JPS63132150A - 穀物の含水率測定装置 - 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〕 この発明は穀物の含水率測定装置に係り、特に乾燥する
穀物の停止含水率精度を向上し得て過乾燥を防止し得る
穀物の含水率測定装置に関する。

〔従来の技術〕

収穫した穀物を乾燥機によって乾燥する際には、乾燥進
度を判断するために乾燥中の穀物の含水率を把握する必
要がある。そこで、従来は、一の測定時期に一定回数穀
物の含水率を測定してその平均値を算出し、この平均値
をその時点での穀物の含水率としていた。また、一の測
定時期の間隔は、穀物の乾燥進度に応じ漸次短縮してい
る（特公昭６０−１６５７４号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、乾燥機内の乾燥される穀物を母集団Ｎ（μ、
σ２）（μ：平均値、σ　：標準偏差）とすると、σ２
は時間の経過とともに減少する。条件の良い穀物、即ち
含水率の略一定している穀物であれば、σ２は乾燥終期
に充分収束するので、例えば乾燥初期の測定回数よりも
少ない回数の含水率の測定によっても母集団Ｎの含水率
を充分に推定し得る値が得られる。ところが、前述の如
く一の測定時期に一定回数の含水率を測定するものにあ
って穀物を破壊して測定する装置は、全乾燥工程を通し
て多数回の測定を行うことになり、サンプル数の無用な
増加を招くとともに装置寿命の短縮を招く不都合がある
。

一方、異なる圃場や青未熟米の混入等により含水率が一
定していす差を有している穀物にあっては、乾燥終期に
おいてもσ２が充分に収束しない。このため、このよう
な状況で母集団Ｎの含水率の平均値μを推定するには、
相当多くの測定回数を必要とすることになり、想定以上
に含水率にバラツキがある場合には、停止含水率精度の
悪化を招（ことになる。

以上より、測定回数が一定だと、母集団Ｎのバラツキが
小さい場合には不都合があり、またバラツキが大きい場
合にも不都合がある。

また、穀物の乾燥進度に応じ一の測定時期の間隔を漸次
短縮する装置にあって、含水率のバラツキが大きい場合
に平均値をもって次回の測定時期を設定すると、想定以
上に乾燥進度が進捗していて過乾燥になる問題があった
。また、測定時期の間隔を短くしても、含水率のバラツ
キが大きい場合には、乾燥機内の穀物の母集団Ｎの平均
値μを推定し得ない問題があり、この結果、停止含水率
精度が低下する不都合を生じた。

〔発明の目的〕

そこで、この発明の目的は、乾燥する穀物の測定用サン
プル数を減少し得て停止含水率精度を向上し得るととも
に過乾燥を防止し得る穀物の含水率測定装置を実現する
ことにある。

Ｃ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、一の測定時期に
穀物の含水率を連続所定回数測定しその平均値により乾
燥機の乾燥運転停止を判定する穀物の含水率測定装置に
おいて、前記穀物の含水率を測定し含水率データに変換
する含水率測定手段と、この含水率測定手段により一の
測定時期に連続所定回数測定して得た所定数の含水率デ
ータを入力し平均値データを算出する平均値計算手段と
、前記含水率測定手段により一の測定時期に連続所定回
数測定して得た所定数の含水率データを入力し標準偏差
データを算出する標準偏差計算手段と、少なくとも前記
標準偏差データに基づいて一の測定時期に測定すべき穀
物の含水率の連続所定回数と一の測定時期の間隔とを演
算し前記含水率測定手段を作動制御する制御手段とから
構成したことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、含水率測定手段により一の測
定時期に連続所定回数測定して得た所定数の含水率デー
タから平均値計算手段と標準偏差計算手段により平均値
データと標準偏差データとを算出する。制御手段は、少
なくとも前記標準偏差データに基づいて一の測定時期に
測定すべき穀物の含水率の連続所定回数と一の測定時期
の間隔とを演算し、含水率測定手段を作動制御する。

これにより、穀物の含水率のバラツキが大きい場合には
一の測定時期に測定すべき連続所定回数を多くする一方
、含水率のバラツキが小さい場合には一の測定時期に測
定すべき連続所定回数を少なくして、無用なサンプル抽
出を行うことなく平均値の推定精度を高める。また、含
水率のバラツキが大きい場合には、一の測定時期の間隔
を短く設定して乾燥進度を精細に監視する。

〔実施例〕

次にこの発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１〜８図は、この発明の実施例を示すものである。

