(57)【要約】【課題】刈り取り直後の試料穀物の水分値を精度良く測定すること、性状や倒伏による水分誤差を低減すること等が可能な水分計を提供する。【解決手段】水分計１に刈り取り直後の試料穀粒の水分値を測定するコンバイン用コマンドを設ける。このコンバイン用コマンドは、過去の刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値に基づいて算出された専用の検量線によって、刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値を絶乾法による水分値に換算する。さらに、この専用の検量線を用いて換算した水分値に基づいてヒストグラムをシミュレーション作成し、そのヒストグラムから水分値の単純平均値とメジアンとを算出すると共に、少なくともこれら単純平均値及びメジアンを用いて試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料穀粒を圧砕する２つのローラー電極と、前記ローラー電極間の電気抵抗値を水分に換算して試料穀粒の水分値を連続して測定する制御手段とを備えた水分計において、
前記制御手段は、刈り取り直後の試料穀粒の水分値を絶乾法による水分値に換算する検量線を有すると共に、前記検量線は、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の水分値に基づいて予め算出されていることを特徴とする水分計。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検量線を用いて換算した水分値に基づいてヒストグラムをシミュレーション作成し、そのヒストグラムから水分値の単純平均値とメジアンとを算出すると共に、少なくとも前記単純平均値と前記メジアンとを用いて試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響を補正することを特徴とする請求項１に記載の水分計。
【請求項３】
前記制御手段は、時間経過後の試料穀粒の水分値を、前記単純平均値、前記メジアン及び補正係数を用いて算出することを特徴とする請求項２に記載の水分計。
【請求項４】
前記制御手段は、時間経過後の試料穀粒の水分値を、時間経過後の試料穀粒の水分値＝単純平均値−（単純平均値−メジアン）＊補正係数の数式から算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の水分計。
【請求項５】
前記補正係数は、過去に測定した未熟試料穀粒、死試料穀粒等の影響を含んだ測定水分データを用いて予め算出されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の水分計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分計に関するものであり、さらに詳しくは、コンバイン等の穀物刈取装置用の水分計に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバイン等の穀物刈取装置によって複数の農家の圃場を連続して刈り取る場合には、収量と共に圃場毎の穀物の水分値が各農家の持ち分決定に大きく関与する。そこで、近年では、穀物刈取装置の収量タンク内に水分計を取り付けて、刈り取り直後の試料穀物の水分値を測定する傾向にある。
【０００３】
従来、このような水分計は、試料穀粒を圧砕する２つのローラー電極と、ローラー電極間の電気抵抗を水分に換算して試料穀粒の水分値を連続して測定する制御手段とを備えて構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記した従来の水分計にあっては、次のような問題があった。  すなわち、図７（ａ）に示されるように、刈り取り直後の試料穀粒の水分値（（１）線）は、時間経過後の安定状態にある試料穀粒の水分値（（２）線）に比較すると、脱穀処理やオーガ等による搬送時の摩擦で表面の水分が乾燥して電気抵抗値が高くなっているので、水分値としては低く測定されてしまう。そのため、刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値を検量線によって絶乾法による水分値に換算する必要があった。
【０００５】
そこで、従来の水分計は、図７（ｂ）に示されるように、過去に測定した時間経過後の安定状態にある試料穀粒の測定水分値に基づいて算出された検量線（（３）線）を用いて、刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値を換算するように構成されていた。そのため、従来の水分計が測定した刈り取り直後の測定水分値（（４）線）は、図７（ｃ）に示されるように、時間経過後の測定水分値（（５）線）が絶乾法による水分値にほぼ一致するように換算されるのに対し、例えば、絶乾法２７％時の刈り取り直後の水分値２５．９％、その差は、−１．１％となり、測定誤差が生じるという問題があった。
