JPS63286754A - 粉粒体水分測定装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、粉粒体水分測定装置に係り、特に発振回路
、検波回路等に発生する温度ドリフトの影響を除去する
ものに関する。

［従来の技術］ 穀物やセメント等からなる粉粒体の静電容量（試料イン
ピーダンス）を検出して水分値を測定する粉粒体水分測
定装置として、例えば高周波信号の発振回路、検波回路
の温度ドリフト等の影響を除去し正確な水分値を測定す
るものとして、特公昭６１−５６４６０号のような従来
例がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前記従来例においては、発振回路、検波回路
の温度ドリフトを低減するために発振回路の安定化回路
や検波回路と温度ドリフトの変化の割合が同一である新
たな補正回路等を追加する回路構成としている。このた
めに測定装置の回路構成が複雑化するとともに、安定化
回路や温度ドリフトの変化の割合が同一の補正回路を新
たに追加、製造するために回路素子の選別、製造、回路
調整等の面でコストが高くなる等、実用上不利となる不
都合が生じた。

［発明の目的］ そこで、本発明の目的は、上述の不都合を除去するため
に、少なくとも前記発振回路と検波回路との温度ドリフ
トに無関係で、且つ前記試料インピーダンス２を変数と
する関数Ｆ　（Ｚ）を算定し、この関数Ｆ　（Ｚ）に基
づいて水分値を測定する演算制御手段を設け、高周波信
号の発振回路、検波回路の温度ドリフトの影響を受ける
ことなく水分値を正確に測定し得るようにするとともに
、さらに新たに補正回路を追加することもなくこれを実
現して実用上有利な粉粒体水分測定装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、高周波信号を発
振する発振回路と、電極容器に収容した粉粒体の試料イ
ンピーダンスＺに対応して前記高周波信号を減衰変化さ
せるインピーダンス回路と、インピーダンス回路から出
力される出力信号を整流して水分検知信号として出力す
る検波回路とを有する粉粒体水分測定装置において、検
波回路の整流素子ＤＩに対してこれと同一の温度特性を
有する整流素子Ｄ２を直列接続するとともに、前記イン
ピーダンス回路の電極容器への接続と前記整流素子Ｄ２
の短絡とをそれぞれオン・オフ切換するスイッチＳＷ１
、ＳＷ２と、該スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン・オフ切
換を独立して制御するとともに、そのとき得られた複数
の水分検知信号に基づいて少なくとも前記発振回路と検
波回路との温度ドリフトに無関係で、且つ前記試料イン
ピーダンスＺを変数とする関数Ｆ　（Ｚ）を算定し、こ
の関数Ｆ（Ｚ）に基づいて水分値を測定する演算制御手
段とを設けたをことを特徴とする。

［作用コ 上述の如く構成することにより、発振回路と検波回路と
に起因する温度ドリフトの影響を受けないで、しかも試
料インピーダンスＺを変数とする関数Ｆ　（Ｚ）に基づ
いて水分値を算出するようにしたので、水分値を正確に
測定し得るとともに、新たな補正回路等を追加すること
なく回路構成を簡単にすることができる。

［実施例］ 以下図面に基づいて、この発明の実施例を詳細且つ具体
的に説明する。

第１〜５図はこの発明の実施例を示すものであ゛　る。

図において、２は穀物やセメント等の粉粒体の水分値を
測定する粉粒体水分測定装置、４はフロントパネル、６
は測定する粉粒体の種類を選択設定するためにのスイッ
チ入力部、７は測定した水分値をデジタル表示する表示
部、８は加圧体、９は加圧体８の先端中央に突出して設
けた試料温度を検知するための感温素子、１０は電極台
、１２は測定スイッチ、である。１４は試料を収容する
電極容器であり、底部電極１４ａと、この底部電極１４
ａと共に有底円筒体を構成する側部電極１４ｂと、前記
底部電極１４ａと側部電極１４ｂ間に介設される底部絶
縁体１４ｃと、側部電極１４ｂの間口側に連設される側
部絶縁体１４ｄとにより形成されている。１６は電極容
器１４に収容された試料Ｓを加圧するために加圧体８を
上下移動させるリニアヘッド−モータである。

