(57)【要約】【課題】コスト増の要因となる電子天秤、電磁弁を使用しなくても、養液栽培における排液量等の小流量域における不連続な流量を高精度で求めることができる流量計測装置を提供する。【解決手段】栽培ベッドから排出される排液を貯留し、貯留液体が規定量になる毎に転倒動作を開始し、貯留液体を吐出する転倒ます（１）と、転倒ます（１）の転倒動作の開始を検出し、起動検出信号を生成する起動検出手段（２）と、排液量を算出する流量算出手段（３）とを備え、流量算出手段（３）は、起動検出手段（２）からの起動検出信号の時間間隔から転倒ます（１）が転倒動作を停止してから再び転倒を開始するまでの時間を計測する時間計と、転倒ます（１）の規定量と時間計の計測値から転倒ます（１）から排出された液量の補正量を算出する誤差補正手段を有し、前記補正量を用いて排液量を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入される被計測流体を貯留し、貯留液体が規定量になる毎に転倒動作を開始し、貯留液体を吐出する転倒ますと、
前記転倒ますの転倒動作の開始を検出し、起動検出信号を生成する起動検出手段と、
被計測流体の流量を算出する流量算出手段とを備え、
前記流量算出手段が、
前記起動検出信号の時間間隔から、前記転倒ますが転倒動作を停止してから再び転倒動作を開始するまでの時間を計測する時間計と、前記規定量と前記時間計の計測値から前記転倒ますから排出された液量の補正量を算出する誤差補正手段を有し、前記補正量を用いて被計測流体の流量を算出することを特徴とする、
転倒ます型流量計測装置。
【請求項２】
前記誤差補正手段が、前記補正量をＥ［Ｌ］とし、Ａを定数とし、Ｂ［Ｌ］を前記規定量とし、Ｔ［ｓｅｃ．］を前記時間計で計測した前記転倒ますが転倒動作を停止してから再び転倒動作を開始するまでの時間とすると、
ＡＢ／（Ｔ−Ａ）またはＡＢ／Ｔで求められる値をＥの補正計算に用いることを特徴とする、
請求項１に記載の転倒ます型流量計測装置。
【請求項３】
前記定数Ａが、０．３〜１．０であることを特徴とする、
請求項１または２に記載の転倒ます型流量計測装置。
【請求項４】
前記転倒ますが、隔壁を境として、左右に位置する上面側に開放口を有する２つの函状体を備え、前記隔壁下部を転倒支点として左右に転倒動作自在となるように構成され、
計測開始時には前記転倒ますを左右いずれかの方向に転倒させることで一方の函状体を上方に傾斜させた状態としておき、
該上方に傾斜させた函状体の開放口から被計測流体を取り入れて内部に貯めていき、その内部に貯留する液体の重みを利用して、前記隔壁下部を転倒支点として前記転倒させた方向とは反対方向へ転倒させることで、上方に傾斜させた函状体を下方へ傾斜させることにより、前記下方に傾斜させた函状体の開放口から貯留液体を吐出させ、
次いで、新たに上方に傾斜させた函状体の開放口から被計測流体を取り入れて内部に貯めていき、その内部に貯留する液体の重みを利用して、前記隔壁下部を転倒支点として前記転倒させた方向とは反対方向へ転倒させることで、上方に傾斜させた函状体を下方へ傾斜させることにより、前記下方に傾斜させた函状体の開放口から貯留液体を吐出させ、
これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留液体を順次吐出できるようにすることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の転倒ます型流量計測装置。
【請求項５】
前記転倒ますが、一端を底部、他端を開口とする１つの函状体を備え、該函状体の一部を転倒支点として転倒動作自在に構成され、
基準状態では、該函状体の重心が転倒支点より底部側にあり、前記開口側が上方となって傾斜状態となり、
該傾斜状態で計測を開始し、
該上方に位置する前記開口から被計測流体を取り入れて内部に貯めていき、
その内部に貯留する液体の重みを利用して、開口側を上方に傾斜させた函状体の開口側を下方に傾斜させることにより、前記下方に傾斜させた函状体の開口から貯留液体を吐出させ、
吐出後、重心が転倒支点より底部側に戻り、前記開口側が上方となって傾斜させた前記基準状態に復帰し、
再び、被計測流体を内部に貯めていく動作を繰り返すことにより、自動的に貯留液体を順次吐出できるようにすることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の転倒ます型流量計測装置。
【請求項６】
前記転倒ますが、転倒支点となる転倒軸と、前記転倒軸の軸受とを備え、
前記転倒軸が、平板状物によって構成されると共に、
