JPH036448B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は穀物の等級・重量測定装置に関し、
特に例えば籾や玄米や麦等の穀物の重量測定に関
連して自動的に等級を測定し、好ましくは等級測
定に併せて、該穀物の重量を測定する場合に平均
的な水分率における重量に換算して自動的に換算
重量を測定するような、穀物の等級・重量測定装
置に関する。

たとえば、籾が玄米や麦等の穀物は、粒の大き
さにより等級（ランク付け）が異なり、等級によ
つて取引価格も異なることが知られている。この
ため、籾等の穀物を農家が農協へ出荷する場合、
農協では籾の等級判別と重量を計測し、それに基
づいて代金を支払つている。そこで、籾等の穀物
の等級を判別する場合、従来では、単位容積（例
えば１）の穀物を抜取りその重量を計測して単
位容積当りの重量に基づいて人為的に等級を判別
したり、一定数の粒（例えば千粒）の穀物を抜取
りその重量または容積を計測して単位粒数当りの
重量または容積に基づいて人為的に等級を判別し
ていた。ところが、従来の等級判別方法は、抜取
り検査であるため、受入穀物全体として等級の基
準となる単位容積当りの重量、または単位粒数当
りの重量（容積）にばらつきがあると、全ての穀
物が抜取り検査した一部の穀物の等級に決められ
てしまい、等級判別誤差が著しいという問題点が
あつた。また、抜取り検査によつて等級判別する
のは、等級判別のために時間と労力を要するた
め、迅速かつ自動的に等級判別できることが望ま
れる。

また、籾や玄米や麦等の穀物は、乾燥の程度お
よび種類によつて穀物に含まれる水分の比率が異
なり、穀物の重量を計測する場合に水分率の差異
によつて実際に計測した重量と穀物の乾燥の程度
および種類別に定まる平均的な水分率における重
量とが異なることが知られている。このため、た
とえば籾を農家から農協へ出荷する場合、籾の水
分率が平均的な水分率よりも高ければ出荷後に水
分率が低下して出荷時の重量よりも目減りするこ
とになる。そこで、実際には、籾の水分率によつ
て出荷時に計測した重量を平均的な水分率の重量
に換算する必要があつた。

第１図は従来の穀物の水分率を計測する場合の
図解図である。図において、従来では、籾などの
穀物を計測する場合、一旦ホツパー１１に入れ、
ホツパー１１内の穀物の重量を計測している。こ
のとき、穀物の実際の水分率と平均的な水分率と
の差異による計測重量の補正を行うために、ホツ
パー１１の一部に抜取経路１２を形成しておき、
少量（例えばホツパー１１内に貯留されている穀
物の重量の約1/1000）を抜取経路１２を介して容
器１３へ抜取り、容器１３に入れられた穀物のサ
ンプルを水分率測定器１４で人為的に計測してい
た。すなわち、従来では、水分率測定器１４に
は、サンプルされた微少量の穀物が入れられ、サ
ンプルされた穀物の水分率を計測し、水分率計測
器１４のメータで指示される水分率を人為的に読
取り、伝票などに記録しておく。そして、計測さ
れた穀物の水分率と穀物の種類別の平均的な水分
率（以下基準水分率）との差を算出し、卓上計算
機等を用いて、計測された重量と差の水分率とに
基づいて基準水分率に換算した重量を算出してい
た。

ところが、従来のように穀物をサンプリングし
て計測した水分率に基づいて穀物の重量を算出す
るのは、穀物をホツパー１１へ入れる毎にサンプ
リングしなければならず、その後で人為的に計算
しなければならないため、穀物重量計測に際して
非常に手間がかかり、労力を必要とする問題点が
あつた。また、計測した水分率の穀物の重量を基
準水分率の重量に換算しているが、サンプルした
穀物の水分率とサンプルされなかつたホツパー１
１内に貯留されいる穀物の水分率とに隔たりがあ
ると、換算重量に誤差が生じ易いという問題点も
あつた。さらに、水分率計測器１４でサンプリン
グした穀物の水分率を読取る場合、メータを読取
るときに誤差が生じたり、ときにはメータを読取
る人の人的感情まで介入し、トラブルの原因とな
るなどの問題点もあつた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、上述の
問題点を解消するためになされたもので、穀物の
等級を迅速かつ高精度に測定でき、等級の測定の
ための労力を要することなく自動的に行えるよう
な、新規な穀物の等級・重量測定装置を提供する
ことである。

この発明の他の目的は、穀物の等級測定に併せ
て重量測定を同時的に行えるような、穀物の等
級・重量測定装置を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、穀物の等級測定
に併せてその穀物の重量を測定する場合に、穀物
の実際の水分率に基づいて穀物の種類によつて定
まる平均的な水分率に換算した重量の測定が自動
的に行えるような、穀物の等級・重量測定装置を
提供することである。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は図面を参照して行う以下の詳細な説明から一
層明らかとなろう。

