JP7206453B2 - 乾燥予測装置及び乾燥予測用プログラム - Google Patents

Description

この発明は、乾燥予測装置及び乾燥予測用プログラムに関するものである。

従来、布などの洗濯物の乾燥度合を測定するには、限られた装置により乾燥させてその乾燥装置と乾燥対象物の経験値をベースに乾燥完了時間を予想していた。

非特許文献１には、ハンガーに電極を設けて洗濯物を掛けた場合の水分量変化を抵抗変化で検出するものが開示されている。

非特許文献２には、過去のデータから将来の数値を予測し、曲線グラフにより表示するものが記載されている。予測の部分では、信頼上限の曲線と信頼下限の曲線を示すものである。

特許文献１には、布団乾燥機の乾燥時間を湿度温度及び乾燥機の通電時間により予測するものが開示されている。温度乾燥変化曲線を用いるもので、比較的複雑な処理により上記温度乾燥変化曲線を得るものである。

田島奈々美、他２名「ＡｗａｒｅＨａｎｇｅｒ：洗濯物の乾き具合を通知するハンガー」情報処理学会研究報告，Ｖｏｌ．２０１０－ＵＢＩ－２７巻Ｎｏ．２号（頁１－５）、２０１０年７月 "いまさら聞けないExcelの使い方講座"［Ｏｎｌｉｎｅ］２０１７年６月５日、窓の杜、［令和２年９月１８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ： HYPERLINK "https://forest.watch.impress.co.jp/docs/serial/exceltips/1062569.html" https://forest.watch.impress.co.jp/docs/serial/exceltips/1062569.html＞

特許第３１６８２３７号公報

上記のように現状の乾燥予測装置は、乾燥対象物の乾燥予測を行う場合に予測曲線を用いて行うものの、現時点から乾燥終了までを基本的に一本の曲線により予測するものであり、曲線の作成が難しく時間を要するものであった。

本発明は上記のような現状の乾燥予測装置が有する課題に鑑みてなされたもので、その目的は、現時点から乾燥終了までを二本以上の曲線（本発明においては、直線を含む）により乾燥予測曲線を作成することで、より正確な予測曲線の作成を容易にし、また作成時間を短縮することが可能な乾燥予測装置を提供することである。

本実施形態に係る乾燥予測装置は、乾燥対象物の第１の面と第２の面に接触され、前記第１の面と前記第２の面との間のインピーダンスを測定するセンサ部と、前記インピーダンスに基づき前記乾燥対象物が乾燥するまでに前記インピーダンスが時間経過に応じて辿る変化線分である乾燥曲線の区間を、最初の乾燥期間である初期乾燥期間と、次の乾燥期間である中間期間と、この中間期間の次の最終期間と、最後の乾燥期間である乾燥完了期間とに区分し、前記中間期間以前において得られる測定されたインピーダンスに基づき、前記中間期間と前記最終期間との境界までの第１乾燥予測曲線と、前記境界以降の第２乾燥予測曲線とを予測し、これら２本の曲線に基づき乾燥完了までの時間予測を行う予測手段と、を具備する。

本発明に係る第１の実施形態に係る乾燥予測装置１００を備える乾燥管理システム８００の構成図。 本発明の実施形態に係る乾燥予測装置１００の本体部１２０を実現するコンピュータシステムの構成図。 本発明の第１の実施形態に係る乾燥予測装置１００における本体部の機能ブロック図。 一般的に用いられている物を乾燥させたときの、物の表面温度と含水率の時間的変化を示す図。 本実施形態において様々な材料の乾燥対象物について乾燥実験を行って得られた乾燥曲線を示す図。 本実施形態において、予測手段５１が第１乾燥予測曲線と、第２乾燥予測曲線とを求める処理を示す図。 本実施形態において、予測手段５１が行う第２の手法により乾燥予測曲線を求める処理を示す図。 本実施形態において、予測手段５１が行う第３の手法により乾燥予測曲線を求める処理を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る乾燥予測装置に備えられる対応情報テーブル５５の内容を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る乾燥予測装置のＣＰＵ１５０が行う動作を示すフローチャート。 本発明に係るセンサの第２の実施形態の構成を示す平面図。 乾燥予測装置の別の本実施形態に係るセンサ部１１０の斜視図。 乾燥対象物２０１を包むような状態で、インピーダンス測定を乾燥予測装置の別の本実施形態に係るセンサ部１１０におけるセンサの分解斜視図。 図１３に示したセンサを備えるセンサ部１１０の測定状態を示す斜視図。

以下添付図面を参照して本発明の実施形態に係る乾燥予測装置、センサ、及び乾燥予測用プログラムを説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１は、第１の実施形態に係る乾燥予測装置１００を備える乾燥管理システム８００の構成図である。この乾燥予測装置１００は、センサ部１１０と本体部１２０とを備える。センサ部１１０は、センサ２０と出力制御部４０により構成されている。
センサ２０には、第１の電極１１、第２の電極１２、第３の電極１３Ａ、第４の電極１３Ｂが備えられている。第１の電極１１、第２の電極１２、第３の電極１３Ａ、第４の電極１３Ｂは、例えば、数ミリ程度の厚さと平面形状が正方形あるいは長方形形状である。平面面積は、特に限定されないが、通常は１０ｍｍ×１０ｍｍ～２０ｍｍ×２０ｍｍ程度が用いられる。第３の電極１３Ａと第４の電極１３Ｂとは電気的に接続されており、１つの電極として機能する。乾燥対象物２１の例えば表面である第１の面には第１の電極１１、第２の電極１２が接触するように配置され、乾燥対象物２１の例えば裏面である第２の面には、第３の電極１３Ａと第４の電極１３Ｂとが接触するように配置される。

更に、センサ２０は、電圧ＶＤＤを供給する電源部を備えている。電源部は、上記第１の電極１１に所定電位を印加し、上記第２の電極１２にアース電位を与えるもので、電池３１と電源スイッチ３２とを備えている。電池３１によって発生される電圧ＶＤＤが抵抗３３を介して第１の電極１１へ与えられる。

