JPS62294917A - 茶葉の流量測定方法および流量測定装置 - Google Patents

茶葉の流量測定方法および流量測定装置

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JPS62294917A
JPS62294917A JP9720187A JP9720187A JPS62294917A JP S62294917 A JPS62294917 A JP S62294917A JP 9720187 A JP9720187 A JP 9720187A JP 9720187 A JP9720187 A JP 9720187A JP S62294917 A JPS62294917 A JP S62294917A
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室屋 昭彦
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太山 内田
Hiroshi Yoneyama
宏 米山
Fumio Tomita
富田 文雄
Masayuki Suzuki
正行 鈴木
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  • Weight Measurement For Supplying Or Discharging Of Specified Amounts Of Material (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、製茶機へ連続的に供給される茶葉の量、すな
わち、単位時間当たりの流量を正確に測定するための方
法および装置に関するものであって、特に本出願人がす
でに出願に及んでいる特願昭59−95378号に包含
されているものについて分割出願したものである。
〔従来技術〕
茶葉の形状の大小や新葉、古巣等の差異による密度の変
動に係りなく、蒸機等の流動式製茶機へ常に一定重量の
茶生葉を絶え間無く連続的に供給することは、高品質の
茶葉を製造する上できわめて重要なことである。
そこで、茶葉を常に連続的に一定重量供給するための装
置がいくつか発明考案されている。
特開昭53−107495号公報に見るものは、移送コ
ンベアの排出側に別個の駆動モーターで定速回転されか
つスプリングで爪皮された計測ドラムを設け、該計測ド
ラムに設けた変位検出器で、計測ドラム上の茶生葉の重
量を検出し、この検出量に基づいて、計測ドラムへ送ら
れる茶生葉ff1flを設定値に補正するよう前方の移
送コンベアの巡回速度を制御するものである。また、特
開昭55−96425号公報のものは、給葉機の機枠上
方から横方向に突出した支持腕に送給制御器枠をスプリ
ングで支承し、該枠上の茶生葉の重量を検出し、この検
出量に基づいて、該枠を循環していくコンベヤベルトと
本体給葉機のコンベヤベルトの巡回速度を制御するもの
である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これらの装置は、現在の茶葉流量を検出し、この検出値
に基づき、輸送機等のI!il送速度を制御して、目標
とする茶葉流量を得ようとするものであるが、このため
には、現在の茶葉流量を正確に検出する必要がある。
しかしながら、上記の公報に開示されるような従来装置
では、現在流量の計量部分(前者では計測ドラム、後者
では送給制御器枠がこれに相当する)が、茶葉を供給フ
ィーダ部(前者では移送コンベヤ、後者では給葉機本体
がこれに相当する)より受給しつつ排出する間に重量を
検出しているため、茶葉を受給する際に起こる振動、供
給フィーダからの供給速度のバラツキ等の影響を受け、
正確な現在流量の検出が不可能であった。
また、従来の方法や装置では計量部分と供給フィーダ部
の2部分に分割せざるを得す、それぞれの部分を駆動す
る2つの駆動モータが不可欠であり、このことは、これ
を構成する装置の大型化と製造コストの上昇を意味して
いた。
よって、本発明は、茶葉の実際の流量を、比較的小型で
安価な装置によって、不用意な振動等によって害される
