含水率測定誤
差は概ね従来より１オーダランクが小さくなる。

【００６２】請求項８記載の発明においては、計量ホッ
パは２組あるが、静電容量測定装置、含水率換算装置、
表示装置、及びロードセルの値を重量に換算する重量測
定装置は一組であるから、全体としての設備費は計量ホ
ッパーと電極板とロードセルが一組増えるだけで設備費
の増加は従来の装置に比し、２倍よりは遥かに少なく、
構造も片方のホッパに電極板があるだけであるから、そ
の分構造も簡略化される。

【００６３】また、計量能率は請求項７記載の発明と同
一であり、含水率についても、丁度２分の１量を順次サ
ンプリングして計測するものであるからその測定結果は
請求項７記載の発明のものより多少劣るが、その差は微
差であり実用上何ら差し支えない。

【００６４】請求項９記載の発明においては、前記請求
項４、請求項５または請求項６記載の効果に加えて、補
正式として前述の（１）式を用いたから、基準重量に対
して、実測重量が±２０％の範囲で上下にづれても、補
正結果は、正確な含水率に対して０．２％以下になり、
従前のバッチ式のものと大差なく、しかも作業効率は前
述の通り格段に向上する。

【００６５】実施例の固有の効果実施例１の効果実施例においては、前記切り込み１５の数は７箇として
あるから、構造も簡単で、嵩密度は切り込みにより自動
的に補正され制御系も静電容量を含水率に換算するだけ
でよく、特に投入重量を正確に制御すれば投入重量補正
の為の演算装置を必要としない。

【００６６】また電極板１１を数種の穀類などに対応し
た切り込み１５類、頂角αのものを用意しておけば、こ
れを計測される穀類に対応して交換して使用することが
でき、かつ計量結果か精度が上がる。

【００６７】実施例２の効果この実施例においては、電極板１１がプリント基板であ
るから、絶縁基板を丈夫にしておけば、穀類などの投入
時に曲がることはないし∧字型切り込みも細かく成形可
能であり、穀類などの張り込み時における偏寄りがあつ
ても、測定値のばらつきが少なくなる。

【００６８】実験例１電極板を矩形形状とし、図６中のシンボルマーク的に表
示した通り、計量ホッパ１０中に、電極板１１を下方の
深い位置に設けたものをイとし、また、電極板１１の下
端縁を深くし、上縁が張り込み面よりも突出するように
設けたものを口とし、また背丈の低い電極板１１の上部
を突出させかつ浅く設けたものをハとして、重量を等し
くして、嵩密度のみを変化させたときの、静電容量の変
化は図６の左側部分のグラフに示す通りである。

【００６９】つまり、電極が埋没型イのものでは嵩密度
が上昇すると静電容量も極端に上がり、嵩密度の変化に
対応できない。そこで電極板を上下に長くして、上端を
張り込み面より露出させると、前記傾向は幾分緩和され
るが、まだ不充分である。

【００７０】図６のハのように電極板１１の下部を大き
くあけると前記静電容量は嵩高の変化による影響がすく
なくなるが投入量を非常に正確にしないと、電極板１１
が完全に露出してしまうこととなり計測不能となる。

【００７１】実験例２本件請求項１、請求項５及び請求項６に用いられる電極
板であり、計量ホッパの基準重量を５５ｋｇとし、これ
より２０％増の穀類が投入されるときの、張り込み面の
最高高さが∧字型切り込み１５の頂点とほゞ同一とし、
電極板１１の下端は穀類が基準重量より２０％減のとき
の最低張り込み高さよりも、更に下方に長くしたものを
用い、計量ホッパー１０に投入される穀類として含水率
２０％の籾を用いて、基準重量時における充填密度の差
が約１０％変動させて静電容量を比較測定したところ、
張り込み面の長さが上下に変動しても、静電容量の誤差
の範囲は約０．２％であった。

