JPH09243557A - 穀稈の籾水分センサ - Google Patents

穀稈の籾水分センサ

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JPH09243557A
JPH09243557A JP4883696A JP4883696A JPH09243557A JP H09243557 A JPH09243557 A JP H09243557A JP 4883696 A JP4883696 A JP 4883696A JP 4883696 A JP4883696 A JP 4883696A JP H09243557 A JPH09243557 A JP H09243557A
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moisture
paddy
threshing
measuring
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JP4883696A
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Harumitsu Toki
治光 十亀
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Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】脱穀装置の脱穀負荷による回転数の変動を小さ
く抑えて脱穀性能の安定を図る。 【解決手段】水分によって吸収される帯域波長の電磁波
を脱穀装置1により脱穀される穀稈の籾に対して照射
し、この照射による反射波を水分値の測定を行う水分計
測用受光素子2と参考基準値の測定を行う参考計測用受
光素子3とに受け、該受光素子2による水分測定値を該
受光素子3による基準測定値により補正を行って籾表面
の水分量を検出する穀稈の籾水分センサの構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、穀稈の籾水分セ
ンサに関し、脱穀作業時に特定帯域の電磁波を使用して
籾表面の水分量検出を行う技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】脱穀
装置によって脱穀作業を行うときに、従来では、脱穀時
の負荷状態をエンジン又は脱穀装置の回転数の変動等に
より検出し、この検出値によって穀稈の供給深さや供給
量等を変更調節して、脱穀負荷の増大を抑制制御するよ
うにしているものが一般的であった。
【0003】しかし、このような負荷制御においては、
立毛穀稈が倒伏して籾表面が濡れているときや、早朝の
刈り取りで籾表面に露を含んでいるときや、早期の刈り
取りで籾表面の含水率が高いとき等には、脱穀負荷が増
大してエンジン又は脱穀装置の回転数が低下することに
なり、この回転数低下の検出によりフィードバック制御
を行わせるため、脱穀装置の回転数の変動が大きく、脱
穀性能が阻害されることになる。
【0004】そこでこの発明は、脱穀装置によって脱穀
される穀稈の籾表面の水分量を検出し、この検出値によ
り負荷制御を行って脱穀負荷の変動を小さく抑える。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、水分によっ
て吸収される帯域波長の電磁波を脱穀装置1により脱穀
される穀稈の籾に対して照射し、この照射による反射波
を水分値の測定を行う水分計測用受光素子2と参考基準
値の測定を行う参考計測用受光素子3とに受け、該受光
素子2による水分測定値を該受光素子3による基準測定
値により補正を行い籾表面の水分量を検出する穀稈の籾
水分センサの構成とする。
【0006】
【作用、及び発明の効果】上記の構成によれば、脱穀装
置1によって脱穀作業を行うときに、例えば、脱穀装置
1の入口部や選別部等に取り付けた各籾水分センサによ
って、脱穀装置1に供給される穀稈穂部の籾や選別部等
における籾に対して電磁波を照射し、この照射した電磁
波が籾表面に当って反射する反射波のうち水分に吸収さ
れる帯域波長、例えば1.45マイクロメータの電磁波