また、出力制御部４０は、上記第１の電極１１と上記第２の電極１２間の電圧に基づき上記乾燥対象物２１のインピーダンスを測定するものである。出力制御部４０は、抵抗３３と第１の電極１１との間からアンプ４１を介して電圧を取り出し、ＡＤ変換部４２へ送る。ＡＤ変換部４２は、アンプ４１からのアナログ電圧をディジタル化する。

出力制御部４０は、ＡＤ変換部４２以外に、マイクロコンピュータと送信部を主な構成要素としており、ＡＤ変換部４２からのディジタル電圧を用いて乾燥対象物２１のインピーダンスを求める。つまり、電源部によって一定の電流値が乾燥対象物２１へ流されており、この一定の電流値をマイクロコンピュータが予め保持していることにより、上記ディジタル電圧を用いて乾燥対象物２１のインピーダンスを求めるものである。インピーダンスは、出力制御部４０から本体部１２０へ送信される。

上記において、乾燥対象物２１は、主に洗濯物であるが、これに限らず、干物などの食べ物、土壌などであっても良い。また、湿り気を与える液体は主に水であるが、油などのような導電性を有する液体であっても良い。

図１では、ペアの電極間のインピーダンスを１つの抵抗シンボルで示しているが、これは、斜め方向や直線ではなく曲線的な経路のインピーダンスを含んでいるものを示したシンボルである。本実施形態の乾燥予測装置では、図１に示されるように、第１の電極１１と第２の電極１２間のインピーダンスＲｈ１、第１の電極１１と第３の電極１３Ａ間のインピーダンスＲｖ１、第２の電極１２と第４の電極１３Ｂ間のインピーダンスＲｖ２を合わせたインピーダンスを適切に捉えることができる。

図２は、乾燥予測装置１００の本体部１２０を実現するコンピュータシステムの構成図である。本発明の実施形態に係る乾燥予測装置１００の本体部１２０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション、その他のコンピュータシステムにより構成することができる。このコンピュータシステムは、ＣＰＵ１５０が主メモリ１５１に記憶されている或いは主メモリ１５１に読み込んだプログラムやデータに基づき各部を制御し、必要な処理を実行することにより乾燥予測を行う本体部１２０として動作するものである。

ＣＰＵ１５０には、バス１５２を介して外部記憶インタフェース１５３、入力インタフェース１５４、表示インタフェース１５５、通信インタフェース１５６が接続されている。外部記憶インタフェース１５３には、乾燥予測用プログラム等のプログラムと必要なデータ等が記憶されている外部記憶装置１２３が接続されている。入力インタフェース１５４には、コマンドやデータを入力するための入力装置としてのキーボードなどの入力装置１２４とポインティングデバイスとしてのマウス１２２が接続されている。

表示インタフェース１５５には、ＬＥＤやＬＣＤなどの表示画面を有する表示装置１２５が接続されている。通信インタフェース１５６には、インピーダンスを得るためのセンサ部１１０、乾燥を応援するエアコンなどの周辺機器１３０、場所乾燥情報や周辺環境情報を送信してくる情報提供装置１４０、携帯通信端末１６０が接続されている。通信インタフェース１５６は、無線または有線による送受信機能を有し、データや情報を得るための構成である。携帯通信端末１６０はユーザが保持し、ユーザに乾燥までの時間等メッセージとして通知するために用いられる。更に、このコンピュータシステムには、他の構成が備えられていても良く、また、図２の構成は一例に過ぎない。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る乾燥予測装置１００における本体部の機能ブロック図である。上記において、ＣＰＵ１５０では、外部記憶装置１２３内の乾燥予測用プログラムによって図３に記載の各手段等が実現される。即ち、予測手段５１、場所環境情報取得手段５２、周辺環境情報取得手段５３、特性変化検出手段５４、対応情報テーブル５５、変化態様検出手段５６、制御手段５７が記憶されている。

予測手段５１は、センサ部１１０から送られたインピーダンスに基づき上記乾燥対象物２１が乾燥するまでに上記インピーダンスが時間経過に応じて辿る変化線分である乾燥曲線の区間を、最初の乾燥期間である初期乾燥期間と、次の乾燥期間である中間期間と、この中間期間の次の最終期間と、最後の乾燥期間である乾燥完了期間とに区分し、上記中間期間以前において得られる測定されたインピーダンスに基づき、上記中間期間と上記最終期間との境界までの第１乾燥予測曲線と、上記境界以降の第２乾燥予測曲線とを予測し、これら２本の曲線に基づき乾燥予測を行うものである。

ここで、乾燥曲線について説明する。図４は、物を乾燥させたときの、物の表面温度と含水率の時間的変化を示す図で、一般的に用いられている図である。物の乾燥が開始されると、物の温度上昇が見られ、期間Ｈ１において一定の温度となる。乾燥開始から上記一定の温度となるまでの期間を予熱期間（Ｙ）と呼んでいる。次に、物の温度は一定であるが乾燥が続いているため、含水率の低下が顕著な期間となる。この期間を定率乾燥期間（Ｓ）と呼んでいる。定率乾燥期間の次の期間では、Ｗ１により示す時間から含水率の低下が緩やかになり、物に水が含まれないために物の温度上昇が顕著となる。この期間を減率乾燥期間（Ｄ）と呼んでいる。

上記の現状の一般的な乾燥期間の区分に対し、本実施形態では、乾燥対象物のインピーダンス変化に注目し、乾燥対象物がビショビショに濡れた状態のインピーダンスを測定値「２０」に割り当て、完全に乾燥しインピーダンスの変化が無くなったときのインピーダンスを測定値「１００」に割り当てる。測定値「２０」と測定値「１００」の間を均等に区分した測定値とする。図５は、様々な材料の乾燥対象物（本実施形態では、洗濯物とする）について乾燥実験を行って得られた乾燥曲線（インピーダンスに対応する測定値の時間的変化）の平均的な乾燥曲線である。

