JPH06103288B2 - Automatic moisture measurement method - Google Patents

Automatic moisture measurement method

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JPH06103288B2
JPH06103288B2 JP59214977A JP21497784A JPH06103288B2 JP H06103288 B2 JPH06103288 B2 JP H06103288B2 JP 59214977 A JP59214977 A JP 59214977A JP 21497784 A JP21497784 A JP 21497784A JP H06103288 B2 JPH06103288 B2 JP H06103288B2
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water content
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隆一 萩野谷
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    • 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
    • G01N27/223Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、穀物粉粒体、例えば、小麦、小麦粉などの粉
粒体に含まれる水分を自動的に測定する方法に関するも
のである。以下の説明では、小麦粒の調質を代表例とし
て説明するが、他の種々の穀物の粒体、あるいは粉体な
ど多くのものに本発明を適用することができる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for automatically measuring the water content in a grain or granular material, such as wheat or wheat flour. In the following description, the tempering of wheat grains will be described as a representative example, but the present invention can be applied to many other grains such as grains and powders.

<従来技術およびその問題点> 小麦の粉砕・分離効率を上げるための前工程として、調
質(加水または加湿)工程がある。
<Prior art and its problems> As a pre-process for improving the efficiency of crushing and separating wheat, there is a tempering (water addition or humidification) process.

この工程は、粉砕前の小麦水分を一定に均一化すること
が重要であり、これがうまくいかないと、製品の歩留低
下、各種操作の頻度の増加、故障の増加等が考えられ
る。従来は、精度の良い信頼性のあるオンライン測定装
置がなかったため、工程より人手でサンプリングし、絶
乾法で測定し、加水率を決定した後、実際の工程を調整
していた。
In this step, it is important to uniformly homogenize the moisture content of wheat before crushing. If this is not successful, the yield of the product may decrease, the frequency of various operations may increase, and the number of failures may increase. In the past, since there was no accurate and reliable on-line measuring device, the actual process was adjusted after manually sampling from the process, measuring by the absolute dry method, determining the water addition rate.

しかし、この方法では以下の欠点があった。However, this method has the following drawbacks.

(1)加水制御をリアルタイムで行なうことができな
い。
(1) Water addition cannot be controlled in real time.

絶乾法では、水分測定が、最低1時間半かかる。In the absolutely dry method, moisture measurement takes at least one and a half hours.

(2)絶乾法そのものは、水分測定の基準とされている
が、測定者、測定装置(恒温槽)、サンプルの粒度など
の誤差の入る要因が多い。
(2) Although the absolute drying method itself is used as a standard for measuring water content, there are many factors that cause errors such as the measurer, measuring device (constant temperature chamber), and sample particle size.

(3)測定に人手がかかり、省人化に反する。(3) Manpower is required for measurement, which is against labor saving.

(4)サンプリング回数が少ないため、真の水分値をつ
かみにくい。
(4) Since the number of samplings is small, it is difficult to grasp the true moisture value.

なお、上記絶乾法とは、小麦を粗粉砕し、その重量W0
測定し、恒温槽において130℃,1時間水分を蒸発させ、3
0分かけて冷却し、再び重量W1測定し、次式により水分
を求める方法である。
The absolute drying method is that wheat is roughly crushed, its weight W 0 is measured, and water is evaporated in a constant temperature bath at 130 ° C. for 1 hour.
It is a method of cooling for 0 minutes, measuring the weight W 1 again, and determining the water content by the following formula.

<発明の目的> 本発明の目的は、上述した従来法の欠点を解消し、短時
間に、精度良く、検体の形体を変えない(例えば、絶乾
法では粉砕する必要有)で穀物粉粒体の水分を測定する
ことができ、これにより、オンライン、リアルタイム自
動加水コントロールが可能となり、水分測定および加水
率決定、操作にかかる人手を省くことができる自動水分
測定方法を提供しようとするにある。
<Purpose of the invention> The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional method, and in a short time, with high accuracy and without changing the shape of the sample (for example, it is necessary to grind in the absolute drying method), and the grain powder. It is possible to measure the water content of the body, which enables on-line and real-time automatic water addition control, and to provide an automatic water content measurement method that can save the manpower required for water content measurement, water content determination, and operation. .

<発明の簡単な説明> 本発明は、穀物粉粒体検体を所定容積サンプリングし、 このサンプリング検体を計量するとともに検体温度を測
定し、 サンプリング検体を検知部に滞留させ、検知部に検体が
ない時と検知部に検体が入っている時の誘電率の変化を
一定温度に保持されたICを用いる発振器により周波数変
化として測定してその周波数差を求め、 補正係数を用いた検体温度の変化による補正および補正
係数を用いた検体重量の変化による補正を前記周波数差
に加えて水分値を求め、さらに、この水分値を用いて前
記検体温度の補正係数を修正し、修正された補正係数を
用いて再度検体の水分値を求めることを繰り返し、 前回の水分値(Moisn-1)と、この水分値から算出され
た補正係数を用いた水分値(Moisn)との差が所定値以
下となった際に収束をなしたとして、前記水分値(Mois
n)を検体の水分値として決定することを特徴とする自
動水分測定方法を提供するものである。
<Brief Description of the Invention> In the present invention, the grain powder sample is sampled in a predetermined volume, the sample temperature is measured while the sample temperature is measured, and the sample sample is retained in the detection unit, and there is no sample in the detection unit. The change in the permittivity when the sample is in the detector is measured as the frequency change by an oscillator that uses an IC that is held at a constant temperature, and the frequency difference is calculated. Correction and correction by the change of the sample weight using the correction coefficient are added to the frequency difference to obtain the moisture value, and the correction coefficient of the sample temperature is corrected using this moisture value, and the corrected correction coefficient is used. again repeating the determination of the water content of the sample Te, previous water value (Moisn -1), the difference between the moisture content water content value using the calculated correction coefficient from (Moisn) is equal to or less than a predetermined value Though no convergence in the moisture content (Mois
The present invention provides an automatic water content measuring method characterized in that n) is determined as a water content value of a sample.

