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【発明の名称】 濃縮液混合装置及び濃縮液混合方法
【発明者】 【氏名】吉田 豊
【住所又は居所】愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番７０号 愛知時計電機株式会社内
【要約】 【課題】従来より正確に、農業用水等の流体と濃縮液との実測混合率を、予め設定された基準混合率に近づけることが可能な濃縮液混合装置及び濃縮液混合方法を提供する。

【解決手段】本発明の混合装置２０では、灌漑用水路１６を流れる農業用水の散水が開始されてから停止されるまでを１回とした散水動作の間、電磁定量ポンプ２４を駆動して濃縮液を農業用水に混合する。このとき、濃縮液の流量が微少すぎて計測不能であっても、１回の散水動作を通して使用された濃縮液の総使用量は計測可能になる。そして、散水動作で実際に使用した濃縮液の総使用量と農業用水の総使用量とを実測して補正係数Ｃ１を演算し、その補正係数Ｃ１を用いて電磁定量ポンプ２４を制御するので、従来より正確に、濃縮液と農業用水との実測混合率を予め設定された基準混合率に近づけることが可能になる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに貯留された濃縮液を灌漑用水路内に送出するための電磁定量ポンプと、
前記灌漑用水路を流れる農業用水の散水が開始されてから停止されるまでを１回とした散水動作の間、前記電磁定量ポンプを駆動しかつその電磁定量ポンプによる前記濃縮液の送出量が、所定の目標送出量になるように制御するコントローラとを備え、予め設定された基準混合率に応じて、前記濃縮液と前記農業用水とを混合する濃縮液混合装置であって、
所定回数の前記散水動作で実際に使用した前記農業用水の総使用量を計測するための水使用量計測手段と、前記所定回数の前記散水動作で実際に使用した前記濃縮液の総使用量を計測するための濃縮液使用量計測手段とを設けると共に、
前記コントローラには、前記散水動作で実際に使用した前記農業用水の総使用量と前記濃縮液の総使用量との比である実測混合率に基づいて、次回の前記散水動作の前記実測混合率を前記基準混合率に近づけるための補正係数を演算する補正係数演算手段が備えられ、前記コントローラは、前記補正係数により前記目標送出量を補正して用いるように構成されたことを特徴とする濃縮液混合装置。
【請求項２】
前記濃縮液使用量計測手段は、前記タンクの水位を検出して前記コントローラに付与する水位計であることを特徴とする請求項１に記載の濃縮液混合装置。
【請求項３】
前記濃縮液使用量計測手段は、前記タンクの水位を目視にて計測するための目盛りであり、前記コントローラには、前記目盛りに基づいて計測された前記水位の変化に係るデータを入力するためのデータ入力部が備えられたことを特徴とする請求項１に記載の濃縮液混合装置。
【請求項４】
前記水使用量計測手段は、前記灌漑用水路内を流れる農業用水の流量を検出して前記コントローラに送信する流量計であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の濃縮液混合装置。
【請求項５】
前記基準混合率を前記コントローラに設定するための基準混合率設定手段が備えられ、 前記コントローラは、前記基準混合率と、前記流量計によって計測された単位時間当たりの流量とに基づいて前記電磁定量ポンプの前記目標送出量を決定するように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の濃縮液混合装置。
【請求項６】
前記補正係数をＣ１とし、前記基準混合率をＫとし、単位時間当たりの前記農業用水の流量をｑｗとし、前記所定回数の前記散水動作で実際に使用された前記農業用水の総使用量をＱｗとし、前記所定回数の前記散水動作で実際に使用された前記濃縮液の総使用量をＱｆとし、補正されていない前記目標送出量をｑｆとすると、
補正されていない前記目標送出量ｑｆは、次式、
ｑｆ＝ｑｗ／Ｋ
、で求められ、前記補正係数演算手段は、前記散水動作が前記所定回数終了する毎に前記補正係数Ｃ１を、次式、
Ｐ＝Ｃ１・Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ
、で求められる値Ｐに更新し、
前記コントローラは、次式、
ｑｍ＝ｑｆ／Ｃ１
、で求められるｑｍを、補正した前記目標送出量として用いるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の濃縮液混合装置。
【請求項７】
前記補正係数をＣ１とし、前記基準混合率をＫとし、単位時間当たりの前記農業用水の流量をｑｗとし、所定回数の前記散水動作で実際に使用された前記農業用水の総使用量をＱｗとし、前記所定回数の前記散水動作で実際に使用された前記濃縮液の総使用量をＱｆとし、補正されていない前記目標送出量をｑｆとし、補正緩和係数をＴとすると、
補正されていない前記目標送出量ｑｆは、次式、
