JP2014142184A - Actual volumenometer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土壌の三相分布を知るうえで利用可能な実容積計測器に関する。 The present invention relates to an actual volume measuring instrument that can be used to know the three-phase distribution of soil.
土壌は、固相、液相および気相を成分とする三相系物質である。固相とは鉱物を主とする無機質や有機質から成り、液相および気相はそれぞれ土壌水分および土壌空気により構成されている。この固相・液相・気相のそれぞれが占める容積割合が土壌の三相分布である。土壌の肥沃度や作物の生育には、この土壌三相の適正な関係が決め手となり、三相分布状態を知ることが土壌診断の基本となっている。 Soil is a three-phase material composed of a solid phase, a liquid phase, and a gas phase. The solid phase is composed of minerals and minerals, mainly minerals, and the liquid phase and gas phase are composed of soil moisture and soil air, respectively. The volume ratio occupied by each of the solid phase, liquid phase, and gas phase is the three-phase distribution of the soil. The proper relationship between the three phases of soil is the decisive factor in soil fertility and crop growth, and knowing the three-phase distribution is fundamental to soil diagnosis.
ここで、土壌の全容積ＶＡと土壌の固相容積ＶＳ・液相容積ＶＬ・気相容積ＶＧは次の式に表わすことができる。
（式１） ＶＡ＝ＶＳ＋ＶＬ＋ＶＧ
Here, the total volume V A of the soil, the solid phase volume V S , the liquid phase volume V L, and the gas phase volume V G of the soil can be expressed by the following equations.
(Formula 1) V A = V S + V L + V G
実容積計測法を用いて計測される実容積ＶＳ＋Ｌは土壌の固相容積ＶＳと液相容積ＶＬとの和であるため、土壌の全容積ＶＡと気相容積ＶＧを用いて次のように表わすことができる。
（式２） ＶＳ＋Ｌ＝ＶＳ＋ＶＬ
（式３） ＶＧ＝ＶＡ−ＶＳ＋Ｌ
Since the actual volume V S + L measured using the actual volume measurement method is the sum of the solid phase volume V S and the liquid phase volume V L of the soil, the total volume V A and the vapor phase volume V G of the soil are used. It can be expressed as:
(Formula 2) V S + L = V S + V L
(Formula 3) V G = V A −V S + L
そして、（式３）より、土壌容器（容量ＶＡ）を用いて土壌の実容積ＶＳ＋Ｌを計測すれば、気相容積ＶＧが求められる。その後、実容積ＶＳ＋Ｌの計測を終えた土壌試料を、乾燥処理によって液相を除去する。そして、液相の密度を水の密度（１ｇ／ｃｍ３）とした場合、乾燥処理前後における土壌試料の重量変化から固相容積ＶＳと液相容積ＶＬとを求めることができる。すなわち、土壌容器（容量ＶＡ）を用いて土壌の実容積ＶＳ＋Ｌを計測することができれば、土壌の三相分布を知ることができる。 Then, from (Equation 3), if the actual volume V S + L of the soil is measured using the soil container (capacity V A ), the gas phase volume V G is obtained. Thereafter, the liquid phase is removed from the soil sample after the measurement of the actual volume V S + L by a drying treatment. Then, the density of the liquid phase when the density of water (1g / cm 3), can be obtained drying the solid volume V S from the weight change of the soil sample before and after the liquid volume V L. That is, if the actual volume V S + L of the soil can be measured using the soil container (capacity V A ), the three-phase distribution of the soil can be known.
次に、実容積計測器を用いた実容積ＶＳ＋Ｌの計測原理について説明する。ボイル−シャルル（Ｂｏｙｌｅ−Ｃｈａｒｅｌｅｓ）の法則によれば、温度が一定の場合、ある気体が第１状態（圧力：Ｐ、容積：ＶＧ）から第２状態（圧力：Ｐ＋ΔＰ、容積：ＶＧ＋ΔＶＧ）へ遷移する場合、次式が成り立つ。
（式４） Ｐ・ΔＶＧ＋ΔＰ・ＶＧ＋ΔＰ・ΔＶＧ＝０
Next, the measurement principle of the actual volume V S + L using the actual volume measuring device will be described. According to Boyle-Charles' law, when the temperature is constant, a certain gas changes from the first state (pressure: P, volume: V G ) to the second state (pressure: P + ΔP, volume: V G + ΔV). When transitioning to G ), the following equation holds.
(Expression 4) P · ΔV G + ΔP · V G + ΔP · ΔV G = 0
（式４）は、はじめの圧力Ｐを一定（例えば標準気圧）にするとともに、圧力変化量ΔＰを一定にすることにより、気相容積ＶＧと気相容積の変化量ΔＶＧとが比例関係にあることを示す。土壌の実容積を測定する実容積計測器は、この原理を利用してはじめの圧力Ｐを一定にして、特定の目標圧力まで圧縮するときの気相容積の変化量ΔＶＧから気相容積ＶＧを求めることができる。結果、土壌の実容積を計測することができる。 (Equation 4), as well as to the beginning of the pressure P constant (for example, a standard atmospheric pressure), by a constant pressure change amount [Delta] P, of the gas phase volume V G and the gas phase volume change amount [Delta] V G and proportional relationship Indicates that Actual volume measuring device for measuring the actual volume of the soil, the pressure P of the beginning by utilizing this principle in the constant, the gas phase volume V from the change amount [Delta] V G of the gas-phase volume when compressed to a certain target pressure G can be obtained. As a result, the actual volume of the soil can be measured.
このような原理で試料の実容積を計測する実容積計測器としては、土壌試料を収容する密閉容器と、密閉容器と連通するシリンダと、シリンダ内を往復移動可能なピストンとを有する（例えば、特許文献１）。そして、土壌試料を収容した密閉容器内の圧力が目標値に達するまで、ピストンを移動させた後、ピストン移動量から容積変化量を求めることにより、実容積を測定することができる。 As an actual volume measuring instrument that measures the actual volume of a sample based on such a principle, it has a sealed container that contains a soil sample, a cylinder that communicates with the sealed container, and a piston that can reciprocate in the cylinder (for example, Patent Document 1). And after moving a piston until the pressure in the airtight container which accommodated the soil sample reaches a target value, a real volume can be measured by calculating | requiring a volume variation | change_quantity from a piston moving amount.
ところが、特許文献１に記載の実容積計測器において、圧力の目標値は、所定の設定気圧（例えば、標準気圧）を基準に設定されている。一方、測定点における気圧は、測定点における気象条件や標高により、設定気圧と等しくないことがほとんどである。したがって、特許文献１に記載の実容積計測器では、設定気圧と異なる気圧の環境下では、実容積の測定を高精度に行うことができない。 However, in the actual volume measuring device described in Patent Document 1, the target value of pressure is set based on a predetermined set atmospheric pressure (for example, standard atmospheric pressure). On the other hand, the atmospheric pressure at the measurement point is almost not equal to the set atmospheric pressure due to weather conditions and altitude at the measurement point. Therefore, the actual volume measuring device described in Patent Document 1 cannot measure the actual volume with high accuracy in an environment of a pressure different from the set atmospheric pressure.
また、測定点における気圧が設定気圧を大きく下回ると、目標圧力に達するまでの移動量が大きくなる。しかしながら、実際のシリンダ長は有限である。したがって、ピストンを押し込んでも目標圧力まで到達することができない。このように、測定点における気圧が設定気圧を大きく下回る環境下では、実容積の測定ができなくなってしまう。 Further, when the atmospheric pressure at the measurement point is significantly lower than the set atmospheric pressure, the amount of movement until the target pressure is reached increases. However, the actual cylinder length is finite. Therefore, even if the piston is pushed in, the target pressure cannot be reached. Thus, the actual volume cannot be measured in an environment where the atmospheric pressure at the measurement point is much lower than the set atmospheric pressure.