この発明を要約すれば、穀物受入容器へ単位重
量の穀物を供給し、該穀物受入容器の上部に設け
られた嵩高検出手段の配設位置と単位重量の穀物
の上面の間隔を嵩高検出手段で検出して嵩高さを
求め、検出された嵩高値と予め設定されている穀
物の種類に応じた複数の等級別の基準嵩高値とに
基づいて等級を判別する。また、穀物受入容器内
の前記嵩高検出手段配設位置よりも下側（高さ方
向のほぼ中央）位置に水分率検出手段を設け、予
め設定している基準水分率を検出された水分率と
の差異に基づいて基準水分率に換算した重量を演
算する。そして、判別された穀物の等級、または
等級と基準水分率に換算された重量を表示手段で
表示しまたは印字手段で印字して表現することに
より、測定している係員に知らせるようにしたも
のである。

第２図はこの発明の穀物等級・重量測定装置が
適用された一例の穀物の処程を表わ図解図であ
り、等級測定に合せて重量計測する場合を示す。
図において、穀物が穀物載置部２１上に置かれる
と、該穀物は漏斗状の通路２２を介してコンベア
２３上へ定量ずつ落下しかつコンベア２３でバケ
ツトコンベア２４の入口まで移送される。そし
て、バケツトコンベア２４が穀物を上方へ持上げ
て粗選機２５へ供給すると、粗選機２５は穀物に
含まれているごみ等を選別して取出したのち該穀
物を受入れホツパー２６へ供給する。この受入れ
ホツパー２６の下側出口には、バルブ２７が形成
されてる。バルブ２７が開いたとき、受入れホツ
パー２６に貯留されている穀物が下側に配設され
ている計量ホツパー（穀物受入容器）３０（後述
の第３図で詳細に説明する）へ供給される。この
計量ホツパー３０の下側出口には、バルブ２８が
形成されている。そして、バルブ２８が開いたと
きに、それまで計量ホツパー３０に貯留されてい
る穀物が放出され、バケツトコンベア２９で穀物
を処理するための穀物処理工程（例えば穀物が籾
であれば乾燥、選別、貯留籾摺し工程、玄米であ
れば貯留精米工程など）の方へ移送される。な
お、後述の第５図で詳述するが、計量ホツパー３
０に予め定める単位重量の穀物を供給するまでバ
ルブ２７が開かれかつバルブ２８が閉じられ、計
量ホツパー３０に単位重量の穀物を供給したの
ち、穀物の等級を測定（必要に応じて水分率の計
測や換算重量を計測）するのに要する時間の間バ
ルブ２７および２８が閉じられ、計測後計量ホツ
パー３０に貯留されている穀物が放出されるまで
バルブ２８を開きかつバルブ２７を閉じるよう
に、両バルブ２７，２８の開閉状態が制御され
る。

第３図はこの発明の特徴となる穀物の等級測定
および重量を計測し得るように構成された計量ホ
ツパー３０の一例の図解図である。構成におい
て、計量ホツパー３０は、金属材料から成るホツ
パー容器３１で穀物受入容器を構成する。このホ
ツパー容器３１内における単位重量の穀物を供給
した状態で穀物の上面に関連する位置（例えば最
も嵩高の低いレベルよりも少し下側の位置）に
は、棒状の嵩高検出用電極３２が配設される。と
ころで、穀物の品質が良いことを表わす等級（以
下上位の等級と称す）ほど１粒当りの体積が大き
く（または同じ水分率であれば重量が重く）品質
が良くないことを表わす等級（以下下位の等級と
称す）ほど１粒当りの体積が小さいことが知られ
ている。また、穀物の嵩高が上昇すると、嵩高検
出用電極（以下単に電極と称す）３２の上方にあ
る穀物の量が増える。この電極３２とホツパー容
器３１間に高周波電源を加えると、電極３２より
上にある穀物の量が多い程、電気力線が比誘電率
の大きい水分を含んだ穀物を通過する割合が多く
なるので、電極３２とホツパー容器３１との間に
生じる静電容量が増加し、嵩高の上昇と静電容量
の増加とがほぼ直線的に相関して変化することが
実験結果（後述の第４図参照）により明らかにな
つた、すなわち、静電容量が増加すると、嵩密度
の逆数（／Kg）が増加し、ひいては単位重量当
りの嵩高が増加することになる。したがつて、こ
の計量ホツパー３０は、ホツパー容器３１内に単
位重量の穀物が供給された状態において電極３２
と穀物の上面位置（すなわち嵩高）によつて変化
する、電極３２とホツパー容器３１との間に生ず
る静電容量に基づいて、ホツパー容器３１内に貯
留されいる穀物の嵩高を検出することできる。

