JP7129699B2

JP7129699B2 - 穀物の荷受システム

Info

Publication number: JP7129699B2
Application number: JP2018207823A
Authority: JP
Inventors: 克弘中澤; テセマアベベアシェナフィ
Original assignee: 近江度量衡株式会社
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-11-04
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2038-11-04
Also published as: JP2020064036A

Description

本発明は穀物の荷受システムに関する。

カントリーエレベーターやライスセンターなどの穀物貯蔵施設では、搬入された穀物は張込みホッパーによって荷受けされている。荷受けされた穀物は、粗選機によって藁屑などの異物が取り除かれて、計量機によって荷受量が計量される。ここで、荷受量の計量は生産者ごとに行われるため、一の生産者の荷受量が計量されるまで他の生産者の荷受量は計量できず、計量待ちが生じることとなる。また、計量機で計量できる量が限られているため、搬入量が多い生産者においては複数回にわたって計量を行う必要があり、その後の生産者の計量に対して待ち状態が発生していた。このような計量待ち状態に起因して、収穫時期のピークには、穀物貯蔵施設への搬入待ちが生じていた。

特開2018-156448号公報

ここで、特許文献１は、荷受けを管理する管理装置と、生産者が有するスマートフォンと、を備える荷受けシステムが記載さえている。この荷受けシステムは、荷受作業が予約制となっており、生産者のスマートフォンに対して荷受けを行う時間帯が通知される。よって、生産者は通知された時間帯に搬入すれば、搬入待ちをすることなく、荷受量の計量を行い得る。

しかしながら、すべての生産者がスマートフォンを有しているとは限らないので、スマートフォンを有していない生産者においては荷受量の計量待ちが生じることとなる。

本発明は、上記の課題を解決するため、搬入待ちが生じにくい荷受システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の穀物の荷受システムは、複数の生産者から累積的に穀物が投入される張込みホッパーと、前記張込みホッパーに穀物が投入される度に、当該投入された穀物の重量と水分量を測定する測定部と、前記測定された穀物の重量と水分に基づいて、前記投入された穀物ごとに荷受量を算定する荷受量算定部と、を備え、前記張込みホッパーは、前記累積的に投入された穀物を一括排出するよう制御されることを特徴とする。

前記測定部は、互いに間をあけて前記張込みホッパー内に設けられた少なくとも１対の電極と、前記１対の電極の間に生じる静電容量を測定する静電容量測定部と、前記測定した静電容量の変位に基づいて前記投入された穀物の水分量を算定する水分量算定部と、を備えることを特徴とする。

前記測定部は、前記穀物が投入される前後において、前記荷受ホッパーから受ける荷重を測定する荷重測定部と、前記測定した荷重の変位に基づいて前記投入された穀物の重量を算定する重量算定部と、を備えることを特徴とする。

本発明の荷受ホッパーには、複数の生産者から穀物が累積的に投入され、投入される度に、その重量と水分量に基づいて算定される。そして、累積的に投入された穀物は一括して排出される。このため、荷受をするに際して生産者ごとに穀物を受け付け、投入された穀物を排出して荷受ホッパーを空にするといった処理が不要となり、円滑な荷受が実現される。その結果、穀物の搬入待ちが生じにくくなる。

本実施形態のカントリーエレベーターの概略図（ａ）張込みホッパーを正面から見たときの構成図、（ｂ）複数の生産者から穀物が投入された場合のホッパー内部を示す断面図荷受システムのブロック図（ａ）張込みホッパーの変形例を示した図、（ｂ）変形例に係る一部ブロック図他の変形例に用いられる測定電極の斜視図

以下、カントリーエレベーターにおける穀物の荷受けを例にして、本発明の実施形態を説明する。

図１に示すように、本実施形態のカントリーエレベーター２では、張込みホッパー４にて荷受けされた穀物はコンベア６により搬送され、粗選機８により藁屑などの異物が取り除かれて貯留ビン１０にて乾燥される構成となっている。乾燥された穀物はサイロ１２によって管理される。