を水分計測用受光素子2に受けて検出した水分測定値
を、該受光素子2に受けた以外の水分に吸収されない帯
域波長の電磁波を参考計測用受光素子3に受けて検出し
た参考基準測定値により、例えば、照射面の凹凸や照射
面までの距離の違い等による条件変化による影響を補正
して籾表面の水分量を検出するが、この検出時における
反射波は、籾表面の水分量が多いときはその水分による
吸収量が多いため小さくなり、籾表面の水分量が少ない
ときはこの水分による吸収量が少ないため大きくなるこ
とから、これらの水分量に反比例する反射波の大・小を
計測して演算処理することにより、籾表面の水分量の検
出を行うことができる。
【0007】このように脱穀作業時において、脱穀装置
1に供給される穀稈穂部の籾や選別部等における籾の表
面水分量の多・少を、籾水分センサから照射する電磁波
の反射波を該両受光素子2,3に受けて条件変化の補正
を行い瞬時に且つ的確に検出することができるから、こ
の籾表面の水分量の検出結果によって、脱穀負荷の増大
を事前に予測して制御を行うことが可能となり、従来の
如く、負荷の増大を検出してからフィードバック制御を
行うときのように制御のタイムラグによって脱穀装置1
の回転数が大きく変動するというようなことがなく、脱
穀装置1の回転数の変動を極力小さく抑えて、安定した
脱穀性能を保持させることができる。
【0008】
【実施例】以下に、この発明の実施例を穀類の収穫作業
を行うコンバインについて図面に基づき説明する。コン
バインの車台4の下部側に土壌面を走行する左右一対の
走行クローラ5を有する走行装置6を配設し、該車台4
上にはフィードチェン7に挟持して供給される穀稈を脱
穀し、この脱穀された穀粒を選別回収して一時貯留する
穀粒タンク8を備えた脱穀装置1を載設する。この脱穀
装置1の前方側には、前端位置から立毛穀稈を分草する
分草体9と、分草された穀稈を引き起こす引起部10
と、引き起こされた穀稈を刈り取る刈刃部11と、この
刈り取られた穀稈を後方へ搬送して該フィードチェン7
へ受け渡しする掻込搬送部12、及びこの掻込搬送部1
2から搬送穀稈を引き継ぐ供給搬送部13等を有する刈
取装置14を、油圧駆動による伸縮シリンダ15により
土壌面に対して昇降自在に作用させるよう構成する。
【0009】該刈取装置14の一側にコンバインの操作
制御を行う操作装置16と、この操作のための操作席1
7とを設け、この操作席17の下方側にエンジン18を
搭載すると共に、後方側に該穀粒タンク8を配置する。
このような脱穀装置1,走行装置6,刈取装置14,操
作装置16,エンジン18等によってコンバインの車体
19を構成する。
【0010】該刈取装置14の掻込搬送部12と供給搬
送部13とによって形成される穀稈搬送通路に、搬送穀
稈の有無を検出する穀稈センサ前20と穀稈センサ後2
1とを各々配設すると共に、該供給搬送部13には、穀
稈の穂先側を穂先送りラグ22aに保持して搬送する穂
先搬送部22と、株元側を株元送りチェン23aに挟持
して搬送する株元搬送部23とを各々上・下位置に分離
して設ける。
【0011】該供給搬送部13で搬送される穀稈を、扱
深さを深くする側と浅くする側とに自動的に制御して脱
穀装置1のフィードチェン7に引継ぎさせる扱深さ制御
装置24と、前記走行装置6の伝動経路の適宜位置に配
置した車速を検出する車速センサ25の検出値によって
車速を自動的に制御する車速制御装置26とを前記操作
装置16の一側に内装して構成する。
【0012】該記脱穀装置1の穀稈供給口27の近傍に
おいて、供給穀稈の穂部の籾表面の水分量を検出可能な
位置に籾水分センサ28を配設すると共に、該穀稈供給
口27から供給される穀稈を扱胴29によって脱穀処理
し、この処理された脱穀物を漏下する扱網30と、この
扱網30から漏下した脱穀物を選別する揺動選別棚31
との間における選別部32において、この選別部32を
落下する籾表面の水分量を検出可能な位置に該籾水分セ
ンサ28を配設して構成する。
【0013】この籾水分センサ28は、該脱穀装置1に
よって脱穀される穀稈の籾表面の水分量を検出して脱穀
負荷の制御を行わせるためのものであり、図3及び図4
に示す如く、隔壁34aで遮蔽されたセンサケース34
の光源側35aに、ハロゲンランプ又は白熱ランプ等に
