JPH0345335B2 - - Google Patents

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JPH0345335B2
JPH0345335B2 JP56502181A JP50218181A JPH0345335B2 JP H0345335 B2 JPH0345335 B2 JP H0345335B2 JP 56502181 A JP56502181 A JP 56502181A JP 50218181 A JP50218181 A JP 50218181A JP H0345335 B2 JPH0345335 B2 JP H0345335B2
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moisture
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Hansu Oeteitsukaa
Emanueru Kumaa
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BYUURAA AG
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Application filed by BYUURAA AG filed Critical BYUURAA AG
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    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

請求の範囲 1 製品流を形成する流動性食品の水分を連続的
に測定する方法であつて、 前記製品流を、該製品流が自重により流下する
ように互いに並列的に配置された測定路およびバ
イパス路を規定する測定容器に案内し、 案内された製品流を、前記測定路を経る測定流
と前記バイパス路を経るバイパス流とに分割し、 前記測定流が前記測定路内を自重により流下す
る間、電気的キヤパシタ手段により前記測定流の
水分を測定し、 前記測定流の水分を測定する間、前記測定容器
内の前記製品流のレベルを前記測定路と前記バイ
パス路との分岐点より上方に維持すべく、前記測
定流および前記バイパス流の少なくとも一方の流
量を制御する、 ことを含む、食品の水分測定方法。
2 測定路1,1′内での測定流の落下は重力に
よる、特許請求の範囲第1項に記載の方法。
3 測定用コンデンサ(Cx、4、5)の容量値
を、 (a) 所定電圧(Uref)がコンデンサ(Cx、4、
5)に印加され、付加的な基準コンデンサ
(Cref)が放電される第1段階の間と、 (b) 上記コンデンサ(Cx、4、5)の電荷が上
記基準コンデンサ(Cref)に移され、その時の
電圧(U1)が測定される、上記第1の段階に
続く第2段階の間と、 の2段階で交互に測定する、特許請求の範囲第1
項または第2項に記載の方法。
4 食品の水分を、基準コンデンサ(Cref)の複
数の電圧(U1)値の平均値から決定する、特許
請求の範囲第3項に記載の方法。
5 食品の重量を、測定路1,1′で測定する、
特許請求の範囲第1項から第4項のいずれか1項
に記載の方法。
6 再び合流した2つの流れの瞬時の流量値を測
定する、特許請求の範囲第1項から第5項のいず
れか1項に記載の方法。
7 測定された水分と、前記瞬時の流量値と、予
め定められた水分量とから、上記希望の水分値を
得るために食品に添加する水量を決定し、この水
量から、不足した水量の供給を制御する制御信号
を得る、特許請求の範囲第6項に記載の方法。
8 製品流を形成する流動性食品の水分を連続的
に測定する装置であつて、 前記製品流の受入口を有し、前記製品流が自重
により流下するように互いに並列的に配置された
測定路およびバイパス路を規定し、前記製品流を
前記測定路を経る測定流と前記バイパス路を経る
バイパス流とに分割する測定容器と、 前記測定流が前記測定路内を自重により流下す
る間、前記測定流の水分を測定する電気的キヤパ
シタ手段と、 前記測定流の水分を測定する間、前記測定容器
内の前記製品流のレベルを前記測定路と前記バイ
パス路との分岐点より上方に維持すべく、前記測
定流および前記バイパス流の少なくとも一方の流