<発明の詳細な説明> 以下、本発明の自動水分計測方法を添付図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
<Detailed Description of the Invention> Hereinafter, the automatic moisture measuring method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図には、小麦、小麦粉などの粉粒体(以降、検体と
いう)の水分計測部を線図的に示す。検体は、通常の輸
送ライン1から分岐部2により分岐され、水分計測に供
しない検体はバイパスライン3を経て輸送ライン1に戻
される。水分計測に供される検体は定容積部4に所定量
貯留され、これより、常に一定量がロードセルのように
計量器付の計量部5に投入される。定容積部には水分計
測サンプリングに必要な量がとられ、残りはオーバーフ
ローライン6を経て輸送ライン1に戻される。
FIG. 1 diagrammatically shows a moisture measuring unit of a powder or granular material such as wheat or wheat flour (hereinafter referred to as a sample). The sample is branched from the normal transportation line 1 by the branching unit 2, and the sample not used for moisture measurement is returned to the transportation line 1 via the bypass line 3. A predetermined amount of the sample to be used for water content measurement is stored in the constant volume unit 4, and a constant amount is constantly supplied to the weighing unit 5 with a weighing device like a load cell. An amount required for moisture measurement sampling is taken in the constant volume portion, and the rest is returned to the transportation line 1 via the overflow line 6.

定容積部を設けるには、本発明においては検体重量を測
定してその補正を行うが、検体重量が設定量と大きく異
なると、重量補正係数にばらつき(修正の必要性)が生
じ誤差の原因となるからである。
In the present invention, in order to provide the constant volume portion, the sample weight is measured and corrected. However, when the sample weight is significantly different from the set amount, the weight correction coefficient varies (necessity of correction) and causes an error. It is because

計量部5に投入された検体は次の検知部7に落下され短
時間貯留される。検知部7は、後述するように、検体が
落下するコンデンサの極板間の誘電率の変化をとらえる
もので、このため検知部7には、常に一定密度の検体が
計測されるよう、検体を一定速度で落下させ定密度化さ
せつつ貯溜させる必要がある。このため計測部には空気
回転シリンダなどを使い、検体を瞬時に落下させるよう
構成する。
The sample put into the weighing unit 5 is dropped to the next detection unit 7 and stored for a short time. As will be described later, the detection unit 7 captures a change in the dielectric constant between the electrode plates of the condenser on which the sample falls. Therefore, the detection unit 7 detects the sample so that the sample with a constant density is always measured. It is necessary to drop it at a constant speed to make it have a constant density and to store it. For this reason, an air rotating cylinder or the like is used for the measuring unit so that the sample is dropped instantly.

従来、検体温度は検知部で測定していたが、これでは測
定温度が、検体温度か雰囲気温度であるのか不明なとこ
ろがある。本発明においては、検体温度は常に検体が存
在する定容積部4において測定する。したがって、温度
計は常に検体中に投入されていて検体温度を確実に測定
することができる。
Conventionally, the sample temperature was measured by the detection unit, but there is a place where it is unclear whether the measured temperature is the sample temperature or the ambient temperature. In the present invention, the sample temperature is always measured in the constant volume part 4 in which the sample exists. Therefore, the thermometer is always placed in the sample and the sample temperature can be reliably measured.

検知部7で計測される水分は、検知部7の誘電率の変化
を周波数の変化としてとらえ、これにより検体を適当な
湿度にコントロールしようとするもので、第2図に例示
するような測定回路が用いられる。
The water content measured by the detecting unit 7 is intended to control the sample to an appropriate humidity by catching the change in the dielectric constant of the detecting unit 7 as a change in frequency, and the measuring circuit as illustrated in FIG. Is used.

第2図において、検知部7で検知された検体信号は線路
抵抗浮遊容量部8を経て発振器9を有する発振部10によ
り発振され、この発振出力を周波数カウンター11により
計測する。発振部10にはIC(集積回路)が使用される。
また、本発明においては、発振器9に使用されるICの温
度を一定に保つために、発振器9は第13図に示されるよ
うに、恒温槽12内に配置される。なお、この発振に用い
る回路は第2図に示すものに限られず、適当なものを用
いることができる。
In FIG. 2, the sample signal detected by the detecting unit 7 is oscillated by the oscillating unit 10 having the oscillator 9 via the line resistance stray capacitance unit 8, and the oscillated output is measured by the frequency counter 11. An IC (integrated circuit) is used for the oscillator 10.
Further, in the present invention, in order to keep the temperature of the IC used for the oscillator 9 constant, the oscillator 9 is arranged in the constant temperature bath 12 as shown in FIG. The circuit used for this oscillation is not limited to that shown in FIG. 2 and any suitable circuit can be used.

第1図に示す自動水分計測部の水分測定フローチャート
は、以下のようにまとめることができる。
The water content measurement flowchart of the automatic water content measurement unit shown in FIG. 1 can be summarized as follows.