【００７２】また、計量ホッパ１０に投入される籾の含
水率を１４．７％、１８．５％、２７％と三種のものに
おいて、投入重量が基準重量５５ｋｇに対し、４５ｋ
ｇ、５０ｋｇ、６０ｋｇ、６５ｋｇ、７０ｋｇのときの
静電容量を測定したところ、含水率に関係なく、重量が
小さいときは静電容量が小さく、重量が大きいときは静
電容量値が大きく、基準重量時の静電容量との比は重量
に対応して、図７に示す通り直線的に変化し、その差
は、前記基準重量５５ｋｇ時に対し、１０ｋｇの差があ
るときでも、静電容量値として、０．４５％である。従
って、通常交番分配器の切替による各計量毎の重量誤差
はせいぜい５％２．５ｋｇ程度であるから、その静電容
量値の値の誤差は０．１％程度となる。

【００７３】実施例３の効果また前記の計量ホッパ１０と電極板１１間の静電容量比
は図６に示すように、投入重量が変化する場合、その変
化はほゞ直線的であるから、静電容量値を投入量Ｗを変
数とする補正式も簡単な一次式Ｖ／Ｖｎ＝ｆ（ｗ）＝Ａ
Ｗ＋Ｂで表示でき、この実施例においては、前記補正値
算出装置２３に前述の補正式を用いて演算して補正値を
算出して、その結果を含水率換算装置２１の入力とす
る。

【００７４】即ち基準重量を５５ｋｇとして求める補正
静電容量Ｖ₅₅つまり基準重量時に換算すると、Ｖ₅₅＝Ｖ／（ＡＷ＋Ｂ）Ｖ₅₅＝Ｖ／（０．０４Ｗ−１．２）＝２５Ｖ／（Ｗ−３０）補正式によって、簡単に補正されこの値を含水率への換
算式に代入することにより、正確な含水率が算出できる
（図８参照）。

【００７５】前記補正を正確にするため、前記基準重量
を例えば１０ｋｇ毎に数段階に数箇設け、計量重量が大
きく変化するときには、これに対応した基準重量に基づ
く、補正式として例えばＶ₄₅、Ｖ₅₅、またはＶ₆₅を選択
して含水率を算出するようにする装置としても、前記請
求項４乃至７記載の発明の実施例に含まれる。

【００７６】この選択方法としてはスイッチによる切り
替え、コンピータの入力部による切り替え、或いは重量
測定装置２６の出力値により自動的に、利用する補正式
を最適な補正式を選択して算出するものであっても、こ
れらの請求項記載の発明の実施例に含まれる。

【００７７】実施例４の効果電極板１１のある方の計量ホッパ１０では実施例３と全
く同一の効果を奏し、丁度２分の１量のサンプリングを
順次行いながら、含水率を測定する効果を奏する。また
電極板１１として、プリント基板を用いたから請求項４
記載の発明と同一の効果を奏する。

【００７８】実施例５の効果この実施例は実施例３と実質的に図１の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の原理を示す計量ホッパーの一部縦断
正面図及び計測系のブロック線図である。