量を制御する手段と、 を含む、食品の水分測定装置。
9 測定路1の出口はその入口より小さく、これ
により前記測定流の流速を減少させる、特許請求
の範囲第8項に記載の装置。
10 測定路1とバイパス路22の軸は垂直方向
に延長して且つ互いに平行関係にあり、それらの
入口は共通のオーバーフロー路22′で連通され、
上記バイパス路22′はその全長に亘つて測定路
の出口の断面積より大きい断面を有する、特許請
求の範囲第8項または第9項に記載の装置。
11 測定路1の出口とバイパス路22の出口と
が共通の流出口23を形成している、特許請求の
範囲第8項〜第10項のいずれか1項に記載の装
置。
12 レベル制御手段24〜34は、 (a) バイパス路22の側壁部として構成された実
際値センサ25と、 (b) 流出口23の断面積を制御する流量調整機構
と、 を有する、特許請求の範囲第8項〜第11項のい
ずれか1項に記載の装置。
13 瞬間的流量を決定する流量測定器7を有す
る、特許請求の範囲第8項〜第12項のいずれか
1項に記載の装置。
14 一定の流量を制御する流量調節回路78を
有する、特許請求の範囲第8項〜第12項のいず
れか1項に記載の装置。
15 容量性測定装置8と流量測定器7とが電子
処理装置9の信号入力端子に接続され、該電子処
理装置は、例えば流出口の下流に設けた電力供給
装置19のような調整要素を制御するための比較
器を具備した制御手段10,40の出力側に接続
され、これにより食品が予定の水分にされる、特
許請求の範囲第8項〜第11項のいずれか1項に
記載の装置。
16 測定路1は重量測定装置2の重量測定室を
構成しており、該装置2の測定出力は上記電子処
理装置9の入力に接続されている、特許請求の範
囲第15項に記載の装置。
技術分野 本発明は、生成物移動路に沿つて材料流れとし
て移動され少なくとも部分的に測定路に導かれる
流動性食品、特に、穀物およびその加工生成物
(材料と呼ぶ)の水分を連続的に測定する方法に
関する。
本発明は、更に、特に本発明に係る方法を実施
するために、測定ハウジング内を移動する流動性
食品、特に、穀物およびその加工生成物の水分を
連続的に測定する装置に関する。
背景技術 製粉工場における材料特性値(特に、水分)の
測定精度は、従来、極めて不十分である。
この原因は、多数の因子にある。材料自体は、
2つの極端な状態を取る。即ち、1つは、サイロ
内に貯蔵した際の静止状態であり、1つは、加工
段の間を移送される際の流動状態である。連続的
に運動する生成物から材料特性値を正確に求める
ことは、特に困難である。従つて、実際に正確な
数値を求める場合は、試験室において採取試料の
分析を行なう。多量のバラ荷の代表的な材料特性
値を求めるには、一般に、多数の試料の分析を行
ない、統計的評価を行なう必要がある。従つて、
試料採取が面倒である。試料は、サイロ内部の多
数の個所から採取しなければならない。さもない
と、誤差が大きくなる。更に、サイロ内部は圧縮
されて極めて高圧であるので、試料採取が困難で
ある。
生成物の水分は比較的大きい範囲に変動し、こ
れが、乾燥状態の製品量、更には、例えば、密度
および導電性に対して直接的な影響を及ぼすと云
う特殊な問題点がある。
穀物製粉の場合、通常、各種の穀物を混合す
る。もちろん、各種穀物の混合は正確に行なう必
要はない。何故ならば、後段の加工段において、
各材料成分の反覆混合が必然的に行なわれるから
である。各成分の物理的性質は相互に異なる。も
ちろん、タツピング重量および生成物水分も異な
る。試料による材料水分の測定は、現在、未解決
な問題である。
穀物含水量の公知の測定法では、材料流れから
バツチ式または準連続式に機械的に穀物を採取
し、約0.1の所定量を測定容器に装入する。測
定容器は、部分的にコンデンサとして構成してあ
る。この場合、生成物を含む測定容器によつて形
成されたコンデンサの静電容量の形の電気的特性
値を測定し、測定結果を評価して試料の含水量に
換算する。この装置は、測定試料の実際の含水量
を与える。この方法には、もちろん測定値が、試
料の1000000倍にも達する全生成物量を代表し得
るかと云う疑問がある。
生成物に所定量の水を添加すべき場合、連続式
秤量系で生成物通過量を検知し、所要の水量を計
算して添加しなければならない。試料測定系は、
実際に比較的高頻度で使用しても、多くの場合、
製粉条件を満足できない。即ち、求めた生成物水