上記の乾燥曲線の測定値「３０」までを初期期間とし、測定値「３０」から乾燥速度が低下する（測定値が「９０」）までの期間を中間期間とする。測定値「９０」から「１００」の区間を測定値「９５」を境界として、下側の最終期間と上側の乾燥完了期間に分ける。

図６は、予測手段５１が上記第１乾燥予測曲線と、上記第２乾燥予測曲線とを求める処理を示す。上記予測手段５１は、上記中間期間以前において上記センサ部１１０から得られた少なくとも２点を用いた予測により第１乾燥予測曲線Ｌ１を求め、この第１乾燥予測曲線Ｌ１を所定角度θ傾けて、第２乾燥予測曲線Ｌ２を求める第１の手法を備える。本実施形態において、２点を用いた予測は、直線近似、最小２乗法、ＡＩによる線分の予測などを用いることができる。ここで、θは上記乾燥実験のときに求めて、例えば外部記憶装置１２３に記憶しておくことができる。また、θは、乾燥対象物の生地などの厚さや材質などに対応付けて複数記憶しているものとし、ユーザが、乾燥対象物の生地などの厚さや材質などを入力装置１２４から入力することで、予測手段５１が対応のθを記憶された中から取り出し、用いるようにしても良い。

また、上記予測手段５１は、上記中間期間を第１中間期間と第２中間期間とに分け、上記第１中間期間の第１中間期間予測曲線を上記センサ部１１０から測定の開始以降に得られた少なくとも２点を用いた予測により求め、上記第２中間期間の第２中間期間予測曲線を上記第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求める第２の手法を備える。一般的には、測定データの数が多くなれば新しいデータに代えてゆくことができるが、測定が予測すべき曲線の領域を超えた場合には、予想は停止される。

図７は、予測手段５１が第２の手法により行う処理を示す。中間期間以前において予測曲線の傾きが変化する測定値により、中間期間を第１中間期間と第２中間期間とに分ける。この分岐の測定値は「４０」か「５０」とすることができるが、他の値であっても良い。
この値についても、乾燥対象物の生地などの厚さや材質などに対応付けて複数記憶しているものとし、ユーザが、乾燥対象物の生地などの厚さや材質などを入力装置１２４から入力することで、予測手段５１が対応の測定値を取り出して用いるようにしても良い。

第１中間期間予測曲線Ｌ１１については、少なくとも２つの測定値を用いた予測により求める。第２中間期間予測曲線Ｌ１２については、第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを例えば、２倍することにより得ることができる。２倍は一例に過ぎない。更に、第２乾燥予測曲線Ｌ２を、上記第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求める。例えば、第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを例えば、０．８倍することにより第２乾燥予測曲線Ｌ２を得る。０．８倍は一例に過ぎない。

更に、上記予測手段５１は、上記中間期間を第１中間期間と第２中間期間と第３中間期間に分け、上記第１中間期間の第１中間期間予測曲線を上記センサ部１１０から得られた２点を用いた予測により求め、上記第２中間期間の第２中間期間予測曲線を第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求め、上記第３中間期間の第３中間期間予測曲線を第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求める第３の手法を備える。ここにおいても、測定データの数が多くなれば新しいデータに代えてゆくことができるが、測定が予測すべき曲線の領域を超えた場合には、予想は停止される。

この第３の手法のときに、上記予測手段５１は、中間期間と最終期間の境界を引き下げ（例えば、測定値「８５」）、最終期間を第１最終期間と第２最終期間に分ける。第１最終期間は測定値「８５～８９」、第２最終期間は測定値「９０～９４」である。また、第３中間期間は測定値「８０～８４」とする。これらの数値は一例に過ぎない。

図８は、予測手段５１が第３の手法により行う処理を示す。予測手段５１は、上記第１中間期間の第１中間期間予測曲線Ｌ１１を上記センサ部１１０から得られた少なくとも２点を用いた予測により求め、第２中間期間予測曲線Ｌ１２を第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを１．５倍したものとして求め、第３中間期間予測曲線Ｌ１３を第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを２倍したものとして求め、第１最終期間予測曲線Ｌ２１を第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを１倍したものとして求め、第２最終期間予測曲線Ｌ２２を第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを０．５倍したものとして求める。これらの数値は一例に過ぎない。

本実施形態では、予測手段５１が第１の手法、第２の手法、第３の手法のいずれも備えている。いずれの手法を採用するかについては、乾燥対象物の生地などの厚さや材質などに対応付けて第１の手法から第３の手法を記憶しているものとし、ユーザが、乾燥対象物の生地などの厚さや材質などを入力装置１２４から入力することで、予測手段５１が対応の手法を決定して実行するようにしても良い。予測手段５１が第１の手法、第２の手法、第３の手法のいずれか２つを備えているようにしても良い。２つの内、いずれを採用するかについては、予測手段５１が３つの手法から１つの手法を選択する場合と同様の構成とすることができる。

外部記憶装置１２３に記憶されている場所環境情報取得手段５２は、上記乾燥対象物２１の乾燥場所の少なくとも気温、湿度を含む場所乾燥情報を得るものである。また、周辺環境情報取得手段５３は、上記乾燥対象物２１の乾燥場所より離れた乾燥場所周辺の周辺環境情報を得るものである。前記予測手段５１は、少なくとも１つ目の予測曲線（第１中間期間予測曲線Ｌ１１）を上記場所環境情報取得手段５２と上記周辺環境情報取得手段５３とにより得られた情報に応じて変更する。

この乾燥管理システム８００の構成は、基本的に図１に示した乾燥管理システム８００の構成と同一である。注目すべきは、洗濯乾燥場所の環境センサが乾燥室などの乾燥場所に設けられており、通信インタフェース１５６に接続されている点を挙げることができる。環境センサは、温度センサ、湿度センサ、風量（或いは風速）センサ、気圧センサの内、少なくとも温度センサと湿度センサから構成される。環境センサには、送信器が接続されており、送信器は環境センサにより得られた温度、湿度、風量（或いは風速）、気圧などの場所環境情報を通信インタフェース１５６を経由してＣＰＵ１５０へ送る。従って、本実施形態では、環境センサは情報提供装置１４０に含まれているものとする。