上記のような水分測定方式において、水分測定は、検知
部7における誘電率の変化を発振部10において周波数の
変化としてとらえるのは前述の通りで、検知部7におけ
る誘電率は検体の存否に左右されることは当然のことな
がら、検体の検知部7における密度、重量および検体の
温度に影響されるとともに、発振部10に使用されるICの
温度、すなわち雰囲気温度にも影響を受ける。ICとし
て、いかに高品質のものを用いても、影響はやはり大き
いものがある。
In the moisture measurement method as described above, in the moisture measurement, it is as described above that the change in the dielectric constant in the detecting unit 7 is regarded as the change in the frequency in the oscillating unit 10. The dielectric constant in the detecting unit 7 depends on the presence or absence of the sample. As a matter of course, the density, weight, and temperature of the sample in the detection unit 7 of the sample are affected, and also the temperature of the IC used in the oscillation unit 10, that is, the ambient temperature is affected. No matter how high-quality ICs are used, there are still significant effects.

ちなみに、検体の重量変化、検体の温度変化、雰囲気温
度変化が周波数の変動に及ぼす影響をそれぞれ第3図、
第4図、第5図に示す。第3図および第4図からわかる
ように、検体の重量および温度変化は周波数に大きな変
動をもたらす。
By the way, the influence of the change in the weight of the sample, the change in the temperature of the sample, and the change in the ambient temperature on the frequency change is shown in FIG.
This is shown in FIGS. 4 and 5. As can be seen from FIGS. 3 and 4, changes in the weight and temperature of the sample cause large variations in frequency.

また、第6図には、雰囲気温度が±3℃変化した時の周
波数の変動を示す。第5図、第6図からわかるように、
発振部のICの雰囲気温度は、±3℃の変化では約±2KH
z、±1.0℃の変化では約0.5KHzの周波数の変動を伴な
い、第3図および第4図の周波数変動に大きく影響を与
えることがわかる。
Further, FIG. 6 shows the frequency variation when the ambient temperature changes by ± 3 ° C. As can be seen from FIGS. 5 and 6,
The ambient temperature of the oscillator IC is about ± 2KH with a change of ± 3 ℃.
It can be seen that a change of z, ± 1.0 ° C has a frequency variation of about 0.5 KHz and has a great influence on the frequency variation of FIGS. 3 and 4.

なお、周波数差Δfは次式により求められる。The frequency difference Δf is calculated by the following equation.

Δf=femp−fin femp:検知部に検体がない時の周波数 fin:検知部に検体を導入した時の周波数 そこで、本発明においては、周波数変化に及ぼすファク
ターとして、検体の温度および検体重量を選定し、これ
らについて補正係数を用いた補正を行って水分を自動計
測する。
Δf = femp-fin femp: frequency when there is no sample in the detection unit fin: frequency when the sample is introduced into the detection unit Therefore, in the present invention, the temperature and the sample weight of the sample are selected as factors affecting the frequency change. Then, the water content is automatically measured by performing correction using the correction coefficient for these.

なお、発振部のICの雰囲気温度(以降、単に雰囲気温度
という)は第5図、第6図に示すところからわかるよう
に、水分値の測定に大きな影響を与えるものであるが、
本発明においては、影響を与えることのない一定の温度
範囲に自動制御する。
The ambient temperature of the IC of the oscillator (hereinafter, simply referred to as ambient temperature) has a great influence on the measurement of the moisture value, as can be seen from the points shown in FIGS. 5 and 6.
In the present invention, automatic control is performed within a constant temperature range that does not affect the temperature.

上記ファクターの変化に伴なう周波数補正により、検体
中の水分を自動計測する方式を以下に示す。以下の例
は、検体として原麦を用いたものであるが、以下に示さ
れる諸係数や数式は、大豆、米(もち米を含む)トウモ
ロコシ、コーヒー豆等の穀物の種類や、その品種などに
よって定まるものである。なお、これらの諸係数や数式
は、後述する方法によって実験的に定めればよい。な
お、以下に示される計測方式において演算はコンピュー
タを用いて行なうのが好ましい。
The method of automatically measuring the water content in the sample by the frequency correction accompanying the change in the above factors is shown below. The following example uses raw wheat as a sample, but the coefficients and mathematical formulas shown below are the types of grains such as soybean, rice (including glutinous rice) corn, coffee beans, and their varieties. Is determined by Note that these various coefficients and mathematical formulas may be experimentally determined by the method described later. In the measuring method shown below, it is preferable to perform the calculation using a computer.

まず、第1図に示す検知部7において、検体が存在しな
い時の周波数fempを測定し、検知部7に検体を導入した
時の周波数finを測定し、その差Δfを(1)式により
求める(工程参照)。
First, in the detection unit 7 shown in FIG. 1, the frequency femp when the sample does not exist is measured, the frequency fin when the sample is introduced into the detection unit 7 is measured, and the difference Δf is obtained by the equation (1). (See process).

次に、計量部5で計量された検体重量Wによって工程
に示す重量補正を行う。この工程では、(2)式により
重量補正値Δf400を求める。この例では、検体の基準重
量を400gとして原麦をサンプリングし、原麦である本例
ではCw(重量係数)として4.80を用いる。このCw(重量
係数)は後述の方法で品種などに応じて適当に定める。
Next, the weight correction shown in the process is performed by the sample weight W measured by the measuring unit 5. In this step, the weight correction value Δf 400 is calculated by the equation (2). In this example, the barley is sampled with the reference weight of the sample being 400 g, and 4.80 is used as Cw (weight coefficient) in this example which is barley. This Cw (weight coefficient) is appropriately determined according to the type of product by the method described later.