さらに、圧力の目標値の設定は、実容積計測器の製造過程の校正プロセスにおいてなされる。この校正プロセスは、標準気圧が維持された環境下で行う必要があるため、測定環境の形成・維持の点で手間がかかっていた。 Furthermore, the target value of the pressure is set in a calibration process in the manufacturing process of the actual volume measuring device. Since this calibration process needs to be performed in an environment in which standard atmospheric pressure is maintained, it takes time and effort to create and maintain a measurement environment.
本発明者の鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。 The above-mentioned object is achieved by the following means based on the earnest research of the present inventors.
実容積計測器は、前記収容箱と連通するシリンダと、前記シリンダにおいて移動自在であり、前記シリンダにおける移動によって前記収容箱から前記シリンダにかけて形成される密閉空間の圧力または体積変化を行うピストンと、前記ピストンを移動するピストン移動手段と、前記密閉空間の内部圧力を検知するとともに前記収容箱の外部圧力を検知する圧力センサユニットと、前記検知された外部圧力に基づいて前記内部圧力の目標変化量または前記ピストンの目標移動量を決定する目標量決定手段と、前記内部圧力の変化量が前記目標変化量に達する、または、前記ピストンの移動量が目標移動量に達するように前記ピストン移動手段を制御する制御手段と、前記内部圧力の変化量と前記ピストンの移動量とに基づいて前記試料の実容積を算出する実容積算出手段と、を備えたことを特徴とする。 The actual volume measuring device includes a cylinder communicating with the storage box, a piston that is movable in the cylinder, and that changes a pressure or volume of a sealed space formed from the storage box to the cylinder by movement in the cylinder; A piston moving means for moving the piston; a pressure sensor unit for detecting an internal pressure of the sealed space and detecting an external pressure of the storage box; and a target change amount of the internal pressure based on the detected external pressure. Or a target amount determining means for determining a target moving amount of the piston, and a piston moving means so that the amount of change in the internal pressure reaches the target changing amount, or the amount of movement of the piston reaches the target moving amount. A control means for controlling the actual volume of the sample based on the amount of change in the internal pressure and the amount of movement of the piston; And effective capacity calculation means for calculating, characterized by comprising a.
前記目標量決定手段は、前記外部圧力と前記内部圧力の目標変化量とが対応付けられた対応テーブルと、前記検知された外部圧力に基づいて、前記対応テーブルから当該検知された外部圧力に対応する前記内部圧力の目標変化量を選択する選択手段と、を有することが好ましい。また、前記目標量決定手段は、前記外部圧力と前記ピストンの目標移動量とが対応付けられた対応テーブルと、前記検知された外部圧力に基づいて、前記対応テーブルから当該検知された外部圧力に対応する前記ピストンの目標移動量を選択する選択手段と、を有していてもよい。 The target amount determination means corresponds to the detected external pressure from the correspondence table based on the correspondence table in which the external pressure and the target change amount of the internal pressure are associated with each other and the detected external pressure. And selecting means for selecting a target change amount of the internal pressure. Further, the target amount determining means is configured to change the detected external pressure from the correspondence table based on the correspondence table in which the external pressure and the target movement amount of the piston are associated with each other and the detected external pressure. Selecting means for selecting a target movement amount of the corresponding piston.
前記圧力センサユニットは、前記収容箱の外に設けられ前記外部圧力を検知する外部圧力センサと、前記密閉空間に配され前記内部圧力を検知する内部圧力センサと、
を有することが好ましい。また、前記圧力センサユニットは前記密閉空間に配され、前記ピストンの移動前に前記圧力センサユニットが検知した前記密閉空間の圧力を前記外部圧力とするとともに、前記ピストンの移動後に前記圧力センサユニットが検知した前記密閉空間の圧力を前記内部圧力とする圧力判別手段をさらに備えていてもよい。
The pressure sensor unit includes an external pressure sensor that is provided outside the storage box and detects the external pressure; an internal pressure sensor that is disposed in the sealed space and detects the internal pressure;
It is preferable to have. Further, the pressure sensor unit is disposed in the sealed space, and the pressure in the sealed space detected by the pressure sensor unit before the movement of the piston is set as the external pressure, and the pressure sensor unit is moved after the piston is moved. You may further provide the pressure discrimination means which makes the detected pressure of the said enclosed space the said internal pressure.
前記収容箱に収容される校正治具の容積を受け付ける容積受付手段と、前記実容積算出手段によって算出された校正治具の容積が許容範囲内であるか否かを基準にして、前記算出された校正治具の容積が前記前記受け付けられた校正治具の容積であるか否かを判定する容積判定手段と、前記容積判定手段による判定結果を報知する容積判定結果報知手段と、を備えることが好ましい。 The volume receiving means for receiving the volume of the calibration jig accommodated in the storage box, and the calculation based on whether the volume of the calibration jig calculated by the actual volume calculating means is within an allowable range. And a volume determination means for determining whether or not the volume of the calibration jig is the volume of the accepted calibration jig, and a volume determination result notifying means for notifying a determination result by the volume determination means. Is preferred.
第１〜２校正作業において前記目標量決定手段が決定する前記目標変化量または前記目標移動量を、第１〜２目標変化量または第１〜２目標移動量とそれぞれ定義した際、前記目標量決定手段は、前記第２目標変化量として前記第１目標変化量を用いる、または、前記第２目標移動量として前記第１目標移動量を用いることが好ましい。 When the target change amount or the target movement amount determined by the target amount determination means in the first or second calibration work is defined as the first or second target change amount or the first or second target movement amount, respectively, the target amount Preferably, the determining means uses the first target change amount as the second target change amount, or uses the first target move amount as the second target move amount.
前記検知された外部圧力が第１の外部圧力である場合に、前記容積判定手段の判定基準として用いられる許容範囲を第１の許容範囲とし、前記検知された外部圧力が第２の外部圧力である場合に、前記容積判定手段の判定基準として用いられる許容範囲を第２の許容範囲と定義した際、任意の校正治具の容積に関する前記第１の許容範囲の全てが、当該校正治具の容積に関する前記第２許容範囲に含まれていることが好ましい。 When the detected external pressure is a first external pressure, an allowable range used as a determination criterion of the volume determination unit is set as a first allowable range, and the detected external pressure is a second external pressure. In some cases, when the allowable range used as the determination criterion of the volume determination means is defined as the second allowable range, all of the first allowable range related to the volume of the arbitrary calibration jig is It is preferable that it is contained in the said 2nd tolerance | permissible_range regarding a volume.
本発明によれば、設定値と異なる大気圧の下であっても、実容積の測定を高精度に行うことができる。 According to the present invention, even under an atmospheric pressure different from the set value, the actual volume can be measured with high accuracy.
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。 Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に示すように、デジタル土壌物理性計測装置２は、筐体１０と、筐体１０に設けられた収容箱２０と、筐体１０に設けられデジタル土壌物理性計測装置２の操作を行うための操作パネル３０と、筐体１０に設けられ所定の情報を表示するディスプレイ４０と、を有する。 As shown in FIG. 1, the digital soil physical property measuring apparatus 2 operates the housing 10, the storage box 20 provided in the housing 10, and the digital soil physical property measuring apparatus 2 provided in the housing 10. And a display 40 provided on the housing 10 for displaying predetermined information.