ところで、前述のごとくして、穀物の嵩高を検
出するたためには、前記ホツパー容器３１へ単位
重量の穀物が供給されたことを検出する必要があ
る。

そこで、ホツパー容器３１の重量を検出するた
めに、次のように構成される。すなわち、計量ホ
ツパー３０の両側面には、固定部材３３１が固着
されていて、該固定部材の一端が四角に枠組した
秤桿３３２のp1点に連結され、固定部材３３１
の他端が「コ」字状に枠組した秤桿３３３のp2
点で連結され、p1点とp2点のほぼ中間点p3にお
いて秤桿３３２と３３３が連結される。そして、
p1点とp3点との間のp4点およびp2点とp3点の間
のp5点が上部から吊される。これによつて、秤
桿３３２と３３５とがバランスをとつてホツパー
容器３１を垂下した状態を保持する。この秤桿３
３２の一端は、荷重を伝達する部材３５（例えば
スチールテープ）を通して力平衡部に接続され、
軸に固着された片振子錘３４とバランスする軸に
は重量検知部の一例のロータリエンコーダ３６と
重量を表示する指針３７が固着される。これによ
つて、ホツパー容器３１が空の場合と穀物の入つ
ている状態とで、秤桿３３２のバランス錘連結部
の斤量状態が異なることにより、指針３７でホツ
パー容器１内で供給された穀物の重量を視覚的に
知ることができ、しかも指針３７の回転軸に連結
されているロータリエンコーダ３６の軸が回転す
ることによつて重量に相関したコード化信号を発
生する。

また、前記ホツパー容器３１の電極３２の取付
高さ位置よりも下側に、ホツパー容器３１内に貯
留されている穀物の水分率を検出するための水分
率検出用電極（以下単に電極と称す）３８が配設
される。この電極３８とホツパー容器３１間に高
周波電源を加えると、穀物に含まれる水分が増大
するほど、電極３８とホツパー容器３１の間の静
電容量が増加するため、電極３８とホツパー容器
３１の壁面間における静電容量を検出することに
より、穀物の水分率を検出することができる。

第４図は前記計量ホツパー３０を用いて穀物
（例えば籾）の嵩高と静電容量との関係を実験的
に測定した特性図である。

ところで、本件発明の具体的な説明に先立ち、
本件の発明の理解を助けるために、本件発明によ
つて算出される穀物の重量および水分率と換算重
量との関係について簡単に説明する。たとえば、
計量ホツパー３０が空の状態においてロータリエ
ンコーダ３６で検出される重量（すなわち、計量
ホツパー３０の自重）をWioとし、計量ホツパー
３０に穀物を入れた状態においてロータリエンコ
ーダ３６で検出される重量（すなわち、計量ホツ
パー３０の自量＋貯留している穀物の重量）を
Wimとすれば、計量ホツパー３０内へ供給され
た１回分の穀物の重量Wiは第(1)式で表わされる。

Wi＝Wim−Wio ……(1) なお、穀物の重量Wiが予め定める単位重量と
なるようにバルブ２７の開閉駆動を行つているた
め、Wiは予め定める単位重量（たとえば100Kg）
か、または穀物の計量を完了する直前では単位重
量以下となる。そして、計量ホツパー３０へ穀物
を入れない状態における電極３８とホツパー容器
３１の間で検出される水分率（すなわち空気の水
分率）をYioとし、計量ホツパー３０内へ穀物を
入れた状態における電極３８とホツパー容器３１
の間で検出される水分率をYimとすると、計量
ホツパー３０で単位重量の穀物を計測する場合に
おける穀物の水分率Yiは第(2)式で表わされる。

Yi＝Yim−Yio／K1・Wi−K2 ……(2) 前記第(1)式と第(2)式から計量ホツパー３０で計
量されている穀物の水分率と穀物の重量とに基づ
いて穀物の平均的な水分率（基準水分率）Ysに
換算したホツパー容器３１内に供給されている穀
物の重量、すなわち換算重量Wi_Hは第(3)式で表わ
される。

Wi_H＝Wi（１−Yi＋Ys） ……(3) ところで、この発明では、穀物の水分率を検出す
るために静電量の変化に基づいて検出するもので
あるから、実際に計測した水分率Yiを算出する
ための電気的関係（たたとえば誘電率との関係）
は次のようになる。すなわち、ホツパー３０の計
測された穀物の重量Wiは穀物を絶乾したときの
重量をWrとし、穀物に含まれる水分の重量をW_W
とすれば、第(4)式で表わされる。

Wi＝Wr＋WW ……(4) そして、計量ホツパー３０内に穀物を入れた状態
において検出される水分率Yimは、穀物の絶乾
時（水分率０％）における誘電率をεrとし、水の
誘電率をεwとし、静電容量変換係数をｋとすれ
ば、第(5)式で表わされる。