また、洗濯乾燥場所の周辺の環境情報を収集する情報提供装置１４０からＣＰＵ１５０が周辺環境情報を通信インタフェース１５６にて受信するように構成されている。洗濯乾燥場所の周辺とは、洗濯乾燥場所を中心とする例えば半径１Ｋｍのエリアの範囲とし、情報提供装置１４０は気象情報等を提供してくれる業者の端末などとすることができる。情報提供装置１４０からは、湿度や温度、風量（或いは風速）、気圧などやその時の天気（晴れ、雨、曇り等）の環境情報が提供される。

乾燥予測装置の本体部１２０のＣＰＵ１５０は、通信インタフェース１５６からの乾燥度合値データを場所環境情報及び周辺環境情報と共に外部記憶装置１２３へ記憶する。外部記憶装置１２３へ記憶する際に、洗濯乾燥場所の少なくとも気温、湿度を含む場所環境情報と、洗濯乾燥場所の周辺環境情報に応じて第１中間期間予測曲線Ｌ１１に対する傾きの変更値を対応させて記憶して環境変動パラメータとする。予測手段５１は、実際に予測を行うときに、測定値から第１中間期間予測曲線Ｌ１１を前述の通りに求める。そして、上記場所環境情報取得手段５２と上記周辺環境情報取得手段５３とにより得られた情報に基づき、予測手段５１は、上記の外部記憶装置１２３に記憶してある環境変動パラメータの傾き変更値を求める。予測手段５１は傾き変更値に基づき変更した第１中間期間予測曲線Ｌ１１を得る。ここでは、第１中間期間予測曲線Ｌ１１に対する傾きの変更値のみを、環境情報に対応させて記憶したが、第２中間期間予測曲線Ｌ１２を第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを何倍として生成するかの情報、第３中間期間予測曲線Ｌ１３を第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを何倍として生成するかの情報、第１最終期間予測曲線Ｌ２１を第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを何倍として生成するかの情報、第２最終期間予測曲線Ｌ２２を第１中間期間予測曲線Ｌ１１の傾きを何倍として生成するかの情報についても記憶しておくことができる。周辺環境情報に天気に係る環境情報が含まれていないが、含まれていても良いことは勿論である。また、本実施形態では、ユーザが入力装置１２４から入力することで、上述の環境情報を用いた処理を行わないようにすることも可能である。

上記のように予測曲線を予測する場合に、第１中間期間予測曲線Ｌ１１を前記センサ部１１０から得られた少なくとも２点を用いた予測により求めるが、この場合にも、次のようにして補正をすることが可能である。
例えば、それぞれの値について、予想時間の計算の傾きに与える乗算値は、次のようである。
気温の場合、０度～５０度の場合に、Ｎｔｅｍｐ＝１として、測定値から予測で求めた曲線の傾きに、Ｎｔｅｍｐ×温度×１／２０を乗じて曲線を得る。ただし、Ｎｔｅｍｐ＝１は変更可能とする。
湿度の場合、０～１００％の場合に、Ｎａｔｍｏｓ＝５０として、測定値から予測で求めた曲線の傾きに、Ｎａｔｍｏｓ×１／を乗じて曲線を得る。ただしこのＮａｔｍｏｓ＝５０の定数は変更可能とする。
気圧の場合、１０１３．２５ｈＰａを基準とし、Ｎｐａｓ＝１として、Ｎｐａｓ×１０１３．２５／気圧を乗じて曲線を得る。Ｎｐａｓ＝１の定数は変更可能とする
風量：風速：０．１ｍ／ｓ～２０ｍ／ｓが基準とすると、Ｎｗｓｐｅｅｄｘ風速×１／５を乗じて曲線を得る。Ｎｗｓｐｅｅｄ＝１の定数は変更可能とする。
環境センサによる情報がなく、エアコン稼働、浴室乾燥機稼働、扇風機、除湿器などの周辺機器１３０がある場合、それぞれの稼働状態により、以下のパラメータを乗算することにより曲線を求めることとする。
例えば、
エアコン稼働：Ｎａｉｒｃｏｎを乗算（Ｎａｉｒｃｏｎ＝２）
浴室乾燥機稼働：Ｎａｉｒｃｏｎを乗算（Ｎａｉｒｃｏｎ＝３）
扇風機：Ｎａｉｒｃｏｎを乗算（Ｎａｉｒｃｏｎ＝１．２）
である。

対応情報テーブル５５は、上記センサ部１１０により時系列で得られるインピーダンスの変化態様が複数の態様情報として記憶されると共に上記複数の態様情報に対応付けて、上記予測手段５１が行う予測処理内容などと、出力するメッセージの内容が記憶されたものである。

図９は、対応情報テーブル５５の内容を示している。態様情報として、測定インピーダンスの最大値最小値が変化した場合、処理内容としては測定インピーダンスの最大値最小値に測定値の０～１００を合致させる。また、態様情報として、乾燥完了の通知を表示装置１２５等に表示した場合、その応答が入力装置１２４などからあり、「乾燥していない」「濡れている」「乾き過ぎ」等の応答の不一致があると、処理内容としては乾燥完了期間の測定値を所定だけ上下させる変更を行う。態様情報として、測定値が１００付近に固定となると、処理内容としては、不使用として節電モードへ移行する。態様情報として、測定値が大きく変動するのに対し、処理内容としては、使用開始状態として、準備し、「只今から乾燥予想を開始します」などのメッセージを送る。態様情報として、測定値が乾燥完了期間へ入った場合には、処理内容としては「乾燥が完了しました」などのメッセージを送る。態様情報として、測定値が中間区間で暫く固定の場合、エアコンなどの周辺機器１３０を起動し、「乾燥のためにエアコンを起動しました」等のメッセージを送る。態様情報として、測定値があり得ない値を示すなど異常の場合、システムリセットを行い、「乾燥予測をやり直します」等のメッセージを送る。この例は、一例に過ぎない。