さらに、デジタル土壌物理性計測装置２は、図２に示すように、計測に必要な電力の供給を受ける電源ソケット５１と、供給された電力を通電または遮断する電源スイッチ５２と、計測データをデジタル出力する出力コネクタ５３と、外部機器からの信号を入力可能にする入力コネクタ５４と、を備える。各部５１〜５４は、それぞれ筐体１０の背面側の側面に設けられる。 Further, as shown in FIG. 2, the digital soil physical property measuring apparatus 2 digitally converts measurement data into a power socket 51 that receives supply of electric power necessary for measurement, a power switch 52 that energizes or cuts off the supplied electric power, and the like. An output connector 53 that outputs data and an input connector 54 that enables input of signals from external devices are provided. Each part 51-54 is provided in the side surface at the back side of case 10, respectively.
次に、デジタル土壌物理性計測装置２の詳細について説明する。 Next, details of the digital soil physical property measuring apparatus 2 will be described.
図３に示すように、デジタル土壌物理性計測装置２は、ピストン機構６０と、収容箱２０及びピストン機構をつなぐ接続機構７０と、センサユニット８０と、各部６０、７０、８０を制御するコントローラユニット９０とを有する。また、各部６０、７０、８０、９０は、筐体１０に収容されている。 As shown in FIG. 3, the digital soil physical property measuring apparatus 2 includes a piston mechanism 60, a connection mechanism 70 that connects the storage box 20 and the piston mechanism, a sensor unit 80, and a controller unit that controls each part 60, 70, 80. 90. Each unit 60, 70, 80, 90 is accommodated in the housing 10.
収容箱２０は、試料が収容される収容口を有する有底の収容筒２０Ａと、収容筒２０Ａに着脱自在可能な蓋２０Ｂとを有する。収容口を閉塞するように蓋２０Ｂを収容筒２０Ａに取り付けると、収容箱２０は、収容筒２０Ａ内が大気に開放された状態（開放状態）となる。一方、蓋２０Ｂを収容筒２０Ａから取り外すと、収容箱２０は、収容筒２０Ａ内が大気から遮断された状態（遮断状態）となる。すなわち、開放状態にあたっては、収容筒２０Ａ内の気圧は外部の気圧と等しい状態が維持される。一方、遮断状態に当たっては、収容筒２０Ａ内の気圧は、蓋２０Ｂを収容筒２０Ａに取り付けたときの外部の気圧がそのまま維持される。 The storage box 20 includes a bottomed storage tube 20A having a storage port for storing a sample, and a lid 20B that is detachable from the storage tube 20A. When the lid 20B is attached to the storage cylinder 20A so as to close the storage port, the storage box 20 is in a state (open state) in which the storage cylinder 20A is opened to the atmosphere. On the other hand, when the lid 20B is removed from the housing cylinder 20A, the housing box 20 is in a state where the inside of the housing cylinder 20A is blocked from the atmosphere (blocked state). That is, in the open state, the pressure inside the storage cylinder 20A is maintained equal to the external pressure. On the other hand, in the shut-off state, the atmospheric pressure inside the storage cylinder 20A is maintained as it is when the lid 20B is attached to the storage cylinder 20A.
ピストン機構６０は、シリンダ６１と、シリンダ６１内において移動自在に設けられたピストン６２と、ピストン６２を駆動させるピストン駆動機構６３とを有する。ピストン６２は、基準位置に位置する基準状態と、基準状態から退避した退避状態との間で遷移自在である。 The piston mechanism 60 includes a cylinder 61, a piston 62 that is movably provided in the cylinder 61, and a piston drive mechanism 63 that drives the piston 62. The piston 62 can transition between a reference state located at the reference position and a retracted state retracted from the reference state.
ピストン駆動機構６３は、ピストン６２に形成されたギヤ６３Ａと、ギヤ６３Ａと噛みあう歯車６３Ｂと、歯車６３Ｂを駆動するモータ６３Ｍと、を有する。こうして、モータ６３Ｍによって歯車６３Ｂを回転させると、ラックアンドピニオン構造によってギヤ６３Ａが往復運動する結果、シリンダ６１内をピストン６２が往復運動する。 The piston drive mechanism 63 includes a gear 63A formed on the piston 62, a gear 63B that meshes with the gear 63A, and a motor 63M that drives the gear 63B. Thus, when the gear 63B is rotated by the motor 63M, the piston 63 reciprocates within the cylinder 61 as a result of the gear 63A reciprocating by the rack and pinion structure.
接続機構７０は、シリンダ６１と収容筒２０Ａとをつなぐ連通配管７１と、連通配管７１に設けられた電磁弁７２と、を有する。電磁弁７２は、連通配管７１を外部（大気）に開放する状態（開状態）と、連通配管７１を外部（大気）から遮断した状態（閉状態）と、の間で遷移自在である。 The connection mechanism 70 includes a communication pipe 71 that connects the cylinder 61 and the accommodating cylinder 20 </ b> A, and an electromagnetic valve 72 that is provided in the communication pipe 71. The solenoid valve 72 can freely transition between a state (open state) in which the communication pipe 71 is opened to the outside (atmosphere) and a state (closed state) in which the communication pipe 71 is blocked from the outside (atmosphere).
連通配管７１によってシリンダ６１と収容箱２０とが連通するため、収容箱２０からシリンダ６１にかけて密閉空間が形成される。収容箱２０が遮断状態の場合において、電磁弁７２を閉状態のままピストン６２をシリンダ６１に押し込むと、密閉空間内の圧力は増大し、ピストン６２をシリンダ６１から引き出すと密閉空間内の圧力は減少する。また、電磁弁７２を開状態にする、あるいは、収容箱２０を開放状態にすると、収容箱２０内やシリンダ６１内の圧力は、収容箱２０の外部の圧力、すなわち大気圧と等しくなる。 Since the cylinder 61 and the storage box 20 communicate with each other through the communication pipe 71, a sealed space is formed from the storage box 20 to the cylinder 61. When the storage box 20 is in the shut-off state, if the piston 62 is pushed into the cylinder 61 while the electromagnetic valve 72 is closed, the pressure in the sealed space increases, and when the piston 62 is pulled out from the cylinder 61, the pressure in the sealed space is Decrease. When the electromagnetic valve 72 is opened or the storage box 20 is opened, the pressure in the storage box 20 and the cylinder 61 becomes equal to the pressure outside the storage box 20, that is, the atmospheric pressure.
センサユニット８０は、圧力センサ８１と、位置センサ８２とを有する。圧力センサ８１は、連通配管７１に設けられ、連通配管７１内の圧力を検知可能である。位置センサ８２は、ピストン６２が基準位置に位置するか否かを検知可能である。そして、ピストン６２が基準位置にあるときに圧力センサ８１が検知した圧力は、プレ圧力Ｐ０として読み取られ、ピストン６２が基準位置から離れた位置にあるときに圧力センサ８１が検知した圧力は、ポスト圧力Ｐ１として読み取られる。すなわち、圧力センサ８１は、プレ圧力センサとして機能するとともに、ポスト圧力センサとしても機能する。 The sensor unit 80 includes a pressure sensor 81 and a position sensor 82. The pressure sensor 81 is provided in the communication pipe 71 and can detect the pressure in the communication pipe 71. The position sensor 82 can detect whether or not the piston 62 is positioned at the reference position. The pressure detected by the pressure sensor 81 when the piston 62 is at the reference position is read as a pre-pressure P0, and the pressure detected by the pressure sensor 81 when the piston 62 is at a position away from the reference position is Read as pressure P1. That is, the pressure sensor 81 functions as a pre pressure sensor and also functions as a post pressure sensor.
