(57)【要約】【課題】  誰が操作しても簡単に一定の荷重を装置と被測定物にかけられる定荷重付与装置であって、粗飼料や堆肥などの含水・含気材料の迅速で簡易な静電容量式水分測定に用いられる定荷重付与装置を提供することを目的とする。【解決手段】  コイル状に巻回された定荷重バネ１と、定荷重バネ１を収納する筺体２と、筺体２内に設けられている、定荷重バネ１が接続されるスライド機構３と、スライド機構３と連結され、筺体２内から筺体２外に延びる荷重伝達具４と、荷重伝達具４の下端と連結された荷重受け台５と、を備え、定荷重バネ１が、筺体２内に配置されてなり、スライド機構３と荷重伝達具４により、筺体２外面下部方向に伝えられる外力を、荷重伝達具４を介して荷重受け台５に伝達し、荷重受け台５の直下に配置される静電容量式水分測定装置Ａ２による静電容量測定を可能とした定荷重付与装置Ａ１を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル状に巻回された定荷重バネと、
前記定荷重バネを収納する筺体と、
前記筺体内に設けられている、前記定荷重バネが接続されるスライド機構と、
前記スライド機構と連結され、前記筺体内から筺体外に延びる荷重伝達具と、
前記荷重伝達具の下端と連結された荷重受け台と、
を備え、
前記スライド機構と前記荷重伝達具により、前記定荷重バネが、前記筺体内に、前記筺体外面上部から外力を下方に向けて加えたときに、前記筺体全体が垂直方向に下動して、前記筺体外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えうるように、かつ、前記筺体外面上部から加えた外力を開放したときに、前記筺体全体が垂直方向に上動するように、配置されてなり、
前記筺体外面下部方向に伝えられる外力を、前記荷重伝達具を介して前記荷重受け台に伝達し、前記荷重受け台の直下に配置される静電容量式水分測定装置による静電容量測定を可能とした定荷重付与装置。 
【請求項２】
前記スライド機構が、前記筺体内の一側部に垂直方向に設けられたベースプレートと、前記ベースプレート上をスライドするスライドプレートとからなり、
前記筺体内の底部に配置されている前記定荷重バネの先端を、前記筺体内の一側部に垂直方向に設けられた前記ベースプレート上を移動する前記スライドプレートに接続されてなる請求項１に記載の定荷重付与装置。 
【請求項３】
含水・含気材料からなる被測定物が、粗飼料、堆肥、土のいずれか１種以上のものである、請求項１又は２に記載の定荷重付与装置。 
【請求項４】
含水・含気材料からなる被測定物が、粗飼料中の牧草類である、請求項３に記載の定荷重付与装置。 
【請求項５】
コイル状に巻回された定荷重バネと、
前記定荷重バネを収納する筺体と、
前記筺体内に設けられている、前記定荷重バネが接続されるスライド機構と、
前記スライド機構と連結され、前記筺体内から筺体外に延びる荷重伝達具と、
前記荷重伝達具の下端と連結された荷重受け台と、
を備え、
前記スライド機構と前記荷重伝達具により、前記定荷重バネが、前記筺体内に、前記筺体外面上部から外力を下方に向けて加えたときに、前記筺体全体が垂直方向に下動して、前記筺体外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えうるように、かつ、前記筺体外面上部から加えた外力を開放したときに、前記筺体全体が垂直方向に上動するように、配置されてなり、
前記筺体外面下部方向に伝えられる外力を、前記荷重伝達具を介して前記荷重受け台に伝達し、前記荷重受け台の直下に配置される静電容量式水分測定装置による静電容量測定を可能とした定荷重付与装置と；
前記定荷重付与装置の直下に配置された静電容量式水分測定装置と；
を有し、
前記定荷重付与装置を下方に押し込むことにより、その下方に配置された前記静電容量式水分測定装置を介して、さらにその下方に配置される含水・含気材料からなる被測定物を押圧し、
前記含水・含気材料からなる被測定物の含水率が静電容量測定によって測定されることを特徴とする、含水率測定装置。 
【請求項６】
前記静電容量式水分測定装置の下方に容器が備えられており、前記容器内に、前記含水・含気材料からなる被測定物が充填されて前記静電容量式水分測定装置の下方に配置される、請求項５に記載の含水率測定装置。 
【請求項７】
前記定荷重付与装置における前記スライド機構が、前記筺体内の一側部に垂直方向に設けられたベースプレートと、前記ベースプレート上をスライドするスライドプレートとからなり、
前記筺体内の底部に配置されている前記定荷重バネの先端を、前記筺体内の一側部に垂直方向に設けられた前記ベースプレート上を移動する前記スライドプレートに接続されてなる、請求項５又は６に記載の含水率測定装置。 
【請求項８】
含水・含気材料からなる被測定物が、粗飼料、堆肥、土のいずれか１種以上のものである、請求項５〜７のいずれかに記載の含水率測定装置。 
【請求項９】
含水・含気材料からなる被測定物が、粗飼料中の牧草類である、請求項５〜８のいずれかに記載の含水率測定装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定荷重付与装置と、これを備えた含水・含気材料からなる被測定物の含水率測定装置と、に関する。
ここで、「含水・含気材料」とは、「含水成分と含気成分からなるもの」を指している。 
【背景技術】
【０００２】
乳牛等の飼養管理には、給与する粗飼料の乾物質量の把握が重要であり、粗飼料の流通促進を図る上でも、質量と乾物質量の把握が重要である。これらは家畜、例えば乳牛は体重や乳量、産次などによって栄養要求量が異なるため、それぞれの場合で飼料設計をするが、基本となる粗飼料の含水率を間違えて計算して給餌を続けた場合、例えば誤って設計よりも高い含水率の粗飼料を給与してしまうと、乾物量は計算よりも少なくなってしまう。また、例えば誤って設計よりも低い含水率の粗飼料を給与してしまうと、乾物量は計算よりも多くなってしまう。前者は体重が減少し、後者は体重が増加し、どちらも疾病の原因になるなど飼養管理上で問題が発生する。