前記軸受が、切欠によって形成されていることを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか一つに記載の転倒ます型流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小流量域における不連続な流れの量を計測する転倒ます型流量計測装置に関し、特に、養液を使用して栽培を行う際に生じる排液について、単位時間当たりの液体体積である流量の計測に用いる転倒ます型流量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
養液栽培の際には、園芸作物の生育遅延や収量低下を招くことがないように、園芸作物の生育状況に応じて園芸作物にとって適量の培養液を給液する必要がある。これにより、養水分の利用効率を高めて肥料や水を節約し、使用済み培養液の排出量を削減させて環境負荷を小さくし、効率よく園芸作物を栽培することができる。この際、排液量を計測する必要がある。排液量とは、養液栽培ベッドから排出される使用済み培養液の単位時間当たりの排出量（排出流量）を表す。排液量は、園芸作物の生育状況や季節、時刻に応じて大きく変化する。特にイチゴの養液栽培では、排液量が数ｍＬ／ｍｉｎ．（数秒間に１回滴下する程度）から５Ｌ／ｍｉｎ．程度まで不連続に変動する。
【０００３】
このような小流量域における不連続な流れの量を計測する流量計測装置として、転倒ますを用いた流量計測装置が知られている。転倒ますとは、シシオドシの原理で動作し、導入される被計測流体を貯留し、貯留液体が規定量になる毎に転倒動作を開始し、貯留液体を吐出する機構を有するものである。ここで、転倒ますの規定量とは、転倒ますに被計測流体が導入されて貯まり、液体の重さにより転倒ますのバランスが崩れることで転倒ますが転倒動作を始める瞬間に、転倒ますに貯留している液体体積を表す。
【０００４】
転倒ますを用いた流量計測装置として、例えば特許文献１に記載の計測装置が知られている。前記特許文献１に記載の装置は、隔壁を境として、左右に設けられた２つの函状体のそれぞれ上方にそれぞれ排液入口を備え、かつ、前記隔壁を境として左右対称の位置の側方にそれぞれ排液出口を備えた排液量計測補助具を、前記隔壁下部を支点として左右に揺動自在となるように、電子天秤の計量皿上に取り付け、計測開始時には前記排液量計測補助具を左右いずれかの方向に揺動させて前記排液量計測補助具を傾斜させた状態としておき、傾斜させて上がっている側の前記函状体の一方に備えられている排液入口から、前記函状体の一方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として前記揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の一方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、次いで、新たに傾斜させて上がっている側の前記函状体の他方に備えられている排液入口から、前記函状体の他方の内部に排液を引き入れ、その内部に貯留する排液の重みを利用して、前記隔壁下部を支点として直前の揺動方向とは反対方向へ揺動させて下方へ傾斜させることにより、前記函状体の他方に備えられている排液出口から貯留排液を吐出させ、これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留排液を順次吐出できるようにして、電子天秤の計測値から排液量を求める排液量計測手段を備えたものである。
【０００５】
また、転倒ますを用いて雨量を計測する雨量計として、特許文献２に記載の装置が知られている。前記装置は、所定の開口面積の受水口と、この受水口の雨水が導入されその雨水が一定重量になったときに転倒し排水する転倒ますと、この転倒ますの転倒毎に電気信号を発生する電気信号発生回路とを備えた転倒ます型雨量計において、前記転倒ますが転倒動作中であることを電気的に検出するセンサ回路と、前記受水口と前記転倒ますとの間の雨水の流路に設けられた前記センサ回路の検出出力が送出されている間その流路を遮断する電磁弁とを備えたものである。
【０００６】
