(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分計により所定数の穀粒の水分を検出し、検出した穀粒水分値と粒数とによって水分度数分布を求め、予め設定した度数以上の水分領域に分布する穀粒を整粒籾領域と判定すると共に、
前記設定した度数以上の水分領域に分布する穀粒の領域が複数存在する場合、双方の度数の頂点の差、またはその合計数の差を求め、その求めた差が一定値以上ある場合は比率の大きい方を整粒籾領域と判定し、その求めた差が一定値よりも小さい場合は双方を整粒籾領域と判定することを特徴とする水分計による整粒籾領域の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穀粒乾燥機で乾燥中の乾燥水分を水分計で所定粒数検出し、水分値を算出する場合の整粒籾領域の検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
穀粒は、穀粒乾燥機の穀粒乾燥室で乾燥されながら、この乾燥中の穀粒は、水分計で一粒づつ所定粒数の穀粒水分値が検出され、この検出水分値と粒数とにより、水分分布を求めて、この水分分布から穀粒平均水分値が算出され、この算出された穀粒平均水分値は、例えば一回の検出水分値として表示する。
しかし、一粒づつ所定粒数検出され、その全ての検出穀粒水分値で平均水分値が算出されることにより、未熟粒等が多く混入した穀粒のときには、この未熟粒等の影響により正確な穀粒水分値が検出されないことがある。
【０００３】
このような問題を解決するため、特開平１０−２２０９６３号公報には、検出した全粒数内の低水分側と高水分側の所定粒数をカット処理して、残り粒数の検出穀粒水分値で平均水分値を算出する平均水分算出装置が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現行の水分値算出は、サンプルの水分度数分布が正規分布であることが前提になっているが、実際には必ずしも正規分布にはなっていない場合も多く、また水分度数分布は、産地、収穫時期によっても異なるパターンを示す。したがって、水分度数分布が正規分布と異なる場合は、上記公報記載のように上下限側をカット処理する方法によると平均水分値が低めに算出され、正確な平均水分値が得られないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、水分度数分布パターンの影響を受けることなく、整粒籾水分の標準偏差など、分布を決定するための統計量を精度良く算出することができる水分計による整粒籾領域の検出方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、水分計により所定数の穀粒の水分を検出し、検出した穀粒水分値と粒数とによって水分度数分布を求め、予め設定した度数以上の水分領域に分布する穀粒を整粒籾領域と判定すると共に、前記設定した度数以上の水分領域に分布する穀粒の領域が複数存在する場合、双方の度数の頂点の差、またはその合計数の差を求め、その求めた差が一定値以上ある場合は比率の大きい方を整粒籾領域と判定し、その求めた差が一定値よりも小さい場合は双方を整粒籾領域と判定することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は穀粒乾燥機の一部断面せる全体側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は水分計の一部の拡大斜視図である。
【０００８】
穀粒を乾燥する循環型の穀粒乾燥機１は、穀粒の水分を検出する水分計２、熱風を発生するバーナ３等を装着している。この乾燥機１は、前後方向に長い長方形状で機壁４上部には移送樋６、天井板５を設け、この天井板５の下側には、穀粒を貯留する穀粒貯留室７を形成している。この貯留室７の下側において、左右両側の排風室９、９と中央の送風室１０との間に穀粒乾燥室８、８を設けている。
【０００９】
排風機１３は、後側機壁４で排風室９の近傍に設け、また拡散盤１１は、移送樋６底板の中央部で移送穀粒を貯留室７へ供給する供給口の下側に設け、貯留室７へ穀粒を均等に拡散還元させている。