よる熱線光源36と、この光源36からの光波(電磁
波)を変調するためのチョッピングスリットを均等間隔
に設けた変調用スリット円盤37と、この円盤37を回
転駆動させる円盤モータ38とを各々配設する。
【0014】また、受光側35bに、該光源36により
籾表面に照射された光波の反射波を集光するピンホール
板39と、このピンホール板39からの光波を受けて、
水分による吸収率が大きい帯域波長、例えば赤外線領域
の1.45マイクロメータの波長を透過し、その他の波
長は阻止するバンドパスフィルタ40を介して、1.4
5マイクロメータの波長の透過側に、籾表面の水分量に
よって変化する反射波量の測定を行うフォトダイオード
等による水分計測用受光素子2と、1.45マイクロメ
ータ以外の波長の非透過屈折側に、籾表面の凹凸,距離
等の影響によって生じる違いを比率補正する参考基準値
の測定を行うフォトダイオード等による参考計測用受光
素子3とを、該光源36から籾表面へ向け照射した光波
の反射波を各々最適状態で検出可能な位置に配設すると
共に、該センサケース34の前面に光源36による照射
波とその反射波を阻害しないセンサ保護用のガラス41
を設けて構成する。
【0015】CPUを主体的に配して該籾水分センサ2
8の検出値の入力により籾表面の水分値の分析演算を行
う演算処理装置42を、前記扱深さ制御装置24及び車
速制御装置26と共に内装配設する。この演算処理装置
42は、該水分計測用受光素子2及び参考計測用受光素
子3への反射波量により各々発生する電流を、図5に示
す如く、増幅回路43による増幅と、この増幅された電
流の低周波成分を除去するハイパスフィルタ44と、こ
のフィルタ44によって抽出された高周波成分の積分を
行う積分回路45と、この積分回路45により積分を行
った後、該両受光素子2,3の比率補正を行う演算回路
46によって演算処理し、この演算回路46によって算
出した結果を出力させるよう構成する。
【0016】刈り取られた穀稈は掻込搬送部12から供
給搬送部13へ引き継がれ、この供給搬送部13の穂先
搬送部22による保持と株元搬送部23による挟持とに
よって、株元側をフィードチェン7へ受け渡し挟持させ
ると共に、穂先側を穀稈供給口27へ送り込む。この穀
稈の搬送により穀稈センサ前20と穀稈センサ後21が
共にONしたときに、該穀稈供給口27の近傍、又は選
別部32に配置した各籾水分センサ28の光源36から
籾に対して照射し、この照射した光波の反射波量を計測
して籾表面の水分量の検出を行わせる。
【0017】この籾表面の水分量の検出は、該籾水分セ
ンサ28の光源36からの光波を、回転する変調用スリ
ット円盤37を介してチョッピング変調を行い、この変
調波をガラス41面を通して籾に照射し、この照射によ
る籾からの反射波をガラス41面からピンホール板39
を介して、バンドパスフィルタ40により水分によって
吸収される率の大きい1.45マイクロメータの近赤外
線のみを透過させ、この透過波を水分計測用受光素子2
に受けて電気的に出力させる。一方、バンドパスフィル
タ40の透過を阻止された反射波を参考計測用受光素子
3に受けて電気的に出力させる。この出力は反射波量が
多いほど大きくなる。
【0018】この両受光素子2,3による電気的出力を
演算処理装置42によって分析演算を行い、その演算値
を扱深さ制御装置24又は車速制御装置26へ送ること
によって、該演算値による水分量が多いときは、脱穀装
置1への供給穀稈の扱深さを浅くする側に調節すると
か、及至は車速センサ25の検出により車速を減速させ
る等の制御を行い、高水分による脱穀負荷の増大を事前
に抑制すべく対応処理することにより、脱穀装置1の回
転変動を極力小さく抑えて、安定した脱穀性能を保持さ
せることができる。
【0019】該籾水分センサ28の検出位置について
は、本実施例に示すもの以外であっても本発明の趣旨を
逸脱しない限り如何なる位置に設けても差し支えない。
また、該籾水分センサ28に使用可能な電磁波として
は、水分吸収率の高い波長であれば1.45マイクロメ
ータの波長に限定されるものではない。なお、該参考計
測用受光素子3には可視光領域の波長を除くカットフィ
ルタ3aを設け、このフィルタ3aにより可視光を除去