次に１９は、前記粉粒体水分測定装置２に内臓された測
定回路であり、リニアへラド−モータ１６を駆動するリ
レー制御回路１８、測定電極に収容した試料の静電容量
を検出するための検出回路２０、検出回路２０からの出
力信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路
２２、マイクロ・コンピュータ（ＣＰＵ）からなる演算
制御回路２４等から構成される。

演算制御回路２４は内臓したメモリーに記憶した各種測
定プログラムに基づいて前記スイッチ入力部６、表示部
７、リレー制御回路１８、検出回路２０、Ａ／Ｄ変換回
路２２等に対して、所定タイミングの入出力信号、及び
制御信号を出力する機能を有する。

第３図は、第２図の測定回路１９の詳細回路図ンサＣ１
を介した固定抵抗Ｒ１との接続点Ａに出力電圧Ｖ。ｓｃ
を供給する。２６はインピーダンス回路であり、固定抵
抗Ｒと短絡・開放の動作をするスイッチＳＷ１を介して
接続する底部電極１４ａと側部電極１４ｂとによってロ
ーパスフィルタを形成する。このインピーダンス回路２
６は電極容器に収容された粉粒体の試料インピーダンス
Ｚに対応して前記出力電圧Ｖ　Ｏ５Ｃを減衰変化させる
。

２７は検波回路であり、直列接続したダイオードＤ１、
Ｄ２と固定抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２からなり、インピ
ーダンス回路２６の接続点Ｂから出力する高周波信号を
直流の電圧信号Ｖ　ｏ　ｕ　Ｌに整流して出力する＠能
を有する。■、はダイオードＤ１、Ｄ２の各両端に発生
する降下電圧であり、素子の温度ドリフトによって大き
く変動する。また、ダイオードＤ２の両端には前記スイ
ッチＳＷＩと同様に短絡・開放の動作をするスイッチＳ
Ｗ２を接続する。

また、ダイオードＤ１、Ｄ２は、共に温度ドリフトの特
性が一致したものを、また固定抵抗Ｒ２は前記固定抵抗
Ｒよりも値が大（Ｒ２＞Ｒ）のものを使用する。２８は
検波回路２７の接続点Ｃの出力電圧■。ｕｌを増幅する
増幅器である。２９．３０は前記スイッチＳＷ１、ＳＷ
２の短絡・開放の動作を切換制御するための信号線であ
り、演算制御回路２４の出力端子Ｓ１、Ｓ２に接続する
。前記出力電圧Ｖ　ｏ　ｕ　ｔは増幅器２８、Ａ／Ｄ変
換回路２２を経由してデジタル信号値に変換されて演算
制御回路２４に人力される。

前記のような測定装置を使用して行う水分測定の動作を
以下に説明する。

まず、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を共に開放したときの前
記出力電圧ＶｏυＴをＶＯＵＴＩとするとＶｏｕｔ　１
　＝　Ｖｏｓｃ　　２　Ｖｔ　　　”・・・・”・・（
１）（ｖ　ｒはダイオードＤ１、Ｄ２の各降下電圧）次
に、スイッチＳＷ１を開放、スイッチＳＷ２を閉じたと
きの前記出力電圧Ｖ　ＯＵＴをＶｏυ、２とするとＶｏ
ｕｔ２”Ｖｏｓｃ　　　Ｖｔ　　　　　・・・・・・・
・・・・・・　（２）ゆえに、式（１）、（２）より ＶＩ；ＶｏＵＴ２−ｖｏｕＴｌ　　・・・・・・・・・
・・・・（３）次に、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２
を共に閉じたときの前記出力電圧ｖＯυＴをＶＯＵ↑３
とするとＶＯＵＴ３：Ｚ／　（Ｒ＋Ｚ）ＸＶｏｓｃ−Ｖ
Ｉ　　・・（４）（Ｚは試料を電極間に介在したときの
のインピーダンス） そして、上記（２）、（３）、（４）式からＶＯＵＴ３
＋ＶＯＵＴ２　　ＶＯＵＴＬ　　　Ｚ２　　Ｖｏｕｔ２
　　　　Ｖｏｕｔｌ　　　　　　（Ｒ＋Ｚ）＝Ｆ（Ｚ）
・・・・・・（５） （Ｆ（Ｚ）は、インピ−ダンスＺを変数とする関数とす
る）が求まる。つまり、関数Ｆ　（Ｚ）は、ＶＯ３いＶ
ｌ等の温度ドリフトの影響を受けない、固定抵抗Ｒ１試
料インピーダンスＺを変数とする関数となる。