昇降機１２は、前側機壁４の外側部に設けられ、前記水分計２は昇降機１２の上下方向ほぼ中央部に設けている。この水分計２は、操作部からの電気信号により、水分モータが回転し、繰込ロール１５、検出ロール１７、１７等が回転駆動され、バケットコンベア１８で上部へ搬送中に落下する穀粒を案内板１４と繰込ロール１５とで受け、この繰込ロール１５の移送溝１６と案内板１４とで一粒づつ繰込み移送して、下側の検出ロール１７、１７間へ一粒づつ供給され、この検出ロール１７、１７で一粒づつ供給された穀粒を例えば１００粒挟圧粉砕して、この１００粒の粉砕穀粒の水分が各々検出される構成としている。
【００１０】
上記水分計２で一粒づつ検出したこの検出穀粒水分値と度数（粒数）との関係を表わす水分度数分布が、例えば図４に示すごとく求められる。そして、本発明においては、あらかじめ設定した度数（しきい値）以上の水分領域に分布する穀粒を整粒籾領域と判定する。図４の斜線を施した領域が整粒籾領域と判定された領域であり、当該領域における検出穀粒水分値Ｍｎと粒数Ｒｎから穀粒の平均水分値ＭＳＮを下記式によって算出しながら穀粒乾燥作業を継続する構成としている。
穀粒平均水分値ＭＳＮ＝Σ（Ｍｎ×Ｒｎ）／ΣＲｎ
この算出された穀粒の平均水分値は、一回の検出穀粒水分値として表示される。
【００１１】
本発明は、水分度数分布において、正規分布に近似した水分分布の度数の高い領域を整粒籾領域とするため、水分度数分布が全体として正規分布になっていない場合でも、正しい平均水分値が得られ、水分度数分布パターンの影響を受けることなく、整粒籾水分の標準偏差など、分布を決定するための種々の統計量を精度良く算出することが可能となる。
【００１２】
以上は、水分度数分布においてしきい値以上の領域が１つ存在して、それを整粒籾領域とする場合について説明したが、前述したように、実際のサンプルの水分度数分布は統計的には正規分布になっていないことが多く、また産地、収穫時期によっても度数分布のパターンは異なる。したがって、予め設定したしきい値以上の領域が複数存在する場合がある。
【００１３】
そこで、しきい値以上の領域が複数存在する場合の整粒籾領域の判定は次のようにして行う。
すなわち、設定したしきい値以上の籾領域が複数存在する場合、双方の度数の頂点の差を求め、その求めた差が一定値よりも大きい場合は比率の大きい方を整粒籾領域と判定し、他の領域は籾以外の穀粒と判定し平均化データには含めないようにする。一方、その求めた差が一定値よりも小さい場合は双方を整粒籾領域と判定する。たとえば、図５に示すような水分度数分布が求められた場合、しきい値以上の分布領域の山がＡ、Ｂの２つ存在するので、高い方の山Ｂのピークと低い方の山Ａのピークの差、つまり双方の度数の頂点の差（Ｎ2−Ｎ1）を求め、その差が一定値よりも大きい場合は高い方の山Ｂの領域を整粒籾領域と判定し、その差が一定値よりも小さい場合はＡ、Ｂの双方を整粒籾領域と判定する。この場合の一定値は任意に設定可能である。
なお、上記のように双方の度数の頂点の差を求める代わりに、度数の合計数の差を求め、あとは同様にしてその求めた差の値の大きさにより整粒籾領域を判定するようにしても構わない。度数の合計を求める方法は任意の方法で構わない。
【００１４】
図６は以上のような判定を行うためのフローチャートである。
処理を開始し、先ず水分値測定粒数が設定した所定粒数になったかどうかを判定し（ステップ１）、所定粒数を測定した場合は、検出穀粒水分値と粒数とによって水分度数分布を算出する（ステップ２）。そして、設定したしきい値以上の領域が１つかどうかを判定し（ステップ３）、領域が１つの場合はそれを整粒籾領域とする（ステップ４）。一方、しきい値以上の領域が複数ある場合は、各領域の最大粒数を求め、各領域の最大度数の差から比率の大きい方の領域を抽出し、それを整粒籾領域とする（ステップ５、６、４）。
このように、水分度数分布において、しきい値以上の領域が複数存在する場合にも、その複数の整粒籾候補の中から正確に整粒籾領域を判定できるため、水分測定精度の安定を図ることができる。
【００１５】
次に、本発明に関連して、水分計によるしいな、未熟米（青米）の判別方法について説明する。
前述のごとく、水分度数分布において、あらかじめ設定したしきい値以上の領域を整粒籾領域とし、当該領域における検出穀粒水分値Ｍｎと粒数Ｒｎから穀粒の平均水分値と標準偏差（水分ばらつき）σを算出する。そして、この得られた整粒籾領域における平均水分値と標準偏差σの値を基にして未熟米、しいな領域との境界を設定し、未熟米、しいなの判別領域を決定するものである。
【００１６】