分(即ち、含水量)を正確な試験室機器(例え
ば、乾燥器)でチエツクすると、水分偏差は、多
くの場合、0.5〜1%に達する。しかしながら、
所要精度は±0.1%である。上述の電気的方法に
は、更に、測定値が穀物種類に強く依存するとい
う問題点がある。この誤差因子を排除するには、
測定前に、各穀物に対して装置を較正しなければ
ならない。サイロから来る材料が複数の成分また
は種類から成り、その組成が未知である場合は、
この較正は行ない得ない。
測定直前に材料が湿潤状態にあるか乾燥状態に
あるかに関連して、含水量の問題は特にクリテイ
カルと思われる。導電性は、他の多数のパラメー
タ(例えば、温度、季節、表面処理、etc.)の影
響を受ける。
製粉分野では、現在まで、概ね、従来の試験室
測定法が採用されているが、その結果、製粉工場
の自動化が制約されている。何故ならば、重要な
パラメータ(例えば、正確な水分)を十分な確度
で管理できないからである。試験室測定方式の場
合、試料採取が特にクリテイカルである。
他の測定法も実用されるに至つていない。例え
ば、マイクロ波、γ線等による測定法は、危険で
あるので、好ましくない。生命のない物質、繊
維、紙、砂等について連続式測定法が開発されて
いるが、これらの測定法は、生命体である穀物の
水分測定には不適である。何故ならば、測定結果
が全く役立たないからである。
発明の開示 本発明の目的は、先行技術の周知の欠点をでき
る限り排除することにあり、特に、測定値をでき
る限り所要の確度で利用できる、新規の材料水分
連続測定法および装置を見出すことにある。本発
明の別の目的は、特殊は穀物種類および長時間使
用に関連する較正を必要としない方法および装置
にある。更に目的とするところは、簡単且つ経済
的に達成でき、未熟練者も操作できる解決法にあ
る。
本発明に係る方法は、測定路内に材料流れの流
動性セクシヨンを連続的に作成し、該セクシヨン
の生成物水分を連続法で電気的に測定することを
特徴とする。
本発明に係る装置は、測定ハウジングに、連続
測定路としてのコンデンサ装置と、流動性材料セ
クシヨンを連続的に制御または作成する装置とが
設けてあることを特徴とする。
この新規の解決法によつて、運転確実性の向上
に関して本質的な進歩が達成されると云うことが
判明した。この新規の発明によつて、製粉工場自
動化の新しい分野が開かれる。即ち、この新方法
によつて、一方では、材料水分を正確に求めるこ
とができ、他方では、例えば、正確な流量測定ま
たはレベル測定の妨害因子としての水分を排除で
きる。
本発明の核心の1つは、連続法における同時的
な電気的測定において下記因子を組合せることに
ある。
−材料セクシヨンの連続的作成 −材料の連続的な流動性流れ 本発明にもとづき、従来の煩瑣な試料採取およ
びその個別的評価の代わりに、まず、材料セクシ
ヨンを形成することを提案する。この場合、材料
セクシヨンは、連続法で材料の電気的測定を行な
う場合、連続的な流動性流れ内に常に新らしく形
成する。
被測材料の量は、情況に応じて、材料全量の数
%〜100%の範囲に選択できる。公知の方法では、
測定試料の作成が測定方法と同様に重要である。
即ち、試料採取が不良な場合には、最良の測定法
も役立たない。本発明に係る教示にもとづき得ら
れた測定値は、最良の試験室測定法のバラツキの
範囲内にあり、従つて、水分は、すべての従来法
におけるよりも良好に検知されると云うことが実
証された。更に本発明にもとづき、多数の有利な
構成が可能である。即ち、本発明にもとづき、よ
り多量の生成物(例えば、5〜10)を唯一回の
測定操作で処理できる。
水分測定の場合、材料流れの一定%が検知され
るよう、測定路内の通過時間に関して材料流れの
セクシヨンを形成するのが好ましい。更に、上記
%はあらかじめ設定できる。かくして、冒頭に述
べた如く、未知の混合物の場合はより多量の材料
を測定して測定確度を向上できる。
現在まで、各因子の作用(特に、相互作用)を
明確化することは不可能であつた。
更に、測定路における材料の運動を、無圧力
で、即ち、重力作用で行なわしめ、減速し、砂時
計における異く、測定路を材料を流下せしめ、こ
の間に水分測定を行なうことが重要である。
材料の第1、第2部分流れを、自重によつて、
それぞれ、測定路およびバイパス管路を通過さ
せ、測定路およびバイパス管路によつて形成した