ことなく、精度良く測定するための方法および装置を提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
前記の目的を達成するために、本発明方法は、計量コン
ベヤの前方に計量コンベヤより輸送能力が勝る輸送機を
配設し、この輸送機を駆動して茶葉を略定常的に計量コ
ンベヤのホッパー部へ投入する一方、計量コンベヤを駆
動して投入された茶葉を終端より連続的に排出し、計量
コンベヤ全体の重量が上方値に達したとき、計量コンベ
ヤは駆動したまま輸送機を停止し、下方値に至ったとき
再度輸送機を駆動させるようにして、計量コンベヤ全体
の重量が上方値に達した時点より下方値に至るまでの間
、チェックタイムXi  (i=l、  2.3・・・
・・・n)毎に計量コンベヤ全体の現在重量Yiを計測
し、この間得られたデータ(Xl、Yl)(X2 、 
Y2 ) ・−・・(Xn 、 Yn )を最小自乗法
で処理して、その重量減少推移をY=AX+Bの式に近
似すべくA、Bを演算し、このAの値をこの間の茶葉の
単位時間当たりの流量とすることを特徴とし、また、本
発明装置は、支持枠に計量枠を上下動自在に支持し、こ
の支持枠と計量枠との間には変位検知器を設け、計量枠
には駆動モータで駆動されホッパーを具えたコンベヤベ
ルトを架設し、一方、前記変位検知器の上方値設定器、
下方値設定器を設け、さらに、変位検知器が上方値に至
ると前方の輸送機を停止し下方値に至ると再び駆動する
と共にその間の変位検知器の[旨示値をサンプリングし
て最小自乗法によりこの間の変動率を求めることが可能
な電気制御回路を有することを特徴とする。
〔作用〕
次に、本発明方法を本発明装置にて実施した場合の作用
について説明する。
まず、変位検知器の上方値と下方値を上方値設定器、下
方値設定器によって夫々設定し、次に計量コンベヤを駆
動する。
そして、輸送機を駆動して茶葉をコンベヤベルトのホッ
パー内へ投入しはじめると、茶葉はコンベヤベルトの終
端より連続的に排出されていくが、輸送機の輸送能力は
コンベヤヘルドの輸送能力よりも勝っているので、徐々
にホッパー内に茶葉が溜まっていき、やがて、計量枠全
体の重量が上方設定器で設定した上方値に至る。
すると、電気制御回路は、コンベヤベルトは駆動したま
ま輸送機を停止するので、計量枠全体のi[tは、コン
ベヤベルトによる茶葉の排出とともにしだいに減少して
いくのであるが、この間、電気制御回路は、変位検知器
の指示値のサンプリングを行う。
つまり、チェッククイムXi  (i=1.2.3・・
・・・・n)毎に計量コンベヤ全体の現在重量Y iが
計ペリされるわけで、さらに電気制御回路は、この間得
られたデータ(Xl、Yt )  (X2 、Y2 )
・・・・・・(Xn 、 Yn )を最小自乗法で処理
して、その重量減少推移をY=AX+Bの式に近似すべ
くA、Bを演算する。
本発明では、このAの値をこの間の茶葉の単位時間当た
りの流量とするのであるが、以上の間、常に本装置シま
、一定流量の茶葉を絶え間な(排出しつづけるのである
〔実施例〕
次に、本発明の茶葉の流量測定方法および装置を用いて
現在流量を測定し、その値に基づいて移送コンベヤの速
度を修正することによって、目標流量の茶葉を製茶機へ
供給しようとする場合について、その装置の構造と使用
方法を以下に説明する。
1は単なる輸送機たる垂直コンベヤで、該輸送機1は蒸
機2の処理能力よりその輸送能力が充分大きなものを用
いるものとする。
3は本発明の茶葉の流量測定装置を用いた定重量供給装
置で、4は支持枠、5は計量枠であり、計量枠5は四節
平行リンクで支持枠4に支持される。
四節平行リンクはそのレバー6・6の一端を支持枠4に
枢着し他端を計量枠5の中央柱5′に枢着し、その枢着
軸7にバランス杆8を枢着し、該杆8に分銅9を移動自
在に取り付け、計量枠5等の重量と釣り合わせて上下動
自在とする。
計量枠5は、始端から終端にかけて上昇傾斜させ、その
両端にロール10・11を軸着し、両ロール10・11
間に多数の桟を突設したコンベヤベルト13を架設し、
始端にはホッパー14を、前方柱5″にはロール10を
駆動する変速駆動モータ15を、コンベヤベルト13愉
送面上方には同時に回転駆動される播戻手16を装設し