コントローラユニット９０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）９１と、記憶部（ＲＡＭ）９２と、記憶部（ＲＯＭ）９３と、を備える。ＣＰＵ９１は、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されてコントローラユニット９０の各種機能を実現する。ＲＡＭ９２は、ＣＰＵ９１の作業領域として使用される。ＲＯＭ９３は、ＣＰＵ９１で実行される基本ＯＳや計測プログラムなど各種プログラムを記憶する。さらに、ＲＯＭ９３には、圧力換算テーブル９３Ｔ（図４参照）や、各センサから読み取った計測値や、所定の演算処理によって得られた演算結果等が記憶されている。圧力換算テーブル９３Ｔは、プレ圧力Ｐ０の値とポスト圧力Ｐ１の目標値との対応関係を表すものである。 The controller unit 90 includes a microprocessor (CPU) 91, a storage unit (RAM) 92, and a storage unit (ROM) 93. The CPU 91 is a so-called central processing unit, and implements various functions of the controller unit 90 by executing various programs. The RAM 92 is used as a work area for the CPU 91. The ROM 93 stores various programs such as a basic OS executed by the CPU 91 and a measurement program. Further, the ROM 93 stores a pressure conversion table 93T (see FIG. 4), measurement values read from each sensor, calculation results obtained by a predetermined calculation process, and the like. The pressure conversion table 93T represents a correspondence relationship between the value of the pre pressure P0 and the target value of the post pressure P1.
図４に示す圧力換算テーブル９３Ｔは、プレ圧力Ｐ０の値と、当該プレ圧力Ｐ０の値に対応付けられた加圧量ΔＰとを有する。そして、プレ圧力Ｐ０の値と、当該プレ圧力Ｐ０の値に対応付けられた加圧量ΔＰとの和が、ポスト圧力Ｐ１の目標値となる。例えば、プレ圧力Ｐ０の値が、１０２３．３ｈＰａの場合、ポスト圧力Ｐ１の目標値は、１３８２．３ｈＰａ（＝１０２３．３ｈＰａ＋３５９ｈＰａ）となる。そして、プレ圧力Ｐ０の値が小さくなるにしたがって、当該プレ圧力Ｐ０に対応する加圧量ΔＰが小さくなる。すなわち、プレ圧力Ｐ０の値が小さくなるにしたがって、当該プレ圧力Ｐ０に対応するポスト圧力Ｐ１の目標値が小さくなる。 The pressure conversion table 93T illustrated in FIG. 4 includes a value of the pre-pressure P0 and a pressurization amount ΔP associated with the value of the pre-pressure P0. The sum of the value of the pre-pressure P0 and the pressurization amount ΔP associated with the value of the pre-pressure P0 becomes the target value of the post pressure P1. For example, when the value of the pre pressure P0 is 1023.3 hPa, the target value of the post pressure P1 is 1382.3 hPa (= 1023.3 hPa + 359 hPa). Then, as the value of the pre pressure P0 decreases, the pressurization amount ΔP corresponding to the pre pressure P0 decreases. That is, as the value of the pre pressure P0 decreases, the target value of the post pressure P1 corresponding to the pre pressure P0 decreases.
なお、「プレ圧力Ｐ０」から「加圧量ΔＰ」を求める換算式は、次のようにして求められる。まず、以下のようにして状態１，２を定義する。
状態１：シリンダ６１の密閉空間の体積をＶ０からＶ１へ等温変化させた場合に、シリンダ６１の密閉空間の圧力がＰｘから（Ｐｘ＋ΔＰｘ）へ変化する。
状態２：シリンダ６１の密閉空間の体積をＶ０からＶ１へ等温変化させた場合に、シリンダ６１の密閉空間の圧力がＰｙから（Ｐｙ＋ΔＰｙ）へ変化する。
状態１〜２より、それぞれ式１〜２が得られる。
式１：Ｖ０・Ｐｘ＝Ｖ１（Ｐｘ＋ΔＰｘ）
式２：Ｖ０・Ｐｙ＝Ｖ１（Ｐｙ＋ΔＰｙ）
式１を変形すると、式３が得られる。
式３：Ｖ０＝Ｖ１・（Ｐｘ＋ΔＰｘ）／Ｐｘ
そして、式２及び式３より、式４が得られる。
式４：ΔＰｙ＝ΔＰｘ・Ｐｙ／Ｐｘ
このように、シリンダ６１の密閉空間の体積をＶ０からＶ１へ等温変化させた際、状態１，２における各圧力Ｐｘ、ΔＰｘ、Ｐｙの値がわかれば、これらの圧力値及び式４より、ΔＰｙの値、すなわち、当該プレ圧力Ｐ０に対応するポスト圧力Ｐ１の目標値を求めることができる。
The conversion formula for obtaining the “pressure amount ΔP” from the “pre-pressure P0” is obtained as follows. First, states 1 and 2 are defined as follows.
State 1: When the volume of the sealed space of the cylinder 61 is changed isothermally from V0 to V1, the pressure of the sealed space of the cylinder 61 changes from Px to (Px + ΔPx).
State 2: When the volume of the sealed space of the cylinder 61 is changed isothermally from V0 to V1, the pressure of the sealed space of the cylinder 61 changes from Py to (Py + ΔPy).
Expressions 1 and 2 are obtained from states 1 and 2, respectively.
Formula 1: V0 · Px = V1 (Px + ΔPx)
Formula 2: V0 · Py = V1 (Py + ΔPy)
By transforming Equation 1, Equation 3 is obtained.
Formula 3: V0 = V1 · (Px + ΔPx) / Px
Then, Expression 4 is obtained from Expression 2 and Expression 3.
Formula 4: ΔPy = ΔPx · Py / Px
As described above, when the volume of the sealed space of the cylinder 61 is changed isothermally from V0 to V1, if the values of the pressures Px, ΔPx, Py in the states 1 and 2 are known, ΔPy , That is, the target value of the post pressure P1 corresponding to the pre pressure P0 can be obtained.
図３に戻って、コントローラユニット９０は、出力コネクタ５３と、入力コネクタ５４と、操作パネル３０と、ディスプレイ４０と、電源ソケット５１と、電気的に接続する。 Returning to FIG. 3, the controller unit 90 is electrically connected to the output connector 53, the input connector 54, the operation panel 30, the display 40, and the power socket 51.
ＣＰＵ９１により計測プログラムが実行されると、コントローラユニット９０は、図５に示すように、弁操作部９０Ａと、センサ読取部９０Ｂと、実容積算出部９０Ｃと、目標値設定部９０Ｄと、モータ制御部９０Ｅと、Ｉ／Ｏ制御部９０Ｆとして機能する。 When the measurement program is executed by the CPU 91, the controller unit 90, as shown in FIG. 5, includes a valve operation unit 90A, a sensor reading unit 90B, an actual volume calculation unit 90C, a target value setting unit 90D, and a motor control. Functions as the unit 90E and the I / O control unit 90F.