本実施形態のカントリーエレベーター２が有する穀物の荷受システム１（図３）は、荷受けする度（張込みホッパー４に投入される度）に荷受量を計量するシステムであって、図２および図３に示すように、張込みホッパー４にロードセル１４と電極セット１６が設けられ、ロードセル１４と電極セット１６の出力がコンピュータ１８へと入力される構成となっている。

具体的には、張込みホッパー４は、カントリーエレベーター２に設けられたピット２０内に配設されている。ピット２０内には、架台２４が設けられており、当該架台２４に張込みホッパー４が支持されている。架台２４と張込みホッパー４の間には複数のアナログ式のロードセル１４が介在しており、各ロードセル１４の出力は和算箱４０に並列接続され、和算箱４０によって各ロードセル１４の値がまとめられて出力される。この和算機４０の出力信号はアナログ‐デジタル変換回路４２（以下、ＡＤＣ４２という）を介してピット２０外に設けられたコンピュータ１８へと接続されている。コンピュータ１８は、ＡＤＣ４２から入力された信号に基づいて張込みホッパー４から受ける荷重を取得する。当該荷重は、穀物が投入される前後において測定され、その変位が投入された穀物の重量として取得される。このように複数のロードセル１４とコンピュータ１８は、張込みホッパー４からの荷重を測定する荷重測定部として機能しており、コンピュータ１８は、測定した荷重に基づいて張込みホッパーに投入された穀物の重量を算定する重量算定部として機能している。なお、張込みホッパー４の上方にはグレーチング２２が敷設されている。

張込みホッパー４の内部には、投入された穀物の静電容量を測定するための電極セット１６が配設されている。本例では、電極セット１６は、互いに対向配置された測定電極２６とグランド電極２８を含んでいる。これらの電極２６，２８は、ホッパー４の底部から投入口付近にかけて帯状に延在しており、一定の間隔を隔てて配置されている。グランド電極２８は静電容量を測定するための測定回路３０のグランドに接続されている。測定電極２６は、その背面（グランド電極２８とは対向していない面）が絶縁板３８に接合されている。また測定電極２６は当該測定回路３０に配線接続されている。測定回路３０は、グランド電極２８と測定電極２６の間に生じる静電容量を測定するための回路であって、その出力はアナログ‐デジタル変換回路３２（以下、ＡＤＣ３２）を介してコンピュータ１８へと接続されている。コンピュータ１８は、ＡＤＣ３２から入力された信号に基づいて電極２６，２８間の静電容量を取得する。当該静電容量は穀物が投入される前後において測定され、その変位が投入された穀物の静電容量として取得される。このように、電極セット１６、測定回路３０、ＡＤＣ３２、及びコンピュータ１８は、穀物の静電容量を測定する静電容量測定部として機能している。また、コンピュータ１８は、静電容量と穀物の水分量の関係を規定した検量線の情報を有しており、当該検量線の情報を参照することで、変位に基づいて取得した静電容量に対応する穀物の水分量を算定する。このように、コンピュータ１８は、測定された穀物の静電容量に基づいて投入された穀物の水分量を算定する水分量算定部として機能している。

上記のように構成される荷受システム１では、穀物が張込みホッパー４に投入される度に、上記水分量測定部によって穀物の水分量が算定される。また、当該水分量の算定とともに、上記重量測定部によって重量が測定される。そして、コンピュータ１８は、これら水分量と重量に基づいて、投入された穀物の荷受量が算定される。すなわち、コンピュータ１８は、水分量と重量に基づいて、投入された穀物の荷受量を算定する荷受量算定部として機能している。

ここで、張込みホッパー４には複数の生産者から累積的に穀物が投入され、当該累積的に投入された穀物は一括して排出される。すなわち、張込みホッパー４に投入された穀物の排出は、生産者により投入される度に行われるのではなく、所定量の穀物が張込みホッパー４内に蓄積された場合に行うこととしている。例えば、複数の生産者から穀物が投入されることによりホッパー内が満杯になった場合や、満杯ではないが次の生産者による投入が行われるとオーバーフローしてしまう場合に、張込みホッパー４内の穀物を排出すべく、張込みホッパー４の下方に設けられた排出口３４が開放される。