たとえば、図７に示すような、あるサンプルの水分度数分布が得られた場合、設定したしきい値以上の整粒籾領域における平均水分値と標準偏差σが算出され、その平均水分値と標準偏差とにより、未熟米、しいなの領域との境界（しきい）を下記式で算出して設定する。
しいな領域判定しきい値＝平均水分値−任意の定数（ｂ）×偏差σ
未熟米領域判定しきい値＝平均水分値＋任意の定数（ａ）×偏差σ
これにより、図７に示すとおり、ａσ以上の領域を未熟米領域、ｂσ以下の領域をしいな領域と判別する。
【００１７】
従来の穀粒水分値の算出はサンプルが正規分布であることが前提となっており、これを基にしいな、未熟米の量を算出したとしても、実際は正規分布と大きく異なる分布の籾においては、しいな、未熟米の算出値が実際とは異なる問題があったが、本実施形態の方法によれば、産地や収穫時期で異なる水分度数分布に応じて、しいなや未熟米の量を精度良く算出することができる。
【００１８】
次に、本発明に関連して、穀粒乾燥機内の籾の水分むら（乾燥むら）検出方法について説明する。
乾燥機内において、時間経過とともに乾燥が進行するため、前述の横軸に水分値、縦軸に度数を目盛った水分度数分布の場合、図８に示すように、時間経過とともに低水分側へ分布が移動していく。したがって、度数分布の違いを単純に比較するのは困難であり、そのことから乾燥機内の籾の水分むら（乾燥むら）を判断することも困難である。
【００１９】
そこで、横軸を標準偏差（σ）の軸にそろえることにより各分布を正規化し、正規化して作成した度数分布で比較することにより、水分値の変化に影響されずに比較することができる（図９参照）。そして、正規化された各分布に所定以上のばらつきがある場合は、水分むら（要するに乾燥にむらが多い）と判定する。なお、各分布にどの程度のばらつきがある場合を水分むらと判定するのかは、実態に即して任意に定めることができる。
【００２０】
次に、本発明に関連して、穀粒の形状、大きさを判断して、その結果から水分値を補正する方法について説明する。
この方法は、穀粒粉砕時、測定電圧が波形で現れるが、この波形電圧の幅（時間幅）を、あらかじめ設定した時間と粒種の関係から籾の形状、大きさを判定する水分計で、この判定結果から必要な水分値の補正を行うものである。なお、水分値の補正は、予めしきい値を設けてもよいし、補正式（水分値換算式）を用いてもよい。また、水分値の補正を行うための粒形データは、水分計に内蔵する測定器のデータを直接読み込んでもよいし、水分計の外部から外部データとして入力してもよい。
【００２１】
図１０は穀粒粉砕時の波形電圧を示したもので、横軸を時間軸としている。例えば、測定電圧０．１Ｖ、１．０Ｖのしきい値を設定し、そのときの時間幅を波形幅１、波形幅２とする。図１１は予め設定した籾の厚さと波形幅との対応を示したグラフである。また、図１２は算出水分値と重量換算水分値との関係を示したグラフである。
【００２２】
一般に、小粒で厚みの薄い品種や作柄不良で籾の成熟が悪い場合、水分計で測定すると、粉砕時の測定電圧が低くなり水分値が低めに算出されるため、水分値の補正が必要となる。本実施形態の水分値補正方法によれば、穀粒粉砕時の電圧波形から籾の状態を判定するもので、上記のような水分値の補正が必要な籾を精度良く判定して、水分値を補正できるため、精度の高い水分値を算出することができる。さらに、水分計の電極ローラの電極間隙のばらつきによる影響を受け難いという利点もある。
【００２３】
次に、上述の水分計による粒形状判定時の電極ローラ回転の補正について説明する。
水分計の電極ローラの駆動をＡＣモータで行う場合、印加電圧によって回転数が変化するため、同じ籾を粉砕しても波形幅が変化してしまうため、正確な粒形判定が行えない。
そこで、電極ローラの駆動モータの印加電圧を測定し、あらかじめ設定した印加電圧とローラ（又はモータ）回転数との関係から、穀粒粉砕時の電圧波形による粒形判定のための換算式又はしきい値の補正を行う。
【００２４】
図１３は印加電圧とモータ回転数との関係の一例を示すグラフ、図１４はモータ回転数と粒形判定のためのしきい値との関係の一例を示すグラフ、図１５は上記の補正を行うためのフローチャートである。
すなわち、電極ローラの駆動モータの印加電圧を測定し、これを図１３に示す関係によりモータ回転数に換算する。次いで、そのモータ回転数を図１４に示す関係によりしきい値に換算して波形幅の補正を行う。本実施例のようにしきい値を補正する代わりに、粒形判定のための換算式を補正してもよい。