ｑｆ＝ｑｗ／Ｋ
、で求められ、補正緩和係数Ｔは、
０＜Ｔ＜１
、であり、前記補正係数演算手段は、前記散水動作が前記所定回数終了する毎に前記補正係数Ｃ１を、次式、
Ｐ＝Ｃ１（１＋（Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ−１）・Ｔ）
、で求められる値Ｐに更新し、前記コントローラは、次式、
ｑｍ＝ｑｆ／Ｃ１
、で求められるｑｍを、補正した前記目標送出量として用いるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の濃縮液混合装置。
【請求項８】
タンクに貯留された濃縮液を流路内に送出するための電磁定量ポンプと、
前記流路を流れる流体の供給が開始されてから停止されるまでを１回とした供給動作の間、前記電磁定量ポンプを駆動しかつその電磁定量ポンプによる前記濃縮液の送出量が、所定の目標送出量になるように制御するコントローラとを備え、予め設定された基準混合率に応じて、前記濃縮液と前記流体とを混合する濃縮液混合装置であって、
所定回数の前記供給動作で実際に使用した前記流体の総使用量を計測するための流体使用量計測手段と、前記所定回数の前記供給動作で実際に使用した前記濃縮液の総使用量を計測するための濃縮液使用量計測手段とを設けると共に、
前記コントローラには、前記供給動作で実際に使用した前記流体の総使用量と前記濃縮液の総使用量との比である実測混合率に基づいて、次回の前記供給動作の前記実測混合率を前記基準混合率に近づけるための補正係数を演算する補正係数演算手段が備えられ、前記コントローラは、前記補正係数により前記目標送出量を補正して用いるように構成されたことを特徴とする濃縮液混合装置。
【請求項９】
流路内を流れる流体で濃縮液を希釈して供給するために、タンクに入った濃縮液を電磁定量ポンプにより前記流路内に送出する濃縮液混合方法において、
前記流路を流れる流体の供給が開始されてから停止されるまでを１回とした供給動作が所定回数行われる間に実際に使用した前記流体の総使用量と前記濃縮液の総使用量とを計測するステップと、
前記流体の総使用量と前記濃縮液の総使用量との比である実測混合率に基づいて、次回の前記供給動作の前記実測混合率を前記基準混合率に近づけるための補正係数を演算するステップと、
次回の供給動作が行われたときに、前記した補正係数を用いて前記電磁定量ポンプの送出量を補正するステップとを備えたことを特徴とする濃縮液混合方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路内を流れる流体に濃縮液を混合するためのものであって、特に、灌漑用水路内を流れる農業用水に濃縮液を混合して散水するために、タンクに入った濃縮液を電磁定量ポンプにより灌漑用水路内に間欠的に送出する濃縮液混合装置及び濃縮液混合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の濃縮液混合装置は、図７に示すように、濃縮された液肥をタンク１から灌漑用水路２内に送出するための電磁定量ポンプ３を備え、その電磁定量ポンプ３をコントローラ４にて駆動制御する構成になっている。具体的には、コントローラ４に基準混合率を設定入力すると、その基準混合率と流量計５にて検出した農業用水の単位時間当たりの流量とから目標送出量が演算され、電磁定量ポンプ３が目標送出量の液肥を送出するように駆動制御される（例えば、非特許文献１参照）。
なお、一般に、電磁定量ポンプは、一定微小量の液体を送出する送出動作を、所定周期で間欠的に繰り返し、その周期の長短により送出量が変更される構成になっている。
【非特許文献１】「養液王１００」のカタログ、日本オペレーター株式会社、「平成１６年７月５日検索」、インターネット［http://www.jop.co.jp/products/youekiou100/youekiou100.pdf］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、電磁定量ポンプ３の送出量は、再現性は期待できるが、送出量の絶対精度は期待することができない。また、長期的には、電磁定量ポンプ３の性能劣化も考えられる。このため、上記した従来の濃縮液混合装置では、液肥と農業用水との実際の混合率が基準混合率から大きくずれてしまう事態が生じ得た。
【０００４】