Yim＝ｋ（εr・Wr＋εw・Ww）＋Yio ……(5) 上記第(4)式および第(5)式より、穀物の水分率
Yiを求めると、第(6)式で表わされる。

第(4)式よりWr＝Wi−Ww これを第(5)式のWrに挿入すると、 Yim−Yio／Ｋ＝εr（Wi−Ww）−εw・Ww ＝εr・Wi＋（εw−εr）Ww ∴Ww＝Yim−Yio／Ｋ−εr・wi／εw−εr ∴Yi＝Ww／Wi＝１／εw−εr（Yim−Yio／KWi−εr
） ……(6) ここで、k1（εw−εr）とし、k2＝εr／εw−εrとす
れ ば、水分率Yiは第(2)式で示される。上記第(3)式
ないし第(5)式の説明から明らかなように、穀物の
水分率Yiは静電容量変化によつて検出できるこ
とが理解されよう。

ところで、ホツパー３０に供給された１回分の
穀物の換算重量Wi_Hは前記第(3)式で表わされる
が、実際には計量ホツパー３０に単位重量（100
Kg）だけ供給されて単位重量のみを計測する場合
はまれであり、実際には単位重量ずつ数回ないし
数十回繰返して計測し、各回の計測値の累積によ
つて換算された集計重量を求めることができる。
したがつて、集計重量をＷとすれば、第(7)式で示
される。

Ｗ＝_o-1 〓ⁱ⁼¹ i_H＋W_o（−Ｙ＋Ys） ……(7) Ｗは集計重量を示し、Wi_Hは１回分の穀物の換
算重量を示し、Wnはｎ回の重量を示し、Ｙは実
際に計測した水分率の合計を示し、Ysは基準水
分率を示し、Wn（−Ｙ＋Ys）は基準水分量を示
し、第(7)式の左右両辺は等しいことを示したもの
である。

また、集計水分をＹとすれば、第(8)式で示され
る。

第５図はこの発明の一実施例の穀物の等級・重
量測定装置のブロツク図である。構成において、
多量の穀物の重量を計測する場合の開始時に押圧
される始動スイツチ５１と、制御回路５２と、前
記ロータリエンコーダ３６などのような重量検知
部、ゼロ・スパン調整部５４Ｃ、重量演算部571
からなる重量検出手段と、前記電極３２およびホ
ツパー容器３１を含む嵩高検出用静電容量検知
部、該静電容量検知部の出力に基づいて静電容量
を電圧値に変換する変換回路６０ａ、アナログ−
デイジタル（以下Ａ−Ｄ）変換回路５５ａ、ゼ
ロ・スパン調整部５４ａから成る嵩高検出手段
と、前記電極３８およびホツパー容器３１を含む
水分検出用静電容量検知部、該静電容量検知部の
出力を電圧値に変換するＡ−Ｄ変換回路５５ｂ、
ゼロ・スパン調整部５４ｂ、水分演算部５７４か
ら成る水分検出手段と、基準水分率に換算した補
正重量を算出するための重量補正演算部５７３
と、基準嵩高を設定入力するための基準嵩高設定
入力部（基準嵩高情報設定手）５８と、等級判別
部５７２と、等級判別まは計測重量を表示または
印字によつて表現する表示装置５９１および／ま
たはプリンタ５９２を含む表現手段５９とから構
成される。なお、重量演算部５７１、等級判別部
５７２、重量補正演算部５７３、水分演算部５７
４は、説明の都合でブロツクで示すが、実際には
マイクロプロセツサなどの演算処理装置５７を用
いて各部の演算を行うものである。ま、ゼロ・ス
パン調整部５４ａ，５４ｂ，５４ｃは入力信号の
ゼロレベルや入力信号の変化状態における出力信
号の出力特性変化（傾斜）を調整するものであ
り、穀物の種類に適した出力特性変化となるよう
に調整可能にしたものである。

第６図は前記静電容量変換回路６０ａまたは６
０ｂの一例の具体的なブロツク図である。この静
電容量変換回路６０ａ（まは６０ｂ）は、リング
変調方式を用いたものであつて、高周波交流源
（例えば2MHz）６１と、前記両極３２およびホツ
パー容器３１から成る静電容量検知部（まは３８
および３１から成る静電容量検知部）を含みかつ
該静電容量検知部で検知された静電容量変化に基
づいて出力レベルを可変するリング変調回路６２
と、リング変調回路６２の出力を波して静電容
量変化に相関する電圧値を出力する波回路６３
とから構成される。