また、粗飼料を貯蔵する際に品質管理において含水率の把握が重要である。粗飼料、とりわけ牧草類のサイレージ調製時の乾燥不足は、不良発酵の原因となる。また乾草調製時には、適正な含水率まで乾燥しないとカビの発生などの原因となる。
従って、牧草類等の含水率を正確に測ることが要求されている。
さらに、堆肥生産における堆肥の含水率の把握が重要である。取扱性の観点から含水率４０−５０％にすることが推奨されている。また、良質な堆肥発酵を行うためには、堆肥化処理工程の初期において、おがくずなどの副資材を入れて通気性の改善を行うが、その目安に含水率が用いられており、堆肥化処理においても、堆肥の含水率の把握が重要である。 
【０００３】
このため、例えば電気抵抗を利用した牧草水分計が提案されている。
この水分計は、乾燥中又は貯蔵中の牧草類に挿入するだけでよく、ある程度正確に、しかも簡易迅速に含水率を測定することができるという利点を有するものの、測定できる範囲が３０％以下の含水率の場合であり、３０％以上の含水率を有する牧草類の含水率の測定には用いることができなかった。 
【０００４】
次に、サイレージ等の水分を多く含む粗飼料の含水率を測定するために、ＴＤＲ式土壌水分計を応用して、プローブをロールベールへ突き刺してロールベールの水分を測定することが行われている。
この方法によれば、ロールベールへの突き刺し抵抗力を計測して、検量線を選択し、ＴＤＲ式水分計によって含水率を迅速に推定し、含水率として表示することができる。
しかしながら、ロールベールへの突き刺し抵抗を計測するものであることから、測定対象が突き刺すことのできるロールベールに限定されており、ロールベール成形する前の測定手法は確立されていない。また、予乾中の牧草の水分測定をするための方法は明らかとなっていない。 
【０００５】
また、静電容量式水分計を用いて、被測定物の含水率を求めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この測定装置や測定方法は、生コンクリート、モルタル、砂の内の任意の一つの被測定物に限定されている。
静電容量式水分計は、含水率が変化しても体積が大きく変化しにくい、上記のような物質（例えば、穀粒、木材、コンクリートなど）の含水率を測定することが可能である。
これは静電容量式の測定原理が、測定範囲内の体積中に存在する水分子に反応するためである。
一方で、牧草などの粗飼料や堆肥は、含水率や梱包状態によって密度が変化するため、同じ含水率のものを静電容量式で測定しても、被測定物が高密度であれば含水率は高く、低密度であれば含水率は低く検出され、静電容量式水分計は同含水率でも密度が変わると計測不能であるという欠点があった。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第4060008号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、粗飼料の収穫調製や農家の給餌等の現場において、短時間に、かつ簡易に、粗飼料や堆肥などの含水・含気材料の含水率を測定する技術を提供することを目的とするものである。
即ち、本発明は、電子天秤（ロードセル）などで荷重を測定せずとも、誰が操作しても簡単に一定の荷重を被測定物にかけられる定荷重付与装置であって、粗飼料や堆肥などの含水・含気材料の迅速な静電容量式水分測定に用いられる定荷重付与装置を提供することを目的とするものである。
さらに、本発明は、上記定荷重付与装置と静電容量式水分測定装置とを備え、短時間に、かつ簡易に粗飼料や堆肥などの含水・含気材料の含水率を測定することのできる含水率測定装置を提供することを目的とするものである。 
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するため静電容量式水分測定器を用いて、牧草等の含水率を精度よく測定する方法の検討を重ねた結果、測定容器内に牧草を充填し、一定の荷重（19.6Ｎ(2kgf)、49Ｎ(5kgf)）で圧縮しながら静電容量式水分測定器で測定した場合、静電容量式水分測定器が示す測定値と定温乾燥法（１０５℃２４時間）による実測含水率との間に高い正の相関が認められことを知見し、既に発表を行っている（「静電容量式水分測定器を用いた牧草含水率測定手法の開発」、2017年度日本草地学会弘前大会講演要旨集参照）。
即ち、本発明者は、牧草の水分を測定するため、容器に採取した試料を充填し、一定の荷重をかけながら静電容量式水分測定器で測定すると、静電容量式水分測定器が示す測定値と実測含水率に高い正の相関が認められることを知見した。 
【０００９】
しかしながら、この方法の場合、一定の荷重を手でかけ、当該荷重を電子天秤で測定しながら行う必要があって、電子天秤を用意する必要があり、コスト的、取扱的に実用化が困難であると考えられるばかりか、手で一定の荷重をかけながら電子天秤などの表示を見続けなければならず煩雑であった。また、静電容量式水分測定器の特性により、圧縮する際に静電容量式水分測定器が斜めに傾いて被測定物に圧縮すると測定値が変動してしまうことがあり、その改善が求められていた。 
【００１０】
本発明者は、電子天秤を用いることなく、誰が操作しても簡単に一定の荷重を被測定物にかけられる定荷重付与装置を提供すべく、さらに検討を重ねた。
その過程で、スプリング・コイルや万力等の機械的装置を用いて測定試料を加圧・荷重させることを考えたが、精度の高い測定結果は得られなかった。
また、上記したように、静電容量式水分測定器は、同じ含水率でも比重が変わると計測不能であるという欠点があり、充填方法によって密度が変わってしまう粗飼料や堆肥の含水率を測定することは難しかった。 