これに対し、電磁定量ポンプ３の送出口に流量計を取り付け、電磁定量ポンプ３から送出された濃縮液の実際の流量を検出してフィードバック制御する構成が考えられる。しかしながら、基準混合率は、通常、５０〜１００倍（最近では１０００倍以上のものもある）である一方、灌漑用水路２を流れる農業用水は、通常、１０〜数１００［Ｌ／ｍｉｎ］であるため、液肥の流量は最小数１０［ｍＬ／ｍｉｎ］程度にしかならず、このような微少流量を正確に計測可能な流量計はない。また、かりに上記した微少流量を計測可能な流量計があったとしても、電磁定量ポンプ３は間欠的に送出動作を行うので、その送出動作の周期における初期段階、中期段階、後期段階で流量が変化し、正確に流量測定を行うことができない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より正確に、農業用水等の流体と濃縮液との実測混合率を、予め設定された基準混合率に近づけることが可能な濃縮液混合装置及び濃縮液混合方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る濃縮液混合装置は、タンクに貯留された濃縮液を灌漑用水路内に送出するための電磁定量ポンプと、灌漑用水路を流れる農業用水の散水が開始されてから停止されるまでを１回とした散水動作の間、電磁定量ポンプを駆動しかつその電磁定量ポンプによる濃縮液の送出量が、所定の目標送出量になるように制御するコントローラとを備え、予め設定された基準混合率に応じて、濃縮液と農業用水とを混合する濃縮液混合装置であって、所定回数の散水動作で実際に使用した農業用水の総使用量を計測するための水使用量計測手段と、所定回数の散水動作で実際に使用した濃縮液の総使用量を計測するための濃縮液使用量計測手段とを設けると共に、コントローラには、散水動作で実際に使用した農業用水の総使用量と濃縮液の総使用量との比である実測混合率に基づいて、次回の散水動作の実測混合率を基準混合率に近づけるための補正係数を演算する補正係数演算手段が備えられ、コントローラは、補正係数により目標送出量を補正して用いるように構成されたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の濃縮液混合装置において、濃縮液使用量計測手段は、タンクの水位を検出してコントローラに付与する水位計であるように構成したところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の濃縮液混合装置において、濃縮液使用量計測手段は、タンクの水位を目視にて計測するための目盛りであり、コントローラには、目盛りに基づいて計測された水位の変化に係るデータを入力するためのデータ入力部が備えられたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の濃縮液混合装置において、水使用量計測手段は、灌漑用水路内を流れる農業用水の流量を検出してコントローラに送信する流量計であるところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の濃縮液混合装置において、基準混合率をコントローラに設定するための基準混合率設定手段が備えられ、コントローラは、基準混合率と、流量計によって計測された単位時間当たりの流量とに基づいて電磁定量ポンプの目標送出量を決定するように構成されたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の濃縮液混合装置において、補正係数をＣ１とし、基準混合率をＫとし、単位時間当たりの農業用水の流量をｑｗとし、所定回数の散水動作で実際に使用された農業用水の総使用量をＱｗとし、所定回数の散水動作で実際に使用された濃縮液の総使用量をＱｆとし、補正されていない目標送出量をｑｆとすると、補正されていない目標送出量ｑｆは、次式、ｑｆ＝ｑｗ／Ｋ、で求められ、補正係数演算手段は、散水動作が所定回数終了する毎に補正係数Ｃ１を、次式、Ｐ＝Ｃ１・Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ、で求められる値Ｐに更新し、コントローラは、次式、ｑｍ＝ｑｆ／Ｃ１、で求められるｑｍを、補正した目標送出量として用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の濃縮液混合装置において、補正係数をＣ１とし、基準混合率をＫとし、単位時間当たりの農業用水の流量をｑｗとし、所定回数の散水動作で実際に使用された農業用水の総使用量をＱｗとし、所定回数の散水動作で実際に使用された濃縮液の総使用量をＱｆとし、補正されていない目標送出量をｑｆとし、補正緩和係数をＴとすると、補正されていない目標送出量ｑｆは、次式、ｑｆ＝ｑｗ／Ｋ、で求められ、補正緩和係数Ｔは、０＜Ｔ＜１、であり、補正係数演算手段は、散水動作が所定回数終了する毎に補正係数Ｃ１を、次式、Ｐ＝Ｃ１（１＋（Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ−１）・Ｔ）、で求められる値Ｐに更新し、コントローラは、次式、ｑｍ＝ｑｆ／Ｃ１、で求められるｑｍを、補正した目標送出量として用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明に係る濃縮液混合装置は、タンクに貯留された濃縮液を流路内に送出するための電磁定量ポンプと、流路を流れる流体の供給が開始されてから停止されるまでを１回とした供給動作の間、電磁定量ポンプを駆動しかつその電磁定量ポンプによる濃縮液の送出量が、所定の目標送出量になるように制御するコントローラとを備え、予め設定された基準混合率に応じて、濃