なお、後に詳述するが、検体重量Wが大きく変動しない
定容積サンプリングを行う本発明では、このCw(重量係
数)は修正の必要がなく一定とできるので、2回目以降
の繰り返し計算では、この工程以前の工程は省略する
ことができる(すなわち、検体温度係数のみを修正すれ
ばよい)。
As will be described in detail later, in the present invention in which constant volume sampling is performed in which the sample weight W does not fluctuate significantly, this Cw (weight coefficient) can be made constant without the need for correction. Steps before the step can be omitted (that is, only the sample temperature coefficient needs to be modified).

次に、定容積部4で計測された検体温度Tによって工程
に示す検体温度補正を行う。この工程では(3)式に
より一回目の検体温度補正値Δft1を求める。この例で
は、検体の基準温度は20℃とする。Ctnは検体温度係数
で、1回目の検体温度係数Ct1として原麦では仮想値8.0
8を用い、2回目以降では後述する工程の(6)式で
算出した値を用いる。なお、1回目仮想値は後述の方法
で品種などに応じて適当に定める。
Next, the sample temperature correction shown in the process is performed by the sample temperature T measured by the constant volume unit 4. In this step, the sample temperature correction value Δft 1 for the first time is calculated by the equation (3). In this example, the reference temperature of the sample is 20 ° C. Ctn is a sample temperature coefficient, and the first sample temperature coefficient Ct 1 is a hypothetical value of 8.0 in raw wheat.
8 is used, and in the second and subsequent times, the value calculated by the equation (6) in the step described later is used. Note that the first-time virtual value is appropriately determined according to the type and the like by the method described later.

次いで、検体温度補正値Δft1を用いて、工程の
(4)式に示すようにして、1回目の水分値Mois1が求
められる。水分値(Moisn)を算出する(4)式は、穀
物の種類や品種によって適宜決定される。なお、その決
定方法は後に述べる。
Next, using the specimen temperature correction value Δft 1 , the first moisture value Mois 1 is obtained as shown in equation (4) of the process. The equation (4) for calculating the water content (Moisn) is appropriately determined according to the type and variety of grain. The method for determining this will be described later.

1回目の水分値Mois1を計算した後は、工程の収束チ
ェックを行わずに、工程に示す(6)式によって水分
値Mois1を用いた(新)検体温度係数の計算、すなわち
2回目の水分値算出に使用する検体温度係数Ct2を算出
する。なお、この新検体温度係数の計算式は、後述の方
法によって、穀物の種類や品種等に応じて適宜決定され
る。
After calculating the moisture value Mois 1 for the first time, the calculation of the (new) sample temperature coefficient using the moisture value Mois 1 by the equation (6) shown in the process without performing the process convergence check, that is, the second time Calculate the sample temperature coefficient Ct 2 used to calculate the water content. The formula for calculating the new sample temperature coefficient is appropriately determined according to the type and type of grain by the method described later.

このようにして求められた検体温度係数Ct2を用いて、
再度工程の計算を行って検体温度補正値Δft2を求
め、工程の計算を行って2回目の水分値Mois2を求め
る。
Using the specimen temperature coefficient Ct 2 obtained in this way,
The process is calculated again to obtain the sample temperature correction value Δft 2 , and the process is calculated to obtain the second moisture value Mois 2 .

次いで、この水分値Mois2と前回の水分値Mois1との間で
(5)式を用いて工程の収束チェックを行う。この差
が一定値未満(この例では0.02%)となった際に収束し
たとみなし、この際の水分値Mois2を検体の水分値とす
る。
Next, a convergence check of the process is performed between this moisture value Mois 2 and the previous moisture value Mois 1 using the equation (5). When this difference is less than a certain value (0.02% in this example), it is considered to have converged, and the water value Mois 2 at this time is taken as the water value of the sample.

他方、収束チェックで差が一定値未満にならなかった場
合には、水分値Mois2を用いて、工程を再度行って検
体温度係数Ct3を算出し、この検体温度係数Ct3を用いて
3回目の水分値Mois3を算出し、同様にして2回目の水
分値Mois2との間で収束チェックを行う。
On the other hand, when the difference in convergence check does not become less than the predetermined value, using a water content Mois 2, calculate the sample temperature coefficient Ct 3 performs step again by using the sample temperature coefficient Ct 3 3 The moisture value Mois 3 for the second time is calculated, and a convergence check is similarly performed with the moisture value Mois 2 for the second time.

以上の操作を繰り返し行い、前回の水分値Moisn-1と今
回の水分値Moisnとの差が所定値未満(この例では0.02
%)となった際に収束したとみなし、この際の水分値Mo
isnを検体の水分値とする。
By repeating the above operation, the difference between the previous moisture value Moisn -1 and the current moisture value Moisn is less than the predetermined value (0.02 in this example).
%) And the moisture value Mo at this time is considered to have converged.
Let isn be the water content of the sample.

なお、収束と見なすことができる前回の水分値Moisn-1
と今回の水分値Moisnとの差は、検体の品種などによっ
て異なるが、上記の例の原麦では0.02%未満とすればよ
い。
It should be noted that the previous moisture value Moisn -1 which can be regarded as convergence
The difference between the moisture content Moisn and the moisture content Moisn of this time varies depending on the variety of the sample and the like, but may be less than 0.02% in the above-described raw barley.