【００１１】
本発明は、上記課題を解決した定荷重付与装置と、これを備えた含水・含気材料からなる被測定物の含水率測定装置と、を提供するものである。 
【００１２】
即ち、本発明は、下記の（１）〜（９）に関する。 
（１）；コイル状に巻回された定荷重バネと、
前記定荷重バネを収納する筺体と、
前記筺体内に設けられている、前記定荷重バネが接続されるスライド機構と、
前記スライド機構と連結され、前記筺体内から筺体外に延びる荷重伝達具と、
前記荷重伝達具の下端と連結された荷重受け台と、
を備え、
前記スライド機構と前記荷重伝達具により、前記定荷重バネが、前記筺体内に、前記筺体外面上部から外力を下方に向けて加えたときに、前記筺体全体が垂直方向に下動して、前記筺体外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えうるように、かつ、前記筺体外面上部から加えた外力を開放したときに、前記筺体全体が垂直方向に上動するように、配置されてなり、
前記筺体外面下部方向に伝えられる外力を、前記荷重伝達具を介して前記荷重受け台に伝達し、前記荷重受け台の直下に配置される静電容量式水分測定装置による静電容量測定を可能とした定荷重付与装置。
以下、これを「本発明の第１」と称することがある。 
（２）；前記スライド機構が、前記筺体内の一側部に垂直方向に設けられたベースプレートと、前記ベースプレート上をスライドするスライドプレートとからなり、
前記筺体内の底部に配置されている前記定荷重バネの先端を、前記筺体内の一側部に垂直方向に設けられた前記ベースプレート上を移動する前記スライドプレートに接続されてなる前記（１）に記載の定荷重付与装置。 
（３）；含水・含気材料からなる被測定物が、粗飼料、堆肥、土のいずれか１種以上のものである、前記（１）又は（２）に記載の定荷重付与装置。 
（４）；含水・含気材料からなる被測定物が、粗飼料中の牧草類である、前記（３）に記載の定荷重付与装置。 
（５）；コイル状に巻回された定荷重バネと、
前記定荷重バネを収納する筺体と、
前記筺体内に設けられている、前記定荷重バネが接続されるスライド機構と、
前記スライド機構と連結され、前記筺体内から筺体外に延びる荷重伝達具と、
前記荷重伝達具の下端と連結された荷重受け台と、
を備え、
前記スライド機構と前記荷重伝達具により、前記定荷重バネが、前記筺体内に、前記筺体外面上部から外力を下方に向けて加えたときに、前記筺体全体が垂直方向に下動して、前記筺体外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えうるように、かつ、前記筺体外面上部から加えた外力を開放したときに、前記筺体全体が垂直方向に上動するように、配置されてなり、
前記筺体外面下部方向に伝えられる外力を、前記荷重伝達具を介して前記荷重受け台に伝達し、前記荷重受け台の直下に配置される静電容量式水分測定装置による静電容量測定を可能とした定荷重付与装置と；
前記定荷重付与装置の直下に配置された静電容量式水分測定装置と；
を有し、
前記定荷重付与装置を下方に押し込むことにより、その下方に配置された前記静電容量式水分測定装置を介して、さらにその下方に配置される含水・含気材料からなる被測定物を押圧し、
前記含水・含気材料からなる被測定物の含水率が静電容量測定によって測定されることを特徴とする、含水率測定装置。 
以下、これを「本発明の第２」と称することがある。 
（６）；前記静電容量式水分測定装置の下方に容器が備えられており、前記容器内に、前記含水・含気材料からなる被測定物が充填されて前記静電容量式水分測定装置の下方に配置される、前記（５）に記載の含水率測定装置。 
（７）；前記定荷重付与装置における前記スライド機構が、前記筺体内の一側部に垂直方向に設けられたベースプレートと、前記ベースプレート上をスライドするスライドプレートとからなり、
前記筺体内の底部に配置されている前記定荷重バネの先端を、前記筺体内の一側部に垂直方向に設けられた前記ベースプレート上を移動する前記スライドプレートに接続されてなる、前記（５）又は（６）に記載の含水率測定装置。 
（８）；含水・含気材料からなる被測定物が、粗飼料、堆肥、土のいずれか１種以上のものである、前記（５）〜（７）のいずれかに記載の含水率測定装置。 
（９）；含水・含気材料からなる被測定物が、粗飼料中の牧草類である、前記（５）〜（８）のいずれかに記載の含水率測定装置。 
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１に係る定荷重付与装置によれば、粗飼料の収穫調製や農家の給餌等の現場、堆肥生産現場において、短時間に、かつ簡易に、粗飼料や堆肥などの含水・含気材料の含水率を測定する技術が提供される。
本発明の第１に係る定荷重付与装置によれば、静電容量式水分測定時に用いることにより、従来技術では測定が困難であった、含水・含気成分材料において、迅速な含水率測定が可能となる。
本発明の第１に係る定荷重付与装置を用いると、誰が操作しても簡単に一定の荷重を装置と被測定物にかけられるため、測定値が手で測定する場合に比べ安定し、迅速な含水率測定が可能となる。
さらに、本発明の第２に係る含水率測定装置によれば、上記定荷重付与装置と静電容量式水分測定装置とを備え、短時間に、かつ簡易に粗飼料や堆肥などの含水・含気材料の含水率を測定することができる。 
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の定荷重付与装置の１実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の定荷重付与装置の１実施形態を示す右側面図である。
【図３】本発明の第１の定荷重付与装置の１実施形態を示す斜視説明図である。
【図４】本発明の第２の含水率測定装置の１実施形態を示す正面図である。