縮液と流体とを混合する濃縮液混合装置であって、所定回数の供給動作で実際に使用した流体の総使用量を計測するための流体使用量計測手段と、所定回数の供給動作で実際に使用した濃縮液の総使用量を計測するための濃縮液使用量計測手段とを設けると共に、コントローラには、供給動作で実際に使用した流体の総使用量と濃縮液の総使用量との比である実測混合率に基づいて次回の供給動作の実測混合率を基準混合率に近づけるための補正係数を演算する補正係数演算手段が備えられ、コントローラは、補正係数により目標送出量を補正して用いるように構成されたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項９の発明に係る濃縮液混合方法は、流路内を流れる流体で濃縮液を希釈して供給するために、タンクに入った濃縮液を電磁定量ポンプにより流路内に送出する濃縮液混合方法において、流路を流れる流体の供給が開始されてから停止されるまでを１回とした供給動作が所定回数行われる間に実際に使用した流体の総使用量と濃縮液の総使用量とを計測するステップと、流体の総使用量と濃縮液の総使用量との比である実測混合率に基づいて、次回の供給動作の実測混合率を基準混合率に近づけるための補正係数を演算するステップと、次回の供給動作が行われたときに、した補正係数を用いて電磁定量ポンプの送出量を補正するステップとを備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１５】
［請求項１の発明］
請求項１の濃縮液混合装置では、灌漑用水路を流れる農業用水の散水が開始されてから停止されるまでを１回とした散水動作の間、電磁定量ポンプを駆動して濃縮液を農業用水に混合する。このとき、濃縮液の流量が微少すぎて計測不能であっても、所定回数の散水動作を通して使用された濃縮液の総使用量は計測可能になる。そして、本発明では、所定回数の散水動作で実際に使用した濃縮液の総使用量と農業用水の総使用量とを実測して補正係数を演算し、その補正係数を用いて電磁定量ポンプを制御するので、従来より正確に、濃縮液と農業用水との実測混合率を予め設定された基準混合率に近づけることが可能になる。なお、本発明における「所定回数の散水動作」とは、「１回の散水動作」であってもよいし、「複数回の散水動作」であってもよい。
【００１６】
［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、タンクの水位の変化に基づいてコントローラに備えた補正係数演算手段が濃縮液の総使用量を取得することができる。なお、濃縮液使用量計測手段は、濃縮液を含むタンク全体の質量の変化を計測するための質量計であってもよい。
【００１７】
［請求項３の発明］
請求項３の構成によれば、タンクの水位は、目視で計測し入力されるので、その水位の変化に基づいてコントローラに備えた補正係数演算手段が濃縮液の総使用量を取得することができる。
【００１８】
［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、流量計によって計測された農業用水の流量に基づいて、コントローラに備えた補正係数演算手段が農業用水の総使用量を取得することができる。
【００１９】
［請求項５の発明］
請求項５の濃縮液混合装置によれば、コントローラは、予め設定された基準混合率と、流量計によって計測された単位時間当たりの流量とに基づいて電磁定量ポンプの目標送出量を決定するので、所定回数の散水動作の間に、農業用水の流量が変化した場合に、その変化に追従して電磁定量ポンプの目標送出量が変更され、一層正確に、濃縮液と農業用水との実際の混合率と基準混合率とを一致させることが可能になる。
【００２０】
［請求項６の発明］
具体的には、請求項６の構成のように、補正係数をＣ１とし、基準混合率をＫとし、単位時間当たりの農業用水の流量をｑｗとし、所定回数の散水動作で実際に使用された農業用水の総使用量をＱｗとし、所定回数の散水動作で実際に使用された濃縮液の総使用量をＱｆとし、補正されていない目標送出量をｑｆとすると、補正されていない目標送出量ｑｆは、次式、ｑｆ＝ｑｗ／Ｋ、で求められる。また、補正係数演算手段は、散水動作が所定回数終了する毎に補正係数Ｃ１を、次式、Ｐ＝Ｃ１・Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ、で求められる値Ｐに更新する。即ち、次回の散水動作の際に用いる補正係数Ｃ１が実測結果を反映した新たな値に更新される。そして、コントローラが、目標送出量ｑｆを補正係数Ｃ１で割ることで補正を行い、その補正された目標送出量を用いて電磁定量ポンプを制御することで、次回の実測混合率を基準混合率に近づけることができる。
【００２１】
［請求項７の発明］
