JP7118353B2 - サイロの管理装置 - Google Patents

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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警報を表示する表示手段とを備え
前記複数種のセンサは、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を一組として前記センサ群を構成する一方、前記サイロ内には前記サイロ内の空気温度を検知する温度センサと、前記サイロ外には前記サイロ外の外気温度を検知する温度センサとをそれぞれ設け、
前記演算手段は、
前記センサ群の穀物の温度を検出する前記温度センサ、穀物の水分を検出する前記水分センサ及び穀物の臭気を検出する前記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、
前記サイロ内の空気温度と前記サイロ外の外気温度との検知により、前記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、
前記センサ群の穀物の温度を検出する前記温度センサのうち、ある特定の温度センサと当該温度センサとは別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、
のいずれか1つに該当した場合に、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、という技術的手段を講じた。
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、穀物の臭気値など)を加味して穀物の品質管理を行っており、従来の穀物温度および穀物水分の二つの条件によって安全貯蔵限界日数の基準を設定していたものに比べ、穀物温度、穀物水分および臭気値の三つの条件によって安全貯蔵限界日数が算出されているから、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ようになった
そして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してあり、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。
しかも、前記サイロ内の空気温度と前記サイロ外の外気温度との検知により、前記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や、前記センサ群の穀物の温度を検出する前記温度センサのうち、ある特定の温度センサと当該温度センサとは別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も、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
Figure 0007118353000001
という関数で示している。このとき、(y)については、
Figure 0007118353000002
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、
Figure 0007118353000003
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
Figure 0007118353000004
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、
Figure 0007118353000005
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、
Figure 0007118353000006
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 (1)

  1. 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
    前記複数種のセンサは、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を一組として前記センサ群を構成する一方、前記サイロ内には前記サイロ内の空気温度を検知する温度センサと、前記サイロ外には前記サイロ外の外気温度を検知する温度センサとをそれぞれ設け、
    前記演算手段は、
    前記センサ群の穀物の温度を検出する前記温度センサ、穀物の水分を検出する前記水分センサ及び穀物の臭気を検出する前記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、
    前記サイロ内の空気温度と前記サイロ外の外気温度との検知により、前記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、
    前記センサ群の穀物の温度を検出する前記温度センサのうち、ある特定の温度センサと当該温度センサとは別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、
    のいずれか1つに該当した場合に、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 ことを特徴とするサイロの管理装置。
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