JPS5925138B2 - Method and device for detecting moisture content of grain to be dried in a grain dryer - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、穀物乾燥機における被乾燥穀物の含水率検出
方法及びその装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for detecting the moisture content of grain to be dried in a grain dryer.

従来、穀物乾燥機に改良が加えられ、加えて、自動的に
測定を行う含水率検出装置が開発され、両者が一体化さ
れて乾燥機の自動化が進められてきた。In the past, improvements have been made to grain dryers, and in addition, moisture content detection devices that automatically measure moisture content have been developed, and the automation of dryers has been advanced by integrating the two.

しかしながら、その実情をつぶさに検討してみると、末
だ完成したものとは言い難い。However, when we examine the actual situation in detail, it is difficult to say that it is complete.

すなわち、乾燥機が如何に改良されたとは言え依然とし
て、被乾燥穀物はその全てが一定の含水率とはならない
のである。In other words, no matter how much the dryer has been improved, the grain to be dried still does not all have a constant moisture content.

つ丑り、穀物は収穫されたとき、すてに各粒間に含水率
の格差を有しており、その顕著なものが未熟粒なのであ
って、それが乾燥経過によって解消することはなく、乾
燥後の放置時間の経過に伴なって徐々に粒間の差異がな
くなっていぐのである。When grains are harvested, there is always a difference in moisture content between grains, and the most noticeable one is immature grains, which do not disappear with the drying process. As time passes after drying, the differences between grains gradually disappear.

他方、含水率測定装置も、自動的にサンプルを採取する
限り、どれが未熟米であるかの判別も不可能であるから
、結局無作為にサンプルを抽出採取することとなる。On the other hand, as long as the moisture content measuring device automatically collects samples, it is impossible to determine which rice is immature rice, so samples are ultimately collected at random.

その結果、乾燥運転開始後所定時間を経て、被乾燥物の
含水率を実測し、その測定値をプロットしていくと、前
回測定時よりも所定時間の乾燥を行っているのだから今
回の実測値は当然に前回の実測値エリも乾燥が進んだ、
低含水率値とならなげればいけない筈なのに、そうぼな
らないという不自然なことが起る。As a result, when we actually measure the moisture content of the material to be dried after a predetermined period of time has passed after the start of the drying operation, and plot the measured values, we find that the drying time has been longer than the previous measurement. Naturally, the value is the actual value from the previous time.Drying has progressed,
An unnatural thing happens where the water content should be low, but it doesn't.

それば、前回測定時には、含まなかった未熟粒を今回測
定時には採取して含むこととなったためである。This is because immature grains that were not included in the previous measurement were collected and included in the current measurement.

そして、このことが、自動含水率検出装置による被乾燥
穀物の含水率検出結果により、穀物乾燥機の運転を停止
制御しようとする場合に、含水率の判断を誤まらせるこ
ととなり、ひいては穀物の過乾燥による品質低下を招来
するという不都合の原因となっていたのである。This can lead to incorrect judgment of the moisture content when trying to control the operation of the grain dryer to stop based on the moisture content detection result of the grain to be dried using the automatic moisture content detection device. This was a cause of inconvenience in that the quality deteriorated due to overdrying.

そこで、本発明は、かかる不都合を回避して、穀物乾燥
機の運転が正確に停止制御されるように穀物中の未熟粒
の混入や被乾燥穀物の粒間格差にも誤まることなく、被
乾燥穀物が所定の含水率値に達したか否か、つまり被乾
燥穀物の含水率値を正確に検出するため、実測して得た
測定値を、前回測定時の補正後の含水率値と乾燥機の性
能等で定まる乾減率と乾燥経過時間とで計算される予想
含水率値に基づいて補正するようにした穀物乾燥機にお
ける被乾燥穀物の含水率検出方法及びその装置を提供す
るのを目的とする。Therefore, the present invention avoids such inconveniences and enables accurate stop control of the operation of the grain dryer without causing any errors in the contamination of immature grains in the grains or the differences between the grains of the grains to be dried. In order to accurately detect whether or not the dried grain has reached a predetermined moisture content value, that is, the moisture content value of the grain to be dried, the measured value obtained by actual measurement is compared with the corrected moisture content value from the previous measurement. To provide a method and apparatus for detecting the moisture content of grain to be dried in a grain dryer, which corrects the moisture content based on the expected moisture content calculated from the drying loss rate determined by the performance of the dryer and the elapsed drying time. With the goal.