、これらで計量コンベヤ17を構成してなる。
12は、計量コンベヤ17に茶葉を投入した際、茶葉の
重みで伸縮する、計量枠5と支持枠4との間に介装した
計量ハネである。
18は計量枠5と支持枠4との間に設けた変位検知器で
、計量枠5にラック19を装着し、支持枠4に該ラック
19と歯合するピニオン20を!!II着したポテンシ
オメータ21を固設してなる。
22は制御ボックスで、その表面パネル23には、所望
する茶葉の流量を駆動モータ15の初期回転数として設
定する茶葉流量設定器24、計量コンベヤ17の計量範
囲を定め、垂直コンベヤlの駆動・停止の制御切換の指
標となる変位検知器18の上方値設定器25・下方値設
定器26、現在茶葉の流胚表示器27、および累積流量
表示器28等があり、内部には、電気制御回路29等を
有する。
茶葉流?設定器24は、その表面パネル23上の目盛は
(kg/h)と表示しておくが、実際はその目盛流量(
kg/h)と駆動モータ15の回転数(rpm )との
関係を最も標準的な茶葉で実験的に求めておき、実質上
、駆動モータ15の初期回転数(rpm )を設定する
ものとする。
゛第5図は電気制御回路29のブロック構成の一例を示
すもので、図中CPUは中央処理装置、EPROMは消
去書き込み可能読取専用のリードオンリーメモリであり
、処理を行なうだめの制御プログラム、演算プログラム
などが書込まれている。
RAMは所定のアドレスに対して書込読取可能なランダ
ムアクセスメモリーであり、計測された入力データから
最小自乗法を用い、流量を求めるための関係式や設定流
量が流れるための駆動モータの標準的な初期回転数の表
や求めた流量に基づいて計量コンベヤのコンベヤベルト
を駆動する駆動モーフの回転数を変更するための換算式
等が多数書込まれている。
30は入出力ポートである。31は運転開始スイッチで
あり、32は運転停止スイッチ、33は計測リセットス
イッチ、25は前述の上方値設定器、26は同じく下方
値設定器、18は変位検知器、24は流量設定器、そし
て、これら各スイッチ31・32・33、設定器24・
25・26、検知器18はゲート・ランチ制御回路34
によって制御されるところのゲート回路35・35・・
・・・・を介して入出力ポート30に接続されている。
また、15は前述の駆動モータであり、36は垂直コン
ベヤ1のベルト駆動モータ、これらはリレーRL、RL
とゲートラッチ制御回路34によって制御されるラッチ
回路37・37・・・・・・とを介して入出力ポート3
0に接続される。
38は、計量コンベヤ17より排出された茶葉を次々と
蒸機2へ供給する輸送能力十分な振動樋で、支持枠4先
方枠4′に扱バネ39で支持され偏心駆動機構40で駆
動される。
なお、この振動樋38を介在させる目的は、計量コンベ
ヤ17を直接蒸機2に連結すると、蒸機2の投入口から
逆流してくる蒸気で、錆が発生したりして計量機構に悪
影響を与えるからである。
方法の実施例 次に本実施例の定重量供給装置による茶葉の流量測定方
法を説明し、その後、蛇足ではあるが、本実施例装置に
よる茶葉の定重量供給方法の説明をする。
まず、変位検知器18の上方値と下方値を上方値設定器
25、下方値設定器26に設定する。これは、計量コン
ベヤ17自身の重量は分銅9で釣合わされているので、
上方値4.5kg、下方値は1.0kgというような具
合に設定する。
次に、運転開始スイッチ31をオンにして、蒸機2、計
量コンベヤ17および振動樋38を始動させた後、蒸機
2の処理能力、蒸気量、蒸し加減等考慮して、茶葉流量
を決定し、表面パネル23上の茶葉流量設定器24をそ
の値に設定する。
すると、設定した流量たとえば標準茶葉においてQkg
/hに流れるのに最適な回転数(今これをRrpmとす
る)がRAM上で参照され、その値が電気制御回路29
から駆動モータ15に出力され、計量コンベヤ17のコ
ンベヤベルト13 ハ駆iモータ15の回転数がRrp
mのときの一定速度(これを■とする)で循環し始める
次に、垂直コンベヤ1の元スイッチを入れて、垂直コン
ベヤ1を駆動して、茶生葉を計量コンベヤ17のホッパ
ー14内へ投入する。
計量コンベヤ17側では、コンベヤベルト13カ一定速
度Vで循環しているのでホッパー14で受給した茶生葉