測定ハウジング部分において同時に、特に、相互
に異なる態様で、材料の下降運動を減速するのが
好ましい。2つの部分流れをオーバーフロー方式
で形成し、測定路下法で再び統合し、双方の部分
流れの統合範囲において、測定路に対する生成物
の制御された背圧を作るのが合目的的である。こ
の場合、測定路の出口は、材料の所望の所定%を
測定路に導くために、ダンパによつて調節でき
る。バイパス管路内の材料の運動は、測定路に対
する材料の定常的背圧を確保するため、別の特徴
にもとづき、バイパス管路内のレベルが一定とな
るよう制御する。
測定コンデンサとして構成した測定路の静電容
量を測定し、材料水分を求めるため、測定値を評
価電子装置に供給するのが好ましい。この場合、
第1段階において、測定コンデンサを所定電圧に
充電し、第2段階において、測定コンデンサに基
準コンデンサを接続し、測定コンデンサの電荷を
基準コンデンサに移し、かくして基準コンデンサ
に生じた電圧を測定して評価電子装置に供給する
のが好ましい。この場合、2つの操作段階をサイ
クリツクに反覆し、第1段階の間に基準コンデン
サを放電させ、第2段階の終了時に、基準コンデ
ンサの電圧を記憶装置に供給する。記憶装置にお
いて、材料水分を求めるため、複数の測定値から
平均値を形成できる。別の構成では、測定路にお
いて材料を秤量するか、あるいは、電気的測定中
に瞬間的重量値を検知し、測定路が永続的に完全
な充填状態にあるよう、測定路内の材料流れを制
御する。
極端な生成物混合物の場合も、生成物の水分お
よび測定路内容物の重量を同時に検知することに
よつて、対応する妨害因子を排除できる。本発明
にもとづき、2つの部分流れを統合して材料の閉
カラムを形成し、レベルが一定になるようバイパ
ス管路の材料流れを調節し、次いで、連続法で瞬
間流量を定めることによつて、大きな進歩が達成
されると云うことが実証された。
例えば、対向して構成した偏向板により、生成
物の流量を正確に検知することによつて、供給条
件を最大限に一定に保持できる。本発明に係る解
決法は、直接、偏向板による量測定の前提条件を
なすと云うことが判明した。材料の閉カラムを形
成することによつて、リーク空気等による妨害が
極めて有効に排除される。
求めた材料水分および瞬間的流量から、コンピ
ユータにおいて、水分目標値に対する偏差を極め
て正確に求め、次段の給水装置を制御できる。
各時点において、材料セクシヨンを形成する。
このセクシヨンについて、連続的に水分を測定す
る。かくして、目標値−実際値対比にもとづき添
加水量を調節できる実際値が得られる。本質的な
妨害因子、即ち、材料の不均一性は、セクシヨン
形成によつて排除されるので、変動は生じない。
かくして、平均値を形成できる電子式測定法の利
点を完全に利用でき、穀物の加湿操作の自動制御
に有効に利用できる。この新規の系では、すべて
のステツプの同時性によつて、従来は達成不可能
であつた精度および信頼性が得られる。従つて、
前動作調節(制御)のすべての利点が得られる。
重力作用のみによつて材料を移動せしめるた
め、本発明に係る装置の測定ハウジング内の材料
案内カナルは本質的に垂直方法へ延ばす。
材料セクシヨンの連続制御装置にはレベル調節
装置を設けるのが好ましい。測定路には、材料の
一部を導くバイパス管路を関連させるとともに、
バイパス管路の材料レベを一定に調節し、セクシ
ヨンが連続的に形成されるよう測定路の材料を調
節する調節装置を関連させる。測定路とバイパス
管路とを並置し、オーバフローカナルおよび共通
の生成物出口によつて連結し、更に、測定容器の
生成物入口を測定路上に本質的に垂直に開口さ
せ、材料をオーバフローカナルを介してバイパス
管路に自由に偏向できるようにすれば、構造が簡
単となる。更に、材料の減速のため、本発明に係
る装置の生成物出口に、調節カナルまたはバイパ
ス管路に設けたレベルセンサによつて、制御でき
る流量調節機構を設ければ、合目的的である。レ
ベルセンサは、調節カナルの側面に設けた膜とし
て構成し、空気圧式作動機構を介して流量調節機
構に接続するのが好ましい。必要な場合は装置全
体を空にできるよう、流量調節機構開閉用補助手
動手段を設ける。
装置には、通常、水分偏差を計算するために瞬
間的流量を検知する流量測定装置を装備する。
更に、本発明に係る装置を貯蔵タンクの直下に
配置して、貯蔵タンクの排出量を本装置自体によ
