JPS638516A - 穀粒等の粒状被処理物の流量測定装置 - 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〕 本発明は、自走自説式コンバインや据え置き式の脱穀機
における脱穀装置、循環式籾乾燥装置、籾摺機等におい
て、穀粒等の粒状被処理物の単位時間あたりの流量を測
定する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、コンバイン等の脱穀装置における扱室にて脱穀
された籾や穀粒等の被処理物は、扱室の下方に備えられ
た揺動選別機構と、その前方下部に配置された唐箕ファ
ンによる選別風とにより穀粒と藁屑とに比重選別され、
精粒としての穀粒を一番樋に集める一方、枝梗付着粒や
穂切れ粒等の二番還元物は二番受樋に集め、その二番還
元スロワ−から二番還元筒を介して前記扱室に還元して
再処理する。

この場合、単位時間あたりの脱穀量が多過ぎるとこれに
つれて二番還元物の量が多くなり、扱室内での処理量が
多過ぎて過負荷の状態が生じる。

この状態を感知して扱室への穀稈の供給量を減少させた
り、揺動選別機構におけるチャフシーブの水平に対する
１頃斜角度を変更した°す、コンバインの前進速度を減
速させて脱穀量を減少させたりするため、実開昭６０−
１２１７４１号公報では、二番ぶ元部に超音波センサー
を設けて、二番還元筒内の単位時間当たりの穀粒の流量
を検出することが開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の超音波センサーは、前記先行技術のように、前
記超音波センサーにおける発信器と受信器の対を、被処
理物が通過する二番還元筒に相対向して設け、発信器か
ら発射された超音波の検出波が粒状被処理物を通過する
間に減衰されて受信器にて受けるが、粒状被処理物の流
量が多（なるに比例して超音波の検出波の透過量（透過
率）が少なくなる換言すれば超音波の減衰率が高くなる
現象を利用して流量検出するいわゆる超音波透過型測定
装置や、粒状被処理物の流量が多くなるにつれて、発信
器から発射された超音波の検出波が粒状被処理物により
反射される量多くなることを受信器にて受信して流量測
定するいわゆる反射型測定装置が用いられている。

ところで、二番還元筒等内を穀粒等の固体の粒状被処理
物が通過する場合、当該粒状被処理物同士が衝突したり
、粒状被処理物が筒の壁面に衝突して超音波ノイズが発
生する。

そしてこの超音波ノイズと前記超音波の検出波の周波数
が略同じ範囲にあるときには、超音波ノイズが、前記発
信器から発射される超音波の検出波と混在した状態のま
ま峻別されることなく受信器にて受けることになり、受
信器における受信信号では、前記透過しまたは反射した
検出波に超音波ノイズが上載せされたことになり、前記
被処理物の量と検出波の透過率との反比例関係または反
射率との比例関係が崩れることになり、粒状被処理物の
流量測定が正確に行えないと云う問題があった。

このような問題は、タンクにおける上部ホッパーから落
下させる籾に横から熱風等の風を当てて籾を乾燥させる
籾乾燥機、また籾摺機等において、籾摺後における籾殻
と玄米を風選別する穀粒選別装置等における穀粒等の粒
状被処理物が通過する通路にその粒状被処理物の流量検
出用の超音波センサーを設けた場合においても同様であ
る。

本発明は、上記問題点を解決するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、本発明では、発信器から超音波の検出波を、
通路内を通過する穀粒等の粒状被処理物にむけて発射し
、粒状被処理物による検出波の透過率または反射率に応
じて超音波の検出波を受信器にて受けて、前記粒状被処
理物の流量を測定する装置において、前記発射する超音
波の検出波の周波数を、前記粒状被処理物同士又は粒状
被処理物が通路の壁面にｔＥ突するとき出る超音波ノイ
ズの周波数と大きく差があるようにしたものである。

〔発明の作用及び効果〕

本発明では、二番還元筒などの通路内を通過する粒状被
処理物同士又は粒状被処理物が通路の壁面と衝突するこ
とにより発生する超音波ノイズの周波数は、通路壁面お
よび粒状被処理物の性状等により予め測定可能である。