【図２】図１の計量ホッパの縦断側面図である。

【図３】実施例２の一部の電極板の正面図である。

【図４】実施例３の説明図である。

【図５】実施例４の説明図である。

【図６】本件発明の装置の基準重量に対する実測重量時
の静電容量比と重量との関係を示すグラフである。

【図７】従来技術の電極板の位置差大きさ差による静電
容量と嵩密度差との関係を示すグラフである。

【図８】重量によって補正後の静電容量値と含水率の関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０計量ホッパ１１電極板２０静電容量測定装置２２表示装置２３補正値算出装置２６重量測定装置２７払出ゲート２９供給部３０交番分配器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/24 F26B 25/00 - 25/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性金属板よりなる計量ホッパと、この
中に電気的に絶縁して設けた垂直な電極板を一対の電極
とし、これら電極間の静電容量を測定する静電容量測定
装置と、これを含水率に換算する含水率換算装置とこの
結果を表示する表示装置を備えた前記計量ホッパ内の穀
類またはその他の水分を含む粒状物（以下単に穀類など
と云う）の含水率を測定する装置において、前記電極板は計量ホッパの中に一枚起立して装備してあ
り、その上縁は計量ホッパに投入される穀類などの最大
量の嵩高乃至これよりやゝ上位にしてあり、下端は前記
計量ホッパの底部近傍にまで達して形成してあり、その
下縁には上縁に向け、かつ上縁近傍に達するΛ字状の切
り込みが複数箇設けてあって、全体として鋸刃状にして
あることを特徴とする穀類などの含水率測定装置。
【請求項２】前記鋸刃の数は５以上加工可能な範囲まで
としてあることを特徴とする請求項１記載の穀類などの
含水率測定装置。
【請求項３】前記各切り込みの上端たる頂点は計量ホッ
パ中に投入される穀類などの最大許容量時の嵩高さ程度
としてあることを特徴とする請求項１記載の穀類などの
含水率測定装置。
【請求項４】前記電極板はプリント基板によって形成し
て、非常に多くの切り込みが形成してありその表面は非
電導材によって皮覆してあることを特徴とする請求項
１、請求項２又は請求項３記載の穀類などの含水率測定
装置。
【請求項５】前記静電容量測定装置と含水率換算装置の
間に、静電容量値を補正する補正値算出装置が設けてあ
り、この補正値算出装置の一部若しくは記憶部には基準
重量時における静電容量値に対する投入時の静電容量比
の投入重量による影響係数と、前記静電容量測定装置と前記重量測定装置とのそれぞれ
の出力値を変数とする補正式が設定してあり、前記補正
値算出装置は前記計量ホッパ内に被計測物が投入される
度に、前記静電容量測定装置と前記重量測定装置とのそ
れぞれの出力値を前記補正式に代入して、補正静電容量
値を算出し、この値を含水率換算装置の入力値としてあ
ることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は
請求項４記載の穀類などの含水率測定装置。
【請求項６】前記含水率換算装置と表示装置の間に、含
水率値を補正する補正値算出装置が設けてあり、この補
正値算出装置の一部若しくは記憶部には基準重量時にお
ける含水率値に対して、重量差による含水率値の変化比
を係数とし、前記含水率換算装置と前記重量測定装置と
のそれぞれの出力値を変数とする補正式が設定してあ
り、前記補正値算出装置は前記計量ホッパ内に被計測物
が投入される度に、前記含水率換算装置と前記重量測定
装置とのそれぞれの出力値を前記補正式に代入して、補
正含水率値を算出し、この値を前記表示装置の入力値と
してあることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
３、又は請求項４記載の穀類などの含水率測定装置。
【請求項７】前記電極板を装備した計量ホッパは２組も
設けてあり、その上部は交番分配器を介して共通の供給
部に連結してあり、一対の前記計量ホッパの下部は共通
の吐出部に連結してあることを特徴とする請求項５又は
請求項６記載の穀類などの含水率測定装置。
【請求項８】計量のみ測定可能なホッパと前記電極板を
装備した合計２組のホッパが設けてあり、その上部は交
番分配器を介して共通の供給部に連結してあり、一対の
前記計量ホッパの下部は共通の吐出部に連結してあるこ
とを特徴とする請求項５又は６項記載の穀類などの含水
率測定装置。
【請求項９】前記補正式はＶｎ＝Ｖ／ｆ（ｗ）＝Ｖ／（ＡＷ＋Ｂ）（１）Ｖ；任意重量Ｗｋｇを投入した時の実測静電容量値Ｗ；投入重量Ａ；基準重量時の静電容量と投入重量時の静電容量の比
の投入重量による影響係数Ｂ；ホッパの形状と電極位置による定数Ｖｎ；基準重量時に換算した静電容量値であることを特徴とする請求項５、請求項６または請求
項７又は８記載の穀類などの含水率測定装置。