つて調節することもできる。このため、流量調節
機構および流量測定装置を有する流量測定回路を
本装置に設けるのが好ましい。この場合、評価電
子装置は、流量測定器から供給される実際値と対
応する目標値調節器から供給される目標値とを比
較するコンパレータとして役立ち、流量調節機構
を制御して目標値を守る。かくして、材料流量の
連続測定に関する理想的前提条件が得られる。連
続式流量測定器には、何れの場合にも、生成物の
閉カラムを介して、妨害的な空気リークのない一
定の材料流れが供給される。
本発明に係る水分測定と次の材料量の連続測定
とを組合せれば、評価電子装置および第2コンピ
ユータによつて、次段の穀物加湿または乾燥装置
を制御できる。別の構成にもとづき、コンデンサ
装置は、秤量容器として構成するか、圧力測定箱
上に設ける。かくして、測定路内の材料のタツピ
ング密度を求めるために秤量信号を処理できる。
別の構成では、測定路は、測定ハウジングに設
けた測定容器内に構成し、測定容器の外壁の垂直
部分は、コンデンサの第1プレートとして構成
し、コンデンサの第2プレートは、測定容器内に
設ける。
本発明を、実施例を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、サイロ直下に設けた測定路内の水分
測定・流量監視装置の図面、第2図は、電気式測
定装置の略図、第3図は、第2図の各スイツチの
経時的位置を示す図、第4図は、穀物散水装置の
制御調節装置の方式構成図、第5図は、第4図の
装置を製粉工程に使用した例を示す図面、第6図
は、生成物流れの水分および流量を直接測定する
装置の図面、第7図は、測定容器内の材料セクシ
ヨン形成状態を示す図面である。
発明を実施するための最良の形態 第1図に、サイロ70の下方に設けた穀物水分
連続測定装置56の略図を示した。この場合、穀
物の運動は、本質的に、重力および装置56の形
状のみによつて決まる。装置56は、サイロ70
の出口に接続していて下流端が狭搾して生成物出
口23を形成する測定ハウジング16を有する。
生成物出口23の下流側には流量調節回路71が
続いている。測定ハウジング16は、調節カナル
22と測定容器1とに分割してある。測定ハウジ
ング16は、測定カナル22および測定容器1の
縦軸線が、本質的に、地球の重力場の方向へ、即
ち、垂直に延び、バラ荷が、あたかも砂時計にお
ける如く、流下するよう、配置、設計してある。
測定容器1には、穀物水分を静電容量的に測定す
るためにコンデンサとして構成したバラ荷測定カ
ナルまたは測定路1′が設けてある。第6図に拡
大して示した如く、このために、測定容器1の壁
は、コンデンサの第1プレート4として構成して
あり、第2プレート5は容器内部に配設してあ
る。測定容器1の下方には、バラ荷温度センサ6
が設けてある。生成物出口23の下方には、流量
測定器7が設けてある。測定値の一部は、変換ユ
ニツト8および評価電子装置9において処理して
所望の特性量に変換する。バラ荷温度センサ6、
流量測定器7および変換ユニツト8の出力値は、
それぞれ、信号電路6′,7′,8′を介して、評
価電子装置9に供給される。
第1図に示した装置は、原理的に、穀物水分測
定の基本であり、流量測定器7および(第2)コ
ンピユータ(第6図)を補足して、直接、穀物水
分を所定値に制御するのに利用できる。
第2図に、この新規の測定法の方式構成図を示
した。この場合、コンデンサとして構成した測定
路84(第1,4,5,6図の測定路1′に対応)
の静電容量を測定する。
第3図に、第2図のスイツチ〜の測定中の
位置と、基準コンデンサCref.の電荷に関連する
電圧U1の変化とを示した。
第1段階において、測定路84の測定用コンデ
ンサCxは所定の電圧Urefに充電される。同時に、
基準コンデンサCrefが放電する。スイツチ,
は閉じ、スイツチ,は開く(第2図の位置)。
電圧U1は、第1段階では未だゼロに等しい。第
2段階において、測定用コンデンサCxの電荷は
基準コンデンサCrefに移動する。このために、ス
イツチは閉じ、スイツチ,,は開く。電
圧U1は、測定用コンデンサCxが完全に放電する
まで増大する。この電荷移動は、演算増幅器83
によつて行なわれる。第3段階において、電圧
U1の最終値はアナログ記憶装置87に送られる。
このために、スイツチは閉じ、スイツチ〜
は開く。測定用コンデンサCxおよび基準コンデ