【図５】本発明の第２の含水率測定装置の１実施形態を示す右側面図である。
【図６】本発明の第２の含水率測定装置の１実施形態を示す斜視説明図である。
【図７】本発明の第２の含水率測定装置の１実施形態を示す側面方向からみた説明図である。
【図８】本発明の第２の含水率測定装置の他の実施形態を示す側面方向からみた説明図である。
【図９】本発明の第２の含水率測定装置の１実施形態を示す側面方向からみた説明図であって、荷重を加えた場合のものである。
【図１０】本発明の第２の含水率測定装置を用いて、測定試料の含水率を測定している状態を示す説明図であって、（ａ）は測定前の状態を、（ｂ）は定荷重装置Ａ１を下方に押し込んでいる状態を、（ｃ）は測定中の状態を、それぞれ示している。
【図１１】実施例１の結果を示すグラフである。
【図１２】実施例２の結果を示すグラフである。
【図１３】実施例３の結果を示すグラフである。
【図１４】実施例４の結果を示すグラフである。
【図１５】実施例５の結果を示すグラフである。
【図１６】実施例６の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１は、
コイル状に巻回された定荷重バネと、
前記定荷重バネを収納する筺体と、
前記筺体内に設けられている、前記定荷重バネが接続されるスライド機構と、
前記スライド機構と連結され、前記筺体内から筺体外に延びる荷重伝達具と、
前記荷重伝達具の下端と連結された荷重受け台と、
を備え、
前記スライド機構と前記荷重伝達具により、前記定荷重バネが、前記筺体内に、前記筺体外面上部から外力を下方に向けて加えたときに、前記筺体全体が垂直方向に下動して、前記筺体外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えうるように、かつ、前記筺体外面上部から加えた外力を開放したときに、前記筺体全体が垂直方向に上動するように、配置されてなり、
前記筺体外面下部方向に伝えられる外力を、前記荷重伝達具を介して前記荷重受け台に伝達し、前記荷重受け台の直下に配置される静電容量式水分測定装置による静電容量測定を可能とした定荷重付与装置に関するものであり、
含水・含気材料からなる被測定物の含水率を測定する静電容量測定に用いられるものである。
【００１６】
図１は、本発明の第１の定荷重付与装置の１実施形態を示す正面図であり、図２はその右側面図であり、図３はその斜視説明図である。
図中、符号Ａ１が定荷重付与装置であり、符号１は定荷重バネであり、符号２は筺体である。
また、符号３は、スライド機構であり、筺体２内の一側部（図１などでは正面）に垂直方向に設けられたベースプレート（レール）３１と、このベースプレート（レール）３１上をスライドするスライドプレート３２とからなっている。
さらに、符号４は、荷重伝達具であり、符号５は、荷重受け台であり、符号６は、筺体２外面下部に開けられた開口部である。 
【００１７】
本発明の第１に係る定荷重付与装置Ａ１は、コイル状に巻回された定荷重バネ１と、定荷重バネ１を収納する筺体２と、を備えている。
ここで「筺体」とは、「ものを入れるための入れ物」といった意味を有しており、形状等を制限するものではなく、例えば箱状のものであってもよいし、板状のものであってもよい。
そして、本発明の第１の定荷重付与装置Ａ１は、さらに定荷重バネ１が接続されるスライド機構３を備えると共に、スライド機構３と連結され、筺体２内から筺体２外に延びる荷重伝達具４と、を備え、さらに荷重伝達具４の下端と連結された荷重受け台５と、を備えている。 
【００１８】
スライド機構３は、上記したように、筺体２内の一側部（図面では正面）に垂直方向に設けられたベースプレート（レール）３１と、このベースプレート（レール）３１上をスライドするスライドプレート（スライダー）３２とからなっており、ベースプレート（レール）３１上をスライドプレート（スライダー）３２が、上下方向にスライドする。そして、このスライドプレート（スライダー）３２に、定荷重バネ１の先端が接続されている。
なお、後記するように、図７では、本発明の第１の定荷重付与装置Ａ１をスタンド８に載置し、ハンドル９を用いて、定荷重をかけるようにしたものを示しているが、これに限られることはなく、例えば、図８に示すように、スライド機構３を、筺体２内ではなく、筺体２外に取り付け、ハンドル９を用いるのではなく、手などで筺体２を押して、定荷重をかけるようにしてもよい。
図８は、本発明の第１の定荷重付与装置Ａ１を含む、本発明の第２の含水率測定装置の他の実施形態を示す側面方向からみた説明図である。図８において、スライド機構３は、スタンド兼用のベースプレート（レール）３１と、このベースプレート（レール）３１上をスライドするスライドプレート（スライダー）３２と、からなっており、スライドプレート（スライダー）３２は、筺体２の外部に取り付けられている。
即ち、この他の実施形態では、図８に示すように、スライド機構３は、定荷重バネ１とは接続されてはおらず、筺体２の外部に取り付けられており、定荷重バネ１は、荷重伝達具４と直接連結されている。従って、手などで筐体２を押すことにより、筺体２全体が、下方にスライドし、定荷重をかける仕組みとなっている。 
【００１９】
ここで「定荷重バネ」は、長尺の板バネをコイル状に巻回したものであり、バネの引き出し量が変化してもバネ力がほぼ一定であり、一定の荷重を保つ。
従って、筺体２内に、筺体２外面上部から外力を下方に向けて加えたときに、定荷重バネ１のバネ弾性によって、荷重伝達具４に筺体２外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えることができる。 
【００２０】