以下、本発明を図示した実施例により具体的に説明する
。Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to illustrated embodiments.

まず、本発明の基本的な概念を説明する。First, the basic concept of the present invention will be explained.

穀物乾燥機で乾燥処理する被乾燥穀物は、乾燥機の運転
時間、つまり乾燥時間の経過とともに、その含水率値が
低下していく筈のものである。The moisture content of grains to be dried in a grain dryer is supposed to decrease as the operating time of the dryer, that is, the drying time elapses.

したがって、被乾燥穀物の含水率を連続的に測定しその
測定値をプロットすれば連続線上に表わされるのが当然
である。Therefore, it is natural that if the moisture content of the grain to be dried is continuously measured and the measured values are plotted, they will be represented on a continuous line.

そして、この連続線がどのような形状に表われるかは、
穀物の性状、乾燥機の基本性能および乾燥風の加熱によ
る温度上昇の幅などによって異なるものである。And what kind of shape does this continuous line appear in?
It varies depending on the properties of the grain, the basic performance of the dryer, the range of temperature rise due to heating of the drying air, etc.

機械的に無作為にサンプルを採取して含水率測定を行う
と、その数値が不連続的にプロットされるとしても、他
の大部分は上述の如き連続線で表わされる乾燥の進行を
していると見なすことは妥当であろう。Even if the values are plotted discontinuously when mechanically collecting samples at random and measuring the moisture content, most of the other data show the progress of drying as shown by the continuous line as described above. It would be reasonable to assume that there are.

本発明は、この前提に立って、被乾燥物の含水率値を、
一方で計算した予想含水率値と、他方で実測した測定値
とを比較補正するようにしこのような連続線上にある値
として推定含水率値を得ようとしたものである。Based on this premise, the present invention calculates the moisture content of the dried material by
The calculated expected moisture content value on the one hand and the actually measured value on the other hand are compared and corrected in an attempt to obtain an estimated moisture content value as a value on such a continuous line.

すなわち、単位時間当りの乾燥率をａとし、乾燥時間Ｈ
が経過すれば、被乾燥穀物の含水率ｖ’ｉ ａ Ｈだけ
減少する。That is, let the drying rate per unit time be a, and the drying time H
lapses, the moisture content of the grain to be dried decreases by v'i a H.

そこで、第１回の実測による測定値をＭｌ 、第２回目
の実測による測定値をＭ２ とすれば、第２回目の測定
時の推定含水率値Ｍ２′は次式で得られる。Therefore, if the measured value of the first actual measurement is Ml and the measured value of the second actual measurement is M2, the estimated moisture content value M2' at the time of the second measurement can be obtained by the following equation.

Ｍ２’ ＝Ｋ ＣＭｌ−ａＨＪ＋（１−玉）Ｍ２但し、
Ｋは加重率である（０（Ｋ（１） この場合、第１回の測定値Ｍ１は補正できないのでその
ままであるが第３回目は、前回の測定値Ｍ２ではなく、
推定含水率値Ｍ２′を利用することにより←層積度を増
す。M2' = K CMl-aHJ + (1-ball) M2 However,
K is the weighting rate (0(K(1)) In this case, the first measurement value M1 cannot be corrected and remains unchanged, but the third measurement value is not the previous measurement value M2,
By using the estimated moisture content value M2', the layer stacking degree is increased.

これを第１図でみるとおり、測定間隔をＨ１乾減率を一
定のａとすると、 Ｍ３’＝Ｋ（Ｍ２’−ａＨ）＋（１−Ｋ）Ｍ３ａとなり
、推定含水率値Ｍ３′が測定値Ｍ３と、計算によって得
た予想含水率値（Ｍ２’ −ａＨ）との中間にあり、測
定値の変動を緩和する。As shown in Figure 1, if the measurement interval is H1 and the drying loss rate is constant a, then M3' = K (M2' - aH) + (1 - K) M3a, and the estimated moisture content value M3' is the measured value. It is intermediate between the value M3 and the expected moisture content value (M2' - aH) obtained by calculation, which alleviates the fluctuations in the measured values.