ンサCrefの段階的な上記の充放電は、電源周波数
のサイクルによつて決めるのが好ましい。作動電
圧UAは、アナログ記憶装置87からインターフ
エース90を経て後段の制御装置(例えば、給水
量制御装置)に送られる。
第6図に、特に少処理量用に第1〜3図の基本
要素から構成した特に有利な実施例を示した。従
つて、同一部材には同一参照数字を附した。第6
図では、更に、バラ荷測定路1または測定容器内
の材料の下降運動を制御する制御装置91が設け
てある。制御装置91は、レベルゾンデ92およ
び調節ダンパ93を有する。レベルゾンデ92の
信号は、命令装置94によつて処理する。
制御装置91の目的は、バラ荷測定路1′また
は測定容器1における生成物の通過速度を減速す
ることにある。第6図では、全材料流れを測定路
1′を通過させることができる。制御装置91は、
測定容器1に常に材料が充填されているよう材料
流量に対応して生成物の運動を減速する。充填確
保のため、制御装置91は、調節ダンパ93の開
度を制御して材料を一定レベル範囲95に保持す
る。
逆流調節によつて、材料流れの停止時にも誤命
令が作動要素(給水弁、etc.)に与えられること
はない。
第6図には、更に、圧力測定箱または秤量機2
と対応する自圧懸架機構3とから成る秤量装置に
よつて材料のタツピング密度を検知する方式を示
した。このために、測定容器1は、同時に、秤量
容器として構成してある。秤量機2の出力信号
は、信号電路2′を介して評価電子装置9に送ら
れる。
ある種の生成物の場合、特に、その導電性また
は分極性から云つて、補足秤量を行ない、重量値
を評価し、好ましくは、併せて電気的特性値を測
定すれば、測定結果の確度が向上すると云うこと
が判つた。さらに有利なことには、本発明の多く
の適用事例において、重量測定またはタツピング
密度測定を行なわなくても、高度に代表的な数値
が得られると云うことが判つた。
更に、評価電子装置9は、例えば、重量値が評
価を必要としない既知の許容範囲にある限りは、
重量値が定常的に測定されるよう、プログラミン
グすることもできる。この方法は、例えば、原料
小麦の水分を測定する場合に有利である。例え
ば、小麦の浄化が不十分であるか、サイロにおい
て強いセグリゲーシヨンが起こり、最後に出て来
る材料が、小麦よりも寧るダスト、汚物等から成
る場合は、殻および鉱物成分の量が多いため、得
られた特性量(例えば水分)は正しくない。この
場合、併せて密度を考慮すれば、正誤の判定が可
能であり、密度が大きく変動した場合は、測定値
の修正を行なえばよい。
第4図に、バラ荷含水量の測定および調節に本
発明を適用した例を示した。装置56は、測定ハ
ウジング16、測量調節機構17と、評価電子装
置9および電源装置19を含む調節制御回路18
とを有する。第1、第4図の同一部材には同一参
照数字を附した。
測定ハウジング16は、測定容器1上に本質的
に垂直に開口する入口20を有する。
測定容器1および調節カナル22は、第1図と
同様、相互に平行に延び、入口20の下方でオー
バーフローカナル22′によつて接続され、生成
物出口23の上方の範囲において統合されてい
る。生成物は、オーバフローカナル22′におい
て別かれて調節カナル22および測定路1′を自
由流下する。生成物出口23は、流量調節機構1
7によつて制御する。レベルセンサ24は、調節
カナル22の側面に設けた膜25として構成して
ある。
補強材26は、ヒンジ34に回転自在に取付け
てある。空気圧式調節弁32は、補強材26に結
合してある。空気圧式調節弁32は、生成物の圧
力が所定値となると、膜25および補強材26に
よつて作動されて、空気圧を導管29に与える。
この空気圧によつて、生成物出口23のダンパ3
1を調節する加圧装置が作動される。導管29内
の上記空気圧は、加圧チヤンバ28にも達し、膜
27に作用する。この場合、空気圧は、生成物の
圧力に対する補償圧として作用する。
調節カナル22は、更に、流量調節機構17を
開閉する手動手段が設けてある。例えば、測定用
コンデンサCxまたは測定路1′の点検を行なうた
め、上記手動手段によつて測定ハウジング16を
完全に空にすることができる。
測定ハウジング16の生成物出口23の下方に
は、瞬間的流量を測定する流量測定器7が設けて
ある。コンデンサCx、バラ荷温度センサ6、秤
量機2および流量測定器7の測定値は、それぞ