さらに、漏水量等の少流量域における不連続な流れの量を計測する装置として、転倒ますを用いた特許文献３に記載の装置が知られている。前記装置は、基準状態において液体を貯留可能で、所定体積の液体が貯留されると傾動して液体を排出した後、基準状態に復帰する計測容器と、計測容器が基準状態となってから傾動を開始するまでの時間を計測する時間計と、計測容器の所定体積と時間計の計測値から平均流量を求める演算器と、演算器で求めた平均流量を表示する流量表示器とを備えたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、特許文献２に記載の装置は、コスト増の要因となる電子天秤、電磁弁を使用することで、小流量域における不連続な流量を高精度で行うことができるが、コストが高くなるという課題があった。
【０００８】
他方、電子天秤、電磁弁を使用しない特許文献３に記載の装置は、コスト的には有利なものである。
【０００９】
しかしながら、特許文献３に記載の装置や転倒ます等によるシシオドシ構造によって生じた揺動回数を計数することで流量を計測する従来の転倒ますを用いた装置は、揺動時に導入される被計測流体の取りこぼしを生じ、計測した流量値が実際の流量よりも少なくなる。この誤差は、被計測流体の流量が多くなるほど大きくなる傾向にあり、高精度の計測値が得られなくなるという課題があった。
【００１０】
特許文献３に記載の装置は、被計測流体が容器に滴下し続け、正規の１傾動分の液体体積（規定量）達した際に、傾動動作が開始される。傾動開始後、容器が傾動する間にも被計測流体が容器に滴下し続ける。そのため、規定量を上回る量の滴下に対しても１傾動と判断され、計測した流量値が実際の流量よりも少なくなり、誤差が生じていた。そして、この傾向は、被計測流体の流量が多くなるほど、傾動動作の際に被計測流体を取りこぼす量が多くなり、誤差が大きくなる傾向にあった。
【００１１】
また、特許文献３に記載の装置における演算処理は、平均流量を求めることを目的としているため、揺動時に導入される被計測流体の取りこぼす量の誤差補正については考慮されておらず、被計測流体の流量を高精度で求められるものではなかった。
【００１２】
従って、コスト増の要因となる電子天秤、電磁弁を使用しなくても、養液栽培における排液量等の小流量域における不連続な流量を高精度で求めることができる流量計測装置が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の課題を解決するための手段は、下記のとおりである。
【００１４】
第１に、
導入される被計測流体を貯留し、貯留液体が規定量になる毎に転倒動作を開始し、貯留液体を吐出する転倒ますと、
前記転倒ますの転倒動作の開始を検出し、起動検出信号を生成する起動検出手段と、
被計測流体の流量を算出する流量算出手段とを備え、
前記流量算出手段が、
前記起動検出信号の時間間隔から、前記転倒ますが転倒動作を停止してから再び転倒動作を開始するまでの時間を計測する時間計と、前記規定量と前記時間計の計測値から前記転倒ますから排出された液量の補正量を算出する誤差補正手段を有し、前記補正量を用いて被計測流体の流量を算出することを特徴とする、
転倒ます型流量計測装置。
【００１５】
ここで、規定量とは、転倒ますに被計測流体が導入されて貯まり、液体の重さにより転倒ますのバランスが崩れることで転倒ますが転倒動作を始める瞬間に、転倒ますに貯留している液体体積を表す。また、転倒ますとは、シシオドシの原理で動作し、転倒動作が可能なものであればよく、具体的には、形状や重量バランスを考慮した転倒支点を有し、導入される被計測流体を貯留し、貯留液体が規定量になる毎に転倒動作を開始し、貯留液体を吐出する機構を有するものであれよい。転倒支点は、転倒動作の際に基点となる部分のことで、該転倒支点を基準にして転倒ますは転倒する。
転倒ますとしては、例えば、左右に二つの対照型の函状体を有し中央に転倒支点を有する構造のもの、左右の函状体が非対称の構造のもの、一つの函状体にその形状や重量バランスを考慮した転倒支点を有するもの、筒状体、コップ形状、スプーン形状、半球状等の各種の形状であって各形状や重量バランスを考慮した転倒支点を有するもの等が採用でき、その構造や形状は限定されない。なお、二つの函状体を有する構造の場合、必ずしも二つの函状体は同一規定量である必要はなく、異なる規定量であってもよい。また、二つの函状体の規定量が近似的に等しい場合、両函状体の平均値を規定量として扱うこともできる。
起動検出手段は、センサの計測対象物および前記センサ、前記センサの出力信号から転倒ますの転倒動作の開始を知らせる起動検出信号を生成する起動検出回路から構成される。前記センサとしては、転倒ますの転倒動作を感知するセンサを用いることができ、例えば、転倒ますに取り付けた磁石の磁界変化を検知するリードＳＷやホール素子による磁気センサ、転倒ますとの距離を検知する距離センサおよび近接センサ、転倒ます近傍に配置したＬＥＤの光量変化を検知する光センサ等を採用できる。流量算出手段の時間計は、一定の時間の経過を知らせるものであればよく、流量算出手段の中に組み込まれている必要はなく、外部装置のタイマーを時間計として用いて計測することもできる。