したがって、この関数Ｆ（Ｚ）の値を求めて水分値を測
定するようにすれば発振回路、検波回路等に起因する温
度ドリフトの影響を受けることなく水分値を正確に測定
することができる測定装置を実現し得ることになる。

第４図は、前記測定回路１９を使用して所定の粉粒体の
試Ｎ（玄米）を対象に求めた前記関数Ｆ（Ｚ）と該試料
の水分値（ｍ）との対応関係を確認した実験データであ
る。

この第４図によれば、関１ｆｆｉＦ（Ｚ）と所定の穀物
種の水分値（ｍ　）との対応関係を予め実験等により求
めておけば、関数Ｆ　（Ｚ）の値を算出するのみで水分
値（ｍ）を測定できることが判る。

次に、第５図に示すものは前述の水分測定の動作を前記
測定回路１９の演算制御回路２４に記憶した「測定プロ
グラム」に適用した実施例を示す測定動作のフローチャ
ートである。

まず、測定作業者が試料を収容した電極容器１４を電極
台１０に置いた後、測定スイッチ１２をオンすると「測
定プログラム」がスタートする。

（Ｓ　１００） 演算制御回路２４は、リレー制御回路１８にリニアーモ
ータ１６の駆動信号を出力し、加圧体８を下降させる。

加圧体８は電極容器１４内に収容された試料を所定圧に
加圧したとき下降を停止する。次に、演算制御回路２４
は加圧体８の先端に装着した感温素子９により試料の温
度（Ｔ）を測定する。（Ｓ　１１０） 次に、演算制御回路２４は信号線２９．３０に”　Ｈレ
ベル”の信号を出力し、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を開放
（Ｓ　１２０）させた後、前記出力電圧■。ＵＴＩを増
幅器２８、Ａ／Ｄ変換回路２２を経由して入力（Ｓ　１
３０）する。

次に、演算制御回路２４は信号線２９にｌ？　Ｈレベル
”の信号を、信号線３０に”Ｌレベル”の信号をそれぞ
れ出力し、スイッチＳＷＩを開放、ＳＷ２を閉（Ｓ　１
４０）させた後、前記出力電圧Ｖ。ＵＴ２を増幅器２８
、Ａ／Ｄ変換回路２２を経由して人力（Ｓ　１５０）す
る。　次に、演算制御回路２４は信号線２９．３０に”
Ｌレベル”の信号を出力し、スイッチ５ＷＩＳＷ２を閉
（Ｓ１６０）させた後、前記出力電圧Ｖ　ｏｕｒ　３を
増幅器２８、Ａ／Ｄ変換回路２２を経由して入力（Ｓ１
７Ｏ）する。