れ、信号電路8′,6′,2′,7′を介して、評価
電子装置9に供給される。評価電子装置9は、上
記測定値から水分誤差を求め、求めた数値を制御
量として調節器40に送る。この調節器は、生成
物流れの水分修正を行なう電動機41を制御す
る。チエツクのため、中間個所43を介して注入
量をフイードバツクする。
第5図において、第4図と同一の部材には同一
参照数字を附した。第5図に、新規の測定装置5
6または測定法を使用した設備の略図を示した。
原料は、貯蔵セル50から、セグリゲーシヨン
を防止する特殊な排出口51を介して引出され
る。排出量は、ダンパ52によつて、大略調節さ
れる。バケツトホイールゲート53上に排出され
た原料は、フアン55で作られた空気によつて、
気送ライン54を介して水分測定装置56に送ら
れる。第5図の使用例の本質的な点は、材料が、
洗浄室58の多数の洗浄機を介して供給されると
云う点にある。この際、流量が変動し、材料が混
合され、その結果、次の水分測定に関して不利な
条件が作られる。
測定容器1の構造はすでに第4図に示した。強
力散水装置19′は、高速回転する強力散水ロー
タを備えたハンガを有する。穀物の含水量は、測
定容器1において測定し、次いで、前動作調節回
路(制御カスケード)において評価電子装置9お
よび強力散水装置19′によつて制御する。瞬間
的水分の信号の発生および対応する給水量の制御
は秒単位で迅速に行なわれるので、強力散水装置
19′は、本発明に係る測定方法と特に有利に共
働する。
散水した穀物は、調湿セル60に送る。穀物
は、穀物の種類および所要の製粉製品に応じて異
なるが、数時間後に調湿セル60から取出し、気
送路61を介して別の強力散水装置19″に送り、
少量の水を添加する。多くの場合、10分の数%の
水が、穀粒上に被覆をなす。穀物は、調湿箱63
中に静置した後、ロールミル64に供給する。穀
物は、ロールミル64のロール65の間で公知の
態様で製粉される。
第1図に、更に、本発明の別の使用法を示し
た。装置は、サイロの直下に配置してある。生成
物は、サイロ70から直接、測定路1′を有する
測定容器1と調節カナル22とに分割された測定
ハウジング16内を流れる。
生成物出口23には、評価電子装置9の目標値
発生器72の所定値に対応して材料流量を制御す
る流量調節回路71が設けてある。流量調節回路
71は、流量測定器7(実際値検知器)および制
御自在のダンパ31を有する。評価電子装置9に
おいて、流量の実際値と目標値とを相互に比較す
る。上記比較によつて得られた誤差信号は、ダン
パ31の制御に使用する。即ち、評価電子装置9
はコンパレータとして役立つ。評価電子装置9で
は、更に、含水量と流量とを組合せ、かくして得
られた制御信号で散水操作または乾燥操作を制御
する(第4図参照)。
本発明に係る装置は、図示の実施例では、2つ
の機能を有する。即ち、一方では、バラ荷の含水
量を正確に測定し、他方では、サイロ70からの
排出量を正確に定める。
第7図に、第1,4図に示した測定容器1の測
定路1′における材料セクシヨン形成状態の拡大
図を示した。
この連続的なセクシヨン形成、即ち、入口20
から流入するバラ荷の常に代表的なセクシヨンの
連続的形成は、本発明に係る装置において常に自
動的に行なわれる。
以下では、材料の組成、即ち、各材料成分は、
経時的に変化すると仮定する。判り易いよう、チ
ヤージ毎に変化するものとする。しかしながら、
変化が漸次的であれば、セクシヨン形成の作用は
正確に同一に達成できる。
穀物は、入口20から供給され、重が作用のみ
によつて調節カナル22および測定容器1内を流
下する。調節カナル22内の材料の運動はダンパ
31によつて減速されるので、上記カナル内で
は、各材料層c,d,e〜hが順次に重り合う層
をなす。材料成分aは未だ入口20にあり、材料
成分bは、双方の流路(調節カナル22、測定路
1′)に分割されつつある。材料成分iは、ダン
パ31の範囲において調整カナル22から出る。
材料が膜25の高さまで堆積しても、調節カナル
22においては、流量および調節カナル断面積に
対応する大きな流通速度が得られる。
測定路1′の状態は異なる。この場合は、測定
容器1の形状によつて、特に、測定路1′の断面
積と測定容器の狭搾せる排出口の断面積との比に
よつて、重力にもとづく材料の下降運動が著しく