【００１６】
第２に、
前記誤差補正手段が、前記補正量をＥ［Ｌ］とし、Ａを定数とし、Ｂ［Ｌ］を前記規定量とし、Ｔ［ｓｅｃ．］を前記時間計で計測した前記転倒ますが転倒動作を停止してから再び転倒動作を開始するまでの時間とすると、
ＡＢ／（Ｔ−Ａ）またはＡＢ／Ｔで求められる値をＥの補正計算に用いることを特徴とする、
前記第１に記載の転倒ます型流量計測装置。
ここで、補正量Ｅは、例えば、Ｅ＝ＡＢ／（Ｔ−Ａ）＋０．１により求めることができる。
第３に、
前記定数Ａが、０．３〜１．０好ましくは０．４〜０．５更に好ましくは０．４５６であることを特徴とする、
前記第１または第２に記載の転倒ます型流量計測装置。
第４に、
前記転倒ますが、隔壁を境として、左右に位置する上面側に開放口を有する２つの函状体を備え、前記隔壁下部を転倒支点として左右に転倒動作自在となるように構成され、
計測開始時には前記転倒ますを左右いずれかの方向に転倒させることで一方の函状体を上方に傾斜させた状態としておき、
該上方に傾斜させた函状体の開放口から被計測流体を取り入れて内部に貯めていき、その内部に貯留する液体の重みを利用して、前記隔壁下部を転倒支点として前記転倒させた方向とは反対方向へ転倒させることで、上方に傾斜させた函状体を下方へ傾斜させることにより、前記下方に傾斜させた函状体の開放口から貯留液体を吐出させ、
次いで、新たに上方に傾斜させた函状体の開放口から被計測流体を取り入れて内部に貯めていき、その内部に貯留する液体の重みを利用して、前記隔壁下部を転倒支点として前記転倒させた方向とは反対方向へ転倒させることで、上方に傾斜させた函状体を下方へ傾斜させることにより、前記下方に傾斜させた函状体の開放口から貯留液体を吐出させ、
これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留液体を順次吐出できるようにすることを特徴とする、
前記第１〜３のいずれか一つに記載の転倒ます型流量計測装置。
【００１７】
前記第４の転倒ます型流量計測装置は、起動検出手段として、二つの函状体の転倒動作を各々判別して検知できるように構成することもできる。このように判別して検知することで、各函状体の規定量を同一にする必要がなくなるので、規定量の調整のための組立調整工程が削減でき、組立コストを低減できる。また、各函状体の規定量に対応した補正ができるので、平均値で補正をする場合と比較して、より高精度で算出できる。例えば、一方の函状体１ａの規定量をＢａ、他方の函状体１ｂの規定量をＢｂとすると、起動検出手段によって二つの函状体の転倒動作の開始を判別できれば、
函状体１ａはＥ＝ＡＢａ／（Ｔ−Ａ）、
函状体１ｂはＥ＝ＡＢｂ／（Ｔ−Ａ）の式により求められる値を補正計算に用いることで、取りこぼし量を正確に算出できる。
函状体１ａおよび函状体１ｂの規定量の平均値Ｂを規定量とする場合には、どちらの函状体もＥ＝ＡＢ／（Ｔ−Ａ）を用いることになり、取りこぼし量の算出値と実際の値に誤差を生じることになる。
【００１８】
第５に、
前記転倒ますが、一端を底部、他端を開口とする１つの函状体を備え、該函状体の一部を転倒支点として転倒動作自在に構成され、
基準状態では、該函状体の重心が転倒支点より底部側にあり、前記開口側が上方となって傾斜状態となり、
該傾斜状態で計測を開始し、
該上方に位置する前記開口から被計測流体を取り入れて内部に貯めていき、
その内部に貯留する液体の重みを利用して、開口側を上方に傾斜させた函状体の開口側を下方に傾斜させることにより、前記下方に傾斜させた函状体の開口から貯留液体を吐出させ、
吐出後、重心が転倒支点より底部側に戻り、前記開口側が上方となって傾斜させた前記基準状態に復帰し、
再び、被計測流体を内部に貯めていく動作を繰り返すことにより、自動的に貯留液体を順次吐出できるようにすることを特徴とする、
前記第１〜３のいずれか一つに記載の転倒ます型流量計測装置。
第６に、
前記転倒ますが、転倒支点となる転倒軸と、前記転倒軸の軸受とを備え、
前記転倒軸が、平板状物によって構成されると共に、
前記軸受が、切欠によって形成されていることを特徴とする、
前記第１〜５のいずれか一つに記載の転倒ます型流量計測装置。
【００１９】