請求項７の構成のように、補正係数をＣ１とし、基準混合率をＫとし、単位時間当たりの農業用水の流量をｑｗとし、所定回数の散水動作で実際に使用された農業用水の総使用量をＱｗとし、所定回数の散水動作で実際に使用された濃縮液の総使用量をＱｆとし、補正されていない目標送出量をｑｆとし、補正緩和係数をＴとすると、補正されていない目標送出量ｑｆは、次式、ｑｆ＝ｑｗ／Ｋ、で求められる。また、補正係数演算手段は、散水動作が所定回数終了する毎に補正係数Ｃ１を、次式、Ｐ＝Ｃ１（１＋（Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ−１）・Ｔ）、で求められる値Ｐに更新する。即ち、次回の散水動作の際に用いる補正係数Ｃ１が実測結果を反映した新たな値に更新される。そして、コントローラが、目標送出量ｑｆを補正係数Ｃ１で割ることで補正を行い、その補正された目標送出量を用いて電磁定量ポンプを制御することで、次回の実測混合率を基準混合率に近づけることができる。ここで、本発明では、補正緩和係数Ｔを、０＜Ｔ＜１、としたので、前回の補正係数Ｃ１から次回の補正係数Ｃ１への変化が緩やかになり、実測混合率を安定させることができる。
【００２２】
［請求項８の発明］
請求項８の濃縮液混合装置では、流路を流れる流体の供給が開始されてから停止されるまでを１回とした供給動作の間、電磁定量ポンプを駆動して濃縮液を流体に混合する。このとき、濃縮液の流量が微少すぎて計測不能であっても、所定回数の供給動作を通して使用された濃縮液の総使用量は計測可能になる。そして、本発明では、所定回数の供給動作で実際に使用した濃縮液の総使用量と流体の総使用量とを実測して補正係数を演算し、その補正係数を用いて電磁定量ポンプを制御するので、従来より正確に、濃縮液と流体との実測混合率を予め設定された基準混合率に近づけることが可能になる。
【００２３】
［請求項９の発明］
請求項９の濃縮液混合方法によれば、所定回数の供給動作で実際に使用した濃縮液の総使用量と流体の総使用量とを実測して補正係数を演算し、その補正係数を用いて電磁定量ポンプを制御するので、従来より正確に、濃縮液と流体との実測混合率を予め設定された基準混合率に近づけることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１には、灌漑装置１５を備えた農業用ハウス１０が示されている。この農業用ハウス１０内の野菜畑１１には、複数列の畝１２が形成されており、それら各畝１２に沿って野菜１３が植えられている。
【００２５】
灌漑装置１５には、野菜畑１１に農業用水を散水するための灌漑用水路１６と、図示しない溜池又は河川から灌漑用水路１６内に農業用水が引き込むための給水ポンプ１７とが備えられている。灌漑用水路１６は、農業用ハウス１０の一縁部に沿って延びた１つの主水路１６Ａから複数の末端水路１６Ｂが分岐した構造をなし、それら各末端水路１６Ｂが野菜畑１１の各畝１２に沿って延びている。
【００２６】
給水ポンプ１７は、主水路１６Ａの端部に配置され、例えば、給水制御ユニット１８によって駆動制御可能となっている。そして、給水ポンプ１７が駆動されると、溜池等から灌漑用水路１６内に引き込まれた農業用水が主水路１６Ａから各末端水路１６Ｂに送給され、各末端水路１６Ｂに形成された複数の散水孔（図示せず）から散水される。
【００２７】
給水制御ユニット１８には、例えば、タイマ機能が備えられており、所定時間になったら給水ポンプ１７を起動し、給水ポンプ１７の駆動時間が所定時間（例えば、２０〜３０分）になったら給水ポンプ１７を停止する。これにより、自動で散水（灌漑）の開始と停止が行われ、その散水の開始から停止までが本発明に係る「１回の散水動作」になる。
【００２８】
図２に示すように、本発明に係る濃縮液混合装置２０（以下、単に「混合装置２０」という）はタンク２２を備え、このタンク２２には、本発明に係る「濃縮液」としての液肥が貯留されている。タンク２２は、例えば箱形をなし、タンク２２における水位の変化量とタンク２２の底面積との積が液肥の使用量になる。そして、タンク２２には、液肥の水位の変化を検出するための水位計２９が設けられている。この水位計２９の計測結果は、後述するコントローラ２６に取り込まれている。
【００２９】
タンク２２の底面からは管路２３が延びており、その管路２３の先端が本発明に係る電磁定量ポンプ２４の吸引口に接続されている。また、電磁定量ポンプ２４の送出口は管路２５によって、灌漑用水路１６のうち給水ポンプ１７より下流側の主水路１６Ａに接続されている。そして、電磁定量ポンプ２４が駆動されると、タンク２２内の液肥が灌漑用水路１６内に送出される。
【００３０】
電磁定量ポンプ２４は、例えば、株式会社イワキ、エレポン化工機株式会社、株式会社マイセック等の多数のメーカから市販されている公知の構造をなしている。そして、電磁定量ポンプ２４は、一定微小量の液体を送出する送出動作を、所定周期で間欠的に繰り返し、その周期（これを、以下、「送出周期」という）の長短により送出量が変更される構成になっている。従って、送出周期をＳｔとし、電磁定量ポンプ２４の単位時間当たりの送出量をｑとし、１回の送出動作で送出される一定微少量をΔｑとすると、次式（１）の関係が成り立つ。
【００３１】
ｑ＝Δｑ／Ｓｔ ・・・（１）
【００３２】