コイル状に巻回された定荷重バネ１は、筺体２内に収納・固定されており、定荷重バネ１は、筺体２外面上部から外力を下方に向けて加えたときに、筺体２全体が垂直方向に下動して、筺体２外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えうるように配置されている。同時に、筺体２外面上部から加えた外力を開放したときに、筺体２全体が垂直方向に上動するように、配置されている。
このため、筺体２外面下部方向に伝えられる外力を、荷重伝達具４を介して荷重受け台５に伝達し、一定荷重を被測定物にかけた状態で、荷重受け台５の直下に配置される静電容量式水分測定装置による静電容量測定を可能としている。 
【００２１】
定荷重バネ１は、筺体２内の底部付近に固定されており、定荷重バネ１の先端は、筺体２内の一側部（図１などでは、正面側部）に垂直方向に設けられたスライド機構３のスライドプレート３２に接続されている。
従って、筺体２外面上部から外力を下方に向けて加えたとき、荷重受け台５が被測定物７に接触し、被測定物７から荷重受け台５と荷重伝達具４に外力が伝わった時に、コイル状に巻回された定荷重バネ１はその先端が引き出され、スライド機構３により、スライドプレート３２と共にベースプレート（レール）３１上を移動して、巻き出し方向（図では下方向）に付勢されながら、荷重伝達具４と荷重受け台５に筺体２外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝える。 
【００２２】
ここでスライドプレート３２の下部には、荷重伝達具４が連結されており、荷重伝達具４の下端は、筺体２外面下部に開けられた開口部６を通って筺体２外面に延びており、筺体２外面下部に配置されている荷重受け台５と連結されている。 
【００２３】
荷重伝達具４としては、荷重を荷重受け台５に伝えることのできるものであればよく、棒状物であってもよいし、板状物などであってもよい。例えば、荷重伝達具４を棒状物とした場合、１本だけでなく、２本以上設けることもできる。
なお、荷重伝達具４とスライド機構３のいずれかに、定荷重バネが一定の力になる目安となる目盛りを付しておくとよい。 
【００２４】
また、荷重受け台５としては、荷重伝達具４を通して伝えられる荷重を、後述するように、この荷重受け台５の下に配置される静電容量式水分測定装置Ａ２に正確に伝えうるものであれば特に制限されない。
なお、図４〜６では、静電容量式水分測定装置Ａ２として、断面が略「コ字状」のものを用いたものを示していることから、「コ字状」の上側部分ではなく、「コ字状」の下側部分に垂直方向に一定の外力が伝わるように、荷重受け台５としては、中間に空洞を設けたものを用いたものを示しているが、図７に示すような、単なる板状乃至厚板状の台であってもよい。 
【００２５】
従って、図９に示すように、筺体２外面上部から外力を下方に向けて加えたとき、筺体２全体が垂直方向に下動するとともに、定荷重バネ１は先端が引き出され、定荷重バネ１の作用により、図９に示すように、このとき筺体２外面下部に設けられている配置されている荷重受け台５に、筺体２外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝える。
それ故、後述するように、荷重受け台５を、静電容量式水分測定装置Ａ２の測定部に負荷がかかる状態で、その上部に置いたときに、静電容量式水分測定装置Ａ２に、前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えることができる。 
【００２６】
その後、筺体２外面上部からかける一定の外力の付加を止め、開放したときに、定荷重バネ１の作用により、筺体２全体は垂直方向に上動し、図７に示す元の位置に戻ることになる。 
【００２７】
本発明の第１の定荷重付与装置Ａ１は、含水・含気材料からなる被測定物の含水率を測定する静電容量測定に用いられるものである。
含水・含気材料からなる被測定物としては、粗飼料、堆肥、土のいずれか１種以上のものが挙げられる。
この他、含水・含気材料からなる被測定物としては、混合飼料、食品製造副産物（ビール粕、醤油粕、野菜くず、など）、生ゴミ等を挙げることができる。
図中、符号７が被測定物であり、被測定物７は、後述するように通常は、容器Ａ３に充填されるが、容器に充填せずに測定することも可能である。この場合、被測定物７は、バラバラにならないように、必要に応じて、マット状や、束状にまとめておくとよい。 
【００２８】
これらの中でも特に粗飼料、とりわけ牧草類の測定に好ましく用いられる。以下の実施例で示すように、牧草類であれば、静電容量式水分測定装置を用いた場合、±５％程度の精度で、含水率を測定することが可能である。
なお、通常、被測定物は、長さ50ｍｍ程度に切断して測定に供される。 
【００２９】
また、堆肥や土などのように、表面水があるものの場合には、表面にシートを貼ることにより、静電容量式水分測定装置を用いて、ある程度の精度で含水率を測定することが可能である。
さらに、飼料用トウモロコシや飼料用イネなどの場合には、茎・葉・実（穂）などの部位によって形状が異なり、含水率も大きく異なることがあるため、細かく細断することにより、ある程度の精度で含水率を測定することが可能である。 
【００３０】
被測定物の含水率を測定する装置として、静電容量測定による、静電容量式水分測定装置が知られているが、密度が種類毎にほぼ均一な木材などを測定するために用いられており、粗飼料、堆肥、土などのように、充填方法などにより、密度が大きく変わってしまうものは、被測定物としては不適当であった。
本発明の第１の定荷重付与装置は、このような含水・含気材料からなる被測定物の含水率を測定する静電容量測定に極めて好適に用いられるものである。
即ち、本発明の第１の定荷重付与装置によれば、粗飼料、堆肥、土などのように、充填方法などにより、密度が大きく変わってしまい、被測定物としては不適当であったものについて静電容量式水分測定装置を用いて測定する場合であっても、有効に被測定物の含水率を測定することができる。 
【００３１】