ここで、切欠とは、板状物や立体物の一部を切り欠くことにより形成された部分のことを示し、Ｖ字状、Ｕ字状等が該当し、平板をＶ字状に切り欠くことで形成できる他に、立体物の一面をＶ字溝状に切り欠くことでも形成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる転倒ます型流量計測装置では、転倒ますの転倒開始時に導入される被計測流体を取りこぼす量の誤差補正を行うので、コスト増の要因となる電子天秤や電磁弁を使用せずに、養液栽培における排液量等の小流量域における不連続な流量を高精度に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る転倒ます型流量計測装置を含む圃場環境モニタリングシステムの一構成例を示す概略説明図である。
【図２】本発明に係る転倒ます型流量計測装置を含む圃場環境モニタリングシステムの別の構成例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る転倒ます型流量計測装置を含む圃場環境モニタリングシステムの更に別の構成例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態における転倒ます及び起動検出手段の要部の説明図である。
【図５】本発明に係る第１の実施の形態における転倒ますの動作の説明図である。
【図６】本発明に係る第１の実施の形態における転倒ますの動作を説明する断面図である。
【図７】本発明に係る第２の実施の形態における転倒ますの説明図である。
【図８】本発明に係る第３の実施の形態における転倒ますの説明図である。
【図９】本発明に係る第４の実施の形態における転倒ますの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一符号を付しており、また重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される一形態であることから、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
本発明に係る転倒ます型流量計測装置は、図１〜４に示すように、ネットワーク上のクラウドサーバーを介して遠隔操作可能なものであり、圃場環境モニタリングシステムとして、その他のデータロガーや施設内環境制御盤と連動させて、トマトやイチゴ等の養液栽培に用いることができるものである。温室等の施設内環境制御盤は、データロガー等で取得した環境情報（温度、湿度、日射量、ＣＯ２濃度、園芸作物の吸水量など）をもとに、コントローラーを用いて温室内機器（給液機、窓、保温または遮光カーテン、冷暖房機、ＣＯ２生成機、循環扇など）の動作を自動で制御し、園芸作物の生育にとって最適な環境を作るものである。特に、培養液の給液に関しては、転倒ます型流量計測装置で計測する栽培ベッドから排出される排液量と、給液量や温度、日射量、ＣＯ２濃度等の環境情報をもとに、自動制御で園芸作物の生育にとって適量の培養液を給液することができる。
【００２４】
センサによって検出された温度、湿度、日射量等の施設内環境情報に加え、本発明に係る転倒ます型流量測定装置によって測定された排液量は、データロガーに保存されると共に、コントローラーを備えた施設内環境制御盤に送られる。また、データロガーに保存された情報は、ネットワークを介してサーバーに送られる。
図２、図３に示すように、サーバーまたは監視用端末で起動するアプリによって、送られた排液量や排液量累計値等の情報を表示することができ、また、該情報に基づいて、施設内環境制御盤に制御命令を発することもできる。
図１、図２に示す例では、データロガーがコントローラーと一緒に施設内環境制御盤に組み込んで設けられている。インターフェースが、コントローラーとデータロガー、外部サーバー間のデータ通信を中継する。図３に示す例では、データロガーは、施設内環境制御盤とは別に設けられ、また、施設内環境制御盤への制御命令は、手動で情報端末から発せられている。
【００２５】
図１に示すように、本発明に係る第１の実施の形態における転倒ます型流量計測装置は、転倒ます１と、転倒ます１の転倒動作の開始を検出し、起動検出信号を生成する起動検出手段２と、排液量を算出する流量算出手段３とを備えている。
【００２６】
転倒ます１は、栽培ベッドから排出される排液を貯留し、貯留液体が規定量になる毎に転倒動作を開始し、貯留液体を吐出するものである。転倒ます１は、図４に示すように、隔壁１１を境として、左右に位置する上面側に開放口を有する２つの三角形状の函状体１２を備え、隔壁１１下部に設けた転倒支点となる転倒軸１３を基準にして左右に転倒動作自在となるように構成されている。転倒軸１３は、図６に示すように、軸受１４に組み合わせられている。