このようにして、ある検体のある時点における水分値が
求められる。経時的に水分値を求める必要がある時に
は、所定時間隔で水分値測定を行う。この測定値を用い
て原麦などの検体に対して水分の供給程度を調節して、
検体の水分値を所定の範囲内に収るよう制御することが
できる。
In this way, the water content of a certain sample at a certain time is obtained. When it is necessary to obtain the water content over time, the water content is measured at predetermined time intervals. Use this measurement value to adjust the water supply to samples such as barley,
The water content of the sample can be controlled to fall within a predetermined range.

なお、水分値(Moisn)を算出する(4)式は、穀物の
種類や品種に応じた信頼性の高い方法(麦等であれば絶
乾法)を用い、複数のサンプルの水分値を測定した絶対
水分値と、各サンプルにおける周波数差Δfとを求め、
両者の回帰曲線(一般的に二次曲線)より両者の関係を
回帰式とし、これを用いればよい。
Equation (4) for calculating the water content (Moisn) uses a highly reliable method according to the type and variety of grain (such as the absolute drying method for wheat) to measure the water content of multiple samples. Then, the absolute moisture value and the frequency difference Δf in each sample are obtained,
From the regression curve of both (generally a quadratic curve), the relationship between the two may be used as a regression equation and this may be used.

第12図に、原麦を検体とした際の絶乾値とΔfとの関係
を示す。
FIG. 12 shows the relationship between the absolute dry value and Δf when raw wheat was used as a sample.

第12図に示される例は、第1図に示すような系で、第13
図および後述する第14図の測定回路を用い、検体の基準
重量400g、検体の基準温度20℃、基準雰囲気温度20℃と
して、検体を順次にサンプリングして得られたΔfと、
同じサンプリング検体について絶乾法により求めた水分
値との関係を示すものである。絶乾法による水分が真値
とした時の回帰曲線と各プロットとのばらつきσn-1
0.045であり、十分な相関が見られる。
The example shown in FIG. 12 is a system as shown in FIG.
Using the measurement circuit of FIG. 14 and FIG. 14 to be described later, Δf obtained by sequentially sampling the sample with the sample reference weight of 400 g, the sample reference temperature of 20 ° C., and the reference atmosphere temperature of 20 ° C.
It shows the relationship with the moisture value obtained by the absolute drying method for the same sampling sample. The variation σ n -1 between the regression curve and each plot when the water content by the absolute dry method is the true value is
It is 0.045, which shows a sufficient correlation.

この2次曲線の式が、水分値(Moisn)を算出する
(4)式、 Moisn=±A±B・Δftn±C・(Δftn) であり、第12図では直線状に示されているが、原麦をサ
ンプルとした同例では、 Moisn=‐49.60+0.033・Δftn−(4.16×10-6)・(Δ
ftn) が例示される。
The equation of this quadratic curve is the equation (4) for calculating the moisture value (Moisn), Moisn = ± A ± B · Δftn ± C · (Δftn) 2, which is shown as a straight line in FIG. However, in the same example using the raw wheat as a sample, Moisn = −49.60 + 0.033 · ftn− (4.16 × 10 −6 ) · (Δ
ftn) 2 is exemplified.

なお、同一検体について上述した測定を繰り返し行っ
た。その結果を表1に示すが、Δfの平均値は3468で、
σn-1=14.2となり、これは、水分値で0.06%に相当
し、再現性よく水分値の測定が可能であることが確認で
きる。
The above-mentioned measurement was repeated for the same sample. The results are shown in Table 1. The average value of Δf is 3468,
σ n -1 = 14.2, which corresponds to a water content of 0.06%, and it can be confirmed that the water content can be measured with good reproducibility.

上記自動水分測定方法においては、重量係数Cwおよび検
体温度係数Ctnは、全て水分値Moisnの関数となるもので
ある。
In the above automatic moisture measuring method, the weight coefficient Cw and the sample temperature coefficient Ctn are all functions of the moisture value Moisn.

重量係数Cwは、基準重量(本例では400g)に対するサン
プル重量の過不足より、測定された周波数差Δfを基準
重量の周波数差Δf400に補正するものである。前述の図
3に示されるように、サンプル重量と周波数差Δfとの
関係は、1次式で示すことができる。従って、この一次
式を用いて重量補正を行うことができ、この傾きを重量
係数Cwとして、前記式(2)によって重量補正を行うこ
とができる。図3に示される原麦では、重量係数Cwは前
述のように4.80となる。さらに、重量係数Cwについてみ
ると、重量範囲、水分値Moisの幅を広くとると二次回帰
となる(第7図参照)。しかし、水分範囲をある程度に
限定し、定容積サンプリング方式で、重量サンプリング
範囲を±20g程度以内におさめると、ほぼ一定値を用い
ればよいことになる(第8図参照)。そのため、本発明
の測定方法においては、水分値計算のための工程の重
量補正に用いる重量係数Cwは修正の必要はなく(一定値
を用いることができ)、従って、前述のように、繰り返
しの水分値計算において修正するのは検体温度係数Ctn
のみでよい。
The weight coefficient Cw is used to correct the measured frequency difference Δf to the frequency difference Δf 400 of the reference weight based on the excess or deficiency of the sample weight with respect to the reference weight (400 g in this example). As shown in FIG. 3 described above, the relationship between the sample weight and the frequency difference Δf can be expressed by a linear expression. Therefore, the weight correction can be performed by using this linear equation, and the weight correction can be performed by the above equation (2) with this inclination as the weight coefficient Cw. In the raw barley shown in FIG. 3, the weight coefficient Cw is 4.80 as described above. Further, regarding the weight coefficient Cw, a quadratic regression is obtained when the weight range and the range of the moisture value Mois are widened (see FIG. 7). However, if the moisture range is limited to some extent and the weight sampling range is kept within about ± 20 g by the constant volume sampling method, a substantially constant value should be used (see FIG. 8). Therefore, in the measuring method of the present invention, the weight coefficient Cw used for the weight correction of the process for calculating the water content does not need to be corrected (a constant value can be used), and therefore, as described above, The sample temperature coefficient Ctn is to be corrected when calculating the water content.
Only need be.