弁操作部９０Ａは、電磁弁７２の開閉操作を行う。センサ読取部９０Ｂは、圧力センサ８１が出力したセンシング信号から、圧力センサ８１が検知したプレ圧力Ｐ０やポスト圧力Ｐ１の値を読み取る。さらに、センサ読取部９０Ｂは、位置センサ８２が出力したセンシング信号から、ピストン６２が基準位置に位置するか否かを検知する。目標値設定部９０Ｄは、検知されたプレ圧力Ｐ０の値と圧力換算テーブル９３Ｔ（図４参照）とに基づき、ポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘを設定する。モータ制御部９０Ｅは、検知されたポスト圧力Ｐ１の値がポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘとなるように、モータ６３Ｍを駆動する。実容積算出部９０Ｃは、モータ６３Ｍの駆動によるピストン６２の移動量Ｘを読み取るとともに、移動量Ｘから収容箱２０における気相の容積変化量を算出する。さらに、実容積算出部９０Ｃは、算出した容積変化量と、検知されたプレ圧力Ｐ０の値と、検知されたポスト圧力Ｐ１の値との差に基づいて、試料の実容積ＶＳ＋Ｌを算出する。Ｉ／Ｏ制御部９０Ｆは、各部３０、４０、５３、５４を制御する。 The valve operation unit 90 </ b> A performs an opening / closing operation of the electromagnetic valve 72. The sensor reading unit 90B reads the values of the pre pressure P0 and the post pressure P1 detected by the pressure sensor 81 from the sensing signal output by the pressure sensor 81. Further, the sensor reading unit 90B detects whether or not the piston 62 is located at the reference position from the sensing signal output by the position sensor 82. The target value setting unit 90D sets the target value P1x of the post pressure P1 based on the detected value of the pre pressure P0 and the pressure conversion table 93T (see FIG. 4). The motor control unit 90E drives the motor 63M so that the detected value of the post pressure P1 becomes the target value P1x of the post pressure P1. The actual volume calculation unit 90C reads the movement amount X of the piston 62 driven by the motor 63M and calculates the volume change amount of the gas phase in the storage box 20 from the movement amount X. Further, the actual volume calculation unit 90C calculates the actual volume V S + L of the sample based on the difference between the calculated volume change amount, the detected pre-pressure P0 value, and the detected post-pressure P1 value. . The I / O control unit 90F controls the units 30, 40, 53, and 54.
次に、デジタル土壌物理性計測装置２の使用方法について説明する。 Next, the usage method of the digital soil physical property measuring apparatus 2 is demonstrated.
まず、収容筒２０Ａから蓋２０Ｂを取り外し、試料を収容筒２０Ａへ収容する。次に、コントローラユニット９０は、操作パネル３０の基準圧力設定ボタンからの操作信号を検知した後、ピストン６２の基準位置設定を行う。基準位置設定では、コントローラユニット９０が位置センサ８２からのセンシング信号に基づいてモータ６３Ｍを駆動する。このようなモータ６３Ｍの駆動により、ピストン６２は所定の基準位置にセットされる。 First, the lid 20B is removed from the storage cylinder 20A, and the sample is stored in the storage cylinder 20A. Next, the controller unit 90 sets the reference position of the piston 62 after detecting an operation signal from the reference pressure setting button on the operation panel 30. In the reference position setting, the controller unit 90 drives the motor 63M based on the sensing signal from the position sensor 82. By such driving of the motor 63M, the piston 62 is set at a predetermined reference position.
その後、コントローラユニット９０は、センサ読取部９０Ｂを用いて読取処理を間欠的に又は連続的に行う。読取処理では、圧力センサ８１によって検知された圧力値が、プレ圧力Ｐ０の値としてＲＡＭ９２に格納される。 Thereafter, the controller unit 90 performs reading processing intermittently or continuously using the sensor reading unit 90B. In the reading process, the pressure value detected by the pressure sensor 81 is stored in the RAM 92 as the value of the pre-pressure P0.
さらに、コントローラユニット９０は、読み取ったプレ圧力Ｐ０の値及び目標値設定部９０Ｄを用いて、圧力換算テーブル９３Ｔ（図４参照）を参照し、ポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘをＲＡＭ９２に格納する。例えば、圧力センサ８１から読み取ったプレ圧力Ｐ０の値が、９９３ｈＰａである場合、コントローラユニット９０は、目標値設定部９０Ｄを用いて、１３４１．３ｈＰａ（＝９９３．３ｈＰａ＋３４８ｈＰａ）をポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘとしてＲＡＭ９２へ格納する。 Further, the controller unit 90 refers to the pressure conversion table 93T (see FIG. 4) using the read value of the pre-pressure P0 and the target value setting unit 90D, and stores the target value P1x of the post pressure P1 in the RAM 92. For example, when the value of the pre-pressure P0 read from the pressure sensor 81 is 993 hPa, the controller unit 90 uses the target value setting unit 90D to set 1341.3 hPa (= 993.3 hPa + 348 hPa) to the target value of the post pressure P1. Stored in the RAM 92 as P1x.
その後、収容筒２０Ａの収容口は蓋２０Ｂによって塞がれる。 Thereafter, the accommodation port of the accommodation cylinder 20A is closed by the lid 20B.
次に、コントローラユニット９０は、操作パネル３０の測定開始ボタンからの操作信号を検知した後、圧力センサ８１から読み取ったポスト圧力Ｐ１の値を読み取るとともに、モータ制御部９０Ｅを用いて、読み取ったポスト圧力Ｐ１の値がポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘと等しくなるように、ピストン６２を移動させる。そして、コントローラユニット９０は、読み取ったポスト圧力Ｐ１の値がポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘと等しくなったとき、ピストン６２の移動を停止する。このとき、基準位置からピストン６２が停止するまでの移動量は、移動量ＸとしてＲＡＭ９２に格納される。 Next, the controller unit 90 detects the operation signal from the measurement start button of the operation panel 30, and then reads the value of the post pressure P1 read from the pressure sensor 81 and uses the motor control unit 90E to read the read post The piston 62 is moved so that the value of the pressure P1 becomes equal to the target value P1x of the post pressure P1. Then, the controller unit 90 stops the movement of the piston 62 when the read value of the post pressure P1 becomes equal to the target value P1x of the post pressure P1. At this time, the movement amount from the reference position until the piston 62 stops is stored in the RAM 92 as the movement amount X.
そして、コントローラユニット９０は、実容積算出部９０Ｃを用いて、土壌試料の実容積ＶＳ＋Ｌを算出する演算処理を行う。演算処理では、まず、収容筒２０Ａの断面積Ｓにピストン６２の移動量Ｘを乗じて、容積変化量ΔＶＧを算出する。その後、容積変化量ΔＶＧ及び、前述の式４に基づいて、実容積ＶＳ＋Ｌを測定する。具体的には、式４において「Ｐ」に「Ｐ０」を代入し、「ΔＰ」に「Ｐ１−Ｐ０」を代入した上で、実容積ＶＳ＋Ｌを算出する。なお、収容筒２０Ａの断面積Ｓや式４は、予めＲＯＭ９３に格納されている。 And the controller unit 90 performs the calculation process which calculates real volume VS + L of a soil sample using the real volume calculation part 90C. In operation process, first, by multiplying the amount of movement X of the piston 62 in the cross-sectional area S of the holding cylinder 20A, it calculates the volumetric change [Delta] V G. Then, the volumetric change [Delta] V G and, on the basis of Equation 4 described above, to measure the actual volume V S + L. Specifically, in Equation 4, “P0” is substituted for “P” and “P1−P0” is substituted for “ΔP”, and then the actual volume V S + L is calculated. Note that the cross-sectional area S and Expression 4 of the storage cylinder 20A are stored in the ROM 93 in advance.
こうして、コントローラユニット９０は、算出した実容積ＶＳ＋Ｌの値をディスプレイ４０へ出力する。 Thus, the controller unit 90 outputs the value of the calculated actual volume V S + L to the display 40.