したがって、ｎ回目の測定における推定含水率値は、 Ｍ ｎ’−Ｋ （Ｍｎ’−１−ａＨ）＋（１−Ｋ ）Ｍ
ｎの式で得られる。Therefore, the estimated water content value at the nth measurement is M n'-K (Mn'-1-aH) + (1-K) M
It is obtained by the formula of n.

なお、この場合において、測定時間間隔を変えることは
自由であり、乾減率ａも乾燥が進むにつれて恒率乾燥か
ら減率乾燥に移行するので変化させることが好ましく、
さらに状況に応じて加重率Ｋを、未熟粒の混入割合等を
加味して変化させることが好ましい。In this case, the measurement time interval can be freely changed, and it is preferable to change the drying loss rate a as it shifts from constant rate drying to lapse rate drying as drying progresses.
Furthermore, it is preferable to change the weighting rate K depending on the situation, taking into consideration the proportion of immature grains mixed therein.

次いでこのような補正を行う乾燥機の制御系について説
明する。Next, a dryer control system that performs such correction will be explained.

第２図において制御装置について説明すると、符号１は
自動含水率測定装置の測定部であり、上■部の一回の電
極２，３０間に籾等の穀物を圧砕挾持するようになって
おり、これらの電極２，３間の抵抗値で穀物の含水率が
電気的に測定され、この値は抵抗／電圧変換回路４．Ａ
／Ｄ変換回路５で変換され、更にＡ／Ｄ変換割込制御回
路６を経て指令信号７により演算処理装置８に入力する
。To explain the control device in Fig. 2, the reference numeral 1 is the measuring section of the automatic moisture content measuring device, and grains such as paddy are crushed and clamped between the electrodes 2 and 30 of the upper section 2. , the moisture content of the grain is electrically measured by the resistance value between these electrodes 2 and 3, and this value is measured by the resistance/voltage conversion circuit 4. A
The signal is converted by the A/D conversion circuit 5, and then input to the arithmetic processing unit 8 via the A/D conversion interrupt control circuit 6 as a command signal 7.

演算処理装置８にはクロック発振回路９がらのタイミン
グをとる基準クロック信号がタイマ割込制御回路１０を
経て指令信号３９により入力し、含水率測定及び補正等
のプログラムを予め記憶しているリードオンリメモリ（
ＲＯＭ）１１との間で制御信号１２を用い、且つアドレ
スデータバス１３とＲＯＭデータバス１４により所定の
プログラムデータを得る。A reference clock signal for timing from a clock oscillation circuit 9 is inputted to the arithmetic processing unit 8 as a command signal 39 via a timer interrupt control circuit 10, and a read-only processor 8 stores programs for moisture content measurement and correction in advance. memory(
A control signal 12 is used between the ROM 11 and an address data bus 13 and a ROM data bus 14 to obtain predetermined program data.

符号１５は例えばロータリスインチで構成された含水率
設定スイッチで、この信号がエンコーダ１６でコード変
換される。Reference numeral 15 denotes a moisture content setting switch composed of, for example, a rotary inch, and this signal is converted into a code by an encoder 16.

符号１７．１８．１９は上記測定部で試料を採取して電
極間に挾持させるように動作するリミントスイッチであ
り、これらの含水率設定、各スイッチ動作及び上記実測
の含水率値の信号が入力データバソファ２Ｌ ２２．２
３から制御信号２４により人力データバス２５を経て演
算処理装置８に入力する。Reference numerals 17, 18, and 19 are rimming switches that operate to collect a sample in the measurement section and hold it between the electrodes, and these moisture content settings, each switch operation, and the signal of the actually measured moisture content value are Input data bath sofa 2L 22.2
3 to the arithmetic processing unit 8 via the human power data bus 25 according to the control signal 24.

符号２６は演算処理装置８の演算結果や入力データ等を
一時的に記憶するデータ用ランダムアクセスメモＩＪ（
ＲＡＭ）である。Reference numeral 26 denotes a data random access memory IJ (
RAM).