電磁定量ポンプ２４による液肥の送出量を制御するためにコントローラ２６が設けられている。また、コントローラ２６は、散水動作中にのみ電磁定量ポンプ２４を駆動する。そのためにコントローラ２６には、灌漑装置１５の給水ポンプ１７が駆動中であるか否かを識別するための散水動作識別信号が取り込まれている。
【００３３】
コントローラ２６の外面には、本発明に係る「基準混合率設定手段」としての例えば操作キー３０が備えられている。そして、この操作キー３０を用いて、液肥及び農業用水の目標の混合率である基準混合率を混合装置２０に設定（入力）することができる。
【００３４】
コントローラ２６は、基準混合率と、灌漑用水路１６（詳細には主水路１６Ａ）内を流れる農業用水の流量とに応じて、電磁定量ポンプ２４による液肥の単位時間当たりの目標送出量を決定している。その農業用水の流量を検出するために灌漑用水路１６のうち電磁定量ポンプ２４の排出口との連結部分と給水ポンプ１７との間には流量計２８が設けられている。流量計２８は、公知の構造をなしており、農業用水の単位時間当たりの流量と積算流量の両方を計測することができる。そして、コントローラ２６は流量計２８から単位時間当たりの流量と積算流量の両方を取得している。
【００３５】
コントローラ２６には、図３に示されたポンプ駆動プログラムＰＧ１と、図４に示された補正係数演算プログラムＰＧ２（本発明に係る「補正係数演算手段」に相当する）を記憶した図示しないＲＯＭが備えられている。そして、コントローラ２６に備えた図示しないＣＰＵが、所定周期でこれらポンプ駆動プログラムＰＧ１及び補正係数演算プログラムＰＧ２を繰り返して実行することで、散水動作の間、電磁定量ポンプ２４を駆動しかつその電磁定量ポンプ２４による液肥の送出量が制御される。
【００３６】
具体的には、コントローラ２６（詳細には、コントローラ２６に備えたＣＰＵ）は、ポンプ駆動プログラムＰＧ１を実行すると、給水制御ユニット１８から受けた散水動作識別信号に基づき、給水ポンプ１７が駆動中であるか否か（即ち、散水動作中であるか否か）をチェックする（Ｓ１）。そして、給水ポンプ１７が駆動中（散水動作中）であれば、流量計２８から単位時間当たりの農業用水の流量（この流量を「ｑｗ」とする）を取得し（Ｓ２）、その流量ｑｗを予め設定された基準混合率（この基準混合率を「Ｋ」とする）で除算して、電磁定量ポンプ２４の単位時間当たりの目標送出量ｑｆ（＝ｑｗ／Ｋ）を求める（Ｓ３）。
【００３７】
次いで、コントローラ２６は、上記目標送出量ｑｆを後に詳説する補正係数Ｃ１で除算することで、補正された目標送出量ｑｍ（＝ｑｆ／Ｃ１）を求める（Ｓ４）。そして、目標送出量ｑｍと、電磁定量ポンプ２４の１回の送出動作で送出される設計上の一定微少量Δｑと、上記式（１）とに基づいて、送出周期Ｓｔ（＝Δｑ／ｑｍ）を決定し（Ｓ５）、その送出周期Ｓｔで電磁定量ポンプ２４に送出動作を行わせ（Ｓ６）、ポンプ駆動プログラムＰＧ１を抜ける。これにより、散水動作中（給水ポンプ１７が駆動中）である限り（Ｓ１でＹＥＳ）、電磁定量ポンプ２４が駆動され、農業用水の流量に応じて液肥が農業用水に混合される（Ｓ２〜Ｓ６）。一方、散水動作中（給水ポンプ１７が駆動中）でなければ（Ｓ１でＮＯ）、電磁定量ポンプ２４は停止される（Ｓ７）。
【００３８】
また、コントローラ２６（詳細には、コントローラ２６に備えたＣＰＵ）は、補正係数演算プログラムＰＧ２を実行すると、給水制御ユニット１８から受けた散水動作識別信号に基づき、給水ポンプ１７が停止状態から駆動状態に切り替わったか否か（散水動作が開始されたか否か）をチェックすると共に（Ｓ１０）、給水ポンプ１７が駆動状態から停止状態に切り替わったか否か（即ち、散水動作が停止されたか否か）をチェックする（Ｓ１３）。そして、給水ポンプ１７が停止状態から駆動状態に切り替わった場合、即ち、散水動作が開始された場合には（Ｓ１０でＹＥＳ）、その散水動作の開始時までに流量計２８が計量してきた農業用水の積算流量をＱｗ１として記憶すると共に（Ｓ１１）、散水動作の開始時に水位計２９が計測したタンク２２における液肥の水位をＬ１として記憶する（Ｓ１２）。そして、この補正係数演算プログラムＰＧ２を抜ける。
【００３９】
そして、次にコントローラ２６が補正係数演算プログラムＰＧ２を実行したときに、給水ポンプ１７が駆動中、即ち、散水動作が継続中であった場合には（Ｓ１０でＮＯ，Ｓ１３でＮＯ）、何も行わずに補正係数演算プログラムＰＧ２を抜け、給水ポンプ１７が停止された場合、即ち、散水動作が停止された場合には（Ｓ１０でＮＯ，Ｓ１３でＹＥＳ）、その散水動作の停止時までに流量計２８が計量してきた農業用水の積算流量をＱｗ２として記憶すると共に（Ｓ１４）、散水動作の停止時に水位計２９が計測したタンク２２における液肥の水位をＬ２として記憶する（Ｓ１５）。
【００４０】
次いで、散水動作の停止時における農業用水の積算流量Ｑｗ２から散水動作の開始時における農業用水の積算流量Ｑｗ１を減算して、１回の散水動作で使用された農業用水の総使用量Ｑｗを求める（Ｓ１６）。
【００４１】