【００２７】
計測開始時には転倒ます１を左右いずれかの方向に転倒させることで、一方の函状体１２を上方に傾斜させた状態とする。そして、装置の真上に配置された管体から流れ落ちてくる排液を、上方に傾斜させた函状体１２の開放口から取り入れて内部に貯める。内部に貯留する液体の重みによって全体の重心がずれることを利用して、軸受１４に組み合わせられた隔壁１１下部の転倒軸１３を転倒支点として、転倒させた方向とは反対方向へ転倒させることで、上方に傾斜させた函状体１２を下方へ傾斜させることにより、下方に傾斜させた函状体１２の開放口から貯留液体を吐出させる。
【００２８】
次いで、新たに上方に傾斜させた函状体１２の開放口から排液を取り入れて内部に貯めていき、その内部に貯留する液体の重みを利用して、隔壁１１下部の転倒軸１３を転倒支点として転倒させた方向とは反対方向へ転倒させることで、上方に傾斜させた函状体１２を下方へ傾斜させることにより、下方に傾斜させた函状体１２の開放口から貯留液体を吐出させる。これを順次繰り返すことにより、自動的に貯留液体を順次吐出できるようにする。
【００２９】
本実施形態では、転倒ます１は、二つの函状体１２が同一規定量のものとして構成され、排液が導入されると貯留し、貯留液体が規定量になる毎に転倒し、貯留液体を吐出する動作を繰り返す。
【００３０】
図２、図３に示すように、流量算出手段３は、起動検出手段２からの起動検出信号の時間間隔から転倒ます１が転倒動作を停止してから再び転倒を開始するまでの時間を計測する時間計３１と、転倒ます１の規定量と時間計３１の計測値から転倒ます１から排出された液量の補正量を算出する誤差補正手段３２を有し、前記補正量を用いて排液量を算出する。また、本実施形態の流量算出手段３は、排液量、排液量累積値、規定量等を記録する記録装置３３と、排液量、日時等を表示する表示装置３４と、各種計算処理を行うＣＰＵ３５とを有している。
【００３１】
誤差補正手段３２は、Ｅを転倒ます１の転倒動作時に導入される排液の取りこぼし量（補正量）［Ｌ］とし、Ｂを左右二つに分割する各転倒ますの規定量［Ｌ］とし、Ｔを時間計３１で計測した転倒ます１が転倒動作を停止してから再び転倒動作を開始するまでの時間［ｓｅｃ．］、Ａを定数（０．４５６）とすると、
Ｅ＝ＡＢ／（Ｔ−Ａ）で補正量を算出する。
ここで、Ｔは、起動検出手段２により初めの起動検出信号が生成された後に、次の起動検出信号が生成されるまでの時間間隔のことであり、時間計３１によって計測されるものであるが、外部装置のタイマーを用いてＴを計測することもできる。
【００３２】
前記Ｅの算出式は、ＶをＴにおける排液量［Ｌ／ｍｉｎ．］とした際に、
Ｖ＝６０（Ｂ＋Ｅ）／Ｔと表され、
実験において求めたＶとＥが正比例（比例定数：７．６×１０−３）の関係にあることが確認され、これにより線形近似を行うと、
Ｖ＝Ｅ／（７．６×１０−３）の関係にあることから、この２式をＥについてまとめることで求められる。比例定数：７．６×１０−３は、Ｖおよび転倒ますの転倒速度に依存する定数であり、転倒速度を変更する場合には、実験により再度求める必要がある。Ａは、比例定数に６０を掛けることにより求められる定数（比例定数：７．６×１０−３の場合、Ａ＝６０×７．６×１０−３）であるため、転倒ますの転倒速度を変更する場合には、Ａの値を変更する必要がある。
【００３３】
なお、Ｔが１ｓｅｃ．未満のときは、Ｔを１ｓｅｃ．として誤差補正を行う。Ｔが６０ｓｅｃ．以上の時は、補正量が無視できるほど小さいため、誤差補正を行う必要がないことが確認されている。また、ＴがＡに対して十分大きい場合、Ｅ＝ＡＢ／Ｔで求められる値を用いることもできる。
【００３４】
図２、図３に示すように、流量算出手段３は、起動検出手段２からの信号を、ＣＰＵ３５、時間計３１等によって処理するもので、図示は省略するが、ｐｉｃ、ａｒｍ等によるマイコンを用いて構成することができる。時間計３１や外部装置のタイマーにより、午後１２時を基準として２４時間毎のタイミングで排液量［Ｌ／日］を表示するように設定することもできる。計測は常時行われ、排液量を算出するが、１５秒周期で現在の排液量［Ｌ／日］と日時を、表示装置３４としてのＬＣＤに表示することもできる。また、無線ＬＡＮで接続された監視用端末からの要求で、監視用端末のブラウザに現在の日時、排液量［Ｌ／日、Ｌ／ｈ］、過去の排液量［Ｌ／日、Ｌ／ｈ］、記録状況を表示させることもできる。そして、１０分周期で現在の排液量［Ｌ／日］を記録装置３３に「日付名．ｃｓｖ」のファイル名で記録したり、日周期で排液量［Ｌ／日］を「ｒｅｓｕｌｔ．ｃｓｖ」のファイル名で記録したりすることができる。さらに、専用のアプリを使用し、監視用端末へ特定の「日付名．ｃｓｖ」、「ｒｅｓｕｌｔ．ｃｓｖ」を送信し、監視用端末でこれらのデータを保存し、参照することもできる。