このように、デジタル土壌物理性計測装置２は、測定開始時点の収容筒２０Ａ内のプレ圧力Ｐ０を基準にして、ポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘを設定することができるため、測定値における気象条件や標高によって気圧が設定値（例えば、標準気圧）と異なる場合であっても、実容積の測定を高精度に行うことができる。また、デジタル土壌物理性計測装置２の校正は、標準気圧の環境をつくらずに済む。さらに、デジタル土壌物理性計測装置２の製造時においては、標準気圧の環境をつくらずに装置の校正が可能であるため、製造コストを抑えることができる。 Thus, since the digital soil physical property measuring apparatus 2 can set the target value P1x of the post pressure P1 with reference to the pre-pressure P0 in the storage cylinder 20A at the measurement start time, the weather condition in the measurement value Even when the atmospheric pressure differs from a set value (for example, standard atmospheric pressure) depending on altitude, the actual volume can be measured with high accuracy. Moreover, the calibration of the digital soil physical property measuring apparatus 2 does not require creating an environment of standard atmospheric pressure. Furthermore, when the digital soil physical property measuring apparatus 2 is manufactured, since the apparatus can be calibrated without creating an environment of standard atmospheric pressure, the manufacturing cost can be reduced.
なお、収容箱２０の蓋２０Ｂが緩んでいたり、連通配管７１が外れていたりして、シリンダ６１と収容箱２０とが形成する密閉空間からエアーが漏れ出している場合、ポスト圧力Ｐ１が目標値Ｐ１ｘに達する前に、ピストン６２の移動量が最大許容値Ｒｍａｘに到達してしまう。そこで、コントローラユニット９０は、ピストン６２の移動量が最大許容値Ｒｍａｘを超えるか否かを判定するピストン移動量判定部９０Ｇ（図５参照）を備え、モータ制御部９０Ｅは、ピストン６２の移動量が最大許容値Ｒｍａｘを超えたと判定された場合に、モータ６３Ｍの駆動を停止することが好ましい。最大許容値Ｒｍａｘは、予めＲＯＭ９３に格納されることが好ましい。 In addition, when the cover 20B of the storage box 20 is loose or the communication pipe 71 is detached and air leaks from the sealed space formed by the cylinder 61 and the storage box 20, the post pressure P1 is the target value. Before reaching P1x, the movement amount of the piston 62 reaches the maximum allowable value Rmax. Therefore, the controller unit 90 includes a piston movement amount determination unit 90G (see FIG. 5) that determines whether or not the movement amount of the piston 62 exceeds the maximum allowable value Rmax, and the motor control unit 90E includes the movement amount of the piston 62. When it is determined that exceeds the maximum allowable value Rmax, it is preferable to stop the driving of the motor 63M. The maximum allowable value Rmax is preferably stored in the ROM 93 in advance.
上記実施形態では、ピストン６２の移動により、収容箱２０内の圧力を増大させたが、本発明はこれに限られず、ピストン６２の移動により、収容箱２０内の圧力を減少させてもよい。 In the above embodiment, the pressure in the storage box 20 is increased by the movement of the piston 62, but the present invention is not limited to this, and the pressure in the storage box 20 may be decreased by the movement of the piston 62.
上記実施形態では、プレ圧力センサ及びポスト圧力センサとしても機能する圧力センサ８１を設けたが、本発明はこれに限られず、圧力センサ８１とともに、プレ圧力センサとして機能する圧力センサ８３（図３、５参照）を設けてもよい。この場合、圧力センサ８１はプレ圧力センサとして機能させてもよいし、プレ圧力センサ及びポスト圧力センサとして機能させてもよい。 In the above embodiment, the pressure sensor 81 that also functions as a pre-pressure sensor and a post pressure sensor is provided. However, the present invention is not limited to this, and the pressure sensor 83 that functions as a pre-pressure sensor together with the pressure sensor 81 (FIG. 3, FIG. 3). 5) may be provided. In this case, the pressure sensor 81 may function as a pre-pressure sensor, or may function as a pre-pressure sensor and a post pressure sensor.
なお、コントローラユニット９０は、校正部９０Ｈ（図５参照）を有していてもよい。校正部９０Ｈは、操作パネル３０の操作によって設定された校正用容積と、算出された実容積ＶＳ＋Ｌとが一致しているか否かを判定する。さらに、校正部９０Ｈは、当該判定結果をディスプレイ４０に表示する。 The controller unit 90 may include a calibration unit 90H (see FIG. 5). The calibration unit 90H determines whether or not the calibration volume set by operating the operation panel 30 matches the calculated actual volume V S + L. Further, the calibration unit 90H displays the determination result on the display 40.
次に、デジタル土壌物理性計測装置２の校正方法について説明する。 Next, the calibration method of the digital soil physical property measuring apparatus 2 will be described.
コントローラユニット９０は、操作パネル３０から入力された校正用試料の容積（以下校正用容積という）に係る情報をＲＯＭ９３に記憶する。この校正用容積は、収容箱２０内に収容された校正用試料の容積を意味している。例えば、校正値として利用可能な校正用容積としては、０ｍｌ（校正用試料無し）、３０ｍｌ（３０ｍｌ校正用試料を１つ）、５０ｍｌ（５０ｍｌ校正用試料を１つ）、８０ｍｌ（３０ｍｌ校正用試料・５０ｍｌ校正用試料を１つずつセット）の４種類の校正用容積を選択できる。こうして、操作パネル３０が、校正治具の容積を受け付ける容積受付手段として機能する。 The controller unit 90 stores information related to the volume of the calibration sample (hereinafter referred to as calibration volume) input from the operation panel 30 in the ROM 93. This calibration volume means the volume of the calibration sample stored in the storage box 20. For example, the calibration volume that can be used as a calibration value is 0 ml (no calibration sample), 30 ml (one 30 ml calibration sample), 50 ml (one 50 ml calibration sample), 80 ml (30 ml calibration sample)・ 4 types of calibration volumes can be selected. Thus, the operation panel 30 functions as a volume receiving unit that receives the volume of the calibration jig.
その後、デジタル土壌物理性計測装置２の使用方法で述べたような手順で、プレ圧力Ｐ０の検知、ポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘの設定、ポスト圧力Ｐ１が目標値Ｐ１ｘとなるようにピストン６２の移動、ピストン６２の移動量Ｘに基づく実容積ＶＳ＋Ｌの算出を行う。そして、校正部９０Ｈは、算出された実容積ＶＳ＋Ｌが許容範囲内であるか否かを基準として、算出された実容積ＶＳ＋ＬがＲＯＭ９３に記憶された校正用容積であるか否かを判定し、当該判定結果をディスプレイ４０に表示する。ここで、許容範囲は、ＲＯＭ９３に記憶された校正用容積を基準にして設定（例えば、３％等）される。また、校正部９０Ｈは、算出された実容積ＶＳ＋Ｌが許容範囲内であると判定した場合に、算出された実容積ＶＳ＋ＬがＲＯＭ９３に記憶された校正用容積であると判定し、算出された実容積ＶＳ＋Ｌが許容範囲外であると判定した場合に、算出された実容積ＶＳ＋ＬがＲＯＭ９３に記憶された校正用容積でないと判定する。こうして、校正用試料の容積の誤入力、すなわち、操作パネル３０から入力された校正用試料の容積が実際の校正に用いた校正用試料の容積と異なる場合には、校正部９０Ｈの判定処理によって、校正用試料の容積の誤入力を検知することができる。 Thereafter, in the procedure described in the usage method of the digital soil physical property measuring device 2, the pre-pressure P0 is detected, the target value P1x of the post pressure P1 is set, and the piston 62 is set so that the post pressure P1 becomes the target value P1x. The actual volume V S + L is calculated based on the movement and the movement amount X of the piston 62. Then, the calibration unit 90H determines whether the calculated actual volume V S + L is a calibration volume stored in the ROM 93 based on whether the calculated actual volume V S + L is within the allowable range. Then, the determination result is displayed on the display 40. Here, the allowable range is set (for example, 3%) based on the calibration volume stored in the ROM 93. When the calibration unit 90H determines that the calculated actual volume V S + L is within the allowable range, the calibration unit 90H determines that the calculated actual volume V S + L is the calibration volume stored in the ROM 93, and is calculated. When it is determined that the actual volume V S + L is outside the allowable range, it is determined that the calculated actual volume V S + L is not the calibration volume stored in the ROM 93. In this way, when the calibration sample volume is erroneously input, that is, when the calibration sample volume input from the operation panel 30 is different from the calibration sample volume used in the actual calibration, the calibration unit 90H performs the determination process. Incorrect input of the calibration sample volume can be detected.