【０００６】
また、その年の気候によって試料、例えば、稲の性状が悪い場合や、圃場で倒伏している場合などは未熟米、死米の影響で水分値が高くなり、収穫穀物全体の水分値に誤差が生じてしまうという問題もある。
【０００７】
そして、刈り取り直後の水分値や収穫穀物全体の水分値に誤差が生じると、農家毎の収量計算にも誤差が生じてしまう。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２８１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明は、上記した従来技術が有している問題点を解決するためになされたものであって、刈り取り直後の試料穀物の水分値を精度良く測定すること、性状や倒伏による水分誤差を低減すること等が可能な水分計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため第１の発明は、試料穀粒を圧砕する２つのローラー電極と、前記ローラー電極間の電気抵抗値を水分に換算して試料穀粒の水分値を連続して測定する制御手段とを備えた水分計において、
前記制御手段は、刈り取り直後の試料穀粒の水分値を絶乾法による水分値に換算する検量線を有すると共に、前記検量線は、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の水分値に基づいて予め算出されていることを特徴とする。
【００１１】
第１の発明によれば、水分計によって測定された刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値は、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の水分値に基づいて予め算出されている検量線によって絶乾法による水分値に換算される。これにより、刈り取り直後における試料穀粒の測定水分値から表面乾燥の影響を排除することができて、刈り取り直後の試料穀粒の水分値を精度良く測定（算出）することが可能となる。
【００１２】
上記目的を達成するため第２の発明は、第１の発明において、前記制御手段は、前記検量線を用いて換算した水分値に基づいてヒストグラムをシミュレーション作成し、そのヒストグラムから水分値の単純平均値とメジアンとを算出すると共に、少なくとも前記単純平均値と前記メジアンとを用いて試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響を補正することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するため第３の発明は、第２の発明において、前記制御手段は、時間経過後の試料穀粒の水分値を、前記単純平均値、前記メジアン及び補正係数を用いて算出することを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するため第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記制御手段は、時間経過後の試料穀粒の水分値を、時間経過後の試料穀粒の水分値＝単純平均値−（単純平均値−メジアン）＊補正係数の数式から算出することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記補正係数は、過去に測定した未熟試料穀粒、死試料穀粒等の影響を含んだ測定水分データを用いて算出されていることを特徴とする。
【００１６】
第２乃至第５の発明によれば、水分計が測定した刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値は、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の水分値に基づいて予め算出された検量線を用いて絶乾法による水分値に換算されたのち、その換算された水分値に基づいてヒストグラムがシミュレーション作成され、そのヒストグラムから水分値の単純平均値とメジアンとが算出される。そして、少なくともこれら単純平均値及びメジアンを用いて試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響が補正される。具体的には、時間経過後の試料穀物の水分値が、時間経過後の試料穀粒の水分値＝単純平均値−（単純平均値−メジアン）＊補正係数の数式から算出される。補正係数は、過去に測定した未熟試料穀粒、死試料穀粒等の影響を含んだ測定水分データを用いて算出されている。これにより、第１の発明の作用効果に加えて、試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響を補正すること、つまり、測定水分値から未熟試料穀粒、死試料穀粒等の影響を排除することによって、性状や倒伏による水分誤差を低減することができて、刈り取り直後の試料穀粒の水分値から時間経過後の試料穀粒の水分値を精度良く算出（予測）することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本水分計によれば、刈り取り直後の試料穀粒の水分値を絶乾法による水分値に換算する検量線は、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値に基づいて算出されている。