を次々とその終端より振動樋38へ排出してゆくのであ
るが、垂直コンベヤ1の輸送能力を十分大きなものとし
であるため、やがて、ホンパー14内に茶生葉が溜って
くる。
すると、その茶生葉の増加で、計量コンベヤ17全体の
重量が増加するので、計量枠5が次第に降下し、変位検
知器18のラック19は、支持枠4側のピニオン20を
回転させ、ポテンシオメータ21の軸を回転させ、その
指示値が変化していく。
そして、やがて、計量コンベヤ17に4.5kgの茶生
葉が蓄積され、上方設定器25で設定した値となると、
電気制御回路29から、垂直コンベヤ1へ停止指令が発
せられると共に、変位検知器18の指示値のサンプリン
グが始まる。
垂直コンベヤ1が停止した後も、計量コンベヤ17のコ
ンベヤベルト13はそのままの速度■で循環して蓄積し
た茶生葉の排出を行なうので、次第に計量コンベヤ17
全体が茶生葉の減少と共に軽くなってゆ(。
この間の計量コンベヤ17全体の重量変化を第3図で説
明すると、(イ)の区間が垂直コンベヤ1と計量コンベ
ヤ17のコンベヤベルト13が共に駆動されて、計量コ
ンベヤ17で受給と排出が行なわれながら、計量コンベ
ヤ17全体の重量が増加していく、投入蓄積区間で、(
ロ)の区間が垂直コンベヤ1が停止され、計量コンベヤ
17のコンベヤベルト13のみが駆動されて、計量コン
ベヤ17で排出のみが行なわれ計量コンベヤ17全体の
重量が減少していく排出減少区間を示す。
同図において垂直コンベヤ1のみを駆動したと想定した
ときの計量コンベヤ17全体のm(l増加を曲線αで、
計量コンベヤ17のコンベヤベルト13のみを駆動した
と想定したときの重量減少を曲線βで示す。
したがって、区間(イ)における計量コンベヤ17全体
の“実際のit変化”はα曲線からβ曲線を減じた(a
o=bo)曲線をたどることとなる。
区間(ロ)における計量コンベヤ17全体の“実際の重
量変化”はβ曲線と略同−の傾きで推移することとなる
ので、(bo−al)曲線をたどることとなる。
曲線α・βが直線ではなく、曲線となるのはたとえ、各
駆動モータ15・36が一定回転数で駆動されていたと
しても、パケットに掬い上げられる量やヘルド上の茶葉
の厚みが一定でないため生じるのである。また、計量枠
5の上下振動により、必ずしも、変位検知器18の指示
値が(ao−bo)(bo−31)曲線上の値を示すと
も限らない。
そこで、本発明では排出減少区間(ロ)の変位検知器1
8の指示値の推移をサンプリングするのである。
すなわち、サンプリングは、この重9減少推移を計測時
間とその時の変位検知器の指示値を、計量コンベヤ17
全体のmff1が上方値から下方値に至るまでの間、刻
々とRAMのワーキングエリア内に読み込むのである。
なお、本実施例ではこのサンプリングが一秒毎に、行な
われるようプログラムしであるので、Yiを変位検知器
の指示値とすれば、(1,Yl)(2,Y2 )  (
3,Y3 )−(N、Yn )というデータとしてRA
M内に読み込まれるのである。
そして、計量コンベヤ17全体のm口が下方値に至ると
、直ちに、それまでに読み込まれたこれらのデータに最
小自乗法が適用され、排出減少区間(ロ)の重量減少推
移をY=AX+Bの直線に近似させるべく、A−Bの値
が演算される。
この演算は次のようにしてなされる。
すなわち、第4図のX−Y座標においてi番目のデータ
の座標を(Xi 、  Yi )とおけば、Er r 
o r=Yi −(AXi +B)  □■今、残差平
方和をξとおくと ξ=Σ(Yi   (AXi +B)) 2=Σ fY
i 2−2Yi  (AXi  十B)+(AXi +
B) 2) 一Σ(Yi 2−2AXi Yi −2BYi +A2
X i2+2ABXi +82) ここでξを最も小さくするA、Bを求めることが近似式
として有効である。
■より AΣXi 2+BΣXi  −ΣXi Yi ・・・■
′■より AΣXi  +ΣB=ΣYi ・・・■′[XY]= 
Σ X1Yi、[X コ =Σ Xi。
[Yl  −ΣYi X:時間(秒)  1秒毎に計測 Y:ポテンシオメータ A/D値 n:測定データ数(今、計測開始後の秒故に対応してい
る。) によってAの値が求まる。
なお、サンプリングするチェックタイムを本実施例では