この校正では、第１の校正用容積を用いた第１校正と、第１の校正用容積を用いた第２校正とを連続して行ってもよい。この場合には、第２校正では、第１校正で用いた圧力換算テーブル９３Ｔを用いる。このように、異なった校正用容積を用いた校正において、共通の圧力換算テーブル９３Ｔを用いることにより、より精度の高い校正を行うことができる。 In this calibration, the first calibration using the first calibration volume and the second calibration using the first calibration volume may be performed continuously. In this case, in the second calibration, the pressure conversion table 93T used in the first calibration is used. Thus, in calibration using different calibration volumes, calibration can be performed with higher accuracy by using the common pressure conversion table 93T.
ところで、従来の実容積計測器では、プレ圧力Ｐ０の値によってポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘの設定を行わない。このため、標高の異なる位置で測定を行う場合、標高差を補正する必要がある。そこで、従来の実容積計測器では、標高を入力するための標高入力ボタンを設け、入力された標高に応じて許容範囲を設定していた。例えば、プレ圧力Ｐ０＝Ｐ０Ａである場合、校正用試料の容積Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に対する許容範囲はそれぞれＫＡ１，ＫＡ２、ＫＡ３と設定され、プレ圧力Ｐ０＝Ｐ０Ｂである場合、校正用試料の容積Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に対する許容範囲はそれぞれＫＢ１，ＫＢ２、ＫＢ３と設定される（図６Ａ参照）。ここで、許容範囲ＫＡ１，ＫＡ２、ＫＡ３は、互いに重なっていない。同様に、許容範囲ＫＢ１，ＫＢ２、ＫＢ３も、互いに重なっていない。この場合、標高入力ボタンの誤操作を行った場合には、算出された実容積ＶＳ＋Ｌが許容範囲からはずれるため、校正部９０Ｈにより、標高入力ボタンの誤操作を検知することができる。しかしながら、標高入力ボタンの誤操作と校正用試料の設定の誤操作とが同時に起こった場合、算出された校正用容積が許容範囲に入ってしまう場合（例えば、正しい許容範囲がＫＡ１であり、操作によって設定された許容範囲がＫＢ３の場合）がある。この場合には、当該誤操作を検知することができない。本発明の実容積計測器においては、プレ圧力Ｐ０の値によってポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘの設定を行うため、プレ圧力Ｐ０が異なっても、許容範囲は一定である（図６Ｂ参照）。このため、標高入力ボタンの誤操作と、校正用試料の設定の誤操作とが同時に起こったとしても、誤操作を検知することができる。 By the way, in the conventional actual volume measuring device, the target value P1x of the post pressure P1 is not set by the value of the pre pressure P0. For this reason, when measuring at a position with different altitudes, it is necessary to correct the altitude difference. Therefore, in the conventional actual volume measuring device, an altitude input button for inputting the altitude is provided, and an allowable range is set according to the input altitude. For example, when the pre-pressure P0 = P0 A , the allowable ranges for the calibration sample volumes V1, V2, and V3 are set as K A1 , K A2 , and K A3 , respectively, and when the pre-pressure P0 = P0 B , the calibration is performed. The allowable ranges for the sample volumes V1, V2, and V3 are set as K B1 , K B2 , and K B3 , respectively (see FIG. 6A). Here, the allowable ranges K A1 , K A2 , and K A3 do not overlap each other. Similarly, the allowable ranges K B1 , K B2 , and K B3 do not overlap each other. In this case, if the altitude input button is erroneously operated, the calculated actual volume V S + L deviates from the allowable range, so that the calibration unit 90H can detect an erroneous operation of the altitude input button. However, if an erroneous operation of the altitude input button and an erroneous operation of setting the calibration sample occur simultaneously, the calculated calibration volume falls within the allowable range (for example, the correct allowable range is K A1 , There is a case where the set allowable range is KB3 ). In this case, the erroneous operation cannot be detected. In the actual volume measuring device of the present invention, since the target value P1x of the post pressure P1 is set according to the value of the prepressure P0, the allowable range is constant even if the prepressure P0 differs (see FIG. 6B). For this reason, even if an erroneous operation of the altitude input button and an erroneous operation of setting the calibration sample occur simultaneously, the erroneous operation can be detected.
上記実施形態では、検知されたプレ圧力Ｐ０の値と圧力換算テーブル９３Ｔとに基づきポスト圧力Ｐ１の目標値Ｐ１ｘを設定し、密閉空間内の圧力が目標値Ｐ１ｘとなるまでピストン６２を移動させたが、本発明はこれに限られず、検知されたプレ圧力Ｐ０の値と目標移動量換算テーブルとに基づきピストン６２の移動量の目標値を設定し、実際のピストン６２の移動量が当該目標値となるまでピストン６２を移動させてもよい。ここで、目標移動量換算テーブルは、プレ圧力Ｐ０の値と、当該プレ圧力Ｐ０の値に対応付けられた移動量とを有する。 In the above embodiment, the target value P1x of the post pressure P1 is set based on the detected value of the pre-pressure P0 and the pressure conversion table 93T, and the piston 62 is moved until the pressure in the sealed space reaches the target value P1x. However, the present invention is not limited to this, and a target value of the movement amount of the piston 62 is set based on the detected value of the pre-pressure P0 and the target movement amount conversion table, and the actual movement amount of the piston 62 is the target value. The piston 62 may be moved until Here, the target movement amount conversion table has a value of the pre-pressure P0 and a movement amount associated with the value of the pre-pressure P0.
尚、本発明のデジタル土壌物理性計測装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 In addition, the digital soil physical property measuring apparatus of this invention is not limited to above-described embodiment, Of course, various changes can be added within the range which does not deviate from the summary of this invention.