第７図は第５図各部の動作を説明するための各
部の波形図または穀物の重量、水分重量等を計
測、する場合の計測状態を図解した図である。次
に、第２図ないし第７図を参照して、この発明に
よつて穀物の等級を測定する場合および重量を基
準水分率に換算した重量で計測する場合の動作を
説明する。

前記計量ホツパー３が空の場合は、空の状態に
おける重量Wioが前記重量検知部３６で検知さ
れ、前記重量演算部571で一時記憶される。また、
空の状態における水分率Yioに相関する静電容量
が電極３８およびホツパー容器から成る静電容量
検知部で検知され、静電容量変換回路６０ｂで電
圧値に変換され、Ａ−Ｄ変換回路５５ｂでデイジ
タル値に変換されて水分演算部５７４に与えられ
る。水分演算部５７４は検知された静電容量に相
関するデイジタル値に基づいて水分率Yioを求め
て一時記憶する。

そして、穀物の重量計測に併せて等級測定を開
始する場合は、まず、始動スイツチ５１を押圧す
る。この始動スイツチ５１の押圧に応じて、ハイ
レベル信号ａ（第７図ａ参照）が前記制御回路５
２に含まれるORゲート５２０を介してフリツプ
フロツプ（以下FF）５２１をセツトさせる。こ
のFF５２１のセツト出力ｂ（第７図ｂ参照）が前
記受入れホツパー２６の出口に設けられているバ
ルブ２７を開始指令する信号として利用される。
これによつて、バルブ２７が開成されるが、この
ときバルブ２８はFF５２７のセツト出力がハイ
レベルでないため閉成されたままである。そし
て、受入れホツパー２６に貯留されている穀物が
バルブ２７を介して計量ホツパー３０へ供給され
る。このとき、ロータリエンコーダ３６は計量ホ
ツパー３０内の穀物が増加するにしたがつて、そ
の重量に相関するコード化された出力を導出しゼ
ロ・スパン調整部５４ｃを介して重量演算部５７
１に与える。そして、予め定める単位重量（100
Kg）の穀物が計量ホツパー３０に供給されると、
制御回路５２に含まれる比較回路５２２は設定部
５２３で設定されている単位重量と計量ホツパー
３０の自重の和の重量と、重量演算部５７１で算
出された計量ホツパー３０の穀物を供給した状態
における重量とが一致したことを検出し、計量ホ
ツパー３０に単位重量の穀物が供給されことを判
別して、その出力ｄ（第７図ｄ参照）をハイレベ
ルとする。この比較回路５２２の出力ｄがFF５
２１をリセツトさせるため、バルブ２７が閉じら
れる。これと同時に、比較回路５２２の出力ｄが
遅延回路５２４で遅延されて単安定マルチ５２５
に与えられるため、単安定マルチ５２５は計量ホ
ツパー３０に単位重量の穀物が供給されたのち遅
延回路５２４で定められる一定時間遅れて演算処
理に要する一定時間だけハイレベルの信号ｅ（第
７図ｅ参照）を導出して、マイクロプロセツサ５
７に演算指令信号とし与える。このように、計量
ホツパー３０に単位重量の穀物が供給されたの
ち、遅延回路５２４で定まる遅延時間だけ遅れて
演算指令することによつて、受入れホツパー２６
のバルブ２７を閉じた直後に多少の穀物が落下し
たり、計量ホツパー３０自体の振動によつて検出
重量に誤差を生じるのを防止できる利点がある。

前記等級判別部５７２には、基準嵩高設定入力
部５８から等級別に基準となる基準嵩高情報が入
力されている。この基準嵩高設定入力部５８は、
例えばサムロータリースイツチで等級別の基準嵩
高情報を入力するか、またはキーボードと等級別
のレジスタとを含みキーボードを操作して等級別
の嵩高情報を入力し対応するレジスタにストアさ
せる等によつて設定入力するものである。また、
等級判別部５７２には前記嵩高検出手段の嵩高検
出出力が与えられているが、前記演算指令信号に
応じて等級判別部５７２は等級判別動作を開始す
る。すなわち、前記ホツパー容器３１に単位重量
の穀物が供給されている状態において、前記電極
３２とホツパー容器３１間に生じる静電容量が静
電容量変換回路６０ａで電圧値に変換され、その
嵩高に相関する電圧値がＡ−Ｄ変換回路５５ａで
デイジタル値に変換されたのち、ゼロ・スパン調
整部５４ａを介し等級判別部５７２に与えられ
る。従つて、等級判別部５７２は、演算指令信号
ｅの与えられたとき、検出された嵩高と基準嵩高
設定入力部５８で予め設定されている等級別の基
準嵩高設定値とを比較照合し、ホツパー容器３１
に貯留されている穀物の等級を判別し、その等級
判別結果をプリンタ５９２に与えて印字させると
ともに、表示装置５９１に与えて表示させる。