本発明の第２は、上記の如き本発明の第１の定荷重付与装置を備えた含水・含気材料からなる被測定物の含水率測定装置に関するものである。
即ち、本発明の第２は、含水・含気材料からなる被測定物の含水率測定装置に関し、
コイル状に巻回された定荷重バネと、
前記定荷重バネを収納する筺体と、
前記筺体内に設けられている、前記定荷重バネが接続されるスライド機構と、
前記スライド機構と連結され、前記筺体内から筺体外に延びる荷重伝達具と、
前記荷重伝達具の下端と連結された荷重受け台と、
を備え、
前記スライド機構と前記荷重伝達具により、前記定荷重バネが、前記筺体内に、前記筺体外面上部から外力を下方に向けて加えたときに、前記筺体全体が垂直方向に下動して、前記筺体外面下部方向に前記の加えた外力にかかわらず一定の外力を伝えうるように、かつ、前記筺体外面上部から加えた外力を開放したときに、前記筺体全体が垂直方向に上動するように、配置されてなり、
前記筺体外面下部方向に伝えられる外力を、前記荷重伝達具を介して前記荷重受け台に伝達し、前記荷重受け台の直下に配置される静電容量式水分測定装置による静電容量測定を可能とした定荷重付与装置と；
前記定荷重付与装置の直下に配置された静電容量式水分測定装置と；
を有し、
前記定荷重付与装置を下方に押し込むことにより、その下方に配置された前記静電容量式水分測定装置を介して、さらにその下方に配置される含水・含気材料からなる被測定物を押圧し、
前記含水・含気材料からなる被測定物の含水率が静電容量測定によって測定されることを特徴とするものである。
ここで被測定物は、前記静電容量式水分測定装置の下方に備えられる容器に充填（「収納・充填」の意である。本明細書中においては同じ意味である。）されて前記静電容量式水分測定装置の下方に配置されていてもよいし、或いは、容器に入れられることなく、前記静電容量式水分測定装置の下方に配置されていてもよい。 
【００３２】
図４は、本発明の第２の被測定物の含水率測定装置の１実施形態を示す正面図であり、図５はその右側面図であり、図６はその斜視説明図である。
図中、符号７が被測定物であり、被測定物７は、通常は、容器Ａ３に収納・充填されるが、容器に収納・充填せずに測定することも可能である。この場合、前述したように、被測定物７は、バラバラにならないように、必要に応じて、マット状や、束状にまとめておくとよい。
図中、符号Ａ１は、前記した定荷重付与装置であり、符号Ａ２は、静電容量式水分測定装置であり、符号Ａ３は、被測定物７を収納する容器であり、これらのうち、Ａ１とＡ２、特にＡ３を含めた、Ａ１とＡ２とＡ３とが、符号Ａで示す、本発明の第２の被測定物の含水率測定装置である。
【００３３】
上記したように、図４〜６では、静電容量式水分測定装置Ａ２として、断面が略「コ字状」のものを用いたものを示していることから、「コ字状」の上側部分ではなく、「コ字状」の下側部分に垂直方向に一定の外力が伝わるように、荷重受け台５としては、中間に空洞を設けたものを用いたものを示しているが、前述したように、図７に示すような単なる板状乃至厚板状の台であってもよい。なお、図７では、本発明の定荷重付与装置をスタンド８に載置し、ハンドル９を用いて、定荷重をかけるようにしたものを示している。 
【００３４】
「静電容量式水分測定装置」は、主対向電極間に介在する被測定物の含水率を、この主対向電極間の静電容量値として検出し、被測定物の含水率として高精度で推定し、測定値として示すことができる。
「静電容量式水分測定装置」は、密度が被測定物の種類によって一定なものの含水率の測定に用いられており、密度の影響を受けるため、被測定物の質量に基づき、一般に、静電容量値を補正することによって、被測定物の含水率をより高精度のものとしており、そのための補正ダイヤルが設けられている。
通常、被測定物の種類、比重、厚さなどの情報と、含水率との回帰式が予め入力されており、この予め入力されている情報に合わせて、実際測定する被測定物の情報を適宜補正値として入力して測定が行われる。
このような「静電容量式水分測定装置」としては、市販されているものを適宜選択して用いることができる。 
【００３５】
なお、本発明における水分測定装置としては、本来は密度が一定な木材等の含水率の測定に用いられるものである静電容量式水分測定装置が最も好ましいが、マイクロ波式水分測定装置や近赤外光式水分測定装置を用いることも可能である。 
【００３６】
このような本発明の第２の含水率測定装置を用いて水分測定を行うには、容器Ａ３に被測定物である測定試料を満遍なく擦り切りに充填し、その上に、本発明の第２の含水率測定装置を配置し、定荷重付与装置Ａ１を下方に押し込むことにより、その直下に配置された静電容量式水分測定装置Ａ２を介して、さらにその下方に配置された容器Ａ３中の含水・含気材料からなる被測定物を押圧し、そのときの静電容量式水分測定装置Ａ２の測定値を読み取り、水分測定用検量線に基づき、含水・含気材料からなる被測定物の含水率を測定すればよい。
なお、より高精度な測定を行うために、各測定試料について、適切な粒度の探索、検量線の作成を行うことが好ましい。 
【００３７】
なお、本明細書では、定荷重付与装置Ａ１の下方に静電容量式水分測定装置Ａ２を配置し、さらに、この静電容量式水分測定装置Ａ２の下方に、含水・含気材料からなる被測定物を収納する容器Ａ３を配置しているが、これを逆さに配置して測定することも可能であるし、横向きにして測定することも可能である。
【００３８】
以上述べたように、本発明においては、含水・含気材料からなる被測定物に、定荷重バネを備えた定荷重付与装置を用いて定荷重を与えて被測定物を押圧し、被測定物の含水率を静電容量測定によって測定するものである。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。
【００４０】
実施例１：牧草含水率測定試験（チモシー主体の牧草サイレージ）
１-１）試験方法