従って、該超音波ノイズの周波数と近似せずこれから大
きく高い側又は低い側に離れた周ｅｔ数を有するように
、発信器から発射される超音波の検出波の周波数を設定
する。

これにより、たとえ検出波と超音波ノイズとが混在して
いても、受信器における受信の周波数帯を前記受信器自
体又はその後の電気回路における帯域フィルタ等により
限定して、ヰ★出波の周波数のみを信号として峻別する
ことができる。

従って、超音波ノイズがあっても、検出波の透過量ひい
ては発信器からの発射エネルギと受信器での受信エネル
ギとの比率による透過率を測定したり、発射エネルギと
粒状被処理物にて反射される反射エネルギとの比率によ
る反射率を正確に測定することができ、前記流量の測定
を正確にすることができると云う効果を奏するのである
。

〔実施例〕 次に本発明をコンバインに適用した実施例について説明
すると、符号１はコンバインにおける脱穀装置または据
え置き式の脱穀装置における扱胴２を内蔵した扱室を示
し、扱室ｌの下部の処理室２１には、排塵口３を除いて
クリンプ網４が張設されている。

符号５は前記処理室２１内にてリンク６に支持された揺
動選別機構を示し、該揺動選別機構５は、処理室２１の
一側板２１ａと他側板２１ｂに沿って配設する左右両側
板７，７、その前部間に設けたフィードパン８、後部間
に設けた流穀板９、フィードパン８の後部側に排塵口３
の下方にわたって設けたチャフシーブ１０とから成り、
揺動選別機構５は図示しない駆動手段により前記扱胴２
の軸線と同方向に前後揺動する構成である。

前記チャフシーブ１０は前記揺動方向と略直角に長手の
細幅板製のフィン１１を適宜間隔にて多数枚並設してな
り、揺動選別機構５の下部に設けた唐箕ファン１５から
の選別風を上向き斜め後方に通過させる風量を調節可能
となるように、前記フィン１１の傾斜角度を駆動モータ
等の駆動手段３１により調節自在に構成している。

前記チャフシーブ１０の後部には、先端が排塵ファン１
２の方向に延びるふるい線１３を、チャフシーブ１０の
下部には選別網１４を各々備える。

前記唐箕ファン１５の後方には一番受［１６付き一番ス
クリユーコンベア１７が、その後方には二番受樋１８付
きスクリューコンベア１９が各々配設され、前記一番受
樋１６の後端には先端が二番受樋１８の上方に臨む傾斜
角度調節自在な流穀板２０が設けられ、当該流穀板２０
上に落下した穀粒等を前記一番受樋１６側又は二番受樋
１８側に選択的に導くことができるように構成する。

前記二番受樋１８から扱室ｌ内に二番還元物である穀粒
等の粒状被処理物を還元するするための二番還元筒２２
は脱穀装置における処理室２１の一側板２１ａに沿って
設け、該二番還元筒２２の下端には、前記二番受樋１８
の一例端において前記処理室２１の一側板２１ａに略直
角な方向のスクリューコンベア１９の軸端に二番還元ス
ロワ−２３を設けるのである。

そして、前記二番還元筒２２は、断面矩形状等の任意の
形状であり、その−側板２２ａと他側板２２ｂとに、超
音波センサーにおける発信器２４ａと受信器２４ｂとを
対向させて設ける。

また、発信器２４ａ及び受信器２４ｂの前部側には、各
々狭い指向性を保持するためホーン２５を取付け、その
各ホーン２５前端の開口部が相対向する側板２２ａ、２
２ｂの穿設孔に臨むように取付けし、各ホーン２５の前
端の開口部を覆うように膜体２６を張設することにより
透過減衰を低下させることなくホコリ、塵、穀粒等の侵
入を防止する。

この場合、該膜体２６は超音波を透過し易い性質を有す
る合成樹脂製のフィルムなどを使用する。

例えば、ポリプロピレンやポリイミド樹脂などの膜体は
固有音響インピーダンスが空気に近い性質を有し、従っ
てこの種の膜体では超音波は膜体に対して略直角方向か
らの侵入に対して良く透過できるものである。