第１図において、穀物乾燥機２は、貯留部４、乾燥部６
、集穀部８を有している。揚穀機１０で揚上した穀物は
、上部搬送具１２により搬送されて貯留部４内に均分落
下される。穀物は、乾燥部６で乾燥した後、集穀部８に
集められて下部搬送具１４により揚穀機下部まで移送さ
れ、再び揚上されるという循環を繰返す間に乾燥される
。

前記乾燥部６には、穀物を熱風により乾燥させるべく前
面側には高温の空気を発生する燃焼機１６を設けるとと
もに背面側には高温の空気を吸引排出する排風機１８を
設け、これにより乾燥部６に熱風を貫流させ穀物を乾燥
する。この燃焼機１６の前面には、制御盤２０を設けて
いる。また、乾燥機２の前面側には、張込まれた穀物の
水分値を検知する水分計２２を設けている。

第２図は、前記制御盤２０であり、乾燥機２各部の動作
状態を表示するモニタ表示２４、数字表示器２６、運転
スイッチ２８、停止スイッチ３０、停止含水率設定スイ
ッチ３２、穀物種類設定スイッチ３４等を設けている。

第３図は、この発明による穀物の含水率測定装置のブロ
ック図で、３６は含水率測定手段、３８は平均値計算手
段、４０は標準偏差計算手段、４２は制御手段である。

前記含水率測定手段３６は、穀物の含水率を測定し含水
率データに変換する。前記平均値計算手段３８は、含水
率測定手段３６により一の測定時期に連続所定回数測定
して得た所定数の含水率データを入力し前記乾燥機２の
乾燥運転停止を判定すべき平均値データを算出する。前
記標準偏差計算手段４０は、前記含水率測定手段３６に
より一の測定時期に連続所定回数測定して得た所定数の
含水率データを入力し標準偏差データを算出する。前記
制御手段４２は、前記標準偏差計算手段４０から入力す
る標準偏差データに基づいて一の測定時期に測定すべき
穀物の含水率の連続所定回数と一の測定時期の間隔とを
演算し前記含水率測定手段３６を作動制御する。

これら各手段３６〜４２からなるこの発明による穀物の
含水率測定装置は、第４図の如く回路構成している。

図において、４４は試料穀物を圧砕挾持して電気抵抗を
測定する一対の電極で、リニアライズ回路より構成する
抵抗／電圧変換回路４６により前記電極４４間に生じた
抵抗値を電圧に変換する。

Ａ／Ｄ変換回路４８は、抵抗／電圧変換回路４６の電圧
を入力しデジタル信号に変換する。これら電極４４、抵
抗／電圧変換回路４６、Ａ／Ｄ変換回路４８により、前
記含水率測定手段３６は構成されている。

３２は乾燥機の停止含水率（被乾燥物がその含水率に達
したとき乾燥機が停止する）を設定する例えばロータリ
スイッチで構成された停止含水率設定スイッチ、３４は
例えばロークリスイッチ等の接点と穀物種類とを対応さ
せた穀物種類設定スイッチ、５０はこれら停止含水率設
定スイッチ３２、穀物種類設定スイッチ３４からの設定
信号を停止含水率信号、穀物種類信号に変換して後述の
入力データバッファに出力するマルチプレクサである。

このマルチプレクサ５０には、前記一対の電極４４を接
離する駆動モータ（図示せず）の位置検出用リミットス
イッチ５２からの信号も入力する。また、３６は含水率
測定手段、５４はテスト動作指令用のテストスイッチ、
５６はタイマその他の制御のタイミングをとるための基
準クロックを発振するクロック発振回路である。以上の
ものは、入力部を構成している。

平均値計算手段３８、標準偏差計算手段４０、制御手段
４２を構成するマイクロコンピュータ５８は、以下の如
く構成されている。即ち、各種データを一時記憶するレ
ジスタ・各種の演算処理および制御を行う演算処理装置
６０と、この演算処理装置６０の指令で時間を自由に設
定可能なタイマ回路およびタイマ動作完了をこの演算処
理装置６０に割込指令する回路からなるタイマ割込制御
回路６２と、演算処理装置６０の指令によりＡ／Ｄ変換
回路４８にＡ／Ｄ変換スタートを指令する回路および変
換完了を演算処理装置６０に割込指令する回路からなる
Ａ／Ｄ変換割込制御回路６４とよりなっている。