このように、計量ホツパー３０に供給されてい
る穀物の単位重量における嵩高に基づいて該穀物
の等級を測定しているため、等級測定が高精度か
つ迅速であつて自動的に行え、きわめて省力化で
きる利点がある。

前述の等級測定動作と同時に、穀物の水分率を
基準水分率に換算した重量計測が行われる。すな
わち、前記重量演算部５７１は制御回路５２から
演算指令信号ｅが与えられると、第７図ｇに示す
ように、そのとき重量検出部３６で検出された重
量（すなわち計量ホツパー内の穀物の重量＋計量
ホツパーの自重）Wimを算出し、Wimから先に
計量していた穀物を供給する前の重量Wioだけ減
算することによつて、前記第(1)式の演算を行つて
穀物のみの重量Wiを算出して重量補正演算部５
７３および表示装置５９１ならびにプリンタ５９
２に与える。また、水分演算部５７４は、前記第
(5)式の演算を行つて演算指令信号が与えられた状
態における水分率Yimを算出し、第７図ｈに示
すように、計量ホツパー３０に穀物を供給する前
に計測した空の状態における電極３８とホツパー
容器３１との間に生じる静電容量に基づいて検出
した水分率Yioと今回算出した穀物の入つた状態
における水分率Yimとに基づいて前記第(2)式の
演算処理を行い、穀物のみの水分率を算出して重
量補正演算部５７３および表示装置５９１ならび
にプリンタ５９２に与える。重量補正演算部５７
３は、予め計測すべき穀物の種類の基準水分率
Ysを設定しておき、今回計測された計量ホツパ
ー３０内に入つている穀物の重量Wiと該穀物の
水分率Yiと予め設定している基準水分率Ysとに
基づいて前記第(3)式の演算処理を行い、基準水分
率に換算した穀物の重量を算出し、表示装置５９
１およびプリンタ５９２に与える。これによつ
て、基準水分率に換算された穀物の重量Wi_Hが計
測される。そして、表示装置５９１は計量ホツパ
ー３０内に貯留されている穀物の重量Wiを表示
するとともに、該穀物の水分率Yiを表示し、さ
らに換算した穀物の重量Wi_Hを表示する。同様
に、プリンタ５９２は穀物の重量Wiを印字し、
水分率Yiを印字し、さらに換算した重量Wi_Hを印
字する。 そして、前記単安定マルチ５２５が一
定時間ハイレベル出力を導出したのち、その出力
を反転する。この出力ｅが微分回路５２６で立下
がり微分され、その微分パルスがFF５２７のセ
ツト入力およびタイマ５２８の始動指令信号とし
て与えられる。応じて、FF５２７が第７図ｆに
示すようにセツト出力ｆを導出し、該セツト出力
をバルブ２８の開成指令信号として与える。この
ため、バルブ２８が開かれ、計量ホツパー３０内
に貯留されている単位重量の穀物が落下して放出
され、バケツトコンベア２９で後処理工程へ移送
される。このときの計量ホツパー３０の重量を時
間的に示した図が第７図ｃに示される。そして、
タイマ５２８が計量ホツパー３０内に貯留されて
いる穀物を放出するのに要する一定時間だけ経過
したのち、タイムアツプ出力を導出して単安定マ
ルチ５２５をリセツトし、バルブ２８を閉成指令
する。このFF５２７のリセツト出力がタイマ５
２９に作動指令信号として与えられる。タイマ５
２９はバルブ２８の閉成後少なくとも計量ホツパ
ー空の状態における重量と水分率を計測するのに
要する一定時間Ｔ経過後に第７図ｉに示すような
タイムアツプ出力ｉを導出して該タイムアツプ出
力をORゲート５２０を介してFF５２１のセツト
入力として与え、FF５２１をセツトさせる。こ
れによつて、再び前記バルブ２７が開成されて受
入れホツパー２６に貯留されていた穀物が計量ホ
ツパー３０へ供給される。以後前述の動作と同様
にして、予め定める周期毎に換算重量の計測動作
を繰返す。

ところで、上述のごとく、単位重量ずつ計量し
てそのときの水分率に基づいて換算重量の計測を
繰返し、単位重量以下の穀物しか残つていない場
合は次のごとくして行われる。すなわち、前記
FF５２１のセツト出力後、第７図ｊに示すよう
に、予め定める一定時間ｔ（ただし、ｔはバルブ
２７の開成期間よりも大）だけ遅れて、遅延回路
５３１の出力ｊがANDゲート５３２の一方入力
に与えられる。このANDゲート５３２には比較
回路５２２の出力が反転されて与えられる。この
ため、ANDゲート５３２は穀物が単位重量だけ
計量ホツパー３０に供給されているときには出力
を導出せず、単位重量以下の穀物しか供給されな
い場合において遅延回路５３１の出力があると
き、第７図ｋに示すようにハイレベル出力ｋを導
出し、その出力をロツト終了検出信号として演算
処理装置５７に与える。これと同時に、ANDゲ
ート５３２の出力Ｋは微分回路５２６を介して
FF５２７をセツトさせて、バルブ２８を開成さ
せる。これによつて、計量ホツパ３０内の穀物が
放出されて、動作を停止する。