さらに、二番還元筒２２内壁面には、発信器２４ａ及び
受信器２４ｂによる流量測定箇所を通過する粒状被処理
物の通過前後の適宜区間（ｈ）にわたって、超音波ノイ
ズを吸収し易いような発泡性樹脂等の吸音材２７を張設
し、後述の流量測定時における超音波ノイズの影響を少
なくする。

また、本実施例における超音波センサーはいわゆる透過
型である。即ち、発信器２４ａから発射する超音波の検
出波は二番還元筒２２内を通過する粒状被処理物を通過
する途次当該粒状被処理物に吸収されたり反射され、対
向する位置の受信器２４ｂに到達する検出波の透過量、
換言すれば透過率が、粒状被処理物が多くなるにつれて
少なくなると云う現象を利用するものである。

そして、本発明では前記発信器２４ａがら発射する超音
波の検出波の周波数を、前記粒状被処理物同士がｆ■ｉ
突したり、二番還元筒２２の壁面に衝突して発生する超
音波ノイズの周波数の帯域と大きく異なる帯域にあるよ
うに選定する。この場合、検出波の周波数帯域を超音波
ノイズの帯域より低くする場合と高くする場合の２通り
があり、いずれを採用しても良い。

例えば、超音波ノイズの周波数帯域が３０　ｋ　ｌｌｚ
未満であるときには、検出波の周波数帯域を４０〜４５
　ｋ　ｆｉｚにする等である。

なおこの場合、前記超音波センサーの発信及び受信の制
御はコントローラ２８により行い、そのパルス発振器３
２により発生させた一定周波数のパルスはパルス変調器
３３を介して増幅回路３４にて増幅し、発信回路３５を
経て発信器２４ａから適宜時間間隔（ＴＯ）毎に一定の
微小時間（Ｔ１）の間一定の強さの超音波の検出波（Ｗ
）を発信する。

受信器２４ｂでは、粒状被処理物の流量に増大に応じて
検出波の透過率が少なくなるのを受けてこれを電気信号
に変換する。即ち、受信器２４ｂから受信した検出波の
周波数帯域を前記発信器２４ａからの検出波の周波数帯
域にのみ限定して超音波ノイズの周波数帯域の部分をカ
ントするフィルタ付き受信回路３６にて、粒状被処理物
の流量の少ないときには透過率が大きくなって強い信号
（Ｅｌ）を、流量中程度のときには透過率がやや低くな
って信号（Ｅ２）を、流量が多いときには、透過率が低
くなって弱い信号？　（Ｅ３）を各々出す。これらの信
号を増幅回路３７、超音波の検出波の波形をデジタルパ
ルス信号に変換する変換器３８、パルスの正負を逆転さ
せる電圧変換器（反転器）３９にて変換し、さらに信号
処理回路４０にて予め前記流量を単位時間当たりに測定
箇所を通過する粒の適宜範囲毎に区分した流量として把
握して（例えば、１秒当たり通過する粒数５０粒単位ご
とに区分して）前記各信号（Ｅｌ）、（Ｅ２）、　　（
Ｅ３）をそれに対応する各区分ごとの範囲に入るか否か
を判断し、所定の区分内に応じたデジタル信号（Ｄｉ）
　、　　（Ｄ２）　、　　（Ｄ３）として出力し、前記
フィン１１の傾斜角度の変更駆動手段３１を駆動すると
共に、その状態をメータ表示器４１にて表示するもので
ある。

この構成により、例えばコンバインにおいては、適宜速
度で前進することにより、刈取られた〃稈はフィートチ
エン３０に挟持されて扱室１内にて扱胴２にて脱穀され
、その被処理物はクリンプ網４から漏下し、揺動選別機
構５におけるチャフシーブ１０に載り、揺動選別される
一方、唐箕ファン１５からの風にて風選別され、精粒は
一番受樋１６に落下する。