次いで、散水動作の開始時のタンク２２における液肥の水位Ｌ１と、散水動作の停止時のタンク２２における液肥の水位Ｌ２との差（＝Ｌ１−Ｌ２）に、タンク２２の底面積を乗じて、１回の散水動作で使用された液肥の総使用量Ｑｆを求める（Ｓ１７）。
【００４２】
ここで、電磁定量ポンプ２４の送出量が設計通りであれば、農業用水の総使用量Ｑｗと液肥の総使用量Ｑｆとの比である実測混合比Ｋ’（＝Ｑｗ／Ｑｆ）と、基準混合率Ｋとが次式（３）の如く一致する。
【００４３】
Ｋ＝Ｋ’（＝Ｑｗ／Ｑｆ） ・・・・（３）
【００４４】
しかしながら、電磁定量ポンプ２４の送出量が設計値と異なっていた場合には、実測混合率Ｋ’と基準混合率Ｋとは相違し、それら実測混合率Ｋ’と基準混合率Ｋとの誤差を反映した比Ｒを、次式（４）を用いて求めることができる。
【００４５】
Ｒ＝Ｋ／Ｋ’＝Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ ・・・・（４）
【００４６】
そして、補正係数演算プログラムＰＧ２では、この比Ｒを前回の散水動作で使用した補正係数Ｃ１に乗じ、その結果を次回の散水動作で用いる補正係数Ｃ１として記憶する（Ｓ１７）。即ち、次回の散水動作で用いる補正係数Ｃ１を説明のために「Ｐ」と置くと、次回の散水動作で使用する補正係数Ｐは、次式（５）によって求めることができる。そして、上記の如く補正係数Ｃ１を更新したら（Ｓ１８）補正係数演算プログラムＰＧ２を抜ける。
【００４７】
Ｐ＝Ｃ１・Ｒ＝Ｃ１・Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ ・・・・（５）
【００４８】
ところで、補正係数Ｃ１は、デフォルト値では、「１」になっている。従って、例えば、灌漑装置１５に混合装置２０を取り付けた後の最初の散水動作では、ポンプ駆動プログラムＰＧ１を実行した際に、ステップＳ３で求めた補正前の目標送出量ｑｆと、ステップＳ４で求めた補正後の目標送出量ｑｍ（＝ｑｆ／１）とは同じ値になる。従って、送出周期Ｓｔは、次式（６）のように決定される。
【００４９】
Ｓｔ＝Δｑ／ｑｆ ・・・（６）
【００５０】
ここで、電磁定量ポンプ２４の１回の送出動作で送出される一定微少量Δｑが設計値通りであったとすると、上記式（６）で求めた送出周期Ｓｔで電磁定量ポンプ２４に送出動作を行わせた場合に、電磁定量ポンプ２４による実際の送出量も設計値通りの値になり、目標送出量ｑｍと一致する。これにより、上記した実測混合率Ｋ’と基準混合率Ｋとも一致し、混合装置２０の目的を達成することができる。このとき、実測混合率Ｋ’と基準混合率Ｋとの比Ｒは「１」になるので、補正係数演算プログラムＰＧ２のステップ１８で補正係数Ｃ１を更新しても、補正係数Ｃ１は「１」のまま維持される。
【００５１】
これに対し、電磁定量ポンプ２４の１回の送出動作で送出される一定微少量Δｑが設計値通りでなかったとすると、補正係数Ｃ１がデフォルト値「１」の状態で、上記式（６）から求めた送出周期Ｓｔで電磁定量ポンプ２４に送出動作を行わせても、電磁定量ポンプ２４による実際の送出量は、目標送出量ｑｆとは異なった値になる。そして、電磁定量ポンプ２４による実際の送出量が、目標送出量ｑｍより大きかった場合には、液肥と農業用水の実測混合率Ｋ’は基準混合率Ｋより大きな値になる。この結果、補正係数演算プログラムＰＧ２のステップ１８に基づいて補正係数Ｃ１を更新した場合に、補正係数Ｃ１はデフォルト値の「１」より大きな値に更新される。
【００５２】
すると、次回の散水動作でポンプ駆動プログラムＰＧ１を実行した際に、目標送出量ｑｆを「１」より大きな補正係数Ｃ１で除算する補正が行われ、その補正後の目標送出量ｑｍは目標送出量ｑｆより小さくなり、送出周期Ｓｔ（＝Δｑ／ｑｍ）は大きくなる。これにより、設計値より大きめであった電磁定量ポンプ２４の実際の送出量が小さくなる方向に補正されて、実測混合率Ｋ’が基準混合率Ｋに近づけられる。
【００５３】
このように本実施形態の混合装置２０では、灌漑用水路１６を流れる農業用水の散水が開始されてから停止されるまでを１回とした散水動作の間、電磁定量ポンプ２４を駆動して濃縮液を農業用水に混合する。このとき、濃縮液の流量が微少すぎて計測不能であっても、１回の散水動作を通して使用された濃縮液の総使用量は計測可能になる。そして、散水動作で実際に使用した濃縮液の総使用量と農業用水の総使用量とを実測して補正係数Ｃ１を演算し、その補正係数Ｃ１を用いて電磁定量ポンプ２４を制御するので、従来より正確に、濃縮液と農業用水との実測混合率を予め設定された基準混合率に近づけることが可能になる。しかも、この混合装置２０は、予め設定された基準混合率Ｋと、流量計２８によって計測された単位時間当たりの流量とに基づいて電磁定量ポンプ２４の目標送出量を決定するので、１回の散水動作の間に、農業用水の流量が変化した場合に、その変化に追従して電磁定量ポンプ２４の目標送出量が変更され、より一層正確に、実測混合率Ｋ’と基準混合率Ｋとを一致させることが可能になる。
【００５４】
［第２実施形態］