さらに、測定プログラムを予め記憶しているリードオン
リメモリ　（以下ＲＯＭと称す）６６と、演算処理装置
６０により平均値の演算結果や含水率・穀物種類などの
入力データ等を一時的に記憶する複数の記４ｉ　？Ｊ域
からなるリードおよびライト可能なデータ用ランダムア
クセスメモリ　（以下ＲＡＭと称す）６８と、演算処理
装置６０から送られた含水率の各データを表示信号にコ
ード変換するデコーダおよび後述の表示器８６を駆動す
る駆動回路からなる表示制御回路７０と、演算処理装置
６０からの制御信号ライン７２による指令でＡ／Ｄ変換
回路４８、マルチプレクサ５０、テスト用スイッチ５４
からのデータを一時記憶しそれぞれ入力データバス７４
に出力する入力データバッファ７６・７８・８０と、演
算処理装置６０から出力データバス８２で伝送された出
力データを演算処理装置６０の制御信号ライン７２によ
る指令で一時記憶する出力データバソファ８４とから、
マイクロコンピュータ５８は構成されている。

このマイクロコンピュータ５８の表示制御回路７０は、
含水率の各種データを表示すべく表示器８６に数値を表
示させ、リレードライバ８８は出力データバッファ８４
に一時記憶されたデータに従ってモータや燃料停止用等
のリレ一群９０を駆動する。なお、図中９２は演算処理
装置６０からＲＯＭ６６にアドレスデータを伝送するＲ
ＯＭアドレスバス、９４はプログラムデータを演算処理
装置６０に伝送するＲＯＭデータバス、９６は演算処理
装置６０からタイマ割込制御回路６２へのタイマスター
　；・指令信号と演算処理装置６０へのタイマ割込信号
とを伝送するタイマ割込制御信号ライン、９８は演算処
理装置６０からＡ／Ｄ変換割込制御回路４８へのＡ／Ｄ
変換スタート指令信号と演算処理装置６０へのＡ／Ｄ変
換割込信号とを伝送するＡ／Ｄ変換割込信号ラインであ
る。

次にこの発明の作用を第５〜８図について説明する。

この発明の含水率測定装置は、第５図のメインルーチン
に示す如く、制御が５ＴＡＲＴ　（１００）すると、一
の測定時期に含水率を予め定めた連袂所定回数測定し、
この測定により得た含水率から平均値と標準偏差とを算
出する（２００）。

平均値により乾燥運転を停止するか否かを判断（３００
）する。停止含水率に達していないＮＯの場合には、一
の測定時期の間隔、即ち次の測定までの待ち時間を少な
くとも前記標準偏差に基づいて、この実施例では標準偏
差と平均値とに基づいて決定（４００）Ｌ、設定した待
ち時間を経過（５００）した後に、再び前述測定ステッ
プ（２００）を実行する。前記平均値により乾燥運転を
停止するか否かの判断（３００）において、停止含水率
に達しているＹＥＳの場合には、乾燥機２の運転を停止
（６００）Ｌ、ＥＮＤ　（７００）　になる。

さらに、前記測定と待ち時間の決定とのサブルーチンを
第６・７図に従って詳述する。

第６図に示す如く、測定のサブルーチンは、５ＴＡＲＴ
　（２０２）すると、先ず一の測定時期に含水率を予め
定めた連続所定回数ｎ０測定（２０４）する。この測定
により得た所定数の含水率より、標準偏差ｆ−を算出（
２０６）する。この算出した標準偏差Ｊ■７を定数とし
て設定した標準偏差σ１１　σ　２、σ３・・・σｎ　
（ただし、　σ１〉　σ　２〉　σ　３〉・・・〉　σ
ｎ）と順次に比較し、測定回数ｎを定数として設定した
ｎｌ、、ｎ　２、ｒｚ　　３　＝　ｒｚ　ｎ（ただし、
ｎｌ＞　ｒｚ　　２　＞　ｎ３　＞・・・＞　ｎｎ　）
のいずれが−に設定（２０８〜２１８）する。

即ち、算出した標準偏差Ｊｖ７が設定した標準偏差σ１
以上であるか否かを判断（２０８）Ｌ、ＹＥＳの場合に
は測定回数ｎをｎｌに設定（２１０）する。ＮＯの場合
は、算出した標準偏差ＪＴ７が設定した標準偏差σ　２
以上であるが否かを判断（２１２）Ｌ、ＹＥＳの場合に
は測定回数ｎをｎ　２に設定（２１４）する。さらに、
ＮＯの場合には、算出した標準偏差Ｊ■−一が設定した
標準偏差σヨ以上であるが否かを判断（２１６）し、Ｙ
ＥＳの場合には測定回数ｎをｎ３に設定（２１８）する
、というルーチンを順次にσｎ　　’　　ｎ　ｎまで実
行する。