【００３５】
起動検出手段２は、図２、図３に示すように、計測対象物に対するセンサと、センサの対象物であるセンサ計測対象物と、起動検出回路とを備え、前記センサ及び前記センサ計測対象物によりスイッチを構成している。
【００３６】
図５、図７に示すように、スイッチ２３は、本実施形態では、円形状の磁石２３ａと、該磁石２３ａの磁界の変化を感知するリードＳＷ２３ｂとからなるセンサで構成されている。磁石２３ａは、転倒軸１３の端部に取り付けられた細長板状の磁石支持部材２４によって、固定されている。磁石支持部材２４は、転倒軸１３の動きに連動するもので、排液がかからないように、上部側で磁石２３ａを支持するものである。
【００３７】
図７に示すように、本発明に係る第２の実施の形態として、スイッチ２３のリードＳＷを、リードＳＷ２３ｂ１、リードＳＷｂ２の二つのもので構成することもできる。このように二つのリードＳＷ２３ｂ１、リードＳＷｂ２を設けることで、二つの函状体１２の各々の動きを判別して検知できるようになり、各函状体の規定量を同一にする必要がなくなるので、規定量の調整のための組立調整工程が削減でき、組立コストを低減できる。また、各函状体の規定量に対応した補正ができるので、平均値で補正をする場合と比較して、より高精度で算出できる。
【００３８】
図８に、本発明に係る第３の実施の形態として示すように、スイッチ２３のセンサとして函状体１２との距離が検知可能な距離センサ２３ｃを用い、ストッパー１５の近傍に設けることもできる。このように距離センサ２３ｃを設けることで、二つの函状体１２の各々の動きを判別して検知できるようになり、各函状体の規定量を同一にする必要がなくなるので、規定量の調整のための組立調整工程が削減でき、組立コストを低減できる。また、各函状体の規定量に対応した補正ができるので、平均値で補正をする場合と比較して、より高精度で算出できる。
【００３９】
図４、図５中、符号２５は、磁石２３ａの位置を調節するために、長孔２４ａに組み合わせる磁石位置調整ネジである。
【００４０】
図４、図６に示すように、転倒軸１３は、両端部分が細長板状に突出する平板状物によって構成されている。転倒軸１３は、転倒ます１の二つの函状体１２の背面同士を合わせることで形成した隔壁１１によって挟み込みことで、転倒ます１の位置調整が可能な転倒ます位置調整ネジ２６によって取り付けられている。ここで、平板状物である転倒軸１３には、転倒ます１の取り付け位置を調整するための長孔（図示は省略）が形成されている。
【００４１】
図６に示すように、軸受１４は、転倒軸１３の両端部分に組み合うように、Ｖ字状の切欠によって形成されている。
【００４２】
図４〜図６中、符号１５は、転倒動作の函状体１２の動きを止めるためのＬ字アングルで、高さ調整が可能なストッパーである。
【００４３】
図５〜図９中、符号４は、転倒ます１の函状体１２の規定量誤差を小さくするために、全体を水平に調整するためのアジャスターである。
【００４４】
次に、本発明に係る第１の実施形態での転倒ます型流量計測装置の使用例について説明する。
【００４５】
始めに、アジャスター４によって全体が水平になるように調整する。この際、ストッパー１５の位置の調整により、転倒ます１の高さを、サンプルとしての函状体１２の規定量として、２００ミリリットルに合致するように調整する。規定量の調整は函状体１２と転倒軸１３との位置関係を、転倒ます位置調整ネジ２６によって調整することでも行うことができる。
【００４６】
また、転倒ます１の函状体１２が転倒動作する速度を調整するために、転倒軸１３に対する磁石２３ａの位置及び高さを、磁石位置調整ネジ２５によって調整する。ここで、転倒動作速度の調整は、函状体１２と転倒軸１３との位置関係を、転倒ます位置調整ネジ２６によって調整することでも行うことができる。
【００４７】
各調整が終了したら、上方に傾斜した函状体１２に排液を滴下させる。排液の滴下が続き、函状体１２の規定量に達すると、転倒ます１のバランスが崩れ、函状体１２の転倒動作が開始する。転倒動作によって、スイッチ２３を構成する磁石支持部材２４に取り付けられた磁石２３ａも動き、途中でリードＳＷ２３ｂによって磁界の変化が感知される。そして、起動検出手段２による起動検出信号が、流量算出手段３に送られる。転倒動作が完了した函状体１２は、再び、排液の滴下によって、転倒動作が開始し、スイッチ２３および起動検出手段２によって起動検出信号が、流量算出手段３に送られる。