図１〜３に示す定荷重付与装置Ａを静電容量式水分測定装置Ａ２に取り付けた図４〜６に示す含水率測定装置を用い、図７に示すようにして、牧草含水率測定試験を行った。
具体的には、図１０に示すようにして、測定試料の含水率の測定を行った。（ａ）は測定前の状態を、（ｂ）は定荷重装置Ａ１を下方に押し込んでいる状態を、（ｃ）は測定時の状態を、それぞれ示している。
なお、静電容量式水分測定装置Ａ２としては、市販されている、断面が略「コ字状」のものを用いた。 
【００４１】
この含水率測定装置は、容器Ａ３（150×70×50ｍｍ）内に、測定試料（被測定物７）を満遍なく擦り切りに充填し、手動で定荷重付与装置Ａ１が載置されているスタンド８のハンドル９を下ろすと、容器Ａ３内に収容された測定試料（被測定物７）に静電容量式水分測定装置Ａ２が接触し、定荷重付与装置Ａ１内の定荷重バネ１によって、測定試料に荷重がかかり（図１０の（ｂ）参照）、その状態から僅かに定荷重付与装置Ａ１のハンドル９を戻すと（図１０の（ｃ）参照）、一定の荷重（64.1±0.1Ｎ，ｎ＝10）が測定試料にかけ続けられる仕組みとされているものを用いた。
即ち、測定前の図１０（ａ）に示す状態から、図１０（ｂ）に示すように、筐体２を下方に下げて定荷重バネ１を作用させ、測定試料（被測定物７）に静電容量式水分測定装置Ａ２が接触し圧縮を加えると、スライド機構３のうちのスライドプレート（スライダー）３２がベースプレート（レール）３１の上方へ移動し、定荷重バネ１を引き出す。その状態から、図１０（ｃ）に示すように、僅かに定荷重付与装置Ａ１のハンドル９を戻し、筐体２を上方に移動しても、定荷重バネ１とスライドプレート（スライダー）３２の位置は、さほど変わらず、定荷重を測定試料（被測定物７）にかけ続けている。
このスタンドは、ドリルに荷重をかける市販のドリルスタンドを改造し、ハンドルを上方に戻すためのバネを除去したものを用いた。
なお、本実施例１では、このようにドリルに荷重をかける市販のドリルスタンドを改造し、ハンドルを上方に戻すためのバネを除去したものを用い、ハンドルを下げることにより筐体２を下方に下げているものを用いているが、図８のようにスライド機構３を直接スタンドに取り付け、ハンドルではなく、筐体２を手で押して下方に下げるようにしてもよい。押し下げる方法は電動シリンダ、空気圧シリンダ、油圧シリンダなどを用いてもよい。 
【００４２】
この含水率測定装置の容器Ａ３（150×70×50ｍｍ）内に、測定試料（被測定物７）を満遍なく擦り切りに充填し、手動で定荷重付与装置Ａ１のハンドル９を下ろすと、容器Ａ３内に収容された測定試料に静電容量式水分測定装置Ａ２が接触し、定荷重付与装置Ａ１内の定荷重バネ１によって、測定試料に荷重がかかり、その状態から僅かに定荷重付与装置Ａ１のハンドル９を戻し、一定の荷重（64.1±0.1Ｎ，ｎ＝10）を測定試料にかけた。
このときの静電容量式水分測定装置Ａ２の測定値（単位なし、測定装置の指示値）を読み取り、定荷重付与装置１による測定値（図１１では、「定荷重装置」と表記した。）とした。 
【００４３】
即ち、図４〜６に示す含水率測定装置Ａを用い、容器Ａ３内に、測定試料（被測定物７）として、チモシー主体の牧草サイレージ（含水率24−33％、n=36）を充填し、定荷重付与装置Ａ１のハンドル９を押し下げて一定の荷重（64.1±0.1Ｎ，ｎ＝10）をかけて測定試料を圧縮し、ハンドル９を僅かに戻して維持し、測定値を記録して、定荷重付与装置１による測定値とした。
なお、牧草サイレージは、コアサンプラーで採取され、長さ5cm 程度に切断されたものを使用した。 
【００４４】
一方、容器Ａ３内に満遍なく擦り切りに収容された測定試料（被測定物７）に、2kgの錘を載せて測定試料を圧縮した後に、錘を取り外し、測定試料の上に、静電容量式水分測定装置Ａ２だけを静置して測定値（単位なし、測定装置の指示値）を読み取った。これを図１１中、「静置」と表記した。 
【００４５】
また、容器Ａ３内に満遍なく擦り切りに収容された測定試料（被測定物７）に、電子天秤を用い、手で19.6Ｎ(2kgf)、49Ｎ(5kgf)の荷重をそれぞれかけて測定試料を圧縮し、それぞれ測定値（単位なし、測定装置の指示値）を読み取った。これを図１１中、「19.6Ｎ」、「49Ｎ」と表記した。 
【００４６】
測定試料（被測定物７）を計量した後、定温乾燥法（105℃、24時間）により実測含水率を求め、上記測定値と、この実測含水率から最小二乗法により回帰式を求めた。
これらの結果を図１１に示す。なお、図１１以降の図１２〜図１６においても、上記した図１０と同様の表記法を採用している。 
【００４７】
１-２）試験結果
図１１に示すように、各条件で、測定値と実測含水率とに正の相関が認められた。測定時の荷重が大きいほど測定値が増加した。
本発明の含水率測定装置Ａで測定した場合、決定係数が高くなった。
従って、チモシー主体の牧草サイレージについて、本発明の含水率測定装置を用いることにより、電子天秤を用いることなく、牧草含水率の十分な精度で推定ができ、その結果、牧草含水率を十分な精度で実質上測定することができることが分かった。 
【００４８】
実施例２：牧草含水率測定試験（オーチャードグラスの牧草サイレージ）
２-１）試験方法
実施例１において、測定試料（被測定物７）として、チモシー主体の牧草サイレージの代わりに、オーチャードグラスの牧草サイレージ（含水率14−77％、n=60）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして行い、含水率を測定した。結果を図１２に示す。
牧草サイレージは、コアサンプラーで採取され、長さ5cm程度に切断されたものを、常温通風乾燥して含水率を順次低下させたものを使用した。 
【００４９】
２-２）試験結果
図１〜３に示す定荷重付与装置Ａ１を静電容量式水分測定装置Ａ２に取り付けた、図４〜６に示す本発明の含水率測定装置Ａを用いた場合、64Ｎの荷重で測定していることから、電子天秤を用い手動で49Ｎをかけた場合よりも測定値が増加した。 