このため、刈り取り直後の試料穀粒の水分値を精度良く算出することが可能となる。さらにまた、本水分計は、その専用の検量線を用いて換算した水分値に基づいてヒストグラムをシミュレーション作成し、そのヒストグラムから水分値の単純平均値とメジアンとを算出すると共に、少なくともこれら単純平均値及びメジアンを用いて試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響を補正する。このため、刈り取り直後の試料穀粒の水分値から時間経過後の試料穀粒の水分値を精度良く算出することが可能となる。
【００１８】
これらの結果、複数の農家の圃場を連続して刈り取っても、圃場毎の穀物の水分値を正確、且つ迅速に算出することができるようになるので、コンバイン等の穀物刈取装置用に好適な水分計を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る水分計の内部構造を示したブロック図、図２は、本水分計の外観構造を示した平面図、図３は、本水分計の正面断面図、図４（ａ）は、安定後の水分測定値に基づいて作成されたヒストグラム、（ｂ）は、（ａ）のヒストグラムにおける水分ランク（％）と頻度との関係を示した図、図５（ａ）は、刈り取り直後の水分測定値に基づいて作成されたヒストグラム、（ｂ）は、（ａ）のヒストグラムにおける水分ランク（％）と頻度との関係を示した図、図６は、本水分計を収量タンク内部に取り付けた状態を示したものであって、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、平面図、（ｃ）は、側面図である。
【００２０】
まず、本水分計の構造を説明する。図１〜３に示されるように、本水分計１は、刈り取り、脱穀、選別等の作業を同時に行うコンバイン等の穀物刈取装置（以下、コンバインという）の収量タンクＴ（図６に図示）内に取り付け可能とされており、試料穀粒を圧砕する２つのローラー電極２，３と、両電極２，３間の電気抵抗値Ｒを水分に換算して試料穀粒（例えば、籾）の水分値を連続して測定する制御手段４とを備えて構成されている。
【００２１】
２つのローラー電極２，３には、導電性の金属材が用いられており、圧砕面としての外周面には、それぞれ異なったやすり目（例えば、複目と平目）が刻まれている。これら２つのローラー電極２，３は、駆動用のモータ５の駆動力が、一方のローラー電極２に連なった電極駆動ギヤ６（図３に図示）に伝達され、この電極駆動ギヤ６に一体的に形成された駆動ギヤ７に他方のローラー電極３に連なった従動ギヤ（図示せず）が噛み合わされることによって、互いに噛み合うように回転駆動する。
【００２２】
制御手段４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等を備えたマイクロコンピュータシステムで構成されており、予め設定されているシステムプログラムを実行することによって、２つのローラー電極２，３を回転駆動して試料穀物を圧砕させると共に、２つのローラー電極２，３間の電気抵抗値Ｒを予め設定された所定時間（例えば、５００ｍｓ）で区切って試料穀粒１粒毎の水分値としながら連続して測定する。さらに、このシステムプログラムには、２通りの測定コマンド、すなわち安定状態用コマンド及びコンバイン用コマンドが用意されている。
【００２３】
なお、水分計１の起動は、コンバイン８に設けられたキーボード式或いはタッチパネル式の操作部（図示せず）にて行われる。この操作部にて安定状態用コマンドとコンバイン用コマンドの切り換え、計測条件（例えば、試料穀粒の種類、籾、小麦、大麦等）の入力等が行われる。また、コンバイン８には、操作部の他に、水分値や計測条件等を画面表示する表示部（図示せず）が設けられている。
【００２４】
ところで、水分計１とコンバイン８とは、水分計１に設けられた通信用コネクタ９及び電源用コネクタ１０に、コンバイン８側の通信ケーブル１１及び電源ケーブル１２とがそれぞれコネクタ接続されることによって、水分計１とコンバイン８との間で種々の情報データ、各種の制御信号の双方向通信が可能とされていると共に、コンバイン８から水分計１に対して電源供給がなされるようになっている。
【００２５】
制御手段４は、マイクロコンピュータシステムの中枢をなす制御部１３、コンバイン８との間で種々の情報データ、各種の制御信号のやり取りを行う送受信部１４、コンバイン８から供給される電源電圧をコントロールする電圧コントロール部１５、モータ５を駆動制御するモータ駆動部１６、２つのローラー電極２，３間の電気抵抗値Ｒを検出する抵抗値検出部１７、抵抗値検出部１７が検出した抵抗値に基づいて試料穀粒の温度を検出する温度検出部１８、システムプログラムが予め記憶格納されていると共に水分値を算出する際の情報データを記憶格納する記憶部１９等とを備えて構成されている。