、1秒としたが、これに限らず、また、一定間隔でサン
プリングする必要も必ずしもない。
要は、最小自乗法で処理するに適当な数のデータがサン
プリングできれば良いのである。
このAの値が排出減少区間(ロ)の重量減少推移の近似
的な変動率であり、この間の単位時間当たりの流量とみ
なし得るので、この値を茶葉の流量として流量表示器2
7へ表示出力する。
以上までが本実施例における本発明の流量測定方法の説
明であるが、この後、さらに本実施例の定重量供給方法
について説明する。
すなわち、計量コンベヤ−7全体が下方値設定器26で
設定した値に達すると、直ちにデータのサンプリングが
中断し、このデータを基に上述のAが求められ、 今度は、 このAの値を基に、計量コンベヤー7のコンベヤが電気
制御回路29より発せられる。
一方、略同時に、垂直コンベヤーが再び駆動され計量コ
ンベヤー7では受給と排出が同時に行なわれ、次の投入
蓄積区間(イ)が始まるが、計量コンベヤー7の駆動モ
ーター5の回転数をRx」とと修ハ そして、やがて計量コンベヤ−7全体の重量が上方値に
達すると、再び垂直コンベヤーが停止され、計量コンベ
ヤ17のコンベヤベル目3のみが駆動され、排出減少区
間(ロ)が始まる。そして、再び、計量コンベヤの重量
減少データ(1,Yl)2(2,Y2)2  (3,Y
3)2−− (n、Yn)2が読み込まれ、計量コンベ
ヤ全体の重量が下方値に至ると、直ちにこれらのデータ
が最小自乗法で処理され、Y=AX+B式のAが求めら
れ、Aの値(このAの値は、前回のAの値とは異なるの
で、前回をA1とすればこのAの値はA2と表わす)が
表示されると共に計量コンベヤ17のコンベヤベルトの
重量が下方値に至るごとに繰り返えされる。
これを第3図を用いて説明すると、始動からに番目の排
出減少区間(ロ)のデータ(1,Yl)k(2,Y2)
k  (3,Y3 )k ・−・(N、Yn)kのデー
タをサンプリングし、これを最小自乗法で近似式Y=A
X+BのAkを求めることでに番目の区間(イ) (ロ
)の実際の流量をAkと表示し、(k+1)番目の区間
(イ)(ロ)の計量コンベヤ17のコンベヤベルト13
の巡回速度を、駆動モによって、設定流量Q kg /
 hの茶葉が定常的に流れるよう修正し、計量コンベヤ
17全体の重量が下方値に至るごとに繰り返すのである
一方、振動樋38は計量コンベヤ17より転送された茶
生葉を滞らせることなく次々と送出するので、かなりの
精度で一定重量の茶生葉を定常的に次の蒸機2へ供給す
ることができる。
なお、駆動モータ15は、本実施例のようにいわゆる変
速モータを用いてもよいし、汎用モータをインバータ制
御して、回転数を制御するようにしてもよいし、汎用モ
ータの軸に可変径プーリを軸着して、モータベースを動
かして変速するものであっても同様に施用し得るのは勿
論である。
さらに、実施例では、計量コンベヤ17のコンベヤベル
ト13の巡回速度の修正は前回の巡回速度を常に修正し
ていくこととしたが、これに限らず、設定流量より求ま
る初期回転数を基準に例えば、っても良い。
要するに、実際の流量が早く設定流量に収束するよう補
正式を与えれば良い。
なお、本実施例では、本発明の茶葉の流量測定方法およ
び装置を用いて目標とする流量の茶葉を常に製茶機へ供
給しようとする装置について説明したが、本発明の利用
はこれに限られるものではなく、例えば、供給される茶
葉の流量の変化に製茶要素を対応させる場合に現在の茶
葉流量を正6′αに測定する手段として用いることや、
また、単に累債流量を求める手段としても用いることが
可能である。
〔発明の効果〕
本発明の茶葉の流量測定方法によれば、計量コンベヤの
全体flitを測定する際に、その前方の輸送機からの
茶葉の受給を停止して行っているので、茶葉の受給によ
る振動や前方の輸送機の供給速度のバラツキ等の1を全
く受けていない測定値が得られ、また、茶葉の単位時間
当たりの流量は、計量コンベヤ全体の重量が上方値に達
した時点より下方値に至るまでの間、チェックタイムX
1(i=1.2.3・・・・・・n)毎に計量コンベヤ
全体の現在重量Yiを測定して得られたデータ(XZ、
Yl )(X2.Y2) ・−= (Xn 、Yn )