次に、演算制御回路２４は入力した各出力電圧ＶＯＵＴ
１、Ｖ　ＯＵＴ　２、Ｖ　ＯＵＴ　３の値を前記（５）
式に代入し、関数Ｆ　（Ｚ）の値を求める。（Ｓ１８０
次に、演算制御回路２４は予め記憶しておいた今回の被
測定試料に対応する前記実験データを内臓メモリーより
読み出し、この実験データにより前記（３１８０）で演
算した関数Ｆ　（Ｚ）の値を水分値（ｍ　）に変換する
とともに、この水分値（ｍ）を前記（１１０）で測定し
た穀温に基づいて補正し、水分値（Ｍ）を求める。（Ｓ
１９０）次に、演算制御回路２４は求めた水分値（Ｍ）
を表示部７にデジタル表示（Ｓ２００）した後、「測定
プログラム」を終了する。（５２１０）上記本発明の実
施例において、スイッチＳＷ１、ＳＷ２として、高周波
抵抗の少ない半導体スイッチ、メカニカル・リレー等を
使用すればよい。

［発明の効果］ 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
高周波信号を発振する発振回路と、電極容器に収容した
粉粒体の試料インピーダンスＺに対応して前記高周波信
号を減衰変化させるインピーダンス回路と、インピーダ
ンス回路から出力される出力信号を整流して水分検知信
号として出力する検波回路とを有する粉粒体水分測定装
置において、検波回路の整流素子Ｄ１に対してこれと同
一の温度特性を有する整流素子Ｄ２を直列接続するとと
もに、前記インピーダンス回路の電極容器への接続と前
記整流素子Ｄ２の短絡とをそれぞれオン・オフ切換する
スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、該スイッチＳＷ１、ＳＷ２
のオン・オフ切換を独立して制御するとともに、そのと
き得られた複数の水分検知信号に基づいて少なくとも前
記発振回路と検波回路との温度ドリフトに無関係で、且
つ前記試料インピーダンスＺを変数とする関数Ｆ（Ｚ）
を算定し、この関数Ｆ　（Ｚ）に基づいて水分値を測定
する演算制御手段とを設けたので、発振回路、検波回路
の温度ドリフトの影響を受けずに水分値を正確に測定す
ることができる。また、新たな補正回路等を追加する必
要もないので回路構成を簡単にすることができ、実用性
を向上し得る

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明の実施例を示し、第１図は粉粒体
水分測定装置と電極容器とを分離した状態を示す斜視図
、第２図は電極容器と測定回路の関係を示す電気ブロッ
ク図、第３図は測定回路の詳細を示す回路図、第４図は
所定の試料を対象にしそ求めた関数Ｆ　（Ｚ）と水分値
（Ｍ）との関係を示す特性グラフ、第５図は実施例′の
測定回路を動作させる「測定プログラム」の動作フロー
チャートである。 図において、２は粉粒体水分測定装置、６はスイッチ入
力部、８は加圧体、１２は測定スイッチ、１４は電極容
器、１９は測定回路、２０は検出回路、２２はＡ／Ｄ変
換回路、２４は演算制御回路、２！５は高周波発振回路
、２６はインピーダンス回路、２７は検波回路、ＳＷ１
、ＳＷ２はスイッチである。 第１図 第２図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波信号を発振する発振回路と、電極容器に収容した
   粉粒体の試料インピーダンスＺに対応して前記高周波信
   号を減衰変化させるインピーダンス回路と、インピーダ
   ンス回路から出力される出力信号を整流して水分検知信
   号として出力する検波回路とを有する粉粒体水分測定装
   置において、検波回路の整流素子Ｄ１に対してこれと同
   一の温度特性を有する整流素子Ｄ２を直列接続するとと
   もに、前記インピーダンス回路の電極容器への接続と前
   記整流素子Ｄ２の短絡とをそれぞれオン・オフ切換する
   スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、該スイッチＳＷ１、ＳＷ２
   のオン・オフ切換を独立して制御するとともに、そのと
   き得られた複数の水分検知信号に基づいて少なくとも前
   記発振回路と検波回路との温度ドリフトに無関係で、且
   つ前記試料インピーダンスＺを変数とする関数Ｆ（Ｚ）
   を算定し、この関数Ｆ（Ｚ）に基づいて水分値を測定す
   る演算制御手段とを設けたことを特徴とする粉粒体水分
   測定装置。