【００４８】
流量算出手段３では、誤差補正手段３２によって、転倒ます１の規定量と起動検出信号の時間間隔から転倒ます１の転倒動作時に導入される排液の取りこぼし量の補正を行い、排液量［Ｌ／日］を算出する。補正は、Ｅを転倒ます１の転倒動作時に導入される排液の取りこぼし量（補正量）［Ｌ］とし、Ｂを左右二つに分割する各転倒ますの規定量［Ｌ］とし、Ｔを時間計３１で計測した転倒ます１が転倒動作を停止してから再び転倒動作を開始するまでの時間［ｓｅｃ．］とすると、
Ｅ＝０．４５６Ｂ／（Ｔ−０．４５６）で求められる値を用いることで行う。
排液量［Ｌ／日］は、転倒ます１の転倒毎にＢ＋Ｅで求められる値が午後１２時を基準として２４時間毎に積算された値を用いる。
【００４９】
排液量は、表示装置によって表示されると共に、記録装置に記録される。記録装置に記録された各種の値は、インターネットを介し、遠隔地のクラウドサーバーや、パーソナルコンピュータに送られる。
【００５０】
上記の本発明に係る実施の形態に係る流量計測装置を用いて計測した排液量の計測値と、電子天秤を使用して実測した排液量の結果を比較したところ、下記のとおりであった。ただし、排液は水道水で模擬し、２０Ｌ程度の液量を一定流量で供給した。その結果を、表１に示す。
【００５１】
【表１】
2015187557.tif 000003
【００５２】
以上の結果より、本発明に係る流量計測装置を用いた場合は、電子天秤を使用した実測値と比較して、誤差がプラスマイナス３％以内であり、実用的なものであることが確認された。
【００５３】
また、実際のいちご圃場のフィールドで特定の日ついて、本発明に係る流量計測装置を試験的に用い、電子天秤を使用して実測した場合の結果を比較した。その結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】
2015187557.tif 000004
【００５５】
以上の結果より、実際のフィールドで、本発明に係る流量計測装置を用いた場合でも、電子天秤を使用した実測値と比較して、最大誤差が１％程度であり、充分、実用的なものであることが確認された。
【００５６】
次に、図９を参照しながら、本発明の第４の実施の形態における転倒ますについて説明する。
【００５７】
転倒ます１’は、一端を底部、他端を開口とする１つの函状体１２’を備え、該函状体１２’の底面側の一部に取り付けられた平板状の転倒軸１３’を転倒支点として転倒動作自在に構成されている。
転倒軸１３’は、Ｖ字状の切欠による軸受１４’に組み合わせられている。
【００５８】
基準状態では、函状体１２’の重心が転倒支点より底部側にあり、開口側が上方となって傾斜状態となる。傾斜状態で計測を開始し、上方に位置する開口から被計測流体を取り入れて内部に貯める。その内部に貯留する液体の重みを利用して、開口側を上方に傾斜させた函状体１２’の開口側を下方に傾斜させることにより、下方に傾斜させた函状体１２’の開口から貯留液体を吐出させる。
【００５９】
吐出後、重心が転倒支点より底部側に戻り、開口側が上方となって傾斜させた前記基準状態に復帰し、再び、被計測流体を内部に貯めていく動作を繰り返すことで、自動的に貯留液体を順次吐出できる。
【符号の説明】
【００６０】
１  転倒ます
１１  隔壁
１２  函状体
１３  転倒軸
１４  軸受
１５  ストッパー
２  起動検出手段
２３  スイッチ
２３ａ  磁石
２３ｂ  リードＳＷ
２３ｃ  距離センサ
２４  磁石支持部材
２４ａ  長孔
２５  磁石位置調整ネジ
２６  転倒ます位置調整ネジ
３  流量算出手段
３１  時間計
３２  誤差補正手段
３３  記録装置
３４  表示装置
３５  ＣＰＵ
４  アジャスター
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特許第３６６０９８６号公報
【特許文献２】特公平６−１９４７７号公報
【特許文献３】特開平１１−２３０８０９号公報
【図１】
2015187557.tif 000005
【図２】
2015187557.tif 000006
【図３】
2015187557.tif 000007
【図４】
2015187557.tif 000008
【図５】
2015187557.tif 000009
【図６】
2015187557.tif 000010
【図７】
2015187557.tif 000011
【図８】
2015187557.tif 000012
【図９】
2015187557.tif 000013