演算処理装置８の出力データは、上記制御信号２４を用
い出力データバス２７を経て表示制御回路２８、数字表
示器２９に入力され、補正後の含水率測定値として表示
される。The output data of the arithmetic processing unit 8 is input to the display control circuit 28 and the numerical display 29 via the output data bus 27 using the control signal 24, and is displayed as a corrected water content measurement value.

また、測定部１や乾燥機を制御する信号は、データバス
２７、出力データバソファ３０を介してリレードライバ
３１に入力し、これにより測定部のモータを正転させる
前進用リレー３２後退用ＩＪＶ−３３，乾燥機熱源の燃
料停止用リレー３４、送風機停止用リレー３５、温度設
定切換リレー３６，３７．制御装置電源保持用リレー３
８を動作するようになっている。Further, signals for controlling the measuring section 1 and the dryer are inputted to a relay driver 31 via a data bus 27 and an output data bath sofa 30, which causes a forward relay 32 and a backward IJV to rotate the motor of the measuring section forward. -33, dryer heat source fuel stop relay 34, blower stop relay 35, temperature setting switching relay 36, 37. Control device power retention relay 3
8.

第３図に含水率測定及び補正プログラムのフローチャー
トを示す。FIG. 3 shows a flowchart of the moisture content measurement and correction program.

このプログラムはリードオンリメモリ１１に記憶される
もので、このプログラムに基づいて制御されながら一連
の動作を行う。This program is stored in the read-only memory 11, and a series of operations are performed while being controlled based on this program.

以下、プログラムのフローチャートにより本発明の詳細
な説明すると、電源スイツチ投入でスタート状態になり
、必安な動作のすべてが初期の状態にされる。The present invention will be described in detail below with reference to a program flowchart.When the power switch is turned on, the system enters a start state, and all essential operations are brought to an initial state.

次いで、待ち時間が開始され、スタート時のみ零で直ち
に測定が行われ、２回目以降は所定の時間間隔で間欠的
に測定するようになり、測定は例えば５回連続して行わ
れこの実測した含水率値がその都度データ用ランダムア
クセスメモＩＪ（ＲＡＭ）２６に記憶される。Next, the waiting time starts, and the measurement is performed immediately with zero at the start, and from the second time onwards, the measurement is performed intermittently at predetermined time intervals, and the measurement is performed five times in a row for example. The moisture content value is stored each time in a data random access memory IJ (RAM) 26.

その後、含水率設定スイッチ１５の停止含水率Ｍｅが読
込まれ、演算処理装置８でメモリ２６の記憶内容により
５回の測定値の平却値Ｍｎが計算され、初回の測定かど
うかの判断がされて初回測定の場合は実測平均の含水率
値Ｍ、が補正後の含水率値Ｍ（と等しくされ２回目以降
では前回の補正後の含水率値Ｍ’ ｎ−１に基づいて今
回の補正後の含水率値（以下、これを推定含水率値とい
う。Thereafter, the stop moisture content Me of the moisture content setting switch 15 is read, and the arithmetic processing unit 8 calculates the average value Mn of the five measured values based on the contents stored in the memory 26, and determines whether or not this is the first measurement. In the case of the first measurement, the actual measured average moisture content value M is equal to the corrected moisture content value M (and from the second time onward, the current corrected moisture content value is calculated based on the previous corrected moisture content value M' n-1. moisture content value (hereinafter referred to as the estimated moisture content value).

）Ｍｈを算出する。) Calculate Mh.

そしてこの推定含水率値やｎの値等によって、未熟米等
による変動の太さい実測した含水率値を抑制スヘきかど
うかリミッタフラッグセントの判゛断がなされ、乾燥経
過のリミッタ必要時のみここでの判断に基づき上記測定
の際に含水率の変動を抑制するリミッタが開始してリミ
ッタ処理される。Then, based on this estimated moisture content value, the value of n, etc., it is determined whether the limiter flag point should be used to suppress the measured moisture content value, which has large fluctuations due to immature rice, etc., and is used only when a limiter for the drying process is necessary. Based on this determination, a limiter for suppressing fluctuations in water content during the above measurement is started and limiter processing is performed.