変化態様検出手段５６は、上記センサ部１１０により時系列で得られるインピーダンスの変化を検出して時系列のインピーダンスの変化態様（対応情報テーブル５５の態様情報のいずれかが生じたか）を検出するものである。制御手段５７は、上記変化態様検出手段５６が検出した変化態様に基づき、対応情報テーブル５５の態様情報から上記予測手段５１が行う予測処理内容、出力するメッセージの内容を特定し、上記予測手段５１が行う予測処理内容の変更、該当メッセージの出力制御を行う。つまり、制御手段５７は、対応情報テーブル５５の処理内容とメッセージ欄に記載の処理内容を行い、必要な場合メッセージを送信する。

本実施形態の乾燥予測装置１００は、制御手段５７の制御の基に、乾燥具合の数値をメッセージとして携帯通信端末１６０へ送る。
例えば、人間が測ったときの値とセンサ値が次の表のようであるとする。

例１：センサ値３０～１００を、定率倍して、センサ値３０～１００に０～１００％を割り当て、通知するメッセージとする。例えば「乾燥度は０％であり、殆ど乾燥しておりません。」などが通知される。
例２：センサ値３０～５０を、定率倍して、センサ値３０～５０に０～２０％を割り当て、通知するメッセージとする。また、センサ値５０～１００を定率倍して、２０～１００％を割り当て、通知するメッセージとする。
例３：センサ値３０～５０を、定率倍して、センサ値３０～５０に０～２０％を割り当て、通知するメッセージとする。５０～１００を関数変換して、２０～１００％とする。すなわち、ｙ＝ｆ（ｘ）：ｘ＝センサ値、ｙ＝％
例４：１１０％を超えると、乾きすぎであると、通知するメッセージが送出される。
と一般化した関数とし、この人間感覚とセンサ値の実測結果から、近似関数にて％を求め、求めた％を割り当て、通知するメッセージとする。
なお、上記においてセンサ値が小さいほど乾燥度も小さくなり、メッセージの表現として「乾燥度」に違和感があるのであれば、水分含有率を乾燥度の値に対応させて定義し、この値をメッセージに含ませるようにしても良い。

特性変化検出手段５４は、得られるインピーダンスに基づき上記センサ部１１０の特性変化を検出する。特性変化検出手段５４は、対応情報テーブル５５の内容である、測定インピーダンスの最大値最小値が変化した場合や、特性インピーダンスが飛び飛びの値を採る場合などを検出する。この場合、予測手段５１は、少なくとも１つ目の予測曲線Ｌ１１を上記特性変化に応じて変更する。

図１０は、乾燥予測装置１００のＣＰＵ１５０の動作を示すフローチャートである。以上のように構成された乾燥予測装置１００のＣＰＵ１５０は、図１０のフローチャートに示すように動作する。測定値を取り込み（Ｓ１１）、前記センサ部１１０の特性変化の有無を検出する（Ｓ１２）。状態変化があると、少なくとも１つ目の予測曲線を前記特性変化に応じて変更する（Ｓ１３）。

ステップＳ１２においてＮＯとなると、時系列のインピーダンスの変化態様を検出する（Ｓ１４）。即ち、対応情報テーブル５５の態様情報に該当するものが検出されたかを調査する。変化態様が検出されると、制御手段５７として、予測手段が行う予測処理内容の変更、該当メッセージの出力制御を行う（Ｓ１５）。ステップＳ１４においてＮＯとなると、第１～３の手法のいずれかを用い、更には、環境情報を用いて予測処理を行い、乾燥完了までの時間をメッセージとして送信する（Ｓ１６）。次に、乾燥完了となったかを検出し（Ｓ１７）乾燥完了でなければステップＳ１１へ戻って処理を続ける。

以上の実施形態では、乾燥対象物２１が基本的に洗濯物であることを前提として、センサ２０を説明した。図１１は本発明に係るセンサ２００の第２の実施形態の構成を示す図である。乾燥対象物２１が干物などの場合には、図１１に示す構成を示すセンサ２００を用いることができる。

センサ２００は、外枠が概ね四角形の第１のメッシュ体２０１と第２のメッシュ体２０２とが例えばヒンジ２０３により連結されている。第１のメッシュ体２０１のメッシュを構成する縦横の絶縁体線２１０及び枠２２０は、絶縁体である。第１のメッシュ体２０１には、電気的に接続された２電極６１Ａ、６１Ｂにより構成されるペア電極６１の複数ペアが、縦横にメッシュ状に配置された絶縁体線２１０における交点中の所定２交点に配置されている。図１１においては、２か所のペア電極６１にのみ符号が付されているが、各行の隣接する２つの電極は、ペア電極６１である。

第２のメッシュ体２０２は、縦横のメッシュ状の導体線２３０の交点が接続され、全体で１電極として機能する。上記複数ペアの各電極には導線６２Ａ、６２Ｂが接続されている。図１１では、１ペア電極６１のみに導線６２Ａ、６２Ｂが接続されている状態を示しているが、全ペア電極６１には導線６２Ａ、６２Ｂが接続されている。第１のメッシュ体２０１のペア電極６１と第２のメッシュ体２０２の導体線２３０により乾燥対象物を挟んで、上記複数のペア電極６１中から１つのペア電極６１を順次選択する走査をして、選択したペア電極６１で電圧または電流を検出してインピーダンスを測定する図示しない測定部が備えられている。測定部には、導線６２Ａ、６２Ｂによって上記複数のペア電極６１が全て接続されていて、上記複数のペア電極６１から１つのペア電極を順次選択する走査を行う機能を有する点を除き、図１のセンサ２０における構成と同様に、図示はしていないが、電池３１と電源スイッチ３２、抵抗３３とアンプ４１を備えている。電池３１と電源スイッチ３２はペア電極６１の一方の電極に接続され、抵抗３３とアンプ４１はペア電極６１の他方の電極に接続されている。従って、１つのペア電極６１に関する構成は、図１のセンサ２０に等しく、全体として図１のセンサが複数存在している構成である。