つまり、第８図に示す如く、乾燥機２内の母集団Ｎは、
時間Ｔの経過とともに停止含水率Ｍに収束するものであ
るが、時間Ｔ１においては母集団Ｎの標準偏差が大きい
ので、測定回数が少ないと算出した平均値は母集団Ｎの
平均値に対して差を生ずることになる。ここで、測定回
数をｎとすると、平均値の標準偏差は１．／ｆ正になる
。従って、測定回数ｎを多くすれば、母集団Ｎの平均値
に近い値になることになる。なお、時間Ｔ１には、測定
回数ｎをｎｌ　＞　ｒｚ　　２とした場合の分布を示し
ている。時間Ｔ４においては、バラツキは小さくなるの
で測定回数を少なくすることができる。このように、算
出した標準偏差ｆｉが大でバラツキが大きい場合には測
定回数ｎを多く設定し、一方、算出した標準偏差Ｊ■７
が小でバラツキが小さい場合には測定回数ｎを少なく設
定することにより、サンプルの無用な抽出を行うことな
く平均値の推定精度を高めることができる。

前記設定した測定回数ｎ１・・・ｎｎにより一の測定時
期に含水率を連続して測定（２２０）Ｌ、得られた所定
数の含水率より平均値μを算出（２２２）Ｌ、前記得ら
れた所定数の含水率より標準偏差ｆＴを算出（２２４）
Ｌ、ＥＮＤ（２２６）になる。

この測定のサブルーチンにより得た平均値μによって乾
燥運転を停止するか否かを判断（６００）し、停止含水
率に達している場合には乾燥機２の運転を停止する。一
方、停止含水率に達していない場合には、第７図に示す
待ち時間の決定のサブルーチンを実行する。

第７図に示す如く、待ち時間の決定のサブルーチンは、
第５図に示すメインルーチンの乾燥運転を停止するか否
かの判断（６００）において停止含水率に達していない
場合に５ＴＡＲＴ　（５０２）し、次の測定までの待ち
時間ｔを少なくとも標準偏差に基づいて、この実施例で
は前記測定のルーチンで算出した標準偏差ｆＴと平均値
μとに基づいて決定する。

第８図の時間Ｔ２において、前記測定のサブルーチンに
より算出した平均値をμ、算出した標準偏差をｆＴとす
る。算出した平均値μが所定平均値μ。以上であるか否
かを判断（５０４）する。ＹＥＳの場合には、算出した
平均値μと設定した平均値μｍ、μ２、μ３・・・（た
だし、μｍ〉μ　２〉μ　３〉・・・〉μｎ）とを順次
に比較判断し、待ち時間ｔをｔ　１、ｔ　２、ｔ　３・
・・（ただし、　ｔｌ＞ｔ２＞ｔ３＞・・・＞　　ｔ　
　ｎ）のいずれか−に決定するルーチン（５０６〜５１
６）を実行する。即ち、算出した平均値μが設定した平
均値８１以上であるか否かを判断（５０６）Ｌ、ＹＥＳ
の場合には待ち時間ｔをｔｌに決定（５０８）する。Ｎ
ｏの場合には、算出した平均値μが設定した平均値８２
以上であるか否かを判断（５１０）Ｌ、ＹＥＳの場合に
は待ち時間ｔをｔ　２に決定（５１２）する。さらに、
ＮＯの場合には、算出した平均値μが設定した平均値８
３以上であるか否かを判断（５１４）Ｌ、ＹＥＳの場合
には待ち時間ｔヲｔ　　３に決定（５１６）する、とい
うルーチンをμｎ−ｔｎまで実行する。つまり、算出し
た平均値μが所定平均値μ。以上である場合には、平均
値μで定まる待ち時間ｔ　１・・・ｔ、　　ｎに決定し
てＥＮＤ　（５１８）となり、決定した待ち時間ｔ　１
・・・ｔｎが経過した後に前述測定のルーチンを実行す
る。

一方、ステ・ノブ５０４においてＮＯの場合には、以下
の如（待ち時間を決定する。

先ず、算出した平均値μと設定した平均値μ°　１、μ
゛　２、μ゛　３・・・・・・（ただし、（μ。）〉　
μ　゛　１　〉　μ゛　２〉　μ　゛　３〉・・・）と
を順次に比較判断し、待ち時間ｔをｔ’ｌ、ｔ’２、　
ｔ’３・・・（ただし、　ｔ”　ｌｅｔ　“　２＞ｔ’
３＞・・・）のいずれか−に決定するルーチン（５２０
〜５２８）を実行する。なお、このルーチン（５２０〜
５２８）における時間ｔ’ｌ、ｔ’２、ｔ′　ヨ・・・
と前述ルーチン（５０６〜５１６）における時間ｔ　１
、ｔ　２、　ｔ　３・・・とは、　ｔｌ＞ｔ２＞ｔ３＞
・・・・・・＞　　ｔ　　ｎ＞ｔ’ｌ＞ｔ’　　２＞ｔ
’　　３＞・・・の関係に設定しである。