を最小自乗法で処理して、その重量減少推移をY=AX
+Bの式に近似した時のAの値をもって求められるので
、極めて正確な流量を求めることができる。
また、前方の輸送機は、単にオン、オフ制御するだけで
良いので、垂直パケット等の従来の設備がそのまま利用
可能であり、装置の大がかりな配置換えや、特殊な連係
制御は必要なく、きわめて融通性に冨む。
また、本発明の茶葉の流量測定装置によれば、計量部分
の前に従来のような供給フィーダ部を設ける必要がなく
、このため駆動モータは1個で済み、全体もコンパクト
で、低コストに製作し得るので、現存の製茶ラインに手
軽に組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は前後の機器も含めた本発明装置の一実施例の正
面図、第2図は制御ボックスの表面パネル図、第3図は
計量コンベヤの重量変化および状態を説明するだめの説
明図で、第4図は流量測定方法を説明するための説明図
、第5図は電気制御回路のブロック図である。 1・・・垂直コンベヤ 3・・・定重量供給装置4・・
・支持枠 5・・・計量枠 13・・・コンベヤベルト 14・・・ホッパー15・
・・駆動モータ 17・・・計量コンベヤ1日・・・変
位検知器 24・・・流量設定器25・・・上方値設定
器 26・・・下方値設定器29・・・電気制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)計量コンベヤの前方に計量コンベヤより輸送能力
    が勝る輸送機を配設し、この輸送機を駆動して茶葉を略
    定常的に計量コンベヤのホッパー部へ投入する一方、計
    量コンベヤを駆動して投入された茶葉を終端より連続的
    に排出し、計量コンベヤ全体の重量が上方値に達したと
    き、計量コンベヤは駆動したまま輸送機を停止し、下方
    値に至ったとき再度輸送機を駆動させるようにして、計
    量コンベヤ全体の重量が上方値に達した時点より下方値
    に至るまでの間、チェックタイムX_i(i=1、2、
    3・・・・・・n)毎に計量コンベヤ全体の現在重量Y
    _iを計測し、この間得られたデータ(X_1、Y_1
    )(X_2、Y_2)・・・・・・(X_n、Y_n)
    を最小自乗法で処理して、その重量減少推移をY=AX
    +Bの式に近似すべくA、Bを演算し、このAの値をこ
    の間の茶葉の単位時間当たりの流量とする、茶葉の流量
    測定方法。
  2. (2)支持枠に計量枠を上下動自在に支持し、この支持
    枠と計量枠との間には変位検知器を設け、計量枠には駆
    動モータで駆動されホッパーを具備したコンベヤベルト
    を架設し、一方、前記変位検知器の上方値設定器、下方
    値設定器を設け、さらに、変位検知器の値が上方値に至
    ると前方の輸送機を停止し下方値に至ると再び駆動する
    と共にその間の変位検知器の指示値をサンプリングして
    最小自乗法によりこの間の変動率を求めることが可能な
    電気制御回路を有する、茶葉の流量測定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH042288U (ja) * 1990-01-19 1992-01-09
WO2005023440A3 (en) * 2003-09-05 2008-02-14 Tower Bridge Tea Co Ltd Device for volumetric charge control of withered green tea leaves in connection with a rotorvane

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JPS52146269A (en) * 1976-05-31 1977-12-05 Kawasaki Kiko Kk Method of and apparatus for weighing and cooling steamed leaves

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