上記センサ２００によって、乾燥対象物の複数地点のインピーダンスを求めることができ、これらのインピーダンスを平均したインピーダンスを測定値に変換して乾燥予測することが可能である。また、ペア電極６１から得られる個々のインピーダンスにより当該ペア電極６１が配置された位置の乾燥対象物個々の乾燥予測を行うことが可能である。更に、いくつかの隣接するペア電極６１のインピーダンスを平均して、これらペア電極６１が配置された領域における乾燥対象物の乾燥予測を行うことが可能である。

図１２は、洗濯角ハンガーなどと称されるものに似せて、洗濯バサミの部分にセンサ部１１０を取り付けた乾燥予測装置の別の本実施形態に係るセンサ部１１０の斜視図である。出力制御部４０以降は、１つの本体部１２０により構成できる。例えば、四角の平行する２辺７１Ａ、７１Ｂの対向位置に設けられたセンサ部１１０を１ペアとして乾燥予測する。この乾燥予測装置のセンサ部１１０では、センサ部１１０の位置を判別して乾燥予測をする。これにより、隣接する２ペアにそれぞれ全てに乾燥対象物が設けられている場合には、乾燥対象物間が近接し、乾燥速度が通常より遅くなるので、制御手段５７の制御により「対応する位置（例えば、端から２行目）の乾燥対象物を取り外せば早く乾燥できます。」などのメッセージを送ることができる。これにより、ユーザに親切な洗濯乾燥環境を提供可能である。

図１３は、乾燥対象物４０１を包むような状態で、インピーダンス測定を乾燥予測装置の別の本実施形態に係るセンサ部１１０におけるセンサの分解斜視図である。第１の枠４１０と第２の枠４２０とが枠の一辺によって、図１１のセンサの如く結合される。第１の枠４１０と第２の枠４２０は共に絶縁体である。第１の枠４１０においては、四角枠の対向する２辺間に複数の第１の平行導線４１１が張られている。本数は必要に応じて適宜変更される。第２の枠４２０においては、四角枠の対向する２辺間に複数の第２の平行導線４２１が張られている。本数は必要に応じて適宜変更される。
乾燥対象装置４０１を挟んだ状態となる使用状態では、第１の平行導線４１１と第２の平行導線４２１とは互いにねじれの関係の位置にあることになる。本実施形態では、第１の平行導線４１１と第２の平行導線４２１とは直交的にねじれの状態であるが、直交以外の角度をもってねじれの状態となる構成であっても良い。第１の平行導線４１１、第２の平行導線４２１は、ピーンと張った状態で設けられても良いし、枠内において撓むように長めに設けられ、乾燥対象物４０１を包み込むようになっていても良い。

図１４は、図１３に示したセンサを備えるセンサ部１１０の測定状態を示す斜視図である。第１の平行導線４１１の１本が第１の導線４１１Ａとされる。第１の導線４１１Ａは、乾燥対象物４０１の第１の面５０２に測定時に接触して設けられる。第１の平行導線４１１の他の１本が第２の導線４１１Ｂとされる。第２の導線４１１Ｂは、上記第１の導線４１１Ａと平行であって、上記乾燥対象物４０１の前記第１の面５０２に測定時に接触して設けられる。
第３の導線４２１Ａは、第２の平行導線４２１の１本である。第３の導線４２１Ａは、上記第１の導線４１１Ａと上記第２の導線４１１Ｂに対しねじれの関係の位置に設けられ、測定時に上記乾燥対象物４０１の、上記第１の面５０２と対向する第２の面５０３に接触して設けられる。

測定部４３０は、図１の電極を除く、センサ部１１０と同様の構成を有しており、第１の導線４１１Ａを電極１１として機能させ、第２の導線４１１Ｂを電極１２として機能させ、第３の導線４２１Ａを電極１３Ａ、１３Ｂとして機能させる。即ち、測定時に前記第１の導線４１１Ａに電流を流すと、この電流が第１の導線から第１の面５０２へ到り、前記第１の面５０２との接触部から前記乾燥対象物４０１の内部へ致り、前記第２の面５０３の第３の導線４２１Ａへ向かい、第３の導線４２１Ａを流れ、前記第２の面２０３との接触部から上記乾燥対象物４０１の内部へ致り、上記第１の面５０２に接触する第２の導線４１１Ｂへと流れる経路ができることを利用して、測定部４３０は、上記第１の導線４１１Ａと上記第２導線４１１Ｂとに接続され、上記経路に電流を流してインピーダンスを測定する。つまり、電流は図１４の矢印Ｘ１に示すように第１の導線４１１Ａを流れ、次に矢印Ｘ２に示すように乾燥対象物４０１内を流れ、次に矢印Ｘ３に示すように第３の導線４２１Ａを流れ、次に矢印Ｘ４に示すように乾燥対象物４０１内を流れ、更に矢印Ｘ５に示すように第２の導線４１１Ｂを流れて測定部４３０へ到る。

上記第１の導線４１１Ａと上記第２導線４１１Ｂとは、複数の第１の平行導線４１１中の所要の２本であるから、複数の第１の平行導線４１１の全ては測定部４３０に接続され、上記のように電流を流してインピーダンスの測定を行う場合に用いられる。
図１４を用いて、第３の導線４２１Ａの候補の第２の平行導線４２１に対する絶縁予防策を説明する。ところで、第３の導線４２１Ａとなる候補の第２の平行導線４２１は、図１４に示すように第３の導線４２１Ａよりも遠い側或いは近い側に存在する。この場合に、第３の導線４２１Ａとなる候補の第２の平行導線４２１が乾燥対象物４０１に接触した状態となると、第３の導線４２１Ａと同様に電流が流れる経路となる。これを防ぐために、第３の導線４２１Ａとなる候補の第２の平行導線４２１と第１の導線４１１Ａがねじれの関係で交差する位置であって、第２の平行導線４２１が乾燥対象物４０１に接触する側に絶縁体３２０を設ける。同様に、第３の導線４２１Ａとなる候補の第２の平行導線４２１と第２の導線４１１Ｂがねじれの関係で交差する位置であって、第２の平行導線４２１が乾燥対象物４０１に接触する側に絶縁体３２０を設ける。
同様に、第１の導線４１１Ａや第２の導線４１１Ｂが不要な位置で乾燥対象物４０１に接触しないように、第１の導線４１１Ａや第２の導線４１１Ｂの所定位置であって、第１の導線４１１Ａや第２の導線４１１Ｂが乾燥対象物４０１に接触する側に絶縁体３３０を設ける。このように本実施形態では、前記電流の流れる経路以外の電流の流れを阻止する絶縁体３２０、３３０が、前記第１の導線４１１Ａと前記第２の導線４１１Ｂ及び／または第３の導電体４２１Ａの所要位置に設けられている。以上図１４で説明した電流の流れる経路の構成が、第１の枠４１０の複数の第１の平行導線４１１と第２の平行導線４２１によって構成される本実施形態のセンサの所望の位置にいくつか作成される。