具体的には、図２（ａ）に示すように、張込みホッパー４の底に開設されている排出口３４は、ピストンロッドによって昇降される蓋体３６によって閉じられた状態となっており、穀物が投入される前の空の状態において、重量Ｗ０と静電容量Ｃ０が測定される。

そして、図２（ｂ）に示すように、空の状態から生産者Ａの穀物が投入されると、その投入後における重量Ｗ１と静電容量Ｃ１が測定される。コンピュータ１８は重量Ｗ１から重量Ｗ０を減じることで生産者Ａの穀物の重量Ｗａを算出する。また、コンピュータ１８は静電容量Ｃ１から静電容量Ｃ０を減じることで生産者Ａの穀物の静電容量Ｃａを算出し、静電容量と穀物の水分量の関係を規定している検量線に基づいて当該静電容量Ｃａに対応する水分量が算出される。そして、当該水分量と重量Ｗａに基づいて荷受量が算定される。なお、この時点では、張込みホッパー４内には所定量の穀物が入っていないので、穀物の排出制御は行われない。

次いで、生産者Ｂの穀物が張込みホッパー４に投入されると、その投入後における重量Ｗ２と静電容量Ｃ２が測定される。そして、コンピュータ１８は重量Ｗ２から重量Ｗ１を減じることで生産者Ｂの穀物の重量Ｗｂを算出する。また、コンピュータ１８は静電容量Ｃ２から静電容量Ｃ１を減じることで生産者Ｂの穀物の静電容量Ｃｂを算出し、当該静電容量Ｃｂと検量線に基づいて水分量を算出する。そして、当該水分量と重量Ｗｂに基づいて生産者Ｂの荷受量を算定する。なお、この時点でも、張込みホッパー４内には所定量の穀物が入っていないので、穀物の排出制御は行われない。

次いで、生産者Ｃの穀物が張込みホッパー４に投入されると、その投入後における重量Ｗ３と静電容量Ｃ３が測定される。そして、コンピュータ１８は重量Ｗ３から重量Ｗ２を減じることで生産者Ｃの穀物の重量Ｗｃを算出する。また、コンピュータ１８は静電容量Ｃ３から静電容量Ｃ２を減じることで生産者Ｃの穀物の静電容量Ｃｃを算出し、当該静電容量Ｃｃと検量線に基づいて水分量を算出する。そして、当該水分量と重量Ｗｃに基づいて生産者Ｃの荷受量を算定する。

そして、この時点で張込みホッパー４内は穀物で満たされているので、コンピュータ１８は蓋体３６を昇降させるピストンロッドを駆動させ、蓋体３６を上昇させる。これにより、張込みホッパー４の排出口３４が開放されて穀物がコンベア６上に排出される。なお、ホッパー４内に所定量の穀物が入っているか否かは、例えば、ロードセル１４からの出力の合計に基づいて判定することができる。他には、カントリーエレベーター２の作業員が目視にて穀物の充填状況を確認し、ピット２０上に設けられた排出指示スイッチ（不図示）を押すことでコンピュータ１８に排出制御を指示しても構わない。

当該実施形態の荷受システム１によれば、生産者から荷受けする時点で、張込みホッパー４に投入された穀物の水分量を算定することが可能となり、当該水分量と重量に基づいて荷受量を算定できることとなる。また、張込みホッパー４に所定量の穀物が投入されるまでは、本体内の穀物を排出することなく、続けて測定及び算出を行うことができる。従って、従来のような穀物の投入待ち（荷受け待ち）を解消することができる。

本発明の実施形態は上記の態様に限られず、例えば下記のように変形した態様で実施しても構わない。

＜変形例１＞
上記の実施形態の電極セット１６は、グランド電極２８の片面に対向するように一の測定電極２６が配置されたものであったが、例えば、図４（ａ）に示すように、グランド電極２８の両面に対抗するように２つの測定電極２６が配置されたものであっても良い。また、張込みホッパー４のサイズに応じて、当該電極セット１６を複数設けても構わない。