なお、実際に多量の穀物を計測する場合は、始
動スイツチ５１の押圧後所定の繰返し周期Ｔで換
算重量を計測しその累積を演算する必要がある。
そこで、演算処理装置５７は重量補正演算部５７
３で換算された重量Wi_Hを累積的に加算する機能
を備えるか、または重量演算部５７１で算出され
た各回の重量Wiと水分演算部５７４で算出され
た各回の水分率とに基づいて前記第(7)式および第
(8)式の演算処理を行つて集計重量Ｗと集計水分重
量Ｙとを算出するような機能を持せて、その累積
情報をプリンタ５９２で印字させるようにすれば
よい。

これによつて、穀物を処理する移送経路に関連
して重量を検出する機構を設け、穀物に含まれる
水分率によつて変化する静電容量の変化に基づい
て水分率を検出し、検出された水分率と穀物の種
類別の基準水分率とに基づいて実際に計量された
重量を基準水分率における重量に換算した換算重
量を自動的に計測でき、極めて省力化が図れる利
点がある。また、従来のサンプリングした穀物の
水分率に基づいて換算する場合に比べて、計量ホ
ツパー３０内で貯留されている穀物全体の水分率
に基づいて換算重量を計測するようにしているた
め、極めて高精度に換算重量を計測できる利点が
ある。また、等級測定に併せて換算重量を計測す
ることにより、穀物の価格の決定が容易となる。

ところで、前述したように、単位重量における
穀物の嵩高さの変動によつては、水分率の検出に
誤差が生じる場合がある。そこで、より好ましく
は、前記ゼロ・スパン調整部５４ａの出力を点線
で示すように水分演算部５７４に与えて、検出水
分率を嵩高さに基づいて補正し、補正した水分率
で基準水分率に換算した重量を演算するようにし
てもよい。その場合は、電極３８で検出された穀
物の水分率をYiとし、嵩高検出用電極３２の取
付高さをL_Oとし、穀物の検出嵩高さをＬとすれ
ば、補正水分率Y_Hは第(9)式で示される。

Y_H＝Yi＋ｋ（Ｌ−L_O） ……(9) このとき、L_Oは固定であるため、L_Oとｋ（定数）
を予め設定しておけば、水分率演算部５７４は嵩
高検出手段で検出された嵩高と水分率検出手段で
検出された検出水分率とに基づいて補正水分率
Y_Hを求めることができる。この補正水分率Y_Hを
重量補正演算部５７３に与えると、該重量補正演
算部５７３が前記第(3)式のYiに代えてY_Hを利用
して第(3)式の演算処理を行うことにより、補正水
分率Y_Hを基準水分率に換算した補正重量を算出
できる。

これによつて、嵩高の変動によつて検出水分率
に誤差が生じることに起因する換算重量の誤差を
補正できる利点がある。

なお、上述の実施例では、等級測定に併せて換
算重量を計測する場合を説明したが、この発明の
技術思想は等級測定と重量測定を別々に行う場合
の穀物処理工程における等級測定や、換算重量の
計測ではなく単に重量を計量する場合に等級測定
を併せて行う場合であつても同様に適用できる。

なお、上述の実施例では、計量ホツパー３０に
単位重量の穀物を供給するまでバルブ２７を開成
する場合について述べたが、他の実施例として、
単位重量（例えば100Kg）の90％の重量を検出し
たときバルブ２７の半分だけ開いた状態として以
後穀物の供給量を半減し、単位重量になつたとき
即座にバルブ２７を全閉すれば、確実に単位重量
ずつ供給できる。

また、上述の第２図に示すバケツトコンベア２
９の終端に、水分率別に分類（例えば平均水分率
±５％、それ以上、それ以下の３段階に分類）さ
れた貯槽サイロを設け、検出した水分率に基づい
て計測済の穀物を分類して貯槽サイロへ供給する
ようにしてもよい。