検体温度係数Ctnは、基準温度(本例では20℃)とサン
プル温度との差より、重量補正された周波数差Δf400
基準温度の検体の周波数に補正するものである。前述の
図4に示されるように、検体温度と周波数差Δfとの関
係は1次式で示すことができ、基本的には前述の重量係
数Cwと同様、この傾きをもって検体温度係数Ctnとし
て、前記式(3)によって検体温度補正を行うことがで
きる。
The sample temperature coefficient Ctn is used to correct the weight-corrected frequency difference Δf 400 to the frequency of the sample at the reference temperature based on the difference between the reference temperature (20 ° C. in this example) and the sample temperature. As shown in FIG. 4 described above, the relationship between the sample temperature and the frequency difference Δf can be expressed by a linear expression, and basically, similar to the weight coefficient Cw described above, this slope is used as the sample temperature coefficient Ctn, The sample temperature can be corrected by the equation (3).

しかしながら、図4に示されるように、検体温度係数Ct
nとなる傾きには、異なる加水率のみならず、同じ加水
率でもバラツキがある。従って、本発明においては、正
確な測定を行うために、この検体温度係数Ctnを補正し
て、水分値(Moisn)が収束するまで繰り返し計算を行
う。
However, as shown in FIG. 4, the sample temperature coefficient Ct
The gradient of n varies not only with different water addition rates but also with the same water addition rate. Therefore, in the present invention, in order to perform accurate measurement, the sample temperature coefficient Ctn is corrected and repeated calculation is performed until the moisture value (Moisn) converges.

ここで、図4では加水率をパラメータとしているが、同
計測において、Δfに対応する水分値を横軸とし、その
際の検体温度係数Ctn(傾き)を示したのが図9であ
る。図9に示されるように、水分範囲を広くとると、検
体温度係数Ctnは二次回帰となる。しかし、水分範囲を
ある程度に限定すれば、図10に示されるように、一次回
帰となる。新検体温度係数Ctn+1は、この一次式を用い
て、先に算出した水分値(Moisn)より算出すればよ
く、前述の例においては、 Ctn+1=−1.38+0.89・Moisn を用いればよい。
Here, although the water addition rate is used as a parameter in FIG. 4, in the same measurement, FIG. 9 shows the sample temperature coefficient Ctn (slope) with the water value corresponding to Δf as the horizontal axis. As shown in FIG. 9, when the moisture range is wide, the sample temperature coefficient Ctn becomes a quadratic regression. However, if the moisture range is limited to some extent, linear regression will be performed as shown in FIG. The new sample temperature coefficient Ctn +1 may be calculated from the previously calculated water content (Moisn) using this linear equation. In the above example, Ctn +1 = -1.38 + 0.89 · Moisn is used. Good.

なお、検体温度係数Ctnの初期値(Ct1)は、例えば、図
4等の実験値より、対応する加水率に応じて勾配の平均
値を採用すればよく、前述の例では8.08を仮想値として
用いる。
As the initial value (Ct 1 ) of the sample temperature coefficient Ctn, for example, from the experimental values of FIG. 4 and the like, the average value of the gradient may be adopted according to the corresponding water addition rate. In the above example, 8.08 is a virtual value. Used as.

さらに、雰囲気温度補正についてみると、ICの雰囲気温
度の変化に対応するように雰囲気温度係数を算出すると
二次回帰となる(第11図参照)。しかし、本発明におい
ては、ICを用いた発振器の雰囲気温度を一定にコントロ
ールするので、この補正を行う必要はなくなる。
Further, regarding the ambient temperature correction, when the ambient temperature coefficient is calculated so as to correspond to the change in the ambient temperature of the IC, it becomes a quadratic regression (see Fig. 11). However, in the present invention, since the ambient temperature of the oscillator using the IC is controlled to be constant, it is not necessary to make this correction.

以上の例は原麦の水分測定の例であるが、これ以外の各
種の穀物であっても、同様の方法で計算式を得ることが
できる。下記に、検体が大豆である場合の一例を示す。
The above example is an example of measuring the water content of the raw barley, but the calculation formula can be obtained by the same method even for various kinds of grains other than this. The following is an example when the sample is soybean.

重量補正 Δf320=Δf−8.08(W−320) 基準重量は320g 検体温度補正 Δftn=Δf320−42.6(T−20) 基準温度は20℃ 水分値 Moisn=40.839+0.025・Δftn −(5.51×10-6)・(Δftn) 新温度補正係数 Ctn+1=−18.323+5.08・Moisn 本発明においては、ICを用いた発振器9を恒温槽12内に
入れ、恒温槽12の温度を測定する温度センサー13および
恒温槽12を暖めるヒーター14を恒温槽12に設け、これら
を第14図に示すような温度制御回路15に接続して恒温槽
12内の雰囲気温度をほぼ一定に制御し、ICを用いた発振
器9がその雰囲気温度に影響されないようにする。
Weight correction Δf 320 = Δf-8.08 (W-320) Reference weight is 320 g Sample temperature correction Δftn = Δf 320 −42.6 (T-20) Reference temperature is 20 ° C Moisture value Moisn = 40.839 + 0.025 · Δftn − (5.51 × 10 -6 ) ・ (Δftn) 2 New temperature correction coefficient Ctn +1 = -18.323 +5.08 Moisn In the present invention, the oscillator 9 using an IC is put in the constant temperature chamber 12 and the temperature of the constant temperature chamber 12 is measured. A temperature sensor 13 and a heater 14 for heating the constant temperature bath 12 are provided in the constant temperature bath 12, and these are connected to a temperature control circuit 15 as shown in FIG.
The atmosphere temperature in 12 is controlled to be substantially constant so that the oscillator 9 using an IC is not affected by the atmosphere temperature.