本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

なお、以上の実施形態では、前記中間期間以前において得られる測定されたインピーダンスに基づき、中間期間と前記最終期間との境界までの第１乾燥予測曲線と、前記境界以降の第２乾燥予測曲線とを予測するものを説明したが、最初の乾燥期間である初期乾燥期間に測定を行って初期乾燥期間の乾燥曲線を求め、この初期乾燥期間の乾燥曲線の傾きを何倍か(例えば、２倍)し、中間期間の曲線を予測するようにしても良い。更に、中間期間より先の期間の乾燥曲線を上記初期乾燥期間の乾燥曲線或いは予測した中間期間の乾燥曲線の傾きを何倍かする手法により予測するようにしても良い。

１１・・・第１の電極、１２・・・第２の電極、１３Ａ・・・第３の電極、１３Ｂ・・・第４の電極、２０・・・センサ、２１・・・乾燥対象物、３１・・・電池、３２・・・電源スイッチ、３３・・・抵抗、４０・・・出力制御部、４１・・・アンプ、４２・・・ＡＤ変換部、５１・・・予測手段、５２・・・場所環境情報取得手段、５３・・・周辺環境情報取得手段、５４・・・特性変化検出手段、５５・・・対応情報テーブル、５６・・・変化態様検出手段、５７・・・制御手段、６１・・・ペア電極、６１Ａ、６１Ｂ・・・電極、１００・・・乾燥予測装置、１１０・・・センサ部、１２０・・・本体部、１２２・・・マウス、１２３・・・外部記憶装置、１２４・・・入力装置、１２５・・・表示装置、１３０・・・周辺機器、１４０・・・情報提供装置、１５１・・・主メモリ、１５３・・・外部記憶インタフェース、１５４・・・入力インタフェース、１５５・・・表示インタフェース、１５６・・・通信インタフェース、１６０・・・携帯通信端末、８００・・・乾燥管理システム

Claims (17)