減速される。従つて、測定路1′には、調節カナ
ル22とは異なり、材料成分e,f,g,h,
i,kが存在する。測定路1′内の材料量は、約
5〜20程度である。ダンパ31の直上の範囲で
は、調節カナル22から出る材料の比較的高速の
運動と測定路1′から出る材料の比較的低速の運
動との間で速度調整が行なわれる。この場合、測
定容器1においては、ダンパ“K”によつて設定
できる最下部開口“S”が基準となる。上記の説
明から明らかな如く、膜25の範囲における調節
カナル22の断面積と測定路1′の断面積とが等
しい場合、測定路1′内の下降運動は、双方の材
料流れ断面積“A”および“B”に対応して、調
節カナル22内の下降運動の数分の1である。ダ
ンパ“K”によつて設定せる間隙“S”が小さけ
れば小さい程、測定路1′内の材料の下降運動は
遅くなり、測定路1′内の材料の滞圧時間が長く
なり、測定路1′内の各材料成分の容積が小さく
なり、測定路1′内の材料成分の種類が多くなり、
材料セクシヨン形成がより明瞭となる。
従つて、第7図の測定器には、材料成分e〜k
から成るセクシヨン(平均値)が含まれる。
かくして、材料流れについて順次に有効な測定
が行なわれる。特にセクシヨン形成によつて、後
段の装置において所要の給水が行なわれるまでに
ある程度の時間が経過するので、別の利点が得ら
れる。間隙“S”とダンパ31を通る材料の全流
量とは、給水量の最大精度が得られるようまたは
材料の最適な湿潤状態が得られるよう、相互に調
和させることができる。かくして、吸水の前動作
調節(制御)のすべての利点を利用できる。
上述の説明から明らかな如く、本発明によつ
て、水分測定および所要給水量の制御が本質的に
改善される。電気式測定法、特に、静電容量測定
法には、測定路の全内容物(例えば、5〜20)
が連続的に測定されると云う利点がある。上述の
5〜20は、上述の如く測定路1′において、材
料が減速されるので、測定器を通過する穀物の50
〜100のセクシヨンに相当する。即ち、常にほ
ぼ1袋の量の穀物の水分測定が行なわれ、従つ
て、代表的結果が得られる。
以上のように、本発明によれば、測定流の食品
およびバイパス流の食品がそれぞれ測定路および
バイパス路を自由落下しないから、測定路が食品
により確実に満され、また、製品流が測定流とバ
イパス流とに確実に分割される。このため、たと
えば、製粉機へ供給される穀物のように、測定容
器内を一回通過するだけの食品の水分を正確かつ
確実に測定することができる。
一般に、キヤパシタにより食品の水分を測定す
る場合、測定値は、食品の水分によつて影響され
るのみならず、水分検出用の両電極間に存在する
食品の密度によつても影響される。
このため、測定流の食品を測定路内で自由落下
させる測定方法および装置では、食品が水分検出
用の両電極間を自由落下するから、水分検出用の
両電極間に存在する食品の密度が一定にならず、
その結果、水分を正確に測定することはできな
い。
また、バイパス流の食品は自由落下させるが、
測定流の食品は自由落下させない測定方法および
装置では、測定路が食品で満されるから、水分検
出用の両電極間に存在する食品の密度が一定にな
る。しかし、測定路が食品で満されているとき
に、測定容器内に供給された次の食品群はそのほ
とんどがバイパス路を通過し、測定路内に残留し
ない。その結果、たとえば、産地、保管箇所、保
管容器等が異なる複数の食品群の水分を順次にか
つ連続的に測定しようとするとき、水分を測定さ
れることなく測定装置を通過する食品群が存在し
てしまう。
これに対し、本願発明のように、測定容器内の
製品流のレベルを測定路とバイパス路との分岐点
より上方に維持する測定方法および装置では、測
定流の食品およびバイパス流の食品の両者は、い
ずれも、自由落下しない。このような測定方法お
よび装置によれば、測定路が常に食品で満されて
いるから、水分検出用の両電極間に存在する食品
の密度が一定になり、水分を正確に測定すること
ができる。また、測定容器内に供給された次の食
品群は、測定容器内を一群となつて下方へ流動
し、分岐点において測定流とバイパス流とに分割
される。その結果、測定容器内に次々に案内され
る各食品群は、その一部が測定路内を確実に通過
するから、水分を確実に測定することができる。
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