第14図には温度制御回路の一例を示す。同図において、
16は温度信号増幅器、17は上限温度T1比較器、18は下限
温度T2比較器、19は温度−ヒーター電流変換器、20は第
1リレー、21は第2リレー、22はトランジスターであ
る。
FIG. 14 shows an example of the temperature control circuit. In the figure,
16 is a temperature signal amplifier, 17 is an upper limit temperature T 1 comparator, 18 is a lower limit temperature T 2 comparator, 19 is a temperature-heater current converter, 20 is a first relay, 21 is a second relay, and 22 is a transistor. .

この回路において、恒温槽温度Tが上限温度T1より高く
なると、第1リレー20がオンとなって、ヒーター電流は
ゼロとなる。恒温槽温度Tが下限温度T2より低くなる
と、第2リレー21がオンとなって、ヒーター電流が最大
となる。恒温槽温度Tが下限温度T2と上限温度T1との間
にある時は、ヒーター電流は温度Tに比例した値とな
る。このようにして、恒温槽温度Tは下限温度T2と上限
温度T1の狭い温度範囲に制御される。ちなみに、T1−T2
は約2℃とするのが好ましい。
In this circuit, when the constant temperature bath temperature T becomes higher than the upper limit temperature T 1 , the first relay 20 is turned on and the heater current becomes zero. When the constant temperature bath temperature T becomes lower than the lower limit temperature T 2 , the second relay 21 is turned on and the heater current becomes maximum. When the constant temperature bath temperature T is between the lower limit temperature T 2 and the upper limit temperature T 1 , the heater current has a value proportional to the temperature T. In this way, the constant temperature bath temperature T is controlled within a narrow temperature range between the lower limit temperature T 2 and the upper limit temperature T 1 . By the way, T 1 −T 2
Is preferably about 2 ° C.

<実 施 例> 〔実施例1〕オンラインでの自動水分測定値と絶乾値の
比較 種々の原麦検体について、本発明方法により測定した水
分値と絶乾法により求めた水分値との比較を表2に示
す。この表2から、本発明方法で求めた水分値は絶乾値
と非常に近い一致を示し、本発明方法が信頼できるもの
であることがわかる。
<Examples> [Example 1] Comparison of automatic moisture measurement value online and absolute dry value Comparison of moisture value measured by the method of the present invention and moisture value determined by the absolute dry method for various raw barley samples Is shown in Table 2. From this Table 2, it can be seen that the moisture value obtained by the method of the present invention is very close to the absolute dry value, indicating that the method of the present invention is reliable.

なお、本実施例における本発明方法の水分値の計算は、
前述の第6ページのフローチャートに従って行った。重
量係数Cwは4.80、一回目の検体温度係数Ct1は8.08を用
いた。また、工程における水分値Moisnの計算は下記
式(4)を、さらに工程における新検体温度係数の計
算は下記式(6)を用いて行った。さらに、工程の収
束チェックでは、水分値(Moisn-1)と水分値(Moisn)
との差が0.02%未満となったら収束とみなした。
The calculation of the water content of the method of the present invention in this example is
This was performed according to the flowchart on page 6 above. The weight coefficient Cw was 4.80, and the first sample temperature coefficient Ct 1 was 8.08. Further, the moisture value Moisn in the process was calculated using the following formula (4), and the new sample temperature coefficient in the process was calculated using the following formula (6). Furthermore, in the process convergence check, the moisture value (Moisn -1 ) and moisture value (Moisn)
If the difference between and is less than 0.02%, it is considered as convergence.