１０ 筐体
２０ 収容箱
２０Ａ 収容筒
２０Ｂ 蓋
３０ 操作パネル
４０ ディスプレイ
５１ 電源ソケット
５２ 電源スイッチ
５３ 出力コネクタ
５４ 入力コネクタ
６０ ピストン機構
６１ シリンダ
６２ ピストン
６３ ピストン駆動機構
６３Ａ ギヤ
６３Ｂ 歯車
６３Ｍ モータ
７０ 接続機構
７１ 連通配管
７２ 電磁弁
８０ センサユニット
８１ 圧力センサ
８１ プレ圧力センサ
８２ 基準位置センサ
８３ 圧力センサ
９０ コントローラユニット
９０Ａ 弁操作部
９０Ｂ センサ読取部
９０Ｃ 実容積算出部
９３Ｔ 圧力換算テーブル
９０Ｄ 目標値設定部
９０Ｅ モータ制御部
９０Ｆ Ｉ／Ｏ制御部
９０Ｇ ピストン移動量判定部
９０Ｈ 校正部
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＡＭ
９３ ＲＯＭ
10 housing 20 housing box 20A housing cylinder 20B lid 30 operation panel 40 display 51 power socket 52 power switch 53 output connector 54 input connector 60 piston mechanism 61 cylinder 62 piston 63 piston drive mechanism 63A gear 63B gear 63M motor 70 connection mechanism 71 communication Piping 72 Solenoid valve 80 Sensor unit 81 Pressure sensor 81 Pre-pressure sensor 82 Reference position sensor 83 Pressure sensor 90 Controller unit 90A Valve operation unit 90B Sensor reading unit 90C Actual volume calculation unit 93T Pressure conversion table 90D Target value setting unit 90E Motor control unit 90F I / O control unit 90G Piston movement amount determination unit 90H Calibration unit 91 CPU
92 RAM
93 ROM
Claims (8)
前記シリンダにおいて移動自在であり、前記シリンダにおける移動によって前記収容箱から前記シリンダにかけて形成される密閉空間の圧力または体積変化を行うピストンと、
前記ピストンを移動するピストン移動手段と、
前記密閉空間の内部圧力を検知するとともに前記収容箱の外部圧力を検知する圧力センサユニットと、
前記検知された外部圧力に基づいて前記内部圧力の目標変化量または前記ピストンの目標移動量を決定する目標量決定手段と、
前記内部圧力の変化量が前記目標変化量に達する、または、前記ピストンの移動量が目標移動量に達するように前記ピストン移動手段を制御する制御手段と、
前記内部圧力の変化量と前記ピストンの移動量とに基づいて前記試料の実容積を算出する実容積算出手段と、を備えたことを特徴とする実容積計測器。 A cylinder communicating with the storage box;
A piston that is movable in the cylinder and that changes a pressure or volume of a sealed space formed from the storage box to the cylinder by movement in the cylinder;
Piston moving means for moving the piston;
A pressure sensor unit that detects an internal pressure of the sealed space and detects an external pressure of the storage box;
Target amount determination means for determining a target change amount of the internal pressure or a target movement amount of the piston based on the detected external pressure;
Control means for controlling the piston moving means so that the change amount of the internal pressure reaches the target change amount, or the movement amount of the piston reaches the target movement amount;
An actual volume measuring device comprising: an actual volume calculating means for calculating an actual volume of the sample based on a change amount of the internal pressure and an amount of movement of the piston.
前記外部圧力と前記内部圧力の目標変化量とが対応付けられた対応テーブルと、
前記検知された外部圧力に基づいて、前記対応テーブルから当該検知された外部圧力に対応する前記内部圧力の目標変化量を選択する選択手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の実容積計測器。 The target amount determining means includes
A correspondence table in which the external pressure and the target change amount of the internal pressure are associated with each other;
Selection means for selecting a target change amount of the internal pressure corresponding to the detected external pressure from the correspondence table based on the detected external pressure;
The actual volume measuring instrument according to claim 1, wherein:
前記外部圧力と前記ピストンの目標移動量とが対応付けられた対応テーブルと、
前記検知された外部圧力に基づいて、前記対応テーブルから当該検知された外部圧力に対応する前記ピストンの目標移動量を選択する選択手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の実容積計測器。 The target amount determining means includes
A correspondence table in which the external pressure and the target movement amount of the piston are associated with each other;
2. The actual volume according to claim 1, further comprising selection means for selecting a target movement amount of the piston corresponding to the detected external pressure from the correspondence table based on the detected external pressure. Measuring instrument.
前記収容箱の外に設けられ前記外部圧力を検知する外部圧力センサと、
前記密閉空間に配され前記内部圧力を検知する内部圧力センサと、
を有することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の実容積計測器。 The pressure sensor unit is
An external pressure sensor that is provided outside the storage box and detects the external pressure;
An internal pressure sensor arranged in the sealed space for detecting the internal pressure;
The actual volume measuring instrument according to any one of claims 1 to 3, wherein the actual volume measuring instrument is provided.
前記ピストンの移動前に前記圧力センサユニットが検知した前記密閉空間の圧力を前記外部圧力とするとともに、前記ピストンの移動後に前記圧力センサユニットが検知した前記密閉空間の圧力を前記内部圧力とする圧力判別手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の実容積計測器。 The pressure sensor unit is arranged in the sealed space,
The pressure in the sealed space detected by the pressure sensor unit before the movement of the piston is used as the external pressure, and the pressure in the sealed space detected by the pressure sensor unit after the movement of the piston is used as the internal pressure. The actual volume measuring device according to claim 1, further comprising a determination unit.
前記実容積算出手段によって算出された校正治具の容積が許容範囲内であるか否かを基準にして、前記算出された校正治具の容積が前記前記受け付けられた校正治具の容積であるか否かを判定する容積判定手段と、
前記容積判定手段による判定結果を報知する容積判定結果報知手段と、を備えることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項記載の実容積計測器。 Volume receiving means for receiving the volume of the calibration jig stored in the storage box;
Based on whether or not the volume of the calibration jig calculated by the actual volume calculating means is within an allowable range, the calculated volume of the calibration jig is the volume of the accepted calibration jig. Volume determining means for determining whether or not,
The actual volume measuring device according to claim 1, further comprising: a volume determination result notifying unit that notifies a determination result by the volume determining unit.
前記目標量決定手段は、前記第２目標変化量として前記第１目標変化量を用いる、または、前記第２目標移動量として前記第１目標移動量を用いることを特徴とする請求項６記載の実容積計測器。 When the target change amount or the target movement amount determined by the target amount determination means in the first or second calibration work is defined as the first or second target change amount or the first or second target movement amount, respectively.
The said target amount determination means uses the said 1st target variation | change_quantity as a said 2nd target variation | change_quantity, or uses the said 1st target movement amount as a said 2nd target movement amount | distance. Real volume measuring instrument.
任意の校正治具の容積に関する前記第１の許容範囲の全てが、当該校正治具の容積に関する前記第２許容範囲に含まれていることを特徴とする請求項６または７記載の実容積計測器。 When the detected external pressure is a first external pressure, an allowable range used as a determination criterion of the volume determination unit is set as a first allowable range, and the detected external pressure is a second external pressure. In some cases, when the allowable range used as the determination criterion of the volume determination means is defined as the second allowable range,
8. The actual volume measurement according to claim 6, wherein all of the first allowable range relating to the volume of an arbitrary calibration jig is included in the second allowable range relating to the volume of the calibration jig. vessel.
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|---|---|---|---|---|
| JPS596772U (en) * | 1982-07-05 | 1984-01-17 | 大起理化工業株式会社 | soil physicality measuring instrument |
| JPH075014A (en) * | 1993-06-18 | 1995-01-10 | Sony Corp | Device and method for sucking and dicharging liquid |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596772U (en) * | 1982-07-05 | 1984-01-17 | 大起理化工業株式会社 | soil physicality measuring instrument |
| JPH075014A (en) * | 1993-06-18 | 1995-01-10 | Sony Corp | Device and method for sucking and dicharging liquid |
| JP2012047588A (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Daiki Rika Kogyo Kk | Digital soil physical property measuring apparatus |
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