藁屑混じりの穀粒等はふるい線１３上に送られてさらに
揺動選別を受け、軽い藁屑や塵は排塵ファン１２から機
外に排出される一方、枝梗付き穀粒等の比重の大きいも
のは二番受樋１８に落下し、スクリューコンベア１９を
介して二番還元スロワ−２３に送られ、二番還元の被処
理物として二番還元筒２２を介して再度扱室ｌ内に放出
されて脱穀作用を受ける。

この二番還元筒２２内の粒状被処理物の流量を超音波セ
ンサーにて測定し、この測定結果から、コントローラ２
８を介してフィン１１角度等の制御機構２９に出力し、
選別性向上制御のため等に用いることができ、その場合
、二番還元筒内の超音波ノイズの存在にかかわらず、超
音波センサーにおける発信器から発射される超音波の検
出波の周波数が前記超音波ノイズの周波数と大きく異な
るので、受信器から後の電気回路では、検出波のみ峻別
して粒状被処理物の流量の大小を判別することが簡単に
できる。

なお、前記発信器２４ａ側の増幅回路３４における増幅
率を、受信器２４ｂ側における増幅回路３７における増
幅率よりも大きくすることにより、たとえ同じ周波数帯
域に超音波ノイズが混在する場合であっても、受信器２
４ｂ側で受ける信号に対するノイズの比率（ＳＮ比）を
小さくしてその後の出力信号を安定させることができる
と共に、発信器２４ａ側の増幅率が大きいと、ホーン２
５から出る検出波の音圧レベルが高（なり、膜体２６を
通過する時の減衰にも影響を少なくできる。

本発明は、発信器から発射する超音波の検出波を粒状被
処理物に反射された結果を受信器にて受ける所謂反射型
の流量測定装置にも適用できることは云うまでもなく、
また、前記いずれかの形式の超音波センサーによる粒状
被処理物の流；測定結果からその流量が多い場合に、コ
ンバインの走行速度を減速して刈取り説穀量を減少せし
めたり、駆動モータ２６によりチャフシーブ１０におけ
るフィン１１を立てて一番受樋側への穀粒藷下量を増大
させまたは流穀板２０を二番受樋１８上に臨ませて二番
受樋１８への落下量を減少させたりし、反対に被処理物
の流量が少ない時には、刈取り脱穀量を増大するためコ
ンバインの走行速度を早めたり、さらには、揺動選別機
構５の振動数や振動振幅を大きくして揺動選別作用を増
大せしめるなどにより単位時間当たりの穀粒選別能力を
増大させるなどの制御にも適用でき、さらに、籾すり後
の混合米から玄米を選別する穀粒選別装置等にも通用で
きることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第り図は脱穀装置の断面
図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断断面図、第３図は第２
図のＩＩＩ−ＩＩＩ線視線面断面図４図は第３図のＩＶ
−ＩＶ線線断断面図第５図はコントローラにおける信号
の状態を示す図、第６図はコントローラにおけるブロッ
ク回路図である。 １・・・・扱室、２・・・・扱胴、５・・・・揺動選別
機構、１０・・・・チャフシーブ、１１・・・・フィン
、１２・・・・排塵ファン、１５・・・・唐箕ファン、
１６・・・・一番受樋、１８・・・・二番受樋、１９・
・・・スクリューコンヘア、２１・・・・処理室、２２
・・・・二番還元筒、２３・・・・二番還元スロワ−１
２４ａ・・・・発信器、２４ｂ・・・・受信器、２５・
・・・ホーン、２８・・・・コントローラ、３１・・・
・駆動手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、発信器から超音波の検出波を、通路内を通過す
   る穀粒等の粒状被処理物にむけて発射し、粒状被処理物
   による検出波の透過率または反射率に応じて超音波の検
   出波を受信器にて受けて、前記粒状被処理物の流量を測
   定する装置において、前記発射する超音波の検出波の周
   波数を、前記粒状被処理物同士又は粒状被処理物が通路
   の壁面に衝突するとき出る超音波ノイズの周波数と大き
   く差があるようにすることを特徴とする穀粒等の粒状被
   処理物の流量測定装置。