また、推定含水率値は上記停止含水率Ｍｅと比較されて
それより小さい場合は直ちに乾燥機停止に移行するか、
大きい場合は測定回数が判断されて所定回数Ｎｃ以前で
は乾減率ａは予め設定したものとしその回数Ｎｃ以降で
は乾減率ａの値を前回までに得られた推定含水率値から
決定される実情に沿った乾減率ａ′に変える。In addition, the estimated moisture content value is compared with the above-mentioned stop moisture content Me, and if it is smaller than that, the dryer is immediately stopped, or
If it is larger, the number of measurements is judged, and before the predetermined number of times Nc, the drying loss rate a is assumed to have been set in advance, and after that number of times Nc, the value of the drying loss rate a is determined from the estimated moisture content value obtained up to the previous time. Change the drying rate a' to match the actual situation.

次いで、測定間隔時間の設定、加重率にの設定がなされ
、過乾燥防止タイマの時間Ｔｅが（Ｍ’ ｎ −Ｍｅ
）／ａ午αの計算で設定され、（α）０で過乾燥防止時
間とする）且つ乾燥終了予告時間（Ｍ’ｎ −Ｍｅ／ａ
’ ）も設定される。Next, the measurement interval time and the weighting rate are set, and the overdrying prevention timer time Te is set to (M' n -Me
)/a pm α, (α) 0 is set as the over-drying prevention time) and the drying end notice time (M'n -Me/a
) is also set.

そして、待ち時間の間、（Ｍ’ｎ−ａ欠Ｈ）で予想され
る予想含水率の表示と乾燥終了予告時間表示が表示器２
９に表示された後、過乾燥防止タイマーのタイムアンプ
判定を行う一連の動作を繰返す。During the waiting time, the expected moisture content predicted by (M'n-a missing H) and the drying completion notice time are displayed on the display 2.
9, the series of operations for determining the time amplifier of the overdrying prevention timer is repeated.

次にこの待ち時間経過後次回の含水率の実測とその補正
等が同様に行われる。Next, after this waiting time has elapsed, the next actual measurement of the moisture content and its correction are performed in the same way.

このような動作を繰返しながら乾燥が終りに近づき、リ
ミッタ処理される等して推定含水率値が漸次停止含水率
Ｍｅに収束し、両者の差がなくなったり、過乾燥防止タ
イマの時間を経過した時点で乾燥機停止されるのである
。As drying approaches the end while repeating these operations, the estimated moisture content value gradually converges to the stop moisture content Me due to limiter processing, etc., and the difference between the two disappears, or the over-drying prevention timer time has elapsed. At this point, the dryer will stop.

このように本発明によると、実測した測定値を乾燥機の
性能等による乾減率と乾燥経過時間及び前回の測定値な
どから算出される予想含水率値により補正するので、従
来のように実測した測定値のみの場合に比べて穀粒間に
存する含水率格差を縮少するようになり含水率値が正確
になる。In this way, according to the present invention, the actually measured value is corrected by the expected moisture content value calculated from the drying loss rate determined by the performance of the dryer, the elapsed drying time, the previous measured value, etc. Compared to the case where only measured values are used, the difference in moisture content between grains is reduced and the moisture content value becomes more accurate.

また乾減率を乾燥経過に伴なって含水率値が低下するに
従って変化させると、一層予想含水率値の精度がますの
で含水率値の測定が正確にできる。Furthermore, if the drying loss rate is changed as the moisture content value decreases with the progress of drying, the accuracy of the expected moisture content value will further increase, allowing accurate measurement of the moisture content value.

そして実測した測定値と予想含水率値とを加重平均する
ようにすれば、両者の加重率を変化させることもできて
、容易に正確な測定値を得る。If the actual measurement value and the expected moisture content value are weighted and averaged, the weighting rate of both can be changed, and an accurate measurement value can be easily obtained.

さらに従来のような実測値でなく補正した正確な値でリ
ミッタフラグを開始するので、乾燥終期における乾燥運
転停止のためのリミッタ処理が、安定的に確実に行われ
る。Further, since the limiter flag is started with a corrected accurate value instead of an actual measured value as in the conventional method, the limiter processing for stopping the drying operation at the end of drying can be performed stably and reliably.