【００２６】
さらに、図２，３に示されるように、水分計１の上面側には、ローラー電極２，３に試料穀粒を導くための左右一対の取込板２０，２０が取り付けられている。
【００２７】
安定状態用コマンドは、刈取り後（脱穀後）、予め設定された時間が経過して安定状態となった試料穀粒の水分測定を机上やコンバイン５の収量タンクＴ内部等で行う際に用いる測定コマンドである。
【００２８】
この安定状態用コマンドは、２つのローラー電極２，３を回転駆動して試料穀粒を圧砕させると共に、２つのローラー電極２，３間の電気抵抗値Ｒを予め設定された所定時間（例えば、５００ｍｓ）で区切って試料穀粒１粒毎の水分値としながら連続して測定する。そして、測定した水分値に基づいて、図４（ａ）に示されるようなヒストグラム（１％刻み毎の水分値に対する頻度）をシミュレーション作成し、そのヒストグラムから水分値の単純平均を算出し、その算出した単純平均を試料穀粒全体の水分値とみなすように設定されている。
【００２９】
なお、図４（ａ）のヒストグラム（試料穀物が籾の場合）による単純平均値は２４．１％である。未熟試料穀粒としての未熟米、死試料穀粒としての死米の水分が、正常に成長した水分の低い他の籾に移行しており、そのため、単純平均値が刈り取り直後の単純平均値（図５（ａ）参照）よりも低く算出される。
【００３０】
更にまた、ヒストグラムは、コンバイン８の表示部に表示するのが好ましいが、それに限定されるものではない。
【００３１】
コンバイン用コマンドは、刈り取り直後（ここでは脱穀された後、直ちに収量タンクＴ内に移送された状態のことを指している）の試料穀粒の水分測定をコンバイン８の収量タンクＴ内部にて行う測定コマンドであって、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値に基づいた専用の検量線が予め算出されており、この検量線を用いて刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値を絶乾法による水分値に換算するように設定されている。
【００３２】
詳述すると、水分計１は、２つのローラー電極２，３を回転駆動して刈り取り直後の試料穀粒を圧砕させると共に、２つのローラー電極２，３間の電気抵抗値Ｒを予め設定された所定時間（例えば、５００ｍｓ）で区切って試料穀粒１粒毎の水分値としながら連続して測定する。水分計１の制御手段４は、刈り取り直後の試料穀粒の水分値を絶乾法による水分値に換算する検量線を有していると共に、この検量線は、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の水分値に、例えば最小二乗法等を用いることによって回帰式が予め算出されている。
【００３３】
検量線は、試料穀粒毎（例えば、籾、小麦、大麦等）に１つずつ設定されているものであって、予め異なった複数の産地、品種等によるサンプリング（刈り取り直後の試料穀粒の水分測定）を行い、そのサンプリングデータに、例えば最小二乗法等を用いることによって算出されたのち制御手段４に記憶格納されている。そして、水分計１が測定した測定水分値は、この検量線によって絶乾法による水分値に換算される。
【００３４】
なお、このような検量線は、制御手段４に予め記憶格納されている構成に限られたものではなく、例えば、コンバイン８の操作部や検量線の情報データを記録した情報記録媒体（例えば、ＦＤ，ＣＤ，ＭＤ等）を介して制御手段４に入力するように構成することも可能である。
【００３５】
さらに、制御手段４は、その換算した水分値に基づいて、図５（ａ）に示されるようなヒストグラムをシミュレーション作成し、そのヒストグラムから水分値の単純平均値とメジアン（中央値）とを算出する。そして、少なくともこれら単純平均値及びメジアンを用いて試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響を補正する。具体的には、刈り取り直後における試料穀粒の水分値から時間経過後の試料穀物の水分値を、時間経過後の試料穀粒の水分値＝単純平均値−（単純平均値−メジアン）＊補正係数（例えば、０．６）の数式に基づいて算出する。
【００３６】
なお、補正係数は、穀物乾燥機用水分計を用いて従来から蓄積されている未熟試料穀粒としての未熟米、死試料穀粒としての死米等の影響を含んだ測定水分データを用いて算出されている。
【００３７】
制御手段４が作成した図５（ａ）のヒストグラム（試料穀物が籾の場合）によると、単純平均値が２５．１％、メジアンが２４．０％の場合、時間経過後の試料穀物の水分値は、以下のようにして予測（算出）される。
【００３８】
時間経過後の予測水分値＝２５．１−（２５．１−２４．０）＊０．６
＝２５．１−０．６６
＝２４．４４
≒２４．４
すなわち、コンバイン用コマンドを用いて算出された時間経過後の予測水分値（２４．４％）は、安定状態用コマンドを用いて算出された実際の時間経過後の単純平均値（２４．１％）にほぼ等しくなる。