図１２に示すように、各条件で、測定値と実測含水率とに正の相関が認められた。測定時の荷重が大きいほど測定値が増加した。
本発明の含水率測定装置Ａで測定した場合、決定係数が高くなった。
従って、オーチャードグラスの牧草サイレージについて、本発明の含水率測定装置Ａを用いることにより、電子天秤を用いることなく、牧草含水率の十分な精度で推定ができ、その結果、牧草含水率を十分な精度で実質上測定することができることが分かった。 
【００５０】
実施例３：牧草含水率測定試験（イタリアンライグラスの牧草サイレージ）
３-１）試験方法
実施例１において、測定試料（被測定物７）として、チモシー主体の牧草サイレージの代わりに、イタリアンライグラスの牧草サイレージ（含水率56−76％、n=39）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして行い、含水率を測定した。結果を図１３に示す。
牧草サイレージは、コアサンプラーで採取され、長さ5cm程度に切断されたものを、常温通風乾燥して含水率を順次低下させたものを使用した。 
【００５１】
３-２）試験結果
図１３に示すように、各条件で、測定値と含水率に正の相関が認められた。測定時の荷重が大きいほど測定値が増加した。
本発明の含水率測定装置Ａで測定した場合、決定係数が高くなった。
従って、イタリアンライグラスの牧草サイレージについて、本発明の含水率測定装置Ａを用いることにより、電子天秤を用いることなく、十分な精度で牧草含水率の推定ができ、その結果、牧草含水率を十分な精度で実質上測定することができることが分かった。 
【００５２】
実施例４：堆肥含水率測定試験
４−１）試験方法
実施例１において、測定試料（被測定物７）として、チモシー主体の牧草サイレージの代わりに、切り返し回数の異なる8種類の堆肥（週に１回切り返し、8 週間分、含水率58-72％、n=24）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして行い、含水率を測定した。結果を図１４に示す。
なお、堆肥の水分が高く、含水率測定装置の測定上限を超えたため、電極表面にポリエチレン製フィルム（厚さ0.025mm）を貼り付けた。 
【００５３】
４-２）試験結果
図１４に示すように、本装置で押した場合、測定値と含水率に正の相関があった。測定時の荷重が大きいほど測定値が増加した。
本発明の含水率測定装置Ａで測定した場合、決定係数がやや高くなった。
従って、堆肥について、本発明の含水率測定装置Ａを用いることにより、電子天秤を用いることなく、堆肥含水率の十分な精度で推定ができ、その結果、十分な精度で堆肥含水率を実質上測定することができることが分かった。 
【００５４】
実施例５：堆肥と副資材混合物含水率測定試験
５−１）試験方法
実施例１において、測定試料（被測定物７）として、チモシー主体の牧草サイレージの代わりに、堆肥とおがくずの混合割合の異なる5 種類の試料（堆肥1:おがくず0、0.5、1.0、1.5、2、含水率62-76%、n=15）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして行い、含水率を測定した。
電極表面にポリエチレン製フィルム（厚さ0.025mm）を貼り付けた区（フィルム有り区）と貼り付け無い区（フィルム無し区）の両方を行った。結果を、それぞれ図１５、図１６に示す。 
【００５５】
５-２）試験結果
図１５、図１６に示すように、測定値と含水率に正の相関があった。測定時の荷重が大きいほど測定値が増加した。フィルム無しの場合、本装置で押した場合、測定限界値を超えるものが数点発生した。
なお、この場合には、堆肥に副資材を混合することで水分をある程度下げ、混合物中に空気が入り込みやすくなるため好ましい。 
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、水分測定器メーカの静電容量式水分測定器を補助する測定装置として好適に利用され、この手法を用いた試料の水分測定用検量線が作成される。
この手法を用いた水分測定は簡易に現場で行えることから、牧草などの収穫・調製、Ｔ Ｍ Ｒ センターなどでの飼料調製、大家畜への給与の際に利用することができ、また、堆肥の水分調整にも利用することができる。
従って本発明は、畜産分野等において、有効に利用することが期待される。 
【符号の説明】
【００５７】
Ａ  含水率測定装置
Ａ１  定荷重付与装置
Ａ２  静電容量式水分測定装置
Ａ３  容器
１  定荷重バネ
２  筺体
３  スライド機構
３１  ベースプレート（レール）
３２  スライドプレート（スライダー）
４  荷重伝達具
５  荷重受け台
６  開口部
７  被測定物
８  スタンド
９  ハンドル
【図１】
2019168272.tif 000003
【図２】
2019168272.tif 000004
【図３】
2019168272.tif 000005
【図４】
2019168272.tif 000006
【図５】
2019168272.tif 000007
【図６】
2019168272.tif 000008
【図７】
2019168272.tif 000009
【図８】
2019168272.tif 000010
【図９】
2019168272.tif 000011
【図１０】
2019168272.tif 000012
【図１１】
2019168272.tif 000013
【図１２】
2019168272.tif 000014
【図１３】
2019168272.tif 000015
【図１４】
2019168272.tif 000016
【図１５】
2019168272.tif 000017
【図１６】
2019168272.tif 000018