次いで、算出した標準偏差、７と設定した標準偏差σ゛
　１、σ゛　２、σ“　３、・・・（ただし、σ°　１
〉σ”　２〉σ゛　３〉・・・〉σｌｎ）とを順次に比
較判断し、待ち時間ｔをｔ　”１、ｔ　”２、　ｔ　３
・・・ｔ　　ｎ”　　（ただし、　ｔ　”１＜ｔ”２＜
ｔ　　”３く・・・ｔｎ″）のいずれか−に決定するル
ーチン（５３０〜５３８）を実行する。

この標準偏差、／７により決定した待ち時間ｔｌ・・・
ｔ　ｎが前記平均値μにより決定した待ち時間ｔｌ　１
・・・ｔ’ｎ以下か否かを判断（５４０）Ｌ、、ＹＥＳ
の場合には待ち時間ｔを標準偏差ｆＴにより決定した待
ち時間ｔ　”１・・・ｔ　ｎ（５４２）としてＥＮＤ　
（５１８）となる。一方、Ｎｏの場合には、平均値μに
より決定した待ち時間ｔ’１・・・ｔ’ｎ、（５４４）
としてＥＮＤ　（５１８）となる。

即ち、第８図に示す如く、時間Ｔ２において算出した平
均値μにより決定した待ち時間ｔ゛で次の測定時期の時
間Ｔ４を設定すると、停止含水率ＭよりもΔＭだけ過乾
燥になる不都合がある。

そこで、平均値μにより決定される待ち時間ｔ’１・・
・ｔ’ｎよりも短い標準偏差、／７により決定される待
ち時間ｔ　”１・・・ｔ　ｎで次の測定時期の時間Ｔ３
を設定することにより、過乾燥を防止することができる
とともに、時間Ｔ３においてさらに短い待ち時間ｔ　”
を決定することにより停止含水率にさらに近づけること
ができ、停止含水率精度を向上することができる。

〔発明の効果〕

このようにこの発明によれば、含水率測定手段により一
の測定時期に連続所定回数測定して得た所定数の含水率
データから平均値計算手段と標準偏差計算手段により平
均値データと標準偏差データとを算出する。制御手段は
、少なくとも前記標準偏差データに基づいて一の測定時
期に測定すべき穀物の含水率の連続所定回数と一の測定
時期の間隔とを演算し、含水率測定データを作動制御す
る。

このように、穀物の含水率のバラツキが大きい場合には
一の測定時期に測定すべき連続所定回数を多くする一方
、含水率のバラツキが小さい場合には一の測定時期に測
定すべき連続所定回数を少なくして、無用なサンプル抽
出を行うことなく平均値の推定精度を高め、また、含水
率のバラツキが大きい場合には、一の測定時期の間隔を
短く設定して乾燥進度を精細に監視するので、停止含水
率の精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図はこの発明の実施例を示し、第１図は穀物乾
燥機の側面図、第２図は制御盤の拡大正面図、第３図は
含水率測定装置の概略ブロック図、第４図は制御回路の
ブロック図、第５図は制御のメインルーチンのフローチ
ャート、第６図は測定のサブルーチンのフローチャート
、第７図は待ち時間の決定のサブルーチンのフローチャ
ート、第８図は含水率の時間経過に対する乾燥曲線と母
集囲の関係を示す図である。 図において、２は穀物乾燥機、４は貯留部、６は乾燥部
、８は集穀部、１０は揚穀機、２ｏは制御盤、２２は水
分計、３６は含水率測定手段、３８は平均値計算手段、
４０は標準偏差計算手段、４２は制御手段、５８はコン
ピュータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一の測定時期に穀物の含水率を連続所定回数測定しその
   平均値により乾燥機の乾燥運転停止を判定する穀物の含
   水率測定装置において、前記穀物の含水率を測定し含水
   率データに変換する含水率測定手段と、この含水率測定
   手段により一の測定時期に連続所定回数測定して得た所
   定数の含水率データを入力し平均値データを算出する平
   均値計算手段と、前記含水率測定手段により一の測定時
   期に連続所定回数測定して得た所定数の含水率データを
   入力し標準偏差データを算出する標準偏差計算手段と、
   少なくとも前記標準偏差データに基づいて一の測定時期
   に測定すべき穀物の含水率の連続所定回数と一の測定時
   期の間隔とを演算し前記含水率測定手段を作動制御する
   制御手段とから構成したことを特徴とする穀物の含水率
   測定装置。