このように、電極ローラの駆動モータに加わる電圧に応じて粒形判定のための換算式又はしきい値を補正するので、穀粒の水分値の測定精度が安定する。
【００２５】
なお、電極ローラの駆動をＡＣモータで行う場合、電源周波数によっても回転数が変化するため、電極ローラの駆動モータの電源周波数を測定し、あらかじめ設定した電源周波数とローラ（又はモータ）回転数との関係から、穀粒粉砕時の電圧波形による粒形判定のための換算式又はしきい値の補正を行うことも可能である。
【００２６】
次に、本発明に関連して、乾燥籾の粒種比率によって、得られる水分値（算出水分値）を補正する方法について説明する。
前にも述べたように、検出した全粒数内の低水分側と高水分側の所定粒数をカット処理して、残り粒数の検出穀粒水分値で平均水分値を算出する場合、粒種比率によって水分分布が異なるため、全体の平均水分値と上下限処理を行った水分値とが大きく異なる不具合が生じる。そこで、乾燥籾の粒種（青米、整粒、しいな）の構成比率を葉緑素センサや度数分布などによって測定し、予め設定した例えば整粒又は未熟粒（青米、しいな）の比率と補正係数との関係に従って、算出水分値の補正を行う。
【００２７】
図１６は整粒比率と補正係数との関係の一例を示したグラフ、図１７は上記補正を行うためのフローチャートである。
水分計により所定数の穀粒を測定したら、そのデータに基づき平均水分値と標準偏差を算出する。次いで、水分度数分布により整粒比率（有効粒比率）を算出し、例えば図１６に示す関係から補正係数（α）を決定し、下記式によって補正水分値を算出する。
補正水分値＝算出水分値×補正係数（α）
このような水分値補正方法によれば、粒種構成比から水分分布を推定し、得られる水分値を補正するので、作柄や収穫時期による影響を受けることなく安定した水分値の算出を行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の水分計による整粒籾領域の検出方法によれば、水分度数分布において、予め設定したしきい値以上の分布の度数の高い領域を整粒籾領域とするため、水分度数分布が全体として正規分布になっていない場合でも、正しい平均水分値が得られ、水分度数分布パターンの影響を受けることなく、整粒籾水分の標準偏差など、分布を決定するための種々の統計量を精度良く算出することが可能となるという効果を奏する。
また、水分度数分布において、しきい値以上の領域が複数存在する場合にも、その複数の領域の中から正確に整粒籾領域を判定できるため、水分測定精度の安定を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】穀粒乾燥機の一部断面せる全体側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】水分計の一部の拡大斜視図である。
【図４】本発明を説明するための水分度数分布図である。
【図５】本発明を説明するための水分度数分布図である。
【図６】整粒籾領域判定のフローチャートである。
【図７】他の実施形態を示す水分度数分布図である。
【図８】水分度数分布図である。
【図９】他の実施形態を示す正規化した水分度数分布図である。
【図１０】電極ローラの電圧波形図である。
【図１１】籾の厚さと波形幅との関係の一例を示す図である。
【図１２】算出水分値と重量換算水分値との関係の一例を示す図である。
【図１３】モータ回転数と印加電圧との関係の一例を示す図である。
【図１４】モータ回転数と粒形判定のしきい値との関係の一例を示す図である。
【図１５】粒形判定のしきい値の補正を行うフローチャートである。
【図１６】整粒含有率と補正係数との関係の一例を示す図である。
【図１７】水分値の補正を行うフローチャートである。
【符号の説明】
１ 穀粒乾燥機
２ 水分計
３ バーナ
４ 機壁
５ 天井板
６ 移送樋
７ 穀粒貯留室
８ 穀粒乾燥室
９ 排風室
１０ 送風室
１１ 繰出バルブ
１２ 昇降機
１３ 拡散盤
１４ 案内板
１５ 繰込ロール
１６ 移送溝
１７ 検出ロール
１８ バケットコンベア
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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