以上のように、この発明によれば、穀物受入容
器に予め定める重量の穀物を供給し、穀物受入容
器の上部に設けられた嵩高検出手段の取付位置と
予め定める重量の穀物の上面との間隔を検出して
嵩高を求め、検出された嵩高値と予め設定されて
いる穀物の種類に応じた複数の等級別の基準嵩高
値とに基づいて等級を判別することができる。ま
た、穀物受入容器内の嵩高検出手段の取付位置よ
りも下側に水分率検出手段を設けたことによつ
て、予め設定している基準水分率と検出された水
分率との差に基づいて基準水分率に換算した重量
を演算して、判別された穀物の等級または等級と
基準水分率に換算された重量を表示したり印字し
たりすることができる。したがつて、穀物の等級
測定を迅速かつ自動的に行なうことができ、しか
も高精度に測定できるので、従来のように抜取り
検査にばらつきが生じて、すべての穀物が抜取り
検査した一部の穀物の等級に決められてしまうお
それをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の穀物の水分率を計測する場合の
図解図である。第２図はこの発明の一実施例の穀
物の等級・重量計測装置が適用された一例を示す
図解図である。第３図はこの発明の特徴となる計
量ホツパー３０の図解図である。第４図計量ホツ
パー３０を用いて穀物の嵩高と静電容量との関係
を示す特性図である。第５図はこの発明の一実施
例のブロツク図である。第６図は静電容量変換回
路の一例の回路図である。第７図は第５図の動作
を説明するための波形図である。 図において、３０は計量ホツパー、３２は嵩高
検出用電極、３６はロータリエンコーダ（重量検
出部）、３８は水分率検出用電極、５１は始動ス
イツチ、５２は制御回路、５４ａ〜５４ｃはゼ
ロ・スパン調整部、５５ａ〜５５ｂはＡ−Ｄ変換
回路、５７は演算処理装置、５７１は重量演算
部、５７２は等級判別部、５７３は重量補正演算
部、５７４は水分演算部、５８は基準嵩高設定入
力部、５９１は表示装置、５９２はプリンタ、６
０ａ，６０ｂは静電容量変換回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水分を含む穀物の重量を基準水分率に換算し
   た重量として計測し、かつ穀物の等級を測定する
   ための穀物の等級・重量測定装置であつて、 前記穀物を受入れる穀物受入容器、 前記穀物受入容器内に設けられ、該穀物受入容
   器へ供給された穀物に含まれる水分率によつて前
   記穀物受入容器との間で変化する静電容量変化分
   を検出する水分率検出用電極、 前記穀物受入容器に供給された穀物の重量を検
   出する穀物重量検出手段、 前記穀物重量検出手段が前記予め定める重量を
   検出するまで前記穀物受入容器へ穀物を供給さ
   せ、前記予め定める重量の穀物を検出したとき、
   穀物の供給を停止させる制御手段、 前記穀物受入容器内であつて、前記水分率検出
   用電極の上方に設けられ、前記穀物受入容器に前
   記予め定める重量の穀物を供給した状態におい
   て、 該穀物の嵩高によつて前記穀物受入容器との間
   で変化する静電容量変化分を検出する嵩高検出用
   電極、 前記穀物に含まれる基準となる水分率を予め設
   定しておき、前記穀物重量検出手段で検出された
   重量の穀物において、前記水分率検出用電極で検
   出された検出水分率と基準水分率とに基づいて、
   基準水分率に換算した穀物の重量を演算する演算
   手段、 予め定める複数の等級別に基準となる嵩高情報
   を予め設定する基準嵩高情報設定手段、前記穀物
   受入容器に前記予め定める重量の穀物が前記嵩高
   検出用電極にかぶさつて供給された状態におい
   て、前記嵩高検出用電極で検出された穀物の嵩高
   と前記基準嵩高情報設定手段で設定されている等
   級別の基準嵩高情報とに基づいて、該穀物の等級
   を判別する等級判別手段、および 前記演算手段出力の換算重量と、前記等級判別
   手段出力の判別等級とを表現する表現手段を備え
   た、穀物の等級・重量測定装置。 ２ 前記演算手段は、前記嵩高検出用電極で検出
   された穀物の嵩高に基づいて、前記検出水分率を
   補正し、該補正した検出水分率と前記基準水分率
   とに基づいて、基準水分率に補正して換算した穀
   物の重量を演算するようにした、特許請求の範囲
   第１項記載の穀物の等級・重量測定装置。 ３ 前記制御手段は、前記穀物重量検出手段が予
   め定める重量を検出するのに要する一定時間だけ
   前記穀物受入容器へ穀物を供給し、該一定時間経
   過してから前記演算手段が演算を終了した後、前
   記穀物受入容器に貯留されている穀物を放出する
   ように制御するようにした、特許請求の範囲第１
   項ないし第２項のいずれかに記載の穀物の等級・
   重量測定装置。 ４ 前記表現手段は、表示手段である、特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の穀
   物の等級・重量測定装置。 ５ 前記表現手段は、印字手段である、特許請求
   の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の穀
   物の等級・重量測定装置。 ６ 前記穀物受入容器は、前記穀物の処理を行な
   う穀物処理工程の経路に関連して設けられる、特
   許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
   載の穀物の等級・重量測定装置。