【００３９】
以上説明したように、本水分計１によれば、水分計１によって測定された刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値は、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の水分値に基づいて予め算出されている検量線によって絶乾法による水分値に換算される。これにより、刈り取り直後における試料穀粒の測定水分値から表面乾燥の影響を排除することができて、刈り取り直後の試料穀粒の水分値を精度良く算出（測定）することが可能となる。
【００４０】
さらにまた、水分計１が測定した刈り取り直後の試料穀粒の測定水分値は、過去に測定した刈り取り直後の試料穀粒の水分値に基づいて予め算出された検量線を用いて絶乾法による水分値に換算されたのち、その換算された水分値に基づいてヒストグラムがシミュレーション作成され、そのヒストグラムから水分値の単純平均値とメジアンとが算出される。そして、少なくともこれら単純平均値及びメジアンを用いて試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響が補正される。具体的には、時間経過後の試料穀物の水分値が、時間経過後の試料穀粒の水分値＝単純平均値−（単純平均値−メジアン）＊補正係数の数式から算出される。補正係数は、過去に測定した未熟試料穀粒、死試料穀粒等の影響を含んだ測定水分データを用いて算出されている。これにより、試料穀粒の性状による経時的な水分変化の測定水分への影響を補正すること、つまり、測定水分値から未熟試料穀粒、死試料穀粒等の影響を排除することによって、性状や倒伏による水分誤差を低減することができて、刈り取り直後の試料穀粒の水分値から時間経過後の試料穀粒の水分値を精度良く算出（予測）することが可能となる。
【００４１】
これらの結果、複数の農家の圃場を連続して刈り取っても、圃場毎の穀物の水分値を正確、且つ迅速に算出することができるようになるので、コンバイン等の穀物刈取装置用に好適な水分計を提供することが可能となる。
【００４２】
また、本水分計１は、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、コンバインの収量タンクＴ内部に取り付けられている。水分計１が取り付けられた収量タンクＴの外側面部には、刈り取り後、脱穀した籾（試料穀粒が籾の場合）を収量タンクＴ内に移送する縦送りオーガ２１が取り付けられている。そして、この縦送りオーガ２１から排出された籾の一部を水分計１のローラー電極２，３に向かって跳ね返すと共に減速させる反射板２２が収量タンクＴ内の上面部から垂下された状態で取り付けられている。そして、縦送りオーガ２１から収量タンクＴ内に向かって籾を吐出させ、反射板２２によって跳ね返された籾を２つのローラー電極２，３によって圧砕させると共に、２つのローラー電極２，３間の電気抵抗値Ｒを予め設定された所定時間で区切って籾１粒毎の水分値としながら連続して測定する。この状態にあっては、測定コマンドを上述したコンバイン用コマンドとすることで、刈り取り直後の籾の水分値を精度良く算出することができるようになると共に、刈り取り直後の籾の水分値から時間経過後の籾の水分値を精度良く算出することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る水分計の内部構造を示したブロック図である。
【図２】本水分計の外観構造を示した平面図である。
【図３】本水分計の正面断面図である。
【図４】（ａ）は、安定後の水分測定値に基づいて作成されたヒストグラム、（ｂ）は、（ａ）のヒストグラムにおける水分ランク（％）と頻度との関係を示した図である。
【図５】（ａ）は、刈り取り直後の水分測定値に基づいて作成されたヒストグラム、（ｂ）は、（ａ）のヒストグラムにおける水分ランク（％）と頻度との関係を示した図である。
【図６】本水分計を収量タンク内部に取り付けた状態を示したものであって、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、平面図、（ｃ）は、側面図である。
【図７】（ａ）は、従来の水分計による刈り取り直後と時間経過後とにおける試料穀粒の測定水分値の分布図、（ｂ）は、安定後のサンプルによる検量線の作成を示した図、（ｃ）は、（ｂ）で作成した検量線を用いて換算した測定水分値の分布図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    水分計
２，３  ローラー電極
４    制御手段
８    コンバイン
１３  制御部
２１  縦送りオーガ
２２  反射板
Ｒ    電気抵抗値
Ｔ    収量タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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