して色相による影響をカットする。
【0020】該光源36からの照射による反射波を水分
計測用受光素子2によって検出する際に、太陽光の光波
による反射波も同時に検出して加算され、該受光素子2
の出力が飽和状態等となり的確な計測ができ難い傾向と
なるため、光源36を該変調用スリット円盤37の回転
によりチョッピング変調を行い、この変調による交流成
分と太陽光による直流成分とを演算処理装置42によっ
て識別分離して、光源36から照射された光波の反射波
のみを計測することが可能となるため、精度の高い検出
ができる。なお、熱線光源36では周波数応答性が悪い
ため該スリット円盤37で変調を行う必要があるが、L
EDやレーザー等を光源として使用する場合は、発光そ
のものを変調するようにしてもよい。
【0021】籾表面の水分値の測定は、籾表面と該籾水
分センサ28との間の距離が一定であれば安定した計測
が行えるが、実際には、脱穀装置1に供給される穀稈の
籾や選別部32における籾と、光源36との間の距離に
は変化が生じるから、該光源36からの照射により反射
する波長は全て同様にこれらの条件変化の影響を受けて
測定値が変動することになる。このため、該光源36に
よる電磁波の赤外線領域(可視光領域以外)から1.4
5マイクロメータの波長を除いた水分の影響が少ない反
射波を参考計測用受光素子3に受けて、この受光素子3
の測定値を参考基準値としてこの基準値により、水分計
測用受光素子2による籾表面の水分によって吸収される
1.45マイクロメータの測定値を、前記演算処理装置
42により比率演算を行い、前記の条件変化による影響
を補正した籾表面の水分量を測定する。従って測定精度
を安定させることができる。
【0022】該籾水分センサ28は、例えば、可視光領
域から10マイクロメータ程度までの波長の連続スペク
トルを有する単一の熱線光源36を採用することによ
り、光源36の光軸が偏位することがなく連続スペクト
ルの波長は全て同一場所を測定することが可能となるた
め、測定精度の向上を図ることができると共に、専用の
光源36を用いるために天候(晴,曇等)の影響を受け
ることが少ない。
【0023】該籾水分センサ28の前面のガラス41面
が脱穀時の塵埃等により汚され光源36による光波の透
過度が低下して、該光源36からの照射によって受ける
反射波が弱くなるため、該参考計測用受光素子3による
的確な参考基準値が測定でき難いことから、この測定値
が、図6に示す如く、前記演算処理装置42の演算回路
46に接続した比較回路47に、予め設定された反射波
の汚れ基準値48(距離変動値の数倍の値)以下になっ
たことがチェックされたときは、該比較回路47から汚
れ警報装置(又は自動クリーニング装置)49を作用さ
せることにより、光源36の照射とその反射波が透過す
る光学面上の汚れを防止して、籾水分センサ28の検出
精度の安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンバインの全体を示す側面図。
【図2】コンバインの一部を示す正断面図。
【図3】籾水分センサ関係を示す正断面図。
【図4】籾水分センサ関係を示す正断面図。
【図5】演算制御装置の内部回路を示すブロック図。
【図6】演算制御装置に付加した別回路を示すブロック
図。
【符号の説明】
1 脱穀装置 2 水分計測用受光素子 3 参考計測用受光素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水分によって吸収される帯域波長の電磁
    波を脱穀装置1により脱穀される穀稈の籾に対して照射
    し、この照射による反射波を水分値の測定を行う水分計
    測用受光素子2と参考基準値の測定を行う参考計測用受
    光素子3とに受け、該受光素子2による水分測定値を該
    受光素子3による基準測定値により補正を行い籾表面の
    水分量を検出する穀稈の籾水分センサ。
JP4883696A 1996-03-06 1996-03-06 穀稈の籾水分センサ Pending JPH09243557A (ja)

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