当該態様では、図４（ｂ）に示すように、各測定電極２６が測定回路３０へと接続されている。各測定回路３０から出力された信号はＡＤＣ３２によりデジタル信号へと変換されてコンピュータ１８に入力される。コンピュータ１８は、静電容量を測定する際に、各測定回路３０からの出力（各測定電極２６からの出力）を合算して総静電容量を算出し、当該総静電容量の変位と検量線に基づいて水分量を算定する。

＜変形例２＞
上記実施形態及び変形例１では、測定電極２６は１枚の電極で構成されていたが、複数の電極で構成されてもよい。例えば図５に示すように、４つの測定電極２６ａ～２６ｄを張込みホッパー４の高さ方向に並べて配置したものであっても構わない。当該態様においては、各測定電極２６ａ～２６ｄの出力が測定回路３０を経てコンピュータ１８へと入力される。そして、コンピュータ１８では、各測定電極２６ａ～２６ｄの出力を合算することで総静電容量を算出し、当該総静電容量の変位と検量線に基づいて水分量を算定する。

＜変形例３＞
上記の実施形態において水分量測定部は、静電容量に基づいて穀物の水分量を測定していたが、他の例として、近赤外線を用いて水分量を測定する態様や、マイクロ波を用いて水分量を測定する態様であっても構わない。

例えば、近赤外線を用いて水分量を測定する態様においては、近赤外線を発光する発光素子と、穀物を透過した透過光を受光する受光部と、受光した光を分光する分光器と、分光器とにより分光された光を受光する受光素子と、受光素子が受光した分光エネルギーのスペクトルを解析して水分量を算定するコンピュータと、により構成することができる。ここで、本発明においては、複数の生産者から搬入された穀物が累積的に投入され蓄積されるので、上記の発光素子と受光部を対向配置して成るセンサユニットを張込みホッパー４の複数箇所に設置するのが好ましい。複数のセンサユニットは、例えば、張込みホッパー４の中央と四隅に、上下に多段階に設置され、各々のセンサユニットで受光した光は、光ファイバを介して分光器に導かれる。当該態様によれば、穀物が投入されるたびに下側に配置されたセンサユニットに穀物が充填されていくこととなり、下側のセンサユニットから順に水分量が測定されることとなる。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。

上記の実施形態では、一つのピット２０に設けられた張込みホッパー４を例にして説明したが、カントリーエレベーター２内に複数のピット２０を設け各ピット２０に張込みホッパーを設置しても構わない。このように、張込みホッパー４を複数設置することにより、処理能力が上がり、荷受待ち時間を減らすことが可能となる。

また、本発明は既設のカントリーエレベーターに採用しても構わない。

１ … 荷受システム
４ … 張込みホッパー
１４ … ロードセル
１８ … コンピュータ
２６ … 測定電極
２８ … グランド電極
３０ … 測定回路
３２ … ＡＤＣ
３４ … 排出口

Claims

複数の生産者から累積的に穀物が投入される張込みホッパーと、
前記張込みホッパーに穀物が投入される度に、当該投入された穀物の重量と水分量を測定する測定部と、
前記測定された穀物の重量と水分に基づいて、前記投入された穀物ごとに荷受量を算定する荷受量算定部と、
を備え、
前記張込みホッパーは、前記累積的に投入された穀物を一括排出するよう制御されることを特徴とする荷受システム。
前記測定部は、
互いに間をあけて前記張込みホッパー内に設けられた少なくとも１対の電極と、
前記１対の電極の間に生じる静電容量を測定する静電容量測定部と、
前記測定した静電容量の変位に基づいて前記投入された穀物の水分量を算定する水分量算定部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の荷受システム。
前記測定部は、
前記穀物が投入される前後において、前記張込みホッパーから受ける荷重を測定する荷重測定部と、
前記測定した荷重の変位に基づいて前記投入された穀物の重量を算定する重量算定部と、
を備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の荷受システム。