1. 乾燥対象物の第１の面と第２の面に接触され、前記第１の面と前記第２の面との間のインピーダンスを測定するセンサ部と、
   前記インピーダンスに基づき前記乾燥対象物が乾燥するまでに前記インピーダンスが時間経過に応じて辿る変化線分である乾燥曲線の区間を、最初の乾燥期間である初期乾燥期間と、次の乾燥期間である中間期間と、この中間期間の次の最終期間と、最後の乾燥期間である乾燥完了期間とに区分し、前記中間期間以前において得られる測定されたインピーダンスに基づき、前記中間期間と前記最終期間との境界までの第１乾燥予測曲線と、前記境界以降の第２乾燥予測曲線とを予測し、これら２本の曲線に基づき乾燥完了までの時間予測を行う予測手段と、
   を具備することを特徴とする乾燥予測装置。
2. 前記予測手段は、前記中間期間以前において前記センサ部から得られた少なくとも２点を用いた予測により第１乾燥予測曲線を求め、この第１乾燥予測曲線を所定角度傾けて第２乾燥予測曲線を求める第１の手法を備えることを特徴とする請求項１に記載の乾燥予測装置。
3. 前記予測手段は、前記中間期間を第１中間期間と第２中間期間とに分け、前記第１中間期間の第１中間期間予測曲線を前記センサ部から得られた少なくとも２点を用いた予測により求め、前記第２中間期間の第２中間期間予測曲線を第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求める第２の手法を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥予測装置。
4. 前記予測手段は、前記中間期間を第１中間期間と第２中間期間と第３中間期間に分け、前記第１中間期間の第１中間期間予測曲線を前記センサ部から得られた少なくとも２点を用いた予測により求め、前記第２中間期間の第２中間期間予測曲線を第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求め、前記第３中間期間の第３中間期間予測曲線を第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求める第３の手法を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乾燥予測装置。
5. 前記乾燥対象物の乾燥場所の少なくとも気温、湿度を含む場所乾燥情報を得る場所環境情報取得手段と、
   前記乾燥対象物の乾燥場所より離れた乾燥場所周辺の周辺環境情報を得る周辺環境情報取得手段と、
   を具備し、
   前記予測手段は、少なくとも１つ目の予測曲線を前記場所環境情報取得手段と前記周辺環境情報取得手段とにより得られた情報に応じて変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の乾燥予測装置。
6. 得られるインピーダンスに基づき前記センサ部の特性変化を検出する特性変化検出手段を備え、
   前記予測手段は、少なくとも１つ目の予測曲線を前記特性変化に応じて変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の乾燥予測装置。
7. 前記センサ部により時系列で得られるインピーダンスの変化態様が複数の態様情報として記憶されると共に前記複数の態様情報に対応付けて、前記予測手段が行う予測処理内容、出力するメッセージの内容が記憶された対応情報テーブルと、
   前記センサ部により時系列で得られるインピーダンスの変化を検出して時系列のインピーダンスの変化態様を検出する変化態様検出手段と、
   前記変化態様検出手段が検出した変化態様に基づき、対応情報テーブルの態様情報から前記予測手段が行う予測処理内容、出力するメッセージの内容を特定し、前記予測手段が行う予測処理内容の変更、該当メッセージの出力制御を行う制御手段と
   を具備することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の乾燥予測装置。
8. 前記センサ部が、
   電気的に接続された２電極により構成されるペア電極の複数ペアが、縦横にメッシュ状に配置された絶縁体線により構成され前記絶縁体線における交点中の所定２交点に配置された第１のメッシュ体と、
   縦横のメッシュ状の導体線の交点が接続され全体で１電極として機能する第２のメッシュ体と、
   前記複数ペアの各電極に接続される導線と、
   前記第１のメッシュ体のペア電極と第２のメッシュ体により乾燥対象物を挟んで、前記複数のペア電極から１つのペア電極を順次選択する走査をして、選択したペア電極間で電圧または電流を検出してインピーダンスを測定する測定部と、
   を具備するセンサ
   を含んでいることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の乾燥予測装置。
9. 前記センサ部が、
   乾燥対象物の第１の面に測定時に接触して設けられる第１の導線と、
   前記第１の導線と平行であって、前記乾燥対象物の前記第１の面に測定時に接触して設けられる第２の導線と、
   前記第１の導線と前記第２の導線に対しねじれの関係の位置に設けられ、測定時に前記乾燥対象物の、前記第１の面と対向する第２の面に接触して設けられる第３の導線と、
   測定時に前記第１の導線に電流を流すと、この電流が第１の導線から第１の面へ到り、前記第１の面との接触部から前記乾燥対象物の内部へ到り、前記第２の面の第３の導線を流れ、前記第２の面との接触部から前記乾燥対象物の内部へ到り、前記第１の面に接触する第２の導線へと流れる経路ができることを利用して、前記第１の導線と前記第の２導線とに接続され、電流を流してインピーダンスを測定する測定部と
   を具備するセンサ
   を含んでいることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の乾燥予測装置。
10. 前記センサは、前記経路以外の電流の流れを阻止する絶縁体が、前記第１の導線と前記第２の導線及び／または第３の導線の所要位置に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の乾燥予測装置。
11. 乾燥対象物の第１の面と第２の面に接触され、前記第１の面と前記第２の面との間のインピーダンスを測定するセンサ部を有し、このセンサ部により得られたインピーダンスを用いて乾燥予測を行う乾燥予測装置のコンピュータを、
    前記インピーダンスに基づき前記乾燥対象物が乾燥するまでに前記インピーダンスが時間経過に応じて辿る変化線分である乾燥曲線の区間を、最初の乾燥期間である初期乾燥期間と、次の乾燥期間である中間期間と、この中間期間の次の最終期間と、最後の乾燥期間である乾燥完了期間とに区分し、前記中間期間以前において得られる測定されたインピーダンスに基づき、前記中間期間と前記最終期間との境界までの第１乾燥予測曲線と、前記境界以降の第２乾燥予測曲線とを予測し、これら２本の曲線に基づき乾燥完了までの時間予測を行う予測手段、
    として機能させることを特徴とする乾燥予測用プログラム。
12. 前記コンピュータを前記予測手段として、前記中間期間以前において前記センサ部から得られた少なくとも２点を用いた予測により第１乾燥予測曲線を求め、この第１乾燥予測曲線を所定角度傾けて第２乾燥予測曲線を求めるように機能させる第１の手法プログラムを備えることを特徴とする請求項１１に記載の乾燥予測用プログラム。
13. 前記コンピュータを前記予測手段として、前記中間期間を第１中間期間と第２中間期間とに分け、前記第１中間期間の第１中間期間予測曲線を前記センサ部から得られた少なくとも２点を用いた予測により求め、前記第２中間期間の第２中間期間予測曲線を第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求めるように機能させる第２の手法プログラムを備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の乾燥予測用プログラム。
14. 前記コンピュータを前記予測手段として、前記中間期間を第１中間期間と第２中間期間と第３中間期間に分け、前記第１中間期間の第１中間期間予測曲線を前記センサ部から得られた少なくとも２点を用いた予測により求め、前記第２中間期間の第２中間期間予測曲線を第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求め、前記第３中間期間の第３中間期間予測曲線を第１中間期間予測曲線の傾きを変更した曲線として求めるように機能させる第３の手法プログラムを備えることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の乾燥予測用プログラム。
15. 前記乾燥予測装置が、
    前記乾燥対象物の乾燥場所の少なくとも気温、湿度を含む場所乾燥情報を得る場所環境情報取得手段と、
    前記乾燥対象物の乾燥場所より離れた乾燥場所周辺の周辺環境情報を得る周辺環境情報取得手段と、
    を具備し、
    前記コンピュータを前記予測手段として、少なくとも１つ目の予測曲線を前記場所環境情報取得手段と前記周辺環境情報取得手段とにより得られた情報に応じて変更するように機能させることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の乾燥予測用プログラム。
16. 前記コンピュータを、
    得られるインピーダンスに基づき前記センサ部の特性変化を検出する特性変化検出手として機能させ、
    前記コンピュータを前記予測手段として、少なくとも１つ目の予測曲線を前記特性変化に応じて変更するように機能させることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の乾燥予測用プログラム。
17. 前記コンピュータは、
    前記センサ部により時系列で得られるインピーダンスの変化態様が複数の態様情報として記憶されると共に前記複数の態様情報に対応付けて、前記コンピュータが前記予測手段として行う予測処理内容、出力するメッセージの内容が記憶された対応情報テーブルを備え、
    前記コンピュータを、
    前記センサ部により時系列で得られるインピーダンスの変化を検出して時系列のインピーダンスの変化態様を検出する変化態様検出手段、
    前記変化態様検出手段が検出した変化態様に基づき、対応情報テーブルの態様情報から前記予測手段が行う予測処理内容、出力するメッセージの内容を特定し、前記予測手段が行う予測処理内容の変更、該当メッセージの出力制御を行う制御手段
    として機能させることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の乾燥予測用プログラム。

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