本実施形態は、図５に示されており、前記第１実施形態の補正係数演算プログラムＰＧ２におけるステップＳ１８を、以下のステップＳ１９に置き換えた構成になっている。それ以外は、前記第１実施形態と同じ構成であるから、以下、異なる構成に関してのみ説明し、同一の構成に関しては同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００５５】
本実施形態の補正係数演算プログラムＰＧ２におけるステップＳ１９では、前回の散水動作で用いた補正係数Ｃ１に対し、次回の散水動作で使用する補正係数Ｃ１を、以下の式（８）で求めた値Ｐに更新する。
【００５６】
Ｐ＝Ｃ１・（１＋（Ｒ−１）・０．５）
＝Ｃ１・（１＋（Ｋ・Ｑｆ／Ｑｗ−１）・０．５） ・・・・（８）
【００５７】
ここで、実測混合率Ｋ’と基準混合率Ｋとの誤差の比Ｒ（＝Ｋ／Ｋ’）が、例えば、「２」のように比較的大きな値になった場合、前記第１実施形態の構成では、前回の補正係数Ｃ１に対して次回の補正係数（＝Ｐ）が２倍になるように変更される。しかしながら、本実施形態の構成によれば、上記式（８）にＲ＝２を代入すると、以下の式（９）に示すように、前回の補正係数Ｃ１に対して次回の補正係数（＝Ｐ）は１．５倍になる。
【００５８】
Ｐ＝Ｃ１・（１＋（２−１）・０．５）＝１．５・Ｃ１ ・・・（９）
【００５９】
即ち、本実施形態に構成によれば、前記第１実施形態の構成に比べ、補正係数Ｃ１が緩やかに変化し、実測混合率Ｋ’を安定させることができる。
【００６０】
［第３実施形態］
本実施形態は、図６に示されており、前記第１実施形態の水位計２９に代えてタンク２２に水位を計測するための目盛り３１が備えられている。それ以外は、前記第１実施形態と同じ構成であるから、以下、異なる構成に関してのみ説明し、同一の構成に関しては同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００６１】
本実施形態の混合装置２０によれば、所定頻度（例えば３０回の散水動作に対して１度の頻度）で、補正係数の更新を実行する。補正係数の更新を実行するには、１回の散水動作の前後で液肥の水位の変化を目盛り３１を用いて作業者が計測し、作業者が操作キー３０（本発明に係る「データ入力部」に相当する）を用いてコントローラ２６に入力する。これにより、前記第１実施形態と同様に、補正係数を演算することができる。また、第１実施形態の構成に比べて、水位計２９を必要としないから、混合装置２０のコストを下げることができる。
【００６２】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６３】
（１）前記各実施形態の混合装置は、濃縮液として液肥を農業用水に混合する構成であったが、濃縮液として農薬を農業用水に混合する構成としてもよい。
【００６４】
（２）前記各実施形態の混合装置は、灌漑用に用いられていたが、例えば、水が流れる流路に濃縮液としての薬液を混入するシステムに用いてもよい。より具体的には、例えば、水道水に殺菌用の次亜塩素酸を混入するシステムに本発明を適用してもよい。
【００６５】
（３）前記各実施形態の混合装置では、１回の散水動作で使用した農業用水の総使用量と液肥の総使用量から補正係数を更新していたが、複数回の散水動作の間に使用された農業用水の総使用量と液比の総使用量とに基づいて、補正係数を更新する構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の１実施形態に係る灌漑装置の斜視図
【図２】濃縮液混合装置の概念図
【図３】ポンプ駆動プログラムのフローチャート
【図４】補正係数演算プログラムのフローチャート
【図５】第２実施形態の補正係数演算プログラムのフローチャート
【図６】第３実施形態の濃縮液混合装置の概念図
【図７】従来の濃縮液混合装置の概念図
【符号の説明】
【００６７】
１５ 灌漑装置
１６ 灌漑用水路
１７ 給水ポンプ
１８ 給水制御ユニット
２０ 混合装置
２２ タンク
２４ 電磁定量ポンプ
２６ コントローラ
２８ 流量計
２９ 水位計
３０ 操作キー（基準混合率設定手段，データ入力部）
３１ 目盛り
４０ 農業用水
Ｃ１ 補正係数を
Ｋ 基準混合率を
Ｋ’ 実測混合率
ＰＧ１ ポンプ駆動プログラム
ＰＧ２ 補正係数演算プログラム
【出願人】 【識別番号】０００１１６６３３
【氏名又は名称】愛知時計電機株式会社
【住所又は居所】愛知県名古屋市熱田区千年１丁目２番７０号
【出願日】 平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【代理人】 【識別番号】１００１１２４７２
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 弘
【公開番号】 特開２００６−２５７５３（Ｐ２００６−２５７５３Ａ）
【公開日】 平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【出願番号】 特願２００４−２１２４７６（Ｐ２００４−２１２４７６）