そのうえ、測定時以外の待ち時間中に、計算によって求
められる予想含水率値を待時刻々変化して表示すること
ができ、使用者に安心感を与え、且つ間欠的に測定する
場合のつなぎとして最適である。Furthermore, during the waiting time other than during measurement, the expected moisture content value determined by calculation can be displayed as it changes from time to time, giving the user a sense of security and as a bridge when measuring intermittently. Optimal.

乾減率や加重率の変化により穀物の種類に合った補正、
未熟米等に幻する変動防止を行うことができる。Corrections suitable for grain types by changes in drying rate and weighting rate,
It is possible to prevent fluctuations that may occur due to immature rice, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明による補正原理を説明する線図第２図は
本発明による制御系の回路図、第３図は含水率測定及び
補正用プログラムのフローチャートである。 １・・・自動含水率測定装置の測定部、２，３・・・電
極、８・・・演算処理装置、１１・・・リードオンリメ
モリ、１５・・・含水率設定スイッチ、２６・・・デー
タ用ランダムアクセスメモリ、３２ないし３８・・各種
りＶ −８FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of correction according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a control system according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart of a program for measuring and correcting moisture content. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Measuring part of automatic moisture content measuring device, 2, 3... Electrode, 8... Arithmetic processing unit, 11... Read only memory, 15... Moisture content setting switch, 26... Random access memory for data, 32 to 38...various types V-8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 穀物乾燥機で処理される被乾燥穀物の含水率を実測
して得た測定値を、前回測定時の補正後の含水率値と乾
燥機の性能等で定まる乾減率と乾燥経過時間とで計算さ
れる予想含水率値に基づいて補正し、もって推定含水率
値としたことを特徴とする穀物乾燥機における被乾燥穀
物の含水率検出方法。 ２ 上記乾減率を、乾燥経過に伴なう穀物の含水率値の
低下状態に吋応して、各測定の時点で変化させたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の穀物乾燥機に分
ける被乾燥穀物の含水率検出方法。 ３ 上記補正は、実測した測定値と、予想含水率値との
加重平均により行うようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は２項記載の穀物乾燥機における被乾
燥穀物の含水率検出方法。 ４ 穀物乾燥機に装着され、乾燥機で処理される被乾燥
穀物の含水率を実測する測定部と、この測定部から送ら
れる実測した測定値及び演算結果を記憶する記憶装置と
、クロック発振回路の指令信号に基づいて制御信号を発
するプログラム記憶装置と、この制御信号により所定の
演算を行う演算処理装置とを有し、前記実測した測定値
を、前回の補正後の含水率値と乾燥機における乾減率と
乾燥経過時間とから計算して得られる予想含水率値に基
づいて補正するようにしたことを特徴とする穀物乾燥機
における被乾燥穀物の含水率検出装置。[Scope of Claims] 1. The measured value obtained by actually measuring the moisture content of grain to be dried processed in a grain dryer is determined by the drying loss determined by the corrected moisture content value from the previous measurement and the performance of the dryer. 1. A method for detecting moisture content of grain to be dried in a grain dryer, characterized in that the moisture content is corrected based on an expected moisture content calculated from a drying rate and an elapsed drying time to obtain an estimated moisture content. 2. The grain according to claim 1, wherein the drying rate is changed at each measurement time in response to a decrease in the moisture content of the grain as the drying process progresses. A method for detecting the moisture content of dried grains that are separated into dryers. 3. The moisture content of the grain to be dried in the grain dryer according to claim 1 or 2, characterized in that the above correction is made by a weighted average of the actually measured value and the expected moisture content value. rate detection method. 4. A measurement unit attached to the grain dryer to actually measure the moisture content of the dried grain processed by the dryer, a storage device that stores the actual measured values and calculation results sent from this measurement unit, and a clock oscillation circuit. It has a program storage device that issues a control signal based on the command signal of the dryer, and an arithmetic processing device that performs a predetermined calculation based on the control signal, and the dryer 1. A moisture content detection device for grain to be dried in a grain dryer, characterized in that the moisture content is corrected based on an expected moisture content value calculated from the drying loss rate and elapsed drying time.