Moisn=‐49.60+0.033・Δfin −(4.16×10-6)・(Δftn) (4) Ctn+1=−1.38+0.89・Moisn (6) <発明の効果> 従来行われていた水分測定法である絶乾法では、加水制
御をリアルタイムで行うことができず、水分測定に最低
1時間半も要し、測定に熟練を要し、サンプリング回数
が少なく、真の水分値をつかみにくいという多くの問題
があったが、本発明の方法によれば、短時間に、精度よ
く、検体の形体を変えることなく(絶乾法では粉砕が必
要)測定でき、このため、オンライン、リアルタイム自
動加水コントロールができ、水分測定および加水率決
定、操作にかかる人手を省くことができる。
Moisn = -49.60 + 0.033 ・ Δfin− (4.16 × 10 -6 ) ・ (Δftn) 2 (4) Ctn + 1 = -1.38 + 0.89 ・ Moisn (6) <Effects of the Invention> In the absolutely dry method, which is a conventional method for measuring water content, water control cannot be performed in real time, and it takes at least one and a half hours to measure water content. Although there were many problems that the number of times was small and it was difficult to grasp the true water content value, the method of the present invention, in a short time, accurately and without changing the shape of the sample (the pulverization is required in the absolute drying method). ) It is possible to measure, and therefore, online and real-time automatic hydration control can be performed, and manpower required for water content determination, hydration rate determination, and operation can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明により検体の水分値を測定する方法の
フローチャートである。 第2図は、第1図の検知部に使用する測定回路図の一部
である。 第3図、第4図、第5図は、それぞれ検体重量、検体温
度、雰囲気温度の変化がΔfおよびf0に及ぼす影響を示
すグラフ、第6図は特に雰囲気温度変化が±3℃である
時のf0の変化を示すグラフである。 第7図および第8図は、重量係数Cwと水分との関係を示
すグラフである。 第9図および第10図は、検体温度係数Ctnと水分との関
係を示すグラフである。 第11図は、雰囲気温度補正係数と水分との関係を示すグ
ラフである。 第12図は、絶乾値とΔfとの関係を示すグラフである。 第13図は、本発明で用いる測定回路図である。 第14図は、第2図および第13図に示される測定回路図の
発振器を恒温化する温度制御回路図である。 符号の説明 1……輸送ライン、2……分岐部、3……バイパスライ
ン、4……定容積部、 5……計量部、6……オーバーフローライン、7……検
知部、 8……線路抵抗浮遊容量部、9……発振器、10……発振
部、 11……周波数カウンター、12……恒温槽、13……温度セ
ンサー、 14……ヒーター、15……温度制御回路、16……温度信号
増幅器、 17……上限温度T1比較器、18……下限温度T2比較器、 19……温度−ヒーター電流変換器、20……第1リレー、
21……第2リレー、 22……トランジスター
FIG. 1 is a flowchart of a method for measuring the water content of a sample according to the present invention. FIG. 2 is a part of the measurement circuit diagram used for the detection unit of FIG. FIGS. 3, 4, and 5 are graphs showing the influence of changes in sample weight, sample temperature, and ambient temperature on Δf and f 0 , respectively, and FIG. 6 shows that the ambient temperature change is ± 3 ° C. is a graph showing changes in f 0 when. FIG. 7 and FIG. 8 are graphs showing the relationship between the weight coefficient Cw and the water content. 9 and 10 are graphs showing the relationship between the sample temperature coefficient Ctn and the water content. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the atmospheric temperature correction coefficient and moisture. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the absolute dry value and Δf. FIG. 13 is a measurement circuit diagram used in the present invention. FIG. 14 is a temperature control circuit diagram for keeping the oscillator of the measurement circuit diagrams shown in FIGS. 2 and 13 at a constant temperature. Explanation of symbols 1 ... Transport line, 2 ... Branching part, 3 ... Bypass line, 4 ... Constant volume part, 5 ... Measuring part, 6 ... Overflow line, 7 ... Detecting part, 8 ... Line Resistance stray capacitance part, 9 ... Oscillator, 10 ... Oscillation part, 11 ... Frequency counter, 12 ... Temperature chamber, 13 ... Temperature sensor, 14 ... Heater, 15 ... Temperature control circuit, 16 ... Temperature Signal amplifier, 17 ... upper limit temperature T 1 comparator, 18 ... lower limit temperature T 2 comparator, 19 ... temperature-heater current converter, 20 ... first relay,
21 …… Second relay, 22 …… Transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 一典 埼玉県入間郡大井町大字亀久保1906番地 139号 (72)発明者 萩野谷 隆一 埼玉県川越市末広町3丁目4番地8 (72)発明者 原 文雄 埼玉県川越市大字的場947番地3 (56)参考文献 特開 昭55−2939(JP,A) 特開 昭50−123498(JP,A) 特開 昭56−43545(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazunori Suda 1906, Kamikubo, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama 139 No. 139 (72) Inventor Ryuichi Haginoya 3-4, Suehiro-cho, Kawagoe-shi, Saitama Prefecture (72) Invention Fumio Hara 947, Mojiba, Kawagoe City, Saitama Prefecture 3 (56) References JP-A-55-2939 (JP, A) JP-A-50-123498 (JP, A) JP-A-56-43545 (JP, A) )

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】穀物粉粒体検体を所定容積サンプリング
し、 このサンプリング検体を計量するとともに検体温度を測
定し、 サンプリング検体を検知部に滞留させ、検知部に検体が
ない時と検知部に検体が入っている時の誘電率の変化を
一定温度に保持されたICを用いる発振器により周波数変
化として測定してその周波数差を求め、 検体温度係数を用いた検体温度の変化による補正および
重量係数を用いた検体重量の変化による補正を前記周波
数差に加えて水分値を求め、さらに、この水分値を用い
て前記検体温度係数を修正し、修正された検体温度係数
を用いて再度検体の水分値を求めることを繰り返し、 前回の水分値(Moisn-1)と、この水分値を用いて修正
された補正係数を用いた水分値(Moisn)との差が所定
値未満となった際に収束をなしたとして、前記水分値
(Moisn)を検体の水分値として決定することを特徴と
する自動水分測定方法。
1. A sample of a grain or granular material sample is sampled in a predetermined volume, the sample temperature is measured and the sample temperature is measured, and the sample sample is retained in the detection unit. The change in the permittivity when there is is measured as a frequency change by an oscillator using an IC held at a constant temperature, and the frequency difference is calculated. The moisture value is obtained by adding the correction due to the change of the used sample weight to the frequency difference, and the moisture temperature value of the sample is corrected using the moisture value, and the moisture value of the sample is corrected again using the corrected sample temperature coefficient. Is repeated to converge when the difference between the previous moisture value (Moisn -1 ) and the moisture value (Moisn) using the correction coefficient corrected using this moisture value is less than the specified value. Na Though, an automatic moisture measuring method characterized by determining the water content value (Moisn) as a moisture value of the sample.
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